一种改进的PPG信号稀疏分解身份识别方法

光电血容积脉搏波(photo plethysmo graph,PPG)信号作为人体的一种固有的生理信号,包含了人体大量的病理、生理信息,不同个体之间的PPG信号存在着很大的差异,具有很好的保密性和唯一性.文中基于个体间PPG信号的特异性,利用改进的匹配追踪(matching pursuit,MP)稀疏分解算法对不同个体...     

基于LabVIEW的光电容积脉搏波信号采集系统

光电容积脉搏波包含了人体丰富的生理、病理信息,对其进行实时监测可为临床研究和诊断提供科学的指导.开发了一套基于图形化虚拟仪器工程设计平台LabVIEW的光电容积脉搏波信号采集系统,可完成对该信号的实时采集、显示和数据存储.经过指端光电容积脉搏波信号的透射式采集实验,在LabVIEW前面板上准确显示出了该信号的波形,有助...     

基于人体热舒适性指标PMV的暖通空调控制器

分析了人类对暖通空调系统的要求,介绍了暖通空调控制的现状,提出了一种新的基于人体热舒适性指标PMV的暖通空调控制器,该控制器能满足人类对暖通空调系统健康、舒适和节能的要求,是一种理想的暖通空调控制器。     

基于心电脉搏信号的无创血压算法研究

针对人体血压无创检测问题,提出了一种基于心电信号(Electrocardiogram,ECG)与光电容积脉搏波(Photoplethysmograph,PPG)的血压测量算法。通过脉搏波传递时间(Plusewave Transit Time,PTT)计算出收缩压;将弹性腔模型与脉搏波特征K值模型相结合,计算人体舒张压。实验中,对采集到的心电信号和指尖脉搏信号进行数字滤波,采用自适应特征提取方法对信号波形进行准确地分析计算,实现血压的无创连续监测,且计算结果与标准仪器测量结果相比平均误差小于5 mmHg。     

驾驶舱人体热舒适性建模及环境评估

建立人体热舒适性模型,通过RadTherm平台实现人体热舒适性模型和驾驶舱环境的对接。对驾驶舱环境进行数值模拟,得到驾驶舱内气流组织形式,其速度场和温度场作为人体热舒适性模型的输入。驾驶舱环境数值模拟结果与人体热舒适性评估结果相互验证,共同评价驾驶舱环境的优劣。研究结果表明,通过数值模拟得到的驾驶舱环境评估结果和通过人体热舒适性模型得到的驾驶员热舒适性评估结果准确、有效,具有较高的工程应用价值。     

基于生成对抗网络的PPG-ECG信号转换方法

心电（Electrocardiogram, ECG）信号的长期检测与评估对心血管疾病的诊断和预防至关重要。心电信号的检测通常需要在患者身上安装电极,易使受试者产生不适感,适用范围有限。相对而言,使用光电容积描记法（Photoplethysmography, PPG）检测得到的脉搏波（Pulse wave）信号不仅包含丰富的心血管生理和病理信息,而且易于测量。考虑到PPG与ECG信号间存在固有的映射关系,本文基于生成对抗网络（Generative adversarial network, GAN）提出了一种将PPG转换为ECG信号的模型。该模型生成器由Unet模型组成,并且在特征图融合方面参考了Unet++的结构,而其判别器由卷积神经网络组成。在训练过程中,采用梯度惩罚方式增加了生成模型的稳定性。基于公用数据集进行了实验,通过对比53名受试者样本的处理结果,新模型所生成ECG信号的均方根误差（Root mean square error, RMSE）、Pearson相关系数（ρ）和Fréchet距离（Fréchet distance, FD）三个指标分别提升了3.4%、5.5%和0.4%,证明新模型具有更好的PPG-ECG转换效果。     

基于普通摄像头的心率测量方法研究

心率测量是一种监测人体生理状态和身体状态的重要手段。提出了一种基于摄像头的非接触式心率测量方法。基于光电容积描记原理（PPG）,从普通摄像头拍摄到的人脸彩色图像序列中提取出含有脉搏成分的信号,并利用小波滤波得到血液容积脉搏波;用傅里叶变换进行能量谱分析并计算心率值。实验结果证明该方法测量准确度高且能够满足医药行业标准要求。由于无创,非接触,操作方便,成本低,该方法在家庭保健的普及方面有着了巨大的应用前景,也为生物医学实验提供了一项有利的工具。     

基于PPG光电容积脉搏波睡眠耳机的研究

随着我国科学技术的迅猛发展和消费群体需求的多元化,传统的耳机难以满足新兴的消费需求,为此设计一款基于PPG光电容积脉搏波技术的具有降噪和健康监测效能的睡眠耳机。该款耳机通过内嵌集成创新化芯片与“PPG光电容积脉搏波+陀螺仪”双重传感进行睡眠健康监测,利用“人-机-环境”三大要素的关系设计右侧为耳机的基础控制器,左侧为健康监测的模块,解决系统中人的效能、健康问题,实现舒适睡眠的效果。在结构设计上,将绕颈式与挂耳式相结合便于采集心率数据,采用有“慢回弹”效果的记忆海绵对耳塞进行优化,在此基础上将监测到的心率、血氧、血压等生理指标数据反馈给APP,利用睡眠监测算法与心率检测算法对睡眠数据进行分析处理,形成睡眠报告与听力健康报告,为使用者提供健康监测参考。     

STM32的无创连续血压测量系统设计

针对目前临床对血压的连续测量主要采用有创的方法,本文设计通过脉搏波传导时间(PWTT,Pulse Wave Transmit Time)实现无创连续测量血压的系统.该系统通过采集光电容积脉搏波(PPG)信号和心电(ECG)信号,利用STM32控制芯片将两者信号融合,再通过算法求出特征点,拟合方程求出个体的血压.通过此方法有效实现了无创连续的血压测量.     

