基于EKF+EKS的BCG动态高斯模型滤波研究

王子民 甘智宇 刘振丙

1(桂林电子科技大学计算机与信息安全学院 广西 桂林 541000)2(桂林电子科技大学电子工程与自动化学院 广西 桂林 541000)3(广西自动检测技术与仪器重点实验室 广西 桂林 541000)4(广西信息科学实验中心 广西 桂林 541004)

0 引 言

BCG信号是心脏在周期性地泵血过程中产生的微弱且复杂的作用力[1]。基于牛顿第三定律，在心脏规律的收缩和舒张过程中，血液流经动静脉又回到心脏的过程会对人体产生反作用力。当血液因心房和心室的收缩流出时对人体产生作用力;当经过血管不同位置，尤其是流经大血管的弯曲处时由于冲击力作用对身体产生反作用力；血液流动时血管的弹性运动产生的作用力。以上三种作用力的合力引起了心冲击运动[1-2]，心冲击图信号源于心脏机械收缩以及大血管中的血液被突然加速而对身体产生的反作用力，因此BCG信号可以反映心脏的机械活动[3-4]，图1所示为BCG信号波形。

心脏病已经成为了国民健康的最大威胁，BCG信号可为心脏疾病提供有效的检测、诊断和治疗信息[5]。BCG信号单周期内有相同的6个特征点，但每个周期形态有差异，同一人在不同健康状态或者不同环境条件采集的BCG信号有差异。随着研究的深入，科研和医务人员均需要克服采集环境和个体差异影响的正常健康个体BCG信号，McSharry[6]提出的心电图(Electrocardiogram，ECG)信号动态高斯模型和Almasi[7]提出的心音(Phonocardiogram，PCG)信号的动态高斯模型，由于BCG信号、ECG信号和PCG信号均属于生物医学的微弱信号，因此可以设计一个合成BCG信号的动态高斯模型。……