基于经验模态分解和形态滤波的血压测量研究

甘永进，莫 沛，陈时东，郑金存，*，蒋曲博

(1. 玉林师范学院 电子与通信工程学院，广西 玉林 537000；2. 广西科技大学鹿山学院 电气与计算机工程系，广西 柳州 545000；3. 桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院，广西 桂林 541004)

0 引言

目前，示波型电子血压计是市场的主流[1]。然而因心率异常导致振荡波不规则以及血管形变恢复需要一定时间，示波型电子血压计无法实现连续测量每搏血压的变化[2]，而连续血压测量在家庭保健和临床诊断中意义重大。通过光电容积脉搏波(Photoplethysmography,PPG)完成对每个心动周期血压值的检测，为实现血压的无创连续测量提供一定的参考价值。但是PPG信号容易受到采集系统带来的白噪声、工频干扰[3]以及由肌电干扰等因素引起的基线漂移等噪声的干扰，对后续血压测量的精度带来影响。

为实现由PPG信号达到连续精准地测量血压的目的，本文通过TI系列AFE44X0芯片结合反射式传感器DCM03设计光电容积脉搏波采集系统，设计经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)结合形态学滤波的方法对原始PPG信号进行自适应滤波以及基线去除工作，对滤波后的PPG信号进行二次微分得到加速脉搏波，采用Adaboost算法对加速脉搏波进行分类，对分类后的加速脉搏波进行PPG信号传导时间(Pulse Wave Transit Time， PWTT)的提取，最后建立不同的血压测量模型。

1 光电容积脉搏波去噪算法

1.1 EMD去噪

经验模态分解由数据时间尺度特征来进行信号分解以得到一系列的本征模函数(Intrinsic Mode Function，IMF)，其表征信号的不同振荡模式，包含不同时间尺度[4-5]信号局部特征。……