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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游坤明
研究生(外文):Kun Ming You
論文名稱:結合多通道織物電極、數位訊號處理器及獨立成分分析法於胎兒心率量測之研究
論文名稱(外文):The measurement of fetal heart rate using multi-channel textile electrodes,digital signal processor and independent component analysis
指導教授:趙一平趙一平引用關係
指導教授(外文):Y. P. Chao
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
論文頁數:71
中文關鍵詞:胎兒心電圖數位訊號處理器獨立成分分析法織物電極心率
外文關鍵詞:Fetal electrocardiogramDigital signal processorIndependent component analysisTextile electrodeHeart rate
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目錄
指導教授推薦書
口試委員審定書
致謝 iii
摘要 iv
Abstract vi
目錄 viii
圖目錄 x
表目錄 xii
第一章 簡介 - 1 -
1.1 前言 - 1 -
1.2 研究動機 - 2 -
1.3研究目的 - 3 -
第二章 研究理論與背景 - 4 -
2.1心電圖簡介 - 4 -
2.1.1胎兒心電圖 - 5 -
2.1.2胎兒心電圖偵測方式 - 6 -
2.2獨立成份分析法 - 7 -
2.2.1中央極限定理 - 10 -
2.2.2 FastICA - 11 -
2.2.3前置處理 - 12 -
2.2.4解分離矩陣 - 14 -
2.3交互相關性 - 15 -
2.4 R波偵測 - 16 -
2.5自適應濾波器 - 18 -
2.6文獻回顧 - 20 -
第三章 系統架構與實作 - 21 -
3.1資料素材 - 22 -
3.2訊號收集閘道器 - 24 -
3.3定點數位訊號處理器 - 25 -
3.3.1 TMS320C5515 特色及應用 - 25 -
3.3.2暫存器資源配置 - 26 -
3.3.3數位訊號處理器開發平台 - 27 -
3.4訊號前置處理 - 29 -
3.5交互相關樣板 - 29 -
第四章 結果與討論 - 31 -
4.1 ICA演算法實作在DSP上測試 - 31 -
4.1.1 ICA資料濾除效果 - 31 -
4.1.2 ICA運算耗費空間大小 - 35 -
4.1.3 ICA運算時間 - 36 -
4.2 MIT-BIH Training Set A R-peak測試 - 37 -
4.2.1 MIT-BIH Training Set A R-peak 演算流程 - 37 -
4.2.2 MIT-BIH Training Set A R-peak 演算結果 - 40 -
4.3孕婦實際測試 - 43 -
4.3.1判定訊號品質 - 43 -
4.3.2實際孕婦資料演算流程 - 47 -
4.3.3實際孕婦資料分析結果 - 49 -
4.4孕婦實際測試流程修改 - 50 -
4.4.1新實際孕婦資料演算流程 - 51 -
4.4.2新實際孕婦資料演算流程分析結果 - 55 -
第五章 結論 - 57 -
參考文獻 - 59 -

圖目錄
圖2-1標準心電圖範例 - 4 -
圖2-2各個來源訊號與每個麥克風之間相對位置 - 8 -
圖2-3每個麥克風收集到的混合訊號 - 8 -
圖2-4混合訊號經由獨立成份分析法運算後結果 - 9 -
圖2-5 不同的高斯分布 - 11 -
圖2 6交互相關[11] - 16 -
圖2-7 So and Chan R 波偵測流程圖 - 17 -
圖2-8自適應濾波器流程圖[20] - 19 -
圖3-1中原大學孕婦托腹帶模式架構圖 - 21 -
圖3-2中原大學孕婦托腹帶外部 - 22 -
圖3-3中原大學孕婦托腹帶內部 - 22 -
圖3-4托腹帶織物電極對應至孕婦肚皮下方示意圖 - 23 -
圖3-5 ADS1294 功能方塊圖 - 24 -
圖3-6 TMS320C5515 eZdsp™ 實體圖 - 25 -
圖3-7 TMS320C5515 功能方塊圖 - 26 -
圖3-9 DSP程式發展流程圖 - 28 -
圖3-10 (a)母親Template,(b)胎兒Template - 30 -
圖4-1 MIT-BIH Training Set A 7~9秒a15 - 32 -
圖4-2 MATLAB執行ICA結果 - 32 -
圖4-3 DSP執行ICA結果 - 33 -
圖4-4 DSP執行ICA結果-D1標上顯示 - 33 -
圖4-5 DSP執行ICA結果-D2標上顯示 - 34 -
圖4-6 MIT-BIH Training Set A R-peak 演算流程 - 38 -
圖4-7 a05 7~10秒 Raw data - 38 -
圖4-8 a05 7~10秒 ICA演算結果 - 39 -
圖4-9 a05 7~10秒 刪去母親ECG結果 - 40 -
圖4-10訊號品質良好 - 44 -
圖4-11訊號品質差(似有似無) - 45 -
圖4-12訊號品質差 - 45 -
圖4-13無法看到胎兒訊號 - 46 -
圖4-14實際孕婦資料演算流程 - 48 -
圖4-15新實際孕婦資料演算流程圖 - 51 -
圖4-16 ICA流程後算出相關係數 - 52 -
圖4-17自適應誤差訊號、微分、平方 - 53 -
圖4-18平方加上動態閥值 - 54 -

表目錄
表4-1母親R-peak位置比較 - 34 -
表4-2胎兒R-peak位置比較 - 34 -
表4-3執行ICA各程序間所配置動態Array大小 - 35 -
表4-4 ICA在DSP運算時間表 - 36 -
表4-5 a05胎兒R-peak運算結果 - 41 -
表4-6 a05母親R-peak運算結果 - 42 -
表4-7 MIT-BIH Training Set A測試結果 - 43 -
表4-8孕婦資料訊號品質 - 46 -
表4-9孕婦35週5月19日資料分析結果 - 49 -
表4-10孕婦38週5月12日資料分析結果 - 49 -
表4-11孕婦35週5月19日新流程資料分析結果 - 55 -
表4-12孕婦38週5月12日新流程資料分析結果 - 55 -
[1] 維基百科, "各國人口出生率列表".
[2] 內政部統計處, "嬰兒出生率統計",2014.
[3] 一般產前檢查,http://www.abcmami.com/other/01.htm#c
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[21] 余宗翰,"拉普拉斯電極為基礎之胎兒心電圖監測系統",中原大學醫學工程學系碩士學位論文.
[22] 張庭瑄,"Realization of ECG Analysis for Smart Cloth on a Mobile Device",中原大學醫學工程學系碩士學位論文.

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