无创连续血压测量方法及系统研究

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1、无创连续血压测量方法及系统研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：蒋巍巍指导教师：季忠教授专业：生物医学电子及信息技术学科门类：工学重庆大学生物工程学院二O一五年五月TheResearchofNon-invasiveContinuousBloodPressureMeasurementMethodsandSystemsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterof

2、EngineeringByJiangWeiweiSupervisedbyProf.JiZhongSpecialty：BiomedicalEngineeringCollegeofBioengineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要心脏射血使心血管系统内血液充盈，心脏周期性收缩和舒张使血液在血管内向前传播，血管外周阻力、血管壁弹性等综合作用产生血压。血压是人体最重要的生理参数之一，血压的变化也受多种因素综合影响。在不同的工作、生活条件下

3、，无创连续血压测量有助于随时掌握心脏以及血液循环系统的总体变化规律及重要机能指标，提供有效数据帮助人们预防和控制高血压、突发性心脑血管等疾病。因此，无创连续血压测量方法及系统的研究意义重大。本研究的主要工作体现在以下几方面：①比较详尽地说明了无创连续血压测量的重要意义，分析总结了现有数种无创血压测量基本方法及现状。探究说明了脉搏波波形特征以及基于脉搏波传导时间连续测量血压的相关原理。②设计了一套基于脉搏波传导时间的无创血压测量系统。前端硬件部分主要包括电源管理电路、脉搏传感器选择、滤波电路、加法放大电路、主控

4、处理电路和串行数据通讯电路。脉搏信号依次通过滤波电路、加法放大电路后接入MSP430G2553单片机A/D模拟输入采样通道，上位机发送指令控制数据地采集及传输，当上位机接收数据后再对数据进行分析处理。③设计了下位机采集程序和上位机图形用户界面。完成了单片机对脉搏波信号的A/D采样及串口通讯程序。使用Matlab对信号进行预处理和特征点识别，计算出脉搏波传导时间，拟合脉搏波传导时间与动脉血压间的关系模型，在LinuxUbuntu10.04操作系统下，使用QtCreator设计开发GUI：最终实现了数字信号波形显

5、示、数据存储、用户信息新建及保存、参数分析、回调数据以及与下位机串口实时通讯等功能。④设计不同生理信号组合方法用于血压无创连续测量的可行性研究实验，进行相关系数及配对T检验分析，得出准确度相对较高，可行性最大的实验方案，再基于此方案，对利用本系统测量得到的计算血压值与利用欧姆龙血压计（HEM-6131）测得的标准血压值做误差分析，计算两者的绝对误差及其标准差。同时还探讨分析系统的精确性、通用性和推广性。实验结果表明：基于PPG与ECG处特征值和基于ECG与桡动脉处特征值用于无创血压连续测量的方案可行性最高。同

6、时基于此法使用本系统进行血压测试时，当受试者实际收缩压值在90-120mmHg之间，舒张压值小于80mmHg时，系统计算结果与标准血压计测量结果的绝对误差值和其标准差符合AAMI的标准。当受试者收缩压过高（一般大于130mmHg），计算值与标准值之间的绝对误差和其标准差不能满足AAMI的标准。I重庆大学硕士学位论文当受试者舒张压过高（一般大于90mmHg）或较低（一般小于60mmHg），计算值与标准值之间的绝对误差和其标准差不能满足AAMI的标准。关键词：无创，血压，连续测量，脉搏波传导时间II英文摘要ABS

7、TRACTCardiacejectionmakebloodfillingtheinnercardiovascularsystem,andcyclicalcontractionandrelaxationofthehearmakethebloodforwardinvessels.Bloodpressure(BP)isoneofthebody'smostimportantphysiologicalparameters,andBPchangesalsoaffectedbymanyfactors.Thereforeno

8、n-invasivecontinuousbloodpressuremeasurementhelpstokeepabreastofchangesinthegenerallawsofhumanworkandlivingconditionsoftheheartandcirculatorysystemperformanceindicators,andprovidesdatatosupportthecontr