基于脉搏信号的测量与体外反搏系统的设计

论文摘要

脉搏信号携带有丰富的人体健康状况信息。人体脉波源于心动,通过对脉搏信号的检测可以获得脉搏波的特征参数。体外反搏是一种无创伤的体外辅助循环装置,对包裹在人体的小腿、大腿和臀部的密闭气囊进行序贯加压,可以提高舒张压和冠脉的血流灌注,降低收缩期心脏的负荷和心肌耗氧量。本文通过分析脉搏信号测量系统和体外反搏装置的原理,研究了一种基于脉搏信号的测量和体外反搏系统的设计方案。设计了一个由计算机与ARM处理器构成的上下位机测控系统。此新型的控制系统只需检测指脉波并判定出充排气时机进行体外反搏,具有简便和高效的特点。以体外反搏效果为性能指标,采用了自寻最优控制算法对时间参数进行在线调整,从而达到较大的反搏效应。为了对检测对象进行精确的测量,采用了小波变换方法对脉搏信号进行识别和处理。同时通过运用虚拟仪器技术NI Measurement Studio来实现动态显示、远程测控等方面的功能。从而在体外反搏系统研究方面开辟了一条新的技术途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及研究现状
• 1.2 体外反搏控制原理
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.4 本论文的结构
• 第二章 系统的总体设计
• 2.1 系统总体设计思想
• 2.2 硬件设计方案
• 2.3 软件设计方案
• 第三章 基于虚拟仪器技术的系统设计
• 3.1 硬件分析与设计
• 3.1.1 信号检测电路设计
• 3.1.2 LPC2148 应用系统设计
• 3.1.3 反搏控制电路设计
• 3.1.4 变频调速控制系统的设计
• 3.2 下位机体外反搏程序设计
• 3.2.1 定时中断服务程序设计
• 3.2.2 USB 接收与发送中断实现
• 3.2.3 USB 接口数据通信的实现
• 3.3 上位机程序设计
• 3.3.1 信号处理程序实现方法
• 3.3.2 数据测控系统设计
• 3.3.3 远程脉搏信号测控系统设计
• 第四章 小波变换在脉搏信号处理中的运用
• 4.1 小波分析的定义
• 4.2 几种小波变换类型
• 4.3 小波去噪分析
• 4.4 信号特征点检测
• 第五章 自寻最优控制在体外反搏充排气中的应用
• 5.1 自寻最优控制的可行性分析
• 5.2 基于自寻最优控制的充排气方案设计
• 5.3 体外反搏控制效果分析与展望
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录一
• 附录二
• 附录三