穿戴式壓力傳感器對脈搏信號的實(shí)時(shí)測量.pdf

1、通過嵌入醫(yī)用傳感器的智能服裝,不僅能滿足醫(yī)生對患者的實(shí)時(shí)診斷和治療,而且在單兵生命檢測系統(tǒng)、航空航天、深水作業(yè)和運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。本課題研究了穿戴式壓力傳感器實(shí)時(shí)測量脈搏信號中可能遇到的問題,探索了不同體位、位置偏置、穿戴運(yùn)動(dòng)對脈搏信號正確測試的影響。采用時(shí)頻分析方法,分析在不同狀態(tài)下采集到脈搏信號的變化規(guī)律,為實(shí)時(shí)判斷著裝者的活動(dòng)情況提供參考。
　　 嵌入服裝中的壓力傳感器在偏置后采集的脈搏信號,在時(shí)域特性上,

2、沿橈動(dòng)脈在距離最佳采脈點(diǎn)30 mm的范圍內(nèi),時(shí)值上可以得到一致的結(jié)果。在頻域特性上,同樣可以說明各點(diǎn)在時(shí)間軸上具有一致性。說明在穿戴狀態(tài)下,采集到的信號在時(shí)相上能準(zhǔn)確的反映穿戴者的脈搏頻率。對于幅值的特征值,隨著嵌入式傳感器位置偏置程度的增加,相對主波幅度而言,降中峽的幅值有增高趨勢,而重搏波幅度則呈下降趨勢,且變異系數(shù)不斷增加。說明偏置壓力傳感器所采集的脈搏信號,具有明顯的變化規(guī)律。
　　 分析了仰臥,正坐,站立時(shí)脈搏信號之間

3、的差異。從時(shí)相上來看,仰臥,正坐和站立三種體位的脈搏周期逐漸減小,部分特征參數(shù)的變化主要是由于橈動(dòng)脈的水平和垂直放置的差別引起。在幅度上,正坐位時(shí)各點(diǎn)的變異系數(shù)都大于其他兩種體位,主要是由于在測試時(shí)橈動(dòng)脈的手臂是彎曲的。通過這些對脈搏信號分析,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程判別著裝者的活動(dòng)情況。
　　 采用嵌入服裝中的壓力傳感器采集運(yùn)動(dòng)時(shí)的脈搏信號。從時(shí)域分析來看,在運(yùn)動(dòng)剛開始和剛結(jié)束的瞬間,可以從脈搏信號的主波幅度明顯分辨。對于運(yùn)動(dòng)過程中的脈搏信

4、號,無法對照在靜態(tài)下采集脈搏信號的特征參數(shù),也就無法判斷被測者的準(zhǔn)確健康狀況。在運(yùn)動(dòng)前后采集的脈搏信號很容易分析出脈搏信號的特征參數(shù),結(jié)果證明運(yùn)動(dòng)后,心臟功能有所增強(qiáng),心血管循環(huán)功能得到補(bǔ)償。從頻域分析來看,穿戴的嵌入服裝中的壓力傳感器,能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的測試出穿戴者的脈率。從分段提取脈搏信號做的幅度頻譜圖上,發(fā)現(xiàn)影響脈搏信號的噪音是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程,在運(yùn)動(dòng)中主要是低于脈搏信號的噪音,在運(yùn)動(dòng)停止后的恢復(fù)過程中,影響脈搏信號的是高于脈搏頻率的動(dòng)