《非接觸式腸道運動監測理論和技術研究》是依託南京理工大學，由顧陳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非接觸式腸道運動監測理論和技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：顧陳
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前臨床醫學界對腸道運動及其變換規律缺乏準確認識的問題，本項目提出將矢量感測器陣列理論和非接觸式生命體徵監測技術相結合，利用矢量感測器陣列高空間解析度和陣列孔徑尺寸小的優點，實現非接觸式腸道運動監測。通過建立基於矢量感測器陣列的腸道近場模型，使其適用於腸道運動監測；開展基於克拉美羅界的矢量感測器陣列設計，重點考慮不同陣列參數對克拉美羅界的影響；開展腸道運動的多參數聯合估計，重點考慮基於傳播運算元的聯合估計算法設計；開展腸道運動定位及運動狀態評估，重點考慮腸道運動定位及運動狀態評估算法設計；開展腸道運動智慧型診斷方法的研究，重點考慮利用K-均值聚類算法來建立腸道運動模式分類器，並且構建腸道運動模式和腸道動力性疾病之間的映射關係。本項研究有望為臨床醫學研究腸道運動規律、評定腸道動力性能提供科學的定量依據，對腸道動力性疾病的早期診斷、評估危重病人腸道的消化功能和臨床預後具有十分重要的意義。
結題摘要
本項目將矢量感測器陣列理論和非接觸式生命體徵監測技術相結合，開展非接觸式腸道運動監測研究。本項研究有望突破目前腸道運動臨床監測接觸式的技術局限和缺乏準確認識的問題，實現對人體腸道運動的非接觸式實時有效監測和疾病診斷，進而推動非接觸式生命體徵監測技術向臨床醫學監護方向發展。圍繞研究目標，本項目在矢量感測器陣列的腸道近場模型的建立、感測器陣列結構設計、腸道運動高精度多參數聯合估計、腸道運動信號提取及運動狀態評估和腸道運動智慧型診斷等方面進行研究。主要成果如下：1、建立了基於矢量感測器陣列的腸道近場模型，並計算矢量感測器陣列的克拉美羅界。2、根據符合臨床腸道運動監測的需求的發射信號波長和腸道尺寸，對一維線陣和二維方陣進行陣列方向圖約束和旁瓣最佳化，設計了腸道監測感測器陣列的最佳化拓撲結構。3、提出基於MI-ESPRIT的電磁矢量感測器稀疏陣列多參數估計算法，通過擴展陣列孔徑，獲得高精度腸道運動頻率-角度參數估計。提出利用線性嵌套矢量感測器天線陣列的極化-角度-頻率多參數估計方法，該方法可獲得腸道運動的高精度參數聯合估計，且運算量較低，陣列幾何結構簡單，適用於尺寸受限的臨床監測場合。4、分析了人體胃和各腸道運動狀態，提出了基於經驗模式分解和經驗小波變換的腸動信號提取方法，解決了人體生命體徵信號無法準確分離的問題。構建了數字中頻CW非接觸式生物雷達，獲得獨立的實測人體腸道運動信號。5、在傳統特徵的基礎上，提出了腸動能量標準差、腸動一致性等反應腸道運動的新特徵。根據醫院病例，進行胃動異常和腸動異常情況的疾病分類，實現胃疾病/腸道疾病的智慧型診斷。
