基于LabVIEW的脈搏信號檢測與分析系統

圖4 波形實時顯示模塊界面
LabVIEW的數學庫及信號處理庫中提供了各種數學處理、信號分析工具(如圖5),能夠完成復雜的數值分析、數學計算及信號處理等功能,用戶可以自定義各種復雜的算法,而傳統儀器不具有這樣的特性,針對性不強,并且開發傳統儀器的周期及成本較高,虛擬儀器可自定義的特點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關系的數學工具,它可以幫助人們從一組實驗數據出發,分析變量間存在什么樣的關系,進而建立這些變量間的回歸方程。系統應用的最終目的是進行人體試驗,采集數據到一定數量時,在結果分析模塊內(如圖6),可選擇自變量、因變量(主波強度、重搏波強度、主波與重搏波強度比、上升沿斜率)以及自變量的個數。本設計中首先讀入測試數據,通過數學庫中“刪除超出區間數”工具剔除異常數據,根據需要配置 “曲線擬合”面板,即可對擬合曲線進行顯示,并給出回歸系數,建立回歸方程。通過積累一定量數據之后,總結各種因素對脈搏信號影響規律,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律。

圖5數學及信號處理庫

圖6結果分析模塊界面
系統工作流程
使用本系統進行脈搏信號測量需進行如下步驟:
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,被測試者應當盡量保持靜止,波形穩定后可進行數據的操作。
結論
以自行設計的脈搏信號采集裝置為基礎,應用虛擬儀器作為開發平臺,該平臺具有可自定義、編程簡單直觀、易于理解等特點。并且LabVIEW 是專門針對數據采集、儀器控制、信號分析和數據處理等任務,提供了豐富完善的功能圖標,用戶只需直接調用,進行接口處理即可,無需編寫大量代碼,極大地節省開發時間,降低開發及維護成本。應用此平臺開發出了完善可靠的檢測分析軟件,成功實現了脈搏信號提取及顯示,并具有回歸分析等功能,為后續的科研及教學工作提供了良好的基礎。
系統的應用完善是長期的過程,總結潛在規律是建立在大量人體實驗基礎上,精確的模型建立需獲取足夠多的數據,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的功能,進一步的完善整個系統的性能。












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