基于外周动脉压力波形脉搏传导时间获取方法的研究及应用论文

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1、IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIjY2125763UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor，SdegreeGainPulseTransmitTimeandUsebasedonPeripheralArteryPressureWaveformAuthor’SName：QuanyuWuspecialty：DetectionTechnologyandAutomaticEquipmentSupervisor：Prof．YiningSunFin

2、ishedtime：May，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名“壁逊签字日期：盘丛!￡!垄中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借

3、阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：签字日期：口保密(——年)装垒兮!皇强妈导师签名：签字日期：摘要通过外周动脉压力波形获取脉搏传导时间PTT，进而能够计算出脉搏波传播速度Pwv，用来正确评估人体的心脑血管现状或生理及病理等相关信息，具有无创、廉价、安全和操作简单等特点，医生和病人较容易接受，具有广泛的医学临床应用价值和重要的社会意义。外周动脉压力

4、波形受到血液动力学参数、血液成分、血细胞生理状况、年龄和生理病理等诸多个体差异因素的影响，其波形的获取也容易受到测量传感器、测量部位和环境温度状况等测量条件因素的影响，因此获取的波形是多样变异性的，通过波形计算出的PTT数值精度难以提高，由此导致结果的重复性也较差，严重阻碍了脉搏波传导时间PTT在临床上的应用。本文以不同年龄段人群的桡动脉压力波形数据为研究对象，在总结前人研究工作的基础上，分别提出了在时域、频域和时．频域计算PTT的相关理论和方法，并对三种方法获取的结果进行了相关性分析和Bland．Altman分析，为无创法计

5、算PTT在临床医学上的广泛应用做了一些深入性的理论工作。本论文首先对国内外近年内发展起来的计算PTT的各种方法进行了分类与总结，并且针对不同方法的特点进行了比较，探讨了各种方法存在的问题。从而引入本课题研究的科学问题和技术难点。第二，分析了桡动脉压力波形信号的时域特征以及相关研究应用的现状，概括说明了对外周动脉压力波形测试获取的自助式脉搏测量仪器的特点。重点介绍了波形分析体系的软件系统，包括嵌入式软件工作的过程和PC机软件的总体框架等操作窗口。最后给出了严格按照测量步骤获取的桡动脉、颈动脉、股动脉和足部动脉压力波形的输出结果以

6、及各个波形的特征差异，为下一步研究外周动脉压力波形奠定了基础。第三，依据用于雷达和通信信号处理数据重叠的方法能够复合噪声的特点，在时域中提出一种对桡动脉压力波形进行单周期重叠的方法确定关键点e的位置，介绍了其操作理论与方法，并且用该方法计算出289位研究对象的脉搏波传导时间PTT的数值，接着对计算结果跟年龄等参数的相关性和PTT的应用展开了讨论。结果表明用该方法在馒头波形中准确识别出e点的位置存在缺陷，为此考虑了从频域入手做进一步的研究和探索。第四，以傅里叶变换理论为基础，介绍了改进频域分析算法的基本原理，在此基础上提出了评估

7、动脉硬化新的评估指标，即第一峰值F1、第二峰值F2及两者的相位迁移时间f，重点考察了138位研究对象的频域特征值(F1、F2和丁)跟年龄的相关性，结论证明提出的新参数可以作为一种简易的无创评估指标。为了更深入的研究外周动脉的频域特征，同时还研究分析了典型外周动脉的功率谱特征，如桡动脉、颈动脉、股动脉和足背动脉的生理布局特征和功率谱线特点等。第五，在上述对外周动脉压力波形信号频域特征研究的基础上，提出了一种利用桡动脉波形数据的频谱特性，经过巴特沃兹带通滤波去除不需要的频谱成分后，重构波形数据的方法定位关键点c和e的位置来计算脉搏

8、波传导时间PTT。同时对频域重构法和波形重叠法计算出的PTT数据做对比分析，采用SPSS软件进行组内相关性和Bland．Altman分析，结果证明两种方法获取的PTT数值基本趋于一致，可以作为一种获取PTT的计算方法，但是频域重构法计算得出的PTT数值普遍偏大。第六，借鉴多分