一种同时消除脉搏波信号中呼吸基线漂移和高频噪声的方法

目的：基于光电容积脉搏波可以实现血氧饱和度等人体生理参数的无创检测。基于光电容积脉搏波测量时,由于信号采集过程中存在人体呼吸和仪器本身热噪声等干扰,脉搏波信号中存在着呼吸基线漂移和高频噪声,影响最终的人体生理参数测量精度。方法：因此提出一种在经验模式分解的过程中结合小波变换的方法,来同时消除呼吸基线漂移和高频噪声的影响。首先通过经验模态分解将脉搏波信号分解为若干内在模式分量,并分别判断出含有呼吸基线漂移和代表高频噪声的分量,对于代表高频噪声的分量采用类似小波变换的方法进行滤波,利用小波变换将含有呼吸基线漂移的分量分解,将代表呼吸基线漂移的小波细节置零,信号重构后就达到了同时消除呼吸基线和高频噪声的目的。利用自行研制的测量装置采集的脉搏波信号进行实验验证,并采用信号交直流比R和信号的频谱进行效果评价。结果：有效地同时消除了呼吸基线漂移和高频噪声。结论：该方法将有利于血氧饱和度等人体生理参数无创检测精度的提高。     

基于小波阈值法的脉搏波去噪算法

目的消除可穿戴式脉搏波监测设备在连续测量中由于运动造成的运动伪差,保证设备准确性和稳定性。方法通过选取合适的小波基、小波最大分解层数、阈值函数和阈值方法,对脉搏波信号进行小波阈值处理,提出了一种基于小波阈值法去除脉搏波噪声的算法。并针对在脉搏波信号采集过程中出现的基线漂移、工频干扰和运动伪差,与加窗傅里叶变换去噪后的结果进行对比。结果在信噪比、均方差和平滑度等关键指标上,小波阈值法的效果更优。利用db9小波基对脉搏波信号进行6层小波分解,设置启发式阈值所得到的处理效果最好。结论该算法能够有效抑制工频干扰和运动干扰,使信噪比提高22 dB,均方差接近于0,且平滑度降为原来的11%,实现脉搏波信号采集中干扰的有效去除。     

一种基于数学形态学的脉搏波信号预处理方法研究

针对脉搏波信号处理的难点,提出了一种基于数学形态学的脉搏波信号预处理方法,并分析了脉搏波信号特征及数学形态原理.据此设计了基于脉搏波信号特征的非线性形态学滤波器,用于脉搏波信号预处理.通过实验验证,此预处理方法在高频噪声去除和基线漂移抑制方面获得了满意的效果.相比其他滤波器,形态学滤波器抑制能力很强,且原理简单,计算量小,十分适合在微处理器中应用.     

一种脉搏波和心电信号时域基线漂移消除方法

目的:脉搏波和心电信号都是临床诊断的重要依据,但是基线漂移的存在影响了诊断的准确性,因此信号处理中首先要对信号去除基线漂移。方法:检测脉搏波和心电信号的时域特征点,将检测得到的特征点作为插值节点做插值得到时域的基线信号,原信号减去基线信号即得去除基线漂移的信号。为比较不同算法的差异,实验分别采用高斯滤波、中值滤波、形态学滤波和本文算法(插值拟合法)对同一信号进行基线漂移消除实验。结果:实验表明高斯滤波的结果最差,中值滤波和形态学滤波都能有效地去除基线漂移,但是失真却比较严重,而插值拟合法不仅能有效的去除基线漂移,同时也最大程度地保留了原信号的成分。结论:插值拟合法与其他3种方法相比,具有更好的鲁棒性和适应性,对于消除基线漂移有着良好的效果。     

脉搏波信号特征点识别与预处理方法研究

脉搏波信号特征包含人体心血管的生理病理信息,准确识别其特征点对分析人体心血管的健康状况有重要意义。脉搏波特征点因人而异,且易受干扰,因而获取高信噪比的完整信号是准确识别特征点的前提。本文基于数学形态学,设计了一种组合滤波器对信号作预处理,可有效抑制基线漂移并去除高频噪声。利用特征点与小波变换过零点的位置对应关系,识别预处理后信号的特征点,并提出用微分法来校正特征点的位置偏移。采用三个参数可调的高斯函数重构出四种典型的脉搏波进行对照实验,证明了本文方法识别脉搏波特征点的准确性。     

基于反射式检测方法的血氧测量研究

因透射式光电脉搏波检测方法受测量部位的限制,不能对额头、腹部等进行检测。为实现对人体生理参数低生理、心理负荷及无创的采集,提出一种基于反射式检测方法的血氧检测系统的设计方法,首先结合反射式传感器DCM03和血氧模拟前端AFE4490采集指尖脉搏信号,然后将采集到的光电脉搏波进行数字信号处理以提高信噪比,最后通过判定脉搏信号极值点获取包络线,求得信号交直流分量以进行血氧值计算。实验结果表明,真值与测值间的相对误差在3%以内,该方法能实时有效地对人体血氧进行检测,对患者监护及远程诊断有极大意义。     

