【摘要】：子宮肌電信號(hào)(Electrohysterogram,EHG)反映了由子宮肌層的電活動(dòng)引起的子宮機(jī)械性收縮情況,它在檢測(cè)宮縮、預(yù)測(cè)早產(chǎn)和改善圍產(chǎn)兒結(jié)局等方面發(fā)揮著重要作用。通過采集孕婦的EHG信號(hào)來監(jiān)測(cè)宮縮,進(jìn)而對(duì)早產(chǎn)進(jìn)行判別,有望成為診斷早產(chǎn)的重要方法。研究表明,利用Laplacian電極記錄生理信號(hào)可以獲得比傳統(tǒng)電極更好的空間分辨率和局部靈敏度,然而,該種電極在EHG信號(hào)的記錄上沒有得到深入的研究和應(yīng)用。因此,本研究旨在通過計(jì)算機(jī)仿真、鹽水槽實(shí)驗(yàn)以及真實(shí)人體實(shí)驗(yàn)來比較不同電極采集EHG信號(hào)的性能,確定最優(yōu)采集EHG信號(hào)的電極結(jié)構(gòu)。本研究首先利用COMSOL軟件建立了腹部圓柱和腹部半球模型,通過計(jì)算機(jī)仿真比較了雙極同心圓電極、準(zhǔn)雙極同心圓電極和三極同心圓電極采集EHG信號(hào)的準(zhǔn)確度、靈敏度和一致性,并且評(píng)估了脂肪和肌肉厚度對(duì)不同尺寸的三極同心圓電極電勢(shì)衰減的影響。結(jié)果顯示,三極同心圓電極的相對(duì)誤差明顯小于其他電極(p0.001);相比于準(zhǔn)雙極同心圓電極,雙極和三極同心圓電極具有更大的Laplacian電勢(shì)衰減。而且,三種同心圓電極和單極電極檢測(cè)到的EHG信號(hào)具有相似的幅值變化。此外,單因素方差分析表明,對(duì)于不同外環(huán)半徑的三極同心圓電極,脂肪和肌肉厚度的變化對(duì)電勢(shì)的衰減有顯著性影響(p0.01)。因此,與其他電極相比,三極同心圓電極具有較好的EHG信號(hào)采集性能。其次,為了驗(yàn)證計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)鹽水槽實(shí)驗(yàn)。通過鹽水槽的偶極子和偶極子帶實(shí)驗(yàn),計(jì)算隨著信號(hào)源的移動(dòng)三種同心圓電極Laplacian電勢(shì)的衰減情況,對(duì)電極的局部靈敏度進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果顯示,無論是偶極子還是偶極子帶實(shí)驗(yàn),雙極和三極同心圓電極的電勢(shì)衰減都大于準(zhǔn)雙極同心圓電極,證明雙極和三極同心圓電極具有較好的局部靈敏性,對(duì)信號(hào)源更加敏感。最后,為了評(píng)價(jià)三極同心圓電極采集EHG信號(hào)的性能,制作了柔性三極同心圓電極。利用柔性三極同心圓電極和傳統(tǒng)藍(lán)點(diǎn)電極在孕婦腹部表面同時(shí)采集EHG信號(hào),并對(duì)信號(hào)的均方根、樣本熵、功率譜和信噪比等特征值進(jìn)行評(píng)估。在人體實(shí)驗(yàn)中,三種電極(柔性三極同心圓電極、藍(lán)點(diǎn)電極和圓盤電極)檢測(cè)到的EHG信號(hào)宮縮段的均方根均大于非宮縮段,柔性三極同心圓電極和藍(lán)點(diǎn)電極檢測(cè)到的EHG信號(hào)宮縮段的樣本熵均顯著小于非宮縮段(p0.05)。此外,三種電極檢測(cè)到的EHG信號(hào)宮縮段的能量分布一致(p0.05),主要集中在0.1-0.34Hz。而且,相比于圓盤電極,柔性三極同心圓電極和藍(lán)點(diǎn)電極采集的EHG信號(hào)都有較大的信噪比。結(jié)果表明,柔性三極同心圓電極與藍(lán)點(diǎn)電極采集的EHG信號(hào)特征變化一致,且能量分布集中,信噪比大,能有效地監(jiān)測(cè)孕婦的子宮活動(dòng)。根據(jù)以上研究可知,三極同心圓電極在采集EHG信號(hào)時(shí),具有較高的精度和較好的局部靈敏度,采集到的EHG信號(hào)能量分布集中,且信噪比大。因此,三極同心圓電極能有效地檢測(cè)子宮收縮活動(dòng),為早產(chǎn)診斷提供更準(zhǔn)確的信息。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R714;TN911.6

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本文編號(hào)：2599236