非接触式呼吸与心率信号采集系统

• 作者: 刘丽兰 王丽荣 赵也明 郭健 郭宇 陈晓禾 陈雨行 韦阳
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 非接触式 心率检测 呼吸率检测 Bland-Altman分析
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 生命科学仪器
• 页码范围: 1354-1361
• 页数: 8页
• 分类号: TP212
• 字数: 3980字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20192706.1354

摘要

为实现卧床病员生命状态的无感实时监测,设计了一种非接触式呼吸率与心率监测系统.首先,根据心脏射血收缩过程的力学特性,选择灵敏度高、稳定性好的压电陶瓷传感器采集心冲击力学信号.对信号进行去噪,滤波放大等处理,通过数字化采集得到心冲击图(Ballistocardiogram,BCG).其次,通过对心冲击图进行平滑滤波提取呼吸信号,利用快速傅氏变换(FFT)获取呼吸信号频率.采用带通滤波器去除BCG信号的呼吸包络以及高频干扰,获取BCG信号的单位时间J波波峰数,推算出心率值.最后,为验证系统的准确性与一致性,与BIOPAC采集的呼吸及心电图(Electrocardiogram,ECG)信号进行比对,结果表明本系统呼吸误差率小于4.5％,心率误差率小于9.7％.通过Bland-Altman分析,表明监测系统的心率测算准确度与BIOPAC具有较好的一致性.