基于改进方法EEMD的HHT脉搏信号分析

针对传统希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform.HHT)中经验模态分解(EmpiricalMode Decomposition.EMD)存在的模态混叠问题,提出一种基于总体经验模态分解(Ensemble EmpiricalMode Function.EEMD)的脉搏信号分析方法.谊方法通过对原...     

基于多波长光电容积脉搏波采集系统的连续血压测量方法

为解决目前在国内外高血压诊断中难以实现连续血压监测的问题,在现有光电容积脉搏波测量血压的研究基础上,提出了一种基于多波长的光电容积脉搏波监测血压的方法.首先,基于不同波长的光穿透能力不同的理论,以红外、蓝、黄、绿四种波长光LED阵列结合光电接收管构成采集前端,收集人体皮下不同层的脉搏原始信号,经过微处理器采样后在上位机...     

基于经验模态分解的脉搏信号去噪

在分析经验模态分解EMD(Empirical Mode Decomposition)算法的基础上,建立了时空滤波方法和软阈值去噪方法.利用两种方法分别对含噪的脉搏信号进行了去噪仿真,结果表明基于EMD的软阈值法去噪效果优于时空滤波去噪法.采用EMD的软阈值法对实际的脉搏信号进行了去噪处理,验证了方法的有效性.     

一种高效的PPG压缩感知重构算法

首先阐述了压缩感知（CS）的理论框架,然后分析了光电容积脉搏波（PPG）信号的稀疏性,最后提出了基于CS理论PPG信号的压缩重构框架。基于此框架采用正交匹配追踪算法和改进的正交匹配追踪算法对已压缩的信号进行重构,实验结果表明,PPG信号长度的选取、压缩比的大小以及观测个数的多少都对重构性能有重要影响。     

基于PTT的连续无创血压测量系统的设计

针对传统袖带血压测量的不连续性和不舒适性,设计并实现了一种基于脉搏波传播时间(Pulse Transmit Time,PTT)的连续无创测量血压系统。该系统以STM32嵌入式单元为核心,集心电(Electrocardiograph,ECG)、光电容积脉搏波(Photoplenthysmogram,PPG)采集模块和蓝牙于一体,以心电电极夹和指套取代了充气式袖带,可进行连续无创血压测量,并实现蓝牙无线数据传输,装置小巧,操作简单。     

基于EMD-VMD-LSTM的地震信号分类研究

针对地震信号分类问题,提出了一种基于经验模态分解-变分模态分解-长短期记忆(EMD-VMD-LSTM)的地震信号分类研究的模型.首先利用EMD和VMD分别提取地震信号的前5个本征模态分量;然后对提取出来的每个本征模态分量求出其熵值,作为分类特征;最后把分类特征输入到LSTM网络中,构成EMD-VMD-LSTM分类模型,...     

近红外动脉血液检测中压力对脉搏波的影响

近红外血液检测技术中,透射式光电容积脉搏传感器具有携带有效信息量大的优点,可为动态光谱检测理论提供有效采样数据,但实际应用受到个体差异性的限制.为了克服不同手指端厚度给传感器带来的检测难题,分析了检测结果中压力与直流分量及交流分量之间的关系,通过不同厚度的手指测试实验,指出了存在一个最佳检测区域使得检测到的脉搏波处在最理想状态.     

基于多种传感器的无创连续血压测量研究

近年来,通过脉搏波(光电容积脉搏波(PPG)、血液调制的磁信号(MMSB)和压力脉搏波(PPW))实现血压(BP)无创连续测量成为血压测量的热点。通过运动恢复实验,研究上述三种脉搏波之间的相位差(PD)与血压的关系,进而提出利用PPG与MMSB之间的相位差测量血压的新方法。结果表明:对于不同脉搏波,相位差与收缩压(SBP)的相关性略高于与舒张压(DBP)的相关性,PPG与MMSB之间的相位差与血压的相关性最高。利用PD实现血压无创连续测量,具有很好的发展前景。     

基于嵌入式技术的脉搏信号测试系统

在基于Qt/Embedded软件界面的基础上,主要介绍编写S3C2410的A/D转换驱动和设计开发,最后在开发板上实现实时采集人体脉搏信号和显示脉搏波形。     

基于Android平台的脉搏波监测系统的研究

随着现代医学的快速发展,健康监护系统逐渐趋于成熟,可穿戴的监护系统越来越受欢迎;在此背景下提出了一种基于Android平台的便携式健康监测系统;利用光电探测电路获取光电容积脉搏波(photoplethysmography,PPG)信号,通过微处理器(MSP430)转换此信号为数字信号,然后使用蓝牙模块将数字信号发送至Android智能手机;在Android智能手机上开发应用软件,实现对PPG信号的波形显示、数据存储功能和生理参数的计算;为验证其可行性,分别对10名被测者进行了PPG信号的采集、传输、存储和心率的计算,将实验测得的心率数据与监护仪测量数据通过Bland-Altman差值法进行一致性检验,结果显示两种心率测量方法有很好的一致性;进一步的研究将在此基础上开发可监测更多参数的健康监护系统。     

基于STM8的士兵心率呼吸率监测预警装置设计

本文阐述了一种基于STM8的士兵心率呼吸率监测预警装置的设计和实现方法.装置由脉搏波传感器、信号预处理电路、微处理器、电源模块、报警模块组成.经过实验验证:设计能进行长时间的心率呼吸率低负荷连续监测,适用于士兵训练时的心脏功能和肺功能的监测,能很好地实现其预警功能,避免训练事故发生,具有较好的实用价值,有望在未来的士兵训练场上发挥重要作用.