光电容积脉搏波建模及其检测中的抗运动干扰技术的研究

发布时间：2022-08-01 22:24

　　脉搏波是人体最重要的生理信号之一,不仅仅直接反映了人体的心率,脉搏波参数还与人体的血压、血氧饱和度等生理参数有着紧密的联系,进一步地,可以从中提取人体心血管系统、呼吸系统的生理病理特征。光电容积脉搏波描记法是一种借助光学方法监测血液容积变化从而获得波形信号的脉搏波无创检测方法。由于光电容积脉搏波是一种低频微弱的非电生理信号,很容易受到强噪声背景下的各种噪声干扰,其中运动噪声信号与脉搏波信号的频带混杂难以分辨,运动噪声的去除一直是相关研究中的一个难题。首先,本文针对运动噪声的来源,设计了一种基于光学方法的新型抗运动干扰PPG检测模型。该模型基于双波长反射式PPG检测模型进行设计,利用具有波长选择性的高反射膜,使一种波长的光透过高反膜检测运动伪迹和真实脉搏信号的混合信号,另一种波长的光在膜层的上表面完全反射进而提取纯粹的运动伪迹作为后续信号处理的参考信号,因此提高了系统的抗运动干扰能力。接着,论文基于蒙特卡罗方法编写了 MATLAB仿真程序,进行了光在人体组织内的传输分析。通过基于COMSOL的压力脉搏波传输有限元分析和人体动态皮肤组织光学模型建模,进一步地建立了压力脉搏波波形和人体组织光... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1.光电容积脉搏波检测概述
        1.1.1. 光电容积脉搏波检测的意义
        1.1.2. 光电容积脉搏波检测原理
    1.2. 光电容积脉搏波抗运动干扰研究概述
        1.2.1. 光电容积脉搏波运动干扰来源
        1.2.2. 光电容积脉搏波运动干扰抵消方法
    1.3. 研究的目的及意义
    1.4. 本文的章节安排
2. 基于光学方法的抗运动干扰PPG检测模型的提出
    2.1. 一种基于光学方法的新型抗运动干扰PPG检测模型
    2.2. 模型抗运动干扰原理
    2.3. 本章小结
3. 基于蒙特卡罗方法的静态光学模型建模
    3.1. 描述光在组织体中传播的数学模型
    3.2. 蒙特卡罗方法
        3.2.1. 蒙特卡罗方法简介
        3.2.2. 生物组织的光学参数
        3.2.3. 蒙特卡罗方法模拟光的传输过程
        3.2.4. 基于MATLAB编写MC程序
    3.3. 光在人体组织内的传输结果
    3.4. 本章小结
4. 光电容积脉搏波建模
    4.1. 脉搏压力波的有限元仿真
        4.1.1. 有限元分析软件COMSOL Multiphysics简介
        4.1.2. 有限元模型的建立
        4.1.3. 仿真结果分析
    4.2. 皮肤光学模型及其光学参数
    4.3. 动态PPG建模
        4.3.1. 脉搏压力波与人体光学参数的对应关系
        4.3.2. 动态PPG建模结果
    4.4. 本章小结
5. 抗运动干扰模型验证
    5.1. 仿真验证
        5.1.1. 带有运动干扰的动态PPG建模
        5.1.2. 去噪算法
        5.1.3. 去噪结果
    5.2. 实验验证
        5.2.1. 反射式PPG采集系统设计
        5.2.2. 实验结果
    5.3. 本章小结
6. 总结与展望
    6.1. 总结
    6.2. 展望
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]基于加速度和脉搏波的运动状态识别和心率检测算法研究[D]. 贾菲菲.北京工业大学 2016
[2]基于COMSOL的中医脉象数值模拟和特征提取[D]. 刘永乐.山东大学 2016
[3]基于独立成分分析的脉搏波血压算法研究[D]. 何龙.华中科技大学 2015
[4]脉搏波信号采集质量实时分析研究及设备开发[D]. 李硕.北京工业大学 2014
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[6]脉象信号分析建模仿真及应用研究[D]. 张亚冲.燕山大学 2010
[7]动态皮肤光学性质的研究[D]. 陈岩.天津大学 2010



本文编号：3668287