臺灣博碩士論文加值系統

血管方面的疾病為國人的前十大死亡病因之ㄧ，其死亡的年齡分布主要發生於65到84歲之間，但由於生活環境因素與生活作息不正常等等原因導致因高血壓性疾病而死亡的年齡有下降的趨勢。本研究自製一台量測血壓的裝置，其與傳統血壓計不同處，在於壓力感測器和流量感測器皆為數位式感測器，並利用數位濾波器來取代傳統類比濾波器，同時以動態的收縮壓、舒張壓比值來取代傳統理論的收縮壓、舒張壓比值，結果我們將所得到估測的收縮壓、舒張壓與平均血壓，與聽診器所得到實際收縮壓、舒張壓與平均血壓來做比較，其相關度分別為0.84、0.90、0.88。

In Taiwan, people die in Blood vessel disease have higher ratio, the age distribution of death occurs mainly between 65-84 years, but, due to the living environment factors and abnormal rhythms of life, leading to death Age of hypertensive disease have downward trend. In this study , we made a device of measurement of blood pressure, differences with the traditional sphygmomanometer is the pressure sensor and flow meter sensor are all digital sensors, and use the digital filter to replace the traditional analog filter, , then the dynamic ratio of systolic and diastolic to replace the traditional theory of systolic and diastolic ratio, finally, we use estimate the systolic, diastolic and mean blood pressure to comparison with the stethoscope actual systolic, diastolic and mean blood pressure, relevance were 0.84,0.90,0.88.

博、碩士倫文授權書 I
論文口試委員審定書(中文) II
論文口試委員審定書(英文) III
中文摘要 IV
ABSTRACT V
致謝 VI
目錄 VII
圖目錄 X
表目錄 XIV
第一章 緒論 1
1.1研究背景與目的 1
1.2相關文獻回顧 3
1.3論文架構 5
第二章 系統架構 6
2.1 系統硬體架構 6
2.1.1 微控制器 7
2.1.3 充、洩氣電路 7
2.1.3 數位流量感測器 8
2.1.4 數位壓力感測器 9
2.2系統程式架構 10
第三章 萃取參數方法 12
3.1 臂帶模型建構 12
3.2 數位濾波器 12
3.2.1 BUTTERWORTH高通濾波器 14
3.2.2 BUTTERWORTH低通濾波器 14
3.3 壓振波的波峰判斷與平滑處理 15
3.4 平均血壓定位分析方法 20
3.5 壓振波的平滑處理 22
3.6 收縮壓、舒張壓分析方法 29
第四章 實驗設計與結果 36
4.1 實驗設計 36
4.2 裝置實體圖 37
4.3 血壓參數統計分析 38
第五章 討論與結論 47
參考文獻 52

