【摘要】：隨著生活水平的提高以及日益嚴重的人口老齡化問題,心血管疾病已經(jīng)成為嚴重危害人們身體健康的重大問題。血壓、血氧和心率等作為心血管疾病預防和診斷的重要體征參數(shù),其無創(chuàng)檢測可以幫助人們隨時了解自身身體狀況,但是目前心血管參數(shù)檢測技術通常存在功能單一、精度不高、操作復雜等缺點。針對以上背景和意義,本文提出了一種基于指端脈搏波的心血管參數(shù)無創(chuàng)檢測系統(tǒng),實現(xiàn)人體血氧、血壓、心率、呼吸頻率、血流灌注指數(shù)等生理指標的無創(chuàng)檢測。首先,對于脈搏波信號采集后的噪聲干擾問題,本文提出了一套較為完整的預處理濾波算法,包括五點遞推平均濾波算法、基于SPA的Detrend去基線漂移算法、基于改進三次樣條差值的EMD去噪算法。經(jīng)預處理后的脈搏波很好的去除了高、低頻噪聲及基線漂移干擾,為之后心血管參數(shù)計算奠定了基礎。其次,根據(jù)預處理得到的PPG信號,設計了高精度的心血管參數(shù)檢測算法,實現(xiàn)血氧、血壓、心率、呼吸頻率、血流灌注指數(shù)等生理指標無創(chuàng)檢測。在計算血氧值時,采用了兩種血氧特征值提取算法:基于線性回歸的血氧特征值提取算法與基于移動平均的血氧特征值提取算法,并通過標定試驗分析擇取最優(yōu)算法;在計算血壓值時,首先利用基于加速脈搏波的PWTT提取算法建立PWTT與收縮壓線性關系模型,然后采用多參數(shù)舒張壓擬合算法改善舒張壓計算方法,并在PWTT基礎上結合多元個體特征(性別、年齡、身高、體重、心率)作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入,設計了一種多參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡血壓估計算法,對收縮壓和舒張壓做進一步優(yōu)化;在計算呼吸頻率和心率時,通過FFT-BHR算法提出一種呼吸頻率及心率計算方法;在計算血流灌注指數(shù)時,通過PPG信號包絡線算法設計一種血流灌注指數(shù)(PI)檢測方法。最后,重點闡述了整個心血管參數(shù)無創(chuàng)檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,介紹了脈搏波信號采集前端的硬件電路以及數(shù)據(jù)分析算法系統(tǒng)的設計。首先簡要介紹了檢測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),包括PPG信號采集處理模塊和整體電路搭建;然后在軟件方面,介紹了基于MATLAB系統(tǒng)編寫的GUI信號分析軟件,功能包括波形顯示、生理參數(shù)計算和數(shù)據(jù)通信。
【圖文】：

原理及獲取波的產(chǎn)生管中傳輸會引起血液容積發(fā)生變化，血液容積的周期性變化形成了脈周期內(nèi)，當心臟收縮時主動脈瓣會被打開，血液即由心臟射入主動脈使得血管逐漸擴征；當心臟舒張時血管開始收縮，使得血管中的血液輸時的血管開始擴張。影響脈搏波傳輸?shù)囊蛩剌^多，，如血液粘稠度、壁彈性等等，血管管徑越大、彈性越好，則脈搏波傳輸速度越慢，反波信號可以得到人體心血管系統(tǒng)的病理及生理信息，人體指端 PPG 信

搏波描記法是一種通過光電方法觀測人體：當光透射過人體指端時，血液及組織會的血流量呈周期性搏動變化，進而造成光收到的光強大小可以很好的反映心臟的搏血液的吸收量也減小，檢測到的光強會增搏波信號的獲取方式分為透射式和反射式獻可知，透射式方法測量的穩(wěn)定性與準確脈搏傳感器來獲取 PPG 信號。透射式光指端的兩側且對稱分布，人體指端一側的光通過人體指端后的透射光（除去肌肉、另一側的光敏接收器檢測到。透射式光電人體脈搏搏動，其獲取方式如圖 2.2 所示
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH77

【參考文獻】

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本文編號：2708803