基于脉搏波传导时间无创连续血压测量系统研究

摘要

血压作为人体生命特征的重要参数之一，与心血管的健康状态密切相关。对于血压的检测，能够达到预防疾病的目的。然而临床血压测量方式多为间歇式，测量的精度和实时性受到限制。本文基于对脉搏波传导时间与血压关联模型的研究，设计出无创血压测量系统。具体研究工作如下：
　　(1)针对脉搏波信号中存在的各种噪声干扰，本文提出了一种利用EEMD和小波分析相结合的算法去除噪声。该算法通过对信号进行分解，利用排列熵对信号进行分类，再将分类好的信号进行小波分析，从而去除分类信号中的噪声干扰。结果显示，该算法可以有效的去除信号中的噪声，更好地保留了有效的信息。
　　(2)无创血压测量系统的信号采集模块设计主要有：采用STM32F103芯片作为信号采集模块的主控器，并设计滤波电路去除原始信号中存在的工频干扰和高频噪声。通过对控制芯片内部AD设置，实现对信号的数字化转换。数据通信模块由串口实现，通过对串口参数的设置实现下位机与PC的通信。
　　(3)针对不同加速脉搏波类型对血压计算结果的影响，本文通过提取加速脉搏波的多个特征参数，利用支持向量机对加速脉搏波进行分类，并得到较好的分类准确率。由此实现对血压的更加准确的测量。
　　(4)将本文建立的数学模型计算出的血压值，与电子血压计测量的血压进行误差分析，利用Bland-Altman算法对两种方法的得到的血压值进行一致性分析。
　　研究结果显示：由本文建立的估算模型计算的测量误差，在美国医疗仪器协会提供的标准误差之内，能够实现对血压的实时、连续测量，同时达到较好的测量精度。

目录

第一章 绪论

§1.1研究背景与意义

§1.2血压测量国内外研究综述

§1.3本文主要研究内容及工作安排

第二章 容积脉搏波测量血压的相关理论基础

§2.1脉搏波传导时间与血压的关系

§2.2容积脉搏波的形成机理

§2.3心血管系统模型介绍

§2.4本章小结

第三章 脉搏波采集系统的设计

§3.1脉搏波采集系统的总体结构

§3.2脉搏波传感器的种类

§3.3脉搏波调理电路

§3.4主控处理器选择

§3.5 A/D数据采集及通信

§3.6本章小结

第四章 容积脉搏波信号的预处理

§4.1脉搏波信号去噪基本方法介绍

§4.2利用EEMD和小波分析去除噪声

§4.3本章小结

第五章 利用容积脉搏波估算动脉血压

§5.1利用脉搏波频域特征参数的动脉血压测量

§5.2容积脉搏波传导时间的提取方法

§5.3本章小结

第六章 实验论证与分析

§6.1血压实验结果的误差分析

§6.2本章小结

第七章 总结与展望

§7.1总结

§7.2展望

参考文献

致谢

附录一 攻读硕士学位期间主要研究成果