脉搏信号的特征点提取方法研究

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人体脉搏检测传感器及信号处理系统

人体脉搏检测传感器及信号处理系统

人体脉搏检测传感器及信号处理系统程咏梅夏雅琴尚岚(北京工业大学机电工程学院工程力学部北京市100022)摘要:从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。

脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息,在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。

将人体脉搏波转化为电信号进行测量和分析,使中医的脉象有了一个客观的分辨标准,便于揭开脉诊现代科学本质,为预防和治疗疾病提供参考。

本文介绍了检测人体脉搏信号特征的系统。

该系统由应变式脉搏传感器及信号放大、滤波、AD转换及脉搏信号数字处理软件组成。

并用LabVIEW设计了虚拟仪器及相应的程序,使制作的脉搏检测系统能够用虚拟仪器软件LABVIEW显示出脉搏的波形。

关键词:脉搏波、传感器、检测系统A human blood pulse sensor and signal processing systemCheng Yongmei, Xia Yaqin and Shang Lan(School of Mechanical Engineering and Applied Electronic Technology, Beijing University of Technology,Beijing 100022)Abstract: Information from human blood pulse attracts more and more attention due to it may contain very pathological information which could be used as index to diagnose disease. The waveform, intensity and speed of pulse signals mostly read the physical and pathological characters of heart-blood system in human bodies. In this paper, the pulse signal that usually is feel by fingers of Chinese doctors was transferred into electric signal and thus could be measured by modern scientific way. As a result, the measured quantities can be used by a doctor as a more consistent index to make diagnoses. A pulse detecting system was developed and its functions, circuits and software based on LABVIEW were described in details.Key Words: human blood pulse, sensor, detecting system1 引言从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。

脉搏信号的采集与分析

脉搏信号的采集与分析

脉搏信号的采集与分析作者:冯晓雨谢秋彦邬国梁来源:《科学大众·教师版》2019年第07期摘要:脉搏波波形中包含丰富的人体心血管系统信息,因此在心血管健康状态监测中得到了广泛的关注。

但是,获取脉搏信号的过程容易受到多种因素的干扰,导致采集的脉搏信号质量不高,影响其在健康监护管理中的应用。

在脉搏信号的获取与分析中主要包括脉搏信号的获取、预处理与数据分析等内容,本文从这四方面对脉搏信号的获取与分析展开了系统的研究。

关键词:脉搏信号采集; 脉搏信号预处理; 脉搏信号分析中图分类号:TP391.9 ; ; ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ;文章编号:1006-3315(2019)07-200-001中医学的诊断主要依靠“望”,“闻”,“问”,“切”,其中切脉作为中医诊断的一个重要组成部分。

脉象信息中传递机体各个部分的生理与病理信息,透过脉象可以窥看人体内各个器官、组织的运行状态,为病理诊断提供依据。

我国有许多医学界乃至其他学科的学者,对脉学的理论、脉诊客观化、临床诊断和实验研究等方面进行科学研究,开展了大量的工作,做出了艰辛的努力,为脉诊客观化研究奠定了基础。

脉象仪的研发又是脉诊客观化研究工作的先导,它是临床脉诊客观化的基础。

我国先后开发并生产了多种脉象仪,主要应用于科研和教学,促进了脉象客观化研究。

脉诊仪器应该从传统医院、学校教学中走入寻常百姓家庭,未来脉诊发展的趋势应该围绕着辅助诊断、家庭保健两个方向发展。

1.脉搏信号的获取脉搏信号采集的主要过程是先由传感器将脉搏信号转换成电信号,经过放大、模数转换最终转化为计算机可存储的数字信号。

脉搏信号采集系统按照其测量的信号类型大体上可以分为三类:压力脉搏信号采集系统、光电脉搏信号采集系统和超声脉搏信号采集系统。

1.1压力脉搏信号采集系统压力脉搏信号采集系统所记录的曲线是跷动脉处透壁压随时间变化的压力随时间变化曲线,基于压力传感器的脉搏信号采集系统是脉搏信号采集系统中最为主流的类型。

中医脉诊信号感知与计算机辅助识别研究

中医脉诊信号感知与计算机辅助识别研究

中医脉诊信号感知与计算机辅助识别研究一、概述中医脉诊作为中医学的重要组成部分,自古以来便在疾病诊断与治疗中发挥着不可替代的作用。

脉诊通过触摸患者的脉搏,观察其脉象变化,从而判断疾病的性质、部位及预后。

传统的脉诊方法依赖于医师的个人经验和主观判断,存在较大的个体差异和主观性,其客观性和准确性一直是中医学领域研究的热点之一。

随着信息技术的飞速发展,计算机辅助诊断技术在医学领域得到了广泛应用。

将中医脉诊与现代信息技术相结合,通过信号感知技术获取脉象信号,并利用计算机辅助识别技术对脉象信号进行分析和处理,有望提高脉诊的客观性和准确性,为中医临床诊断和治疗提供更为可靠的依据。

本研究旨在探讨中医脉诊信号感知与计算机辅助识别的关键技术与方法。

通过对脉象信号的采集、预处理、特征提取和分类识别等方面的研究,构建一套完整的中医脉诊信号感知与计算机辅助识别系统。

该系统的研发不仅有助于推动中医脉诊的现代化和客观化进程,还将为中医临床诊断和治疗提供新的技术手段和工具,具有重要的理论价值和实践意义。

本研究将首先研究脉象信号的采集与预处理技术,包括传感器的选择与优化、信号的去噪和滤波等;将研究脉象信号的特征提取方法,通过提取能够反映脉象特性的有效特征,为后续的分类识别提供基础;将研究基于机器学习或深度学习的脉象信号分类识别算法,实现对不同脉象的准确识别与分类。

