1、非侵入式胎儿心电图去噪：深度卷积编解码网络的应用

非侵入式胎儿心电图去噪：深度卷积编解码网络的应用

1. 引言

先天性心脏缺陷是导致出生缺陷相关死亡的主要原因之一，因此受到了广泛的研究关注。非侵入式胎儿心电图（NI - FECG）信号从孕妇腹部记录，它不仅能准确估计胎儿心率（FHR），还有望提供与胎儿心脏病理状况相关的形态学信息，故而备受瞩目。

然而，尽管成人心电图信号处理领域已取得显著进展，但NI - FECG信号的分析仍处于起步阶段。实际中，从孕妇腹部非侵入式获取的NI - FECG信号不可避免地会受到各种噪声的污染，如电力线干扰和电极接触噪声等。本质上，腹部心电图信号可分为三类：母体心电图（MECG）、胎儿心电图（FECG）和噪声。为了获得NI - FECG信号形态的清晰参数，以识别胎儿和母亲的心脏活动，通常需要进行初步的去噪处理。但NI - FECG去噪是一项具有挑战性的任务，因为它是一种非平稳生物信号，去噪难度较大。

为了降低NI - FECG信号的噪声，人们采用了许多去噪系统，如数字滤波器和小波变换阈值方法。例如，有人使用带通巴特沃斯滤波器（BPB）对NI - FECG信号进行预处理；还有人使用低通（459阶）和高通（2234阶）滤波器实现2 - 46 Hz的带通FIR滤波器，并采用零相位数字滤波来最小化NI - FECG信号的启动和结束瞬变。另外，在小波域应用软阈值的去噪方法也被提出，它对一维和二维信号的降噪都很有效。有人研究了几种不同小波基的小波阈值方法的性能，结果表明coif5基和rigrsure方法的组合在降低心电图信号噪声方面效果良好。还有人先使用陷波滤波器消除电力线干扰，再使用小波软阈值去噪方法（WST）去除NI - FECG信号中的高频噪声。

尽管数字滤波器和小波变换阈值方法在成人心