脉搏波形采集与辅助诊断系统的设计
万方数据
季鑫潺．脉搏渡形采集ｓ辅助诊甑系统的设计
心脏收缩后，血液快速射入动脉，使动脉容积扩大，压力增高，形成脉图曲线的上升支（ＡＢ段）。上升速度与波幅的高低受心脏搏出量、射血速度、动脉阻力与弹性的影响。心脏输出血量少，动脉阻力大则升支上升速度慢、波幅小。反之则上升速度快，波幅大。心脏收缩后期，心脏排出血量明显减少，动脉压力下降，动脉弹性回缩，脉象曲线下降，形成降支（ＢＧ段）中的速降段。当心脏开始舒张，主动脉瓣关闭，动脉中的血液向心室方向回流，脉象曲线急剧下降，于降支中出现一切迹，形成降中峡（Ｅ点），由于动脉中回流的血液受到关闭的主动脉瓣的阻挡，血液被反折回来，与切迹之后又出现１个上升的小波，即重搏波（Ｆ点）。因动脉的弹性回缩，血液继续向外周流去而形成降支的缓降段。降支的形状受外周血管状态的影响较大，若外周血管扩张，阻力降低，则降支速度较快，切迹位置较低。切迹后的下降坡度较低平，反之则下降速度慢，切迹位置高，切迹后的下降坡度较陡¨Ｊ。升支和降支构成主波，Ｂ点为主波波峰。其中点Ａ、Ｇ是主动脉脉瓣开放点，也称始射点。Ｃ是脉搏信号潮波前谷，Ｄ是脉搏信号的潮波（重搏前波）。
２采集系统总体设计方案
从工作方式角度而言，人体脉搏采集处理系统可以分成２大类：一类是将人体脉搏信号的采集与运算等一系列操作在１个脱机系统中完成，通常这类系统是用ＤＳＰ这类具有高速运算能力的器件来构建的，典型的应用是在便携式医疗检测设备中。另一类是用专有的硬件设备来采集人体脉搏信号，然后将采集到的信号传给上位机，主要应用于临床医学领域对疾病的具体详尽的分析中［２－４］。文章中的人体脉搏采集处理系统采用第２类方法，使用单片机为核心器件，因人体脉搏信号的频率不高主要集中在１Ｈｚ左右，用单片机来做处理器完全可以满足系统对速度的要求，由它所搭建的硬件系统也能够满足应用的要求。
使用控制密集型的单片机作为核心处理器，实现对系统工作流程的控制，而没有采用运算密集型的ＤＳＰ来完成相关的控制功能，降低了装置的成本与设计的复杂度，这是由系统本身的特点决定的。文章设计的系统以单片机作为下位机，ＰＣ机作为上位机，将单片机采集到的人体脉搏信号传给上位机，通过ＰＣ机强大的运算能力对数字化的人体脉搏信号进行处理，系统原理框图见图２。
２．１脉搏传感器考虑到产品价格的因素和所需精度的要求，装置中选择了合肥华科电子技术研究所研制开发的基于聚偏氟乙烯压电膜的ＨＫ－２０００Ｂ型集成化脉搏传感器【５１。它是一种软接触式的无创伤脉搏传感器。系统所采用的脉搏传感器见图３【６１。
采集系统主要由以下部分构成：脉搏传感器、电压抬升电路、滤波电路、ＮＤ转换电路、单片机、单片机与ＰＣ机接口电路。
当对脉搏信号进行测量时，需要将脉搏传感器传感面（白色）贴在脉搏最强处用绑带固定。被测人与脉搏传感器的位置关系见图４恻。
把脉搏传感器用绑带固定在被测人的手腕外侧，随
Ｐ０．Ｂｏｘ１２００，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４
ｃｎ．ｚｇｌｃｋｆ，ｃｏｍ
万方数据
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２ＲｎＮｗ．ＣＲＴＥＲ．ｏｒｇ
首先打开应用系统，正确输入用户名和密码，即进入系统主界面，然后选择建立个人档案，保存后打开监测界面，选择被测试者开始监测脉搏波形数据，保存后退出脉搏监测窗口，打开信息管理与信号分析窗口，选择纪录，进行信号分析与疾病的辅助诊断。
信息管理与信号分析窗口实际运行情况见图７。
在与东南大学附属中大医院中医内科的合作过程中，用此仪器临床采集１３０例高血压患者、５０例健康中年人和５０例健康大学生的脉搏信号，并对这些信号进行经验模式分解，分别提取模态能量商特征，结果表明模态能量商能够区分高血压患者与正常人，并且与高血压弦脉程度有较好的相关性。
４结论
脉搏是反映人体循环系统功能的重要生理参数，对脉搏波进行准确地测量，在临床上具有非常重要的意义。使用传统的诊脉法虽然简单，但由于其主要依赖测试者的经验与主观判断，测量过程受人为因素及外界干扰影响较大【１孓１８１。脉搏波形采集与辅助诊断系统由于其易于操作、测量准确、客观、具有强大的数据分析能力等特点，是对传统诊脉方法的有益补充，在临床中具有实用意义。
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：大医院中医内科进行了合作，拟开发集成一体化的便携式一
多功能生理信息测量仪器，可借助网络资源实现脉搏信号，的无线传输，监测与存储，将互联网和中医诊断仪器一脉；
象仪相结合实现中医远程医疗．要
，‘箩掰笱或不是ｊ建立与脉搏信号相对应的疾病样本数据，
＋库具有重要的临床应用意义，但目前为止都是小范围积累：
的病例样本，不具有很好的代表性和广泛性，还没有建立；
统一的合有大量数据的样本数据库．和医院携手合作，共ｊ
建脉搏信号与疾病对应数据库是最有效的方法，建立脉搏一ｊ信号与疾病对应的样本数据库不仅有利于研究，而且具有０
重要的商业价值．．４
户Ｄ．Ｂｏｘ１２００，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４
Ｇｎ．ｚｇｌｃｌｄ．ｃｏｍ 万方数据
脉搏波形采集与辅助诊断系统的设计
作者：季鑫源， Ji Xin-yuan
作者单位：南京信息工程大学电信学院,江苏省南京市,210044
刊名：
中国组织工程研究与临床康复
英文刊名：JOURNAL OF CLINICAL REHABILITATIVE TISSUE ENGINEERING RESEARCH
年，卷(期)：2009,13(4)
被引用次数：2次
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本文链接：https://www.wendangku.net/doc/c86234500.html,/Periodical_xdkf200904014.aspx