基于脉搏信号的心电特征研究
脉搏信号数据分析与管理的研究
脉搏信号数据分析与管理的研究随着科技的进步和医疗技术的发展，脉搏信号数据的分析与管理成为了医疗领域的重要研究方向。
脉搏信号是人体生理状态的重要指标之一，它可以反映出人体心血管系统的功能活动。
通过对脉搏信号的分析与管理，可以帮助医生更好地了解患者的身体状况，并进行科学的诊断和治疗。
脉搏信号数据分析是指对脉搏信号进行数字化处理和算法分析的过程。
首先，需要将脉搏信号采集到的模拟信号转换成数字信号，然后利用计算机技术对信号进行处理和分析。
常用的分析方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
时域分析可以研究脉搏信号的振幅、周期和脉搏波形等特征；频域分析可以得到脉搏信号的频谱分布，进一步研究脉搏信号的频率特征；小波分析可以将脉搏信号分解为不同频率组成的子信号，进一步研究脉搏信号的时频特性。
通过这些分析方法，可以更全面、准确地了解脉搏信号的特征，从而为医生提供更多的诊断依据。
脉搏信号数据的管理是指对脉搏信号数据进行存储、检索和分析的过程。
脉搏信号数据的存储可以采用数据库管理系统或者云存储技术，以便将大量的脉搏信号数据进行有效地管理和维护。
脉搏信号数据的检索可以通过建立合适的索引和查询语言，使得医生可以方便地获取特定时间段或特定患者的脉搏信号数据。
脉搏信号数据的分析可以利用数据挖掘和机器学习等技术，从大量的脉搏信号数据中挖掘出有用的信息和规律。
通过这些管理方法，可以更高效地存储、检索和分析脉搏信号数据，为医生提供更好的数据支持。
脉搏信号数据分析与管理的研究对于提高医疗诊断水平和治疗效果具有重要意义。
通过对脉搏信号数据的分析，可以更准确地了解患者的疾病状况，为医生提供更准确的诊断依据。
通过对脉搏信号数据的管理，可以更好地存储和利用大量的脉搏信号数据，为医疗研究和临床实践提供更多的数据支持。
因此，脉搏信号数据分析与管理的研究将在未来的医疗领域中发挥重要的作用，为人们的健康提供更好的保障。
基于STM32的脉搏心率检测算法设计与实现
基于STM32的脉搏心率检测算法设计与实现近年来，心脏疾病逐渐成为全球范围内的一大健康问题。
随着科技的不断发展，基于STM32的脉搏心率检测算法被广泛应用于医疗设备中，可实时、准确地监测患者的心率。
本文将探讨如何设计和实现一种基于STM32的脉搏心率检测算法。
首先，我们需要了解脉搏信号的特点。
脉搏信号是由心脏收缩引起的压力变化造成的，通常呈现出周期性的波形。
通过对脉搏信号进行分析，我们可以提取出心率信息。
在STM32开发板上实现脉搏心率检测，首先需要获取脉搏信号。
可以通过心率传感器或者一对光电二极管来获取脉搏信号。
光电二极管可通过发射一束红外光和一个光电二极管来实现，当血液流过皮肤时，光电二极管会感应到反射光的变化。
然后我们将采集到的脉搏信号输入到STM32开发板上进行处理。
接下来，需要对脉搏信号进行滤波。
由于脉搏信号中可能包含噪声，为了提高信号的准确性，我们可以使用数字滤波算法对信号进行滤波。
常用的数字滤波算法有移动平均滤波和中值滤波。
移动平均滤波算法通过计算连续n个采样点的平均值来平滑信号。
中值滤波算法则通过计算连续n个采样点的中位数来平滑信号。
选择适当的滤波算法取决于实际应用场景和对信号的要求。
在滤波后，我们需要检测脉搏信号的峰值。
峰值对应于心脏收缩时的压力变化，从而可以推算出心率。
可以通过阈值判定或者差分运算来检测峰值。
阈值判定是通过设定一个合适的阈值，当信号超过或下降到该阈值时，判定为一个峰值；差分运算则是计算相邻两个采样点的差值，当差值为正时判定为上升沿，当差值为负时判定为下降沿，从而检测出峰值。
峰值检测完成后，我们可以根据峰值的时间差来计算心率。
心率的计算公式为：心率 = 60 / 前两个峰值时间差。
通过连续计算多个峰值时间差，可以获得一段时间内的平均心率。
为了提高计算精度，我们可以选择多个峰值时间差进行平均计算。
除了心率，我们还可以通过脉搏信号计算心律的稳定性和变异性。
心律的稳定性反映了心脏的稳定性和健康状况，心律越稳定说明心脏功能越好；变异性则反映了心脏的灵活性和适应能力。
脉搏信号与心血管状态关系的研究
上海交通大学硕士学位论文脉搏信号与心血管状态关系的研究姓名：沈海东申请学位级别：硕士专业：流体力学指导教师：孙仁20070301脉搏信号与心血管状态关系的研究摘要本文依托973课题“腕部桡动脉脉象与心血管状态关系的研究”（2003CB517108）对人体脉搏波信号和心血管状态之间的关系进行了初步探索。
文章论述了该课题的现实意义，研制开发出两套新的脉搏信号采集系统和预处理系统。
在比较了前人采用的各种方法的利弊后，首先将一种新型的适用于非线性、非稳态数据处理的HHT方法引入到脉搏波信号处理中，这是本课题的特色和创新之处。
在详细介绍了HHT方法理论特点后，给出一个仿真算例，独立编写了EMD分解和HH谱的算法程序，然后将HHT算法程序应用于实际脉搏波信号分析中。
经过初步分析研究，得到健康人群各个模态的共同规律和支架置入对脉搏信号的影响等结果。
从查新结果看，将HHT方法用于脉搏波信号的分析，国内尚是首例。
研究结果表明在HHT方法的基础上结合其他传统的分析手段可以很好地协助检测心血管的疾病。
合作研制的脉搏波信号采集系统能满足科研的要求，并且在压力显示和采集界面的控制上比已有的设备有明显的改善。
通过对不同年龄段健康人群数据分析，发现脉搏波有其共同点并首次提出了“X 波”的概念，在统计上给出相应结果。
在对支架置入手术前后冠心病患者的脉搏波信号分析发现，C3模态与冠脉狭窄的相关性最大。
关键词：脉搏波，HHT方法，心血管疾病，EMD分解，支架置入术RESEARCH ON THE RELATIONSHIPBETWEEN WRIST-PULSE- WA VE ANDCARDIOV ASCULAR PATHOLOGICAL DIAGNOSISABSTRACTSupported by the national 973 project (2003CB517108), study on the relationship between the wrist pulse wave and cardiovascular pathological diagnosis is conducted in this thesis. T he practical applications of the project are discussed, and two sets of pulse-wave acquisition equipments which are better than other ones in this area are developed. Have compared with some other methods used previously, a new one suitable