基于LabVIEW的脉搏信号检测系统

　　1引言

　　脉搏是常见的生理现象,是心脏和血管状态等重要信息的外在反应。人体内五脏六腑的任何病理变化都会引起动脉血压力、流量及流速等生理状态的变化,这些变化会影响脉搏波的传播特性(脉位深浅、脉力强弱、脉率快慢、脉道宽窄、脉动均匀等),并在浅表动脉(桡动脉、颈动脉)处已表现出来,从而能被人感知和被仪器测出。中医脉诊经过两千多年的实践,积累了丰富的临床经验,已经发展成为一门具有卓越独特诊断技巧的“中医脉学”,在国际上越来越受到重视。然而由于种种原因,中医脉象的分辨标准仍停留在主观上,因此,中医脉诊的客观化成为现代中医研究的一个重要方面。

　　脉搏信号检测是脉象研究必不可少的工具。它将脉搏波搏动的轨迹即脉象图客观、准确、实时地描绘出来,为脉诊的客观化、定量化和标准化研究提供了科学依据。目前,将虚拟仪器技术应用于脉象采集分析是其发展的一个重要研究方向。虚拟仪器技术是仪器技术、测量技术和计算机等技术深层次结合的产物。它将测试仪器硬件软件化,通过修改软件来改动测试仪器的功能,测试仪器的性能、成本、开发周期、难度等都取决于软件,使得测试仪器的研发趋于实用化、简单化。

　　LabVIEW是由美国NI公司开发的、优秀的图形化编程开发平台,是Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench的简称,即实验室虚拟仪器工程开发平台,是目前应用范围最广、功能最为强大的虚拟仪器开发平台本文提出的基于LabVIEW的脉搏信号检测系统能够实现脉搏波的采集、显示、存储、波形回放、脉率分析等功能,为脉象分析奠定基础,具有广阔的应用前景。

　　2系统设计

　　系统由上、下位机组成。下位机由单片机系统进行数据采集、信号调理。上位机(PC 机)基于虚拟仪器图形编程软件Lab-VIEW7.1编制软件程序,实现脉搏信号的数据读取,信号显示、信号数字滤波、脉率计算及报警等功能。上、下位机通过串口-232通信。系统框图如下所示:

　　2.1传感器选取

　　PVDF压电薄膜具有优良的柔软性、压电和热释电性,具有高韧度、高灵敏度、低声阻抗、容易固定在复杂的表面、价格便宜、频带宽等特点,有很好的时间和温度稳定性。许多特性接近人类皮肤的特性,因此选择它作为脉搏传感器的敏感元件,提取的脉搏信号更真实。

　　本系统选择合肥华科电子技术研究所研制开发的基于PVDF压电膜的HK-2000B型集成化脉搏传感器。它是一种无创伤脉搏传感器。它将力敏元件、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内。其主要有灵敏度高、抗干扰性能强、过载能力大、一致性好,性能稳定可靠,使用寿命长等特点。