非接触式呼吸与心率信号采集系统

作者：郭健; 陈雨行; 王丽荣; 韦阳; 郭宇; 赵也明; 刘丽兰; 陈晓禾^*

来源：光学精密工程, 2019, 27(06): 1354-1361.

• 非接触式
• 心率检测
• 呼吸率检测
• Bland-Altman分析

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BlandAltman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。

• 单位
  上海大学; 自动化学院; 苏州大学; 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所