基于多参数分析的无创动脉硬化检测系统的研制

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随着中国社会高速发展,国民的生活状态产生很大的改变,造成动脉硬化为主要原因的心血管疾病快速增长,给目前的国家和居民增添了沉重经济负担[1]。应对动脉硬化最好的方式就是前期的检测与预防,分为有创和无创两种检测方式,在很大程度上实现了对动脉硬化所带来的心血管疾病的提前防御[2]。一般的有创检测较为精准,但对人体有伤害,而无创检测分为直接检测和间接检测两种,直接检测费用昂贵,间接检测中的设备使用繁琐,且没有连续测量功能。目前我国在动脉硬化领域研究较晚,所以相关检测器材较少,促使对动脉硬化的研究成为国内生物医学领域较为重要的课题[3]。因此,本文提出研制一款多参数无创的动脉硬化检测装置。本文通过调研,并依据实验室已有的相关技术研制了一款多参数的无创动脉硬化检测装置及应用系统,具备脉搏、心电和血压的同步检测及动脉硬化评测参数的计算功能。主要工作包括硬件平台的搭建,软件设计和相关动脉硬化参数的自动计算等。硬件部分主要是对脉搏、心电和血压信号的采集及主控板对于信号采集与传输的控制,主控板CPU选用STM32F427VGT6;软件部分主要实现了底层驱动软件设计、PC机软件设计和动脉硬化数据库设计。底层驱动软件设计主要完成了各个硬件子模块的驱动、信号采集以及对数据信号进行打包传输,PC机软件有对数据的接收、存储和显示等功能,数据库的设计主要对患者信息的统计,计算数值的增加、删除、查找、修改等功能,算法部分主要完成对信号的滤波处理、去除基线漂移、特征点识别、新参数的计算和软件上自动计算分析等功能。此外,本文完成了对软、硬件系统功能测试和系统验证,经过测试硬件系统各模块的供电电压误差均小于5%,软件在长时间工作时也非常稳定,测试结果均符合设计要求。然后是系统数据验证:一:对本系统的稳定性验证,分别选取20名青年与20名老年重复测量脉搏波的传导速度,计算其标准差验证稳定性。另外根据脉搏波传导速度在人体不同年龄层次的数值不同,选取青年人、中青年人和中老年人三组不同年龄层的人群,测量出他们的传导速度变化规律符合人体内正常发展规律,证明了系统的稳定性;二:通过本系统采集的数据与所选用的对照设备进行对比,计算出的p值都大于0.05,证明本系统与选取对照设备没有明显差异,说明本系统的可靠性。再根据采集到的数据计算出的踝臂指数、脉压差和新的特征参数,分析它们与人体动脉硬化和其所导致的一些疾病的关系,为动脉硬化的临床诊断提供了有效参考[4]。同时在论文的最后是提出了本系统的不足和改进方向,以及对于动脉硬化检测系统的未来展望。
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