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脉搏信号检测系统的设计解析

2019-12-13 19:36 必威体育 溪风64°c
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应用虚拟仪器技术分析生物电信号,能有效降低信号处理的复杂性和困难度,能很好的解决上述存在的问题,使生理信号的处理分析变得更加方便和简单。鉴于LabVIEW的强大数字信号处理及数学分析功能,为节省开发时间,提高开发效率,采用LabVIEW编写软件应用程序,开发基于LabVIEW的脉搏信号检测与分析系统。

通过串口接收到的数据,对调幅波进行同步解调,为尽可能不失真的还原波形,采用最大平坦型巴特沃斯滤波器进行滤波处理,利用峰值检测、微分处理等方法提取波形特征信息,通过波形实时显示模块进行显示,模块界面如图4,此模块中还可以显示心率,并且当心率不在正常范围时报警提示,可以选择将该波形数据存储,进行后续处理分析。在人体情绪上有波动或肢体上的微小动作会对信号产生较大影响,需要待被测试者进入身心平静状态后测量才比较准确。

脉搏信号检测系统的设计解析

图3 个人信息录入模块界面

系统工作流程

使用本系统进行脉搏信号测量需进行如下步骤:

脉搏信号检测系统的设计解析

图2 系统整体框图

图4 波形实时显示模块界面

图6结果分析模块界面

介绍

在世界范围内,心血管类疾病患者与日俱增,已成为人类健康的头号杀手。美国心脏协会报告称,每年大约有240万美国人死于心血管疾病,其中尤以高血压患者所占比率最高,现象最为普遍。中国卫生部公布中国心血管疾病患者已超过1.5亿,心血管病是目前中国人群最主要的死因。因此预防此类疾病的产生显得尤为重要。

2.输入个人信息,配置串口。

ΔR = - ρL2ΔV/V2 = - RΔV/V

脉搏信号检测系统的设计解析

应用方案:使用NI公司的LabVIEW 8.5作为软件开发平台,结合自行设计的脉搏信号采集装置,开发了一个具有信号分析、处理、显示以及对数据进行回归分析等功能的脉搏信号测量系统。

1.选择好测量位置,佩带电极。

脉搏信号检测系统的设计解析

将受检部位(本设计为手臂)如图 1 等效为一圆柱形均匀导体 , 血管位于其中央。

脉搏信号采集设计思想

脉搏信号具有同其它生物电信号相同的特点,信号微弱、频率较低并且极易受到干扰。假设人体受检部位的等效阻值为1000欧姆,那么随着脉搏波的传递,阻抗的变化量约为1欧姆,并且此变化量的大小与检测位置、个体差异及电极系统情况都有较大关系,直接测量此信号具有较大难度。对人体而言,所产生的电信号不仅仅是脉搏信号,还要受到与之频率及幅值特性相近的其他生物电信号的干扰,同时,来自外界的工频干扰、日光灯干扰等对脉搏信号高质量提取造成了很大的影响。