腕部桡动脉特定点位信号获取与波形分类研究

来源 :胡智君 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huanghong198122
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桡动脉作为人体主要动脉之一,其血液流动情况包含了大量的人体生理信息。监测桡动脉特定点位振动信息,了解振动信息频率、幅度、波形形状对了解人体健康状况,指导人们正确饮食,合理锻炼及必要的治疗意义重大。国内外对于桡动脉信号的精准量化与特定波形的分类一直是研究热点与难点,存在测量点位不准确、采集到的信号不精准,分类准确率较低的问题。本文从现有桡动脉监测情况分析开始,设计桡动脉特定点位振动信息监测单元;设计了信号采集与传输电路;编写了信号采集传输与振动信息频率幅度计算程序;通过特征波形数据收集与相关训练,获取了特征波形的数学模型。结合软硬件设计编程与特征波形数据训练模型,研制了桡动脉特定点位振动信息采集与频率幅度计算及特征波形分析系统。可以为使用人员健康状况了解,医生远程诊疗与本地快速分析提供辅助手段,值得进一步推广与应用。论文的研究内容包括:(1)通过查阅相关资料,了解了目前国内外桡动脉信号采集装置的现状,提出了依据现有电子技术与计算机技术分析腕部桡动脉特定点位信号获取与波形分类研究的总体方案。(2)设计了桡动脉特定点位振动信号采集装置的塑料外壳、加压装置;选取了振动信号采集传感器,并设计相应的采集模块电路;设计了采集装置电源管理电路、信号数据采集电路、CPU及其外围电路、气泵气阀驱动电路、气压检测电路、数据远程传输电路等硬件电路。(3)编写了振动信号数据采集下位机软件程序,编写了上位机小波去噪、频率幅度标准化程序,编写了微信采集装置操作与数据波形展示小程序。(4)利用研制的桡动脉特定点位振动信号采集装置,在医疗机构中采集的大量诊疗人员相关数据,将装置所获频率、幅度等数据标准化处理后进行BP神经网络训练,得到BP神经网络分类模型。(5)完成了系统桡动脉信号分类的准确性测试。通过与资深医疗诊所合作,三类特定波形各采集了100例,将数据导入BP神经网络分类模型进行分类,验证其分类结果的准确性,其分类准确性高,符合设计预期。
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