基于形态滤波的脉搏波信号基线漂移消除方法研究 被引量：20

1

作者 刘艳丽 赵为松 +1 位作者 李海坤 汪方斌 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期525-528,共4页

脉搏中蕴涵着大量的人体生理病理信息,因此分析脉搏信号成为诊断亚健康状态的重要手段。但是由于呼吸运动和身体移位导致了脉搏信号的基线漂移,影响了诊断结果的正确性。针对基线漂移的去除需求,文章提出了一种基于形态学滤波的方法,该... 脉搏中蕴涵着大量的人体生理病理信息,因此分析脉搏信号成为诊断亚健康状态的重要手段。但是由于呼吸运动和身体移位导致了脉搏信号的基线漂移,影响了诊断结果的正确性。针对基线漂移的去除需求,文章提出了一种基于形态学滤波的方法,该方法通过采用2种不同宽度的结构元素,对脉搏波信号进行广义形态开闭和闭开滤波,分离出基线漂移。实验结果表明,该方法能实时有效地滤除基线漂移,处理效果优于传统算法。 展开更多

关键词 脉搏波信号 基线漂移 形态滤波 结构元素

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EEMD在同时消除脉搏血氧检测中脉搏波信号高频噪声和基线漂移中的应用 被引量：21

2

作者 韩庆阳 王晓东 +1 位作者 李丙玉 周鹏骥 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1384-1388,共5页

人体血氧饱和度是基于脉搏波信号测量得到的,然而在脉搏波信号采集的过程中存在着由人体呼吸和仪器本身热噪声等带来的基线漂移和高频噪声,影响人体血氧饱和度的测量精度。因此,该文提出一种总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mo... 人体血氧饱和度是基于脉搏波信号测量得到的,然而在脉搏波信号采集的过程中存在着由人体呼吸和仪器本身热噪声等带来的基线漂移和高频噪声,影响人体血氧饱和度的测量精度。因此,该文提出一种总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)与基于排列熵(Permutation Entropy,PE)的信号随机性检测相结合的方法,同时消除基线漂移和高频噪声。对脉搏波信号进行EEMD分解,计算分解到得到的内在模式分量的排列熵,选取阈值,分别判断并剔除代表高频噪声和基线漂移的内在模式分量。最后信号重构就得到同时消除高频噪声和基线漂移的脉搏波信号。通过自行研制的测量装置所采集的脉搏波信号进行实验验证,利用信号的频谱和交直流比R评价效果。结果表明:该方法有效地同时消除了脉搏波信号中的高频噪声和基线漂移,这将有利于人体血氧饱和度测量精度的提高。 展开更多

关键词 脉搏波信号 人体血氧饱和度 高频噪声 基线漂移 总体平均经验模态分解 排列熵

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人体血氧饱和度检测中消除脉搏波信号高频噪声的方法 被引量：13

3

作者 李庆波 韩庆阳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2523-2527,共5页

基于光电容积脉搏波的方法可以用于人体血氧饱和度的无创检测,基于光电容积脉搏波测量时,由于信号采集过程中随机噪声等干扰,脉搏波信号中存在高频噪声,影响最终的血氧饱和度测量精度。提出采用基于连续均方误差(CMSE)准则的经验模态分... 基于光电容积脉搏波的方法可以用于人体血氧饱和度的无创检测,基于光电容积脉搏波测量时,由于信号采集过程中随机噪声等干扰,脉搏波信号中存在高频噪声,影响最终的血氧饱和度测量精度。提出采用基于连续均方误差(CMSE)准则的经验模态分解(EMD)法消除脉搏波信号中的高频噪声。利用自行研制的光电容积脉搏波采集装置采集脉搏波信号,应用该方法消除信号中高频噪声,并采用信号的频谱进行效果评价。结果表明:该方法有效消除了高频噪声,这将有利于人体血氧饱和度无创检测精度的提高。 展开更多

关键词 脉搏波信号 高频噪声 经验模态分解 连续均方误差

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脉搏波信号分析方法的研究进展 被引量：6

4

作者 李向东 乐建威 王新图 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2009年第B10期29-33,共5页

