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呼吸频率是呼吸系统的重要参数,也是衡量人体心肺功能的好坏以及人体与外界间气体交换功能是否正常的重要指标之一。目前的呼吸频率检测方法主要有呼吸气体流量法、胸阻抗法和压力传感器测量法等,由于光电容积脉搏波(Photoplethysmography,PPG)中存在与呼吸相关的信号成分,且光电容积脉搏波的检测具有操作简便、无创性、性能稳定、安全可靠、低成本等诸多优点。从容积脉搏波中提取出呼吸信号对于研制临床和家庭用的呼吸监护设备都很有积极作用。本文的主要研究工作有:选用HKG-07B红外脉搏传感器采集指端容积脉搏波信号,模拟信号经过硬件电路的预处理后通过AD转换成数字信号,采用数字信号处理方法对PPG信号进行分析处理。同时选用压电式呼吸传感器同步采集实际的呼吸信号作为对比。研究了非平稳信号常见的分析处理方法,通过对比几种方法的优缺点最后选出本文的分析方法—小波变换(Wavelet)和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)两种分析方法。其中小波变换选用了离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)和连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)两种方式,针对经验模态分解法容易出现模态混叠的现象,本文还采用了经验模态分解的改进方法——整体平均经验模态分解法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD);在对光电容积脉搏波信号分析之前,首先仿真了一个多分量的平稳信号,利用上述几种方法对此仿真信号进行分解,分解结果表明,这四种方法都可以将多分量平稳信号有效地按频率分量进行分解。然后利用这四种方法对光电容积脉搏波信号进行分析处理。通过对光电容积脉搏波信号进行分析处理,成功地提取出了呼吸信号,并对提取结果进行了对比和相关性分析。分析结果表明,基于整体平均经验模态分解的提取效果最好,与原始呼吸信号存在很好的相关性。由于连续小波变换的提取波形中混入了谐波信号,导致连续小波变换提取的信号功率谱与原始呼吸信号的功率谱相关性不如离散小波变换的相关性,但是从波形上看,连续小波变换提取的效果要比经验模态分解法和离散小波变换提取的效果要好。