中医脉诊信号感知与计算机辅助识别研究是一项具有重要意义的课题,其研究成果将有助于提高中医脉诊的准确性和客观性,推动中医学的现代化发展。

1. 中医脉诊的历史与现状作为中医学独特的诊病方法之一,拥有着悠久的历史和深厚的文化底蕴。

脉诊便是医者用以洞察人体健康与疾病状态的重要手段。

其起源可追溯至公元前5世纪的扁鹊,他首次运用脉法来诊断疾病,开创了脉诊的先河。

《黄帝内经》对脉法进行了详细的记载,为后世医者提供了宝贵的理论与实践依据。

在脉诊的漫长发展历程中,众多医家不断对其进行研究、创新和完善。

基于脉搏波特征量关联分析的疾病预诊研究

基于脉搏波特征量关联分析的疾病预诊研究

基于脉搏波特征量关联分析的疾病预诊研究刘辉;黄丹飞;李世维【摘要】Currently, cardiovascular and cerebrovascular diseases have become the top killer of threat to human health. The change of the blood flow parameters can provide important basis for cardiovascular and cerebrovascular diseases pre-liminary diagnosis. In view of the current blood flow parameters detection method has some shortcomings,such as com-plicated, invasive and so on. This paper obtain pulse wave signal non-invasively, the signal preprocessing, extracting the pulse waveform characteristic K to calculate the blood flow parameters and doing correlation analysis between K val-ue and the blood flow parameters. Results show that this method is not only convenient and quick,but also can pre-dict the change of blood flow parameters accurately with characteristic of pulse wave area.It has becomed a new and ef-fective method to pre-diagnosis for family and clinical.%心脑血管疾病已成为威胁人类健康的头号杀手.血流参数的变化可以为心脑血管疾病预诊提供重要依据.针对当前血流参数检测方法复杂、有创等缺点,无创获取脉搏波信号,对信号预处理,提取脉搏波形特征量K来计算血流参数,并对K值与血流参数进行相关性分析.结果表明本文方法不仅方便快捷,而且能够用脉搏波面积特征量准确预测血流参数变化,成为心脑血管疾病家庭和临床预诊的一种新的有效手段.【期刊名称】《长春理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(039)005【总页数】5页(P139-143)【关键词】心脑血管疾病;脉搏波;特征值;血流参数;关联分析【作者】刘辉;黄丹飞;李世维【作者单位】长春理工大学生命科学技术学院,长春 130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春 130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TP301.6随着人们生活水平的不断提高,心脑血管疾病的发病群体逐渐年轻化,成为危害国民健康的一种高发疾病。

生物医学实验知识点

生物医学实验知识点

生物医学实验知识点生物医学实验知识点三篇生物医学实验篇一:生物医学综合实验报告生物医学综合实验报告学院(系):年级:学号:学生姓名:实验一脉搏信号采集功能I.实验目的1.掌握检测脉搏传感器特性和使用方法。

2.掌握正向、反向放大电路的应用。

3.掌握脉搏测量的硬件电路原理。

4.掌握表征脉搏参数波形及特征点的识别方法。

II.实验内容通过脉搏传感器将信号外接进入本系统,检测人体脉搏信号经单片机处理以后,其信号波形可以LCD上实时显示、或者由PC显示。

拓展内容:对输入的脉搏信号进行处理,计算脉率。

III.实验器材1.示波器2.脉搏传感器IV.实验步骤脉搏功能测试电路布局如下:1.电路的调试:I.第一级运放的调试与计算:把示波器的探头一端与E20连接,另一端接GND。

通电,不接外部传感器,观察示波器显示的信号。

如信号不在“0V”时,通过调节旋转电位器RP5,同时观察示波器显示的信号的变化,直至示波器的信号在“0V”时,停止调节电位器RP5。

之后,关电取下示波器的探头;II.低通的选择与计算:此脉搏功能模块在低通滤波部分设置了“10Hz低通滤波”“1KHz低通滤波”两大部分,可以通过连线选择其中的一种。

选择操作如下:a.10Hz低通滤波:第一、把示波器的探头一端与E21连接,另一端接GND;第二、通过实验导线把P1与P2相连接;第三、通电;第四、脉搏传感器与J1正确连接。

观察示波器显示的波形。

b.1KHz低通滤波:第一、把示波器的探头一端与E22连接,另一端接GND;第二、通过实验导线把P1与P3相连接;第三、通电;第四、脉搏传感器与J1正确连接。

观察示波器显示的波形。

III.放大倍数的调试与计算:此脉搏功能模块的放大倍数是通过旋转电位器RP7来实现的。

在I、II的基础上来实现以下功能。

选择操作如下:第一、把示波器的探头一端与E23连接,另一端接GND;第二、根据低通滤波来决定具体的连线。

选择了“10Hz低通滤波”,通过实验导线把P4与P6相连接;选择了“1KHz低通滤波”,通过实验导线把P5与P6相连接。

基于Windows CE的脉搏血氧信号采集与处理系统的研制

基于Windows CE的脉搏血氧信号采集与处理系统的研制

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其 中 FL E 为移 动平均 长度 , 文取 5 / IT R 本 *
图 6 界 面 及 运 行 情 况 表 2 数 据库 中各 表 组 成 及 用 途
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的效 果 。 文所 用 的移 动平均 处理 算法 采 用五 点平 均法 , 本 即用 包 括 数据 在 内的前 后 5个点 的平 均值 来 代替 数 据 ,该方 法 的优 点 是 计算 简单 , 适合 于 实时 数据 处理 。其 核心代 码 如下 所示 :
vi O jeD t: lr ot a [n n m o bet a :ie( a D t] t u ) d aF t f a, l i
T e i R s ac e ot 研 究 论 著 h ss& e e rhR p rl
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¥ C 4 0 合高 效 的信 号采集 与 处理 实 现 的手指 式 检测 系 统方 324 结
利用 5点 的平 均值 来代 替数 据 ,
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阈值 法 的主要 过 程为 :对 于脉 搏信 号 中高 于指定 阈值 的点 记 为 阈值 . 而低 于 闽值 的点则 记 为 0 这样 就 形 成 了脉 搏 的脉 冲 , 检 测 。具 体步 骤如下 :
患 者基 本 资料 患者 检 测 资料

