脈搏信號采集系統(tǒng)設(shè)計及算法研究.pdf

1、如今社會發(fā)展速度逐步加快，人們的生活節(jié)奏隨之也在加快，生活壓力也就越來越大，加之生活水平的提高，作息時間及飲食結(jié)構(gòu)的改變，高血壓、心臟病等心腦血管疾病的發(fā)病率越來越高。如若不能有效地防治，它將嚴(yán)重影響我們未來的生活。脈象是人體的重要生理特征，脈搏信號中含有許多生理信息，但是傳統(tǒng)中醫(yī)的主觀性太強，脈診客觀化、科學(xué)化是當(dāng)前急需解決的問題，因此對脈搏波采集和處理具有很高的醫(yī)學(xué)價值和應(yīng)用前景。
　　脈搏信號采集系統(tǒng)涉及到中醫(yī)現(xiàn)代化理論、信

2、號處理、傳感器技術(shù)、電力電子技術(shù)等多種學(xué)科和領(lǐng)域。歷經(jīng)幾十年，脈搏信號采集系統(tǒng)的研究工作取得了一些成果，但距離實際臨床應(yīng)用還有很大距離。
　　本文設(shè)計了以AT89S52為核心的脈搏信號采集裝置，實現(xiàn)脈搏信號采集功能。本系統(tǒng)的上位機使用的是PC機，利用C＃(CSharp)完全面向?qū)ο蟮目梢暬幊痰奶匦?，完成了脈搏信號處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)方便地將算法應(yīng)用到脈搏信號處理中，實現(xiàn)了脈搏信號的實時采集及特征值分析等功能。將現(xiàn)代信號處理技術(shù)應(yīng)用在

3、脈搏信號處理上，完成了脈搏信號的濾波，時域分析及特征值提取等多項操作。最后與天津中醫(yī)內(nèi)科合作采集了200多例高血壓病例及在校健康大學(xué)生的脈搏數(shù)據(jù)。
　　本文針對硬件濾波的不足，提出了基于小波變換的脈搏信號消噪，并將原來的閾值消噪算法加以改進。之后在脈搏信號分析中使用的是Hilbert-Huang(HHT)變換算法，HHT分為兩步，其中第二步為經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD分解）。然后對EMD分解得到的各固有模態(tài)分量（IMF）的能量進行了研究

4、，并將模態(tài)能量商的概念引入脈搏信號分析中。
　　脈搏信號的分析處理中，有很多參數(shù)對人體的健康程度都有一定的區(qū)分度。其中有生理參數(shù)K值、潮波與主波比值H、還有本文主要用到的模態(tài)能量商R。其中實踐證明了K值和H都具有較好的應(yīng)用性，所以在此將K值和H作為參考數(shù)據(jù)，對采集到的高血壓病人與正常人的脈搏信息分別在K值、潮波與主波比值H、模態(tài)能量商R等三個參數(shù)進行了比較，對比后得出模態(tài)能量商能夠更好反映正常人與高血壓患者的健康狀態(tài)，且與高血壓患