人體脈搏檢測(cè)傳感器及信號(hào)處理系統(tǒng)

1、第十一屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議大連2005人體脈搏檢測(cè)傳感器及信號(hào)處理系統(tǒng)程詠梅夏雅琴尚嵐（北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院工程力學(xué)部北京市100022）摘要：從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來(lái)都受到中外醫(yī)學(xué)界的重視。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)（波形）、強(qiáng)度（波幅）、速率（波速）和節(jié)律（周期）等方面的綜合信息，在很 大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。將人體脈搏波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和分析，使中醫(yī)的脈象有了一個(gè)客觀的分辨標(biāo)準(zhǔn)，便于揭開(kāi)脈診現(xiàn)代科學(xué)本質(zhì)，為預(yù)防和治療疾病提供參考。本文介紹了檢測(cè)人體脈搏信號(hào)特征的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由應(yīng)變式脈搏傳感器及信號(hào)放大、濾波、AD轉(zhuǎn)換

2、及脈搏信號(hào)數(shù)字處理軟件組成。并用LabVIEW設(shè)計(jì)了虛擬儀器及相應(yīng)的程序，使制作的脈搏檢測(cè)系統(tǒng)能夠用虛擬儀器軟件 LABVIEW 顯示出脈搏的波形。關(guān)鍵詞：脈搏波、傳感器、檢測(cè)系統(tǒng)A human blood pulse sensor and signal processing systemCheng Yongmei, Xia Yaqin and Shang Lan（School of Mecha ni cal Engin eeri ng and Applied Electro nic Tech no logy, Beiji ng Un iversity of Tech no logy,Beij

3、i ng 100022）Abstract: In formatio n from huma n blood pulse attracts more and more atte nti on due to it may con tai n very pathological in formati on which could be used as in dex to diag nose disease. The waveform, inten sity and speed of pulse sig nals mostly read the physical and pathological ch

4、aracters of heart-blood system in huma n bodies.In this paper, the pulse sig nal that usually is feel by fin gers of Chin ese doctors was tran sferred into electric signal and thus could be measured by modern scientific way. As a result, the measured quantities can be used by a doctor as a more con

5、siste nt in dex to make diag no ses. A pulse detect ing system was developed and its functions, circuits and software based on LABVIEW were described in details.Key Words : human blood pulse, sensor, detecting system1引言從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來(lái)都受到中外醫(yī)學(xué)界的重視。幾乎世界上所有的民族都用過(guò)“摸脈”作為診斷疾病的手段。直到今天，在西方仍常用

6、脈搏作為研究心血管疾病的重要方法。心室周期性地收縮和舒張導(dǎo)致主動(dòng)脈的收縮和舒張，使血流壓力以波的形式自主動(dòng)脈根部開(kāi)始沿整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)傳播，這種波稱作脈搏波。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強(qiáng)度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息， 在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。這些脈搏波可通過(guò)人體的表動(dòng)脈如頸動(dòng)脈、肱動(dòng)脈和橈動(dòng)脈等處進(jìn)行檢測(cè)。其中，橈動(dòng)脈由于靠近體表外周血管，信息尤為豐富，檢測(cè)也最為方便。通過(guò)對(duì)脈搏波所提取的血流信息進(jìn)行分析，就有可能預(yù)測(cè)出心血管疾病發(fā)生的可能性，及時(shí)采取措施可有效地減少危險(xiǎn)因素，使癥狀得到緩解和改善。本文介紹了自行研制的應(yīng)變傳感器脈搏測(cè)量裝置，是一個(gè)能夠顯示人體脈搏波

7、形的檢測(cè)系統(tǒng)。2設(shè)計(jì)方案顯示人體脈搏波形的檢測(cè)系統(tǒng)如圖1所示。硬件設(shè)計(jì)圖1系統(tǒng)框圖Fig.1 Logical chart of the System355第十一屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議大連2005#第十一屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議大連2005(1) 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳感器設(shè)計(jì)基于應(yīng)變電測(cè)的原理，采用懸臂梁結(jié)構(gòu)式彈性元件，使彈性元件隨著人體脈搏的跳動(dòng)而發(fā)生微小形變。此時(shí)，粘貼在彈性元件上的電阻應(yīng)變片發(fā)生變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化。通過(guò)電橋?qū)?電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。圖2是傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。P h圖2傳感器結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of the sen sor圖2所示結(jié)構(gòu)為一等截面懸臂梁，一端固