基于小波理论的脉象信号消噪及特征点检测

基于小波理论的脉象信号消噪及特征点检测

基于小波理论的脉象信号消噪及特征点检测作者:张洁, 赵鹤鸣,朱伟芳来源:《现代电子技术》2010年第12期摘要:利用小波变换具有揭示信号时频两域细节和局部特征的能力,采用小波包分解消除脉象信号中的工频干扰,通过小波分解重构滤波法消除因呼吸引起的基线漂移,并用小波变换模极大值法对消噪后的信号进行特征点检测。

实验表明,小波理论对一维非平稳微弱信号具有良好的消噪能力和突变点的检测能力,能实际有效的滤除脉象信号中混杂的基线漂移及工频干扰等噪声,并最大限度地保留信号本身特性。

关键词:小波变换; 基线漂移; 工频干扰; 波形检测中图分类号:R318.04 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)12-0069-03Pulse Signal De-noising and Feature Point Detection Based on Wavelet TheoryZHANG Jie, ZHAO He-ming, ZHU Wei-fang(School of Electronics and Information Engineering, Soochow University, Suzhou 215021,China)Abstract:By utilizing the wavelet transform which has an ability to reveal the signal details and the local characteristics in the time-frequency domains, the power-frequency interference in pulse signal is eliminated with the wavelet packet decomposition, the baseline wander is restricted by using the wavelet decomposition and reconstruction algorithm, and the feature points of the denoised signal are detected with the wavelet transform modulus maxima algorithm. The experimental results show that the pulse signal denoised by the wavelet transform can effectively retain the pinnacle and mutation of pulse signal when eliminating the baseline wander and power-frequency interference.Keywords:wavelet transform; baseline wander; power-frequency interference; waveform detection脉诊是中国传统医学诊断的根本办法,但凭借医生的手指感觉和经验来判断,使得辩脉时缺乏统一标准。

脉搏信号伪基线去除方法研究

脉搏信号伪基线去除方法研究

doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020060092脉搏信号伪基线去除方法研究董金陇, 杨 录, 刘康驰, 高 斌(中北大学信息与通信工程学院 电子测试国家重点实验室,山西 太原 030051)摘 要: 针对脉搏信号中伪基线的去除问题,提出基于单周期对比的EMD 改进算法。

结合相关系数分析方法,判定并去除IMF 分量中的伪分量;通过原始脉搏信号的最大单周期与IMF 分量的最小单周期进行对比,分离出属于脉搏信号伪基线的低频IMF 分量;最后重构其余的IMF 分量得到去除伪基线的脉搏信号。

该方法分离出的脉搏信号和伪基线信号与理想信号的相关系数分别为0.999 7和0.960 2;与EMD 经验法相比信噪比(SNR )提升约两倍,均方根误差(RMSE )降低两个数量级。

实验结果表明:该方法有效去除脉搏信号伪基线,且能较好保留脉搏信号的特征点,对后续脉搏信号的特征提取与准确处理有重要意义。

关键词: 生物医学工程学; 改进EMD 算法; 单周期对比; 脉搏信号伪基线中图分类号: R318.04文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2021)04–0019–07Research on pulse signal pseudo-baseline removal methodDONG Jinlong, YANG Lu, LIU Kangchi, GAO Bin(State Key Laboratory of Electrical Testing, Institute of Information and CommunicationsEngineering, North University of China, Taiyuan 030051, China)Abstract : Aiming at the problem of removing pseudo-baseline in pulse signal, an improved EMD algorithm based on single cycle comparison is proposed. Combining with the correlation coefficient analysis method, the pseudo components in IMF component are determined and removed. The low-frequency IMF component belonging to the pseudo-baseline of pulse signal is separated by comparing the maximum single period of original pulse signal with the minimum single period of IMF component. Finally, the remaining IMF components are reconstructed to obtain the pulse signal with pseudo-baseline removed. The correlation coefficients of pulse signal and pseudo-baseline signal separated by the method are 0.999 7 and 0.960 2,respectively. Compared with EMD empirical method, SNR is improved by about two times and RMSE is reduced by two orders of magnitude. The experimental results show that this method can effectively remove the pseudo-baseline of pulse signal and keep the feature points of pulse signal, which is of great significance for the feature extraction and accurate processing of subsequent pulse signals.Keywords : biomedical engineering; improved EMD algorithm; single period comparison; pulse signal pseudo-baseline收稿日期: 2020-06-18;收到修改稿日期: 2020-08-07基金项目: 山西省自然科学基金资助项目(201901D111161)作者简介: 董金陇(1996-),男,山西垣曲县人,硕士研究生,专业方向为生物信号处理。

适合连续血压测量的脉搏波分析方法的研究

适合连续血压测量的脉搏波分析方法的研究

适合连续血压测量的脉搏波分析方法的研究殷广亮;卢文科;倪珊珊【摘要】脉搏波变化蕴藏着丰富的人体生理信息.利用红外脉搏传感器提取人体指尖脉搏波,分析脉搏波的特征点及特征参数,从而建立特征参数与人体真实血压的回归方程,进而实现血压的无创连续测量.该过程主要包括特征点提取、特征参数分析、回归方程建立、连续血压预测四个部分.通过此方法计算所得出的血压值与压力式血压计所测量的人体真实血压值具有良好的一致性.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)023【总页数】3页(P11-13)【关键词】无创;连续;血压测量;脉搏特征参数【作者】殷广亮;卢文科;倪珊珊【作者单位】东华大学信息学院,上海201620;东华大学信息学院,上海201620;东华大学信息学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TP212.3现今社会,生活压力剧增,高血压已经成为最常见的心血管系统慢性病。

自古以来血压的测量经历了脉诊、水银柱式测量仪以及电子袖带式血压计等多种方式。

传统的血压测量仪多为袖带式且不可连续测量。

为了研究全新的血压测量方式从而实现无创、无袖带、长期、连续的血压测量,很多学者探究了多种测量方法[1-2]。

医院与家庭中所使用的血压测量装置主要是基于柯氏音法或示波法,虽然能够较为准确地测量出血压值,但袖带需要充气放气,只能测量出某个时刻的血压值,无法对血压进行连续监测,此外,袖带还会对被测对象的手臂或者手腕等测量位置产生压力,使被测者产生不适感。

