基于波形分解算法的脉搏波传播模型及其云端应用探究

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1、中文图书分类号：R318.6密级：公开UDC：621.38学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于波形分解算法的脉搏波传播模型及其云端应用探究论文作者：顾冠雄学科：生物医学工程指导教师：张松副研究员杨琳助理研究员论文提交日期：2015年6月UDC：621.38学校代码：10005中文图书分类号：R318.6学号：S201215041密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于波形分解算法的脉搏波传播模型及其云：端应用探究英文题目：PULSEWAVEPROPAGATIONMODEL：BASEDONWAVEFORMSEPARATIONAN

2、DITSCLOUDAPPLICATIONS论文作者：顾冠雄学科专业：生物医学工程研究方向：生物医学电子与信息处理申请学位：工学硕士指导教师：张松副研究员，杨琳助理研究员所在单位：生命科学与生物工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：北京工业大学摘要摘要以脉搏波检测分析技术为代表的血流动力学无创检测技术由于其检测方便快捷，可靠性高，长期以来作为心血管功能无创检测的重要手段受到广泛重视。随着临床领域对高血压、冠心病等心血管疾病研究的不断深入，远程医疗对穿戴式设备检测技术需求的不断提高，也对脉搏波检测及分析技术提出了更高的要求。目前临床上广泛应用的脉搏波无创检测方式主要包括压力脉搏波

3、检测及光电容积脉搏波检测。压力脉搏波生理意义比较明确，但其对检测操作人员及设备的要求较高，且所得数据的稳定性及可重复性较低。光电容积脉搏波其检测方便，稳定性强，便于长期测量，但其受微循环状态影响，与心血管功能间相互作用机制尚不明确。鉴于此，本课题通过对上述两种脉搏波中较为典型的桡动脉压力脉搏波及指端光电容积脉搏波主要成分形态进行分析，建立了利用指端光电容积脉搏波重建桡动脉压力脉搏波的传播模型，以充分利用两者优势，使心血管功能无创检测技术得以进一步优化。上述传播模型建立过程中所采取的技术路线主要包括3项步骤。首先，通过对两种脉搏波形态特征及生理意义的分析，确定了同时适合两种脉搏波的波形

4、含参表达式，该表达式各项参数可以分别反映脉搏波形中主波、反射波、重搏波的信息。并利用最小二乘法实现了对两者高精度的曲线拟合及拟合特征参数的获取。其次，通过对大量实测数据的分析对比，在对各特征参数的生理意义进行了分析。并在此基础上探讨了表达式分解出的3种波形与其它分析方法在生理意义上的联系。最后，本课题利用指端光电容积脉搏波各项参数及其它生理指标分别建立了对应桡动脉压力脉搏波各特征参数的回归模型，并进行了交叉验证。结果证实通过回归模型可以在较高精度上实现对桡动脉压力脉搏波特征参数的估计，并最终重建桡动脉压力脉搏波波形。通过这一方案，可以实现利用检测技术较为成熟的光电容积脉搏波重建生理分

5、析较为可靠的压力脉搏波。同时，对拟合特征参数生理意义的分析可以进一步丰富现有的脉搏波分析方法。鉴于上述波形拟合及分解方法对计算性能的较高要求，本课题通过工程开发将上述模型部署于云端服务器并开发网络访问服务，以达到对各类便携式设备的支持。论文最后通过对互联网技术发展的分析体会，指出了血流动力学无创检测技术在未来移动医疗领域的定位，为后续相应网络服务的开发提供了一定的参考。I北京工业大学工学硕士学位论文关键词：脉搏波；高斯拟合；逐步回归；云端实现IIAbstractAbstractPulsewavecontouranalysistechnologyhasbeenusedforcardio

6、vascularfunctionevaluationforalongtime,givenitsconvenienceandhighreliability.Withthedeepeningresearchofhypertensionandcoronaryheartdisease,moreeffectivemethodsareneeded.Inclinicalapplications,pressurespulsewavedetectionforarteryandphotoplethysmography(PPG)detectionformicrovascular.Pressurepulse

7、wavehasdefinitephysiologicalsignificance,althoughhigheroperatingskillsandmoreexpensivedevicesarerequired.WhilePPGsignalhasstrongstabilityandcanbedetectedconveniently.However,astheoriginsofthedifferentcomponentsofthePPGsignalaresti