基于频域分析的脉搏波信号研究.pdf

《基于频域分析的脉搏波信号研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第25卷第4期山东建筑大学学报V01．25No．42010年8月JOURNALOFSHANDONGJIANZHUUNIVERSITYAug．2O10文章编号：1673—7644(2010)04—0419—04基于频域分析的脉搏波信号研究张蔚波，齐淑敏，杜丽(山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101)摘要：在人体血液循环系统中，推动m液流动的能源来自心脏的搏动。采用现代测试技术理论，从能量传递的角度，对系统的激励和响应特性进行了理论分析。指出在动脉管壁上测得的压力波信号，作为血液循环系统对心脏搏动激励的响应，含有反

2、映人体健康状况的信息，并进行了实验研究。关键词：振动测试；频谱分析；脉搏波中图分类号：TH113文献标识码：AStudyofpulsewavebasedonfrequencydomainanalysisZHANGWei—bo，QiShu—min，DULi(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，china)Abstract：Inthehumanbloodcirculationsystem，energ

3、ypromotingbloodflowcomesfromthebeatingoftheheart．Inthispaper，incentivesandresponsecharacteristicsofthesystemareanalyzedtheoreti—callyfromtheperspectiveofenergytransferbymodernmeasurementtechnology．Alsopointedoutthemeasuredpressurewavesignalfromthearterialwall，wh

4、ichistheresponseofthebloodcirculationsystemwhenbeatingheartisstimulatedcontainsinformation，whichreflectshealthystatusofthehu—manbody．Thenwemakeexperimentalstudiesonasampleofseventy-fivepeople’Spulsewavestoex—tractinformationbasedonfrequencydomainanalysis．Keyword

5、s：vibrationmeasurement；spectralanalysis；pulsewave行了理论上的分析，并在此基础上对脉搏波信号的0引言信息提取技术进行了实验研究。西医基于流量理论的血液动力学研究认为，推1系统的激励信号分析动血液流动的主要是动能。对于在动脉管壁上测得的压力波信号，基于流量的西医理论认为是心室的在人体血液循环系统中，推动血液流动的能源周期性间歇射血产生的流量和压力波动沿动脉管壁来自心脏的搏动。心室收缩运动将心室内的血液高的传播⋯。结合传统中医脉诊理论，王唯工将其速挤压射入主动脉，形成对血管壁

6、的振动激励。这归结为心脏与血液循环系统的共振。本文在赞同王一振动从主动脉起沿血．管壁传递，引起整个血液循唯工理论的基础上，用现代测试技术的研究方法，从环系统的受迫振动。能量传递的角度，对血液循环系统的动力学特性进1．1激励信号的时域分析收稿日期：2009一l2一l8作者简介：张蔚波(1961一)，女，山东济南人，副教授，博士，主要从事机电测控、振动与噪声控制及机电系统建模研究．E-mail：qizi52320@163．oom420山2Ol0心脏的周期性射血为输入系统的激励源，我们系列简谐激励的线性组合，这一系列简谐激励

7、的频将这一输入激励信号，简化为作用时间很短的矩形率为平均心率的整倍数。脉冲激励，即我们以周期矩形脉冲激励模型，来研究血液循环系统的受迫振动。2系统动态响应分析如图1所示，为心脏搏动周期的均值,fo=1／T为即为平均心率。r为射血时间，P。为射血期间7-内2．1系统的动力学特性分析的平均输出能量(包含流量和压力)。P=P×r为心整个血液循环系统：由血管壁以及相连的器官脏在每个搏动周期里的输人血液循环系统的能量。组成，是一个多自由度的动力学系统。对系统建集l中质量模型，将第i个器官及其相关的连接血管、周__边组织建模m为质

8、量，k为阻尼为子系统，对所有子系统列运动平衡方程，并将方程以矩阵形式表示得：[]{(t)}+[c]{(t)}+[]{(z)}={．厂(t)}'。，-l，(3)一-一其中：[]，[C]，[K]为系统的非对角质量、阻尼、图1周期脉冲信号刚度矩阵。对系统作线性变换，将=q带入式(3)可将方程组解耦，得：’～[]{(t)}+[]{(t)}