针刺电信号的分析与特征提取

论文摘要

针灸是一种传统的治疗方法,探索针灸的功能及其机理,对临床诊断及研究有重要的指导价值。目前为止,还没有系统性的对于针刺电信号进行研究,本文采用现代时间序列分析方法对针刺电信号进行了深入研究并得到关于针刺手法作用的一些特征参数。本文设计两类实验,一是四种针刺手法针刺足三里测取大鼠脊髓背角神经束动作电位;二是同种针刺手法的四种不同针刺频率针刺足三里测取大鼠脊髓背角神经元动作电位。本文将小波理论与信息论方法结合,对针刺电信号进行分析。建立了基于小波分析的小波能量熵的计算方法。将小波熵应用于针刺电信号的特征提取与分类上,有效地将不同频率及不同手法进行区分,并得到能量分布特点。本文首次提出时间窗放电频率分析,量化单位时间段内信号放电频率的变化趋势,反映不同频率及手法作用时脊髓背角针刺电信号的强度变化。采用了峰峰间期(ISI)的概念,对针刺电信号进行ISI分布的分析,得到不同频率及手法的ISI分布特点,并首次发现不同频率段及针刺手法间ISI变化趋势的相关性。我们首次将信号类选应用于针刺信号分析,提取单个神经元的放电序列进行分析,从编码角度及与整体统计分析得到的结论进行比较,归纳不同神经元对于不同针刺频率和手法的响应特点。本文对针刺手法的实验数据进行不同的现代时间序列分析,得到了针刺电信号的特征参数从而提取信号,结论为针刺的量化及科学化奠定了一定的理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究思路
• 1.3 主要贡献
• 1.4 内容安排
• 第二章 文献综述
• 2.1 引言
• 2.2 足三里在针灸治疗中的作用
• 2.3 针刺与电信息的关系
• 2.4 针刺与脊髓背角电信号
• 2.5 小结
• 第三章 针刺实验设计
• 3.1 同种针刺手法四种频率针刺足三里测得脊髓背角神经束动作电位实验设计及结果
• 3.1.1 实验流程
• 3.1.2 实验装置连接图
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 记录放电
• 3.2 针刺足三里测得脊髓背角神经束动作电位实验设计及结果
• 3.2.1 实验结果
• 第四章 针刺电信号分析整体框架及数据预处理
• 4.1 实验数据分析框架
• 4.2 针刺电信号预处理
• 4.2.1 小波降噪
• 4.2.2 基于小波熵的阈值降噪
• 第五章 脊髓背角电信号的分析与处理
• 5.1 小波和熵
• 5.1.1 小波多分辨率分析
• 5.1.2 小波能量熵
• 5.2 单位时间窗放电频率分析
• 5.3 峰峰间期ISI分析
• 5.4 脊髓背角不同频率针刺电信号分析结果
• 5.4.3 小波能量熵分析结果
• 5.4.4 单位时间窗放电频率分析结果
• 5.4.5 峰峰间期ISI分析结果
• 5.5 脊髓背角不同针刺手法电信号分析结果
• 5.5.1 小波能量熵分析结果
• 5.5.2 单位时间窗放电频率分析结果
• 5.5.3 峰峰间期ISI分析结果
• 5.6 总结
• 第六章 脊髓背角电信号的单次实验分析
• 6.1 信号类选算法
• 6.1.1 放电检测
• 6.1.2 小波系数的选择
• 6.1.3 聚类算法——超顺磁聚类
• 6.2 信号类选聚类结果
• 6.2.1 不同频率实验组分析结果
• 6.2.2 不同手法实验组分析结果
• 6.3 结论
• 第七章 总结
• 7.1 结论
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