为了克服上述测量方法的不足,许多学者提出了基于脉搏波的血压测量方法。

脉搏波是由心脏的周期性收缩产生的,心室收缩时将血射入主动脉中,使主动脉内压力骤升同时容积增大,动脉管壁随之扩张;及至减慢射血期,主动脉压开始下降,管壁弹性回缩。

动脉管壁随着心室的舒缩而出现周期性的回缩和舒张,即形成脉搏[3-4]。

脉搏起始于主动脉根部,沿动脉管壁进行波浪式传播,又称为脉搏波,而脉搏波可以反映出诸多的生理信号。

脉搏波信号分析方法的研究进展(精品pdf)

脉搏波信号分析方法的研究进展(精品pdf)

文章编号:100429037(2009)增刊20029205脉搏波信号分析方法的研究进展李向东1 乐建威1,2 王新图1(1.上海理工大学医疗器械与食品学院,上海,200093;2.上海医疗器械高等专科学校,上海,200093)摘要:脉搏波蕴含着丰富的人体生理和病理信息,历来都受到中外医学界的重视,现已成为中西医共同的研究热点。

本文从目前较为主流的几种分析处理脉搏波信号的方法出发,分析了每种方法对脉搏波信息提取和利用的现状,提出了应对脉搏波进行更为深入的研究,从而为医学脉搏信号诊断系统的设计和脉诊的临床应用提供科学的依据。

关键词:脉搏波信号;信号除噪;特征提取;分析方法中图分类号:R 318.04 文献标识码:A 收稿日期:2009204210;修订日期:2009205215Research Progress i n Pulse W ave Signa l Ana lysis M ethodsL i X iang d ong 1,L e J ianw ei1,2,W ang X in tu 1(1.Schoo l of M edical Instrum ent and Food Engineering ,U niversity of Shanghai fo r Science and T echno logy ,Shanghai ,200093,Ch ina ;2.ShanghaiM edical Instrum entati on Co llege ,Shanghai ,200093,Ch ina )Abstract :T he pu lse w ave con tain ing a w ealth of hum an p hysi o logical and patho logical info r m a 2ti on becom es a research focu s in bo th traditi onal Ch inese m edicine and W ester m edicine .B ased on cu rren t p u lse w ave signal p rocessing m ethods ,the cu rren t situati on of each m ethod fo r the ex tracti on and the app licati on of pu lse w ave info r m ati on is analyzed .T he pu lse w ave is fu rther studied to p rovide a scien tific basis fo r the m edical diagno stic system design and the clin ical ap 2p licati on .Key words :pu lse w ave signal ;signal deno ising ;featu re ex tracti on ;analysis m ethod引 言人体脉搏系统是心血管系统的重要组成部分[1],它是人体输送养料、传递能量和传播各种生理病理信息的重要途径。

脉搏波分析研究进展

脉搏波分析研究进展

脉搏波分析研究进展李霞陆琤刘星星【摘要】脉搏波作为人体重要的生理信号,包含机体的多种生理病理信息,在心血管功能检测、临床监护、中医客观化研究等方面具有重要实用价值,也一直是心血管领域内研究热点之一。

目前的脉搏波分析方法主要包括时域和频域的参数提取及数学建模等方法。

随着信号处理技术的发展和人体生理机制的深入研究,脉搏波包含的更多有价值信息将被挖掘,在相关疾病的预防、诊断及治疗等方面发挥更大作用。

【期刊名称】北京生物医学工程【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4【关键词】脉搏波;应用;分析方法0 引言脉搏波不仅受心脏本身的影响,同时还受流经各级动脉及分支中各种生理病理因素如血管阻力、血管壁弹性和血液黏性等的影响,因而从下游外周动脉反射回来的反射波强度和波形随不同的生理病理因素变化将会有很大的差异。

反射波与原来从心脏出发的脉搏波相叠加后形成脉搏波,其中蕴藏着丰富的心血管系统生理病理信息[1]。

心血管生理特性的改变会引起脉搏波信号的强度、形态、节律以及速率等各参数发生变化,因此可以通过对脉搏波进行分析,提取其中包含的生理病理信息,为心血管疾病相关的早期检测或者后期治疗指导提供一种有效的技术手段。

1 脉搏波分析应用领域1.1 评价血管弹性脉搏波速度是目前临床较为认可的评价大动脉弹性的指标。

心脏收缩将血液射入主动脉,主动脉壁扩张形成脉搏波,脉搏波则以一定速度沿着血管壁传播。

由于动脉血管内血液是不可压缩的液体,脉搏波主要通过血管壁传播,因此血管功能是影响脉搏波速的主要因素[2]。

Teemu等[3]研究了脉搏波速度与颈动脉中膜厚度(IMT)、局部动脉僵硬度(C-dist)、肱股动脉血流介导舒张(FMD)等参数的关系,发现脉搏波速度在年轻人血管损伤评价中较其他方法更有优势。

