1. 研究目的与意义(文献综述)
目前,心血管疾病已成为全球范围内危及人类生命健康的最大敌人,据世界卫生组织统计,目前全球每年约有1650万人死于心血管疾病。我国每年有300万人死于心血管疾病,也就是说,平均10秒钟就有1人因心血管疾病死亡。台湾地区数据显示,15岁以上人群中,每19个人就有1人罹患心脏病;65岁以上老人,每5个人就有1人罹患心脏病。不仅如此,近年来心血管疾病患者又呈现出年轻化的趋势,因此早期检查和风险评估、进而实现有效的提前干预成为至关重要的一步。人体生理信号是用于心血管疾病检测中最为重要的信号,其中包含的大量特征生理信息具有极高得临床价值。由于人体的心血管系统作为一个有机的整体,各个组成部分之间是相互联系相互影响的,在正常情况下心血管系统处于一个动态平衡,故在系统受到影响时,其状态也会发生改变,这些变化反应在心电、心音等人体生理信号的变化上。然而这些生理信号是被各种噪声所包裹着,只有先对外部的噪声进行处理(即预处理),才能从中提取出有用的信号,因此对生理信号进行预处理从而提取其中的生理信息具有十分重要的意义。
如今人们生活在电磁的环境下,电磁辐射严重威胁着人体健康,国内外许多研究人员都在研究一种无电磁辐射并能过够准确处理人体生理信号的算法,消除采集过程的噪声,精准提取目标信号,从而正确地分析信号,给出准确的实时生理数据,指导用户及时了解身体状况,为医护人员第一时间提供病患的生理指证。例如,若qrs波群振幅增高,病人可能右心室肥大;若s-t段抬高且弓背向下,则病人可能患有急性心肌炎;若t波倒置,则病人可能心肌缺血。
因此,本设计为了消除了电磁辐射的影响以及为用户提供更安全的监测环境,采用无电磁干扰的光纤传感技术采集信号,在此基础上分析并对比各种生理信号提取算法,并分析他们的实时处理效果,分析不同的处理算法结果的准确性和有效性。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
本设计将通过分析各种不同的处理算法,分析算法的效果,并设计一个实时准确度高的基于光纤传感技术的人体生理信号预处理算法。具体的系统组成如图2-1所示,首先通过了解光纤传感技术的原理与方法,设计光纤传感采集系统,实时采集人体的生理信号,包括心跳信号和呼吸信号;本设计的重点即是研究信号处理方法,对采集到的数据进行处理;研究信号的特征提取方法,分析不同的信号处理算法的优缺点;通过matlab分析不同处理算法的处理效果,并选择最好的处理方式对信号进行处理;最后,通过对多组样本的测试,验证整体设计方案的可行性。
2.2 目标
3. 研究计划与安排
1.第1-3周:完成题目调研,完成文献阅读,进行相关资料的搜集,完成文献综述以及开题报告的撰写;
2.第4-7周:进行预处理算法的设计;
3.第8-11周:研究信号的特征提取方法,分析生理信号的特征;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]王润.心电信号的预处理算法分析[j].现代计算机(专业版),2018(07):33-36.
[2]何琳,郭静玉,胡志刚. 生物医学信号处理方法概述[j]. 科技讯,2012,
11(3):250-254