for nonlinear and non-stationary digital signal sequence called HHT method is adopted to deal with the wrist pulse signals, which is an innovation in this paper. The EMD and HH spectrum programs are written in Fortran and Matlab, respectively.A time series constructed from a set of standard cyclic functions is first treated with using the EMD method to verify the applicability and effectiveness, and then the influence of implanting a stent into the coronary artery on the wrist pulse signals is also discussed. We find the system can satisfy the academic requirement of our project. After the analysis of healthy people who are grouped in their age, the X-wave was proposed for the first time. A few of wrist pulse signals are clinically collected from those patients suffered fromcoronary artery disease before and after stent implantations and decomposed respectively to obtain the particular pathological mode information. It is found that mode C3 is correlative in statistical dependence with whether the coronary artery of a patient is narrow.KEY WORDS：Wrist pulse wave，HHT method，Cardiovascular disease，EMD decomposition，Stent implantation上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
心电脉搏信号同步采集分析系统的研究的开题报告
心电脉搏信号同步采集分析系统的研究的开题报告一、研究背景心电脉搏信号同步采集分析系统是指集成了心电信号采集子系统和脉搏信号采集子系统，能够对两种不同信号的采集、检测、同步和分析的一种技术系统。
心电信号和脉搏信号是两种非常重要的生物信号，它们可以反映心血管系统的健康状况和心血管疾病的发展情况，因此对于医疗领域而言，心电脉搏信号同步采集分析系统具有很高的应用价值。
目前，国内外已经涌现出了许多与心电信号和脉搏信号相关的研究成果，相关系统的设计与应用也逐渐被广泛研究和应用。
在这些研究中，心电脉搏信号同步采集分析系统的应用主要集中在以下四个方面：心血管疾病预防、心血管疾病诊断、健康管理以及科学研究。
二、研究目的本研究旨在设计一种基于MATLAB平台的心电脉搏信号同步采集分析系统，实现对心电和脉搏信号的实时采集、同步和分析，为心血管疾病的预防、诊断和治疗提供依据。
具体包括以下几方面的任务：1. 设计心电脉搏信号同步采集装置，实现两种信号的同步采集和传输。
2. 研究心电脉搏信号的特征提取方法，建立相关的特征提取模型。
3. 设计心电脉搏信号的分类模型，辅助医生进行心血管疾病的诊断。
4. 实现心电脉搏信号数据的可视化，并建立操作界面。
三、研究内容与方法1. 确定系统设计方案。
对于系统的硬件和软件设计方案进行分析和选择，并明确系统的功能需求。
2. 建立实验平台。
用示波器和信号发生器等设备搭建实验平台，采集同步的心电和脉搏信号，以测试系统的性能和准确度。
3. 开发信号采集子系统。
使用AD采集卡、滤波器、放大器等电子元件设计硬件电路，将心电信号和脉搏信号转换为数字信号，并输入计算机。
4. 开发信号处理子系统。
使用MATLAB软件实现信号特征提取和分类等功能。
5. 开发图形界面。
使用GUI工具设计软件的操作界面，并实现数据的可视化。
四、研究意义本研究实现了对心电脉搏信号同步采集分析的系统原型设计和实现，为心血管疾病的预防、诊断和治疗提供了依据。
中医脉象与心电图相关性探讨
３ ． １ 形成机制的关联性 首先 ， 脉象信号和心电 图信 号均是 由心脏发 出 ， 有 共 同的来 源 ， 脉 象信 号
中也 包括 电学 信号 ， 只不 过人 的手 指不 能感觉 到 ， 但脉 象仪 已经 可 以记 录这 部 分 电信 号 ， 心 电 图 的 电学 信号 里 面也 一定 含 有 力 学 信 息 ， 因 为 心 电变 化 和心 脏机械 运 动两者 之 间必然 保持有 复 杂的 内 在关 联 ＿ ３ Ｊ 。再者 ， 寸 口脉位 于手 太 阴经 循行 路 线
：
－
Ｉ ； ＝ 。 ：
囊
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２－ ２ ６ １ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ４ ３
中医 脉 象 与 心 电 图相 关 性 探 讨
孟 小斐 朱万玲 钱秋 海 济南 ２ ５ ０ ０ １ １ ） （ 山东 中医药大 学 ２ ０ １ ２级博 士研 究生 ， 山东
始， 故 法取 于寸 口也 。 ” 《 素问 ・ 五脏 别论 》 云： “ 五 脏 六腑 之气 味 ， 皆出于 胃， 而 变 见 于 气 口。 ” 故 寸
口脉可 以观察 五 脏 六 腑 的变 化 。心 电 图 １ ２导 联
来诊 脉 的桡动 脉也 是如 此 。脉 管 中 的血 液 主要 由
血浆 和悬 浮 于其 中的血 细 胞 组 成 ， 血 浆 中的 物质
也 传递 了电的信 号 。 ２ 影响脉 象变 化 的因素
的重 要参 考依 据 。两 者在 形成 机制 和临 床应用 方
脉搏心音测量实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握脉搏和心音测量的原理和方法。
2. 了解脉搏和心音与心脏生理功能的关系。
3. 学会使用脉搏计和心音听诊器进行测量。
4. 培养临床实践技能和观察能力。
二、实验原理1. 脉搏：脉搏是指心脏搏动时动脉壁的扩张和收缩，通过触摸动脉搏动可以了解心脏的泵血功能。
