基于脈搏波的生理參數(shù)監(jiān)測與生理信號重建技術研究.pdf

1、隨著老齡人口所占比重逐漸增加，我國已經(jīng)逐步進入老齡化社會階段。各類老齡化問題也不斷凸顯，老齡人口的健康問題就是其中亟待解決的問題之一。在眾多的健康問題中，由于心血管類疾病較為常見且患病率逐年上升，故作為預防和輔助治療手段的連續(xù)生理參數(shù)監(jiān)測的重要性也在不斷上升。但是目前脈搏、血壓和心電等生理參數(shù)監(jiān)測設備的便攜性仍有待提高，且不同生理參數(shù)監(jiān)測設備的便攜性也有很大不同，故為了提高常用針對心血管類疾病所涉及的生理參數(shù)監(jiān)測與檢測設備的便攜性，本文

2、基于脈搏波進行了各項生理參數(shù)監(jiān)測和生理信號重建的研究工作以及便攜式監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，主要內容如下:
　　首先，在便攜式監(jiān)測系統(tǒng)方面，本文進行了系統(tǒng)的軟件設計和硬件實現(xiàn)。系統(tǒng)的主要功能包括:脈搏波信號的采集模塊，心電信號的采集模塊，采集信號的預處理模塊，處理信號的傳輸模塊，脈搏信號的處理模塊等。通過該系統(tǒng)，本文實現(xiàn)了心率和血壓等生理參數(shù)的監(jiān)測以及脈搏波和心電信號的重建，與現(xiàn)有的多種生理參數(shù)監(jiān)測與檢測設備相比，本系統(tǒng)具有更好的便攜

3、性。
　　其次，在脈搏波信號處理方面，本文提出了基于Alpha穩(wěn)定分布概率密度曲線的脈搏波擬合算法。通過實驗仿真，在相同條件下，本算法的擬合優(yōu)度和均方誤差均優(yōu)于現(xiàn)有其他擬合算法，在一定程度上克服了現(xiàn)有算法擬合誤差較大的缺陷。更進一步，利用本文提出的擬合算法并結合ARMA模型實現(xiàn)了缺失脈搏波的重建，同現(xiàn)有的重建算法相比，在峰值對應的時間與幅度方面均具有較小的誤差。此外，本文還利用重建的脈搏信號實現(xiàn)了心率測量以及血壓的測量，實驗結果表

4、明，本文的測量方法誤差較小。
　　最后，在心電信號的重建方面，本文提出了基于脈搏波的心電信號重建算法。由于心電信號波動較為復雜，本文首先采用B樣條擬合以獲得了充足的信號特征參數(shù)，然后采用核主成分分析(kernel principle component analysis，KPCA)對特征參數(shù)進行降維以降低計算復雜度，符合便攜式設備的設計需求，最終通過神經(jīng)網(wǎng)絡利用脈搏波特征對心電特征進行重建，實現(xiàn)了心電信號的重建。實驗結果表明，該算