无创连续血压测量方法及系统研究
本文关键词:无创连续血压测量方法及系统研究 出处:《重庆大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:心脏射血使心血管系统内血液充盈,心脏周期性收缩和舒张使血液在血管内向前传播,血管外周阻力、血管壁弹性等综合作用产生血压。血压是人体最重要的生理参数之一,血压的变化也受多种因素综合影响。在不同的工作、生活条件下,无创连续血压测量有助于随时掌握心脏以及血液循环系统的总体变化规律及重要机能指标,提供有效数据帮助人们预防和控制高血压、突发性心脑血管等疾病。因此,无创连续血压测量方法及系统的研究意义重大。本研究的主要工作体现在以下几方面:①比较详尽地说明了无创连续血压测量的重要意义,分析总结了现有数种无创血压测量基本方法及现状。探究说明了脉搏波波形特征以及基于脉搏波传导时间连续测量血压的相关原理。②设计了一套基于脉搏波传导时间的无创血压测量系统。前端硬件部分主要包括电源管理电路、脉搏传感器选择、滤波电路、加法放大电路、主控处理电路和串行数据通讯电路。脉搏信号依次通过滤波电路、加法放大电路后接入MSP430G2553单片机A/D模拟输入采样通道,上位机发送指令控制数据地采集及传输,当上位机接收数据后再对数据进行分析处理。③设计了下位机采集程序和上位机图形用户界面。完成了单片机对脉搏波信号的A/D采样及串口通讯程序。使用Matlab对信号进行预处理和特征点识别,计算出脉搏波传导时间,拟合脉搏波传导时间与动脉血压间的关系模型,在Linux Ubuntu 10.04操作系统下,使用Qt Creator设计开发GUI:最终实现了数字信号波形显示、数据存储、用户信息新建及保存、参数分析、回调数据以及与下位机串口实时通讯等功能。④设计不同生理信号组合方法用于血压无创连续测量的可行性研究实验,进行相关系数及配对T检验分析,得出准确度相对较高,可行性最大的实验方案,再基于此方案,对利用本系统测量得到的计算血压值与利用欧姆龙血压计(HEM-6131)测得的标准血压值做误差分析,计算两者的绝对误差及其标准差。同时还探讨分析系统的精确性、通用性和推广性。实验结果表明:基于PPG与ECG处特征值和基于ECG与桡动脉处特征值用于无创血压连续测量的方案可行性最高。同时基于此法使用本系统进行血压测试时,当受试者实际收缩压值在90-120mm Hg之间,舒张压值小于80 mm Hg时,系统计算结果与标准血压计测量结果的绝对误差值和其标准差符合AAMI的标准。当受试者收缩压过高(一般大于130mm Hg),计算值与标准值之间的绝对误差和其标准差不能满足AAMI的标准。当受试者舒张压过高(一般大于90mm Hg)或较低(一般小于60mm Hg),计算值与标准值之间的绝对误差和其标准差不能满足AAMI的标准。
[Abstract]:The heart ejection makes the blood in the cardiovascular system full of blood, the periodic contraction and relaxation of the heart make the blood spread forward in the blood vessel, and the peripheral resistance of the blood vessel. Blood pressure is one of the most important physiological parameters of human body. The change of blood pressure is also affected by many factors. Under different working and living conditions. Non-invasive continuous blood pressure measurement is helpful to master the general changes of the heart and blood circulation system and important functional indicators at any time and to provide effective data to help people prevent and control hypertension. Sudden cardiovascular and cerebrovascular diseases. The study of noninvasive continuous blood pressure measurement method and system is of great significance. The main work of this study is as follows: 1 explains in detail the significance of noninvasive continuous blood pressure measurement. This paper analyzes and summarizes several basic methods and present situation of noninvasive blood pressure measurement. The characteristics of pulse wave waveform and the related principle of continuous blood pressure measurement based on pulse wave conduction time are discussed. 2. A set of pulse wave transmission based on pulse wave is designed. Non-invasive blood pressure measurement system. The front-end hardware mainly includes power management circuit. Pulse sensor selection, filter circuit, additive amplifier circuit, main control processing circuit and serial data communication circuit. Pulse signal pass through filter circuit in turn. After adding amplifying circuit, MSP430G2553 microcontroller A / D analog input sampling channel is connected, and the upper computer sends instructions to control the data acquisition and transmission. When the upper computer receives the data, the data are analyzed and processed. 3. The acquisition program of the lower computer and the graphical user interface of the upper computer are designed. The A / D sampling and serial port communication program of the pulse wave signal of the single chip computer is completed. Matlab is used to preprocess the signal and identify the feature points. The pulse wave conduction time was calculated, and the relationship model between pulse wave conduction time and arterial blood pressure was fitted. Under Linux Ubuntu 10.04 operating system. QT Creator is used to design and develop gui: finally, digital signal waveform display, data storage, user information creation and preservation, parameter analysis are realized. Correction data and real-time communication with the lower computer serial port and other functions .4 designed different physiological signal combination methods for non-invasive continuous blood pressure measurement feasibility study, correlation coefficient and paired T test analysis. The experimental scheme with relatively high accuracy and maximum feasibility is obtained, and then based on this scheme. The error analysis of the calculated blood pressure value obtained by this system and the standard blood pressure value measured by OMRON sphygmomanometer (HEM-6131) is made. The absolute error and its standard deviation are calculated. The accuracy of the analytical system is also discussed. The experimental results show that:. The method based on the eigenvalues of PPG and ECG and the eigenvalues of ECG and radial artery is the most feasible for continuous measurement of non-invasive blood pressure. When the actual systolic blood pressure was between 90 and 120 mm Hg, and the diastolic blood pressure was less than 80 mm Hg. The absolute error and standard deviation of the system and the standard sphygmomanometer were in line with the standard of AAMI. When the systolic blood pressure of the subjects was too high (generally more than 130 mm Hgg). The absolute error and standard deviation between the calculated value and the standard value could not meet the standard of AAMI. When the subjects' diastolic pressure was too high (generally > 90 mm Hgg) or lower (generally less than 60 mm Hg). The absolute error and standard deviation between the calculated value and the standard value can not meet the standard of AAMI.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:R443.5
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,本文编号:1361834
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