脉搏波信号处理系统设计

第三章 基线漂移的滤除及特征点的提取
滤除基线漂移的方法 小波变换滤除基线漂移的方法 程序流程 特征点识别 特征点识别方法介绍
我们在对波形特征点进行识别之前 首先要将基线漂移滤除。 首先要将基线漂移滤除。滤除基线漂移 之后，对波形进行特征点识别， 之后，对波形进行特征点识别，识别出 脉搏波图中的P点和D 脉搏波图中的P点和D点，然后计算硬度 指数。 指数。本文采用的滤除基线漂移的方法 是小波变换的方法。 是小波变换的方法。
脉搏波波形图的基本结构及特征点意义
脉搏波波形图是动脉血管搏动的轨 迹，它主要综合了心脏收缩活动和脉搏 波沿血管传播途中携带的各种信息， 波沿血管传播途中携带的各种信息，因 此，脉搏波波形图的拐点都有一定的意 义。
典型脉搏波形如图1－1所示。在图中，各字母代表意义为： U：起始点 P：主波 T：潮波 V：切迹 D：重搏波
界面设计
程序实现
波形回放：Replay_Click()， 波形回放：Replay_Click()，从数据库中读入
波形数据，并以一定的速度在屏幕上回放。 波形数据，并以一定的速度在屏幕上回放。 处理波形：Process_Click()， 处理波形：Process_Click()，对已存入的波形 进行平滑滤波，滤除基线漂移， 进行平滑滤波，滤除基线漂移，把处理后的波形 显示在屏幕上。 显示在屏幕上。 自动识别：Auto_Click()， 自动识别：Auto_Click()，对处理后的波形自 动识别特征点，并计算出该受试者的硬度指数。 动识别特征点，并计算出该受试者的硬度指数。 手动选择：Hand_Click()，当自动识别的效果 手动选择：Hand_Click()， 不好时， 不好时，用手动选择中的两条直线来选择一段波 形或一个周期波形的特征点， 形或一个周期波形的特征点，从而更精确的识别 特征点。 特征点。
小波变换滤除基线漂移的程序流程
特征点识别方法介绍
脉搏波为准周期信号， 脉搏波为准周期信号，可以划 分为一个个脉动周期， 分为一个个脉动周期，在每个脉动 周期内，提取波峰、波谷、 周期内，提取波峰、波谷、波峰间 波谷间隔。 隔、波谷间隔。现有的脉搏波检测 方法主要有以下几种： 方法主要有以下几种： 1.阈值法 1.阈值法 2.脉搏波的差分处理方法 2.脉搏波的差分处理方法 3.以 3.以R波为参照进行识别
小波变换滤除基线漂移的方法
我们使用的滤除基线漂移的方法是小 波滤波器， 波滤波器，小波滤波器是根据小波变换 中光滑算子的低通特性设计的。 中光滑算子的低通特性设计的。此方法 的递归公式是： 的递归公式是：
在设计软件的过程中， 在设计软件的过程中，我们为了研 究小波滤波器的效果，在正常指端脉搏 究小波滤波器的效果， 波形上叠加了一个直线信号， 波形上叠加了一个直线信号，用上述的 小波滤波器对它进行分离。 小波滤波器对它进行分离。叠加前后的 波形如下图所示： 波形如下图所示：
第一章 实验原理的介绍
脉搏波产生机制 脉搏波波形图的基本结构及特征点意义 用硬度指数诊断动脉硬化的原理 脉搏波信号采集法
脉搏波产生机制
由于心室射血进入动脉是间断的, 由于心室射血进入动脉是间断的, 这就造成了每一心动周期内动脉容积和 动脉血压的一系列变化， 动脉血压的一系列变化，使动脉随心动 周期而搏动， 周期而搏动，在浅表动脉可摸到一起一 伏的搏动，称为动脉脉搏。 伏的搏动，称为动脉脉搏。 动脉脉搏 起于主动脉根部的起伏性搏动， 起于主动脉根部的起伏性搏动，沿 动脉管壁向末梢血管呈波形的传播， 动脉管壁向末梢血管呈波形的传播，称 脉搏波。 为脉搏波。
VB具有以下几个主要特点 VB具有以下几个主要特点 ：
是面向对象的可视化程序设计工具 采用结构化的程序设计方法 采用事统的访问 采用了对象的链接与嵌入技术
VB中常用控件及属性 VB中常用控件及属性
控件是用于创建对象的， 控件是用于创建对象的，每个控件 都有其属性、事件和方法。 都有其属性、事件和方法。此次设计只 用了一些常用内部控件， 用了一些常用内部控件，如： 框架（Frame） 框架（Frame） 图片框（PictureBox） 图片框（PictureBox） 图像框（Image） 图像框（Image） 定时器(Timer) 定时器(Timer)
脉搏波信号处理系统的设计 软件设计) (软件设计)
目 录
前 言 第一章 实验原理的介绍 第二章 脉搏波处理系统总体设计 第三章 基线漂移的滤除及特征点的提取 结论
前 言
本论文主要工作包括：使用VB编程， 本论文主要工作包括：使用VB编程， VB编程 在脉搏波信号处理系统界面设计的基础 上实现脉搏波波形数据处理（ 上实现脉搏波波形数据处理（滤除基线 漂移）及波形特征点的提取， 漂移）及波形特征点的提取，硬度指数 计算等各项功能。 计算等各项功能。
本文采用的方法是阈值法， 本文采用的方法是阈值法，找到每一 个起始的最低点作为该周期的起点。 个起始的最低点作为该周期的起点。
图3-8是寻找起点及对波形进行叠加之后的效果图。 是寻找起点及对波形进行叠加之后的效果图。
结 论
这次设计中仍存在着一些缺陷， 这次设计中仍存在着一些缺陷，当脉 搏波的重搏波不明显时系统会无法准确识 别特征点，需要手动识别。 别特征点，需要手动识别。手动选择的效 果也不是特别好， 果也不是特别好，这一点在算法上还需要 改进。总得来说， 改进。总得来说，我们的系统基本实现了 用小波滤除脉搏波基线漂移， 用小波滤除脉搏波基线漂移，自动或者手 动提取波形特征点， 动提取波形特征点，以便计算硬度指数诊 断动脉硬化的功能。 断动脉硬化的功能。
致 谢
由于本人的知识局限性及对实际 认识的粗浅， 认识的粗浅 ， 难免会在论文中疏漏和 不足之处乃至错误之处。 不足之处乃至错误之处 。 请各位专家 能给予宝贵意见。 能给予宝贵意见。 最后， 最后 ， 感谢大家给予我的所有支 持和鼓励，我会更加努力。 持和鼓励，我会更加努力。
谢 谢！
小波变换的原理及定义
小波分析方法可以将信号的多分辩 分解理解为将输入信号通过滤波器组进 行多带滤波。 行多带滤波。小波变换是由加窗傅立叶 变换发展起来的， 变换发展起来的，具有时频局域化的特 性。小波变换可以将信号分解成不同的 频段， 频段，这为我们处理脉搏信号提供了一 个有力的手段。 个有力的手段。
图1-1 典型脉搏波形图
第二章 脉搏波处理系统总体设计
编程环境的介绍 VB中常用控件及属性 VB中常用控件及属性 编程中所用的语句 界面设计 程序实现
编程环境的介绍
Basic是一种面向对象的可视化 Visual Basic是一种面向对象的可视化 程序设计语言，是目前在Windows Windows操作平台 程序设计语言，是目前在Windows操作平台 上广泛使用的Windows应用程序开发工具。 Windows应用程序开发工具 上广泛使用的Windows应用程序开发工具。