應(yīng)用LabVIEW進(jìn)行人體脈搏分析

中文摘要

自古以來中醫(yī)一直是靠手指獲取脈搏信息,這難免存在許多主觀臆斷因素, 并且這種用手指切脈的技巧很難掌握,因此人們迫切期望盡早實(shí)現(xiàn)脈診的科學(xué)化和現(xiàn)代化;另一方面從西醫(yī)的角度看, 近年來人們也試圖根據(jù)脈搏波的變異性來評(píng)價(jià)和診斷人體心血管系統(tǒng)的病變 , 以便能找到一個(gè)有效的心血管疾病早期無創(chuàng)診斷的方法｡因此, 對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)行無失真的檢測(cè)､采集和處理是一項(xiàng)重要而很有意義的基礎(chǔ)工作, 它是對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)一步分析并依此對(duì)心臟及動(dòng)脈血管系統(tǒng)疾病進(jìn)行預(yù)報(bào)和診斷的前提｡

本文采用肥華科電子技術(shù)研究所研制的HK-2000C集成化數(shù)字脈搏傳感器,將測(cè)試者的脈搏信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)中,并且以數(shù)據(jù)文件格式存儲(chǔ)｡應(yīng)用labVIEW軟件設(shè)計(jì)了脈搏信號(hào)的采集系統(tǒng)､時(shí)域分析系統(tǒng)､頻域分析系統(tǒng)｡取檢測(cè)對(duì)象134例,其中健康人73例,冠心病､高血壓患者61例｡將采集的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域､頻域分析,并對(duì)各種分析方法進(jìn)行比較｡

在時(shí)域分析中采用了兩種方法進(jìn)行分析,一種是前人使用過的脈搏波波圖面積變化為基礎(chǔ)的脈搏波形特征量K值的提取方法,但是通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),這種方法無法準(zhǔn)確區(qū)分開正常人與病人的差異｡另一種是將時(shí)域波形進(jìn)行一階求導(dǎo),然后求出脈搏波下降沿中斜率為負(fù)的占整個(gè)下降沿的百分比,即提取出重波波的所占比例｡可以有效區(qū)分正常人與病人的差異｡在頻域分析中借鑒了模式識(shí)別中語音識(shí)別的技術(shù),將諧波分量提取出來,所有諧波分量將確定一個(gè)多維的向量,病人和正常人向量之間的相關(guān)度和空間距離都存在著差異｡ 

關(guān)鍵詞：脈搏信號(hào)，時(shí)域分析，頻域分析，脈象識(shí)別

目錄

第一章 緒論2

1.1 人體脈搏研究的背景和意義3

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀3

1.3 本課題的主要工作任務(wù)5

第二章 脈搏信號(hào)的采集系統(tǒng)6

2.1 脈搏信號(hào)采集分析系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案6

2.2 硬件設(shè)計(jì)7

2.3 軟件設(shè)計(jì)8

2.3.1虛擬儀器LabVIEW開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介8

2.3.1.1虛擬儀器概述8

2.3.1.2 虛擬儀器硬件結(jié)構(gòu)9

2.3.1.3 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)10

2.3.1.4 虛擬儀器的特點(diǎn)12

2.3.2 脈搏采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)12

2.3.2.1 基于LabVIEW的采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述12

2.3.2.2 采集系統(tǒng)總體框圖13

2.3.2.3 采集系統(tǒng)前面板設(shè)計(jì)15

2.3.2.4 各模塊介紹16

2.3.3生成可執(zhí)行應(yīng)用程序21

2.3.4 樣本的采集與誤差分析21

2.3.3.1 樣本的采集21

2.3.3.2 誤差分析22

第三章 基于LabVIEW脈搏時(shí)域分析系統(tǒng)26

3.1 時(shí)域分析系統(tǒng)概述．26

3.2 時(shí)域分析系統(tǒng)原理26

3.2.1 脈搏信號(hào)簡(jiǎn)介26

3.2.2 K值計(jì)算的原理27

3.2.3 脈象速率圖的原理28

3.3 時(shí)域分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．29

3.3.1 時(shí)域分析系統(tǒng)總體框圖29

3.3.2 時(shí)域分析系統(tǒng)前面板設(shè)計(jì)30

3.3.3 各模塊介紹31

3.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果．37

3.4.1 脈圖面積法數(shù)據(jù)和分析37

3.4.2 脈象速率法數(shù)據(jù)和分析41

3.4.3 脈率測(cè)量和心率不齊檢測(cè)的數(shù)據(jù)分析39

第四章 基于LabVIEW脈搏頻域分析系統(tǒng)43

4.1 頻域分析系統(tǒng)概述．43

4.2 頻域分析的基本原理．44

4.2.1 數(shù)字信號(hào)處理44

4.2.2.1  傅里葉變換44

4.2.2.2  短時(shí)傅里葉變換45

4.2.2.3  小波變換46

4.2.2 向量法的基本原理47

4.3 頻域分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)49

4.3.1 頻域分析系統(tǒng)總體框圖49

4.3.2 頻域分析前面板設(shè)計(jì)50

4.3.3 各模塊介紹50

4.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果52

第五章  改進(jìn)方法和發(fā)展方向54

結(jié)論56

謝辭57