基于生物雷达的脉搏波传导时间提取技术的初步研究

发布时间：2017-08-04 08:40

  本文关键词：基于生物雷达的脉搏波传导时间提取技术的初步研究

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【摘要】：在临床监护领域，脉搏波传导时间（Pulse Wave Transit Time，PWTT）是一项重要的生理指标，它可以表达心血管相关的诸多生理参数，例如血压变化、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征、大动脉顺应性、动脉硬化以及呼吸努力度等，尤其对于烧伤、精神病以及老年患者来说以上参数极为重要，然而提取PWTT的传统方法均为接触式检测，对于以上患者来说，在其身体贴置电极或传感器来采集心电图（Electrocardiogram，ECG）中的R波作为采集PWTT的开始时刻恰恰是不方便而且有时是不可行的。 生物雷达(Bioradar)技术近年来发展迅速，在临床监护方面具有特殊的应用价值，其非接触、对患者无约束等优势是传统接触式医用传感器无法媲及的。基于此，通过采用生物雷达技术非接触采集PWTT开始时刻，再结合指尖脉搏波希望能够解决和弥补接触式测量手段的不足。 本课题主要研究基于生物雷达的脉搏波传导时间提取技术，提出采用生物雷达技术非接触式获得心脏搏动波形，依此波形的特征点（波峰）作为PWTT开始时刻点，结合指尖脉搏波的特征点（波峰）作为PWTT的终止时刻点，计算二者之差即得PWTT值。 本课题主要完成了以下工作： 1：结合生理学基础，对比分析了人体心电图和心搏动图，发现心电图R波法测量到的PWTT存在射血前期（pre-ejection period，PEP）时间的干扰，而与人体电信号机理不同的是，心脏搏动的机械运动曲线图恰能很好的排除此干扰。 2：建立了基于生物雷达的非接触PWTT采集实验系统，该系统由生物雷达、呼吸传感器、脉搏传感器、ECG采集模块以及多通道生理记录仪组成，并与计算机相连，利用Matlab以及MedCalc软件分析数据。通过对心率的采集和分析，调试系统并调整生物雷达最佳采集距离。 3：为了对比接触式和非接触式所采集到的PWTT，需要保证多通道对比实验时通道间的同步精度，所以设计完成了系统同步性验证实验，对信号同时进行多通道采集，并作相关性分析、相位差计算。实验表明同步精度满足PWTT误差要求。 4：完成了对多名测试对象PWTT值的采集和对比分析实验。同步采集基于心电图R波法（R-wave-gated Pulse Wave Transit Time，RWPWTT）和生物雷达法的两组PWTT值，做Bland-Altman统计分析，验证了两种方法具有较强的一致性。 5：设计了基于生物雷达技术的PWTT与实时血压(Blood Pressure，，BP)的对比实验。通过对比分析论证了PWTT与BP之间强关联的结论，同时也论证了基于生物雷达技术的非接触式PWTT测量在临床应用方面具有可行性。 本课题的创新点： 1：提出了一种基于生物雷达技术的非接触式测量PWTT的新方法。 2：发现传统心电图R波法采集到的PWTT值所包含的射血前期时间干扰，可以通过基于生物雷达技术的PWTT测量方法有效排除。
【关键词】：生物雷达 脉搏波传导时间 射血前期 心电图 R 波法 Bland-Altman-致性分析
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 缩略语表5-6
• 中文摘要6-8
• Abstract8-11
• 前言11-18
• 1. 课题研究背景11-12
• 2. 脉搏波传导时间临床应用简介12-14
• 3. 生物雷达简介14-17
• 4. 主要技术路线17-18
• 文献回顾18-21
• 1. 生物雷达研究进展18-19
• 2. 脉搏波传导时间临床研究现状19-21
• 第一部分 脉搏波传导时间的生理学基础21-28
• 1.1 简介21
• 1.2 心脏生理活动21-25
• 1.3 血液循环系统25-28
• 第二部分 基于生物雷达的非接触脉搏波传导时间采集实验系统的搭建28-36
• 2.1 实验系统组成28
• 2.2 主要性能指标28-30
• 2.3 心脏生物电信号与心脏机械搏动信号相关性分析30-36
• 第三部分 系统同步性测试36-42
• 3.1 相关系数36
• 3.2 相位差估计36-39
• 3.3 实验对象39
• 3.4 实验材料39
• 3.5 实验方法及步骤39
• 3.6 实验结果39-42
• 第四部分 脉搏波传导时间测量实验42-52
• 4.1 特征点提取42-44
• 4.2 Bland-Altman 一致性分析44-45
• 4.3 脉搏波传导时间与血压的关系45-46
• 4.4 实验一接触式心电 R 波法与非接触式生物雷达法测量脉搏波传导时间的对比实验46-50
• 4.5 实验二基于生物雷达所测量的脉搏波传导时间与血压变化关系50-52
• 小结52-54
• 参考文献54-58
• 附录58-61
• 附录一 BLAND-ALTMAN一致性分析58-59
• 附录二 PWTT 与 BP 对比曲线59-61
• 个人简历和研究成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：618643