8、定，另一端緊貼皮膚感受脈搏的變化。應(yīng)變片粘貼在兩個(gè)不同的截面上，可減少由于力P作用點(diǎn)偏移而引起的誤差。懸臂梁的材料為鋁合金，彈性模量E=70Gpa,長(zhǎng)度I = 31.50mm ,厚度h = 0.24mm ,寬度b = 5.63mm。脈搏所產(chǎn)生的壓力 P和彎曲應(yīng)變& m的關(guān)系為： P = 0.12 £ m ,應(yīng)變片選用金屬箔式應(yīng)變片。(2) 測(cè)量電橋及其平衡電路懸臂梁式傳感器在測(cè)量脈搏時(shí)產(chǎn)生的是彎曲變形，采用等臂全橋測(cè)量彎曲應(yīng)變，可以消除拉伸(壓縮)變形的影響。供橋電壓為3.3V。應(yīng)變儀輸出應(yīng)變£ i = 4 £。(3) 放大及濾波電路為了保證放大電路具有較

9、高的輸入阻抗和精度，低輸入失調(diào)電壓，低漂移，選用AD524精密儀用放大器。由于脈搏信號(hào)非常微弱，為了滿足后續(xù)電路的要求，采用兩級(jí)放大器。放大電路#第十一屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議大連2005356第十一屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議大連2005放大電路原理圖如圖 3所示。第一級(jí)放大電路的放大倍數(shù)為1000，經(jīng)過(guò)一級(jí)放大后的脈搏波形如圖4所示。第二級(jí)放大電路的放大倍數(shù)在2050之間可調(diào)。試驗(yàn)表明，第二級(jí)放大倍數(shù)為30時(shí)，波形最為滿意。經(jīng)兩級(jí)放大后的脈搏波形如圖5所示。(a)第一級(jí)放大電路原理圖K42+IN jnjSZNOUTREF10GND11T°16RGIG10 G100 G1000 舷13mN

10、ULL IH KULL4125a X e】k 7| K23OUT KULL OUT NULL1514*15VU2E.-ik(b)第二級(jí)放大電路原理圖圖3放大電路原理圖Fig.3 Principal charts of the amplifiers (a) the first amplifier stage; (b) the secondamplifier stage.(a)放大1000倍的脈搏波形(b)平脈波形圖5兩級(jí)放大及濾波后的脈搏波Fig.5 Waveform after two amplifier stages and filtered.圖4采集到的人體脈搏波形和實(shí)際人體脈搏波形對(duì)比F

11、ig.4 Comparis on betwee n (a) the collected waveform and (b) the real huma n blood pulse.(b)濾波電路為了去除傳感器安裝時(shí)的靜壓力以及高頻干擾(尤其是50Hz的工頻干擾)，在第一級(jí)放大電路的輸出端和第二級(jí)放大電路的輸入端之間加了一個(gè)帶通濾波器，其通帶范圍為0.16Hz33.9Hz。圖6為濾波電路原理圖。濾波后的波形如圖7所示，消除了直流偏置以及一部分高頻噪聲對(duì)電路的干擾。Fig.7 Wave form after filtered圖7濾波后的脈搏波形357第十一屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議大連20053 A/D

12、 轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路由采樣保持器和 A/D轉(zhuǎn)換器組成。采樣保持器選用 AD582 , A/D轉(zhuǎn)換器選擇AD574A。 原理圖如圖8所示。AD574A的輸入極性為雙極性，模擬輸入電壓范圍-5V+5V。4 8051包括把R/C5AD43CE6SIS2加C csGESTATUSmA-11DB10加伽DBSDBSDB?DBADBjBPLRfifDB4DHONDDB2AM-GHDDEI8IfbDBO>RS-BTU2 AD574A922爼20IP17 Ifi接口及串行通信9所示的是8051TTL電平轉(zhuǎn)換成ur*IN-+IHHULL-mNULLOUTWECHU1 ADiSS1° GHDl

