心冲击信号用于无接触心率检测的研究

"心冲击心率检测：基于心冲击信号(Ballistocardiogram, BCG)的心率监测技术及其算法研究" 心冲击信号（BCG）是一种非侵入性的心脏监测方法，它源于心脏搏动及血液在大动脉中的流动导致的身体对外压力或体表位移变化。这种信号可以提供关于心脏力学特性的信息，且在采集过程中不会给被监测者带来任何不适。BCG监测的优势在于其无接触性，使得长期连续监测成为可能，尤其适用于那些需要持续心脏健康监控的患者。 在《清华大学学报(自然科学版)》2017年第57卷第7期的一篇论文中，研究人员张先文、张丽岩、丁力超、魏荣荣、王婕和唐劲天探讨了一种基于BCG的心率检测技术。他们设计并实现了结合BCG和心电信号(ECG)的采集设备，采用PVDF（聚偏氟乙烯）压电薄膜作为传感器来捕获BCG信号。这种设备允许同时收集两种不同类型的心脏信号，以便进行比较和分析。 论文中提出了一种自适应模板匹配算法，用于从BCG信号中提取心动周期，从而实时计算心率。通过对比24名健康成年人的BCG和ECG数据，研究人员评估了这种方法的性能。结果显示，BCG和ECG在心率检测上的表现没有显著差异，表明BCG可以作为一种有效的心率监测手段。自适应模板匹配算法在查准率和查全率上分别达到了99.77%和99.56%，显示了高精度和可靠性。 此外，论文还强调了该算法的关键点，即能够适应不同个体的心动周期变化，这是确保心率检测准确性和鲁棒性的重要因素。这项研究不仅提供了BCG在心率监测领域的潜力，还为未来开发更先进、更智能的心脏健康监测系统奠定了基础。 关键词：心冲击信号(BCG)；心率检测；模板匹配；非接触式监测；压电薄膜；自适应算法 中图分类号：R331 文献标志码：A 文章编号：1000G0054(2017) 总结来说，这篇论文揭示了BCG在无创性心率监测中的应用，以及利用自适应模板匹配算法处理BCG信号的高效性，对于提升心脏健康监测技术具有重要意义。这种技术的发展有助于心脏病预防和治疗，特别是在远程医疗和可穿戴健康设备领域，有望带来更加个性化和便捷的心脏健康服务。