基于脉搏波速度的无创连续血压测量系统研究

发布时间：2017-10-31 15:25

  本文关键词：基于脉搏波速度的无创连续血压测量系统研究

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【摘要】：随着人们的生活质量以及饮食结构的逐步提高，由于受到高血压人群的发病率和死亡率威胁，心脑血管疾病越来越广泛引起人们的重视。血压是生命体征监测的重要内容之一，它不仅是反映心血管功能的生理指标，也是反映人体循环系统技能的重要参数，为疾病诊断、治疗效果观察、康复过程监控和进行预后判断等决策提供了重要依据。因此对于无创血压测量技术的研究具有非常重要的现实意义和临床参考价值。 无创血压的测量分间断和连续两种方式。传统间断无创血压测量(如柯氏音听诊法和示波法)无法实时检测，且影响因素多，误差较大。连续无创血压测量能够监测每个心动周期中的动脉血压波形变化，无论是日常家庭护理，还是心血管疾病患者监测，甚至是航天员超重、失重训练等方面都体现出了较传统测量方法的明显优势，因此，与间断测量方法相比，无创血压连续测量在临床和医学研究中显得更为重要。 本文充分了解研究课题的背景和意义，选择基于脉搏波速度的无创连续血压测量方法，并设计完整的无创连续血压测量系统。本研究的主要工作及成果有以下几个方面： 1、深入分析了血压和脉搏波的形成机理、影响因素，对脉搏波信号的波形特征、频带分布特点以及脉搏波信号中各种噪声的来源展开分析，并设计多种算法对脉搏波信号进行降噪处理和特征点提取。讨论了脉搏波速度与血压之间的相关关系，建立二者的数学模型，确定检测方法。 2、设计了一套基于脉搏波速度的无创连续血压测量系统。硬件设计主要包括：MC9S12XS128单片机最小系统设计、加法器的设计、键盘电路、LCD液晶显示模块、双路D/A转换器电路设计、串口通信接口模块设计。本系统利用内部自带12位A/D和存储器的飞思卡尔单片机进行高速的脉搏波速度数据实时采集与存储，计算并实时显示脉搏波速度值。系统通过串口与上位机进行通信，由matlab软件平台进行数据的分析、处理和显示。通过对脉搏波速度值与血压值的曲线拟合，实现动脉血压值的计算，完成了整个系统的设计。 3、系统验证及实验结果分析。用欧姆龙电子血压计以及自主研发的基于脉搏波速度的血压测量系统分别对多个不同个体进行测量，将电子血压计的测量值与系统的计算值进行误差分析，对比发现基于本方法研制的系统，测试结果准确性满足标准误差范围，证明方法切实可行，达到了预期目标。 本文对基于脉搏波速度的无创连续血压测量系统的研究和设计内容进行了详细的叙述。采用肱动脉和桡动脉两个位置进行脉搏波信号实时采集和存储，拥有强大的人际交互平台，系统体积和功耗较小，且分析能力强，能够完成数据实时多点采集、处理、分析和显示等都是本血压测量系统的优势。当然也存在如距离测量出现误差、传感器信号定位耗时以及实验对象不够全面等不足。因此，，为改善系统，我们需要进行更加深入的研究，以期能够为临床医疗诊断以及家庭护理提供更可靠的依据和应用价值。
【关键词】：无创连续血压 脉搏波传导速度 收缩压 舒张压
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 本课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 无创连续血压测量技术及发展概况11-13
• 1.2.1 张力测定法11
• 1.2.2 恒定容积法11-12
• 1.2.3 脉搏波参数测定法12
• 1.2.4 脉搏波波速或传导时间测定法12-13
• 1.3 本课题的主要研究内容13-15
• 1.4 本章小结15-17
• 第2章 基于脉搏波测量血压的相关医学理论基础17-27
• 2.1 动脉血压的形成机理及影响因素17-20
• 2.1.1 动脉血压的形成机理17-18
• 2.1.2 动脉血压的影响因素18-20
• 2.2 脉搏波的形成机理及影响因素20-22
• 2.2.1 脉搏波的形成机理20-21
• 2.2.2 脉搏波波形特征及影响因素分析21-22
• 2.3 脉搏波与血压关系的研究22-26
• 2.3.1 脉搏波与收缩压关系22-24
• 2.3.2 脉搏波与舒张压关系24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 基于脉搏波速度测量血压的系统设计27-38
• 3.1 总体方案选择27-29
• 3.2 传感器的选择29-31
• 3.3 动脉血压测量系统设计31-37
• 3.3.1 电路的总体设计31-32
• 3.3.2 MC9S12XS128 单片机最小系统设计32-33
• 3.3.3 加法器的设计33-34
• 3.3.4 键盘电路设计34-35
• 3.3.5 显示电路设计35-36
• 3.3.6 双路 D/A 转换器电路设计36-37
• 3.3.7 串口通信接口电路设计37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 动脉血压测量系统软件设计38-51
• 4.1 肱动脉与桡动脉脉搏波信号数据采集软件设计38-39
• 4.2 脉搏波信号分析处理及特征点提取39-43
• 4.2.1 脉搏波信号时域与频域分析39-42
• 4.2.2 脉搏波特征点的提取方法选取42-43
• 4.3 脉搏波传导速度测量算法研究43-48
• 4.4 基于脉搏波传导速度计算血压的算法研究48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 系统测试与实验结果51-60
• 5.1 系统脉搏波速度测量算法验证51-53
• 5.2 实验设计与结果分析53-59
• 5.2.1 测试系统可行性的实验结果及误差分析53-55
• 5.2.2 测试系统一致性的实验结果及误差分析55-56
• 5.2.3 基于脉搏波速度测量血压的实验数据与结果对比56-58
• 5.2.4 实验结果误差分析58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第6章 全文总结60-62
• 参考文献62-65
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

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本文编号：1122653