1、引言

　　正常人的脉搏和心跳是一致的，脉搏的频率受年龄和性别的影响，婴儿每分钟120－140次，幼儿每分钟90－100次，学龄期儿童每分钟80－90次，成 年人每分钟70－80次。另外，运动和情绪激动时可使脉搏增快，而休息、睡眠则使脉搏减慢。成人脉率每分钟超过100次，称为心动过速；每分钟低于60 次，称为心动过缓。临床上有许多疾病，特别是心脏病可使脉搏发生变化。因此，测量脉搏对病人来讲是一个不可缺少的检查项目，中医更将扪脉作为诊治疾病的主要方法。诊脉治病是中医学中的一门深不可测的学问。通过诊脉治病是许多老中医集一生甚至几代人的不懈努力积累的极其宝贵的经验。睡眠障碍是许多疾病形成和发展的主要原因，入睡困难是失眠中最常见的一种现象，而其原因大多是由于不能抑制延绵不断的思绪引起的，如何有效地监测人们的睡眠状态，控制睡眠中的“思绪”，改善睡眠质量，同时为突发疾病的早期诊断和预报提供可靠的保障，值得人们特别重视。随着科学的发展，脉搏的跳动可以通过传感器利用微处理器十分准确地显示并记录下来。通过对比分析正常人的脉搏和测量对象的脉搏就可以迅速准确的获得测量对象的生理情况，如遇危险还可对相关人员发出警报。该研究建立在多学科交叉渗透的基础上，是计算机技术、生物医学及信号处理技术的完美结合。

2、PVDF薄膜脉象传感器

　　PVDF薄膜脉象传感器虽然适合脉搏测量的要求，但存在许多缺点：①具有位置相关性。由于是压力传感器，只有传感器精确定位于有脉搏波动存在的体表动脉处，才能有脉动的信号输出；②传感器敏感性强，对微动信号会有放大作用，因此人体的随机运动易引入干扰；③传感器外壳为金属铜质，直接与皮肤接触会引入50Hz工频干扰。因此传感器输出的模拟信号并不能正确反映动脉所引起的体表脉搏波动，需对信号进行一定的处理。

图3 二级放大器和比较器

　　时域分析法主要是分析脉搏波波幅的高度与脉动的关系，是目前应用最为广泛的一种分析方法，以往研究中大都采用人工读图，即用量具直接读出脉图的波、峡的高度、相应时的值、脉图面积等参数。通过对脉图幅值和时值的分析，可以了解脉动的频率、节律、脉力的强弱、脉势的虚实和脉象的形状特征。它通过提取脉图曲线中一些有明显生理意义的点作为评价脉搏波的特征点，直观，较易为临床医师所接受。

　　由于Matlab所具备的高效的数学计算能力和完善的功能，在本次研究中，使用Matlab的数学工具，将采集到的信号直接进行处理得到的时域图谱如图4和图5，舍弃了人工读图的过程，减少因经验估计所带来的误差。

图4 健康人脉搏波时域波形

　　由健康人脉搏波时域图可见，主波（P波），重搏波（D波）明显，没有高频收缩之弦象，确定为健康人之平脉。

　　由高血压患者时域图可见，主波峰呈平宽型，重搏波与主波融合为宽大方波，降中峡抬高，重搏波平坦，确定为高血压之弦脉，且应为中期高血压。

图5 高血压患者脉搏波时域波形

　　失眠者的脉搏波时域图介于上述两种情况之间，在临床上比较容易判断。

4、设计思路