2. 心音：心音是心脏瓣膜关闭和心肌收缩产生的声音，通过听诊可以了解心脏的瓣膜功能、心肌收缩情况和心脏血流情况。
三、实验器材1. 脉搏计：用于测量脉搏的频率和节律。
2. 心音听诊器：用于听诊心音。
3. 心电图机：用于记录心电图。
4. 实验记录本：用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 受试者静坐，放松心情，测量者坐在受试者对面。
2. 测量脉搏：（1）将脉搏计的探头放在受试者手腕的桡动脉上。
（2）启动脉搏计，观察脉搏计显示屏上的数据。
（3）记录脉搏的频率和节律。
3. 听诊心音：（1）将心音听诊器的耳塞插入耳道。
（2）将听诊器的探头放在受试者胸骨左缘第二肋间。
（3）听诊心音，记录心音的次数、音调和持续时间。
4. 测量心电图：（1）将心电图机的电极贴在受试者胸部和四肢。
（2）启动心电图机，观察心电图显示屏上的波形。
（3）记录心电图波形的特点。
五、实验数据记录| 受试者姓名 | 实验日期 | 脉搏频率（次/分） | 脉搏节律 | 心音次数 | 心音音调 | 心电图波形特点 || -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- || | | | | | | |六、实验结果分析1. 脉搏频率和节律：正常成人的脉搏频率为60-100次/分，脉搏节律规整。
2. 心音次数：正常人心音次数为每分钟60-100次。
3. 心音音调：第一心音音调较低，持续时间较长；第二心音音调较高，持续时间较短。
4. 心电图波形特点：P波代表心房收缩，QRS波群代表心室收缩，T波代表心室舒张。
《脉搏信号的三维重构与分析方法研究》
《脉搏信号的三维重构与分析方法研究》一、引言随着科技的不断进步，医学诊断的精确性和可靠性已成为研究的重要方向。
其中，脉搏信号的检测和分析是诊断疾病、评估健康状况的重要手段。
脉搏信号反映了心脏的跳动状态，能够为医学工作者提供重要的生理信息。
然而，传统的脉搏信号分析方法大多为二维分析，难以全面、准确地反映脉搏的动态变化。
因此，本文提出了一种脉搏信号的三维重构与分析方法，旨在提高脉搏信号分析的准确性和可靠性。
二、脉搏信号的三维重构脉搏信号的三维重构主要包括数据采集、预处理和三维建模三个步骤。
1. 数据采集：采用高精度的光电容积脉搏波传感器，采集受试者的脉搏信号。
为了保证数据的准确性，需在受试者处于安静、放松的状态下进行采集。
2. 数据预处理：对采集到的原始脉搏信号进行去噪、滤波等预处理操作，以提高信号的信噪比。
此外，还需对数据进行归一化处理，以便于后续的三维建模。
3. 三维建模：根据预处理后的脉搏信号，采用三维重建技术，构建出脉搏信号的三维模型。
该模型能够直观地展示脉搏的动态变化过程，为后续的分析提供有力的支持。
三、脉搏信号的分析方法在完成脉搏信号的三维重构后，可采用多种分析方法对数据进行深入挖掘。
本文提出了一种基于三维模型的频域分析和时域分析相结合的方法。
1. 频域分析：通过对三维模型进行频谱分析，可以获取脉搏信号的频率分布、能量分布等频域特征。
这些特征能够反映心脏跳动的规律性和节律性，为诊断心血管疾病提供重要依据。
2. 时域分析：时域分析主要关注脉搏信号随时间的变化情况。
通过对三维模型进行时序分析，可以获取脉搏信号的幅度、波形等时域特征。
这些特征能够反映心脏的功能状态和血液循环情况，对于评估健康状况具有重要价值。
四、实验与结果分析为验证本文提出的脉搏信号的三维重构与分析方法的有效性，我们进行了实验并分析了结果。
1. 实验数据：采用高精度的光电容积脉搏波传感器采集了多组不同年龄、性别和健康状况的受试者的脉搏信号数据。
《2024年基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断》范文
《基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断》篇一一、引言心血管疾病是现代社会面临的主要健康挑战之一，包括高血压、冠心病、心力衰竭等，严重影响人们的健康和生活质量。
准确、高效地诊断心血管疾病，对预防和延缓病情恶化至关重要。
随着医学技术的不断进步，基于压力脉搏波的诊断方法为心血管疾病的诊断提供了新的思路。
本文将就基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断进行详细探讨。
二、压力脉搏波的基本原理压力脉搏波是指血液在血管内流动时产生的压力波动信号。
通过测量和分析这些信号，可以反映心血管系统的生理状态。
压力脉搏波的测量主要依赖于无创血压测量技术，包括示波法、听诊法等。
这些技术可以方便地获取压力脉搏波信号，为心血管疾病的诊断提供依据。
三、压力脉搏波在心血管疾病诊断中的应用1. 高血压的诊断：高血压是心血管疾病中最常见的类型之一。
通过测量和分析压力脉搏波信号，可以准确地判断出高血压的病情。
同时，还可以根据压力脉搏波的波形特征，判断高血压的类型和严重程度，为治疗提供依据。
2. 冠心病的诊断：冠心病是由于冠状动脉狭窄或阻塞导致心肌供血不足的疾病。
通过分析压力脉搏波的频率和幅度变化，可以判断出冠状动脉的狭窄程度和供血情况，从而诊断出冠心病。
3. 心力衰竭的诊断：心力衰竭是指心脏泵血功能下降，导致全身血液循环障碍的疾病。
压力脉搏波的测量可以反映心脏的泵血功能，通过分析压力脉搏波的变化，可以判断出心力衰竭的存在和严重程度。
四、基于压力脉搏波的心血管疾病诊断的优势与挑战优势：1. 无创性：压力脉搏波的测量方法无需侵入人体，操作简便，患者接受度高。
2. 实时性：压力脉搏波的测量可以实时反映心血管系统的生理状态，为及时诊断和治疗提供依据。
3. 准确性：通过分析压力脉搏波的波形特征和变化规律，可以准确地诊断出心血管疾病的类型和严重程度。
挑战：1. 干扰因素多：压力脉搏波的测量受到多种因素的影响，如患者体位、情绪、环境等，需要严格控制测量条件。
2. 诊断标准的统一性：目前关于压力脉搏波的诊断标准尚未完全统一，需要进一步研究和验证。
脉搏信号采集实验报告心得
脉搏信号采集实验报告心得一、引言脉搏信号是反映人体心脏脉动情况的重要指标，对于评估心脏功能以及监测健康状态具有重要意义。
脉搏信号的采集与信号处理是脉搏诊断与监测的基础，因此脉搏信号采集的准确性和稳定性对于后续的分析和应用具有决定性影响。
本次实验主要是通过采集脉搏信号，并进行信号处理和分析，以获得准确可靠的脉搏数据。
二、实验方法本实验采用了压电式脉搏传感器和数据采集卡相结合的脉搏信号采集系统。
实验过程如下：1. 将压电式脉搏传感器正确安装在被测者手腕的手腕动脉处，并固定好。
2. 连接数据采集卡与电脑，并打开脉搏信号采集软件。
3. 在软件中设置采样频率、采样时间等参数。
4. 开始采集脉搏信号并记录数据。
5. 完成信号采集后，进行信号处理与分析。