脉搏波蕴含着丰富的人体生理和病理信息,历来都受到中外医学界的重视,现已成为中西医共同的研究热点。本文从目前较为主流的几种分析处理脉搏波信号的方法出发,分析了每种方法对脉搏波信息提取和利用的现状,提出了应对脉搏波进行更为深... 脉搏波蕴含着丰富的人体生理和病理信息,历来都受到中外医学界的重视,现已成为中西医共同的研究热点。本文从目前较为主流的几种分析处理脉搏波信号的方法出发,分析了每种方法对脉搏波信息提取和利用的现状,提出了应对脉搏波进行更为深入的研究,从而为医学脉搏信号诊断系统的设计和脉诊的临床应用提供科学的依据。 展开更多

关键词 脉搏波信号 信号除噪 特征提取 分析方法

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脉搏波信号的血压提取算法研究 被引量：3

5

作者 赵德康 张永建 路开放 《现代电子技术》 2021年第6期12-15,共4页

心脑血管疾病对人类健康构成的威胁日益严重,现有的血压监测设备操作繁琐,体积大且检测血压的稳定性较差。为解决上述问题,提出一种以年龄和脉搏波传导时间为参数的多参数血压检测算法。该算法使用巴特沃斯消除原始信号中的噪声,然后通... 心脑血管疾病对人类健康构成的威胁日益严重,现有的血压监测设备操作繁琐,体积大且检测血压的稳定性较差。为解决上述问题,提出一种以年龄和脉搏波传导时间为参数的多参数血压检测算法。该算法使用巴特沃斯消除原始信号中的噪声,然后通过回归分析建立血压与脉搏传播时间和年龄的数学模型,最后通过模型计算提取血压。经验证此模型计算得到的收缩压和舒张压的误差都符合美国医疗仪器促进协会制定的标准,表明了此算法的可行性。 展开更多

关键词 血压检测 血压提取 脉搏波信号 信号处理 血压预测模型 回归分析

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基于心电与光电容积脉搏波特征层融合的身份识别方法 被引量：5

6

作者 肖剑 李思卓 +2 位作者 董威 李清华 胡芳 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期3010-3017,共8页

针对单模态的心电信号(ECG)或光电容积脉搏波信号(PPG)识别技术中存在的精度不高,未考虑类内相关性等问题,该文提出基于判别相关分析法(DCA)对ECG与PPG组合特征矩阵进行特征层融合以及对K-最近邻(KNN)和支持向量机(SVM)分类器在决策层... 针对单模态的心电信号(ECG)或光电容积脉搏波信号(PPG)识别技术中存在的精度不高,未考虑类内相关性等问题,该文提出基于判别相关分析法(DCA)对ECG与PPG组合特征矩阵进行特征层融合以及对K-最近邻(KNN)和支持向量机(SVM)分类器在决策层融合的识别方法。实验结果表明,使用融合特征(ECG-PPG)与融合分类器(KNN-SVM)的方法对23名受试者进行分类识别的准确率可以达到98.2%,识别精度在常规环境下优于单模态识别。为多模生物特征身份识别提供了一种有效模型。 展开更多

关键词 心电信号 光电容积脉搏波信号 多生物特征识别 特征融合 判别相关分析

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脉搏信号和主成分分析在亚健康状态识别中的应用 被引量：7

7

作者 任亚莉 张爱华 孔令杰 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第3期200-202,206,共4页

为了评估亚健康状态,提出一种基于脉搏信号的亚健康状态识别新方法。用小波变换对脉搏信号消噪处理,再用功率谱、近似熵、小波熵估计提取特征量,对提取的特征量进行主成分分析,最后用改进的线性判别式分析法分类识别,主成分识别率达100... 为了评估亚健康状态,提出一种基于脉搏信号的亚健康状态识别新方法。用小波变换对脉搏信号消噪处理,再用功率谱、近似熵、小波熵估计提取特征量,对提取的特征量进行主成分分析,最后用改进的线性判别式分析法分类识别,主成分识别率达100%。该方法计算简单,稳定性好,识别率高,对亚健康状态的评估有一定的可行性。 展开更多

关键词 亚健康状态 脉搏信号小波变换 主成分分析 线性判别式分析

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基于蝙蝠算法-随机森林分类算法和脉搏波的精神疲劳检测算法 被引量：13

8

作者 杨如民 雷倩 余成波 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第4期1495-1501,共7页

