基于生物雷達(dá)的脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間提取技術(shù)的初步研究.pdf

1、在臨床監(jiān)護(hù)領(lǐng)域,脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間(PulseWaveTransitTime,PWTT)是一項(xiàng)重要的生理指標(biāo),它可以表達(dá)心血管相關(guān)的諸多生理參數(shù),例如血壓變化、阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征、大動(dòng)脈順應(yīng)性、動(dòng)脈硬化以及呼吸努力度等,尤其對于燒傷、精神病以及老年患者來說以上參數(shù)極為重要,然而提取PWTT的傳統(tǒng)方法均為接觸式檢測,對于以上患者來說,在其身體貼置電極或傳感器來采集心電圖(Electrocardiogram,ECG)中的R波作為采集

2、PWTT的開始時(shí)刻恰恰是不方便而且有時(shí)是不可行的。
　　生物雷達(dá)(Bioradar)技術(shù)近年來發(fā)展迅速,在臨床監(jiān)護(hù)方面具有特殊的應(yīng)用價(jià)值,其非接觸、對患者無約束等優(yōu)勢是傳統(tǒng)接觸式醫(yī)用傳感器無法媲及的?；诖?通過采用生物雷達(dá)技術(shù)非接觸采集PWTT開始時(shí)刻,再結(jié)合指尖脈搏波希望能夠解決和彌補(bǔ)接觸式測量手段的不足。
　　本課題主要研究基于生物雷達(dá)的脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間提取技術(shù),提出采用生物雷達(dá)技術(shù)非接觸式獲得心臟搏動(dòng)波形,依此波形的特

3、征點(diǎn)(波峰)作為PWTT開始時(shí)刻點(diǎn),結(jié)合指尖脈搏波的特征點(diǎn)(波峰)作為PWTT的終止時(shí)刻點(diǎn),計(jì)算二者之差即得PWTT值。
　　本課題主要完成了以下工作:
　　1:結(jié)合生理學(xué)基礎(chǔ),對比分析了人體心電圖和心搏動(dòng)圖,發(fā)現(xiàn)心電圖R波法測量到的PWTT存在射血前期(pre-ejectionperiod,PEP)時(shí)間的干擾,而與人體電信號機(jī)理不同的是,心臟搏動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)曲線圖恰能很好的排除此干擾。
　　2:建立了基于生物雷達(dá)的非接

4、觸PWTT采集實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)由生物雷達(dá)、呼吸傳感器、脈搏傳感器、ECG采集模塊以及多通道生理記錄儀組成,并與計(jì)算機(jī)相連,利用Matlab以及MedCalc軟件分析數(shù)據(jù)。通過對心率的采集和分析,調(diào)試系統(tǒng)并調(diào)整生物雷達(dá)最佳采集距離。
　　3:為了對比接觸式和非接觸式所采集到的PWTT,需要保證多通道對比實(shí)驗(yàn)時(shí)通道間的同步精度,所以設(shè)計(jì)完成了系統(tǒng)同步性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),對信號同時(shí)進(jìn)行多通道采集,并作相關(guān)性分析、相位差計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明同步精度滿足

5、PWTT誤差要求。
　　4:完成了對多名測試對象PWTT值的采集和對比分析實(shí)驗(yàn)。同步采集基于心電圖R波法(R-wave-gatedPulseWaveTransitTime,RWPWTT)和生物雷達(dá)法的兩組PWTT值,做Bland-Altman統(tǒng)計(jì)分析,驗(yàn)證了兩種方法具有較強(qiáng)的一致性。
　　5:設(shè)計(jì)了基于生物雷達(dá)技術(shù)的PWTT與實(shí)時(shí)血壓(BloodPressure,BP)的對比實(shí)驗(yàn)。通過對比分析論證了PWTT與BP之間強(qiáng)關(guān)聯(lián)的