三、实验结果经过多次实验，我们获得了一系列脉搏信号数据。
通过对数据的处理与分析，我们得出如下心得体会：1. 采样频率的选择对于信号采集的结果至关重要。
较高的采样频率可以更精确地捕捉到脉搏信号的细微变化，提高数据的准确性和稳定性。
2. 信号滤波是必不可少的步骤。
脉搏信号采集过程中，由于环境干扰等因素的存在，信号中常常包含一些杂波和噪声。
对信号进行滤波处理可以去除这些干扰，使得数据更加可靠。
3. 信号处理与分析的方法选择应根据实际需求来定。
不同的应用场景，可能需要使用不同的信号处理与分析方法，如峰值检测、频域分析等。
合适的方法选择可以更好地展现脉搏信号所包含的信息。
四、实验心得本次实验对于我了解脉搏信号的采集与处理方法具有很大帮助，也让我深入理解了这一实验的重要性和意义。
以下是我在实验中得到的几点心得体会：首先，数据采集的准确性需要保证。
在安装传感器的过程中，要注意确保传感器与被测者的接触良好，避免外界因素的干扰。
此外，合理设置采样频率，根据被测者的心率范围合理设定采样频率可以提高数据的准确性。
其次，信号处理是提高数据可靠性的重要环节。
对于脉搏信号的滤波处理，我们可以选择数字滤波或者模拟滤波的方法。
《脉搏信号的三维重构与分析方法研究》
《脉搏信号的三维重构与分析方法研究》一、引言脉搏信号是人体健康状况的重要指标之一，其包含了丰富的生理信息，如心率、血压、血氧饱和度等。
近年来，随着医疗技术的进步和人工智能的兴起，脉搏信号的研究与应用逐渐成为医学和生物医学工程领域的重要研究方向。
本文旨在研究脉搏信号的三维重构与分析方法，为医学诊断和治疗提供更加准确、全面的信息。
二、脉搏信号的采集与预处理脉搏信号的采集通常采用光电容积脉搏波传感器等设备进行。
在采集过程中，应确保传感器与人体皮肤紧密接触，以减少噪声干扰。
采集到的原始脉搏信号往往包含各种噪声和干扰，因此需要进行预处理。
预处理过程包括滤波、去噪、基线校正等步骤，以提高信号的信噪比和准确性。
三、脉搏信号的三维重构方法三维重构是指将一维的脉搏信号转化为三维空间中的形态信息，以便更直观地观察和分析。
本文提出了一种基于时频分析和三维重建算法的脉搏信号三维重构方法。
首先，利用短时傅里叶变换或小波变换等时频分析方法对脉搏信号进行分解，提取出不同频率成分的信号。
然后，结合三维重建算法，将不同频率成分的信号映射到三维空间中，形成脉搏波的三维形态。
四、脉搏信号的分析方法脉搏信号的分析主要包括特征提取和模式识别两个方面。
特征提取是指从脉搏信号中提取出与人体生理状态相关的特征参数，如心率、血压、血氧饱和度等。
本文采用基于机器学习和深度学习的方法进行特征提取。
首先，利用神经网络等算法对预处理后的脉搏信号进行训练和学习，提取出与人体生理状态相关的特征参数。
然后，结合模式识别技术对特征参数进行分类和识别，以判断人体的健康状况。
五、实验结果与分析为了验证本文提出的三维重构与分析方法的可行性和有效性，我们进行了实验研究。
实验采用光电容积脉搏波传感器采集了多组脉搏信号数据，并进行了三维重构和分析。
实验结果表明，本文提出的三维重构方法能够有效地将一维的脉搏信号转化为三维空间中的形态信息，提高了观察和分析的直观性和准确性。
同时，基于机器学习和深度学习的特征提取方法能够有效地提取出与人体生理状态相关的特征参数，为医学诊断和治疗提供了更加全面、准确的信息。
脉搏信号的特征点提取方法研究
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。
脉搏信号处理分析方法及系统设计的研究的开题报告
脉搏信号处理分析方法及系统设计的研究的开题报告一、研究背景和意义脉搏是人体的重要生理信号之一，脉搏信号包含丰富的生理信息，如心率、心律、心态变化等，对人体健康状态的评估具有重要意义。
因此，对脉搏信号进行处理分析具有重要的临床应用价值，可以用于心脏疾病的早期诊断、疗效评估、健康管理等领域。
目前，随着数字信号处理技术的发展，基于脉搏信号的生理参数分析已经成为生物医学工程领域中的一个热点研究方向。
二、研究内容和方法本研究主要围绕脉搏信号处理分析的相关技术和系统设计展开研究工作，主要研究内容包括：1. 脉搏信号的采集和信号预处理：采用传感器获取脉搏信号，并对信号进行滤波、降噪等预处理，提高信号质量。
2. 脉搏信号特征提取与分析：对脉搏信号进行特征提取和分析，包括时域、频域和小波变换等多种分析方法，提取心率、心律、心率变异性等重要生理参数。
3. 脉搏信号分类识别：基于机器学习和深度学习算法，建立脉搏信号的分类识别模型，实现自动分类、识别以及异常检测等功能。
4. 脉搏信号处理分析系统设计：基于上述研究内容，设计并实现脉搏信号处理分析系统，提供实时监测、数据存储、分析和可视化等功能，为医疗检测和健康管理提供支持。
本研究的主要研究方法包括：理论分析、实验研究和计算仿真等方法，采用MATLAB、Python等软件实现算法设计和系统开发。
三、研究预期成果和意义本研究的预期成果包括：构建脉搏信号处理分析的算法模型、实现脉搏信号处理分析系统、开发脉搏信号处理分析程序等。
本研究的意义在于：1. 提高脉搏信号采集和处理的精度和效率，为临床医生提供更准确的诊断和治疗决策。
2. 积累相关研究数据和经验，为未来的研究提供参考和基础。
3. 推动数字信号处理技术在生物医学工程领域的应用和发展。
四、研究进度和计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 阶段一（2021.7-2021.8）：查阅相关文献，了解脉搏信号处理分析的基础知识和技术方法，制定研究计划。
基于脉搏信号的心率计算
基于脉搏信号的心率计算背景：心率是指单位时间内心脏跳动的次数，是评估心脏健康状况和评定运动负荷的重要指标。
传统的心率计算方法包括心电图（ECG）记录和计数或使用心电信号进行频谱分析等，这些方法在实施上需要特殊的设备和专业知识，因此不太适合日常生活使用。
而基于脉搏信号的心率计算方法，可以使用普通的传感器，如光电传感器或压力传感器，通过监测血管中的脉搏波形来实现心率的监测。
脉搏信号的特性：脉搏信号是由心脏收缩产生的血液压力波经血管传播而产生的。
脉搏信号具有以下特性：1.周期性：脉搏信号呈规则的周期性波形，一般由若干峰值和谷值组成，可以用来计算心率。
2.振幅变化：脉搏信号的振幅可以反映血管壁的弹性和心脏的收缩力。
3.形态特征：脉搏信号的波形可能受到多种因素的影响，如心脏疾病、血管硬化等，因此在心率计算中要考虑到脉搏波形的形态。
1.阈值法：根据脉搏信号的振幅变化来判断心跳的发生。
可以通过设置一个阈值，当脉搏信号的振幅超过该阈值时，判断为一次心跳的发生。
利用计数器记录心跳的发生次数，并通过时间间隔计算心率。
2.峰值检测法：通过识别脉搏信号中的峰值来计算心率。
可以使用峰值检测算法，如峰值检测算法、移动平均滤波器等，来识别出脉搏信号中的波峰，并根据波峰之间的时间间隔计算心率。