针对精神疲劳易诱发多种慢性病甚至癌症但却难以精准量化评估的问题,提出了一种基于BA-RFC的光电容积脉搏波信号(photoplethysmographic,PPG)人体精神疲劳检测方法。首先,以高校学生为测试对象,根据其精神疲劳状态进行分组,用PPG仪器测... 针对精神疲劳易诱发多种慢性病甚至癌症但却难以精准量化评估的问题,提出了一种基于BA-RFC的光电容积脉搏波信号(photoplethysmographic,PPG)人体精神疲劳检测方法。首先,以高校学生为测试对象,根据其精神疲劳状态进行分组,用PPG仪器测量受试者的脉搏波信号,建立元数据库。接着以蝙蝠算法(bat algorithm,BA)和随机森林分类算法(random forest classification,RFC)相结合的疲劳检测模型,对元数据进行处理。使用蝙蝠算法,通过迭代,获取并优选决策树和分类特性等参数,然后把最优决策树和分类特征参数应用到随机森林分类算法中,进行决策即识别疲劳状态。仿真结果表明:BA-RFC算法能筛选出与疲劳相关性较高的特征,利用筛选后的特征进行疲劳识别,既优化了参数,又降低了维度灾难,提高了疲劳检测精度。把识别准确率从93.3%提高到96.7%。 展开更多

关键词 精神疲劳 脉搏波信号 特征选择 蝙蝠算法(BA) 随机森林(RFC) 检测精度

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便携式血氧信号检测装置设计 被引量：10

9

作者 黎圣峰 庞宇 +1 位作者 高小鹏 黄俊骁 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第3期110-112,119,共4页

实现动态环境下血氧饱和度的实时连续检测,研制了一种基于透射式检测原理的血氧饱和度监测装置。采用透射式光频转换器采集人体光电容积脉搏波,低功耗处理芯片MSP430为主控芯片,获取的脉搏波信号经过程序处理之后,通过蓝牙模块无线发送... 实现动态环境下血氧饱和度的实时连续检测,研制了一种基于透射式检测原理的血氧饱和度监测装置。采用透射式光频转换器采集人体光电容积脉搏波,低功耗处理芯片MSP430为主控芯片,获取的脉搏波信号经过程序处理之后,通过蓝牙模块无线发送到终端设备。在动态环境下脉搏波信号存在多种干扰,利用了脉搏波信号的上下包络线信息,采用邻值代替法去除奇异点,低通滤波去除高频干扰,形态学滤波去除基线漂移和运动伪差干扰。该装置具有成本低、功耗低、易操作等特点,实验结果表明:所得到的血氧饱和度具有较好精度,能够动态实时地监测。 展开更多

关键词 便携 脉搏波信号 血氧饱和度 极值 包络线

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基于指端容积血流脉动波形特征的量化分析在新兵应激反应评估中的应用 被引量：2

10

作者 肖利军 罗晓民 +2 位作者 李松涛 骆利 苗丹民 《解放军医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期991-994,共4页

目的探讨采用指端容积血流脉动波形(PPG)描记信号量化分析技术评估新兵应激状态的可行性。方法分层随机抽取58名新兵作为测试对象,采用HC2180-D指夹式无创血流参数检测系统的增强型解决方案,以负性情绪图片作为刺激材料,从被试者经图片... 目的探讨采用指端容积血流脉动波形(PPG)描记信号量化分析技术评估新兵应激状态的可行性。方法分层随机抽取58名新兵作为测试对象,采用HC2180-D指夹式无创血流参数检测系统的增强型解决方案,以负性情绪图片作为刺激材料,从被试者经图片刺激前后的PPG描记信号中提取特征参数作为量化和比较研究的生物信息,以简明心境量表测试作为效标,记录相关试验数据。结果作为从PPG信号中提取的特征参数和生物学标记,回缩充盈分数(CDF)与血管回缩期面积重心纵坐标(Y2)值在被试受到负性情绪图片刺激后明显升高(P<0.05),而中性图片刺激后产生的变化无统计学意义(P>0.05);CDF、Y2均与简明心境量表中的紧张、抑郁、愤怒呈中度正相关(P<0.05),与疲乏、迷惑呈低度正相关(P<0.05),与活力呈中度负相关(P<0.05)。结论从指端采集的脉动波形图中提取的特征参数和生物学标记具有很高的敏感性和可操作性,可用于新兵应激状态的量化评估。 展开更多

