基于LabVIEW的脈搏信號檢測與分析系統(tǒng)

　　圖4 波形實時顯示模塊界面

　　LabVIEW的數(shù)學(xué)庫及信號處理庫中提供了各種數(shù)學(xué)處理、信號分析工具(如圖5)，能夠完成復(fù)雜的數(shù)值分析、數(shù)學(xué)計算及信號處理等功能，用戶可以自定義各種復(fù)雜的算法，而傳統(tǒng)儀器不具有這樣的特性，針對性不強(qiáng)，并且開發(fā)傳統(tǒng)儀器的周期及成本較高，虛擬儀器可自定義的特點(diǎn)很好的解決上述存在的問題。

　　回歸分析是處理變量之間相關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)工具,它可以幫助人們從一組實驗數(shù)據(jù)出發(fā),分析變量間存在什么樣的關(guān)系,進(jìn)而建立這些變量間的回歸方程。系統(tǒng)應(yīng)用的最終目的是進(jìn)行人體試驗，采集數(shù)據(jù)到一定數(shù)量時，在結(jié)果分析模塊內(nèi)(如圖6)，可選擇自變量、因變量(主波強(qiáng)度、重搏波強(qiáng)度、主波與重搏波強(qiáng)度比、上升沿斜率)以及自變量的個數(shù)。本設(shè)計中首先讀入測試數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)庫中“刪除超出區(qū)間數(shù)”工具剔除異常數(shù)據(jù)，根據(jù)需要配置 “曲線擬合”面板，即可對擬合曲線進(jìn)行顯示，并給出回歸系數(shù)，建立回歸方程。通過積累一定量數(shù)據(jù)之后，總結(jié)各種因素對脈搏信號影響規(guī)律，研究正常人與高血壓患者之間的波形差異，以及不同程度病情的高血壓患者波形演變規(guī)律。

　　圖5數(shù)學(xué)及信號處理庫

　　圖6結(jié)果分析模塊界面

　　系統(tǒng)工作流程

　　使用本系統(tǒng)進(jìn)行脈搏信號測量需進(jìn)行如下步驟：

　　1. 選擇好測量位置，佩帶電極。

　　2. 輸入個人信息，配置串口。

　　3. 啟動電源，被測試者應(yīng)當(dāng)盡量保持靜止，波形穩(wěn)定后可進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作。

　　結(jié)論

　　以自行設(shè)計的脈搏信號采集裝置為基礎(chǔ)，應(yīng)用虛擬儀器作為開發(fā)平臺，該平臺具有可自定義、編程簡單直觀、易于理解等特點(diǎn)。并且LabVIEW 是專門針對數(shù)據(jù)采集、儀器控制、信號分析和數(shù)據(jù)處理等任務(wù),提供了豐富完善的功能圖標(biāo),用戶只需直接調(diào)用,進(jìn)行接口處理即可，無需編寫大量代碼，極大地節(jié)省開發(fā)時間，降低開發(fā)及維護(hù)成本。應(yīng)用此平臺開發(fā)出了完善可靠的檢測分析軟件，成功實現(xiàn)了脈搏信號提取及顯示，并具有回歸分析等功能，為后續(xù)的科研及教學(xué)工作提供了良好的基礎(chǔ)。

　　系統(tǒng)的應(yīng)用完善是長期的過程，總結(jié)潛在規(guī)律是建立在大量人體實驗基礎(chǔ)上，精確的模型建立需獲取足夠多的數(shù)據(jù)，這是一項長期而艱巨的工作。通過實踐，也定會有更多需要增添或者改進(jìn)的功能，進(jìn)一步的完善整個系統(tǒng)的性能。