运动状态下基于脉搏波的心率检测技术研究

发布时间：2022-01-10 05:50

　　心率是人体重要的生理指征,对于心率的长期监控可有效预防一些心血管类疾病的发生,具有重要的生理意义。目前实现心率检测主要利用的是心电图信号和脉搏波信号。心电图信号的测量需要使用湿润电极片贴在胸部,给用户带来了很大的不便。光电容积脉搏波信号的强度变化主要是由于心脏搏动导致动脉血容积变化而引起的,因此可利用脉搏波信号来计算心率。脉搏波信号检测心率方便舒适,但在运动状态下,脉搏波的光程差容易受到噪声干扰,从而影响心率值的正确计算。因此,有必要对运动状态下的脉搏波心率检测技术展开相应的研究。本文针对运动状态下利用脉搏波检测心率这一难题,就脉搏波去噪算法和心率计算方法两方面的内容展开了深入研究,改进了运动状态下的心率检测方法,包括运动噪声消除算法和谱峰选择及心率估算方法,并进行了实验验证。论文的主要内容及工作成果如下:1、研究了基于脉搏波的心率检测方法。分析了运动噪声消除算法,包括自适应滤波算法、奇异谱分析算法和小波变换去噪算法。研究了利用脉搏波时域、频域上的信息,进行心率计算的方法。2、提出了三种改进的运动噪声消除算法。一是基于自适应滤波的方法,改进了滤波器的结构和参考信号。二是提出了利用稀疏信... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一受到轻徽运动千扰的脉搏波时频域

??如图２－２所示，受到轻微噪声干扰时，真实心率所对应的谱峰被部分淹没。??如图２－３所示，在受到严重噪声干扰的情况下，真实心率所对应的谱峰被完全淹??没，运动干扰带来的谱峰占据了信号频谱的主要部分。??受到严氓运动干扰的脉柯波时域?，?受到严呎运动干扰的脉搏波频域??８Ｑ?５．００?．．．?１．．．??６０－??丨?Ｈ?｜?Ｉ??ａ－２０?丨?｜??Ｍ?Ｕ?Ｍｉ?Ｉ??，＊?！?ｆ？?１?６７?ｆ??？６０！?Ｊ??－８０?ｒ?Ｉ?／??１２Ｑ??????????Ｉ?〇?＾?．．．．．．ｊＡａＡ＾?—?Ｉ??０?２００?４００?６００?８００?１０００?０?２００?４００?６００?８００?１０００??频牛Ｓｆｌ?Ｉ??图２－３受到严重运动干扰的脉搏波时频域??因此，在运动干扰噪声影响很大的情况下，难以在脉搏波频谱上获取到心率，需??要利用运动干扰消除和心率估算算法，来推算出真实的心率值。??利用脉搏波计算心率的框架主要包括三部分，分别是脉搏波采集模块（ＰＰＧ??ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、运动噪声消除模块（ＭＡ?Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）和心率计算模块（ｈｅａｒｔ?ｒａｔｅ??ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）。图２－４是该框架的不意图。??ｆ?光电传？器?．含雄Ｗ■费及？；＂＾?ｉｃｆｔ｜５ＳＳ＇Ｈ８＾?Ｃ率ｉ＋Ｈ?／?＼??、—厂?－吒稀邮＜５命??（陀咖）?ＳＱｉｆＳｆｌ?号―Ｈ????ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）??图２４利用脉搏波计算心率的框架图??脉搏波采集模块主要负责的是利用光电传感器中的发光二极管发出光波

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【参考文献】：
硕士论文
[1]基于PPG信号的运动状态下心率检测[D]. 黄海诚.东南大学 2016
[2]穿戴式脉搏信号检测系统的设计与算法研究[D]. 黄旭为.华南理工大学 2015



本文编号：3580166