音乐对脑血流动力学特性的影响

论文摘要

当今社会,脑血管病是危害人类健康的三大杀手之一,在世界范围内,其致残率高居第一,是人类的多发病。音乐治疗不仅以飞快的速度在发展,而且慢慢的被大家认可。大家都知道,人脑是人体中最重要、最精密的生命器官,它功能复杂,能够部分反映人的生理情况。本文就从脑血流入手,看看音乐会对人有什么样的生理影响。本文利用Cakewalk Sonar电脑音乐软件编制了悲哀音乐和欢快音乐。然后进行实验,以测得不同状况下的脑血流频谱图。根据一些参考文献得知,许多脑血流动力学参数必须通过包络线来计算,因此提取脑血流图的包络线是首先要实现的目标。先对脑血流频谱图进行截取,用MATLAB编写的程序提取包络线。由于超声多普勒信号中含有血管壁信号和检测时由于探头移动而产生的噪声,而且实验中在提取和拟合最大频率曲线的过程中,也会由于误差而产生噪声,因此要对最大频率曲线进行降噪。超声多普勒血流信号具有非平稳性,传统的基于均方误差的技术在降噪的同时又会引入额外的噪声,以致降噪效果不理想。Donoho (1995)提出的基于小波变换的软阂值降噪算法,结合小波包变换后,与传统的算法(如硬阈值)相比,该方法对超声多普勒信号取得了较好的降噪效果。本文以数字信号处理为基础,通过分析小波及小波包的去噪方法,选择了合适的方法对包络线进行去噪处理。再用程序计算出主要的脑血流动力学参数。最后利用Excel做出这些参数的比较图,从而得出相应的结论。随着医学的进步,越来越多的人意识到音乐治疗的重要性,音乐治疗已逐渐地用于治疗脑血管疾病。因此,研究音乐对脑血流的影响及检验音乐对治疗脑血管病的疗效,并制定出相应的治疗方案已经成为需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的和意义
• 1.2 音乐治疗的发展
• 1.3 音乐对人体的作用
• 1.4 课题的研究任务和目标
• 第2章 脑血流采集仪器介绍
• 2.1 TCD的原理
• 2.1.1 超声波的特性
• 2.1.2 多普勒效应
• 2.2 血流速度的检测
• 2.3 TCD诊断系统
• 2.3.1 TCD仪器的基本组成部分
• 2.3.2 TCD检测血管的重要参数
• 2.3.3 TCD频谱图及其特点
• 2.3.4 频谱图的包络提取
• 第3章 Cakewalk Sonar简介
• 3.1 播放前的准备工作
• 3.1.1 使用硬件音源时的设置步骤
• 3.1.2 使用软件音源时的设置步骤
• 3.1.3 设置音轨输出
• 3.2 音乐的制作
• 3.2.1 用钢琴卷帘窗编辑音符
• 3.2.2 修改MIDI信息
• 3.3 将MIDI转化为音频
• 第4章 小波变换的基本理论
• 4.1 小波变换引入的背景
• 4.1.1 小波简史
• 4.1.2 傅立叶变换
• 4.1.3 短时傅立叶变换
• 4.1.4 小波概念及特点
• 4.1.5 小波变换的几个基本定义
• 4.2 小波变换
• 4.2.1 连续小波变换
• 4.2.2 离散小波变换
• 4.2.3 二进小波变换
• 4.3 多分辨率分析
• 4.4 Mallat算法
• 4.4.1 Mallat分解算法
• 4.4.2 Mallat重构算法
• 第5章 小波及小波包的去噪应用
• 5.1 小波模极大值去噪
• 5.1.1 小波变换与Lipschitz指数的关系
• 5.1.2 信号在小波变换下的特性
• 5.1.3 白噪声的模极大值传播特性
• 5.1.4 小波消噪算法
• 5.2 小波阈值去噪方法
• 5.2.1 含噪信号的小波分析特性
• 5.2.2 噪声在小波分解下的特性
• 5.2.3 用小波分析对信号消噪
• 5.2.4 阈值的选取
• 5.3 小波包进行消噪
• 5.3.1 小波包变换的基本原理
• 5.3.2 小波包的定义
• 5.3.3 小波基的选择
• 5.3.4 小波包消噪的步骤
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