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.     

基于蝙蝠算法-随机森林分类算法和脉搏波的精神疲劳检测算法

针对精神疲劳易诱发多种慢性病甚至癌症但却难以精准量化评估的问题,提出了一种基于BA-RFC的光电容积脉搏波信号(photoplethysmographic,PPG)人体精神疲劳检测方法.首先,以高校学生为测试对象,根据其精神疲劳状态进行分组,用PPG仪器测量受试者的脉搏波信号,建立元数据库.接着以蝙蝠算法(bat al...     

嵌入式压力传感器的偏置对脉搏信号的影响

结合脉象的临床意义,通过嵌入式压力传感器,采集人体桡动脉上35mm距离范围内共8个点的脉搏信号,提取各点脉搏信号的特征值.对各点的信号进行时频分析,了解各点采集信号的变异情况.对各点的特征参数进行对比分析,了解偏置状态下脉搏信号的变化规律.证明了嵌入服装中的压力传感器在偏置状态下,采集到的脉搏信号能一致反映穿着者的脉率,并能真实地反映桡动脉血管的波动情况.     

基于动态图像的多点脉搏信号检测方法

传统的脉搏传感器只能获得单点脉搏信号,为获取多点脉搏信号,采用脉搏图像传感器采集脉搏动态图像.在对脉搏动态图像进行相关分析的基础上,提出一种改进相关法获取脉搏信号,通过定量深度变化实验验证该方法的正确性.研究结果表明,应用相关法可以获得良好的脉搏信号,实现对切脉皮肤表面多点脉搏信号的获取,为获取更全面的脉象信息奠定了基础.     

PPG信号用于高温高湿伤害预警的可行性研究

考虑到高温高湿环境对人体产生不良影响,影响安全生产,对光电容积脉搏波(PPG)信号用于识别人体进入高温高湿环境的可行性进行研究。采集人体处于高温高湿环境和舒适环境的光电容积脉搏波信号,将信号人工标记后输入残差神经网络进行训练,获得预警模型。研究结果表明:人体在高温高湿环境和舒适环境下光电容积脉搏波信号存在差异,这种差异可以被预警模型识别;训练集识别准确率为99.8%,测试集识别准确率为98.3%,训练集和测试集对高温高湿环境的查准率分别为99.8%和96.9%,查全率分别为99.8%和99.7%;训练结果的受试者工作特征曲线(ROC)与横坐标所围成的面积A_(UC)接近于1,因而认为该模型有较强的泛化能力;所使用的方法预警时间为0.512 s,即在人体生理参数变化后0.512 s对人员发出预警。     

中医脉象机理初步研究

中医通过诊脉可觉察到人体健康状况的绝大部分信息。有人曾经试图用“脉象仪”代替中医师诊脉,但未获成功,因为它无法揭示出脉象信号包含的丰富信息,脉搏由心脏驱动,通过血流沿动脉传输,到达腕部时已在身体里走过了曲折漫长的路。变成了人体的交响乐,它的和声组分的强度和频率分量包含了几乎全部人体健康状况的信息,分析脉搏信号的频谱,并把谱特征与身体健康状况关联起来,是一种有希望的研究方法。为探索中医脉象理论     

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.     

基于手机摄像头的血压估计方法

提出一种使用手机摄像头采集脉搏波的血压估计方法,称为基于脉搏波的多参数收缩压估计法(multiparameter estimation of systolic blood pressure based on pulse wave,MBPP).在运动实验中,分别通过手机摄像头和血压仪获得不同的脉搏波时序数据和血压.然后,对脉搏波数据进行去噪,计算加速脉搏波,得到脉搏波传导时间.再计算得到脉搏波的特征点,从而计算心率.最后,选择脉搏波传导时间和心率两个参数与血压进行线性拟合,从而得到血压的回归方程.实验结果表明,MBPP方法准确性高,可以用于血压的测量.     