李迎等[4]将健康者和高血压患者的颈-股动脉脉搏波速进行对比,发现高血压病患者颈-股动脉脉搏波速显著高于健康者,证实了颈-股动脉脉搏波速可反映动脉早期功能改变。

脉诊在中医诊断学中的应用与发展

脉诊在中医诊断学中的应用与发展

浮脉
轻按即得,重按反减,主病在表 ,为阳证。
沉脉
轻按不得,重按始得,主病在里 ,为阴证。
迟脉
脉来缓慢,一息不足四至,主寒 证。
涩脉
往来艰涩不畅,如轻刀刮竹,主 气滞、血瘀、精亏等证。
滑脉
往来流利,如盘走珠,主痰饮、 食积、实热等证。
数脉
脉来急促,一息五至以上,主热 证。
各类脉象所反映疾病信息
浮脉
多见于外感表证,亦见于 虚阳浮越证。
未来发展趋势及推广前景预测
发展趋势
随着科技的进步和中医理论的不断完善,未来脉诊仪器将更加智能化、精准化 ,结合大数据和人工智能等技术,实现脉象信息的自动分析和诊断。
推广前景
随着现代脉诊仪器的不断发展和完善,其在中医临床、科研、教学等领域的应 用将逐渐普及,有望成为中医诊断的重要辅助工具。同时,脉诊仪器的推广和 应用也将促进中医诊断学的现代化和国际化发展。
辨证施治
中医诊断学的核心思想是辨证施治,即根据患者的具体病情和体质特点,采用相应的治疗方法 和药物。辨证施治的前提是准确辨证,而脉诊是辨证的重要手段之一。
脉诊在四诊中的地位与作用
四诊合参
中医诊断学中的四诊包括望、闻、问、切,其中切诊即脉诊。脉诊在四诊中占有重要地位,因为脉象可以反映人 体脏腑、气血、阴阳等方面的信息,为医生提供客观的诊断依据。
脉诊在中医诊断学中 的应用与发展
目录
• 脉诊基本概念与历史沿革 • 中医诊断学理论体系中的脉诊 • 常见脉象类型及其临床意义 • 脉诊在临床实践中的应用 • 现代科技手段在脉诊研究与发展中
应用 • 现代脉诊仪器研发及推广前景
01
脉诊基本概念Leabharlann 历史沿革脉诊定义及作用01 脉诊是中医学独特的诊断方法之一,通过触摸人 体不同部位的脉搏,以了解病情。

基于图像序列的脉象分析

基于图像序列的脉象分析

基于图像序列的脉象分析张爱华;李赟【摘要】背景:根据目前报道来看,用于脉搏信号检测的传感器多为单点或复合多点压力传感器,而单点脉搏信号或简单几个点的脉搏信号不能细致反映切脉皮肤表面空间各点的变化,无法全面描述脉象信息,取得的生理信息比较少.目的:对脉象的二维脉象图进行图像空间域和频率域的分析及特征提取,运用仿生手进行脉象特征提取,并对试验结果进行对比分析.方法:应用自制的基于单目CCD摄像头的脉搏图像传感器,采集仿生手(中医脉象模拟系统)桡动脉的动态脉搏图像序列,结合透镜成像原理,根据各帧图像中网格面积的变化获取脉搏图像表面多点的三维离面位移变化量.在脉长方向选取8个网格点的数据和时间轴方向选取441帧构成二维矩阵后将其转化为二维灰度图像.对各脉象的二维脉象图进行图像空间域和频率域的分析及特征提取.结果与结论:应用该方法可较直观地获取脉搏图像表面多点离面位移变化信息,并可根据提取的特征量进行脉象的分析及分类.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2010(014)052【总页数】4页(P9768-9771)【关键词】脉搏图像传感器;脉搏图像序列;二维图像信息;特征提取;仿生手【作者】张爱华;李赟【作者单位】兰州理工大学,电信学院,甘肃省兰州,730050;甘肃省工业过程先进控制重点实验室,甘肃省兰州市,730050;兰州理工大学,计算机与通信学院,甘肃省兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】R318背景:根据目前报道来看,用于脉搏信号检测的传感器多为单点或复合多点压力传感器,而单点脉搏信号或简单几个点的脉搏信号不能细致反映切脉皮肤表面空间各点的变化,无法全面描述脉象信息,取得的生理信息比较少。

目的:对脉象的二维脉象图进行图像空间域和频率域的分析及特征提取,运用仿生手进行脉象特征提取,并对试验结果进行对比分析。

方法:应用自制的基于单目CCD摄像头的脉搏图像传感器,采集仿生手(中医脉象模拟系统)桡动脉的动态脉搏图像序列,结合透镜成像原理,根据各帧图像中网格面积的变化获取脉搏图像表面多点的三维离面位移变化量。

基于多普勒超声信号的脉象分析与分类研究

基于多普勒超声信号的脉象分析与分类研究

二、基于多普勒超声信号的脉象分类研究
此外,我们还可以利用无监督学习方法如聚类算法对脉象进行分类。通过分 析多普勒超声信号中的相似性和差异性,我们可以将相似的脉象归为一类,不同 的脉象归为不同的类。这将有助于发现新的疾病类型或病理状态,为临床诊断和 治疗提供更多有价值的信息。
三、前景与挑战
三、前景与挑战
四、实验与结果分析
四、实验与结果分析
本次演示采用某医院提供的脉象信号数据集进行实验,将数据集分为训练集 和测试集两部分。训练集用于训练加权软投票融合模型,测试集用于评估模型的 性能。实验结果表明,基于加权软投票融合模型的脉象信号识别方法相比单一分 类器方法具有更高的识别准确率。
五、结论
五、结论
实验结果与分析
实验结果与分析
通过实验,我们获取了不同条件下管道流量的测量数据,并对其进行了统计 分析。结果显示,基于超声多普勒方法的管道流量测量具有较高精度和可靠性。 在管径较小的管道中,测量精度更高,这是因为小管径管道中的流速更高,超声 波的频率变化也更加明显。然而,随着管径的增大,测量精度会有所下降。这主 要是因为大管径管道中的流速较低,超声波的频率变化较小,从而增加了测量误 差。
近年来,机器学习和人工智能技术在医疗健康领域得到了广泛应用。利用这 些技术,我们可以对多普勒超声信号进行深度学习和模式识别,从而实现脉象的 自动分类。
二、基于多普勒超声信号的脉象分类研究
例如,我们可以将采集到的多普勒超声信号转化为特征向量,然后利用支持 向量机(SVM)、随机森林(Random Forest)或深度神经网络(DNN)等算法进 行分类。通过训练模型,我们可以根据输入的脉象特征判断其所属的类别,如正 常、高血压、低血压等。
基于多普勒超声信号的脉象分析与分类研究为中医脉诊的现代化提供了新的 思路和方法。然而,这一领域仍面临着许多挑战。首先,多普勒超声信号的采集 和处理需要专业的设备和技能,成本较高。其次,由于人体生理和病理状态的复 杂性,脉象特征的提取和分类模型的训练需要大量的数据和强大的计算能力。此 外,如何确保模型的泛化能力也是一个亟待解决的问题。

