基于脉搏波的穿戴式连续血压监测方法的研究

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心脑血管疾病对人类健康的威胁日益严重,高血压已经成为心脑血管疾病最主要的危险因素,因此对人体血压进行连续监测尤为重要。现有的血压监测设备体积大、质量重、装置复杂,并且需要佩戴袖带进行间断性充气,妨碍人们的日常生活。因此,在不影响被测者日常生活行动的情况下,实现血压的舒适性连续测量具有重要的现实意义和应用价值,本文对穿戴式血压监测方法展开研究。首先,本文通过对主要的连续血压测量方法的对比,确定了基于脉搏波传导时间法的血压测量方法。对血压和脉搏波的形成机理与影响因素进行分析,建立脉搏波传导时间与血压的关系模型。其次,根据方案对基于脉搏波传导时间的血压检测算法进行研究。运用小波变换法对心电信号与脉搏波信号进行去噪预处理。提出差分双阈值法对心电信号和脉搏波信号的特征点进行提取,并利用美国麻省理工学院提供的心律失常数据库(MIT-BIH Database)和重症监护多参数数据库(MIMIC Database)对算法进行验证。最后分析了脉搏波传导时间的计算方法和脉搏波传导时间与血压关系模型的参数估计方法。然后,通过需求分析对穿戴式连续血压监测系统进行研究,设计穿戴式血压监测系统的硬件和软件功能,利用织物电极、光电传感器、微控制器以及蓝牙模块进行传感器节点的设计,利用Android智能手机端进行监护软件的开发实现系统的无线数据传输与血压的监测,并利用3D打印技术和导电织物设计制作生理参数测量衣,实现整个穿戴式系统的便携性、舒适性与可重复使用性。最后,本文设计了可行性实验与一致性实验方案,利用本文设计的生理参数测量衣,实现人体心电与脉搏波信号的同步采集,对基于脉搏波传导时间的连续血压监测方法进行测试验证,并对实验数据进行分析,结果表明本文所研究的舒适穿戴条件下的连续血压监测方法是有效可行的。
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