脉搏信号的特征点提取方法研究

脉冲信号特征点提取方法研究摘褥子脉搏是身体表面可触摸的动脉搏动，信号特性对心血管疾病的研究非常重要。临床上，我们经常分析其波形的变化，对患者心血管疾病进行初步诊断。也表明脉搏信号在心血管生理学及病理学研究中占有重要地位。使用MATLAB软件工具实现的阈值方法是目前弱信号特征提取比较常见、代码比较简单的算法，但是该原始方法有缺陷，分析结果也容易发生大偏差。因此，本文采用了可以进一步改进脉冲信号特征点提取的差分阈值方法，改进了现有的阈值算法。关键词：脉冲信号；萃取图征；差异阈值法；MATLAB软件ABSTRACTpulse is the arterial pulse touched on surface，It has indivinsable meaning to reasoner cardio vascular disease。clinically weoften have a preliminary diagnos of patients withadio vascular disease a Cc ording to analysing the change of wave form morphology。this is enough to prove that pulse signal plays an important role in the research ofcardiovascular Physology and pathology。and threshold method based on MATLAB is an usual kind of algorithm that has the relatively simple code in field of weak sigal Feature extraction recenterthis method can further improve the pulse signalfeature extraction。key Words:Pulse signal；Feature extractionDifference threshold algorithmMATLAB列表一、简介11.1研究背景11.2脉冲信号基本2二、脉冲信号提取的原因和方法42.1脉冲信号提取原因42.2脉冲信号提取方法4三、脉冲信号的特征值63.1脉冲信号特征点63.2 K值7四、脉冲信号特征值提取算法94.1数据源9特征值9提取的4.2阈值法4.2.1绘制脉搏波94.2.2设置动态阈值104.2.3特征值提取10五、总结和展望135.1汇总135.2展望13参考文献14审计16附录17一、简介1.1研究背景和重要性各国学者们对亚健康状态的问题进行了更广泛、更深入的研究，现在亚健康状态是身体没有明确的疾病，但活力下降、适应能力下降的一种“生理状态”现象，被称为健康与疾病之间的中间状态、第三种状态、临界状态、灰色状态或病前状态。中医药在中国有着悠久的历史，已经很久以前就建立了学术体系，主要研究人体生理和医疗记录、疾病的预防、诊断、治疗，实证了我国古代人民与疾病斗争的经验和丰富的理论知识，由古代朴素的唯物主义和自发的辨证逐步形成。从中医的四进制(王、元、元、问、切)中切，从脉搏信号中获取人的健康状态，医生切病人的动脉，通过右食物、中、无名指区分病人左边英寸、关羽、尺骨、肝脏、脉搏的速度、节奏、强度、位置基于脉搏波能及时应对人体疾病的特性，我们期待从脉搏波的振幅和波形的变化中提取各种生理和病态信息，无论是中医还是心血管疾病检查。脉搏波具有这些特性的原因是，从生理角度来看，脉搏波从心脏传播到动脉系统的过程中，由于波的分散，血液和血管壁对脉搏波粘度的抵抗作用，周围反射波的叠加，动脉管壁弹性系数的变化等因素，包含了脉搏波丰富的心血管关系的各种信息，是最直接表达人体活动的最快速反应，其波形特性的变化是评价人体心血管关系的生理和病理状态的重要依据。随着各国学者对亚健康状态进行更广泛、更深入的研究，现在亚健康状态不是身体明显的疾病，而是一种具有活力、减少、适应能力差的“生理状态”现象，也称为健康与疾病之间的中间状态、第三状态、临界状态、灰色状态或病前状态。早在公元前7世纪，对人类解剖学的理解还不成熟，我们的祖先通过经验总结了独特的诊断方法 TCM脉诊，随着脉搏波动，器官的气血发生变化，器官的病变，血管发生变化，对脉搏有反应。这个发现和整理应用对当时的人来说是惊人的，今天我们更是惊人。脉搏诊断广泛应用于医学的各个领域，医生可以根据脉搏变化测量身体健康状况，推断病源，为处方提供依据。但是中医的脉都依靠多年的经验积累，存在主观商人，有时容易出错。客观地采集人体脉搏信号，最终发送到主机电脑进行分析，研究在人的判断中尽量减少主观失误，为医学病理诊断提供了更安全可靠的依据。但是只要用手指得到脉搏诊断信息，就会存在医生个人的主观认识。双手脉搏的优点1994J。现代中西医结合杂志，1994年第4期。2。王洪北，博彦岭。关于产业健康状态含义的中医杂志。2006，28 (5) 333630-313 Murray WB，foster pa . the peripheral pulse wave information over looked j-clin-mont，1996，12(5)33363664 lingy.w，Peter c . frequency distribution of humanpulse spectra，IEEE trans.bme.1985，32(3)3360545-24455王洪北，博彦岭。中医脉诊对了解产业健康状况的意义。