用于提取早产儿脑氧合信号中去饱和瞬变的稀疏去噪方法
定量方法
2021-08-23 v1 医学物理
摘要
早产儿在出生头几天因脑氧输送不良而罹患脑损伤的风险很高。近红外光谱（NIRS）是一项成熟的用于监测局部组织氧合的技术。对脑NIRS信号进行详细波形分析可提升该方法在准确预测脑损伤方面的临床效用。极早产儿中常观察到频繁的瞬时脑氧去饱和，但其临床意义仍不明确。本研究的目的是检验并比较两种不同方法在隔离和提取NIRS信号内瞬态偏转方面的性能。我们优化了三种不同的同步低通滤波与全变分去噪（LPF_TVD）方法，并将其性能与最近提出的采用奇异谱分析和离散余弦变换（SSA_DCT）的方法进行比较。LPF_TVD方法的参数通过使用合成类NIRS信号在网格搜索上优化。SSA_DCT方法经后处理流程修改以增加提取分量的稀疏性。我们使用合成类NIRS数据集的分析表明，LPF_TVD方法优于修改后的SSA_DCT方法：LPF_TVD方法的中位均方误差为0.97（95% CI：0.86至1.07），低于修改后的SSA_DCT方法的1.48（95% CI：1.33至1.63），P<0.001。双低通滤波与全变分去噪方法的计算效率高出SSA_DCT方法3至4个数量级。尚需更多研究来检验这些方法在真实NIRS信号中提取氧去饱和的效能。
引用
@article{arxiv.2108.09217,
title = {Sparse-Denoising Methods for Extracting Desaturation Transients in Cerebral Oxygenation Signals of Preterm Infants},
author = {Minoo Ashoori and Eugene M. Dempsey and Fiona B. McDonald and John M. O'Toole},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09217},
year = {2021}
}