基于小波分析的光电容积脉搏波血氧饱和度检测算法研究

本研究论文聚焦于"基于脉搏波的血氧饱和度检测算法"，作者张彬，专业背景为生物医学工程，师从赵守国，目标是解决光电容积脉搏波信号中的噪声问题以及测量血氧饱和度的挑战。脉搏波信号作为人体循环系统的重要指标，蕴含着血压、血流、血氧含量等关键生理信息，其应用领域不断扩展，不仅限于循环系统，还涉及呼吸系统中的参数检测。 论文首先从理论出发，深入分析了光电容积脉搏波信号的特性，特别是其随心脏搏动的光强变化规律。通过研究，论文着重探讨了如何有效消除基线漂移和噪声，这在信号处理中至关重要。小波分析技术在此被广泛应用，因为它能将不同频率成分分离，有助于信号滤波和特征提取。作者引入了阈值去噪法和小波变换模极大值去噪法，进一步改进了后者，结果显示改进的小波变换模极大值方法在噪声抑制方面表现出色。 在信号处理的核心环节，论文利用小波变换模极大值和形态学运算的结合，精确提取脉搏波信号的特征参数，如极大值和极小值，即使在复杂环境下也能确保信号检测的准确性。这些参数与血氧饱和度的定义紧密相关，论文通过计算这些特征参数来估计血氧饱和度。 为了验证方法的有效性，研究者将论文提出的算法与Nellcor-N595等专业设备的测量结果进行了对比，结果显示算法达到了预期的性能。然而，作者并未止步于此，论文还提出了后续设计和研究的方向，旨在进一步优化系统并提升检测精度。 这篇论文围绕光电容积脉搏波信号的噪声抑制、特征提取以及血氧饱和度的无创测量，展示了小波分析技术在生物医学工程领域的实际应用价值，对于脉搏波信号处理和健康监测有着重要的理论和实践意义。