智能服裝中光纖光柵傳感器心音信號處理算法的研究.pdf

1、智能服裝是電子信息、材料、紡織學(xué)科及其它相關(guān)學(xué)科結(jié)合與交叉的產(chǎn)物，能實(shí)現(xiàn)人體生理參數(shù)的檢測、顯示、傳輸、存儲、報警等功能，具有隨身攜帶、實(shí)時監(jiān)測等特點(diǎn)。心音信號的檢測是心臟及血管系統(tǒng)疾病診斷的重要手段，因此研究心音檢測功能的智能服裝具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　 本文對具有心音檢測功能的智能服裝中光纖光柵傳感器心音信號處理算法進(jìn)行了研究。在分析了光纖光柵傳感器采集的心音信號特征的基礎(chǔ)上，提出了基于光纖光柵傳感器的心音信號預(yù)

2、處理算法和分析算法。預(yù)處理算法是利用希爾伯特黃變換的總體平均經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸?EEMD)將心音信號分解為12階模態(tài)分量，對每一階分量進(jìn)行譜分析，判斷心音信號包含在哪些階分量中，將包含心音成分的各階分量利用軟閾值函數(shù)進(jìn)行閾值處理后對各階模態(tài)分量求和得到純凈的心音信號，該算法具有適應(yīng)性強(qiáng)、簡便等優(yōu)點(diǎn)。心音信號分析算法是利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)直線結(jié)構(gòu)元素對調(diào)理的心音信號進(jìn)行包絡(luò)提取，再對信號包絡(luò)進(jìn)行分段處理、段內(nèi)閾值處理、干擾峰去除后確定信號的峰值點(diǎn)；利

3、用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)余弦結(jié)構(gòu)元素對調(diào)理的心音信號進(jìn)行包絡(luò)提取，再設(shè)置噪聲水平閾值，結(jié)合檢測到的峰值點(diǎn)確定第一、二心音的起止點(diǎn)：利用得到的信號峰值點(diǎn)以及第一、二心音起止點(diǎn)和醫(yī)學(xué)知識判斷心音信號參數(shù)是否在正常范圍之內(nèi)，該算法具有易移植、準(zhǔn)確性高、處理速度快的優(yōu)點(diǎn)。利用Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感器的心音信號預(yù)處理算法和分析算法，對4例光纖光柵傳感器采集到的心音信號進(jìn)行處理和分析實(shí)驗，其結(jié)果表明心音信號預(yù)處理后的心音特征明顯，且頻率主要集中

4、在20-100HZ的范圍內(nèi)，心音信號分析得到的參數(shù)與同步采集的心電參數(shù)一致；對典型的9種心音信號進(jìn)行處理和分析實(shí)驗，得到的參數(shù)與給出典型的參數(shù)一致，驗證了心音信號預(yù)處理算法和分析算法的有效性。將分析算法移植到DSP開發(fā)平臺上，并進(jìn)行了實(shí)驗，其結(jié)果與利用Matlab軟件處理結(jié)果一致，驗證了分析算法移植的有效性。本文所提出的算法能夠?qū)π囊粜盘栠M(jìn)行預(yù)處理和分析，得到心音信號的參數(shù)。將其應(yīng)用于智能服裝中，可以對人體進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)病情，早