13、 +15VINPUT 213 AW圖8 A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖Fig.8 A/D circuit7 r Am w0JD1USTS C4GHD2.1UPC機(jī)的通信。采用查詢法判斷Ik的串行接口電路，P0 口的端口線用作數(shù)據(jù)線，接收AD574輸出的數(shù)字量。它232電平的轉(zhuǎn)換電路，所用芯片為MAX202，電平經(jīng)轉(zhuǎn)換后才能實(shí)現(xiàn) 8051和A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。朗KTXDngSd2Io30.1TTi CHE圖9 8051串行接口電路Fig.9 Circuit of 8051 serial port5 LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計(jì)用LabVIEW 編寫的程序要能夠?qū)崿F(xiàn)和8051的串行通信，并把接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)

14、過(guò)處理后，顯示出波形。波形的瞬時(shí)值要和放大電路此時(shí)輸出電壓的大小相同。圖10是LABVIEW 程序的前面板，用來(lái)顯示脈搏波形及脈搏瞬時(shí)值，并且控制程序的運(yùn)行和選擇所用的串口。圖中所示波形即為采集到的脈搏波形。用LABVIEW 編制的程序，包括串行通信部分，數(shù)據(jù)處理部分和數(shù)據(jù)顯示部分。人體脈搏檢測(cè)系統(tǒng)脈搏波形開(kāi)黃O通遷號(hào)圖10人體脈搏測(cè)試虛擬儀器前面板Fig.10 The designed panel of the virtual device6結(jié)論自制的應(yīng)變片式傳感器能夠不失真的采集到脈搏信息，真實(shí)反映脈搏的波動(dòng)狀況。測(cè)量結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)放大和濾波之后，得到的脈搏波形與人體的實(shí)際脈搏波十分相似。

15、用LABVIEW虛擬儀器編寫的程序能夠顯示脈搏波的波形。參考文獻(xiàn)1. 吳宗岱，陶寶祺.應(yīng)變電測(cè)原理及技術(shù) J.國(guó)防工業(yè)出版社，1982年.(WU Zongdai, TAO Baoqi. Theory and technology of strain measurement. China Defence Industry Press , Beijing,1982)2. 強(qiáng)錫富.傳感器.機(jī)械工業(yè)出版社，2001 年.(Zhang Xifu. Sensors. China Industry Press, 2001)3. 吳秀清，周荷琴.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001年(W

16、u Xiuqing, Zhou Heqing. Principlesof Microcomputers and connections. China Science and Technology University Press,2001.)4. 張國(guó)雄，金篆芷.測(cè)控電路.機(jī)械工業(yè)出版社，2000 年.(Zhang Guoxiong, Jin Zhuanzhi. Measurement and controllingcircuit. China Industry Press, 2000.)5. 楊樂(lè)平，李海濤，肖相生等.LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2001年(Ynag Le

17、ping, Li Haitao, XiaoXiangsheng. Programming and applications of LabVIEW. China Electronic Industry Press,2001.)359人體脈搏檢測(cè)傳感器及信號(hào)處理系統(tǒng)作者：程詠梅，夏雅琴，尚嵐作者單位：北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院工程力學(xué)部北京市,100022相似文獻(xiàn)(10條)1. 期刊論文 王東明.張松.楊益民.李旭雯.WANG DongminZHANG SongYANG Yimin LI Xuwen脈搏波的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方式-北京生物醫(yī)學(xué)工 程2010,29(4)脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相瀆檢測(cè)方

18、式和傳感器的選擇都會(huì)對(duì)脈搏波的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生重大影響目前脈搏波無(wú)創(chuàng)檢測(cè)用傳感器類型包括壓力傳感器、壓電傳感器 和光電傳感器反射式和透射式.檢測(cè)方式有橈動(dòng)脈壓力脈搏波檢測(cè)和指端容積脈搏波檢澱際運(yùn)用結(jié)果顯示不同的傳感器有不同的性能指標(biāo)和適應(yīng)范鼬測(cè)方式也會(huì)對(duì)脈搏波的 檢測(cè)產(chǎn)生很大影響盡管壓電傳感器和光電傳感器都能采集信號(hào)良好的脈搏波但壓力傳感器由于誤差大、強(qiáng)噪聲和檢測(cè)部位難尋等原因已經(jīng)逐漸被淘此外臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)了橈動(dòng)脈 壓力脈搏波檢測(cè)容易受檢測(cè)部位和檢測(cè)個(gè)體的影響&端容積脈搏波具有檢測(cè)穩(wěn)定、重復(fù)性好、易于操作等優(yōu)點(diǎn).2. 學(xué)位論文張攀登基于脈搏波分析的亞健康測(cè)評(píng)方法及裝置2008所謂亞健康是指機(jī)