基于脉搏的心冲击信号特征提取方法研究

基于脉搏的心冲击信号特征提取方法研究

基于脉搏的心冲击信号特征提取方法研究王春武;程礼邦;丁煜;刘春玲【摘要】Aiming at the difficult point of ballistocardiogram(BCG) signal feature extraction in heart disease diagnosis process,a new method of BCG feature extraction is presented taking the synchronous acquisition pulse signal as BCG subsection standard.Firstly, this paper introduces the BCG and pulse signals detection theory, and the original BCG signal is pretreated through the trend of elimination and DB5 wavelet transform.Then the correlation of BCG, ECG and pulse signals is analyzed.Finally, the algorithm of the BCG feature extraction is proposed.The experimental results show that, compared with ECG, the method of pulse signals being used as BCG subsection standard has higher accurate rate on subsection and more convenient operation characteristics.The portable system can automatically detects the BCG signals of the subjects at any time.This method lays a foundation for accurate diagnosis of heart disease in the future clinic applications.%针对心脏疾病诊断过程中心冲击(ballistocardiogram,BCG)信号特征提取的难点,提出了一种以同步采集的脉搏信号作为BCG分段基准的特征提取新方法.首先,介绍了BCG和脉搏信号检测原理,并通过趋势项消除和DB5小波变换对原始BCG信号进行了预处理;然后,对BCG、ECG和脉搏信号的相关性进行了分析;最后,提出了BCG 特征提取算法.实验结果表明,与ECG相比,以脉搏作为BCG分段基准具有分段更准确和操作更方便等特点.该系统便携式的设计能够使受试者随时对心脏机械活动进行监测,也为BCG应用于临床诊断提供了可靠依据.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)022【总页数】4页(P36-39)【关键词】心冲击;心电图;脉搏;特征提取;小波分析【作者】王春武;程礼邦;丁煜;刘春玲【作者单位】吉林师范大学信息技术学院,吉林四平 136000;吉林师范大学信息技术学院,吉林四平 136000;吉林师范大学信息技术学院,吉林四平 136000;吉林师范大学信息技术学院,吉林四平 136000【正文语种】中文【中图分类】TP274心冲击信号(ballistocardiogram,BCG)源于心脏机械收缩以及大血管中的血液被突然加速而对身体产生的反作用力,因此,BCG信号可以反映心脏的机械活动[1-2]。

脉搏波图像的包络线提取与特征点跟踪

脉搏波图像的包络线提取与特征点跟踪

脉搏波图像的包络线提取与特征点跟踪夏钧;陶洪峰【摘要】针对传统包络线提取需要手工绘制的问题,提出一种自动识别多普勒超声图像包络线方法.该算法首先对脉搏波图像进行ROI区域裁剪,然后利用最大类间方差阈值法二值化图像,结合形态学方法和Sobel算子边缘检测提取脉搏波的包络线,最后采用多门限阈值法判断和分析脉搏波特征点,实现了对脉搏波图像包络线提取和对脉搏波特征点的精确定位.【期刊名称】《江南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(014)003【总页数】5页(P259-263)【关键词】脉搏波;包络线;多门限阈值法;特征点【作者】夏钧;陶洪峰【作者单位】江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室,江苏无锡214122;江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TP391脉搏波图像分析和研究越来越成为当今生物医学研究领域的热点之一。

许多重要的医学指标可以从脉搏波信号中分析和计算而来,如血管的内中膜厚度、血管的最大血流速度和血管的动脉硬化程度等。

这些指标能很大程度上帮助医疗从业者更好地分析病人的身体状况。

虽然脉搏波信号因人而异,并且随着病人的年龄增长而有所差异,但还是符合一定的周期性规律。

人体脉搏波信号呈现周期性变化,一个周期的脉搏波波形包括主波、潮波和重搏波3个波段,并且定义了脉搏波信号的4个特征点[1]。

目前针对脉搏波信号分析和研究取得了许多重要成果。

在脉搏波特征点的辨识方面,传统的处理方法主要是先对脉搏波信号进行滤波处理以削弱信号的噪声,然后再利用信号处理方法计算得到特征点。

然而,由于脉搏信号比较复杂,并且个体差异较大,脉搏信号中通常都含有较大干扰噪声,使得传统的辨识方法在应用方面有较大的局限性,经常出现误检和漏检。

比如,将主波峰值辨识成重搏波峰值或者将潮波峰值检测成主波峰值。

赵志强[2]提出微分阈值法,对脉搏波信号的上升沿和下降沿进行微分运算,突出其形状特点,然后根据微分算子的方向确定脉搏波图像的波峰和波谷,取得了很好的辨识效果。

脉搏波自动采集系统关键技术的研究

脉搏波自动采集系统关键技术的研究

第29卷 第5期2010年 10月北京生物医学工程BeijingBiomedicalEngineeringVol.29 No.5October 2010作者单位:北京工业大学生命科学与生物工程学院(北京 100124)作者简介:宋维军(1984—),男,硕士研究生脉搏波自动采集系统关键技术的研究宋维军 张松 杨益民摘 要 目前的脉搏波波形采集分析系统需要人为干预,其自动化程度低,且受人为因素影响比较大。

本文结合心血管血流动力学参数的无创检测理论,利用光调制技术、单波提取以及基线漂移实时滤除等信号处理技术,设计了自动化程度较高的脉搏波自动采集分析系统,实现了脉搏波信号的增益自动调节、波形自动识别、基线漂移的实时滤除及波形的有效性自动判定。

