基于光电容积脉搏波的无创血压连续测量研究进展

在临床诊断过程中,血压能够反映患者血液流动、身体体征变化等生理信息,是诊断组织器官健康状态的重要参考数据。由于传统血压测量方法存在有创、间断等局限性,利用光电容积脉搏波描记法(photo plethysmo graphy, PPG)实现血压的无创连续检测成为当前血压测量的热门研究领域。为此,首先简要介绍了PPG的理论背景与技术原理;其次阐述了利用PPG进行血压预测的具体流程,包括公开数据集、评估标准、预处理方法、特征提取与模型建立,并就不同方法的优缺点进行了对比分析;最后,总结了基于PPG实现无创血压连续测量的挑战与未来研究方向,为今后的研究提供参考。     

基于容积脉搏波的收缩压测量方法

利用脉搏波传播时间测量收缩压需要同时测量心电信号与脉搏波信号,这种方法不具备便携性;因此提出通过光电容积脉搏波测量脉搏波传播时间,进而无创连续测量收缩压的新方法.该方法是通过发射红光的透射式血氧指夹得到容积脉搏波,经过滤波、放大、数字信号处理后得到加速脉搏波,然后根据加速脉搏波的推进波与反射波之间的脉搏波传播时间建立其与收缩压的关系.系统通过ATmega128单片机与安卓手机来实现.针对个体的试验结果表明,该方法测量的收缩压与用电子血压计测量的收缩压有较好的一致性.     

基于光电容积脉搏波的心血管多参数检测系统

为了实现人体心血管多参数检测,设计了一种基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,PPG)的心血管多参数检测系统.该系统采用S5PV210处理器为控制核心,设计了指端脉搏波采集及滤波电路,提取指端脉搏波信号特征,测量人体心率、血氧饱和度、血压值.结果 表明:与标准仪器对比,心率测量最大误差为5次/min;血氧饱和度测量最大误差为2％;血压测量满足ANSL/AA-MI国际电子血压仪标准.     

基于遥测光电容积脉搏波描记法的心率测量综述

遥测光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography, rPPG)是一种无需接触即可实现心率等生理信号测量的技术,在重症监护、情绪感知、驾驶员状态评估等医疗和工业领域中都有较大的应用潜力。然而基于遥测光电容积脉搏波描记法的非接触心率测量容易受到光照、运动等多种因素干扰,为提高非接触式生理指标测量的精度,中外学者做了大量的研究工作。系统性地综述了基于rPPG的非接触式心率为代表的生理指标测量研究进展。首先,概述了rPPG技术的背景和原理,而后对比分析了基于rPPG心率测量的主流传统方法,此外对基于深度学习的rPPG心率测量最新研究进展进行了分类阐述,最后讨论了非接触心率测量的前景以及未来研究方向。     

基于LabVIEW的无创脉搏血氧检测系统设计

设计了一种无创光电容积脉搏波检测系统,它借助LabVIEW图形化虚拟仪器开发平台,利用LabVIEW产生时序信号,调制夹指传感嚣拾取的光电容积脉搏波.通过前置放大滤波及信号调理电路,然后采集脉搏波.经过基于LabVIEW的数字锁相技术,最终解调获得光电容积脉搏波信号.实验结果表明,该系统可以实现无创脉搏波实时检测、脉搏波形回放、储存和分析等功能.     

光电容积脉搏波的FFT分析与研究

光电容积脉搏波表征了血管弹性功能。本文介绍用快速富叶变换研究其频域特性,得出正常型和硬化型脉搏波在频谱上的反映特征。为临床诊断提供了更为准确的判断依据。文中绘出了实验测试结果。     

基于VB的指端脉搏波检测系统的研制

利用脉搏波中提取的信息来诊断动脉硬化越来越受到重视.针对目前国内脉搏波信息检测中存在的问题,采用指端容积脉搏波测量法设计了指端脉搏波检测系统,实现了基于指套式红外传感器的脉搏波采集,设计了对脉搏波信号进行滤波及特征点提取的软件.实验结果表明,该检测系统可以无创采集并描绘人体指端脉搏波图,能够用硬度指数简单评价血管的动脉硬度程度.     

便携式无创血糖检测方法

为快速方便检测糖尿病人的血糖值,弥补使用有创血糖仪带来的污染和疼痛等不足,研究了一种无创血糖测量方法.该方法用波长为1 650 nm的红外光源透射人体指尖,接收光信号并进行光电信号转换,通过A/D(Analogue to-Digital)采集、串口通讯、数字滤波和傅立叶变换完成数据处理,并将血糖值存储和输出.经实验验证,该方法可实现对血糖浓度的基本测量,同时具有测量速度快、无污染和实用性强等优点,通过无创方式即可检测出血糖值,避免了有创检测带来的疼痛感.     

光谱分析用于无创血糖检测的微量葡萄糖测量

采用无创伤的方法检测血糖是人们长期以来追求的目标,是当今国际医疗和传感器领域十分关注的课题之一.无创血糖检测将使糖尿病检测手段产生质的飞跃,对糖尿病的治疗具有重要的实际意义.唾液中葡萄糖含量仅为血液中葡萄糖含量的1 50～1 100,所以通过人的唾液测量血糖值,其精度要达到0.01mmol L.基于光谱分析技术,实现了葡萄糖的微量检测,精度高,重复性好.为实现无创血糖检测奠定了良好的基础.     

