脉搏波的传播特性研究

论文摘要

脉搏波信号诊断作为我国医学宝库的一颗明珠,它的波形形态及特征能够全面揭示人体系统特别是心血管系统的生理和病理状况,对于利用脉搏波特性进行病因以及病情发展机制的研究一直是生物医学工程领域的热点问题,因此对脉搏波信号特性的研究具有十分重要的医学应用价值。本论文通过人体的生理模型研究了脉搏图的特性以及脉搏波传播的理论模型,对脉搏图本身特性在理论上用数学的手段给予了新的表达式,同时对脉动流的控制方程进行了模拟,分析了脉搏波传播过程中的特性。本文的主要研究内容如下:1.讨论了脉搏波信号的形成机理,在分析了脉搏波双弹性腔模型的基础上建立了基于人体生理参数的脉搏波波形表达式,本模型为我们提供了脉搏波形成的真实物理图象并能科学地提描述脉搏波的形态特征,较之以往的关于脉搏波的形态特征的研究具有参数使用较少、直观形象等特点。同时利用数学方法也使得对脉搏波的形态特征的描述更加精确。2.研究了脉搏波的传播过程中的特性,对于脉动流模型方程考虑了不同情况的计算结果,忽略非线性项影响时候我们给出了模型方程的解析解,鉴于动脉系统的复杂性,我们还考虑了非线性项的影响,并在此基础上考虑了三次导数项对于脉搏波传播特性的影响,用数值方法给出了结果,为脉搏信号传播特性的进一步研究打下了基础。通过与现有的方法进行比较表明,本文所开展的研究工作和所取得的成果,不仅体现了理论上的先进性,而且有较好的实际应用价值。综上所述,本研究集物理学,数学,生理学,计算机科学等诸多学科为一体,阐述了脉搏波的形态及其传播等特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 脉搏波的形成机理
• 1.2.2 脉搏波波形特征的研究概况
• 1.2.3 脉搏波的传播理论研究
• 1.3 本文所完成的工作
• 1.4 本文的创新之处
• 1.5 论文安排
• 第二章 脉搏波信号的形态特征
• 2.1 脉搏波波形产生的模型
• 2.2 动脉系统各生理参数对于脉搏图的影响
• 2.2.1 正常脉搏波图形
• 2.2.2 不同血管半径对脉搏图的影响
• 2.2.3 不同心率对脉搏图的影响
• 2.2.4 不同动脉血管硬化程度对脉搏图的影响
• 2.2.5 不同血管壁厚度对脉搏图的影响
• 2.2.6 不同血管半径及杨氏模量的影响
• 2.3 小结
• 第三章 脉动流传播理论
• 3.1 动脉血管血流的流体力学问题
• 3.2 动脉血管内血液脉动流模型方程
• 3.3 忽略非线性项影响时脉动流方程
• 3.4 考虑非线性项影响时方程模型的化简
• 3.5 考虑色散项的影响时脉动流方程的化简
• 3.6 小结
• 第四章 脉搏波传播特性的模拟
• 4.1 模型方程的解析解
• 4.2 数值计算方法
• 4.3 模拟结果及分析
• 4.3.1 模型方程的处理
• 4.3.2 考虑非线性项的模拟结果及分析
• 4.3.3 考虑色散项的模拟结果与分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在学校期间的研究成果