[发明专利]一种基于虚拟仪器技术的脉搏信号采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及脉搏信号采集方法，尤其是一种基于虚拟仪器技术的脉搏信号采集方法。

背景技术

脉搏信号具有如下具体特点：(1)强干扰下的微弱信号，由于脉搏信号幅度很小，大约是μV到mV的数量级范围。因此，极容易引入干扰，这些干扰有来自50Hz的工频干扰，有来自肌体抖动、精神紧张带来的假象信号等。(2)频率低但能量相对集中的信号，人体的脉搏频率非常低，约为0.5~10Hz，一般情况下为1Hz左右，脉搏信号可看成一个准直流信号，也可看成是一个甚低频交变信号。根据脉搏功率谱能量分析，健康人脉搏能量绝大多数分布于1~5Hz，而病人脉搏在1Hz以下和较高频段(如5Hz以上或10Hz以上)仍有相当一部分的能量分布。(3)复杂且易变的随机信号，脉搏信号因人体生理、病理、心理的不同而不同，又受环境、时间、气候的影响，表现出同一个人在不同的时间、地点有不同的脉象，有时也会有不同的疾病表现出相同的脉象。由于脉搏信号的复杂性和变异性，一方面使得我们较难直接从观测结果中总结信号的特性和规律；另一方面，在有些情况下，有意义的信息恰恰蕴含在变异性之中。本发明的主要任务就是提取脉搏信号并加以处理，并由此分析、推演出所需的信息，供医生准确地诊断疾病。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种基于虚拟仪器技术的脉搏信号采集方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种基于虚拟仪器技术的脉搏信号采集方法，包括步骤如下：

(1)、在测量位置手臂上设置有激励电极E1、激励电极E4、测量电极E2和测量电极E3，激励电极E1和激励电极E4间距离设置为15cm，通过激励电极E1和激励电极E4给人体输入100KHz、0.6mA的载波，此时人体脉搏信号被调制在激励信号中，输出信号为调幅波；

(2)、将此调幅波通过测量电极E2和测量电极E3输入给脉搏信号调理电路，进行模拟解调，滤除高频载波，便可得到脉搏波；

(3)、同时对调理电路中的模拟解调前的采样点进行高速采样，经串口与LabVIEW软件通信，利用软件对信号进行解调、信号处理、特征值提取、波形显示、回归分析操作。

所述的LabVIEW软件通过串口与MCU控制器相连接，采用光耦6N137将计算机的地与MCU控制器的地进行隔离。

本发明有益的效果是：直接从传感器上采集到未经放大的原始信号，可以看见模糊的脉搏信号，但存在大量的干扰，很难分析出脉搏信号的好坏。应用虚拟仪器技术分析生物电信号，能有效降低信号处理的复杂性和困难度，从根本上解决上述问题，使脉搏信号的处理分析变得更加方便和简单。鉴于LabVIEW的强大数字信号处理及数学分析功能，为节省开发时间，提高开发效率，采用LabVIEW编写软件应用程序，开发基于LabVIEW的脉搏信号检测与分析系统。

附图说明

图1为本发明中系统整体框图；

图2是本发明脉搏信号调理电路的电路原理图；

图3是本发明的两种动脉波合成后的脉搏图；

图4是本发明的典型脉搏波图；

图5是本发明的采样后的典型脉搏波图；

图6是本发明的脉搏波采集处理程序流程图；

图7是本发明的神经网络结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

这种基于虚拟仪器技术的脉搏信号采集方法，包括步骤如下：

(1)、在测量位置手臂上设置有激励电极E1、激励电极E4、测量电极E2和测量电极E3，激励电极E1和激励电极E4间距离设置为15cm，通过激励电极E1和激励电极E4给人体输入100KHz、0.6mA的载波，在此高频信号的激励下，人体等效阻抗约为200欧姆左右，此时人体脉搏信号被调制在激励信号中，输出信号为调幅波；

(2)、相对于脉搏信号而言，载波信号的振荡频率为高频信号，将此调幅波通过测量电极E2和测量电极E3输入给脉搏信号调理电路，进行模拟解调，滤除高频载波，便可得到脉搏波；

(3)、同时对调理电路中的模拟解调前的采样点进行高速采样，经串口与LabVIEW软件通信，利用软件对信号进行解调、信号处理、特征值提取、波形显示、回归分析操作。