脉搏测量

基于labview的脉搏监测分析系统 初步设计方案

姓名 李昕 学号 09022211 指导老师 曾正军 专业 测控技术与仪器 学院 核工程技术学院

1、脉搏信号形成机理

血液在心血管组成的循环系统中按照一定的方向周而复始的流动，称为血液循环，其动力来源与心脏，心脏通过做有秩序的收缩和舒张活动，使血液源源不断地从心脏射入动脉，心脏每收缩一次，动脉内的压力就发生一次周期性的波动，这种周期性的压力变化引起动脉血管发生波动，称为脉搏。脉搏可以沿着动脉管壁向外周血管传播，这种空间上传播的波动称为脉搏波。

2、关于系统

利用HKG-07B红外脉搏传感器\\光电脉搏传感器或HK-2000系列集成化脉搏传感器通过脉搏跳动来采集信号，通过VISA与串行接口仪器通信，用Labview做核心处理部分，实时显示出脉搏信号波形，并将数据进行分析和处理，得到人体脉搏跳动的幅值和频率。

信号处理 传感器

A\\D转换 LABVIEW VISA 显示

采用HKG-07B红外脉搏传感器\\光电脉搏传感器或HK-2000系列集成化脉搏传感器通过脉搏的跳动采集信号。当脉搏跳动时，压电陶瓷片便会产生相应的信号，经串口与LabVIEW通信，利用软件对信号进行解调、信号处理、特征值提取、波形显示、回归分析等操作

3、VISA配置串口

labVIEW通过VISA与串行接口仪器通信。VISA是应用于仪器编程的标准I/O应用程序接口（API），它本身并不具有仪器编程能力，而是为用户提供了一套的可方便调用的标准I/O底层函数。 4、信号处理

通过串口接收到的数据，对调幅波进行同步解调，为尽可能不失真的还原波形，采用最大平坦型巴特沃斯滤波器进行滤波处理，利用峰值检测、微分处理等方法提取波形特征信息，通过波形实时显示模块进行显示，此模块中还可以显示心率，并且当心率不在正常范围时报警提示，可以选择将该波形数据存储，进行后续处理分析。在人体情绪上有波动或肢体上的微小动作会对信号产生较大影响，需要待被测试者进入身心平静状态后测量才比较准确。

系统应用的最终目的是进行人体试验，采集数据到一定数量时，在结果分析模块内，可选择自变量、因变量（主波强度、重搏波强度、主波与重搏波强度比、上升沿斜率）以及自变量的个数。本设计中首先读入测试数据，通过数学库中“删除超出区间数”工具剔除异常数据，根据需要配置 “曲线拟合”面板，即可对拟合

曲线进行显示，并给出回归系数，建立回归方程。通过积累一定量数据之后，总结各种因素对脉搏信号影响规律，研究正常人与高血压患者之间的波形差异，以及不同程度病情的高血压患者波形演变规律。 5、关于传感器

有两个传感器可以选择

（1）HK-2000B集成化脉搏传感器

该产品采用高度集成化工艺将力敏元件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路电路集成在传感器内。 压电式原理采集信号，模拟信号输出，输出完整的脉搏波电压信号，该产品主要应用于无创心血管功能检测、妊高征检测、中医脉象诊断等

（2）HKIG-07B红外脉搏传感器

HKIG-07B红外脉搏传感器是一款利用红外光透射手指指尖部位，输出反应血管末稍血容积变化的脉搏传感器。输出电压形式的模拟信号。传感器内部包含了放大、滤波等电路。方便用户使用，榀广泛应用于种类脉搏波采集系统。 由于环境温度对人体血流动情况有较大影响，在冬天与夏天差别很大，所以该传感器的输出幅度也随气温的变化差异较大，冬天输出幅度在峰峰值0.1-0.3V，夏

天在0.6-1.5V

 供电电压 5VDC  电流约15ｍA

 光电接收灵敏度 0.62A/W



（3）HK-2000C集成化数字脉搏传感器

HK-2000C集成化数字脉搏传感器是在HK-2000B的基础上增加了程控放大电路、基线调整电路、A/D转换电路、串行通信电路，方便用户集成及二次开发使用。压电式原理采集信号，数字信号输出，直接通过USB或串口输出脉搏波波形数据。在电脑上运行我们附送的演示程序可以直观的在电脑屏幕上显示脉搏波形并可以对波形的幅值、频率、基线等进行调整。该产品可应用于脉率检测、无创心血管功能检测、妊高征检测、中医脉象诊断等。

（4）HKG-07C红外脉搏传感器\\光电脉搏传感器

HKG-07C红外脉搏传感器通过红外线检测手指指尖血容积变化，输出脉搏波的数字信号，通过USB口与PC机或其它智能终端产品连接。本产品附有驱动程序、演示程序、通信协议等，可进行二次开发。广泛应用于基于PC机的脉搏波分析系统。

HKG-07C红外脉搏传感器的结构分为红外指夹探头和采集模块两个部分，标准USB接口，电源为USB供电，数据格式为二进制8位数据。