脉搏压力信号的时域处理方法研究

发布时间：2017-09-22 03:00

  本文关键词：脉搏压力信号的时域处理方法研究

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【摘要】： 脉搏压力(波)信号是最为常见的生物信号,所表现出来的脉搏是心脏和血管等重要信息的外在反映。脉搏波的检测和分析已经成为一项被医学界广泛关注的技术,便捷、有效的脉搏波信号的处理和分析对利用脉搏信息进行人体健康监测以及疾病诊断非常重要。为了满足面向人体健康日常监测的便携和家用脉搏信息检测系统的应用需求,本文针对人体脉搏信号的特点,设计了基于微控制器的便携式脉搏波采集系统,重点研究了适用于微控制器的脉搏压力信号时间域处理方法。 本文首先介绍了脉搏波的相关理论,说明了脉搏波的产生及其中所包含的信息,介绍了国内外脉搏波检测及处理方法的研究现状,总结分析了现有的几种脉搏波信号分析处理法。 根据实际需求,本文设计了基于高性能微控制器的脉搏波检测系统。选用PVDF压电薄膜传感器拾取脉搏信号,设计了充分利用高性能微控制器功能的信号采集和处理硬件系统方案,通过硬软件有效结合,提出了符合信号时域处理要求的脉搏波信号预处理方法。 针对脉搏波信号的伪周期特征,本文提出了适应有限硬件资源的信号时域处理方法。采用模板函数匹配法,以傅立叶级数为模板函数,利用离线拟合方式建立脉搏波信号模型,通过模板函数与短周期内实测脉搏信号的匹配确定各时段的最佳模板参数,实现对实测脉搏波信号的参数化表达,从而有利于对信号的进一步时域分析处理,获得脉搏信号的特征量。 本文研究的信号时域处理方法不限于脉搏波信号的处理,还适用于类似脉搏波信号的伪周期信号的时域处理。
【关键词】：脉搏波检测 伪周期信号 信号时域处理 模板函数 参数匹配
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R318
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-3
• 目录3-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意义10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.4 研究内容及组织结构12-14
• 第二章 脉搏波及其检测分析方法14-26
• 2.1 脉搏波概述14-18
• 2.1.1 脉搏波的产生及波动特点14-15
• 2.1.2 脉搏波信号的规律性15-16
• 2.1.3 脉搏波中蕴含的生命信息16-18
• 2.2 脉搏波检测方法18-20
• 2.2.1 手动检测18-19
• 2.2.2 脉搏波电测量法19-20
• 2.2.3 常见检测方法特点分析20
• 2.3 脉搏波信号处理和分析方法20-25
• 2.3.1 脉搏波的时域处理分析法20-23
• 2.3.2 脉搏波的频域处理分析法23-24
• 2.3.3 脉搏波的时频处理分析法24
• 2.3.4 其他方法24-25
• 2.4 小结25-26
• 第三章 面向便携式的脉搏波检测系统设计26-40
• 3.1 系统设计中的关键问题26-27
• 3.2 整体方案设计27-31
• 3.2.1 脉搏波信号的获取28-30
• 3.2.2 脉搏信号顶处理30-31
• 3.2.3 脉搏信号特征提取及分析31
• 3.3 系统硬件设计与实现31-35
• 3.3.1 信号采集模块32-33
• 3.3.2 信号调节模块33
• 3.3.3 信号处理模块33-34
• 3.3.4 串口通信模块和电源模块34-35
• 3.4 信号调节和预处理35-39
• 3.4.1 基线和倍率调整36-37
• 3.4.2 特征检查37-38
• 3.4.3 平滑与滤波38-39
• 3.5 小结39-40
• 第四章 基于模板函数的脉搏波信号时域处理方法40-60
• 4.1 采用模板函数的伪周期信号处理方法40-42
• 4.1.1 伪周期模板函数理论40-41
• 4.1.2 基本模板函数估计伪周期信号参数的算法及特点分析41-42
• 4.2 面向脉搏波信号分析的模板函数法42-52
• 4.2.1 波信号模板函数的建立42-46
• 4.2.2 板函数参数估计的改进算法46-49
• 4.2.3 脉搏波模板函数的应用分析49-52
• 4.3 直接计算傅立叶级数系数的模板参数估计法52-56
• 4.3.1 参数直接计算法52-54
• 4.3.2 参数直接计算法的算法及效果54-56
• 4.4 两种方法的性能及特点分析对比56-57
• 4.5 脉搏波检测系统应用57-59
• 4.5.1 脉搏波的周期识别57-58
• 4.5.2 K值的计算以及特定脉象的识别58-59
• 4.6 小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60-61
• 5.2 研究展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间主要的研究成果67-68
• 附录68

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郑莹莹;基于桡动脉波形分析的动脉硬化评估指标研究[D];中国科学技术大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 李珍;基于嵌入式的睡眠质量控制研究[D];陕西科技大学;2012年

2 周持恒;基于多种信息处理技术的中医脉诊信息提取与识别的研究[D];华东理工大学;2012年

3 朱一鸣;基于心血管电网络模型的脉象信号仿真分析与识别研究[D];华东理工大学;2013年

4 刘涛;基于ARM多通道脉搏信号采集系统设计及数据分析[D];华东理工大学;2013年

5 张們;脉搏波仿真再现系统的研究与设计[D];上海交通大学;2013年

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本文编号：898365