众所周知,心脑血管疾病已成为全人类死亡率最高的疾病,提高早期诊断效率以及对病情进行监控是降低心脑血管疾病的重要途径之一。动脉硬化是心脑血管疾病的独立危险因子之一,其早期主要表现是动脉内皮功能受损。通过定量评估肱动脉内皮功能的方法能够在发病早期诊断出心血管功能异常,从而在早期诊断出心脑血管疾病,为早期治疗提供相应的方法依据。目前临床上评估肱动脉内皮功能主要采用彩色超声多普勒技术来检测肱动脉血流介导扩张(Flow-mediated Dilation,FMD)。虽然这一技术分辨率和精确度更高,但设备相对昂贵,便携性不高,操作复杂、体积庞大、不便于推广到社区或家庭使用。针对这一状况,本文提出了一种利用生物电阻抗技术来定量评估肱动脉内皮功能的检测与分析系统。本文主要工作如下:(1)建立了基于生物电阻抗原理的肱动脉内皮功能检测和分析方法。该方法通过检测前臂生物电阻抗信号,进一步使用小波变换的方法进行时频分析,提取动脉内皮细胞生理活动频段(0.01Hz~0.1Hz)的三个特征参数:特征峰频率、平均幅值和平均能量,用以评估内皮功能的生理状态;(2)利用这一方法设计了基于生物电阻抗原理的肱动脉内皮功能检测和分析系统,包括:软件设计开发、硬件实现和数据分析三部分。该系统将采集到的阻抗信号进行预处理,再通过USB接口将预处理后的阻抗信号传输到计算机(PC端)做进一步的数据分析,也可以通过蓝牙通信与智能手机进行连接,从而实现便携式的在线检测和本地检测;(3)使用本文设计的检测系统分别测量中等强度运动前后的前臂生物电阻抗信号,进一步利用分析系统对所测电阻抗信号进行小波分析。结果表明,与运动前相比,运动干涉后特征峰频率基本不变、平均幅值和平均能量显著下降,说明动脉管径增大,进而准确反映了运动后肱动脉内皮的舒张特性。这一规律与运动后使用彩色超声多普勒技术检测FMD的方法得到的规律一致,验证了本文所设计检测和分析系统的可行性。和目前临床上使用彩超检测FMD的方法相比,本文提出的基于生物电阻抗的肱动脉内皮功能检测与分析系统具有无创、无害、廉价、操作简单、便于携带、易于被受试者接受等特点,不但可以在家庭或社区医疗进行监测诊断,还能够达到在线检测的功能,为进一步研发基于生物电阻抗的智能可穿戴系统检测肱动脉功能提供了一定的基础。