一种连续无创血压监测头带的研究

目前大多数无创血压测量采用的是袖带示波测量法,仪器携带不方便;通过气泵对袖带进行充放气,测量周期长,不能够对人体血压进行连续地测量,考虑研制穿戴式血压测量头带,对人体血压进行无创连续测量.采用高分辨率心电采集芯片ADS1292R采集头部微弱心电信号(electrocardiogram,ECG),同时使用反射式光电传感器在眉骨处采集时间上严格同步的光电容积脉搏波信号(photoplethysmography,PPG).分别定位ECG和PPG的特征点,计算PPG信号传播延迟(pulse wave transit time,PWTT),并和同一时刻血压值进行相关性分析以及回归分析,建立血压测量模型,即可根据PWTT求得血压.对试验者进行实验表明,采用该便携式无创血压检测装置与传统无创血压测量法对比,误差维持在5％以内.该检测头带信号采集均在头部完成,穿戴方便,功耗低,舒适性强,是一种可行的便携无创连续血压监测装置;同时可将检测结果通过蓝牙实时传至用户手机或PDA装置显示并存储,完成长时间动态血压监护.     

基于体动射频信号的睡眠分期

为了减轻传统接触式睡眠生理监测系统对人体造成的负担,设计了一种基于微波技术的非接触式睡眠生理信号采集与分析系统,提出一种基于体动射频信号的睡眠分期识别算法.通过小波变换对射频运动传感器(RFMS)采集的体动信号进行预处理,再计算出体动信号的能量值,最后通过判别式处理和阈值法实现了睡眠分期:醒觉期、浅睡期、中睡期、深睡期.实验采集分析了8个实验者为期46天的睡眠生理信号,同时同步采集视频信息、TANITA水床睡眠信息、接触式呼吸脉搏信号.与视频结果比较发现醒觉期正确率达到90%;与TANITA水床睡眠结果相比,本系统的结果与其吻合程度达到70%;与不同睡眠状态下呼吸率、心率的变化相比,本系统的结果吻合度达到80%.     

基于腕带传感检测系统的脉搏信号时频分析

通过腕带传感检测系统,研究了时频分析方法在人体脉搏信号中的理论应用,使用M atlab工具对健康人和高血压患者的脉象样本进行了时域、频域和功率谱的对比分析,通过现场采集高血压患者样本并分析,证明了时频分析方法在脉搏信号分析中的可行性和可靠性.研究结果对中医脉诊的数字化应用具有一定的实际意义.     

基于欧拉放大的桡动脉脉搏波提取方法

脉搏波是反映人体心血管状况的重要参数,基于视频的非接触式脉搏波检测在医疗健康领域具有重要的研究价值.针对目前非接触式脉搏波提取方法存在检测不准确、受光照影响较大等问题,文章提出了一种基于欧拉放大的桡动脉脉搏波提取方法.利用欧拉放大算法放大手腕处桡动脉的微小搏动信号;对放大后的视频进行分块,计算每个子块的时域信噪比(si...     

基于脉搏波数学模型的运动员运动状态判别方法

针对利用运动员脉搏波信息对其运动状态(高强度运动、平静)进行判别,并减少身体状态的随机性对脉搏波特征信息的影响问题,提出了一种对原始脉搏波信号进行建模进而提取特征信息进行状态判别的方法.利用训练-测试的二分类分析方式,对运动员的心率状态进行判别,以分析运动员的运动状态,辅助其进行运动训练工作.实验通过对10名运动员志愿者在不同状态下进行脉搏波采集,对预处理后的原始信号进行函数建模并提取生理信息,利用SVM进行监督训练和测试.结果表明,该方法能够对运动员心率状态进行有效判别,得到运动员的运动状态.     

无线视频信号采集系统设计

无线视频采集系统由无线摄像头采集视频信息并发射一定频率的无线信号,发送出的无线模拟信号由无线信号接收器接收,通过视频连接线把信号送到USB视频采集卡EASYCAP中,视频采集卡把送入的模拟信号转换成数字信号送到连接的计算机中,实现无线视频的采集和通过软件在计算机中对信号进行处理。     

基于脉搏波特征参数的无创血红蛋白检测研究

因传统血红蛋白检测方法对人体有创伤,需要专门的仪器且耗时长,基于此,提出一种基于光电容积脉搏波特征参数的无创血红蛋白检测方法。通过设计脉搏波采集系统采集指尖脉搏信号,再由EEMD结合形态学滤波的方法对原始脉搏波进行滤波处理,对降噪后的脉搏信号进行时域特征、频域特征以及形态特征的提取,并由皮尔森系数及PCA算法进行核心特征子集的构建,最后基于支持向量回归模型对人体血红蛋白进行预测。实验结果表明,该方法相关系数为0.76,对血红蛋白的检测具有一定的可靠性。     