基于“T-tube”模型的中心动脉脉搏波双通道盲辨识

提出了由两路人体外周动脉脉搏波(peripheral artery pulse wave,PAP)来估计中心动脉脉搏波(central aortic pulse wave,CAP)的多通道盲辨识(multi-channel blind system identification,MBSI)方法,旨在实现心血管系统中心动脉脉搏波的实时无创连续监测.首先简单介绍了多通路盲辨识算法,并证明了心血管系统IIR模型特性可由FIR模型逼近,从而简化了MBSI算法.然后介绍了心血管"T-tube"模型,并结合两路外周动脉实测(肱动脉、股动脉)脉搏波来重建中心动脉脉搏波和辨识模型.结果表明,MBSI算法稳定性较好,估计出的CAP波形畸变率百分比小于6%、形态整体能量误差百分比小于3%.     

血糖无创伤检测技术的基础研究

对人体血糖无创伤检测技术及其进展进行了综述，介绍了有关的基础研究结果，从简单到复杂的模拟样品实验结果表明，近红外吸收光谱无创伤血糖测量方法具有可行性。同时文中讨论了人体血糖测量时测量波段与测量方式的选择、测量部位的选择等一些基础问题，并提出了血糖无创伤测量进一步研究的关键是，将成熟的软硬件技术结合人体特性，综合考虑测量方法，解决人体测量的特殊问题。     

近红外光谱无创血糖检测中体温变化的影响分析

利用光学方法无创伤地检测人体血糖浓度是目前的一个研究热点．分析了经皮漫反射光谱测量人体血糖的原理,针对信号微弱、生理背景噪声难以直接定量等现状,利用Monte Carlo模拟方法初步计算了血糖浓度和人体温度变化导致的漫反射光强,并通过葡萄糖水溶液实验对模拟计算的有效性进行了验证,最后根据两名糖尿病患者的口服葡萄糖耐量实验,估计了活体实验中的温度变化对血糖浓度模型误差的影响．结果表明,在37℃附近,体温降低0．1℃引起的漫反射光强与血糖浓度升高2．7mmol／L相当,而对基于近红外光谱的无创血糖预测,体温是一个非常重要的误差源,它对模型的影响占总误差的50％以上．     

无创血糖检测方法的研究

对血糖浓度进行紧密控制能减少或减轻糖尿病病人的长期并发症,糖尿病病人在诊疗期间经常要进行血糖浓度化验,频繁进行的抽血给病人带来了痛苦和不便,也给医护人员增添了工作.为了改变这一局面,近年来国内外正在积极研究血糖浓度的无创性检测方法.本文对多种葡萄糖无创检测方法(如傅立叶变换红外光谱法,组织的力学操作,脉冲光声技术等)进行了研究和总结.     

人工神经网络-红外光谱法对人体血糖的无创监测分析

针对人体血糖无创监测的近红外光谱分析, 提出一种血液红外吸收光谱分析的新技术, 通过对正常人的全血和血清与高糖全血的红外吸收光谱进行测量, 应用人工神经网络BP算法, 以16个特征波长处的吸收值作为网络特征参数, 进行网络训练. 结果表明, 网络训练11次即可达到误差精度要求, 误差在-0.01~0.03 mmol/L, 达到了国家计量检测规程关于生化分析的要求.     

基于功能性近红外光谱血氧测量系统研究进展

【目的】对功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy，fNIRS)技术检测组织血氧饱和度的基本原理及主要检测血氧技术研究进展进行综述，为未来该技术在医学领域的发展提供参考。【方法】通过查阅文献资料，从检测原理、检测技术分类及优缺点方面对fNIRS技术在血氧检测方面的应用进行归纳总结。【结果】在阐明fNIRS技术检测血氧的基本原理基础上，探讨了连续波光谱、频域光谱、时域分辨光谱等3种fNIRS检测血氧技术的原理和特点，并对它们的优缺点进行了比较。【结论】fNIRS技术具有便携性好、无创伤性、时间分辨率和空间分辨率较高、对被试动作的容忍度高等优点，今后可结合蒙特卡罗方法分析光子在组织中的传播与分布规律，从而进一步加深人们对生物医学光子学领域的理解并推进fNIRS技术在医学中的应用。     

生物组织光学特性参数无损测量的实验研究

通过测量生物组织表面的漫射光分布,利用漫射近似得到的解析表达式,反演其光学特性参数,实现光学特性参数的无损测量。无损测量结果与其它文献报道的结果进行了比较,证明了试验设计的可行性。     

人体血糖浓度无创伤检测的必要测量条件

给出近红外光谱分析技术中测量精度与仪器精度和测量方法之间的传递函数,并通过葡萄糖水溶液浓度测量的基础研究进行了验证和分析。结果表明,它不仅能为光谱方法可达到的测量精度提供一种估计手段,还可以给出采用不同测量方法时实现预期测量精度所必需的仪器精度。这为血糖无创伤检测技术乃至近红外谱分析技术的设计实现及测量精度分析提供了理论依据。