基于脈搏波的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)與生理信號(hào)重建技術(shù)研究.pdf

1、隨著老齡人口所占比重逐漸增加，我國(guó)已經(jīng)逐步進(jìn)入老齡化社會(huì)階段。各類老齡化問(wèn)題也不斷凸顯，老齡人口的健康問(wèn)題就是其中亟待解決的問(wèn)題之一。在眾多的健康問(wèn)題中，由于心血管類疾病較為常見(jiàn)且患病率逐年上升，故作為預(yù)防和輔助治療手段的連續(xù)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)的重要性也在不斷上升。但是目前脈搏、血壓和心電等生理參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的便攜性仍有待提高，且不同生理參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的便攜性也有很大不同，故為了提高常用針對(duì)心血管類疾病所涉及的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)設(shè)備的便攜性，本文

2、基于脈搏波進(jìn)行了各項(xiàng)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)和生理信號(hào)重建的研究工作以及便攜式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容如下:
　　首先，在便攜式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方面，本文進(jìn)行了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的主要功能包括:脈搏波信號(hào)的采集模塊，心電信號(hào)的采集模塊，采集信號(hào)的預(yù)處理模塊，處理信號(hào)的傳輸模塊，脈搏信號(hào)的處理模塊等。通過(guò)該系統(tǒng)，本文實(shí)現(xiàn)了心率和血壓等生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)以及脈搏波和心電信號(hào)的重建，與現(xiàn)有的多種生理參數(shù)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)設(shè)備相比，本系統(tǒng)具有更好的便攜

3、性。
　　其次，在脈搏波信號(hào)處理方面，本文提出了基于Alpha穩(wěn)定分布概率密度曲線的脈搏波擬合算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真，在相同條件下，本算法的擬合優(yōu)度和均方誤差均優(yōu)于現(xiàn)有其他擬合算法，在一定程度上克服了現(xiàn)有算法擬合誤差較大的缺陷。更進(jìn)一步，利用本文提出的擬合算法并結(jié)合ARMA模型實(shí)現(xiàn)了缺失脈搏波的重建，同現(xiàn)有的重建算法相比，在峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間與幅度方面均具有較小的誤差。此外，本文還利用重建的脈搏信號(hào)實(shí)現(xiàn)了心率測(cè)量以及血壓的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

4、明，本文的測(cè)量方法誤差較小。
　　最后，在心電信號(hào)的重建方面，本文提出了基于脈搏波的心電信號(hào)重建算法。由于心電信號(hào)波動(dòng)較為復(fù)雜，本文首先采用B樣條擬合以獲得了充足的信號(hào)特征參數(shù)，然后采用核主成分分析(kernel principle component analysis，KPCA)對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行降維以降低計(jì)算復(fù)雜度，符合便攜式設(shè)備的設(shè)計(jì)需求，最終通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用脈搏波特征對(duì)心電特征進(jìn)行重建，實(shí)現(xiàn)了心電信號(hào)的重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算