3.相关分析法：根据心跳间的相关性来计算心率。
可以将脉搏信号与一个参考信号进行相关分析，利用相关系数的峰值位置计算心率。
参考信号可以是一个固定的参考波形，也可以是一个预先记录的心电信号。
4.频谱分析法：使用信号频谱分析的方法来计算心率。
可以通过将脉搏信号进行傅里叶变换，将信号转换到频域，然后计算频域中的心率成分，并根据峰值位置来计算心率。
常见应用：基于脉搏信号的心率计算方法在体育训练、医疗健康监测以及智能手表等设备中得到了广泛的应用。
通过监测脉搏信号，可以实时地监测心率的变化，并提供相应的警告和建议，帮助运动员控制运动强度和心率训练区间，预防运动中出现的心血管问题。
《基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别的研究》范文
《基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别的研究》篇一一、引言随着人口老龄化以及生活方式的改变，心血管疾病的发病率逐年上升，其中动脉硬化是一种常见且危害较大的疾病。
动脉硬化的早期识别和预防对于降低心血管疾病的发生率及提高患者生活质量具有重要意义。
近年来，随着生物医学工程和信息技术的发展，基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别技术逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨基于这些生理信息的动脉硬化识别技术的研究现状及发展趋势。
二、脉搏、心电和阻抗信息的基本原理1. 脉搏信息：脉搏是心脏搏动引起的血管内血液流动产生的信号，通过测量脉搏可以反映心血管系统的功能状态。
2. 心电信息：心电是指心脏在搏动过程中产生的电信号，通过心电图可以观察心脏的电生理活动，反映心脏的健康状况。
3. 阻抗信息：生物阻抗是指生物体对电流的抵抗能力，通过测量阻抗可以反映生物体的生理状态。
在动脉硬化识别中，通常采用电学阻抗法测量血管的阻抗变化。
三、基于脉搏信息的动脉硬化识别脉搏信号中包含了丰富的生理信息，如脉率、脉压等。
通过分析脉搏信号的时域、频域特征，可以反映血管的弹性、硬度等状态，从而识别动脉硬化的程度。
近年来，基于脉搏波速度、脉搏波形分析等技术的动脉硬化识别方法得到了广泛研究。
四、基于心电信息的动脉硬化识别心电信号是反映心脏电生理活动的重要指标，通过分析心电信号的时域、频域特征，可以评估心脏的功能状态。
研究表明，动脉硬化患者的心电图表现与正常人群存在差异，因此，通过心电信号的分析可以辅助诊断动脉硬化。
五、基于阻抗信息的动脉硬化识别阻抗信息可以反映血管的物理特性，如血管的弹性、硬度等。
通过测量血管的阻抗变化，可以评估血管的健康状况。
在动脉硬化识别中，通常采用电学阻抗法测量血管的阻抗变化，从而判断动脉硬化的程度。
此外，还可以结合其他生理信息，如脉搏波速度、心电信号等，提高动脉硬化识别的准确性。
六、研究方法与实验结果本研究采用多模态生理信息融合的方法，综合分析脉搏、心电和阻抗信息，以识别动脉硬化的程度。
《基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别的研究》范文
《基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别的研究》篇一一、引言动脉硬化是导致心脑血管疾病的主要原因之一，而及时有效地诊断和治疗对于减少这一类疾病的发生率和死亡率具有重要意义。
因此，研究一种基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别方法，对于提高诊断的准确性和效率具有重要价值。
本文旨在探讨基于这些生理信息的动脉硬化识别技术的研究现状和未来发展趋势。
二、脉搏、心电和阻抗信息概述脉搏、心电和阻抗信息是人体生理信号的重要组成部分，它们反映了人体心血管系统的状态。
脉搏信号反映了心脏的跳动和血液流动的情况，心电信号反映了心脏电活动的变化，而阻抗信息则反映了人体组织的电阻变化。
这些信息在医学诊断和治疗中具有重要价值，尤其是对于动脉硬化的诊断和治疗。
三、动脉硬化识别方法的研究现状目前，动脉硬化的诊断主要依靠传统的医学影像学检查，如超声、CT和MRI等。
然而，这些方法虽然准确度高，但操作复杂、成本高，不适用于大规模的筛查和监测。
因此，研究者们开始探索基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别方法。
基于脉搏的动脉硬化识别方法主要是通过分析脉搏波的传播速度、波形变化等特征来评估血管的健康状况。
心电信号的识别方法则是通过分析心脏电活动的变化来评估心血管系统的功能状态。
而阻抗信息则可以通过测量人体组织的电阻变化来反映血管的弹性和血流情况。
这些方法具有操作简便、成本低廉等优点，具有广泛的应用前景。
四、基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别方法的研究针对基于脉搏、心电和阻抗信息的动脉硬化识别方法，研究者们开展了大量的研究工作。
一方面，通过对脉搏、心电和阻抗信息进行采集和预处理，提取出有用的特征信息；另一方面，利用机器学习和人工智能等技术，建立预测模型，对动脉硬化的发生和发展进行预测和评估。
在脉搏信息方面，研究者们通过分析脉搏波的传播速度、波形变化等特征，发现这些特征与动脉硬化的程度和进展密切相关。
因此，他们建立了基于脉搏信息的动脉硬化识别模型，能够有效地评估血管的健康状况。
《2024年基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断》范文
《基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断》篇一一、引言心血管疾病是全球范围内最常见的健康问题之一，其发病率和死亡率均居高不下。
因此，准确、及时地诊断心血管疾病对于患者的治疗和康复至关重要。
近年来，随着医疗技术的不断发展，基于压力脉搏波的心血管疾病诊断技术逐渐成为研究的热点。
本文旨在探讨基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断方法及其应用。
二、压力脉搏波的基本原理压力脉搏波是指心脏搏动时，血液在血管内流动所产生的压力波动。
通过测量和分析这种压力波动，可以获取到心血管系统的相关信息。
压力脉搏波的检测方法主要包括光电容积脉搏波描记法、示波法和容积描记法等。
这些方法能够无创、连续地监测脉搏波信号，为心血管疾病的诊断提供重要依据。
三、基于压力脉搏波的心血管疾病诊断方法1. 常规心电图分析：通过心电图机记录心脏电活动，分析心脏节律、传导速度等指标，辅助诊断心律失常、冠心病等心血管疾病。
2. 脉搏波速度检测：利用超声技术测量血液在血管中的传播速度，反映血管弹性和血液黏度等指标，为高血压、动脉硬化等疾病的诊断提供依据。
