数字式血压脉搏检测仪的实现

通过压力传感器、光电脉搏传感器和数字技术相结合，可以进行人体血压、脉搏等数据的测量，为预防和治疗知道提供参考。     

一种基于绿光的可穿戴式光电容积脉搏波测量系统

脉搏波中蕴含丰富的血流动力学信息。利用无创的方法检测脉搏波并推导出人体心血管系统生理、病理特征成为研究的热点。设计一套可穿戴式的脉搏波提取设备,该设备包括MCU控制模块、信号采集模块、蓝牙模块、电源模块。分析光电容积法获取脉搏波的原理,采用523 nm绿光和环境光学传感器作为设备核心,详解描述了硬件开发模型,给出了信号处理部分的关键代码。实验结果表明,所设计的脉搏波提取设备在手腕、手指和额头等部位,能够很好地描绘脉搏波,具有很强的应用性。     

基于光电脉搏传感器的踝臂指数测量

利用发光二极管(LED)和硅光电池研制了一种能检测人体表浅动脉及微动脉血管网脉搏波的光电脉搏传感器,设计开发了基于该传感器的踝臂指数(ABI)测量系统,通过血压事件的光电信号判定算法,提高了ABI的测量精度。对30名实验对象进行了与"金标准"听诊法的对比实验,采用Bland-Altman法对实验数据进行了分析,结果表明,使用研制的系统测量ABI与听诊法具有较好的一致性。     

基于J2ME的脉搏波测量系统设计

为降低成本、提高便携性和二次开发性,设计了一种基于J2ME的脉搏波测量系统。与传统设备昂贵且笨拙的有创测量脉搏信号系统的仪器相比,该方案采用了无创光电容积脉搏波法,使用简易、低成本、通用性高的C8051F330单片机作为信号采集控制单元,在蓝牙手机上使用J2ME显示和存储脉搏信号。结果表明,系统数据误差控制在10%以内,并且系统的成本降低50%以上、体积减少50%以上、二次开发程度高。     

基于光电容积脉搏波的血红蛋白无创检测技术

提出一种基于多波长光电容积脉搏波(PPG)的检测技术,实现人体总血红蛋白(t Hb)浓度的无创测量。首先,根据改进的Lambert-Beer定律,推导t Hb浓度与PPG信号的理论关系。然后,设计无创检测系统,采集6种特定波长光源照射下的PPG信号。最后,提取信号的幅度特征,分别应用偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量回归(SVR)算法预测t Hb浓度。实验结果表明,两种回归模型的预测值与标准值均具有较高的相关性(r>0.7)。SVR模型预测的结果更准确,在82例样本上的预测值与标准值的平均绝对误差为0.849 8 g/d L,相关系数为0.845 7。进一步证实了无创检测t Hb浓度的可行性,提供了具有临床实用性的实现方案。     

基于单片机设计的脉搏测量仪

利用光电传感器为信号采集转换原件,把采集的微弱生理脉搏信号转换成电信号,再把采集到的电信号通过放大滤波整形电路,把电信号转变成符合要求的脉搏脉冲信号,然后经单片机对脉搏信号处理累加计算,最后把脉搏次数通过数码管显示出来,而超出范围报警,使脉搏测量仪变得更加人性化。     

一种可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标

脉搏波的波形特征与心血管疾病密切相关,为此用户需要一种简单、实时的便携装置。通过安装在正常使用鼠标时大拇指触摸到的鼠标位置的反射式脉搏波光电传感器采集脉搏波信号,信号经过滤波、放大和A/D转换后,利用单片机对脉搏波信号处理并得出心率数据,最后通过USB接口连接电脑端软件显示。将鼠标和反射式光电传感器结合制成成品之后,经过实际测试,传感器能够很好的测得手指脉搏波并输出。这种可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标可以在用户使用鼠标的不经意状态时检测并记录脉搏波及心率。     

