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心阻抗检测及其信号分析方法研究

赵越  
【摘要】:随着社会的快速发展、生活节奏生活方式的改变、人口老龄化现象的加剧,心血管疾病成为人类健康的最大威胁。如今,心血管类疾病严重影响了人们的生活质量,面对心血管疾病高发的情况,全面评价心功能、对心血管疾病做出前瞻性预警有着十分重要的现实意义。 心阻抗法(Impedance Cardiogram, ICG)是一种评价心血管功能的无创性方法,心阻抗信号作为一项心脏功能评估参数,它从血流动力学方面评价心功能,对心血管疾病诊查具有重要的研究意义和临床价值。但是心阻抗信号微弱,易受呼吸等干扰,制约了该技术的临床应用。本文基于心阻抗信号的特点,提出了一种心阻抗和心电信号同步采集和处理的方法。首先基于四电极法搭建采集心阻抗并配合同步采集心电信号的采集系统。其次对胸腔阻抗信号进行噪声和频谱分析,然后基于小波变换设计了心阻抗提取方法,从胸腔混合阻抗中提取心阻抗信号,并结合心电信号标校,获取心阻抗一阶微分信号特征点,完成心功能参数的计算。针对肺部对胸腔阻抗信号的影响,本文设计了自然呼吸、屏息状态、呼吸率10次/分、呼吸率6次/分四种呼吸状态,采集32位受试者在四种呼吸状态下的胸腔阻抗信号及同步心电信号,总计256组数据。结果表明胸腔阻抗信号完全符合实验方案的设定,验证了信号采集方法的可靠性;心功能参数处于正常范围内,验证了心阻抗信号提取、特征点提取算法的准确性。本研究验证了该系统用于准确、客观、全面地分析心功能的可行性,也为利用该系统进行进一步样本扩大实验和研究奠定基础。


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