动态环境血氧饱和度监测的运动干扰分离自适应对消方法

目的为解决动态环境中脉搏血氧饱和度监测容易受到运动干扰的问题,提出一种新的运动干扰分离自适应对消方法。方法在对动态环境光电容积脉搏波信号干扰分析的基础上,首先通过计算信号包络提取出红光和红外光光电容积脉搏波信号的交流分量,并分离出与干扰相关的信号,然后将其作为参考信号进行自适应滤波,去除运动干扰。结果采用本文提出的方法可有效抑制运动干扰对血氧饱和度结果的影响。结论本方法充分利用了光电容积脉搏波信号包含的信息,具有结果准确、稳定,运算量小的特点,可应用于动态环境血氧饱和度的监测。     

一种无创检测桡动脉脉搏波速度的新方法

目的:提出一种同步采集肱动脉脉搏波信号和指尖脉搏波信号无创检测桡动脉脉搏波速度的新方法.方法:用二次函数对起跳点波段按最小二乘法原理逼近计算出脉搏波先后传播到肱动脉和指尖这段距离的时间.结果:大量的病例分析和临床测试表明:脉搏波传导速度与年龄的正相关性为r=0.46,与脉压的正相关性为r=0.622.该算法能够解决波谷...     

基于Android平台的心率变异性检测系统

目的研制一种适合于家庭监护、远程医疗、操作简便的便携式心率变异性(heart rate variability,HRV)检测仪。方法利用Android平台为数据处理中心和显示器,以STM32为微控制器,设计了一种通过反射式光电容积脉搏波(PPG)描记法采集腕部脉搏波信号的HRV检测系统。采集器采集的信号经模数转换后,由蓝牙发送至Android客户端并实时显示脉搏波,完成测量后对脉搏波数据进行滑动平均滤波处理,短时平均幅度差函数(AMDF)进行周期检测等,最终得出HRV信息,且数据可云存储。结果18个测试对象进行系统测试实验,得出系统平均相对误差为3.8%。结论所研制的检测系统操作简便,运行稳定可靠,可满足家庭监护使用。     

一种基于时变自回归模型的抗运动干扰心率提取算法

目的解决利用光电容积脉搏波提取心率时,传统心率提取算法在波形突变时效果不理想的问题。方法提出一种基于时变自回归(time-varying autoregressive,TVAR)模型的抗运动干扰心率提取算法。使用带通滤波器和滑动平均滤波器对光电容积脉搏波(photoplethysmographic,PPG)信号作预处理。利用基于多小波基函数展开的时变自回归模型法对受到干扰的PPG信号分段,对每段信号作快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)频谱分析,进行谱峰搜索,确定所有可能的心率值,利用加速度信号从所有可能的心率值中作最优化选择,最终确定心率。结果对10名健康受试者进行测试。测试状态分2种:静止和运动,运动状态包括跳跃、挥臂、跑步3种情况。同传统快速傅里叶方法和基于最小均方自适应(least mean square,LMS)算法的心率提取方法比较,本文提出的算法具有更高的准确性,平均绝对错误率可控制在2.6%以内。结论本方法能有效应对运动干扰产生的PPG波形突变问题,具有准确度高、抗干扰性强的特点。     

基于非接触式测量的极短时心率变异性分析

目的实现基于成像式光电容积描记技术(iPPG)的心率变异性非接触式测量,并探讨极短时分析的可行性。方法使用高速摄像机拍摄12名男性受试者人脸视频,通过感兴趣区域提取,独立成分分析等方法得到与脉搏相关的iPPG信号,并进行了心率变异性的极短时分析。结果与心电信号相比,心率变异性的部分时域和频域特征具有较高的准确性和相关性:NNVGR和RMSSD的相关性最好,均在0.98以上,SDNN相关性在0.9左右;频域特征中,VLF、LF、HF的相关性均在0.8以上,pLF、pHF、LFHFRatio的相关性较低,且个体差异较大。结论iPPG技术可用于心率变异性的准确测量和监测,对于非接触条件下生理信号监测具有重要意义。     

基于容积脉搏波的无创连续血压测量系统

目的 设计一种基于容积脉搏波的无袖套连续血压测量系统.方法 从单一容积脉搏波中提取脉搏波传导时间,经逐步回归分析与血压建立血压估算方程,实现无创连续血压测量.结果 通过对不同人群血压检测,并与鱼跃牌水银血压计进行对比,结果表明该方法和传统方法具有较好的测试一致性,测量误差优于美国医疗仪器促进协会(AAMI)推荐标准.结论 该方法同传统血压测量方法相比,测量方便,可彻底摆脱缚带,并能实现无创连续测量,具有更广阔的应用前景.     