适用监护场景的体征参数测量系统设计

随着越来越多的人将目光转移到对疾病的早期预防和诊断上面来,单一的体征参数测量已经不能满足人们日常监护的需求,以此为背景,设计一种多体征参数测量系统。该系统以单片机STM32为控制核心,利用MAX30102血氧传感器采集人体光电容积脉搏波,同时对脉搏波信号进行特征提取,检测血氧饱和度和心率。血压测量基于示波法原理,采用高斯拟合和变幅度系数法求取舒张压和收缩压。经过对实验者的测试,证明该系统测量的血氧饱和度检测误差在±3%以内,心率检测最大误差±6次/min,血压精度符合ANSI/AAMI标准,满足日常使用需求。     

在实验室实现脉搏波形的测量

人体内部各器官的健康状态可以在脉搏信息中反映出来,要使脉诊技术客观化,首先要获取准确的脉搏信息,比如脉搏波形,进而进行分析和研究。介绍一种在实验室脉搏波形测量的电路系统和实验方法,并通过数据采集和快速傅里叶变换得到了比较理想的脉搏波形图和频谱图。     

基于BP神经网络的脉搏触压觉与血压关系分析

本研究旨在探究脉搏触压觉与血压之间的关系,自制的脉搏图像采集系统获得触压觉参数的同时,通过袖带法得到动脉血压值,并进行二者关系预测。首先在不同切脉压力下,采集探头的薄膜搏动视频图像,并从中提取脉搏信号的脉幅最大值、重心频率、功率谱密度最大值等时频域特征。然后采用反向传播神经网络对动脉血压的舒张压和收缩压进行分析。实验结果表明通过以上特征参数可以较准确地预测出血压值。     

Flexible Piezoresistive Sensor Patch Enabling Ultralow Power Cuffless Blood Pressure Measurement

Noninvasive and real‐time cuffless blood pressure (BP) measurement realizes the idea of unobtrusive and continuous BP monitoring which is essential for diagnosis and prevention of cardiovascular diseases associated with hypertension. In this paper, a wearable sensor patch system that integrates flexible piezoresistive sensor (FPS) and epidermal electrocardiogram (ECG) sensors for cuffless BP measurement is presented. By developing parametric models on the FPS sensing mechanism and optimizing operational conditions, a highly stable epidermal pulse monitoring method is established and beat‐to‐beat BP measurement from the ECG and epidermal pulse signals is demonstrated. In particular, this study highlights the compromise between sensor sensitivity and signal stability. As compared with the current optical‐based cuffless BP measurement devices, the sensing patch requires much lower power consumption (3 nW) and is capable of detecting subtle physiological signal variations, e.g., pre and postexercises, thus providing a promising solution for low‐power, real‐time, and home‐based BP monitoring.     

Flexible Weaving Constructed Self‐Powered Pressure Sensor Enabling Continuous Diagnosis of Cardiovascular Disease and Measurement of Cuffless Blood Pressure

Pulse wave carries comprehensive information regarding the human cardiovascular system (CS), which is essential for directly capturing CS parameters. More importantly, cuffless blood pressure (BP) is one of the most critical markers in CS. Accurately measuring BP via the pulse wave for continuous and noninvasive diagnosis of a disease associated with hypertension remains a challenge and highly desirable. Here, a flexible weaving constructed self‐powered pressure sensor (WCSPS) is reported for measurement of the pulse wave and BP in a noninvasive manner. The WCSPS holds an ultrasensitivity of 45.7 mV Pa^?1 with an ultrafast response time of less than 5 ms, and no performance degradation is observed after up to 40 000 motion cycles. Furthermore, a low power consumption sensor system is developed for precisely monitoring pulse wave from the fingertip, wrist, ear, and ankles. A practical measurement is performed with 100 people with ages spanning from 24 to 82 years and different health statuses. The discrepancy between the measured BP results using the WCSPS and that provided by the commercial cuff‐based device is about 0.87–3.65%. This work demonstrates an efficient and cost‐effective way for human health monitoring, which would be a competitive alternative to current complex cardiovascular monitoring systems.     

