摘要
由于工作压力增大、作息饮食不规律，人类突发心血管疾病的概率越来越高。每年的健康检查成为必不可少的项目，但检查起来耗时、耗力、费用高，因此人们迫切希望可以通过某种便捷的方式随时监测生理参数的变化，从而准确掌握自身的健康状况。人体脉搏信号的采集与分析对于心血管系统的健康监测有着十分重要的意义，这是因为脉象的产生与人体五脏六腑的变化、气血状态和血管硬化程度等因素密切相关。当人体生理、病理信息发生变化时，必然会从脉搏上呈现出病理性脉象，脉搏特征参数也会随之变化，脉搏检测因此成为病情诊断的重要依据。 本文基于脉搏信号的采集与分析，探究利用不同方法提取的脉搏特征参数与不同疾病的相关性，重点分析心血管疾病与脉搏能量分布之间的关系，并完成人机交互界面的设计，实现人体心血管功能状态的初步诊断。主要研究内容和结论如下： (1)基于中医脉诊理论设计了绑带式脉搏采集装置，分别采用聚偏氟乙烯压电薄膜传感器和柔性压阻薄膜传感器获取人体桡动脉处的脉搏信号及绑带施加的压力值，并在上位机实现信号的显示与存储； (2)采用信噪比和均方差来对比不同因素的噪声处理效果，选定合适的基小波和分解层数，分别利用改进后的阈值函数和小波分解与重构法去除信号的肌电干扰和基线漂移，得到光滑、特征点明显的脉搏信号； (3)利用微分法对脉搏信号进行特征点识别，得到波形幅值比、时间比、心率、脉搏特征值K等八个时域特征参数，并对脉象进行分类，但时域分析存在一定局限性，无法区分特征相似的脉搏信号； (4)采用小波变换和希尔伯特黄变换(HHT)对信号进行时频域分析，获得与人体生理病理信息相关的脉搏特征参数，包括K值在第一小波节点处的分值K(E(1))、各层小波系数的能量占比、HHT边际谱能量及其均方差，从多尺度探究了脉搏信号频率在不同尺度上的分布规律与心血管健康状态之间的相关性。 实验数据表明，本文提取到的脉搏特征参数可以对人体生理、病理信息的健康状态进行初步诊断，不仅能辨别高血压和冠心病两类疾病''也可以诊断发烧、感冒、上火等生理症状。
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