19、體雖無(wú)明確疾病旦是呈現(xiàn)出活力下降及適應(yīng)性呈不同程度減退的一種生理狀態(tài)。亞健康已經(jīng)成為當(dāng)今危害人類健康的頭號(hào)隱形殺手。由于沒(méi)有器質(zhì)性且病變 通常不伴有明顯的病理表現(xiàn)因此現(xiàn)有的傳統(tǒng)醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備無(wú)法對(duì)機(jī)體的亞健康狀態(tài)和導(dǎo)致功能低下的原因做出描述和判斷。當(dāng)前健康狀態(tài)的診斷主要靠一些生化指標(biāo)和問(wèn)卷調(diào) 查至今為止還缺少同時(shí)具備無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、快速、成本低、可重復(fù)采用、客觀量化、敏感性和特異性高、能持續(xù)監(jiān)測(cè)亞健康對(duì)個(gè)體的影響過(guò)程的測(cè)評(píng)方法。本文依據(jù)人體內(nèi)部各個(gè)生理系統(tǒng)之間如循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等相互耦合的原理從反映人身體健康狀況相對(duì)最重要、最全面的心臟血液循環(huán)系統(tǒng)出發(fā)研究亞健康從血壓、血 流、血管阻力和血管壁彈性

20、等血液流變學(xué)參數(shù)的角度研究亞健康。首先我們用血氧探頭和壓力脈搏傳感器及相關(guān)部件構(gòu)建了基于脈搏波信號(hào)的亞健康檢測(cè)裝置十并實(shí)現(xiàn)了配套軟件系統(tǒng)更于后面用容積脈搏波法和壓力脈搏波法兩種方法實(shí) 現(xiàn)脈搏波采集與分析。設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)方案然后采用具有良好的線性相位特性和實(shí)時(shí)性的簡(jiǎn)單整系數(shù)濾波器研究了人體脈搏波信號(hào)的去噪問(wèn)題取得了較好的效果。文中還比較了基于零極點(diǎn) 抵消的簡(jiǎn)單整系數(shù)FIR基于最小二乘法多項(xiàng)式擬合的IR基于-MIS自適應(yīng)濾波器、基于小波分解的軟閾值濾波器的濾波效果。采用具有良好的時(shí)頻局部化及自適應(yīng)特性的小波分析潮究了脈搏波的時(shí)域特征提取并結(jié)合生理學(xué)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了改棒果表明：在保證精度

21、的前提下本文提到 的方法使得脈搏波特征提取速度比傳統(tǒng)的單純小波過(guò)零點(diǎn)法提高了一倍以上。最后構(gòu)建了基于生理參數(shù)評(píng)分加權(quán)和的健康評(píng)估模團(tuán)志愿者健康狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在atlat中采用最小二乘法對(duì)本文模型方法和亞健康自測(cè)表結(jié)果進(jìn)行擬合驗(yàn)發(fā)現(xiàn)本模型 總分值與自測(cè)表分值成反比這與事實(shí)相符表明本文的方法是有效的。特征參數(shù)都具有臨床意評(píng)分系統(tǒng)簡(jiǎn)單易明評(píng)分值的連續(xù)性是本評(píng)估模型的主要特色。3. 期刊論文 黎國(guó)鋒.李紹新.蔡曉輝.LI Guo-feng .LI Shao-xin . CAI Xiao-hui基于增加脈搏波采集電路的電子示波器功能改進(jìn)研究-中 國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志2008,25(1)通過(guò)增加脈搏波采集電