关键词 应激 指端容积血流脉搏波描记信号 生物学标记 军事人员

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利用近红外光谱检测多层组织血氧饱和度的研究 被引量：10

11

作者 高博 魏蔚 +1 位作者 龚敏 王丽 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2922-2925,共4页

利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态,是一种极富研究和应用前景的检测技术,在临床检测中被广泛应用。但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息,在使用中具有局限性,信号的可信度也存在质疑。该文提出了一种采用反射... 利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态,是一种极富研究和应用前景的检测技术,在临床检测中被广泛应用。但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息,在使用中具有局限性,信号的可信度也存在质疑。该文提出了一种采用反射式脉搏血氧饱和度检测技术检测生物多层组织氧合状况的新方法,该方法通过调节入射光强以适应解剖学中生物组织多层结构的检测。应用该方法针对手指结构的实验结果表明,随着入射光强的改变,反映血氧饱和状态的光电脉搏波信号有显著变化。结合手指解剖学分析表明,光电脉搏波信号的变化与手指的多层面组织结构相对应,反映不同层面血氧饱和状态。这一特点表明,通过此法可以针对生物组织的多层结构进行测量。 展开更多

关键词 多层组织 光电脉搏波信号 血氧饱和度 近红外光谱

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基于蚁群聚类算法的动脉硬化无创检测 被引量：1

12

作者 张丽娜 周润景 +2 位作者 武佩 刘美玲 张珏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第7期235-241,共7页

动脉硬化无创检测对于预防心血管事件具有重要意义。然而,基于心电信号或脉搏波信号的单一特征源的无创动脉硬化检测无法全面反映心血管动脉硬化事件。为了提高动脉硬化无创检测识别精度,提出了基于心电信号、脉搏波信号的多源数据无创... 动脉硬化无创检测对于预防心血管事件具有重要意义。然而,基于心电信号或脉搏波信号的单一特征源的无创动脉硬化检测无法全面反映心血管动脉硬化事件。为了提高动脉硬化无创检测识别精度,提出了基于心电信号、脉搏波信号的多源数据无创动脉硬化识别方法,构建了具有变异特性的蚁群聚类算法,对提取的40组临床心电、脉搏波信号的特征值向量进行监督分类。通过对系统测试结果与专家分类结果对比分析,表明该方法提高了单一特征源的动脉硬化识别率,是一种有效的动脉硬化无创识别方法。 展开更多

关键词 心电信号 脉搏波信号 动脉硬化 蚁群算法 无创检测

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适用监护场景的体征参数测量系统设计 被引量：4

13

作者 庞宇 周兴悦 陈亚军 《现代电子技术》 北大核心 2020年第24期55-59,共5页

随着越来越多的人将目光转移到对疾病的早期预防和诊断上面来,单一的体征参数测量已经不能满足人们日常监护的需求,以此为背景,设计一种多体征参数测量系统。该系统以单片机STM32为控制核心,利用MAX30102血氧传感器采集人体光电容积脉搏... 随着越来越多的人将目光转移到对疾病的早期预防和诊断上面来,单一的体征参数测量已经不能满足人们日常监护的需求,以此为背景,设计一种多体征参数测量系统。该系统以单片机STM32为控制核心,利用MAX30102血氧传感器采集人体光电容积脉搏波,同时对脉搏波信号进行特征提取,检测血氧饱和度和心率。血压测量基于示波法原理,采用高斯拟合和变幅度系数法求取舒张压和收缩压。经过对实验者的测试,证明该系统测量的血氧饱和度检测误差在±3%以内,心率检测最大误差±6次/min,血压精度符合ANSI/AAMI标准,满足日常使用需求。 展开更多

关键词 体征参数测量 脉搏波信号 特征提取 血压测量 系统测试 系统设计

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基于手机内置多传感器的瞬时心率估计 被引量：3

14

作者 李相泽 蒲宝明 +2 位作者 杨东升 于旭蕾 王帅 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期730-735,共6页