基于模糊PID技术的压电式气体压力测控系统

基于模糊PID技术提出了一种能在超高温、高压环境中实现高精度气体压力测控的闭环系统。该系统已在某国重点实验室服役近一年。实践证明,其在温度3 500 K以上,驻点压力0.5~1.5 MPa的气体流场环境中稳定运行气压测控误差不超过0.1 MPa,可被推广到要求实现高精度位置控制和气体压力测量领域。     

基于双模算法的脉搏波速度测量方法研究

人体脉搏波速度(PWV)被认为是体现心脑血管健康和血管壁弹性变化的重要因素之一。医学上对脉搏波速的研究也变得越来越热,许多诸如糖尿病、高血压、冠心病、动脉硬化等疾病也都与之有密切关系。因此,对脉搏波速度(PWV)的检测具有重要的、特殊的意义。该文主要从信号提取和信号分析方面入手研究脉搏波,利用标准时钟信号插入所提取的肱动脉与桡动脉信号之间以及多点脉搏波信号相位差之间取平均值的双模算法,从而更精确地计算出PWV,并且其求解的PWV标准差为0.06~0.12。该文所使用的双模算法在实时性、测量精度和稳定性方面,优于传统的PWV测量方法,可应用于脉搏波相关的医学研究和实验中。     

基于SOPC的智能电子血压计设计

针对以往电子血压计的不足,介绍了一种基于可编程片上系统(SOPC)的智能电子血压计的设计,血压测量的方法采用基于充气过程的示波法。该系统采用CycloneII系列低成本FPGA,并嵌入NIOSII软核作为核心处理器,可以完成自动测量血压、信息显示、数据存储、查看和删除历史数据等功能。由于采用了FPGA,从而简化了电路的设计,提高了系统的可靠性和稳定性,并且使系统具有较强的可扩展性,有利于系统的升级。     

Human Pulse Diagnosis for Medical Assessments Using a Wearable Piezoelectret Sensing System

Real‐time and continuous monitoring of physiological signals is essential for mobile health, which is becoming a popular tool for efficient and convenient medical services. Here, an active pulse sensing system that can detect the weak vibration patterns of the human radial artery is constructed with a sandwich‐structure piezoelectret that has high equivalent piezoelectricity. The high precision and stability of the system result in possible medical assessment applications, including the capability to identify common heart problems (such as arrhythmia); the feasibility to conduct pulse palpation measurements similar to well‐trained doctors in Traditional Chinese Medicine; and the possibility to measure and read blood pressure.     

基于EMFi薄膜的动态足底压力测量系统

为测量与分析运动员运动过程中动态足底压力变化,优化训练模式与避免其运动损伤,该文研制了一种新型可穿戴式动态足底压力测量系统。以压电驻极体薄膜(EMFi)为传感材料,采集足底16个点的压力信号,原始电荷信号经过高速模拟开关、电荷放大电路、低通滤波放大电路、工频滤波电路、STM32F4内部A/D采集,并由2.4 GHz无线发送至上位机。实验结果显示,该系统测试结果与人体正常运动步态变化趋势一致,且具有良好的动态响应和可靠性,为运动员的姿态矫正提供了理论依据。     

连续血液净化系统中血压实时监测模块的研究

连续血液净化系统中血压值是确定患者病情的重要参数,因此设计了一种非侵入式的血压实时监测模块。该监测模块采用气压传感器作为检测血压的测量元件,低功耗的单片机MSP430F449作为处理核心,高精度的AD7714作为模数转换模块,实现了对循环管路中血压的非侵入式实时测量。实验结果表明,该血压实时监测模块能实现0.12%精度,输入、输出具有较好的线性关系,能准确反映血压的实时变化。