22、路和信號(hào)處理電斷展短余輝電子示波器的測(cè)量功倉(cāng)脈搏波采集電路采用HK-200Q型脈搏傳感器信號(hào)處理包括信號(hào)采樣、儲(chǔ)存和掃描三部餅通過(guò)凌 陽(yáng)SPCE06型微處理器實(shí)現(xiàn)上述電路使短余輝示波器具有顯示和測(cè)量脈搏波的功該功能豐富了醫(yī)學(xué)物理學(xué)中電子示波器的使用的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提高了醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)物理學(xué)實(shí)驗(yàn) 的興趣.4. 學(xué)位論文 郭天杰 虛擬脈搏波測(cè)量?jī)x的研制1999該論文以虛擬儀器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用為基本內(nèi)容系統(tǒng)地論述了虛擬儀器應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全部工作過(guò)程及開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)注意的一些實(shí)際工程瓏論文的基本內(nèi)容包括虛擬儀器系統(tǒng) 的發(fā)展概況虛擬儀器系統(tǒng)的基本組成包括了硬件組成和軟件開(kāi)發(fā)工具與原理最后以該人研制的虛擬脈搏波測(cè)量?jī)x系

23、統(tǒng)為主要內(nèi)容對(duì)虛擬儀器系統(tǒng)進(jìn)行了全面的理論探討.5. 期刊論文 程詠梅.夏雅琴.尚嵐.CHENG YongmeXIA Yaqin . SHANG Lan人體脈搏波信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)-北京生物醫(yī)學(xué)工程2006,25(5)脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強(qiáng)度、速率和節(jié)律等方面的綜合信能反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特.彳將人體脈搏波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和分析使中醫(yī)的脈象 有了一個(gè)客觀的分辨標(biāo)準(zhǔn)便于揭開(kāi)脈診現(xiàn)代科學(xué)本質(zhì)為預(yù)防和治療疾病提供參考根據(jù)人體脈搏信號(hào)特征設(shè)計(jì)了一套脈搏檢測(cè)裝戢裝置由應(yīng)變式脈搏傳感器及其信號(hào)放大及濾波 電路、A轉(zhuǎn)換、接口及脈搏信號(hào)數(shù)字處理軟件構(gòu)臟脈搏檢測(cè)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是能夠用abVI

24、E噓擬儀器的操作面板及相應(yīng)的程序顯示出脈搏的波形.6. 期刊論文 張東青.王元昔.ZHANG Dong-qing WANG Yuan-xi新型自檢脈搏傳感器的研制-傳感器技術(shù)2001,20(5)新型自檢脈搏傳感器是將人體脈搏波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和分析，它對(duì)中醫(yī)的脈象有了一個(gè)客觀的分辨標(biāo)準(zhǔn)，便于揭開(kāi)脈診現(xiàn)代科學(xué)本質(zhì)。介紹新型自檢脈搏傳感器的設(shè)計(jì)及 工藝，闡述了該傳感器的工作原理，最后對(duì)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行分析。7. 學(xué)位論文常曉劍脈搏波診斷儀的研制2006脈搏是臨床檢查和生理研究中常見(jiàn)的生理現(xiàn)象。脈搏波的波幅和形態(tài)包含了反映心臟和血管狀況的重要生理信息。因此，從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床

25、診斷和治 療的依據(jù)，歷來(lái)都受到人們的重視。脈診是中華民族智慧的結(jié)晶，在中醫(yī)四診中占有重要的位置，為診斷疾病提供了重要的依據(jù)。脈搏波診斷儀是利用仿生學(xué)原理結(jié)合人工智能對(duì)脈診進(jìn)行模擬的儀器。它利用傳感 器采集不同壓力下人體橈動(dòng)脈寸、關(guān)、尺三處的脈搏波信號(hào)，將信號(hào)實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)。然后根據(jù)中醫(yī)理論和臨床經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)代的信號(hào)處理方法對(duì)采集到的脈搏波信號(hào)進(jìn)行分類處理。針對(duì)現(xiàn)有的脈搏波診斷儀不能準(zhǔn)確施加診脈壓力和確定采脈位置的不足，研制了一種新型的脈搏波診斷儀，它由氣路控制系統(tǒng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及診斷程序構(gòu)成。氣路控制系統(tǒng) 由氣缸、氣泵、氣瓶等氣動(dòng)裝置組成，它能夠準(zhǔn)確方便地控制傳感器與人體的接觸壓力。機(jī)械運(yùn)動(dòng)系

