基于FPGA的人体心率测量系统的研究与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

健康是人类共同的话题，近年来，生活质量的提高使人们对健康医疗水平的要求日益变高，日常健康保健及疾病的预防越来越受到人们的重视。生活节奏的不断加快，使得人们的各方面压力不断增加，个人健康问题也随之而来。《中国心血管病报告2018》指出，目前心血管病死亡占城乡居民总死亡原因的首位，农村为45.01%，城市为42.61%。近些年，我国心血管病死亡率增长趋势明显，死于心血管病的人数在不断增加。推算心血管病现患人数29亿，心血管病死亡率居首位，高于肿瘤与其他疾病。近年来，随着社会生活节奏加快，受到生活、工作压力和不健康生活方式的影响，心血管类疾病的患病率呈现低龄化趋势。根据现有的医疗技术手段，大部分心血管类疾病往往无法根治，病人需长期服药，而且突发性的病情加重通常伴随着其他并发症，需要通过手术挽救患者生命，这类治疗的费用相对高昂风险也大。心血管病实际上是一种可防可治的疾病，日常对心脏相关生理参数检测，发现异常及时就医，就能很好的抑制病情发展，甚至避免死亡的风险。

心率是人体极为重要的生理参数之一，人每一次脉搏的搏动，都代表一次有效的心脏跳动，每分钟心脏跳动的次数即为心率。正常成年人心率平均在75bpm，波动范围60bpm~240bpm。心率可因性别、年龄及其它生理和心理情况而不同。心率的快慢可以反映人体机体运血的状况。对心率的实时检测可以帮助人们随时了解自己的身体状况。心率对心血管疾病的检测、预防和对控制心血管疾病的发病率等有重要应用。^[1]随着人体吸收氧气和呼出二氧化碳的变化，个体的心率也是变化的，例如在睡觉和运动环境下心率是不一样的。在运动员训练时对其心率进行检测，可以最大限度的提高运动员的训练效率、发挥最大的潜力以及保障运动员的身体健康。在刑侦手段如测谎中心率也有重要应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

本文主要是研究在fpga平台上建立基于光学传感器的心率检测系统。用普通光学发射器接收器实现心率检测的研究。由于血液成分的变化反应了心脏的跳动信息，如果能够提取出这些变化信息，则可以得到心率信息。提取信号采用了光电容积脉搏波成像技术采集的方法，其次对采集的容积脉搏波信号滤波处理，心率估计，获得心率值。并分析影响容积脉搏波信号的因素。

2.2 设计的目标

3. 研究计划与安排

第1周—第1周 搜集资料，文献翻译； 英文资料翻译

第2周—第2周撰写文献综述；

第3周—第3周撰写开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]subha t d, reshma v d. a study ofnon-invasive heart rate monitoring system by using fpga[j]. materials today:proceedings, 2017, 4(2): 4228-4238

[2]马俊领, 王成, 李章俊, 基于ppg的心率和呼吸频率的测量研究[j]. 光学技术, 2011, 037(003):309-312.

[3]赵飞帆, 方路平, 陈仕骁. 基于人脸视频测量脉搏方法的初步研究[j]. 生物医学工程学杂志, 2012(5):876-879.

[4]张列亮,朱娟,徐磊.光电容积脉搏波临床应用研究进展[j].临床麻醉学杂志,2013,29(11):1132-1134.