基于相位处理的颈动脉脉搏波提取方法

脉搏波反映了人体心血管的健康情况,其中很多参数对心血管疾病的鉴别有指导性作用,如周期性、RR间期等,基于图像光电容积脉搏波描记法(image photo plethysmography, IPPG)的非接触式脉搏波检测在计算机视觉和医疗健康领域具有很高的研究价值。针对目前非接触式检测算法抗光照干扰和微小运动干扰能力较弱的问题,文章提出一种基于相位处理的脉搏波提取方法。首先,采集颈部颈动脉视频,将视频微小运动放大后对其分块计算信噪比,选择信噪比最高的子块作为感兴趣区域;其次对感兴趣区域进行复可控金字塔分解,取水平方向的相位谱计算相位差;最后通过主成分分析算法提取主成分滤除噪声信号,在主成分中选择周期性最强的信号即为所提取的脉搏波,使用功率谱估计法计算心率值。通过和接触式检测设备对比以及与2种非接触式检测算法在不同光照条件下进行对比实验,实验结果表明该算法具有较高的抗光照和运动干扰能力,同时提高了脉搏波提取的精度和性能。     

以应变式传感器为核心的人体脉搏信号采集与处理

针对人体脉搏信号采集时不客观及噪声源过多的缺点,以微振动测试技术为依据,研制了由计算机控制、以应变式传感器为核心的多路脉搏信号采集系统,该系统旨在在确定的取脉压力下,采集到多路清晰的脉搏信号.该系统以应变式传感器为核心,通过调节气囊控制取脉压力,探头与人体直接接触,可以直接采集多处位置微振动信号.同时由于人体微振动的信号特点,在不同的信号采集环境下,需要对信号进行分析处理.选择使用经验模式分解及小波分析对信号进行处理,提取了人体微振动信号中的有用信息.结果表明,在不同取脉压力的前提下,通过测试可得其分辨力在0.01 N以内,相对误差在5%以内,线性度5%,达到了预期的设计精度要求,相比压电材料具有更高的稳定性与静态精度.     

HHT方法分析冠心病患者支架置入手术对其脉搏波的影响

采用HHT(Hilbert-Huang Transformation)时间序列分析方法分析冠心病患者支架置入手术对其脉搏波信号的影响.通过经验模态分解(EMD)技术将一非线性、非稳态过程的原始离散数据序列分解为一组内在模态函数(IMFs),每一内在模态函数对应一种物理激励机制.通过对临床采集冠心病患者支架置入手术前后的脉搏波信号分别进行分解,可得到两者的特定模态改变信息.把冠心痛患者支架置入手术前后脉搏波信号的模态分解数据和正常人脉搏波的分解数据比较可以发现,C3模态和冠心病血管堵塞与否的相关性最大.     

手机可见光提取脉搏中呼吸率的估计

针对智能手机摄像头进行呼吸率估计的问题,提出一种基于融合脉搏波的呼吸率估计(fusion respiratory rate estimation,FRRE)方法.通过融合手机闪光灯可见光中的红光和绿光,得到融合脉搏波,并提取手背的光电容积脉搏波信号.采用绿光脉搏波进行瞬时心率的计算,使用相干解调去除融合脉搏波中心率成分,提取出呼吸信号.而后对呼吸信号进行快速傅里叶变换,并求功率谱密度,从而得到呼吸率.实验结果表明,本文提出的FRRE方法较传统VFCDM方法具有更高的准确性和实时性,可以进行有效的呼吸率估计.     

基于小波变换滤波算法的便携心电测试仪设计

针对在应用光电传感器检测人体脉搏信号时存在工频干扰和基线漂移的问题,提出使用自适应相干模板算法和小波变换算法,分别对工频干扰信号和基线漂移进行滤除,避免了单纯使用硬件滤波电路时的抗干扰能力差、不稳定、波形容易失真等问题,有效的保留了脉搏波信号中的生理病理信息.通过对微弱的脉搏信号进行提取、记录以及对SER值的分析,快速准确的得出人脉搏波的频率、幅值,客观的得出人体健康状况.