基于STM32的便携式脉搏波传导速度测试仪设计

摘要

脉搏波传导速度在临床上广泛应用于评价大动脉的结构和弹性，可以作为人们将来患冠状动脉粥样硬化等动脉硬化疾病风险的评估指标，也是心脑血管疾病的最佳预测指标。本系统采用硬件装置和软件系统相结合的方式，设计了一款基于 STM32的便携式脉搏波传导速度检测系统，该方法无创伤，便于携带，成本低廉，操作简单，准确可靠，重复性好，为动脉功能检测和心脑血管疾病预防提供了一种可靠简便的方法，在家庭和社区的医疗诊断中具有实际应用价值。
　　在硬件装置方面，首先利用脉搏传感器实现对两路脉搏信号的采集，经预处理电路对脉搏信号进行电压抬升、放大后，利用STM32自带的ADC模块进行模数转换得到脉搏波的数字信号。为实现本系统低功耗、智能化和易携带的特点，在传感器、放大芯片及处理器等硬件的选择方面都为本系统搭建了优质的硬件平台。采用双 ADC模式实现两路脉搏波信号的同步采集，使脉搏波传输时间差的计算更加精准。采用STM32F103ZET6作为主控芯片，该芯片主要负责对脉搏信号的A/D转换和对数据的计算处理。
　　在软件算法方面，采用目前广泛使用的二点测量法计算脉搏波传导速度，应用极值法提取两路脉搏波形的各特征点，通过多次测量同一周期内桡动脉和脚背动脉同一特征点的传输时间差，经过筛选和计算得出双通道脉搏波的传输时间差，其中用来计算两路脉搏波传输时间的特征点是两路脉搏波的峰值点。再通过测量人体两动脉测量点的体表距离，进而得到脉搏波传导速度。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究的目的和意义

1.2 研究现状

1.3 脉搏波传导速度的临床应用

1.4 本文的主要工作及结构安排

1.5 本章小结

2 系统的设计原理及整体设计方案

2.1 脉搏波原理介绍

2.2 影响脉搏波传导速度的因素

2.3 动脉血管硬化与PWV值关系

2.4 脉搏信号的采集分析系统

2.5 本章小结

3 系统硬件设计与实现

3.1 双通道脉搏原始信号采集模块

3.2 信号调理电路模块

3.3 微处理器选取

3.4 ADC转换

3.5 串口通信

3.6 电源及复位模块

3.7 文件存储

3.8 本章小结

4 脉搏信号分析系统的研究

4.1 基于脉搏波信号分析心脑血管疾病的研究

4.2 脉搏波信号A/D转换的软件实现

4.3 脉搏波信号的特征点提取

4.4 脉搏波速度计算

4.5 本章小结

5 便携式脉搏波速度检测系统的应用实例

5.1 测试对象和测试仪器

5.2 操作步骤

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 不足与展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献

附录 整体设计原理图