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基于独立分量分析的脉搏波信号的降噪处理
在血氧饱和度的无创监测过程中,由于采样得到的脉搏波信号信噪比较低,这给血氧饱和度的准确测量带来了困难,所以对于噪声干扰的去除是准确计算血氧饱和度的关键前提.本文利用基于信息极大判据的独立分量分析方法处理受白噪声干扰的脉搏波信号,实验证明该方法可以有效地分离脉搏波信号和噪声,为准确监测血氧饱和度奠定了基础.
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血管硬化指数的测量方法与临床应用研究
本文从血管壁的构造和血管壁体积―压力关系解释了血管硬化指数 (ASI)的测量原理,在测量时得到上臂袖带放气过程中袖带压结合脉搏波形的信息,取大峰值前后近似 80%大峰值的两个脉搏波峰所对应的袖带压差值作为基准参数值.据此方法制作的测量仪器通过临床测试,证明了测量方法的实用性和可靠性.
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脉搏波时域特征与血压相关性的研究
目的 基于脉搏波的原理和动脉弹性腔理论,研究脉搏波的时间参数、面积参数、主波高度、上升沿平均斜率等参数与血压之间的相关性,确定出相关性较好的参数,为利用脉搏波特征参数检测血压提供理论依据.方法 通过高血压患者口服降压药;健康个体运动改变血压,在相同时间间隔内,采集血压以及对应时刻的脉搏波,分析脉搏波时域特征参数与血压之间的相关性.结果 血压与脉搏波主峰高度H、波形特征量K、面积参数和时间参数线具有较好的相关性.结论 血压与脉搏波特征参数之间存在特定的相关关系,提供了利用脉搏波特征参数检测血压的理论依据.
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虚拟仪器在脉象采集分析系统中的应用
简要介绍了以 LabVIEW为代表的虚拟仪器的概念,并提出了一种在 LabVIEW框架下构建的脉象采集分析系统.利用虚拟仪器技术,将仪器的硬件通用化和软件化,提高了整个系统的性能和可扩展性,减少了开发成本、开发周期及开发难度.
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基于LabView的脉搏测试仪
人体脉搏波包含着丰富的生理信息,对其进行测量与分析具有较高的实用价值.本文提出了一种基于LabView虚拟仪器平台的脉搏测试仪设计方案,使用压电式振动传感器获取人体脉搏波信号,利用声卡或数据采集卡对这些信号进行采集,在Labview平台上完成信号的再次处理、进一步的分析及人机界面的构建.本设计充分利用了PC资源,使用方便,结果准确.
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基于脉搏波的心血管检测方法及仪器综述
目的：本研究旨在通过归纳目前的基于脉搏波的心血管检测方法，为改进已有检测技术、提出一些新的方法及判别指标提供一定的指导作用。方法：对脉搏波分析方法进行整理、总结，分析用时域特征识别计算心血管参数的医疗仪器的优劣，并与基于电路模型的脉搏波分析法作对比，探究各方法的优点和不足。结果：直接由实测脉搏波获得的心血管参数均存在一定的局限性，通过物理电路模型对心血管参数进行检测估计可以实现临床上对各类动脉疾病的直接诊断和心血管系统生理功能状况的综合监测。结论：与脉搏波直接分析法相比，基于模型的心血管参数检测方法具有较大的的优势，可以为基于脉搏波的医学诊断及心血管疾病的研究提供了一种新的思路，具有较好的发展前景。
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臂-踝脉搏波传导速度与代谢综合征的相关性探讨
代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是一种以多种心血管和代谢危险因素并存为特征的综合征,其不仅是糖尿病的发病基础,更是引起动脉硬化疾病的重要危险因素,MS者心血管事件的患病率及病死率均高于非MS者[1].
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围绝经期女性脉搏波传导速度与心血管危险因素的相关性研究
研究显示,绝经前女性冠心病发病率仅为男性的0.1％～0.3％[1],而绝经后发病率剧增,达到与男性相近的水平.臂-踝脉搏波传导速度(baPWV)作为无创评估动脉僵硬度的方法正日益受到重视.本研究通过对围绝经期女性baPWV测定分析,探讨围绝经期女性baPWV的变化及影响因素.对象与方法
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Hilbert-黄变换方法分析压力脉搏波信号
目的:将Hilbert-黄变换方法用于压力脉搏波信号的分析,以获得脉搏波信号的时域特征和频率-能量分布.方法:通过经验模态分解(EMD)将脉搏波分解为一组内在模态函数(IMF),对每个IMF进行Hilbert变换,获得脉搏波信号幅度和频率的时间分布;由HH谱得到边际谱,反映信号的能量-频率分布;对典型正常个体的脉搏波信号和该个体脉滑变时的脉搏波信号进行处理,比较两种状态下脉搏波信号时-频分布情况.结果:用于实验的两例信号的分析结果显示,脉平信号的HH边际谱与脉滑信号的HH边际谱所表现的能量-频率分布有明显区别,这种区别能被脉平和脉滑变时的心血管活动状态所解释.结论:EMD算法和HHT能较好地用于脉搏波的分析,并且在医学信号处理领域将会有广阔的应用前景.
