基于脉博波的无创血压测量仪的研究

论文摘要

血压是反映人体循环系统机能的重要生理参数。心脏的泵血功能、心率、周围血管的阻力、主动脉和大动脉的弹性、全身的血容量及血液的物理状态等因素都反映在血压的指标中,所以血压的检测在临床上具有十分重要的意义。而如何用无创、经济的方法获得准确、可靠的血压参数仍是生物医学领域不断在探索的问题。示波法是无创血压测量中先进的检测方法,它定性地揭示了脉动压力信号随袖带压力变化的规律,并给出了平均压与脉搏波信号的定量关系,为血压参数进一步确定提供了一条更为科学的方法。随着电子与计算机技术的飞速发展,基于示波法的无创血压仪相继问世。本文对无创血压测量仪的原理进行了论述,说明了目前无创血压测量仪的现状、发展趋势及临床应用情况。主要内容涉及到无创血压测量仪的软硬件的方案设计,血压信号的分析,MATLAB的工具箱的运用,以及VC++与MATLAB的混合编程。其中,无创血压测量仪的硬件系统设计是本文的重点,血压测量模块的设计。在研究人体血压形成机理及测量方法的基础上,根据示波法测量血压的原理确定该模块的整体设计方案,然后以C8051F330单片机为核心,对该测量模块的软硬件进行设计。完成整体系统的软硬件调试,包括血压测量模块的软硬件调试及标定、串口通信的软硬件调试、脉搏波信号分析处理程序的调试。经过最终的整体调试,本系统基本实现了预期的功能。在硬件带通滤波的基础上,血压信号分析再以小波理论中的多分辨率滤波特性为依据,实现了从血压数据文件中提取出更精确的脉搏波,并以此为基础计算出收缩压、舒张压、平均血压和心率等反映血压的主要生理指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 血压测量技术的研究现状
• 1.3 无创血压测量技术
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第二章 基于示波法实现脉搏波测量血压
• 2.1 脉搏波测量血压理论
• 2.2 示波法原理
• 2.3 本章小结
• 第三章 无创血压测量系统的整体设计
• 3.1 无创血压测量仪的硬件系统设计
• 3.2 无创血压测量仪的软件系统设计
• 3.3 血压测量模块的标定
• 3.4 本章小结
• 第四章 脉搏波信号的采集分析及算法研究
• 4.1 动脉血压分析
• 4.2 小波理论分析
• 4.3 VC++6.0与MATLAB混合编程
• 4.4 脉搏波的特征提取
• 4.5 实验数据与分析
• 4.6 心率的计算
• 4.7 收缩压及舒张压的计算
• 4.8 程序运行情况
• 4.9 分析结果比较
• 4.10 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 总结
• 5.2 后续工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录一
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果