3. 血压波形分析：通过测量血压值和脉搏波形态，分析血压波形变化，判断心血管系统的健康状况。
4. 微血管功能检测：利用激光多普勒技术测量微血管血流灌注情况，评估微循环功能，为糖尿病、高血压等疾病的早期诊断提供帮助。
四、应用及优势基于压力脉搏波的心血管疾病诊断方法具有以下优势：1. 无创、无辐射：检测过程中无需侵入患者体内，无辐射损伤风险。
2. 连续监测：可实时监测心血管系统的变化，及时发现异常情况。
3. 操作简便：检测设备便携、操作简便，适用于各种临床场景。
4. 辅助诊断：结合其他检查手段，为心血管疾病的诊断提供更多信息，提高诊断准确性。
在实际应用中，基于压力脉搏波的心血管疾病诊断方法已广泛应用于临床。
例如，通过分析脉搏波速度和血压波形，可以辅助诊断高血压、动脉硬化等疾病；通过微血管功能检测，可以评估糖尿病患者的微循环功能，为早期诊断和治疗提供依据。
《2024年基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断》范文
《基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断》篇一一、引言心血管疾病是全球范围内最常见的健康问题之一，其诊断和治疗一直是医学研究的重点。
随着科技的发展，基于压力脉搏波的诊断技术逐渐成为心血管疾病诊断的重要手段。
本文旨在探讨基于压力脉搏波的心血管疾病的诊断方法、原理及其实践应用。
二、压力脉搏波的原理压力脉搏波是指血液在血管中流动时产生的压力波动。
通过测量和分析这些波动，可以了解心血管系统的状态。
当心脏收缩时，血液流动速度加快，血管内压力升高，形成脉搏波；当心脏舒张时，血液流动速度减慢，血管内压力降低。
这种周期性的压力变化形成了我们常说的脉搏。
三、基于压力脉搏波的心血管疾病诊断方法1. 脉搏波检测技术：通过在人体不同部位（如手腕、手臂等）的动脉处检测压力脉搏波的波形、频率等参数，进而评估心血管系统的功能状态。
该方法无创、便捷，可应用于早期筛查和实时监测心血管疾病。
2. 频域分析：对检测到的压力脉搏波进行频域分析，提取出与心血管疾病相关的特征参数，如心率、血压、动脉硬化程度等。
这些参数对于诊断高血压、冠心病、动脉硬化等心血管疾病具有重要意义。
3. 波形分析：通过分析压力脉搏波的波形特征，如波形高度、宽度、形态等，可以评估心脏的收缩功能、血管的弹性等指标。
这些指标对于诊断心脏瓣膜病、心衰等心血管疾病具有重要价值。
四、实践应用1. 早期筛查：基于压力脉搏波的检测技术可应用于心血管疾病的早期筛查。
通过定期检测和分析压力脉搏波，可以及时发现心血管系统的异常变化，为早期诊断和治疗提供依据。
2. 实时监测：对于已确诊的心血管疾病患者，基于压力脉搏波的检测技术可实现实时监测病情变化。
通过定期检测和分析患者的压力脉搏波，可以评估治疗效果和病情进展，为调整治疗方案提供依据。
3. 临床辅助诊断：结合其他检查手段（如心电图、超声心动图等），基于压力脉搏波的检测技术可辅助医生进行心血管疾病的诊断。
通过综合分析患者的临床表现、检查结果和压力脉搏波特征，医生可以更准确地判断患者的病情和制定治疗方案。
基于心电信号的脉搏波形特征点提取
得到信号 ｘ３（ｎ），如 图 １（ｃ）所 示。 对 ｘ３（ｎ）信 号 二 次降噪，阈 值 算 法 主 要 有 Ｂｉｒｇｅｍａｓｓａｒｔ策 略 的 一 维
小波阈值 算 法 和 ＪｏｈｓｔｏｎｅＤｏｈｏｎｏ法，鉴 于 Ｊｏｈｓｔｏｎｅ
Ｄｏｈｏｎｏ法在生理信号消噪处 理 中 的 优 越 性 ［７］，本 文
１ 数 据 采 集
自 行 设 计 了 由 心 电 电 极 、光 电 脉 搏 传 感 器 、信 号 调理电路、ＭＰ４２５数据采集卡和 ＬａｂＶＩＥＷ 虚拟仪器 平台构 成 的 数 据 采 集 系 统。 其 中，ＭＰ４２５是 一 款 ＵＳＢ２０总 线 １４ 位 ８ 路 并 行 采 集 模 块。 利 用 ＬａｂＶＩＥＷ 设 计 开 发 了心 电 脉 搏采集 软 件，采样频率 １０００Ｈｚ，实现 对 信 号 的 实 时 采 集、显 示 与 存 储。 同 步采集 被 试 者 ＥＣＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）信 号 和 光 电 脉搏波信号（ｐｕｌｓｅｗａｖｅ）。 被 试 者 于 早 ８点 进 入 室 内通风状况 良 好，温 度、湿 度 适 中 的 无 人 干 扰 实 验 室，填表，测量身 高、体 重、体 温 等，以 确 定 被 试 者 当 天生理状况良好。 准 备 工 作 结 束 后，被 试 者 坐 在 舒 适 的 椅 子 上 ，保 持 自 然 放 松 状 态 ，手 臂 平 置 于 工 作 台 上与心脏平齐，无肢体活动，将心电电极置于左锁骨 中线第五肋骨采 集 Ｖ５，指夹 式血 氧传感 器夹在 左 手 中指上，进行 ＥＣＧ、脉搏波信号采集。在计算机屏幕 上观 察 信 号 ，调 整 传 感 器 位 置 获 取 最 理 想 心 电 、脉 搏 信号，信号 平 稳 后 开 始 记 录 数 据 约 １５ｍｉｎ。之 后，被 试者在电脑上做 １５ｈ疲劳试验，受试者均出现眼痛、 眼睛干涩、视力模糊等视觉疲劳症状，实 验 使受试 者 脉 搏 信 号 变 得 很 不 规 律 。 实 验 结 束 后 ，继 续 数 据 采 集 约 １５ｍｉｎ后，疲 劳 后 采 集 到 的 受 试 者 的 心 电 信 号 ｘ （ｎ）和脉搏信号 ｙ（ｎ）分别如图 １（ａ）和图 ２（ａ）所示。
〖医学〗基于脉搏波的心血管疾病的诊断
基于脉搏波的心血管疾病的诊断
目录
1
项目思路介绍
2 阶段性成果及遇到的问题
3
改进措施及下阶段计划
4
经费使用情况
5
博客维护
项目思路介绍
❖ 与之前开题计划相比有所修改,再介绍下 ❖ 采集指间容积脉搏波经处理后显示在彩屏
上。 ❖ 设计软件计算出波形特征值K’，使其能
2.小 叶 性 （ 支 气管） 肺炎 指 病原体 经支气 管入侵 ，引起 细支气 管、终 末细支 气管和 肺泡的 炎症。 病原体 有肺炎 链球菌 、葡萄 球菌、 病毒、 肺炎支 原体以 及军团 菌等。 常 继 发 于 支 气 管炎、 支气管 扩张、 上呼吸 道病毒 感染以 及长期 卧床的 危重病 人。
下阶段计划
• 制作电路板
• 查阅资料，寻找 特征值计算方法，
编写程序计算特 征值
对不同人群测量， 检验诊断系统的 可靠性
下阶段计划
❖现在的滤波处理部分只是仿真，之后 要设计与测量部分的整体电路图，制作 电路板
❖对于特征值的计算方法，查找相关的 理论计算公式，编写软件实现
❖对不同人群测量脉搏波，与理论对照， 验证系统的可靠性，在实践基础上做相 应调整
四阶巴特沃斯滤波器
四阶巴特沃斯低通滤波器
成果展示——滤波之前小组成员的指尖脉搏波测量
成果展示
成果展示
测量时注意的一些问题
❖被测者保持心情平静，身体放松，手臂大概与心 脏位置平齐，处于安静状态方可较准确的测量
