基于FPGA的脉搏波速度测量系统设计.pdf

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1、114传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第3l卷第12期基于FPGA的脉搏波速度测量系统设计舒文斌，党艳军(中南民族大学生物医学工程学院，湖北武汉430074)摘要：动脉脉搏波速度能够很好地反映动脉弹性，准确测量动脉脉搏波速度对预防和治疗心血管疾病有很大的帮助。设计了一种基于FPGA的脉搏波速度测量系统，系统由调理模块、AD采集模块、触摸屏控制显示模块组成。采用SOPCBuilder配置FPGA内核，同步采集2路脉搏信号，计算脉搏波速并显示波形。实验结果表明

2、：系统具有良好的人机交互界面，由该系统测得实验室一成员的脉搏波波速平均值为10．344m／s，而且标准差小于0．5，稳定性很高。关键词：现场可编程门阵列；脉搏波速度；动脉弹性；SOPCBuilder；同步采集中图分类号：TP368．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)12-0114-03DesignofPWVmeasurementsystembasedonFPGASHUWen-bin，DANGYan-jun(CoHegeofBiomedicalEngineering，South-CentralUnive

3、rsityforNationalities，Wuhan430074，China)Abstract：Thea~efialelasticitycanbewellreflectedinaderialpulsewavevelocity．Accuratemeasurementofa~efialpulsewavevelocitycanbeofgreathelptopreventandtreatcardiovasculardisease．ApulsewavevelocitymeasurementsystembasedonFPGAisde

4、signed．Thesystemiscomposedofconditioningmodule，ADacquisitionmoduleandtouchscreencontrolanddisplaymodule．TheFPGAcoreisconfiguratedbySOPCBuilderwhichsynchronouslyacquiretwopathpulsesignals，andthencalculatethepulsewavevelocityanddisplaythewaveform．Experimentalresults

5、showthatthesystemhasagoodinteractiveinterface．Theaveragepulsewavevelocityofamemberofthelaboratorymeasuredis10．344m／sandthestandarddeviationofthepulsewavevelocityislessthan0．5，thesystemhashighstability．Keywords：FPGA；pulsewavevelocity(PWV)；arterialelasticity；SOPCBui

6、lder；synchronousacquisition0弓l言1PWV测量原理流行病学资料表明：心血管病已经成为危害我国人民脉搏波由心脏周期收缩与舒张而产生，沿血管传遍全生命的主要疾病之一，其重要病因是动脉硬化。动脉僵硬身。理论上选取2个不同的测量点，记录它们波峰的时延度与心血管的发病率和死亡率相关，是独立于其他心血管差AT和等效血管距离△，就可以计算出脉搏波速度危险因素的又一重要危险因素j。国外多年临床实验表Av=AL／AT．(1)明：脉搏波速度(pulsewavevelocity，PwV)是动脉弹性的指实际情况下，由于

7、本文采用的是压电脉搏传感器，脉搏示剂，并被视作反映血管损伤的表征，PwV检测已成为世波形状在不同测量点变化较大，不同位置的脉搏波峰值对界各国学者公认的动脉僵硬度的评价方法J。目前，无创应于心动周期的时间不一样，测量误差会很大J。因此，采用最大斜率点之间的时延差作为AT。测量原理如的PWV的测量方法有：张力测量法、超声检测法以及示波图l所示。，曰两点为测量点，△为AB的等效血管长度，测量法。其中，示波技术测量简单，无创，具有可重复AT为时延差。性，操作人员不需要长期培训，适合在大规模人群的筛检和实际中采集的波形是离散化的点，

8、对第n个点，计算研究中使用。本文设计了一种以FPGA为核心处理器n)n+2)-f0时，取maxvf(n)的PwV测量系统，采用示波技术测量PwV，具有良好的作为最大斜率点。人机交互界面，并且能准确地测得PwV。收稿日期：2012-06-14基金项目：中南民族大学重点研究机构资助