脈搏波信息檢測(cè)及分析方法研究.pdf

1、脈搏信號(hào)是一種常見(jiàn)的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)，脈搏波信號(hào)特征在一定程度上反映了人體心血管生理狀態(tài)信息。脈搏信號(hào)的檢測(cè)和分析在醫(yī)學(xué)界受到廣泛關(guān)注和重視，準(zhǔn)確有效的脈搏信號(hào)檢測(cè)和分析對(duì)人體心血管系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)和疾病診斷有著重要的臨床意義。本文開(kāi)展了接觸式和非接觸式的兩種脈搏波信息檢測(cè)及分析方法研究。在接觸式檢測(cè)分析方法中，研制了一種基于嵌入式微處理器的接觸式脈搏信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理模塊、單片機(jī)模塊和上位機(jī)數(shù)據(jù)接收顯示模塊的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)

2、能夠?qū)θ梭w的脈搏信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集、實(shí)時(shí)顯示,并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、回放和分析功能，并對(duì)脈搏波的時(shí)域頻域特征進(jìn)行了檢測(cè)和計(jì)算分析。在非接觸式檢測(cè)分析方法中，研究了一種非接觸式的基于紅外序列圖像的脈搏波信息檢測(cè)分析系統(tǒng)，提出了一種基于紅外序列圖像的血管彈性檢測(cè)計(jì)算新方法。應(yīng)用該檢測(cè)分析系統(tǒng)獲取了橈動(dòng)脈處的紅外序列圖像，建立了一種序列圖像處理算法，應(yīng)用該圖像處理算法提取了序列圖像中反映脈搏波特征的時(shí)間序列信號(hào)。定義了一種血管彈性特征參數(shù)。完成了基于

3、時(shí)間序列信號(hào)的血管彈性特征參數(shù)的數(shù)值計(jì)算。該脈搏波檢測(cè)分析系統(tǒng)采用非接觸式檢測(cè)分析脈搏波信息，可以獲取自然生理狀態(tài)下脈搏波特征，同時(shí)提供了一種血管彈性檢測(cè)分析的新方法，具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。特別是為中醫(yī)脈診提供更加全面的診斷信息。具體的研究工作為：
　　 (1)通過(guò)采用一款基于PVDF壓電薄膜的集成化脈搏傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏信號(hào)的提取。設(shè)計(jì)脈搏信號(hào)的調(diào)理電路和基于51單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換和RS232串口通信，從而實(shí)現(xiàn)接觸式脈搏信號(hào)檢

4、測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以PC機(jī)作為上位機(jī)，采用LabVIEW實(shí)現(xiàn)脈搏信號(hào)接收和顯示。
　　 (2)利用小波變換的多尺度多分辨率特性，將脈搏信號(hào)進(jìn)行多尺度分解，使得脈搏信號(hào)的有效信號(hào)和噪聲在不同尺度上呈現(xiàn)不同的時(shí)頻特征，然后根據(jù)這些差別構(gòu)造相應(yīng)的規(guī)則，對(duì)含有噪聲的信號(hào)進(jìn)行處理。
　　 (3)用FFT算法實(shí)現(xiàn)脈搏信號(hào)時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換，得到脈搏信號(hào)的幅度譜及一些頻域特征。
　　 (4)對(duì)脈搏信號(hào)做功率譜估計(jì)研究，用自功率譜法得

5、到脈搏信號(hào)的功率譜圖并提取脈搏信號(hào)功率譜特征。
　　 (5)構(gòu)建了一種非接觸式的基于紅外序列圖像的脈搏波信息檢測(cè)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)橈動(dòng)脈處的紅外序列圖像動(dòng)態(tài)采集。
　　 (6) 建立了一種序列圖像處理算法，基于時(shí)間過(guò)程的紅外圖像特征提取了序列圖像中反映脈搏波特征的時(shí)間序列信號(hào)。
　　 (7) 紅外序列圖像的時(shí)間過(guò)程特征反映了橈動(dòng)脈處血管的血容量的變化特征。血容量的變化特征反映了血管的彈性變化特征。定義了一種血管彈性特