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基于主成分分析和谐波拟合的LS识别肾脏切除大鼠脉搏波的特征分析研究
目的 研究一侧肾脏切除术前后大鼠脉搏波的变化规律并寻找组成该变化的特征参数.方法 在麻醉状态下,采集大鼠双侧股动脉脉搏波后,将动物分为两组行左侧或右侧肾脏切除手术.分别在手术后第0 d和第11 d再次进行脉搏波的采集.在对脉诊信息预处理后选取连续的多个周期的脉搏波作为研究对象,对各个周期进行6次谐波的小二乘回归(LS)并建立数学模型,获取33个特征参数,根据上述参数对肾脏一侧切除大鼠的脉搏波进行特征分析和分类判决,寻找出该模型大鼠脉搏波的特征参数.结果 不同状态下大鼠的体表脉搏波会出现相应的变化,其变化呈现一定的规律.在肾脏一侧切除术后,对侧的脉搏波变化较为显著.不同侧手术的大鼠恢复后的脉搏波变化特征有所不同,第四谐波产生了共同性的特征变化.结论 一侧肾脏切除大鼠的机体变化可以在股动脉的脉搏波中得到体现并在特定谐波中呈现较强的特征性.研究为机体体表的动脉都可以一定程度地反映机体内脏的生理病理信息的理论提供了科学的证明,为中医"独取寸口"的诊脉方法提供了一定的科学依据.
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酒精性滑脉模型的建立及其心血管生理学基础研究
目的:探讨酒精性滑脉模型的建立方法、实用性及其形成的心血管生理学基础.方法:①令受试者饮用61度白酒100ml左右,经中医师诊脉确认为滑脉后,分别采用NX-6型脉动信息采集系统及Magnetom Avanto1.5T超导磁共振成像仪进行桡动脉压力波记录及心脏、桡动脉(寸口处)扫描,观察其桡动脉脉搏波、桡动脉形态及心功能改变.②家兔用浓度为40%酒精8ml/kg灌胃,经中医师诊脉确认为滑脉后,采用NX-3型脉动信息采集系统记录其颈动脉压力波.结果:与脉滑变前相比:①人酒精性滑脉模型受试者的搏出量、心输出量、心指数、射血分数及左心室流出道流速增大;舒张末期及收缩末期左心室容积减小;外周血管扩张,轴心位移幅度增大;桡动脉脉搏波符合典型滑脉波形特征.②家兔酒精性滑脉模型:颈动脉压力脉搏波变化规律与人酒精性滑脉模型者桡动脉脉搏波完全一致.结论:适量使用酒精时,其扩血管和强心作用符合中医理论关于滑脉形成原理的论述,造模效果好,实用性强.
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论脉搏波客观化和定量化研究的症结所在
目前,脉搏波的量化研究过度关注实测脉搏压力波的脉图特征分析.按照波传播分析,脉搏波特性由反映生命体整体的脉搏波系统本构方程决定,单点脉搏压力波脉图信息不足以全面反映中医脉诊的整体信息.脉图降支上出现的峰和峡,属于波的弥散和耗散所引起的、叠加在主波上的次级震荡,并不反映脉搏波的本质特性.为满足“能量低原理”,健康人的理想脉搏波应在血管分叉处畅通无阻而无反射波,相当于中医的阴阳平衡、气血和谐状态.
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肾脏切除术后大鼠脉搏波变化的分析比较研究
目的:研究大鼠肾脏切除术后脉搏波的变化及其规律.方法:在麻醉状态下,采集大鼠双侧股动脉脉搏波后,进行一侧肾脏切除手术.待手术结束伤口痊愈后再次进行脉搏波的采集.选取周期长度出现多的脉搏波做平均,然后用对应该周期长度的6次谐波做小二乘回归,应用统计方法对所拟合平均波形的基波和各谐波的相位与振幅进行比较分析.结果:手术同侧的股动脉脉搏波的第3谐波振幅增强,对侧第1、2、3、4、5次谐波振幅增强,第1、2次谐波相位增大并具有规律性.结论:大鼠一侧肾脏切除术后其股动脉脉搏波上出现特征性改变,提示体表的动脉脉搏波可以反映机体内脏的变化,为中医脉诊方法提供了一定的科学依据和研究参考.
