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基于脉搏波传导时间的血压测量方法研究

作　者: 李筱汐
导　师: 马婷
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 脉搏波传导时间 连续式血压测量 参数标定 心电信号 光电容积脉搏波信号
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


各种心血管疾病，尤其是高血压，已经成为目前对人类健康威胁最大的“第一杀手”，有效地测量血压对于高血压的预防和治疗具有重要意义。人体血压是一个动态变化的值，医院和医生通常只能提供单次测量，这并不能准确反映患者真实的血压水平和心血管状况。连续血压测量才能实时的监控血压的变化情况，并且能帮助评估降压药对患者的治疗效果，但目前常见的血压测量设备多使用间歇式的测量方法，难以满足连续检测血压的要求。本文研究的基于脉搏波的传导时间估算动脉血压的方法是一种能够用来实现对血压进行长时间连续测量的方法。首先采集心电信号和光电容积脉搏波信号并对它们进行特征点的提取，通过测量心电信号的R波峰值和脉搏波信号的特征点之间的时间差，作为脉搏波传导时间。基于动脉血压和脉搏波传导时间之间的线性模型，在利用脉搏波传导时间估计血压前设计了个体化参数标定实验。研究中设计了两种不同的参数标定方法，一种是基于通过外力改变血压的原理，通过测量运动前后的血压值和脉搏波传导时间对算法进行参数标定；另一种是基于流体静力学的原理，利用体位改变的方式测量血压的变化值来进行参数标定。本文共采用了三种测量脉搏波传导时间的方法，分别以脉搏波的一阶微分最大值点，最高点和最低点作为脉搏波传导时间的终点。由于个体差异和测量中忽略等容收缩期，不同的脉搏波时间的选择也会对血压估计结果产生影响，基于这个原因设计了个性化的脉搏波传导时间选择方案，通过测量结果针对不同个体选取最合适该个体的脉搏波传导时间测量方案。实验结果显示：通过改变体位进行参数标定的方法所得到的血压估计结果要比通过运动方法进行参数标定更准确。总体而言，以脉搏波信号的一阶微分最大值点作为脉搏波传导时间终点时对血压的估计结果误差最小，使用另外两种方式时误差相对较大，但这个结论并不是对于所有个体都适用；通过个性化脉搏波传导时间选定方案，有效避免了由于通过多数人的经验值而错误选择脉搏波传导时间，保证了针对每个个体的最优脉搏波传导时间测量方案；改变体位实验标定的参数对动脉收缩压的估计结果准确率高于通过运动实验得到的动脉收缩压估计结果。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 高血压及其危害  10-11
  1.2 血压测量技术  11-17
    1.2.1 概述  11-12
    1.2.2 有创血压测量  12
    1.2.3 无创血压测量方法及发展现状  12-17
  1.3 脉搏波测量法概述  17-19
    1.3.1 研究意义  17
    1.3.2 研究进展  17-19
  1.4 主要研究内容和论文结构  19-20
第2章 脉搏波及脉搏波传导时间  20-30
  2.1 简述  20-22
    2.1.1 脉搏波的产生  20-21
    2.1.2 脉搏波波形分析  21-22
  2.2 脉搏波传导时间的影响因素  22-23
    2.2.1 血管壁特性  22-23
    2.2.2 血液黏度  23
    2.2.3 周围组织  23
  2.3 脉搏波传导时间测量方法和原理  23-25
    2.3.1 测量脉搏波传导时间的常规方法  23-24
    2.3.2 利用ECG和PPG的测量方法  24-25
  2.4 光学体积法测量脉搏波的原理  25-29
  2.5 小结  29-30
第3章 脉搏波传导时间的测量  30-43
  3.1 利用ECG和PPG测量脉搏波传导时间的方法  30-31
  3.2 心电信号的R波峰值检测  31-37
    3.2.1 R波位置确定  31-34
    3.2.2 R波漏检检测  34-35
    3.2.3 R波多检检测  35-36
    3.2.4 心率检测算法  36-37
  3.3 脉搏波信号特征点提取结果  37-39
  3.4 脉搏波传导时间的测量结果  39-42
  3.5 小结  42-43
第4章 个体化参数标定方法及实验方案设计  43-52
  4.1 脉搏波传导时间和血压的线性模型  43-46
  4.2 个体化参数标定的计算方法设计  46-49
    4.2.1 体化参数标定——改变血压  46-47
    4.2.2 个体化参数标定——改变体位  47-49
  4.3 个体化参数标定的实验方案设计  49-50
    4.3.1 实验基本框架及实验设备  49
    4.3.2 直接法参数标定实验方案  49-50
    4.3.3 半直接法参数标定实验方案  50
  4.4 个性化脉搏波传导时间选择方案  50-51
  4.5 小结  51-52
第5章 实验结果分析  52-60
  5.1 引言  52
  5.2 运动实验结果分析  52-55
  5.3 改变体位实验结果分析  55-57
  5.4 个体化脉搏波传导时间的血压估计结果分析  57-59
  5.5 小结  59-60
结论  60-62
参考文献  62-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号处理
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