遇到的问题
❖在脉搏波的理论知识方面，在做项目 的过程中，发现之前对一些理论理解不 够准确，需继续学习加深认识，以及基 于此基础上对项目计划进行调整
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； 通过功率谱可区 分 特 殊 人 群 如 吸 毒 者 和 正 常 人 的 脉
·８·
基于脉搏信号的心电特征研究 张爱华 等 ：
） 被试者早晨空腹进 入 实 验 室 准 备 测 试 ， 测试者平躺 ２ 在床上 ， 静息 １ ， 手臂自然外展 ３ ０ｍ ｉ ｎ ０ 度 。 心电 Ｖ １和 Ｖ ５ 信号采用标准胸前单极导 联 方 式 采 集 ， 脉搏信号通过血氧 探头采集 ， 采集时间 １ 。 实验在安静且封闭 的 环 境 中 进 ｍ ｉ ｎ 行， 实 验 过 程 不 允 许 有 外 界 的 干 扰； 被测试者不能有除实 验要求外其他的肢体动作 。 用１ 将存在严重的肌肉 ０ ０ ０Ｈ ｚ采样频率采得 数 据 后 ， 抖动的数据进行剔除 ， 再对剩余的３ 组 去 ０ 数 据 进 行 滤 波，
： 犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 Ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｏｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓｏ ｆｐ ｕ ｌ ｓ ｅｗ ａ ｖ ｅａ ｎ ｄｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｏ ｒ ａ ｍ， ｔ ｗ ｏｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓｗ ｅ ｒ ｅｕ ｓ ｅ ｄｔ ｏｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｇｔ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ａ ｎ ｄｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｏ ｒ ａ ｍｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｉ ｍ ｅ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｗ ａ ｓｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｇ ｇ ｑ ｙｍ ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆＥ Ｃ Ｇａ ｎ ｄｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｗ ａ ｓｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏａ ｃ ｕ ｉ ｒ ｅ ｇ ｇ ｙ ｑ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｉ ｎ ｓ ｉ ｃｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｃ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅｔ ｗ ｏｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ．Ｔ ｈ ｅｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓｆ ｒ ｏ ｍ３ ０ｃ ａ ｓ ｅ ｓｏ ｆｈ ｅ ａ ｌ ｔ ｈａ ｎ ｄｓ ｕ ｂ ｈ ｅ ａ ｌ ｔ ｈｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓ ｇ ｐ ｐ ， ｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｂ ａ ｓ ｅ ｄｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｆｐ ｕ ｌ ｓ ｅａ ｎ ｄｈ ｅ ａ ｒ ｔｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅｃ ｃ ｌ ｅｏ ｆｐ ｕ ｌ ｓ ｅｗ ａ ｖ ｅａ ｎ ｄｔ ｈ ｅＲ Ｒｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｖ ａ ｌｏ ｆＥ Ｃ Ｇｈ ａ ｖ ｅｔ ｈ ｅ ｑ ｙｏ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｃ ｅｃ ｈ ａ ｎ ｅ ． Ｂ ｕ ｔｏ ｔ ｈ ｅ ｒｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓｄ ｏｎ ｏ ｔｈ ａ ｖ ｅ ｔ ｈ ｉ ｓ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ． ｇ ：ｐ ；ｅ ；Ｒ ； 犓 犲 狑 狅 狉 犱 狊 ｕ ｌ ｓ ｅｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｏ ｒ ａ ｍ； ｈ ｅ ａ ｒ ｔｒ ａ ｔ ｅｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ Ｒｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｖ ａ ｌ ｔ ｈ ｅｓ ｉ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓｏ ｆ ｇ ｇ ｙ ｇ ｙ 狔 ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
电 子 测 量 技 术 Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮ Ｉ Ｃ ＭＥ Ａ Ｓ ＵＲ ＥＭＥ Ｎ Ｔ Ｔ Ｅ ＣＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｅ
第３ ２卷 第８期 ２ ０ ０ ９年８月
基于脉搏信号的心电特征研究
２ １ 张爱华１ 张 妍１， 王 琦