26、統(tǒng)包括水方向上的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)模塊，用以確定采脈位置。這兩套 系統(tǒng)由軟件控制，可以針對(duì)不同的測(cè)試對(duì)象，進(jìn)行方便的調(diào)整。開(kāi)發(fā)了一套專門用于實(shí)現(xiàn)脈搏波數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理的應(yīng)用程序。利D卡進(jìn)行信號(hào)采集，并將數(shù)據(jù)通過(guò)s數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。提取脈搏波數(shù)據(jù)的特征值后，利用神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并給出參考性的診斷意見(jiàn)。8. 期刊論文 張珣.周杰.ZHANG XurZHOU Jie光電脈搏傳感器的設(shè)計(jì)與改進(jìn) -中國(guó)醫(yī)療器械雜志2009,33(5)介紹了傳統(tǒng)光電脈搏傳感器存在的干擾采用激光二極管代替普通發(fā)光二極管改善了光源質(zhì)量設(shè)計(jì)了雙集成化光敏芯>OPT1(為核心的信號(hào)提取電路改進(jìn)了信號(hào)檢測(cè)

27、電路的設(shè) 計(jì)提出了基于1RF24E的數(shù)據(jù)傳輸方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸試驗(yàn)表明該系統(tǒng)能有效地抑制干擾提高精度得到較理想的脈搏波信號(hào).9. 學(xué)位論文于曉寧脈搏波技術(shù)測(cè)定先天性心臟病患兒介入治療前后心血管功能的變化及意義2009背景與目的：先天性心臟病Congenital Heart Disease，CHD，是胎兒時(shí)期心臟、大血管發(fā)育障礙所致的畸形，也是小兒時(shí)期最常見(jiàn)的心臟疾病，嚴(yán)重危害兒童生命及健康。常見(jiàn)的類型 有動(dòng)脈導(dǎo)管未閉PDA、房間隔缺損ASD、室間隔缺損VSD、肺動(dòng)脈瓣狹窄PS等。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，PD封堵治療首先開(kāi)展，隨后陸續(xù)開(kāi)展了其它單一類型的先心病的介入治療。介入性導(dǎo)管術(shù)是通過(guò)

28、特種的導(dǎo)管及裝置由外周血管進(jìn)入所需治療的心血管腔 內(nèi)以替代傳統(tǒng)的外科手術(shù)治療,90年代以來(lái)，隨著介入器械的不斷研制和改進(jìn)，介入治療的安全、有效、操作簡(jiǎn)單、恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)凸現(xiàn)出來(lái)，并在世界范圍內(nèi)掀起了介入熱潮。 200(年，國(guó)產(chǎn)封堵器開(kāi)發(fā)成功并投入臨床應(yīng)用，使我國(guó)小兒先心病的介入治療進(jìn)入了飛躍發(fā)展的階段。在介入手段發(fā)展的同時(shí)，先天性心臟病輔助診斷的水平也隨之提高，臨床常用的并且準(zhǔn)確性得到公認(rèn)輔助診斷方法有經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖hsthoracicEchocardiography TTE、經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖Transesophageal EchocardiographyTEE及心導(dǎo)管術(shù)等。后兩者為有創(chuàng)性操作，

29、而T仍然受到儀器、技術(shù)、人員等因素的限制。本文采用的A系列心血管功能檢測(cè)系統(tǒng)是加拿大與中國(guó)華科研究所聯(lián)合研制的，目前尚處于試行階段。此診斷系統(tǒng)基于脈壓法原理，根據(jù)人體循環(huán)系統(tǒng)彈性腔模型建立起來(lái) 的理論為基礎(chǔ)，對(duì)模型進(jìn)行分室網(wǎng)絡(luò)分析，用線性相關(guān)算法推導(dǎo)出一系列計(jì)算公式。這些公式經(jīng)過(guò)非線性補(bǔ)償和臨床經(jīng)驗(yàn)參數(shù)修正，便能獲得一組反映心臟功能、血管狀況、血液狀 態(tài)及微循環(huán)功能覘顧心血管功能參數(shù)及i4項(xiàng)專家輔助診斷信息。本儀器其設(shè)計(jì)原理即是以人體循環(huán)系統(tǒng)按彈性腔模型建立的理論為基礎(chǔ)，則本儀器專門設(shè)計(jì)了采集脈搏波波動(dòng)信息 的特種力敏傳感器，其工作原理是以橈動(dòng)脈為主要檢測(cè)信息，實(shí)際上是攝取人體動(dòng)脈血管的脈動(dòng)信

