基于PVDF压电薄膜的无线脉搏波检测系统

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人体脉搏波波中含有丰富的人体生理病理信息,自古以来一直受到中外医学工作者的重视。脉搏波产生于心脏的周期性搏动,沿着血液流动的血管路径传播,传播过程中脉搏波会受到各种血管和血液条件影响,进而形成不同的波形,因此我们可从脉搏波波形提取出人体心血管系统的生理参数信息,从而对人体的健康情况进行评估。随着科学技术的进步,脉搏波的获取方式从传统的人工脉诊发展为使用各种类型的脉搏传感器来获取波形,不仅实现了对脉搏波的定量采集,而且减少了人工诊断中人为因素带来的误差。在各型脉搏波传感器中,使用偏聚二氟乙烯(PVDF)材料制成的传感器具有良好的柔韧性和较高的灵敏度,可以无创地得到高精度的脉搏波数据。目前市场上的脉搏波传感器或脉象检测系统,虽然可以实现对脉搏波的采集,但是所使用的传感器以刚性为主,不便于随身佩戴,同时系统多采用有线数据连接,使得使用者无法采集到运动负荷下脉搏波的变化情况。为了解决上述问题,本文基于高灵敏度的PVDF薄膜,设计完成了可以较好地贴合皮肤的柔性脉搏传感器,并配合相应的后端信号处理电路、单片机模块和蓝牙无线传输模块,实现了对脉搏波的高精度实时采集和无线发送,经医院和实验室数据实测,可以较好地采集得到脉搏波数据。脉搏波的终端显示界面使用Labview软件设计,可以实现脉搏波的实时显示并对相关脉搏波数据进行存储和回放。本文使用数学模型预测了不同取脉压力下波形幅度的变化情况,实测结果与模型相符。此外,本文研究了不同滤波方法对脉搏波波形的去噪声效果,使用小波滤波得到了最优的低噪声脉搏波波形。最后,本文对脉搏波在不同运动后的变化情况进行了分析,并采集了相关波形结果。
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