人体生理信号采集技术研究综述

人体生理信号采集技术研究综述

谢雪玲王淑燕

谢雪玲王淑燕（解放军第180医院福建泉州362000）

【中图分类号】R33【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2013）16-0132-02

【摘要】目的介绍人体生理信号采集技术研究进展，为本项目研究人员提供研究思路，避免重复性研究，推动该课题研究更深入发展。方法以生理信号为检索词，检索1994年至今，有代表性的学术期刊数据库，按年段分析课题研究报告进展情况。结果检索CNKI数据库，1994年至2012年11月份，在全文中检索与生理信号相关文章3,148篇；检索万方医学数据库，2005年至2012年11月份，在摘要中检索与生理信号相关文章2,818篇论文。结论人体生理信号的研究报告呈现逐年上升趋势。最新的研究重点：提高仪器检测的精确度和多功能、多通道、低功耗、低成本、便携式、可穿戴式等，利用计算机软硬件技术实现各类生理信号的采集与分析。

【关键词】生理信号采集技术综述

随着生物传感器技术广泛应用，人体生理信号采集技术出现了争鸣局面。自1966年Kubicek利用阻抗法测定排血量以来[1]，国内外对人体生理信号研究报告日趋深入。随着计算机数据处理能力的不断提高，信号处理技术的快速发展，人体生理信号研究已经成为生物医学工程领域的热门课题。本文将目前国内人体生理信号研究的现状以及发展趋势综述如下。

1确定查新学术期刊数据库

同方中国知网（CNKI）和万方医学期刊数据库，文献量大，数据齐全，学术期刊资源月更新。

2查新结果

以生理信号为检索词。

2.1CNKI数据库检索1994年至2012年11月份数据库，从标题中检索出74篇；关键词中检索57篇；摘要中检索334篇。全文中检索3,148篇。

2.2万方医学数据库检索2005年至2012年11月份数据库。标题中检索出37篇；关键词中检索20篇；摘要中检索2,818篇论文。

2.3数据年限分布数据分析显示：人体生理信号的研究呈现逐年上升趋势。

3生理信号采集技术研究进展

1994年胡可夫等以“新型无创伤心功能STI微机检测仪”为题，提示了当时临床上大都使用进口的多道生理记录仪来检测心功能。并指出仪器存在集成度低、体积庞大、价格昂贵、维护困难、记录纸需进行手工测算、易产生人为误差、效率低[2]；李兰玉于同年在医疗设备信息杂志第6期报告了采集心电、心音、阻抗/导纳曲线，医生可借助荧光屏直接读取阻抗、导纳数据，并可将屏幕结果转存硬盘；同期，于良军以“千米测遥心电监护系统”为题，报告了生理信息遥测技术，用于研究动态条件下心电生理、病理变化；以后5年的研究多定位在对信号的记录与数据存储问题上，将纸或磁带为存储介质的记录发展到应用配备采集卡的计算机数据采集系统，研究进展到大容量数据采集与保存；2004年陈心浩等在中国医疗器械新志杂志上以“基于USB接口的多道生理信号采集系统”为题，报告了编制USB驱动程序，提高了传输速度，简便了电气隔离技术；2005年后进入到生理信号多参数、远程监护的研究；近5年的研究重点侧重于监测平台、无线、家用、便携、低成本、可穿戴技术的研究。

2012年的研究报告，多在以往的基础上，在提高检测精确度和多功能、多通道、低功耗上下功夫。直观的液晶显示、美观的触摸式按钮、计算机通信增减产生生理信号的种类等，提高了仪器的审美性与开放性；便携式、低成本、可穿戴式的研究进入高潮。

4生理信号采集项目

1994年胡可夫报告采集人体心电、心音、颈动脉信号数据；李兰玉报告采集心电、心音、阻抗/导纳曲线；郑佃好于2011年报告“基于多普勒原理的血流速度计设计”，用于手术监护，诊断人体外周血管硬化、狭窄、阻塞、斑块，了解断肢再植和烧伤病人的血管完好性等许多方面都具有重要的临床应用价值；中医在生理信号研究中，采集舌象、脉象、握力信号，进行体质评价；肠鸣音、睡眠、体动、眨眼动作项目有散在报告；脑电的情绪识别研究和精神疲劳性研究目前还处在实验室阶段。

综上所述，10余年来，人体生理信号的采集研究长盛不衰，并呈现出逐年增长的趋势。从研究报告中分析，仪器的改良在不断优化，利用计算机软硬件技术实现多通道、低功耗、低成本、便携式技术研究报告较多，但报告中涉及存在问题讨论较少。对人体生理信号采集局限于心电、血压、呼吸、脉搏、血氧饱和度等基本生命体征的采集。以病床为单元的无线的用于卧床病人或住院病人夜间病情变化的观察平台目前未见报告。笔者认为，今后的研究方向应紧密结合临床需要，同时兼顾家庭保健，大力发展军事应用。在人体生理信号采集项目上还有很大空间可扩展，如肠鸣音、睡眠、体动、眼动要深入研究；呼吸的气味、颅内压、黄疸、血糖、发音、听力、阻抗、皮温、泌汗、尿量、便量、饱胀、饥饿等，以及病床边直接分析患者的分泌物与排泄物的性质等都是值得研究的课题。

参考文献

[1]李兰玉，杨继鹏，陈兆涛.共用通道心阻抗/导纳图微机检测系统[J].医疗设备信息，1994（6）：1-3.

[2]胡可夫，徐有福，王舒娅.等.新型无创伤心功能STI微机检测仪[J].医疗卫生装备，1994（2）：1-4.