不同取脉压力下的脉搏波分析研究

发布时间：2017-06-24 07:05

  本文关键词：不同取脉压力下的脉搏波分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人们生活水平的提高,心血管疾病已经成为一种常见多发病,并被世界卫生组织列为在全球范围内严重危害人类健康并导致死亡的重大疾病之一。如果能够提前对心血管疾病做出预警,并采取有效措施,将会在很大程度上降低该疾病的发病率和致死率。脉搏波作为一种易采集的生理信号,蕴含着丰富的生理病理信息,从传统中医脉诊,到现代医学对心血管系统的深入研究,这些都表明了人体脉搏波与心血管方面的疾病有着密切的关系。因此,通过对脉搏波进行分析研究实现心血管疾病的早期诊断和治疗已成为人们关注的焦点。本文根据脉搏波的相关理论并结合实际条件,设计了一个基于不同取脉压力下的脉搏信号处理系统,该系统包含信号采集和信号分析两个部分。其中信号采集部分以STM32F051微处理器为控制核心,采用气囊对腕带进行充放气,通过对压阻传感器施加不同的压力,将桡动脉处采集的脉搏信号经过二级放大、带通滤波、A/D转换、串口通信等模块将数据传送至上位机,最终在LabVIEW虚拟软件系统中实现脉搏信号的动态采集、实时显示及数据存储。信号分析部分主要针对采集到的不同脉压下的脉搏信号,首先引入去噪、周期分割、重采样等方法进行预处理,这样可以达到最佳的实验分析效果,并选定主波斜率、20%主波脉宽比、脉图K值等三个最为突出有效的参考数据作为特征进行提取,最后采用PSO-SVM和GA-SVM算法对健康人和动脉硬化患者两类脉搏信号进行分类识别的对照实验。实验结果表明,设计的脉搏处理系统实现了不同脉压下的信号采集与分析。在对硬件采集到的脉搏信号进行分析处理时,通过预处理获得了脉搏波的平均波形,分析了取脉压力与脉搏波幅值和特征值的之间的关系,并且这两种分类器都取得了高于80%的分类正确率,这不仅从侧面验证了本文提取出的特征的有效性,还在一定程度上对心血管疾病的诊断提供了理论依据。
【关键词】：心血管疾病 取脉压力 压力脉搏波 LabVIEW
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R54
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 脉搏信号理论研究11-12
• 1.2.2 脉搏信号检测方法研究12-13
• 1.2.3 脉搏信号分析方法研究13-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 第2章 脉搏信号的理论基础16-22
• 2.1 脉搏信号的产生机理16
• 2.2 脉搏信号的特征点16-18
• 2.3 脉搏信号的特点18-19
• 2.4 脉搏信号的分析方法19-21
• 2.4.1 时域分析方法19-20
• 2.4.2 频域分析方法20
• 2.4.3 时频域联合分析方法20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 脉搏信号采集系统硬件设计22-35
• 3.1 采集系统总体设计方案22-24
• 3.2 脉搏传感器24-26
• 3.2.1 脉搏传感器的介绍24-25
• 3.2.2 脉搏传感器的选择25-26
• 3.3 信号调理电路26-30
• 3.3.1 前置放大电路设计26-27
• 3.3.2 滤波电路设计27-28
• 3.3.3 二级放大电路设计28-29
• 3.3.4 采集系统电源电路设计29-30
• 3.4 基于STM32F051的系统设计30-33
• 3.4.1 A/D转换模块30-31
• 3.4.2 DMA传输模块31-32
• 3.4.3 USART通信模块32-33
• 3.5 压力调节模块33
• 3.6 本章小结33-35
• 第4章 脉搏信号采集系统软件设计35-48
• 4.1 单片机程序设计35-40
• 4.1.1 开发环境36-37
• 4.1.2 初始化配置37-38
• 4.1.3 A/D程序设计38-39
• 4.1.4 DMA程序设计39
• 4.1.5 USART程序设计39-40
• 4.2 上位机软件设计40-47
• 4.2.1 登陆界面41-44
• 4.2.2 系统主界面44-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 脉搏信号的处理与分析48-69
• 5.1 实验设计48
• 5.2 脉搏信号预处理48-54
• 5.2.1 脉搏信号滤波49-51
• 5.2.2 脉搏信号周期识别51-53
• 5.2.3 脉搏信号平均波形提取53-54
• 5.3 脉搏信号最佳取脉压力54-56
• 5.4 脉搏信号特征提取及分类56-63
• 5.4.1 主波斜率R计算56-57
• 5.4.220%主波脉宽比计算57
• 5.4.3 脉图K值计算57-58
• 5.4.4 脉搏信号分类识别58-63
• 5.5 实验结果分析63-68
• 5.6 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

【参考文献】

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本文编号：477358