基于 PPG的血管动力学参数检测研究

目的利用指尖PPG信号,获取血流、血管及微循环等心血管动力学参数。方法提出由反射式传感器DCM03及血氧模拟前端AFE4490设计指尖脉搏采集系统,并对原始脉搏波信号进行滤波,最终采用去噪效果较好的4阶ChebyⅡ滤波器降噪。对降噪后的信号进行二次微分得到加速脉搏波,对两种不同的加速脉搏波分别计算脉搏波传导时间,最终建立脉搏波传导时间和血压的估算模型,并由此估算心搏输出量、心搏指数等其他心血管动力学参数。结果对30个测试对象进行系统测试实验,得到收缩压和舒张压标准值与测试值之间的相关系数分别为0.9845和0.9663,而心率、心脏指数及心搏指数的相关系数为0.9779、0.8463及0.8133。结论系统测试值与标准值之间相关性较好,可为心血管疾病预测的研究提供一定参考依据。     

卧床实验室生理信号测试处理系统

本文介绍了一种人体生理信号测试与处理系统的设计。它主要用于模拟航天失重条件的卧床实验室。这是一个较大型的计算机应用系统,可同时对8名卧床受试者生理状态进行长时间监测,采集保存大量原始数据,进行及时快速处理。每名受试者被测信号有9导,其中心电或脑电6导,阻抗式呼吸波1导,体表温度2导。监护指标有3项:心率、体温和呼吸率。原始数据保存可采用模拟磁带记录和数据采集存盘两种形式。分析项目包括信号参数提取,功谱、相关、相干和传递函数分析,各种趋势图、直方图和谱阵图等。该系统也可应用于其它医学实验室,特别是推广应用到医院多床位病人监护。     

基于多波长无创血红蛋白检测系统研究

目的研究开发一种便携式无创血红蛋白检测系统,实现人体总血红蛋白浓度的连续、实时监测。方法系统采用8个波长发光二极管(LED)作为光电容积脉搏波描记法(PPG)信号光源,联合约束独立成分分析和自适应滤波新方法消除PPG源信号的运动伪迹,应用主成分分析(PCA)和后向反馈人工神经网络(BP-ANN)相结合的新方法对PPG信号特征进行提取并利用十折交叉验证方法建立血红蛋白浓度的预测模型,无创系统样机和传统有创血液分析仪同步检测106例志愿者血红蛋白浓度。结果无创检测结果(SpHb_BP)和传统有创检测结果(Lab_tHb)的均方根误差为1.02g/dL,相关系数为0.73(P0.001);Bland-Altman图显示SpHb_BP与Lab_tHb平均偏倚绝对值为0.05g/dL,99.1%(105/106)的点在95%一致性界限内。结论基于8波长PPG信号实现了无创血红蛋白检测系统研制,系统与临床有创血红蛋白浓度检测结果具有较好的一致性。     

基于能量变换与小波分解的QRS波群检测算法

目的 使用能量变换与小波分解的联合算法检测心电信号QRS波群的特征点,为心电信号的自动分析提供新的手段.方法 能量变换是基于信号的局部特征的,可以有效地突出信号的峰点或谷点;小波分解对信号做多分辨率分解,可以突出信号的特征信息;两种方法的结合更利于QRS波群的检测.结果 使用30例样本检测算法性能,证明联合算法能够提高信噪比,对特征点的定位准确可靠.经MIT/BIH心电数据库的检测验证,其R波定位的正确率高达99.79%.使用心率趋势图分析计算结果,不仅可以完全纠正误检和漏检,而且能够定位异常的心搏.结论 本算法能够准确、实时地识别被噪声严重干扰的心电信号的QRS波群,因而在心电信号的自动分析中有很好的应用前景.