（ 兰州理工大学 电气工程与信息工程学院 兰州 ７ １． ３ ０ ０ ５ ０； 兰州城市学院 培黎工程技术学院 兰州 ７ ） ２． ３ ０ ０ ７ ０ 摘 要 ： 根据脉搏 、 心电信号的内在联系 ， 采用时域与频域相 结 合 的 方 法 提 取 脉 搏 信 号 和 心 电 信 号 的 特 征 向 量 ， 利用 线性相关的显著性检验分析脉波信号和心电信号的 内 在 关 联 性 。３ ０例健康与亚健康样本的检验结果显示出脉搏基 频频率与心率 、 脉搏波周期与心电信号 Ｒ 而其他特征则不明显存在这种特征 。 Ｒ 间期存在一致变化性 ， 关键词 ： 脉搏 ；心电信号 ； 心率变异 ； 线性相关的显著性检验 Ｒ Ｒ 间期 ； 中图分类号 ：Ｒ ３ １ ８． ０ ３ 文献标识码 ：Ａ
犕－ １
２
可 知， 犛 ω）为 犛（ ω）的 渐 进 无 偏 ｅ ｒ（ ｐ
∧
２ ． ２ 脉搏波频域特征提取 由心脏搏动的生理特 征 可 知 ， 脉搏功率谱上的第一主 峰的频率 犳 因此可提取脉搏功率 １ 反映了心脏的搏动频率 ， 谱第一主峰峰值作为特 征 量 。 另 外 ， 随着人体生理状况的 不同 ， 脉 搏 的 时 域 波 形 会 发 生 一 些 变 化， 这种变化和影响 在功率谱图上主 要 体 现 为 信 号 基 波 频 率 及 谐 波 成 分 的 变
图 １ 原始采样信号
进而也是确定心 率 的 基 础 。 因 此 ， 选 取 Ｒ 波 峰 值、 Ｒ Ｒ间 期和 Ｑ Ｒ Ｓ 波群的宽度作为心电信号的特征 。
２ 脉搏波特征提取
２． １ 功率谱估计 功率谱估计采用加权交叠平均法 （ 。它 利 用 Ｗ ｅ ｌ ｃ ｈ法） 信号重叠分段 、 加窗函数和 Ｆ Ｆ Ｔ 算法等计算一个信号序列 的自功率谱估计值 。 为了 降 低 估 计 的 偏 差 ， 并且有效地利
２］ 特征参数变化密切 相 关 ［ 。现 代 生 理 学 和 医 学 认 为， 脉搏
１ 同步脉搏信号和心电信号的获取
实验时选无 躯 体 疾 病 、 无 精 神 障 碍、 自认为健康和有 亚健康症状而无病的人作 为 研 究 对 象 ， 受试者为兰州理工 大学在校大学生志愿者 （ 年龄在 ２ 。 １ ０ 岁） ～３ 实验过程分两个阶段 ： ） 调查实验对象的健 康 状 态 ， 受试者填写亚健康测评 １ 表 。 测评表取自 《 亚健康概 论 》 一 书， 该表有很好的信度和 效度 。 受试者 根 据 近 一 个 月 内 个 人 的 感 觉 独 立 填 写 评 测 表， 根据初评结果选择健康 和 亚 健 康 的 受 试 者 在 一 周 后 再 次填写该测评表 ， 选择两次 结 果 一 致 的 受 试 者 进 入 实 验 第 二阶段 。
６］ 。 本文作者采用时 域 和 频 域 分 析 方 法 ， 从脉搏信号中 象［０ Nhomakorabea 引 言
脉搏诊断是 中 医 诊 病 特 别 是 中 医 保 健 的 重 要 手 段 和
１］ 方法 ［ 。 当脉搏波由心 脏 开 始 向 动 脉 系 统 传 播 时 ， 不仅要
得到全面的脉象特征 ， 进而 获 取 与 脉 搏 信 号 同 步 的 心 电 信 号的相关参数 ， 为揭示同步 脉 搏 信 号 和 心 电 信 号 的 相 关 性 奠定基础 。
７］ 除基线漂移 、 高频噪 声 及 工 频 干 扰 ［ ， 得 到 较 干 净 的 信 号。
第８期
（ ０ ≤犽 ≤ 犕 －１ ） 即为所求脉搏功率谱 。
∧
（ ） ５
］ ＝ 犛（ 由 犈［ 犛 ω） ω） ω），其 中 犠 （ ω） ＝ 犠 （ ｅ ｒ（ ｐ １ 狀 － ｊ ω 犱（ 狀） 犲 犕 犝 ∑ 狀＝０ 估计 。
Ｐ 用信号的 全 部 信 息 ， 取Ｆ ， 将信号 Ｆ Ｔ 的 数 据 长 度 Ｎ＝２ （ ）（ 的 段 ， 数据段之 ） 分成长度为 狓犖 狀 ０ ≤ 狀 ≤ 犖 －１ 犕 犔
４ 结果与分析
表１为３ ０ 组样本对 应 的 脉 搏 信 号 和 心 电 信 号 的 特 征 值 。 特征提取时 ， 每例样本截取 １ ２ｓ时长的有效信号进行 分析 。 ）由心电信号的特征 Ｒ １ Ｒ 间期可以推算出心脏的搏 动频率 ， 其频率值与脉搏波频谱图上的基波频率基本一 致 。 可以说明 ， 脉搏波频谱图上的 １ Ｈ ｚ左右出现的第一个 谐波谱峰的频率 ， 反映了心脏源的搏动频率 。 ）对 健 康 群 体 和 亚 健 康 群 体 的 脉 搏 波 峰 值 间 期 与 ２ （ ） １ Ｒ Ｒ间 期 进 行 相 关 性 分 析 。 健 康 群 体 的 相 关 系 数 γ 犼 ＝ 说明两个群 亚健康群体的相关系数γ ． ９ ９ ８ ４， ０ ． ９ ９ ９ ８， 狔 ＝０ 体的脉搏波峰值间期与 Ｒ 即脉 Ｒ 间期是呈高度正相关的 ， 搏波峰值间期随 Ｒ 反之也成立 。 并 Ｒ 间期的增加而增加 ， （ ） ２ （ ） ３ （ ） ４ 且查相关系数显著性检验表可知γ ． ７ ０ ８， γ ０． ０ １ ＝０ 犼 ＞γ 狔 ＞ 因此可判断脉搏波峰值间 期 与 Ｒ ． ５ ９ ０， Ｒ 间期的 γ ０． ０ １ ＝０ 线性相关关系特别明显 。 对健康群体 和 亚 健 康 群 体 的 脉 搏 波 峰 值 间 期 标 准 差 与Ｒ Ｒ 间期标准 差 进 行 相 关 性 分 析 。 健 康 群 体 的 标 准 差 相关系数 γ 亚健康群体的标准差相关系数 ． ８ ３ ３ ９， 犱 ＝０ 犼 。 而每例样本中单 个脉搏波峰值间期与对应 ０ ． ９ ６ ７ ４ γ 犱 ＝ 犼 的Ｒ Ｒ 间期相关系数为 １。
犆 犺 犪 狉 犪 犮 狋 犲 狉 犻 狊 狋 犻 犮 狊 狋 狌 犱 犳犈 犆 犌犫 犪 狊 犲 犱狅 狀狋 犺 犲狆 狌 犾 狊 犲 狑 犪 狏 犲 狊 犻 狀 犪 犾 狔狅 犵
１ １２ １ ｈ ａ ｎ ａ ｎ ａ ｎ ｉ Ｚ ｈ ａ ｎ ｉ ｈ ｕ ａ Ｚ Ｗ ｇＹ ｇＱ ｇＡ ，
（ ， ， １． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｅｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌＥ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｎ ｄＩ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎＥ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ７ ３ ０ ０ ５ ０； ｇ ｇ ｇａ ｇ ｇ ｙｏ ｇ ｙ ， ， ） ２． Ｐ ｅ ｉ ｌ ｉＣ ｏ ｌ ｌ ｅ ｅｏ ｆＥ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｕ ｅ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕＣ ｉ ｔ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ７ ３ ０ ０ ７ ０ ｇ ｇ ｇａ ｑ ｙＵ ｙ