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基于ARM的血压监护仪的研制

作　者: 李朦曦
导　师: 富容国; 耿晓鸣
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 动态血压示波法高斯拟合嵌入式
分类号: TH776
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本项目“基于ARM的血压监护仪的研制”是为适应医用临床所开展。监测人体动态血压(Ambulatory Blood Pressure, ABP),记录其变化规律以获得大量自律神经活动信息以用于临床诊断。作为临床使用的监护仪,本仪器在研制时从以下几方面考虑：第一,确保系统的稳定性与准确性。这一点是仪器研制的关键和基础；第二,拥有良好的人机交互界面。在系统准确与稳定的基础上,清晰的界面及简单的操作使得用户更易接受我们的产品；第三,仪器的成本及外形设计。成本是生产必须考虑的问题,在保证质量的基础上成本越低越好,小巧的外形更受用户的欢迎。本文首先对现有的国内外无创血压判定方法进行研究和比较,总结各种方法的优缺点,在此基础上提出一种基于高斯拟合、示波法与幅度系数法相结合的血压判定方法,该方法的判定过程是对采样的脉搏波进行峰值提取,然后对峰值点进行去噪处理,再利用高斯曲线拟合峰值点,查找包络线的最大值,所对应的袖带压即为平均压(Mean Artery Pressure, MAP),在幅度系数法舒张压和收缩压归一化值的范围内查找曲线的两个特征点,这两个特征点所对应的袖带压即为人体的舒张压(Diastolic Blood Pressure, DBP)和收缩压(Systolic Blood Pressure, SBP)。其次,以微处理器LPC2132为核心,设计外围电路,包括稳压电源电路、气泵气阀驱动电路、信号处理电路及串口通信电路,编写下位机软件,设计出能广泛使用的血压模块。将模块与PC相连,使得上位机软件能够控制血压模块,并实时稳定准确的显示监护数据。PC界面显示监护数据,历史记录及趋势图,报警日志等信息。PC通过并口连接语音模块,当监护仪检测到监护参数高于限值时,发出相应级别的语音报警。上位机软件使用Visual Basic语言编写,清晰的界面能够让使用者易于操作且更直观的看到监护数据。最后,在进行理论研究及可行性分析之后,针对不同人群对系统进行准确性及重复性测试。实验证明,本文所设计的系统能够准确稳定地实时监测患者血压。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-11
  1.1 血压监测的研究意义  8
  1.2 血压监测的发展概况  8-10
  1.3 本文的主要内容及目标  10-11
    1.3.1 本文目标  10
    1.3.2 本文所做的主要工作  10-11
2 曲线拟合及血压判定方法  11-22
  2.1 血压判定方法  11-15
    2.1.1 幅度系数法  12
    2.1.2 波形特征法  12-14
    2.1.3 系数差分比值法  14-15
    2.1.4 幅度系数法的改进法  15
  2.2 曲线拟合方法  15-19
    2.2.1 最小二乘法拟合  16
    2.2.2 高斯拟合  16
    2.2.3 移动最小二乘法  16-17
    2.2.4 几何拟合法  17-18
    2.2.5 神经网络拟合法  18-19
  2.3 本系统采用的方法  19-22
    2.3.1 本系统采用的血压判定方法  19-20
    2.3.2 本系统的血压判定流程  20-21
    2.3.3 平均动脉压及心率的计算  21-22
3 血压监护仪的硬件  22-31
  3.1 稳压电源电路  22-23
  3.2 气泵及电磁阀驱动电路  23-25
  3.3 压力传感器及信号处理电路  25-26
  3.4 串口通信电路  26-27
  3.5 语音模块电路  27-28
  3.6 MCU外围电路  28-31
4 血压监护仪的软件  31-49
  4.1 下位机软件  31-33
  4.2 串口通信协议  33-35
  4.3 上位机软件  35-49
    4.3.1 MSCOMM控件  35-36
    4.3.2 主程序  36-37
    4.3.3 数据显示模块  37-38
    4.3.4 语音模块  38-39
    4.3.5 报警模块  39-43
    4.3.6 界面设计  43-49
5 性能测试  49-57
  5.1 安全性测试  49-50
    5.1.1 实验条件  49
    5.1.2 实验方法  49
    5.1.3 实验数据  49-50
  5.2 准确性及重复性测试  50-57
    5.2.1 测试对象  50
    5.2.2 测试条件  50
    5.2.3 测试方法  50-51
    5.2.4 数据分析  51-57
6 结束语  57-59
  6.1 总结  57
  6.2 创新点  57
  6.3 展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-62

基于ARM的血压监护仪的研制

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