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文檔簡介
1、隨著老齡人口所占比重逐漸增加,我國已經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監(jiān)測設備的便攜性仍有待提高,且不同生理參數監(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,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。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),本文實現了心率和血壓等生理參數的監(jiān)測以及脈搏波和心電信號的重建,與現有的多種生理參數監(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)于現有其他擬合算法,在一定程度上克服了現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模型實現了缺失脈搏波的重建,同現有的重建算法相比,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,然后采用核主成分分析(kernel principle component analysis,KPCA)對特征參數進行降維以降低計算復雜度,符合便攜式設備的設計需求,最終通過神經網絡利用脈搏波特征對心電特征進行重建,實現了心電信號的重建。實驗結果表明,該算
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