基于脉搏波的无创连续血压监测模型簇研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjran2008
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血压是极其重要的血流参数,血压值的准确实时性对于高血压相关疾病的诊断、防治具有重要意义,但血压易受生理、环境等因素的影响,单次或间歇测量结果差异大。脉搏波中包含丰富的血压信息,且检测方便,无创伤性,适用于血压的无创连续监测。本文利用脉搏波,结合心电信号,提取其波形信息,引入个体特征,基于BP神经网络构建收缩压、舒张压预测模型。在模型构建过程中,使用相关性分析、平均影响值法筛选特征参数,减少冗余;为实现模型的自校正,利用自组织特征映射神对样本数据进行分类,按类别分别构建基于BP网络的血压模型,形成血压监测模型簇,并使用多种群遗传算法对神经网络进行优化,确定其初始权重、初始阈值;最后利用多种群遗传算法进行个性化参数优化,得到最终的个体连续血压监测模型。结果显示,本文模型的预测值与电子血压计实测值具有高度相关性,模型的估计误差满足AAMI标准以及BHS的A级标准,有望应用于长时无创连续血压监测设备当中。
  本文的主要研究工作以及成果有:
  ①为满足本文模型的构建以及验证,设计了实验数据采集方案。为增加血压数据的波动性,在实验中设置了静态与动态实验;在长时血压数据的采集过程中则合理利用了人体血压的波动性。
  ②对于采集到的心电信号、脉搏波信号,本文提出了相应的去噪算法、特征点识别算法。
  ③构建了MPGA-MIV-BP血压监测模型簇,利用相关性分析、平均影响值法对特征参数进行筛选,借助自组织特征映射神经网络对实验样本进行分类,基于BP神经网络构建相对应的模型,形成血压监测模型簇,最后进行个性化参数优化,确定最终的个体血压监测模型。在模型构建过程中,使用多种群遗传算法对网络参数、以及个性化参数进行优化。
  ④评估了MPGA-MIV-BP血压监测模型簇的性能,为保证客观性,基于相同的数据样本还引入了基于PWTT的BP血压估计模型、偏最小二乘回归的血压估计模型作为对比模型。通过对比分析,MPGA-MIV-BP血压监测模型簇在较长时间的血压监测过程中性能良好。
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