利用三次样条差值法抑制脉搏波基线漂移

目的脉搏波检测过程中,必须克服由于呼吸运动和身体移位会导致脉搏信号的基线漂移。本文提出一种基于三次样条差值的脉搏波基线漂移抑制方法。方法选择脉搏波的各个起始点为给定点,根据各个给定点的数值利用三次样条插值拟合出基线。然后用脉搏波在各个采样时间点上的采样值减去对应时间点上的基线函数数值,得到去基线的脉搏波波形。结果通过实际测量实验表明,脉搏波去基线后,基线比较平稳,波形比较稳定。结论三次样条差值法能有效抑制脉搏波的基线漂移,并且能够很好地应用在脉搏波实时检测中。     

基于指端脉搏波视频信号的心率稳定检测算法

目的:研究一种基于脉搏波的稳定检测心率的算法。 方法:提出一种基于快速独立成分分析（FastICA）算法处理指端脉搏波视频信号。首先通过手机摄像头采集手指视频,在每帧图片中提取感兴趣区域（ROI）,根据每个区域中像素灰度值的变化得到血液容积变化的时序曲线;然后通过对ROI进行RGB通道分离和FastICA后,分别选取红、绿色分量与盲源分离后的估计信号进行相关性分析,筛选出相关性最大的作为后续提取心率的信号,并与波峰法测得的心率进行对比,得到一种稳定的心率检测算法,并利用SPSS软件做相关性分析。 结果:选取R、G通道信号的一致性在95%以上,基于FastICA的算法与统计波峰法获取心率的一致性在95%以上。 结论:FastICA算法能够有效地提高心率测量的稳定性,实验结果验证了该方法的可行性和有效性,对于基于脉搏波的人体生理参数获取具有重要意义。     

基于脉搏波信号和血管弹性腔模型的动脉血压连续测量方法

目的为满足健康监护中的连续测量血压的要求,研究并实现一种基于脉搏波信号和血管弹性腔模型的动脉血压拟合计算方法。方法利用自制的穿戴式人体生理参数监测系统收集测试对象的脉搏波信号、心电信号以及血压数据。根据心电信号与脉搏波信号的时间关系,推导出收缩压和脉搏波传导时间的回归分析方程,而舒张压的测量,则是通过脉搏波的波形系数分析以及血管单弹性腔模型的参数计算完成。结果试验结果表明,该方法血压测量结果的平均偏差和标准偏差为(0.51±0.74)kPa([384±5.54)mmHg],达到了美国医疗仪器促进协会建议的(0.665±1.064)kPa([5±8)mmHg]标准。结论结合脉搏波信号和弹性腔模型可以估算人体血压值,为连续血压测量提供了新的实现方法。     

基于小波变换的充气法测量血压的算法研究

目的探索腕部充气测量血压的方法及原理,实现小波变换提取脉搏波以及无创血压的计算,为现有腕式电子血压计提供更精确的算法。方法采用小波变换对采集的袖带脉搏压力混合信号进行去噪处理,并分离脉搏波与袖带压。在此基础上采用差分法与阈值法寻找脉搏波峰值点并修正波形干扰点,再对脉搏波峰值点进行高斯曲线拟合法拟合出平滑包络线,并采用改进的幅度系数法进行收缩压、舒张压的计算,并对30名测试者用本方法与听诊法进行对比测试,观察相关性。结果该方法的测试结果与听诊法对比相关性良好,测量血压速度快,舒适度高。结论基于小波变换的充气法测量血压的算法相比传统方法去噪效果好,脉搏波提取精确度高,血压计算结果符合AAMI标准,但需在软件处理算法中做进一步简化研究。     

基于小波分解的颈动脉波特征提取算法

目的:利用小波变换的时频局域化性质,检测出存在于颈动脉波信号(CAP)中的奇异点和奇异角,并且精确检测奇异角出现的位置。方法:小波变换具有多分辨率等特点,能够通过放大信号的任意细节部分进行时域分析。采用离散小波变换法结合db1小波能够检出脉搏信号中的奇异U角。利用计算CAP时域特征点的小波变换极大值坐标来精确定位脉搏时域特征点,通过检测脉搏的特征参数以及脉搏的突变特征参数,可以客观判定人体脉搏变化规律。结果:CAP信号WT分解很好地抑制了各种病理性、基线漂移等干扰,为进一步进行特征提取创造了条件,基于第一细节信号d1的特征点定位几乎不受各种病理性、基线漂移等干扰的影响,定位比其他传统处理技术更为准确。结论:本文提出了基于小波分解的颈动脉波特征点提取算法,取得高达100%的检测率。在含有大量噪声和伪差的脉搏信号中,仍具有较高正确检出率和良好的抗噪性。根据计算得到CAP信号时域特征点的小波变换极大值的坐标,再利用极大值表征准确测定脉象时域特征点的坐标,能够克服脉搏时域特征点定位不准的问题。     

基于小波变换的自适应滤波器消除脉搏波基线漂移

脉诊仪的研制中,由于呼吸运动和身体移位导致脉搏信号的基线漂移是必须克服的.本文提出了一种新的基于Meyer小波变换的自适应滤波器,其参考输入选择原始信号经小波分解后的高频分量.通过仿真和实际测量实验表明,该方法能有效消除脉搏波的基线漂移.     