此脉搏波自动采集分析系统实现了脉搏波波形的自动采集,且无需人为干预,适宜在社区和家庭中应用。

关键词 脉搏波;光调制;自动增益调节;基线滤除DOI:10.3969/j.issn.1002-3208.2010.05.10.中图分类号 R318.6 文献标志码 A 文章编号 1002-3208(2010)05-0483-04KeyTechnologiesofthePulseWaveAutomaticAcquisitionSystemSONGWeijun,ZHANGSong,YANGYiminLifeScienceandBioengineeringCollege,BeijingUniversityofTechnology,Beijing 100124【Abstract】 Previouspulsewaveformacquisitionandanalysissystemgenerallyrequiredhumanintervention.Ithadalowautomationdegreeandalargeimpactonhumanfactors.Inthispaper,weappliedsomeofnewsignalprocessingtechnologies,suchasopticalmodulation,singlewaveextractionandbaselinedriftreal timefiltering,combingwiththenon invasivedetectiontheoryofcardiovascularhemodynamicparameters,anddesignedahigherdegreeofautomationpulsewaveacquisitionandanalysissystem.Thewaveformacquisitionandanalysissystemaccomplishedthesefunctionsofsignalgainautomaticadjustment,waveformautomaticidentification,baselinedriftreal timefilteringandwaveformavailabilityautomaticjudgment.Itisindicatedthattheproposedsystemachievestheautomaticacquisitionwithouthumaninterventionandadaptstothecommunityandfamily.【Keywords】 pulsewave;opticalmodulator;automaticgainadjustment;baselinefiltering0 引言从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。

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脉搏信号的特征点提取方法研究摘要脉搏为体表可触摸到的动脉搏动,它的信号特征对研究心血管系统疾病有着极重要的意义。

临床上,我们经常通过分析其波形形态的变化,对病患的心血管系统疾病进行初步诊断。

这也足以说明脉搏信号在心血管生理病理研究方面占据着重要的地位。

而用MATLAB软件工具实现的阈值法,是现在微弱信号特征提取一种比较常见、代码相对简易的算法,但此原始的方法存在着缺陷,分析结果也容易出现较大的偏差。

因此本文对传统的阈值算法进行了改进,采用了差分的阈值方法,可以进一步完善脉搏信号特征点的提取。

关键词:脉搏信号;特征提取;差分阈值法;MATLAB软件ABSTRACTPulse is the arterial pulse touched on surface,it has indispensable meaning to reaserch cardiovascular disease.Clinically we often have a preliminary diagnosis of patients with cardiovascular disease according to analysing the change of waveform morphology.This is enough to prove that pulse signal plays an important role in the research of cardiovascular physiology and pathology. And threshold method based on MATLAB is an usual kind of algorithm that has the relatively simple code in field of weak signal feature extraction recently,but there are several bugs in this method,while its result also appears big deviation.So in this paper we improved the traditional threshold method based on MATLAB with differential threshold algorithm.This method can further improve the pulse signal feature extraction.Key Words:Pulse signal; feature extraction; Difference threshold algorithm; MATLAB;目录一、绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2脉搏信号基础 (2)二、提取脉搏信号的原因及方法 (4)2.1 提取脉搏信号的原因 (4)2.2脉搏信号提取的方法 (4)三、脉搏信号的特征值 (6)3.1 脉搏信号的特征点 (6)3.2 K值 (7)四、脉搏信号特征值提取算法 (9)4.1 数据来源 (9)4.2 阈值法提取特征值 (9)4.2.1脉搏波的绘制 (9)4.2.2动态阈值设定 (10)4.2.3特征值的提取 (10)五、总结与展望 (13)5.1 总结 (13)5.2 展望 (13)参考文献 (14)致谢 (16)附录 (17)一、绪论1.1 研究背景及意义随着各国学者们对亚健康状态的问题展开更加广泛而深入的研究,现在一致的观点认为,亚健康状态是指机体虽无明确疾病,却呈现活力下降、适应能力减退的一种“生理状态”现象,是介于健康和疾病之间的一种中间状态,也称为第三状态、临界状态、灰色状态、或病前状态]1[。

中医在中国有着悠久的历史,并且很早就已经建立起了学术体系,主要研究人体的生理和病历以及疾病的预防、诊断和治疗的一门科学,它承载着我国古代人民和疾病作斗争的经验和丰富的理论知识,是在古代朴素的唯物论和自发的辨证法思想指导下,通过长期医疗实践逐步形成并发展成的医学理论体系。

中医的四诊(望、闻、问、切)中的切指的就是切脉,从脉搏的信号中获取人的身体健康状况,医者通过切按病人的动脉用右手的食、中、无名指诊病人的左寸、关、尺脉候心、肝、辨别脉搏的速率、节律、强度、位置和形态之脉象,以了解病症]2[。

基于脉搏波能够及时对人体病变做出相应反应的性质,无论是中医还是西医,对心血管疾病的检查,都离不开对脉搏波的关注,期望从脉搏波的幅值及波形的变化中提取到各种生理和病理信息,脉搏波之所以具有这样的特性,从生理学角度来讲,在脉搏波由心脏向动脉系统传播的过程中,受到波的离散,血液和血管壁的粘滞性对脉搏波的阻力作用,外周反射波的迭加,以及动脉管壁弹性模量的变化等因素的影响,所以脉搏波中包含着丰富的心血管系统的各种信息,是人体活动最直接的体现,能够做出最及时的反应,3[ 。

随着各国学者们对且其波形特征变化是评价人体心血管系统生理病理状态的重要依据]4亚健康状态展开更加广泛而深入的研究,现在比一致的观点认为,亚健康状态是指机体虽无明确疾病,却呈现活力下降、适应能力减退的一种“生理状态”现象,是介于健康和疾病之间的一种中间状态,也称为第三状态、临界状态、灰色状态或病前状态]5[。

早在公元前七世纪,人类对于人体解剖学还未有成熟的认知之时,我们的祖先就已经从经验中总结出了一套独特的诊断方法——中医脉诊,由于脉象的浮沉变化会受到脏腑气血的变化影响,当脏腑发生病变,血脉运行也会随之产生变化,从而反应在脉象上。

