基于柯式音法的电子血压计设计与实现

发布时间：2020-09-23 08:47

　　随着生活水平的提高,人们越来越重视自身健康状况,血压作为身体健康与否的一个重要指标,越来越被人们所重视。然而,中国现有高血压患者3亿余人,知晓率仅为42.6%,导致这一现象的原因之一在于缺少普及到家庭的血压测量设备,而且高血压患病人群在年龄上也开始提前,中青年越来越多。因此,开发一款操作简单、测量准确、轻巧便携、性价比高、为人们所认可的电子血压计具有重要的意义。本文基于无创血压测量“金标准”——柯氏音法,设计和实现了基于柯氏音法的电子血压计,论文的主要研究内容包括以下几点:1).设计了以STM32F103ZET6芯片为核心的硬件系统,开发了嵌入式软件系统:采用改进后的驻极体麦克风传感器采集柯氏音信号,并针对柯氏音频谱的特点设计了专门的信号调理电路,实现了柯氏音信号放大、滤波、A/D转换等功能;采用气体压力传感器模块采集袖带压力信号,实现了袖带压力信号的放大、A/D转换等功能;通过结合柯氏音降噪和识别算法,完成了收缩压/舒张压的确定;采用USB/蓝牙通信方式上传数据,实现数据进行进一步分析和管理;采用液晶模块显示系统状态,实现测量结果的显示。2).研究了柯氏音降噪算法:通过深入研究各种数字滤波算法,提出了基于FIR的柯氏音数字滤波算法,该算法在单片机资源有限的条件下,实现柯氏音信号降噪效果的最大化,并通过仿真实验验证了滤波效果较好;3).研究了柯氏音识别算法:通过深入研究其他领域脉冲信号提取算法,提出了基于信号功率的移动窗口柯氏音脉冲信号提取算法,该算法能够很好识别柯氏音信号的起点和终点,并能够解决不同年龄段柯氏音波形特征不同的问题,并通过仿真实现验证了识别效果。4).完成了柯氏音处理部分和样机性能实验:通过实际采集柯氏音信号,以及实际信号处理验证了柯氏音数字滤波算法和识别算法;通过与水银血压计对比,发现本文血压计与水银血压计具有较高的相关度(收缩压相关系数为0.9117,舒张压相关系数为0.9523)、准确度较高(收缩压差值平均值为3.5mmHg,标准差是2.58mmHg,舒张压差值平均值为3.35mHg,标准差是1.6mmHg),符合AAMI标准。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH772.2

【参考文献】