脉搏波自动采集系统关键技术的研究

目前的脉搏波波形采集分析系统需要人为干预,其自动化程度低,且受人为因素影响比较大。本文结合心血管血流动力学参数的无创检测理论,利用光调制技术、单波提取以及基线漂移实时滤除等信号处理技术,设计了自动化程度较高的脉搏波自动采集分析系统,实现了脉搏波信号的增益自动调节、波形自动识别、基线漂移的实时滤除及波形的有效性自动判定。此脉搏波自动采集分析系统实现了脉搏波波形的自动采集,且无需人为干预,适宜在社区和家庭中应用。     

基于三次样条插值技术的去除胸阻抗基线漂移的方法研究

目的:胸阻抗信号常伴随呼吸等干扰造成基线漂移,这给临床分析计算、测量带来不良影响,为了消除胸阻抗基线漂移,作者在分析现有去除方法优劣的基础上提出一种新的方法。方法:采用labVIEW编程语言,以阻抗波波谷为插值基准点,利用三次样条差值技术去除胸阻抗基线漂移。结果:利用该方法消除基线后的胸阻抗波形底部非常整齐,而且没有使原有信号变异或者失真。结论:三次样条插值技术去除胸阻抗波基线漂移方法在仿真和实测实验中都取得很好的效果,这种方法是行之有效的。     

基于小波变换的心电信号基线矫正方法

本文介绍一种基于小波变换的心电信号基线漂移去除方法。该方法利用小波变换多分辨分析的特性,将含噪声及基线漂移心电信号进行多尺度分解,结果表明,某尺度下的分解信号较好地反映了心电信号基线漂移,在重构过程中可直接将其去除。     

基于Android手机的生理参数移动监测系统

本研究设计了一款基于Android手机的人体生理参数移动监测系统。依据心电信号与脉搏波信号的特点,设计硬件采集系统。利用蓝牙无线通信方式,将硬件电路采集的生理信号发送至手机。通过在Android手机上开发的应用程序,实现心电信号和脉搏波信号的数字滤波处理、实时显示、存储及回显等功能。通过测量的脉搏波传导时间建立连续血压计算模型,并与人体血压实测值进行验证测试。最后在多个品牌的Android手机上运行本系统的应用程序,验证该系统的实用性和兼容性。该系统具有体积小巧、成本低、可实时连续监测的优点,实现了连续生理参数监测。     

基于扩散模型的心电信号基线漂移去除法

ECG信号的基线漂移直接影响波形的幅值及时程测量精度,快速、有效的基线漂移去除法是ECG信号处理的重点研究内容.提出一种基于扩散模型的ECG基线漂移信号去除法,通过对有基线漂移的ECG信号进行一系列的线性扩散,使这些信号接近于漂移的基线,从而分离出ECG信号,较好地保留了ECG主要波形的形状及其时程关系.利用合成信号的仿真结果显示,扩散模型可较好地将低频成分分离出来,且合成波的频率相差越大,其分离效果越好,显示其在ECG信号基线漂移去除中良好的应用前景.     

基于小波变换的脉搏信号分析仪的设计

脉搏信号中含有丰富的人体生理信息,对心血管疾病的预防和诊治有着重要的指导作用。本文采用COM组件技术将基于小波变换的脉搏信号去噪和特征提取MATLAB算法程序无缝集成到LabVIEW中,实现了虚拟脉搏信号分析仪的设计。实验结果证明该分析仪采用的自适应阈值小波消噪方法的消噪效果优于传统的软、硬阈值法,提取的脉搏信号各尺度能量值可以用来作为区分心血管疾病患者和正常人群的特征值,扩展的网络传输功能经实际应用具有非常实用的价值。     

基于神经网络的脉搏波信号血压检测算法

脉搏波信号蕴含大量的人体生理与病理信息,与血压的变化息息相关,利用其特征参数可以无创连续检测血压。神经网络因其极强的学习能力、泛化能力以及可以充分逼近任意复杂的非线性关系而被应用于脉搏波血压提取算法中。本研究介绍了脉搏波特征参数,并简述了基于脉搏波特征参数进行血压测量的研究进展,详细叙述了基于神经网络的脉搏波特征参数血压检测算法,最后对不同神经网络模型的优缺点进行分析,并对基于神经网络的脉搏波特征参数血压监测算法的研究方向进行展望。     

基于心电信号的脉搏波形特征点提取

为寻求一种精确的脉搏波特征提取方法,提取更多的脉搏波形特征,揭示心电脉搏在时域上的相关性,使用MP425数据采集卡和LabVIEW构成的数据采集系统同步采集ECG信号和脉搏波信号,对ECG信号和脉搏波信号进行分析和处理,采用能量算子法检测心电信号R波;基于同步采集的ECG和脉搏波信号,提出一种应用ECG信号的R波和T波来提取Pulse wave的重搏波和峰值的方法.经过分析与实验验证,该方法能准确找到脉搏波波峰和重搏波位置,并具有较强的抗干扰能力,为研究心电脉搏之间的关系提供了一种新的方法.