圖目錄
圖2-1 系統架構圖....................................................................................6
圖2-2 MSP430 F5438 電路圖..............................................................7
圖2-3 加壓馬達實體圖............................................................................8
圖2-4 線性磁閥實體圖............................................................................8
圖2-5 數位流量感測器實體圖................................................................9
圖2-6 數位壓力感測器實體圖..............................................................10
圖2-7 系統程式架構圖..........................................................................11
圖3-1 臂帶模型......................................................................................12
圖3-2 臂帶順應性..................................................................................12
圖3-3 臂帶壓力經由類比電路濾波器所得到的波形..........................13
圖3-4 數位濾波器架構..........................................................................13
圖3-5 洩氣時臂帶壓力的變化..............................................................13
圖3-6 臂帶壓力經由數位濾波所萃取出的波形..................................14
圖3-7 高通濾波器是以MatLab 模擬所得的頻率響應圖...................14
圖3-8 低通濾波器是以MatLab 模擬所得的頻率響應圖...................15
圖3-9 數位濾波器暫態效應..................................................................16
圖3-10 數位濾波暫態效應處理流程圖.................................................16
圖3-11 四種類型的實例說明................................................................18
圖3-12 波峰偵測流程圖........................................................................19
圖3-13 波峰偵測結果............................................................................20
圖3-14 最大三個波峰位置....................................................................20
圖3-16 四種類型的平均血壓說明........................................................22
圖3-17 平均血壓位置點前、後波峰判斷流程圖................................23
圖3-18 平均血壓位置點前的包絡跡平滑處理第一階段處理流程圖25
圖3-19 平均血壓位置點前的包絡跡平滑處理第二階段處理流程圖26
圖3-20 平均血壓位置點後的包絡跡平滑處理第一階段處理流程圖27
圖3-21 平均血壓位置點後的包絡跡平滑處理第二階段處理流程圖28
圖3-22 整個波峰包絡跡平滑處理的結果............................................29
圖3-23 20 mmHg、30 mmHg、40 mmHg 的位置...............................30
圖3-24 聽診器所得比值與20 mmHg 所花費時間的相關度為0.59 .31
圖3-25 聽診器所得比值與30 mmHg 所花費時間的相關度為0.61 .31
圖3-26 聽診器所得比值與40 mmHg 所花費時間的相關度為0.59 .31
圖3-27 順應性波形中的最大值到波形中30 mmHg 位置的斜率......33
圖3-28 聽診器所得比值與所找到的參數的相關度為0.44................33
圖3-29 血壓波示意圖............................................................................34
圖4-1 血壓計外觀圖..............................................................................37
圖4-2 血壓計內部電路圖(1) .................................................................37
圖4-3 血壓計內部電路圖(2) .................................................................37
圖4-4 臂帶位置擺放實際量測圖..........................................................37
圖4-5 平均血壓的Bland–Altman plot ..................................................38
圖4-6 平均血壓的相關度為0.8776......................................................38
圖4-7 收縮壓的參數A 的Bland–Altman plot .....................................39
圖4-8 收縮壓的參數A 的相關度為0.8302.........................................39
圖4-9 收縮壓的參數B 的Bland–Altman plot .....................................40
圖4-10 收縮壓的參數B 的相關度為0.8306 .......................................40
圖4-11 收縮壓的參數C 的Bland–Altman plot ...................................40
圖4-12 收縮壓的參數C 的相關度為0.8405 .......................................40
圖4-13 舒張壓的參數A 的Bland–Altman plot ...................................43
圖4-14 舒張壓的參數A 的相關度為0.9021.......................................43
圖4-15 舒張壓的參數B 的Bland–Altman plot ...................................43
圖4-16 舒張壓的參數B 的相關度為0.9022 .......................................43
圖4-17 舒張壓的參數C 的Bland–Altman plot ...................................44
圖4-18 舒張壓的參數C 的相關度為0.9019 .......................................44
圖4-19 舒張壓的方法A 的Bland–Altman plot ...................................44
圖4-20 舒張壓的方法A 的相關度為0.6304.......................................44
圖4-21 舒張壓的方法B 的Bland–Altman plot ...................................45
圖4-22 舒張壓的方法B 的相關度為0.6158 .......................................45
圖4-23 舒張壓的方法C 的Bland–Altman plot ...................................45
圖4-24 舒張壓的方法C 的相關度為0.3421 .......................................45
圖5-1 類比濾波器(左邊波形)與數位濾波器(右邊波形)比較圖........51


表目錄
表3-1 收縮壓相關參數與聽診器所得收縮壓比值的相關度..............32
表3-2 舒張壓相關參數與聽診器所得舒張壓比值的相關度..............35
表4-1 受測者統計資料，表內數值都是以平均±標準差來呈現.......37
表4-2 平均血壓想關資訊......................................................................38
表4-3 收縮壓所有相關參數資訊(紅色粗體字為相關度最佳的三個參
數) .............................................................................................................41
表4-4 舒張壓所有相關參數資訊(紅色粗體字為相關度最佳的三個參
數) .............................................................................................................46
表5-1 位於收縮壓比值中六個參數的相關度比較表..........................48
表5-2 位於收縮壓值中六個參數的相關度與正、負誤差比較表.......48
表5-3 位於舒張壓比值中六個參數的相關度比較表...........................49
表5-4 位於舒張壓值中六個參數的相關度與正、負誤差比較表.......49

[1]表10 歷年死亡原因，行政院衛生署，99年9月。
[2]行政院經濟建設委員會人力規劃處著，「2010年至2060年臺灣人口推計」報告，行政院經濟建設委員會，99年9月。
[3]表31 歷年高血壓性疾病死亡概況 ---- 按年齡別分，行政院衛生署，99年9月。
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[8]Todd J. Brinton, BS, Bruno Cotter, MD, Mala T. Kailasam, MBBS, David L. Brown, MD, Shiu-Shin Chio, PhD, Daniel T. O’Connor, MD, Anthony N. DeMaria, MD, " Development and Validation of a Noninvasive Method to Determine Arterial Pressure and Vascular Compliance", The American Journal of Cardiology, Vol. 80, Issue 3, pp. 323-330, 1997.
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