專利名稱：一種可以代表亞洲人群特征的cfm濾波補償的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可以代表亞洲人群特征的CFM濾波補償，更確切地說適用于醫用數字信號處理的數字濾波器，適用于研究開發和醫療儀器。屬于一種數字濾波領域。
背景技術：
多年來，腦損傷一直是新生兒期死亡和致殘的最主要原因。2004年衛生部統計數據顯示，新生兒死因構成中窒息及其并發癥占26.5%，列居首位。另外，早產兒腦損傷(包括顱內出血和腦室周白質軟化)也是造成兒童腦癱和智力低下的重要原因。因此新生兒腦損傷的早期診斷研究，并適時地在全國范圍內進行新生兒腦損傷篩查，對提高我國的人口與健康水平有著非常重要的現實意義。
振幅整合腦功能監護對新生兒腦損傷的早期發現和篩查具有極其重要的作用，數字式振幅整合腦功能監護有別于傳統的腦電，其機理并不在于具體某一時刻的腦電圖波形，而在于長時間的變化趨勢。自從國外提出振幅整合腦電這一新的信號處理方法以來，美歐等國都加強對這一醫學領域的研究，國內的振幅整合腦電圖的起步較晚，本發明申請人之一復旦大學附屬兒科醫院的邵肖梅教授等率先在90年代末開始對新生兒的振幅整合腦電進行研究。所開展的全國多中心臨床研究結果顯示，具有24小時連續多方位監護的振幅整合腦功能監護在新生兒腦損傷診斷中具有很好的效果。該研究是目前世界上3個樣本量最大的臨床多中心研究之一，也是唯一一個代表亞洲人群特征的研究。
振幅整合腦功能監護，主要采樣體表腦電信號，經過信號處理后，提取信號的振幅變化，進行記錄。具有安全、方便、準確、不易受干擾等優點。但真正能代表大腦皮層活動狀態的的信號是大腦皮層的電生理信號，經過從大腦皮層到體表的傳播，信號有較大的傳輸衰減，并且不同頻率分量的衰減并非呈線性變化。未加補償濾波的體表腦電信號的振幅信號對新生兒腦損傷的臨床診斷并無太大的作用，因此CFM補償濾波器對振幅整合腦功能監護具有極重要的作用。經過補償后的信號才能更接近大腦皮層的真實活動情況。尤其亞洲人群中新生兒頭骨比同齡的歐美人群的頭骨薄，并電解質含量也有差距，從而引導出本發明的構思是視圖提供一種適用并可代表亞洲人群特性的CFM濾波補償。發明內容
本發明的目的在于提供一種適用并可代表亞洲人群的CFM濾波補償，主要用于對腦電信號的濾波補償。通過體表采集放大后的的體表腦電信號，經過CFM補償濾波器，使信號更能接近大腦皮層的真實活動情況(見附圖1)，但不同的補償算法和補償特征譜對不同的人群的適應性不同，通過大量的臨床實驗和比對，采集和研究了近千例健康的和各種具有腦損傷新生兒腦電信號，發明人提出了適合我國可以代表亞洲人群特征的CFM濾波補償譜圖，設計出本發明申請中的CFM補償濾波器。
所述的CFM濾波補償的幅頻響應曲線和相頻特征曲線如附圖2、3中所示。對不同頻段的新生兒腦電信號，其補償特性并不一致，在5Hz以下頻段，其補償特性近似對數曲線(0.1Hz為-80db、lHz為-20db、2Hz為_6db);在5Hz到16Hz段，其補償特性近似斜率較低的直線(5Hz為-2db、16Hz為2db);在16Hz到30Hz，其補償特性近似負斜率的直線(16Hz為2db、30Hz為-24db);在30Hz以上頻段，其補償特性近似比較平緩的負斜率直線(30Hz為-24db、130Hz為-60db)。CFM補償濾波器的相頻特征基本為線性。
該濾波補償譜圖和國外文獻上的不一致之處在于，亞洲人群特別是亞洲新生兒的頭骨比同齡的歐美人群的頭骨薄，并電解質含量也有所差異。因此，振幅整合腦電在國內的應用與國外的應用效果不同，而采用了本發明描述的CFM補償濾波器以后，差異很小。因此，本發明的重要性不言而喻。
圖1為本發明的應用示意圖。
圖2為本發明所述的CFM濾波的幅頻特征曲線。
圖3為本發明所述的CFM濾波的相頻特征曲線。
圖4為本發明所述的CFM濾波的幅頻特征曲線低頻段放大曲線。
具體實施方式
CFM補償濾波器可以采用傳統的FIR濾波器或IIR濾波器來實現。下面結合具體實施例對本發明做進一步說明，應清楚，以下只是對本發明的一個說明，而不應當認為是對本發明的限定。
以使用FIR數字濾波器為例，在具體實現中設采樣頻率為400Hz，可以采用200階的FIR數字濾波器
權利要求
1.一種可以代表亞洲人群特征的CFM濾波補償，使用FIR或IIR型數字濾波器，其特征在于設采樣頻率為400Hz，采用200階的FIR或IIR濾波器，CFM的濾波補償為
2.按權利要求1所述的濾波補償，其特征在于采用200階以上的濾波器，則濾波補償效果更好。
3.按權利要求1所述的濾波補償，其特征在于不同頻段的新生兒腦電信號濾波補償特征不一致。
4.按權利要求3所述的濾波補償，其特征在于所述的濾波補償中幅頻響應特征是: ①在5Hz以下頻段，其補償特性近似對數曲線； ②在5Hz到16Hz段，其補償特性近似斜率較低的直線； ③在16Hz到30Hz，其補償特性近似負斜率的直線； ④在30Hz以上頻段，其補償特性近似比較平緩的負斜率直線。
5.按權利要求3所述的濾波補償，其特征在于所述的濾波補償中相頻特征為線性。
全文摘要
本發明涉及一種可以代表亞洲人群特征的CFM濾波補償，使用FIR或IIR數字濾波器，其特征在于設采樣頻率為400Hz，采用200階的FIR或IIR濾波器，CFM的濾波補償為其中，h(i)為符合濾波補償譜圖的濾波器單位沖擊響應；使用頻率抽樣法進行濾波器參數計算，使用12位長的整型參數。采用200階以上的濾波器，則濾波補償效果更好。不同頻段的新生兒腦電信號濾波補償特征不一致。采用了本發明描述的CFM補償濾波后，使新生兒腦電信號與國外的應用效果差異很小。
文檔編號A61B5/0476GK103181761SQ20111045823
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者邵肖梅, 鄭豪杰, 虞強, 王志中, 周文浩, 程國強 申請人:復旦大學附屬兒科醫院, 上海麗捷儀器設備有限公司, 鄭豪杰