高发病率、高死亡率的心血管疾病是进入21世纪以来最大的人类健康杀手之一。脉搏波产生于心血管系统血液循环过程,包含了人体心血管系统生理状态信息,通过对脉搏信号的准确检测和分析可以有效获得血液流量、血管弹性以及血管阻塞程度的表征参数,从而帮助临床诊断心血管系统疾病。本文设计脉搏波检测系统采集人体脉搏波,完成了该检测系统的软硬件设计,应用该系统采集脉搏波评价心血管系统状况以及设计优化了脉搏波血压算法,并且采用参量类比方法建立了心血管系统电网络模型,模拟人体脉搏波。所取得的研究结果主要包括:(1)设计了以M2芯片为核心的脉搏波检测系统。采用光电传感器将指尖血液容积变化转化为电信号,通过信号调理电路进行信号放大并消除干扰噪声以满足A/D转换的电压要求,将脉搏模拟信号传输至MCU完成信号的模数转换,并由接口电路传输至上位机进行实时显示及存储,以便对脉搏波特征进行精确的处理分析。完成了测试电路制作,采用该系统采集不同年龄段人体脉搏波,能够获得稳定的脉搏信号,符合人体脉搏波特征,存储的脉搏数据可在MATLAB中处理。(2)提出了一种基于脉搏波评价心血管系统状况的方法。提取脉搏波的特征值以及脉搏波一次、二次微分与频谱波形的特征值,分别进行加权计算得到表征心血管系统特性的两个参量,综合两个参量可建立评估心血管系统状况的指标体系,对人体心血管系统健康状况起到预警以及指引作用。基于脉搏波检测系统,探究了传感器与手指的相对位置关系对脉搏波的影响,确定了传感器放置于小拇指指尖更有利于脉搏波的采集。根据脉搏波中包含血压信息,设计了基于脉搏波的血压测量算法,对采用脉搏波检测系统采集的指尖脉搏波进行二次微分,提取脉搏传导时间,建立血压与脉搏传导时间的回归关系,并提出三段式血压计算方法,提高了血压测量的准确度。(3)采用参量类比方法建立脉搏波仿真模型。依据生理参量与电气参量的类比关系,建立心血管系统的心脏与动脉血管双弹性腔电网络模型,采用状态空间分析法建立模型的状态方程,在MATLAB中建立Simulink框图进行仿真,模拟左心室射入主动脉的血流量的波形图以及人体脉搏波,仿真结果符合人体生理脉搏波特征。改变模型中的不同参数,可以模拟出人体在不同生理状态下的脉搏波。对比分析实际采集的脉搏波与模拟脉搏波,研究人体生理因素对脉搏波的影响。根据实际采集的脉搏波无重搏波特征的现象,调整模型参数模拟出此生理状态下的脉搏波,并且模拟了高血压状态下的人体脉搏波,并用血压算法计算其血压,验证了脉搏波仿真模型的准确性。提出了脉搏波检测系统与脉搏波仿真模型相结合的脉诊方法,对心血管疾病的诊断具有重要的参考和指导价值。