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首页坐立两用心冲击信号检测系统:高精度设计与98.2%检测准确性
本文档探讨的是"坐立两便式心冲击信号检测系统设计与实现"的研究,发表于2012年的《东北大学学报(自然科学版)》第33卷第6期。作者王春武、王旭、龙哲和张柯欣来自东北大学中荷生物医学与信息工程学院,他们设计了一种创新的心脏健康监测设备。该系统的核心技术包括高精度A/D转换芯片TM7708,它确保了信号采集的精确度;利用程控比例放大和数字滤波技术,系统能够有效地增强和清理球状冲击心电信号(BCG),这是心脏机械活动的一种反映。 小波分析技术在本研究中发挥了关键作用,通过这种技术,可以有效地去除噪声,提取出BCG信号的特征波形。这一过程对于确保心率检测的准确性至关重要。通过使用Visual Basic (VB)软件编程,系统实现了自动心率检测功能,使得检测过程更为便捷。 作者们进行了实际应用验证,采集了30例心冲击信号,并将其与同步采集的单通道心电信号进行比较。实验结果显示,两种信号的节律保持一致,心率检测的准确率高达98.2%,这强有力地证实了系统的有效性和可靠性。系统设计为便携式,让用户在日常生活中,无论是坐着还是站立,都能方便地进行心脏机械活动的实时监测。 此外,这个系统不仅便于个人自我监控,也为后续的心脏和呼吸信号的提取和分析提供了基础数据,可能在健康管理、运动生理学或临床研究中具有广泛的应用前景。关键词包括心冲击信号、心电信号、心率检测、小波分析以及坐立两便式设计,这些都反映出研究的焦点和目标领域。整个研究遵循严格的科学方法论和工程技术标准,体现了对心血管健康监测技术的深入探索。
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第
33
卷第
6
期
2012
年
6
月
东北大学学报(自然科学版)
Journal of Northeastern University(Natural Science)
坐立两便式心冲击信号
检测系统设计与实现
王春武,王旭,龙哲,张柯欣
(东北大学中荷生物医学与信息工程学院.辽宁沈阳
110819)
Vo
1.
33 ,
No.6
Jun.
2012
摘
要:设计并实现了一种坐立两便式心冲击
(BCG)
信号检测系统.该系统采用高精度
AID
转换芯片
丁
M7708
、程控比例放大和数字滤
i
皮技术实现了
HCG
信号检测.采用小波分析技术对信号进行消噪处理,以提
取特征
i
皮形.并通过
VB
软件编程实现心率自动检测.采集
30
例心冲击信号,与同步采集的单通道心电信号
进行对比.结果表明,两种信号的节律一致,心率检测准确率达
98.2%
,验证了系统的正确性.该系统便携式
的设计方便受试者随时对心脏机械活动进行监视
L
也为后续心脏和呼吸信号提取和分析提供了可靠依据.
关
键词:心冲击信号;心电信号;心率检测;小
i
皮分析;坐立两便式
中图分类号:
TP
274
文献标志码
:A
文章编号:
1005-3026
(2012)
06-0786-05
Design
and
Development
of
a Sitting
and
Standing
Dual-Purpose
Style Ballistocardiography Signal Detecting System
W
ANG
Ch
un-wu
、
WANGXu
、
LONGZ
怡
,
ZHANG Ke-xín
(Sin
命Du
tch
Biomedical
and
Infomlatiün
Engin
巳
enng
Sc h
∞
1 ,
Northcastem University ,
Shenyang
110819
,
China
Corresponding
author:
WANG
Chun-wu
,
E-mail:
wang-chunwu@163.com)
Abstract: A
sitting
and standing dual-purpose ballistocardiography
(BCG)
signal detecting
system
was
put
forward and
implemented.
The
high-precision AID converter chip
TM7708
,
the
program-controlled scaling amplification technology and
the
digital filtering technology
to
detect
BCG
signals were adopted in
the
system.
By
using
wavelet
analysis
for
the
noise elimination ,
the
characteristic
wavefoml
was
extracted
, and at last ,
the
heart rate can be detected automatically
through
VB
software programming.
The
system
was
tested
by
using
30
healthy
people
as
samples.
These
BCG
signals
were
compared
with
the
日
ingle-channel
electrocardiosignal acquired
synchronously.
The
results
showed
that
the
two
kinds
of
signals
were
synchronous.
The
accuracy
of
the
heart rate detection
was
about
98.2
%.
It verifies
the
feasibility
of
the
developed
system.
The
portable
system
can automatically detect
the
BCG signals
of
the
subjects at
any
time
,
which
will provide a reference for
the
extraction and analysis
of
heart and respiratory signals.
Key
words: ballistocardiography signal; electrocardiosignal; heart rate detecting; wavelet
analysis;
sitting
and standing
dual-purpo
飞
e
style
心冲击信号(
ballistocardiography ,
BCG)
是一
种记录心脏机械活动的方法,能够反映出心血管
系统和呼吸系统的工作状况.以往采用与身体直
接接触的贴肤式
BCG
检测方法
[1
刀,存在检测不
方便、成本较高等缺点,尤其对于特殊人群,如佩
戴存在心理负担、皮肤大面积创伤等患者更不宜
收稿日期:
2011
- 1 1 -
26
基金项目.国家自然科学基金资助项目
(50
-1
77015).
采用.针对这种情况,有学者提出非接触式检测,
如
Inan
等设计了基于人体秤的
BCG
测量装
置
[3]
,能够实现
BCG
信号的站姿检测;王旭等设
计特制座椅实现了
BCG
信号的坐姿检测[-I
J
这些
方法都只能实现单一的"站姿"或"坐姿"检测,并
且使用的分立元件较多,引人噪声较大.导致后续
作者简介:王春武
(1978-
),男.吉林四平人‘东北大学博士研究生,吉林师范大学讲师:王
旭(
1956
一),男.辽宁沈阳人,东北大
学教授,博士生导师.
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