湖北中医药杂志。2006，28 (5) 333630-316北京：中国中医科学院中医基础理论研究所，在江西，邹世杰，脉象信号中医特色临床诊断方法的理论研究7黄志平，基于脉搏信号的人体生理参数提取研究，罗志昌，微循环容积脉搏血流特征信息研究，哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士论文8赵恩俭。中医诊断学Ml。天津：天津科技出版社，1990:18-26。9 Luo zhichang。成贵信。友军，背部。与人类脉搏波波形参数和生理参数相关的理论和实践研究j。北京工业大学学报，1908.14 (2) 333622-29。10 pabel k，Lawrence j m . granulation semanic w EB onto lo-giesc/2006 IEEE international conference on granulation11北京：中国中医科学院中医基础理论研究所，江西，邹世杰，脉象信号中医特色临床诊断方法的理论研究12基于张蔚波、志淑敏、杜里、频域分析的脉冲信号研究，山东建筑大学学报，2010，4号13王兵和、郭宏夏、杨勇、人类脉冲系统传递函数模型的参数估计和脉搏波仿真，计算机工程和应用，2004、83336993-19514唐明吉、李凯、马苏铁、脉搏波信号时域特征提取和算法的研究，计算机与现代化，2010、4阶段15朱宏标准，基于小波变换的脉冲信号特征提取，电子测量技术，2009，9号16 ge哲学，沙威。小波分析理论和Matlab R2007实现M。北京：电子产业出站，20073336923-280。17罗志昌、程贵信、吴桥荣等。人脉搏波波形参数与生理参数关系的理论和实验研究J。北京工业大学，1988年02号。18元涛。压力脉搏波对心血管疾病的诊断J。燕山大学 2013.【19】罗志昌、张松、扬子斌等，关于脉搏波波形特征信息的研究，北京工业大学学报，1996，1号，22卷以20为底昌，张松。脉搏波的工程分析和临床应用，北京：科学出版社，2006333694-5021 Luo zhichang、Zhang song、yang Wenming。脉搏波波形特性信息研究J。北京22基于杨林、张松、杨益民、罗志昌、费兴补谷点的脉搏波波形特征分析，北京生物医学工程报，2008，3号27卷，23行洪延、许瑞卿、王长松、基于经验模式分解的脉冲信号特性研究，仪器日志，2009，30号：596-60224张爱华、王业泰、措施月、视力疲劳对脉搏信号的影响，中国工业医学杂志，2010，23号：166-16925章peiyon，Wang Huiyan，a framework for automatic time-domain character istic parameters extraction of human pulse signal26郭正玉、何林、景爱华、阈值法在脉搏信号特征提取中的应用，河南科技大学学报(医学版)，2011，29卷，1号。因此，脉搏诊断的科学化和现代化，成为人们迫切希望的目标。目前传感器和计算机处理技术趋于成熟，国内外脉冲信号研究主要有脉冲信号检测和采集、脉冲信号处理和特征提取两个方面。脉搏信号是人体生理参数中重要和重要的参数之一，具有丰富的人体病理和生理信息，具有十分重要的生理和临床诊断参考价值。但是，脉搏信号是包含噪声低频的微弱信号，随机性强，频率低，易受检测系统内部噪音和外部刺激(环境、温度)的影响，因此，必须对噪声消除滤波器、放大等检测到的脉搏信号进行一系列预处理，才能获得高精度、无失真的脉搏波信号，从而为医学分析研究提供准确有效的脉搏数据源。20世纪以来，电子技术和计算机技术的发展。人们可以快速提取人类脉搏信号，对各种显示做出视觉反应。特别是人体脉搏测量仪的出现。极大地促进了医学的发展，对人类健康做出了极大的贡献。人们可以通过观察和分析人体脉搏波波形，更快、更准确地诊断各种疾病。目前。虽然开发了多种脉搏测量仪，但对脉搏测量仪的进一步研究仍在继续升温。我认为设计一个简单、实用、准确的脉搏信号采集系统是非常必要和实用的。本论文设计的人体脉冲信号提取系统参考国内外先进的信号采集系统进行进一步开发，优化的脉冲信号提取系统具有很强的实用性。总之，当今世界，从事心血管疾病防治工作的人研究脉搏信号，研究获取重要信息的方法，发现了存在的巨大潜力和无限的发展前景。这些都在等我们探索和发现。1.2脉搏简介脉是指浅表动脉的搏动，由于心脏节律收缩和松弛，主动脉中体积和压力发生变化，导致动脉管壁发生振动。正常人的脉搏和心跳一致。脉搏频率受年龄和性别的影响，婴儿每分钟120-140次，孩子每分钟90-100次，学龄儿童每分钟80-90次，成人平均每分钟70-80次，范围为每分钟60-100次左右，很正常。另外，运动和情绪激动会加快脉搏，休息和睡眠会减慢脉搏。临床上有很多疾病。特别是心脏病会改变脉搏。脉搏的形成取决于两个基本条件：心脏的收缩和动脉壁的扩张和弹性。心脏有收缩和松弛，所以动脉压上升；动脉壁的弹性很高，因此动脉压力上升的同时还原和扩张同时进行，以波的形式迅速传播到各支动脉，从而产生了我们意义深远的“脉搏”，以一定的周期继续这样的收缩和松弛，生命得以存活。根据中医理论。心脏有节奏地收缩和放松，动脉壁相应地出现扩张和收缩，在浅表动脉中称为搏动，简单地称为脉搏。脉搏是有关心脏和血管状态等重要信息的外侧反映，人体某一系统的状态变化会影响脉搏系统。也就是说，这种变化将以某种方式出现在脉搏中，医生根据触觉和压力掌握人体脉搏频率、节奏、深度、强弱等，可以知道人体特定生理系统的功能是好是坏。脉搏测量可以在手腕或