基于光電容積脈搏波成像心率檢測技術(shù)的研究.pdf

1、心血管疾病已經(jīng)成為當(dāng)代社會威脅人類健康常見疾病之一，為了能很好的控制發(fā)病率，需要長期監(jiān)控病人心血管類的生理信息。研究表明眾多的心血管生理信息可通過容積血流脈搏波表現(xiàn)出來，然而傳統(tǒng)容積血流脈搏波檢測方法操作復(fù)雜，且檢測中會給人們帶來不方便和不舒適感。這就需要本課題所設(shè)計(jì)的一種簡便測量方法——光電容積脈搏波成像技術(shù)(Photo-Plethysmography imaging，PPGi)檢測容積脈搏波（PPG）信號。所謂PPGI，即通過微型攝

2、像頭作為容積脈搏波的采集設(shè)備，再通過一定的技術(shù)處理獲得生命體征信息。
　　本設(shè)計(jì)使用FPGA平臺開發(fā)，運(yùn)用SOPC的嵌入式技術(shù)流程進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。整個設(shè)計(jì)主要包括三部分，具體工作如下：
　　（1）PPG信號的采集：應(yīng)用CMOS攝像頭捕捉手指指尖皮膚表面圖像，再通過‘流水線’式的圖像處理，獲得RGB格式的彩色圖像，記錄連續(xù)幀圖像中的R、G、B三通道像素，分別組成三個通道的容積脈搏波信號。
　?。?）PPG信號的處理及

3、分析影響PPG信號的因素：運(yùn)用MATLAB對采集的PPG信號進(jìn)行濾波降噪處理并分析光照強(qiáng)度、運(yùn)動偽跡、低灌注情況等對PPG信號的影響。
　?。?）時序和頻域內(nèi)的兩種心率算法：時序上主要通過檢測一定時間的峰值點(diǎn)；頻域上通過FFT的頻譜分析來計(jì)算心率及運(yùn)用FPGA實(shí)現(xiàn)頻域內(nèi)心率計(jì)算方法。最終在MATLAB的驗(yàn)證和FPGA的實(shí)現(xiàn)上都證明了從手指圖像測量出人體心率參數(shù)的可行性。
　　基于PPGi心率檢測技術(shù)是一種低成本、非接觸的檢測