【摘要】：據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)統(tǒng)計,心血管疾病(Cardio Vascular Disease,CVD)已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)人類第一死因。在中國,心血管病發(fā)病人數(shù)持續(xù)增長,約有患者2.9億。人體生理、病理信息是判斷病情輕重緩急和疾病診斷的依據(jù),是人體重要的生命體征。血氧飽和度(Blood Oxygen Saturation,SaO2)、血壓(Blood Pressure,BP)和心率(Heart Rate,HR)是非常重要的人體生理參數(shù),可以反映人體心血管功能狀況。對這些生理參數(shù)實(shí)時、無創(chuàng)檢測,一定程度上能夠避免心血管疾病等引起的意外的發(fā)生。光電容積脈搏波(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)信號中包含了人體大量的生理、病理等各方面信息,例如血壓、血氧、血液流動、血糖以及呼吸頻率等,因此對脈搏波波形特征變化的檢測,可以實(shí)現(xiàn)對心血管生理參數(shù)進(jìn)行連續(xù)無創(chuàng)檢測。為了從光電容積脈搏波中提取特征參數(shù),計算血壓、血氧和心率,本文對脈搏波信號進(jìn)行了采集、去噪以及相應(yīng)算法等研究。首先設(shè)計并搭建脈搏波硬件采集系統(tǒng),硬件主要由光源驅(qū)動模塊、光電接收模塊、放大電路模塊等組成,實(shí)現(xiàn)對脈搏波的采集、預(yù)處理和儲存等功能;對光電容積脈搏波信號的特點(diǎn)和噪聲的來源進(jìn)行了分析研究,針對光電容積脈搏波信號消噪,本文采用小波閾值算法,采用基于sym8小波對初始脈搏波信號去噪;采用小波變換對脈搏波信號去除基線漂移,選用sym8小波基,對脈搏波進(jìn)行9層分解,把基線從脈搏波信號中去除,并取得較好的效果。對去除噪聲和基線的脈搏波,采用連續(xù)小波變換識別脈搏波特征點(diǎn)。利用逐步回歸法分別建立脈搏波特征參數(shù)與收縮壓、舒張壓的回歸方程,實(shí)現(xiàn)利用脈搏波特征參數(shù)測量血壓。其次建立基于朗伯-比爾定律的雙波長脈搏波血氧飽和度的模型,尋找出光電容積脈搏波峰、谷值并計算R值,結(jié)合血氧飽和度參考值擬合血氧飽和度的模型,計算得到血氧飽和度。最后本文采取頻域快速傅里葉變換算法將光電容積脈搏波轉(zhuǎn)換到頻域上進(jìn)行分析,確定心率值。本文將得到血壓、血氧飽和度、心率值與實(shí)測值進(jìn)行對比,對比結(jié)果表明,本文所采用算法是可行的以及計算結(jié)果具有較高的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。
【圖文】：

研究背景及意義生活水平的提高和環(huán)境的改變，據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organizat統(tǒng)計，在全球范圍內(nèi)，每年死于心血管疾病的人數(shù)接近 1500 萬，，約占總死之一，遠(yuǎn)多于其它疾病導(dǎo)致的死亡。目前，我國患有心血管疾病的人數(shù)約血管病導(dǎo)致死亡的人數(shù)占居民總死亡的比例最大，農(nóng)村心血管病死亡率為，占比為 44.5%，城市心血管病死亡率為 262/10 萬，占比為 42.51%。患的快速增長，導(dǎo)致每年直接醫(yī)療費(fèi)用高達(dá)數(shù)百億人民幣，已成為我國重大加強(qiáng)全社會心血管病防治工作刻不容緩。生理參數(shù)家庭監(jiān)測設(shè)備能夠一定們實(shí)時了解身體狀況，血氧飽和度、血壓和心率是反映人體生理狀態(tài)的重可穿戴設(shè)備監(jiān)測的重要指標(biāo)。

人體生理參數(shù)的產(chǎn)生機(jī)理生理參數(shù)的產(chǎn)生機(jī)理波的產(chǎn)生原理通常指的是動脈脈搏。心臟的周期性收縮和舒張會導(dǎo)致血壓周期性波動，管有規(guī)律的博動，形成脈搏。脈搏以波的形式在血管中傳播，是一種能量稱為脈搏波(Pulse wave)。心臟周期性收縮和舒張的跳動，會推動血液在血終形成脈搏波，脈搏波波形與動脈管壁的彈性、血壓粘度、循環(huán)血量和血基本因素有關(guān)，并且這些基本因素互相關(guān)聯(lián)彼此影響。因此脈搏波壓力和含大量反映心臟和血管等重要病理和生理的信息。心臟規(guī)律地收縮和舒張統(tǒng)中血量和血壓發(fā)生相應(yīng)的改變，形成周期性脈搏波。典型的脈搏波如圖
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R540.4;TP274

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本文編號：2615964