运动过程中基于脉搏波的心血管功能评估研究

作     者：张洲 

作者单位：重庆邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王彬;王伟

授予年度：2021年

学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 

主      题：脉搏波 运动平板 相关性分析 心血管功能 

摘      要：脉搏波蕴含着大量人体心血管信息,其波形的每一个拐点都有明确的生理意义,代表心动周期中每个力学过程的转变。当人体在进行负荷运动时,由于细胞耗氧量增加,导致心脏跳动加快、血流速度增加、人体生理参数发生变化,这些变化将直接反应在脉搏波波形当中。本课题通过运动平板实验,研究运动过程中基于脉搏波的相关参数变化情况,结合心血管参数提出了运动过程中基于脉搏波参数的心血管功能评估方法。主要工作如下:1、运动脉搏波参数采集系统的设计。开发采集模块,设计采集程序,对受试者在静息及运动过程中的脉搏波以及其他心血管功能参数进行实时监测。提出了一种基于脉搏波形态特征的特征点识别方法,根据脉搏波谷峰差值对脉搏波的主波进行标记,并根据特征参数定义计算提取其他脉搏波特征参数。本算法在有噪声干扰的情况下性能表现良好,针对公开可用的验证数据集测试,其敏感性和正预测性分别达到了99.88%和99.84%。2、心血管功能参数在运动过程中的相关性分析。利用单因素方差分析单参数均值显著性差异,利用Pearson相关性分析探究运动过程中心血管功能对脉搏波参数的影响情况。通过组内与组间相关性分析结果,确定脉搏波脉率、主波波峰峰值、重搏波波峰峰值、主波上升沿斜率、评价参数K值、体重指数、运动时间、静息血压、到达靶心率时血压这11类生理参数作为表征心血管功能状态的特征量进行统计分析评估心血管功能健康状况。3、运动过程中基于脉搏波的心血管功能评估方法的建立。将确定的评估指标分为功能与形态、血压、脉搏波参数三大类,利用层次分析法对各评估指标进行分层赋权,借助已有的单一指标评估标准与受试者人群一般特征,提出了运动过程中基于脉搏波参数的心血管功能评估方法。综上,本文设计的运动脉搏波参数采集系统与运动过程中基于脉搏波参数的心血管功能评估方法为全民心血管健康检测提供了一种无创、快捷、低成本的评估手段,同时也可以对受试者的运动方案提供参考。