基于电特性的可穿戴便携式血压测量仪的研究

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本论文研究实现了一款可穿戴的血压测量设备。该设备基于脉冲传输延迟的方法进行血压的测量。文章从系统设计开始,对比了不同的脉冲波形采集方式,最后选择心电信号(ECG)和血容积图信号(PPG)信号作为脉冲源。然后开发了系统的硬件采集模块。系统的硬件采集模块使用印刷电路板(PCB)实现,整个硬件模块的大小只有4cm*3cm,十分适合可穿戴设计。在硬件电路设计过程中,本文合理地设计了ECG,PPG信号的采集模块。其中ECG信号采集使用实验室研究团队自主研发的采集芯片,使得系统的集成度得到很大的提高。在PPG采集电路方面,我们设计了一种4个发光二极管(LED)的电路,通过实际的测量与比较发现该电路能够较好地节省功耗并能有效地降低运动的干扰。在本论文中,我们还合理设计了系统的穿戴模式。同时为了配合可穿戴的需求,该系统还实现了一个基于android移动操作系统的应用程序(app)。用户可以通过所开发的android app和测量设备很好地交互。本文还设计了一种自适应阈值的峰值检测算法,利用MIT-BIH数据库,我们验证了该算法能够达到较高的峰值检测精度。同时在脉冲传输延迟和血压的转换模型上,我们测试了不同的转换模型,并通过比较选择其中较好的一种。最后系统进行了实际的测试,测试后系统的精度达到收缩压(SBP):4.471±7.351mmHg,舒张压(DBP):3.513±3.703。论文提出的设备还与最近10年的国际研究成果在精度进行了比较分析。
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