这一发现和整理应用为当时的世人所惊叹,更令如今的我们啧啧称奇。

脉诊在临床医学的运用十分广泛,涉及到医学很多领域,医生根据脉象的变化,可以测知人体的健康状况,推断病源的出处,以便为开处方提供依据。

但是中医的把脉全凭借的是多年的经验的积累,存在主观上因数素,有时候很容易出现失误。

如果客观的对人体的脉搏信号进行采集处理,最后送到上位机进行分析,研究就可以尽可能减少人为判断上的主观失误,从而为医学上病理的诊断提供更安全可靠地依据。

但是仅靠手指获取脉诊信息,难免存在医生个人的主观认知而产生一些错误诊断[1]。

因此,脉诊的科学化、现代化,更成为了人们迫切期望实现的目标。

现今,传感器及计算机处理技术趋于成熟,国内外对于脉搏信号的研究主要包含两个方面:脉搏信号的检测与采集、脉搏信号的处理与特征提取[2]。

脉搏信号是人体生理参数中重要非常重要的参数之一,它包含了丰富的人体病理和生理信息,具有非常重要的生理和临床诊断参考的价值。

但脉搏信号是一种含有较多噪声的低频的微弱信号,有随机性强、频率低等特点,极易受到检测系统内部的噪声和外界刺激(环境、温度)的于扰,必须对检测到的脉搏信号做一系列的预处理,比如去噪滤波、放大,才可获取高精确度以及不失真的脉搏波信号,从而为医学分析研究提供准确、有效的脉搏数据源口。

20世纪以来,随着电子技术和计算机技术的发展。

人们能够较快的将人体脉搏信号提取出来,直观地反应在各种显示屏上。

特别是人体脉搏测量仪的上市.大大地推动了医学的发展,为人类的健康做出了极大贡献。

人们通过观察和分析人体脉搏波波形,能够更快更精确地诊断各种疾病。

当前。

虽然人们已经制造出了各种各样的脉搏测量仪,但人们对脉搏测量仪的进一步研究依然在火热进行中,我认为设计一个简单、实用、准确的脉搏信号采集系统是十分必要的,也具有很强的实用意义。

本论文设计的人体脉搏信号提取系统是参考国内外先进的信号采集系统的基础上,进行进一步开发,优化得到的脉搏信号提取系统,具有很强的实用性。

总之,当今世界从事心血管系统疾病防治工作的人员,都发现了通过研究分析脉搏信号来获取重要信息这一方法,所存在的巨大潜力和不可限量的发展前景。

而这些正等待着我们去探索和发掘。

1.2脉搏简介脉搏就是指浅表动脉的搏动,由心脏节律性地收缩和舒张引起主动脉中的容积和压力发生改变,从而使动脉管壁出现振动而产生的。

正常人的脉搏和心跳是一致的。

脉搏的频率受年龄和性别的影响,婴儿每分钟120--140次,幼儿每分钟90--100次,学龄期儿童每分钟80--90次,成年人平均每分钟70--80次,范围在每分钟60--100次左右,都是正常的。

另外,运动和情绪激动时可使脉搏增快,而休息、睡眠则使脉搏减慢。

临床上有许多疾病,特别是心脏病可使脉搏发生变化。

脉搏的形成有赖于两个基本条件:心脏的舒缩和动脉管壁的扩张性和弹性。

因心脏有收缩和舒张,动脉压才有升降;又因动脉壁弹性极大,在动脉压升降的同时,同步进行着还原与扩张,并且以波的形式迅速传至各分支动脉,这样也就有了我们意义上的“脉搏”,并以一定的周期不断重复着这样的收缩与舒张,以至生命的生生不息。

按照中医理论 [3]。

随着心脏节律性地收和舒张,动脉管壁相应地出现扩张和回缩,在表浅动脉上可触到搏动,简称为脉搏。

脉搏是心脏和血管状态等的重要信息的外在反映,人体任何一个系统的状态变化都会影响到脉搏系统,即这些变化将以某种方式显现在脉搏中,医生可根据触觉与压觉来了解人体脉搏的频率、节律、深浅、强弱等,从而知道人体的某些生理系统的功能好坏。

脉搏测量可在身体体表的多处进行,如手腕、指端等,根据脉搏压力的不同,所采集的脉搏信号会呈现出一定的波形,这就是脉搏波。

为了对在手腕上采集的脉搏信号进行研究,就要知道采集到的手腕脉搏信号呈现出的波形,标准的脉搏波形如图1所示,其中b和d点是主动脉开放点,可看作波的起点和终点,b点到b点的时间是个脉周期,主波h1,潮波h3,重搏波h4+h5,bc段为脉搏的升支,cd段为脉搏的降支,它们都与心血管的生理信息密切相关。

脉搏波包含着丰富的生理信息,特别是在脉搏波中的一些生理意义明确的特征点(主波、潮波、重搏波等),准确地提取这些特征,可以提供许多有诊断价值的信息,有着重要的医学价值[4]。

图1二、提取脉搏信号的原因及方法2.1 提取脉搏信号的原因脉搏波包含着丰富的生理信息,特别是在脉搏波中一些生理意义明确的特征点(主波、潮波、重搏波等),准确地提取这些特征,可以提供许多有诊断价值的信息,有着重要的医学价值[5]。

早在公元前七世纪,人类对于人体解剖学还未有成熟的认知之时,我们的祖先就已经从经验中总结出了一套独特的诊断方法——中医脉诊,由于脉象的浮沉变化会受到脏腑气血的变化影响,当脏腑发生病变,血脉运行也会随之产生变化,从而反应在脉象上。

这一发现和整理应用为当时的世人所惊叹,更令如今的我们啧啧称奇。

但是仅靠手指获取脉诊信息,难免存在医生个人的主观认知而产生一些错误诊断6。

因此,脉诊的科学化、现代化,更成为了人们迫切期望实现的目标。

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