一种脉搏呼吸频率提取系统的设计与实现

目的设计一种以绿光发光二极管（LED）为光源、反射式测量方式测量的脉搏信号采集系统,以此光电脉搏信号提取不同呼吸状态下人体呼吸频率信息。方法选择16例健康受试者,年龄22-33岁,身高155-178 cm,体质量49-85 kg。进行对照试验来验证系统性能,分别采集受试者呼吸过慢、自然呼吸、呼吸过速3种状态下脉搏信号并提取呼吸频率信息,利用热敏电阻同步采集人体鼻腔呼吸信号作为参考呼吸信号。结果脉搏呼吸频率提取系统测量范围为7-34次/分,最大测量误差为2次/分,平均测量误差为0.14次/分。两种方法获得的呼吸频率3种呼吸状态下平均误差为0.12次/分、0.18次/分、0.48次/分,3种呼吸状态下的平均误差率分别为0.78%、1.87%、1.48%。结论脉搏呼吸频率提取系统可以完成3种状态下呼吸频率提取,且与参考呼吸频率具有良好的一致性,可以成为现有呼吸频率监测方法的一种补充。