基于光电容积脉搏波的心率与呼吸率提取技术研究

发布时间：2020-03-07 19:45

【摘要】：心率和呼吸速率是人体的重要生理参数,心率可以衡量一个人的心脏是否正常,呼吸速率可以衡量一个人的呼吸系统是否健康。由于人体的心率和呼吸并不是一直保持恒定,它们受多种因素的影响,例如：运动、情绪等各种刺激。相比于目前临床上使用的心电波和二氧化碳检测仪的方法,利用光电容积脉搏波提取心率和呼吸速率不仅摆脱了传统检测方法的笨重、不方便等缺点,而且能够在较长时间内无创的连续进行心率和呼吸速率的检测。为了从光电容积脉搏波中提取出心率和呼吸速率,本文对脉搏波信号进行了分析和研究。首先,本文提出了一种改进时频联合的方法来实现心率的提取,并分别从时域、频域实现了两种现有的算法,并将这些算法进行了对比分析。此外,本文提出了一种基于自适应分解技术的时频谱法来实现呼吸速率的提取,并利用了现有的数字滤波器、连续小波变换技术也进行了呼吸速率的提取,并将这些算法进行了对比分析。由于心率和呼吸速率评价的标准不同,本文将提取心率的技术分别从受自身参数变化的影响角度纵和算法之间抗噪性能和时间效率的好坏进行了比较分析,将提取呼吸速率技术进行了误差检测,并对算法的准确性及一致性进行了对比分析。实验结果表明,上述的算法均可以实现从脉搏波中提取心率和呼吸速率。提取心率的算法结果分析表明,在正常受干扰较小情况下,在不同时间内均可计算出心率值,时域法和快速傅立叶变换要比连续小波变换时间复杂度低的多；快速傅立叶变换和小波变换的抗噪能力要好于时域算法。提取呼吸算法的结果分析表明,本文提取的基于自适应分解的时频谱法可以兼顾频率精度和时间精度且具有很好的准确性和一致性。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R443;TN911.6

【引证文献】