心功能生化检测的无创替代技术研究

摘要

心血管系统的健康状况是影响人类生命质量的重要因素。一直以来，生化检测作为用来判断心功能状况的主要手段，但有成本高、不易操作以及会给被检者带来痛苦等缺点。大量的研究表明，脉搏信号能够有效反映心血管系统的特性。因此通过无创的脉搏波检测来替代传统的生化检测方法来，判断心血管系统的健康状况，将对预防和治疗心血管疾病具有深远的意义。
　　本文着重分析B型钠尿肽(Brain natriuretic peptide，BNP)这一生化检测指标与脉搏波特征值的相关性。BNP是临床用来指导对心衰诊断的重要指标，找到用脉搏波参数与之的关联，实现用脉搏波评估心衰状况，将对临床诊断有重要的参考意义。
　　本文通过分析桡动脉脉搏波，提取到了K值、心输出量、外周阻力等心血管系统特征参数。并且分别用弹性腔模型以及简便公式计算了动脉顺应性，分析了两种方法所得结果的一致性。除了分析常用的心血管系统参数，本文还计算了脉搏波主波波峰与潮波波峰的时间间隔，作为桡动脉传导时间，随后分析了桡动脉传导时间与心电-桡动脉传导时间的相关性。本文计算了桡动脉心内膜下心肌活力率这一近年来提出的特征参数，并将这一参数与中心动脉心内膜下心肌活力率的结果进行对比实验，实验结果显示这两种方法所得结果的相关性为0.602。此外本文还分析了脉搏波在不同传感器接触压力下，幅值的变化趋势。分析发现不同年龄以及心血管健康状况的人群间其脉搏波随接触压力的变化趋势有一定的差异，被测者的最佳压力也能部分反映心血管系统的状况。
　　用计算到的特征参数与心衰患者的BNP检测结果对比分析，发现桡动脉传导时间与BNP数值的相关性-0.599，桡动脉心内膜下心肌活力率与BNP的相关性-0.826，显著相关。可以用脉搏波分析参数为提供心功能状况的检测参考，在一定程度上替代生化检测。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外心衰诊断研究的现状

1．2．2 国内外基于脉搏波分析心血管参数现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 心衰生化检测与心血管系统的理论基础

2．1 心衰的BNP检测

2．2 心血管系统的理论基础

2．2．1 脉搏波的形成与特点

2．2．2 弹性腔模型

2．3 心血管系统功能评估参数

2．3．1 不同压力下的脉搏波

2．3．2 K值

2．3．3 心输出量

2．3．4 外周阻力

2．3．5 动脉顺应性

2．3．6 脉搏波传导时间

2．3．7 心内膜下心肌活力率

2．4 本章小结

第3章 实验方案设计

3．1 实验目的

3．2 实验设备

3．3 实验对象

3．4 实验方法

3．4．1 桡动脉传导时间有效性的验证实验

3．4．2 不同方法计算动脉顺应性的比较实验

3．4．3 桡动脉心内膜下心肌活力率有效性的验证实验

3．4．4 同一样本的不同压力下脉搏波分析实验

3．4．5 心血管系统参数与BNP检测结果的相关性分析实验

3．5 数据采集流程设计

3．5．1 数据采集步骤

3．5．2 注意事项

3．6 本章小结

第4章 脉搏信号处理与分析

4．1 预处理

4．1．1 小波阈值去噪

4．1．2 去除基线漂移

4．2 脉搏波特征点提取

4．2．1 用阈值法检测脉搏特征点

4．2．2 脉搏特征点检测方法的补充

4．3 脉搏波特征值的计算

4．3．1 不同压力下的脉搏波

4．3．2 K值、心输出量及外周阻力

4．3．3 动脉顺应性

4．3．4 脉搏波传导时间

4．3．5 心内膜下心肌活力率

4．4 脉搏波特征分析程序

4．5 本章小结

第5章 实验结果与分析

5．1 单点法脉搏传导时间与心电-桡动脉传导时间的相关性

5．2 动脉顺应性参数的计算

5．3 心内膜下心肌活力率的计算与分析

5．4 不同压力下的脉搏波分析

5．5 各个参数与BNP检测结果相关性的分析

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