30、息，它不僅收集到的是血管壁徑向伸縮的信息，更為本質(zhì)的是它反映了動(dòng)脈血管壁 ，容積和壓強(qiáng)的變化。每搏脈圖應(yīng)該認(rèn)為是一次心動(dòng)周期，它反映了從心房收縮，左室增壓、噴血，血管運(yùn)動(dòng)，左室舒張到充盈，直到主動(dòng)脈排空等一系列血流動(dòng)力學(xué)變化過(guò)程，脈 搏傳感器所檢測(cè)的信號(hào)，實(shí)際是脈搏所產(chǎn)生的兩種運(yùn)動(dòng)：即主動(dòng)脈內(nèi)的血液壓力波，以血液為介質(zhì)向遠(yuǎn)心端傳播；另一即為主動(dòng)脈的阻尼彈性振動(dòng)波，向遠(yuǎn)心端逐漸衰減到零。如圖 3.仲b-e-f gL波為動(dòng)脈內(nèi)血液壓力波呈壓力曲線Cd-M波為動(dòng)脈壁彈性振動(dòng)波，呈阻尼曲線，脈搏波圖實(shí)際上是這兩波的合成。正確的脈圖應(yīng)能描繪這種合成波，且 各特征點(diǎn)應(yīng)明晰。目前HXA心血管功能儀的脈搏波技

31、術(shù)作為一種新研發(fā)的心血管功能測(cè)量方法，幾乎沒(méi)有兒童方面的相關(guān)報(bào)道，尤其是先天性心臟病兒童的檢測(cè)報(bào)道，本文旨在研究其準(zhǔn)確性 、科學(xué)性、實(shí)用性，對(duì)于所測(cè)定的先天性心臟病患兒介入治療前后心血管功能變化及意義進(jìn)行分析。方法：我們?cè)谑褂们皩?duì)心血管功能儀的準(zhǔn)確性進(jìn)行了測(cè)定，在門診采集例患兒的每分輸出量CO、每搏輸出量SV值并根據(jù)體表面積計(jì)算出心搏指數(shù)()和心臟指數(shù)(CI)，然后將結(jié)果與相應(yīng)的T的測(cè)定結(jié)果進(jìn)存ears。相關(guān)分析(統(tǒng)計(jì)水平3<0 01)，結(jié)果呈高度相關(guān)(表)，說(shuō)明這一診斷系統(tǒng)有較高的準(zhǔn)確性。之后我們對(duì)山東省立醫(yī)院小 兒心臟科先天性心臟病介入治療的-15歲的64位患兒進(jìn)行了無(wú)創(chuàng)傷性的介入前

32、后相關(guān)心血管參數(shù)的檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析及討論研究。選擇200年6月200年12月入山東省立醫(yī)院小兒心臟科成功進(jìn)行介入治療的單一類型1D例：PDA2例，ASD1例，PS1例，VSD1例。男33例，女23例，年齡111歲(平均4. 7歲），身高72155cim體重748Kg血壓7A138/4485mmHg>術(shù)前均經(jīng)常規(guī)體檢、ECGTTE心臟正側(cè)位線攝片等檢查確診，為符合介入治療適應(yīng)證的原發(fā)性先天性心 臟病患兒。使用HGX-A心血管功能儀，外接無(wú)創(chuàng)性脈波傳感器。檢測(cè)前先讓受檢者保持平靜狀態(tài)nomin然后使用該系統(tǒng)描計(jì)出橈動(dòng)脈圖，根據(jù)圖中項(xiàng)參數(shù)連同血壓、身高 、體重進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)微機(jī)處理，包括：每搏心搏量SV、每分心輸出量CO、心搏指數(shù)SI）、心臟指數(shù)C）、左心有效泵力VPE、左心搏功指數(shù)SWI、平均收縮壓（MSP、平均舒張壓MDP、平均動(dòng)脈壓MAP、冠狀動(dòng)脈灌注壓CCP、血管彈性擴(kuò)張系數(shù)FEK、