基于LabVIEW的心血管生理信号检测系统的设计与实现

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心血管疾病是人类健康的头号杀手。全球人口老龄化,心血管疾病造成老年人过早死亡或者残疾,导致严重的社会经济负担。因此,迫切需要采取措施及早评估老年人的心血管健康状况。我国在老年人心血管疾病的评估与监测领域,缺乏便于推广的家庭医疗设备。本文把生命心衣硬件采集模块、基于LabVIEW的数据采集与分析模块以及基于Matlab的分析模块三者结合,构成了基于LabVIEW的心血管生理信号检测系统。生命心衣硬件采集模块集成了心音、心电、脉搏以及血氧传感器,并配备了自主设计的信号处理模块以及NI公司的硬件采集板卡;数据采集与分析模块由LabVIEW软件开发设计,实现了四路信号的实时采集与存储,并对信号进行心率和血氧饱和度分析;基于Matlab的分析模块使用LabVIEW采集到的数据,通过Matlab对血压(BP)、血糖(GLU),心率(HR)、心脏搏血量(SV)、心输出量(CO)、脉搏波传导时间(SPTT)、脉搏传导速度(SPWV)、外周阻力(TPR)、心内膜下心肌活力率(SVER)等九种影响心血管健康的重要人体生理指标进行建模。在血压计算领域,本文在利用心音求解脉搏波传导时间的基础上提出一种基于心室收缩期与舒张期分界点(SD-D point)面积分割的血压快速测量方法。提取第一心音的峰值与脉搏波信号峰值与谷值的时间差分别作为收缩期与舒张期的脉搏波传导时间(SPTT),利用脉搏波图中心室收缩期与舒张期的分界点(SD-D point)进行面积分割求出相应的面积参数得出血压核心计算公式。本研究根据心音信号的特点,对血压线性计算方程进行了改进,提高了计算结果的精度和可靠性。实验结果表明,基于SD-D point面积分割的血压快速计算方法与常用的水银血压检测仪进行比较,二者误差少于1%,达到国际公认的误差范围。最后,根据上述九种评估指标,通过多种算法融合建模建立心血管评估模型。由心血管健康评估模型给出测试者的心血管健康评估综合报告。
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