针对仅使用智能手机摄像头提取脉搏信号很难进行瞬时心率估计的问题,本文提出一种融合摄像头传感器与加速度传感器的瞬时心率估计方法(instantaneous heart rate estimation,IHRE)。该方法通过手机摄像头采集人体体表光电容积脉搏波信号... 针对仅使用智能手机摄像头提取脉搏信号很难进行瞬时心率估计的问题,本文提出一种融合摄像头传感器与加速度传感器的瞬时心率估计方法(instantaneous heart rate estimation,IHRE)。该方法通过手机摄像头采集人体体表光电容积脉搏波信号(photoplethysmography,PPG),通过手机内置的加速度传感器计算人体腹部呼吸信号。将呼吸信号作为载波信号,采用变频复解调方法(variable frequency complex demodulation,VFCDM)解调PPG信号,得到瞬时心率信号。实验结果表明:以传统ECG方法为基准,IHRE方法比传统短时自相关方法(short-term autocorrelation,STA)有效率误差降低14.3%,而准确率提高11.5%。因此,IHRE方法可以在Android智能手机上实现有效和准确地的瞬时心率估计。 展开更多

关键词 安卓摄像头传感器 加速度传感器 脉搏波信号 呼吸波信号 瞬时心率估计 智能手机

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苏州纳米所研发新型可穿戴离子型无源力学传感器取得新进展

15

作者 新型 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期195-195,共1页

随着可穿戴设备的爆发式发展,与其密切联系的可穿戴传感技术也迅速发展。目前研究较多的柔性力学传感器主要为电阻型和电容型,它们不易检测出不同方向的力学变形,不利于复杂多维运动的监测。日前,中科院苏州纳米所陈韦研究团队发展了基... 随着可穿戴设备的爆发式发展,与其密切联系的可穿戴传感技术也迅速发展。目前研究较多的柔性力学传感器主要为电阻型和电容型,它们不易检测出不同方向的力学变形,不利于复杂多维运动的监测。日前,中科院苏州纳米所陈韦研究团队发展了基于离子压电效应的可穿戴离子型无源力学传感器,并且实现了对于人体多尺度多维活动的实时监测。相关成果发布于《微尺度》。这种离子型传感器以贵金属材料或者石墨烯材料作为电极材料,以离子液体作为电解质。 展开更多

关键词 微尺度 传感技术 贵金属材料 团队发展 石墨烯 电容型 力学变形 电阻型 外部电源 脉搏波信号

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一种高效的PPG压缩感知重构算法 被引量：1

16

作者 康如婷 赵曙光 刘浩 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第14期131-134,共4页

首先阐述了压缩感知(CS)的理论框架,然后分析了光电容积脉搏波(PPG)信号的稀疏性,最后提出了基于CS理论PPG信号的压缩重构框架。基于此框架采用正交匹配追踪算法和改进的正交匹配追踪算法对已压缩的信号进行重构,实验结果表明,PPG信号... 首先阐述了压缩感知(CS)的理论框架,然后分析了光电容积脉搏波(PPG)信号的稀疏性,最后提出了基于CS理论PPG信号的压缩重构框架。基于此框架采用正交匹配追踪算法和改进的正交匹配追踪算法对已压缩的信号进行重构,实验结果表明,PPG信号长度的选取、压缩比的大小以及观测个数的多少都对重构性能有重要影响。 展开更多

关键词 压缩感知 稀疏性 正交匹配追踪 光电容积脉搏波(PPG)信号

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有限空间作业人员生理状态监测设备研制 被引量：6

17

作者 徐一菲 金龙哲 +1 位作者 魏祎璇 于露 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期82-89,共8页

为监测有限空间作业人员异常生理状况,进而保障有限空间作业安全与作业人员生命健康,在分析手腕处6个测量位置信号质量的基础上,获得最佳信号采集位置,并结合事故成因,从光电容积脉搏波(PPG)信号中提取心率、脉搏周期、振幅等生理参数... 为监测有限空间作业人员异常生理状况,进而保障有限空间作业安全与作业人员生命健康,在分析手腕处6个测量位置信号质量的基础上,获得最佳信号采集位置,并结合事故成因,从光电容积脉搏波(PPG)信号中提取心率、脉搏周期、振幅等生理参数作为评价指标,研制一款针对有限空间特殊作业人群的手腕处脉动生理信息监测设备;并进行系统稳定性测试。研究结果表明:手腕内侧中心位置为信号最佳采集位置;在有限空间运动状态下设备性能良好;研制的设备可以实现人员生理状态的实时无创监测与预警。 展开更多

关键词 有限空间 作业人员 生理状态 监测设备 采集位置 光电容积脉搏波(PPG)信号

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