智能服裝中光纖光柵傳感器心音信號(hào)處理算法的研究.pdf

1、智能服裝是電子信息、材料、紡織學(xué)科及其它相關(guān)學(xué)科結(jié)合與交叉的產(chǎn)物，能實(shí)現(xiàn)人體生理參數(shù)的檢測(cè)、顯示、傳輸、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能，具有隨身攜帶、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。心音信號(hào)的檢測(cè)是心臟及血管系統(tǒng)疾病診斷的重要手段，因此研究心音檢測(cè)功能的智能服裝具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文對(duì)具有心音檢測(cè)功能的智能服裝中光纖光柵傳感器心音信號(hào)處理算法進(jìn)行了研究。在分析了光纖光柵傳感器采集的心音信號(hào)特征的基礎(chǔ)上，提出了基于光纖光柵傳感器的心音信號(hào)預(yù)

2、處理算法和分析算法。預(yù)處理算法是利用希爾伯特黃變換的總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EEMD)將心音信號(hào)分解為12階模態(tài)分量，對(duì)每一階分量進(jìn)行譜分析，判斷心音信號(hào)包含在哪些階分量中，將包含心音成分的各階分量利用軟閾值函數(shù)進(jìn)行閾值處理后對(duì)各階模態(tài)分量求和得到純凈的心音信號(hào)，該算法具有適應(yīng)性強(qiáng)、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。心音信號(hào)分析算法是利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)直線結(jié)構(gòu)元素對(duì)調(diào)理的心音信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)提取，再對(duì)信號(hào)包絡(luò)進(jìn)行分段處理、段內(nèi)閾值處理、干擾峰去除后確定信號(hào)的峰值點(diǎn)；利

3、用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)余弦結(jié)構(gòu)元素對(duì)調(diào)理的心音信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)提取，再設(shè)置噪聲水平閾值，結(jié)合檢測(cè)到的峰值點(diǎn)確定第一、二心音的起止點(diǎn)：利用得到的信號(hào)峰值點(diǎn)以及第一、二心音起止點(diǎn)和醫(yī)學(xué)知識(shí)判斷心音信號(hào)參數(shù)是否在正常范圍之內(nèi)，該算法具有易移植、準(zhǔn)確性高、處理速度快的優(yōu)點(diǎn)。利用Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感器的心音信號(hào)預(yù)處理算法和分析算法，對(duì)4例光纖光柵傳感器采集到的心音信號(hào)進(jìn)行處理和分析實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明心音信號(hào)預(yù)處理后的心音特征明顯，且頻率主要集中

4、在20-100HZ的范圍內(nèi)，心音信號(hào)分析得到的參數(shù)與同步采集的心電參數(shù)一致；對(duì)典型的9種心音信號(hào)進(jìn)行處理和分析實(shí)驗(yàn)，得到的參數(shù)與給出典型的參數(shù)一致，驗(yàn)證了心音信號(hào)預(yù)處理算法和分析算法的有效性。將分析算法移植到DSP開發(fā)平臺(tái)上，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果與利用Matlab軟件處理結(jié)果一致，驗(yàn)證了分析算法移植的有效性。本文所提出的算法能夠?qū)π囊粜盘?hào)進(jìn)行預(yù)處理和分析，得到心音信號(hào)的參數(shù)。將其應(yīng)用于智能服裝中，可以對(duì)人體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情，早