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妊娠中、晚期平和质女性脉诊信息特征研究
目的:研究妊娠中、晚期平和质女性脉诊信息特征.方法:以“中医脉诊信息采集及分析系统CIPD-1.0”采集妊娠中期、晚期平和质女性的脉诊信息,并与育龄期平和质非妊娠女性比较.对所得结果预处理后,选择连续的周期,通过谐波拟合建立提取特征参数的数学模型,共提取193参数,通过有监督学习分类判决-套索[回归(Lasso)挖掘脉诊信息特征.结果:与育龄期平和质非妊娠女性比较:妊娠期中、晚期脉诊信息特征点出现“左寸相位5”及“左寸t5”和“左寸能量5”, “右尺相位2”和“右尺相位4”使用次数也较高;妊娠中期脉诊信息特征点出现在“左寸t4”及“左寸相位5”;妊娠晚期脉诊信息特征点出现在“左寸相位5”“左尺相位2”“右尺相位2”和“左寸相位3”.与妊娠中期平和质女性比较,妊娠晚脉诊信息特征点差异主要在“右寸相位3”“左寸能量4”和“右关相位3”.结论:妊娠中、晚期平和质女性脉诊特征点主要表现在左寸和双尺,与心肾关系为密切.妊娠中、晚期脉诊信息有独自的特征,且在妊娠期间有规律的变化.
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自发性高血压大鼠脉搏波信号分析与分类识别研究
随着现代科学技术的应用以及计算机技术、系统工程等多学科的渗透,中医脉诊研究在脉诊客观化信息化与脉诊仪的研究、脉象属性研究、脉诊规范化研究、脉诊的实质研究以及中医脉诊动物模型的构建等方面取得了进展[1、2],仍然停留在理论的分析和间接的推理、论证阶段,没有关于中医脉诊可以了解人体五脏六腑乃至于全身生理病理状态的直接证明.
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脉搏波与心血管血液循环
在研究证实脉搏波形与人体内心血管血液循环直接相关之后,接着要做的工作是进一步掌握脉搏波与心血管循环系统相关的具体特征,并能用于实践.笔者通过长期的努力,探索出了一定的脉象规律,现介绍如下.
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一种可监测人体脉搏波的汽车方向盘辅助装置
目的 脉搏波的波形特征与心血管疾病密切相关.本文拟设计一种安装在汽车方向盘上的能独立实时监测脉搏波信号的辅助装置,在驾驶员无意识下获取其血流动力学的相关信息,为监测健康状况提供数据支持.方法 该装置利用置于方向盘套表面的反射式脉搏波光电传感器采集脉搏波信号.经过滤波、放大和A/D转换,利用嵌于方向盘助力器内的配套装置对脉搏波信号进行数字处理,实现对脉搏波信号周期的确定、心率和平均动脉压数据的计算,以及信号和数据的存储.后将处理后的脉搏波波形、心率数据及平均动脉压显示在配套装置的液晶显示屏上,还可通过配套装置中的SD卡接口进行数据传输及存储.结果 经受试者实际测试,传感器能够准确测出手指脉搏波并输出,使得方向盘套和助力器具有测量脉搏波、心率及平均动脉压的功能.结论 该汽车方向盘辅助器可为用户实时监测脉搏波、心率和平均动脉压,帮助使用者实时监测自己的健康状况.
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人体脉搏波信号检测系统
脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,能反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征.将人体脉搏波转化为电信号进行测量和分析,使中医的脉象有了一个客观的分辨标准,便于揭开脉诊现代科学本质,为预防和治疗疾病提供参考.根据人体脉搏信号特征设计了一套脉搏检测装置.该装置由应变式脉搏传感器及其信号放大及滤波电路、AD转换、接口及脉搏信号数字处理软件构成.该脉搏检测系统的大特点是能够用LabVIEW虚拟仪器的操作面板及相应的程序,显示出脉搏的波形.
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基于卷积递归神经网络的血压测量模型
目的 提出一种新型卷积递归神经网络血压模型(convolutional recurrent neural network-blood pressure,CRNN-BP),解决使用脉搏波波形进行血压测量模型中存在的特征点难以提取和鲁棒性较低的问题,提高血压模型普适性和精度.方法 该模型首先使用卷积网络层自动提取脉搏波的波形特征;其次使用递归网络层依据连续心动周期血压变化关系对波形特征进行校正;后使用全连接网络层预测出当前的血压值.结果 使用MIMIC数据集中人体真实生理信息对模型进行验证,收缩压和舒张压的平均绝对误差分别为2.71 mmHg和1.41 mmHg.模型精度相比于未使用递归网络层的模型CNN-BP和使用全部脉搏波波形点的传统血压回归模型更有优势,且符合AAMI和BHS标准.结论 CRNN-BP有效地提取了脉搏波的波形特征,并提升了模型的精度和鲁棒性.
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基于微动敏感床垫式睡眠监测系统的心率检测
在睡眠监测系统中,心率检测是实现其功能的重要参数之一.本文针对新一代微动敏感床垫式睡眠监测系统提出了一种直接从床垫上获取心率的算法.该算法首先对床垫系统所得信号预处理,即滤波和体动判别,然后利用信息融合筛选优信号来判断心跳特征点.和脉搏波心率对比结果表明,本算法所得床垫心率可以正确反映被测者平静状态下的心动周期和整晚心率变化趋势,为实现无负荷睡眠监测打下基础.
