基于双目视觉及血压模拟平台的血压波形测量研究

论文摘要

据《中国心血管病报告2018》概要指出,由心血管病引起我国居民死亡率持续增高,防治心血管病已迫在眉睫。临床研究表明,在心血管病发病初期,某些异常信息就已经蕴涵在动脉血压波形中。如果能够对心动周期内血压波形进行无创精准地检测,从而实现对心血管病的有效预防及诊断。现有的血压测量方法存在检测信息不全等不足,血压模拟平台不适用于研究血管内压力变化引起血管壁三维动态位移的内在机理及两者之间的联系。结合中医切脉思想,本文提出了基于双目视觉及血压模拟平台的血压波形测量方法,用于获取连续血压波形。首先,基于血压形成机制和流体相似理论,研制了血压模拟平台。通过工业注射泵SP1-C1、抽滤瓶、医用硅胶管、模拟血管和模拟血液等设备和材料,构成密闭循环通路的血压模拟平台。借助于伽马密度函数合成模拟血压波形,将任务指令输入于工业注射泵上位控制系统,实现模拟血管内液体压力的精确控制。其次,实现了模拟血管运动信息的获取。通过KY型压力变送器检测模拟血管管内压力信号。研制了柔性薄膜三维动态位移检测装置,获取模拟血管管壁三维动态位移。同时,对检测装置进行了性能分析及可靠性验证。实验结果表明,在静态分析中,检测装置结果误差最大值为4.83%;在动态分析中,检测装置与传感器检测结果均分布在±1.96SD一致性界限内;以标准不确定度作为评价指标,由实验数据可知,该装置检测结果重复性好,检测装置稳定可靠。再次,设计并实现了多信息同步采集系统。为了保证模拟血管内压力波形无创测量方法研究的有效性及准确性,保证用于研究的各组数据之间具有同步性,因此,本文设计了基于LabVIEW平台及数据采集卡USB-4221的多信息同步采集系统,用于控制双目视觉同步采集系统采集模拟血管壁运动图像与压力变送器有创检测管内液体压力的同步进行。同时,针对模拟血管管内压力信号存在随机噪声干扰,设计了切比雪夫滤波器,用于信号实时滤波。最后,基于模拟血管壁三维动态位移获取模拟血压波形。结合多信息同步采集系统同步采集柔性薄膜动态图像与模拟血管管内压力信号,经进一步计算得到标记点的三维动态位移。基于小波变换理论并结合模拟血压波形预测的实际情况,选择Daubechies小波函数作为激励函数,进行模拟血管管内压力值预测。实验结果表明,通过模拟血管标记点三维动态位移预测模拟血管管内压力数值的最低精度为85%。因此,该方法为无创血压波形检测提供了一种新的思路和途径。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王敬阳

导师: 张爱华,林冬梅

关键词: 血压模拟平台,压力波形,视觉测量,多信息同步采集系统,小波神经网络

来源: 兰州理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技,信息科技

专业: 生物学,生物医学工程,计算机软件及计算机应用

单位: 兰州理工大学

分类号: R318;TP391.41

总页数: 79

文件大小: 4503K

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