基于多生理参数的动脉硬化检测技术研究
开题报告
目 录
一、选题背景
二、研究目的和意义
三、本文研究涉及的主要理论
四、本文研究的主要内容及研究框架
（一）本文研究的主要内容
（二）本文研究框架
五、写作提纲
六、本文研究进展
七、目前已经阅读的文献
一、选题背景
现代社会中，由于生活节奏加快、精神压力增大、饮食结构不合理、缺乏体育锻炼以及人口迅速老龄化等因素的综合作用，心脑血管疾病的发病率、致残率和死亡率逐年上升，已经成为危害人类健康的第一杀手12]。2014年8月8日，国家心血管病中心在北京发布《中国心血管病报告2013》，报告显示，心血管疾病死亡位于城乡居民总死亡原因的首位，在城市居民疾病死亡构成中占41.1%，在农村居民疾病死亡构成中占38.7%，平均每5例死亡中就有2例死于心血管病，中国心血管疾病流行趋势不容乐观，今后十年心血管病患病人数仍将快速增长，且其患病与致残、致死年龄呈现年轻化趋势。全世界每年死于心血管疾病的人数至少1700万，我国每年死于心血管疾病的人数也高达300多万。在我国，心血管疾病的发病率一直居高不下，特别是改革开放以后，一直是中国人第一致残致死的疾病。根据统计数据，我国心血管疾病发病年龄一般在四五十岁以上，六十五岁以上发病率更高。但是随着近年来人们生活压力的增大和生活习惯的改变，我国心血管疾病发病年龄逐步降低，目前年龄在三四十岁的发病率也越来越高。心血管疾病已经成为我国的重大公共卫生问题，是我国人民健康的严重威胁[3]。根据临床资料，约60%的脑血管疾病是由心血管疾病引起的，而50%以上的脑血管病患者同时患有心血管病。所以心脑关系是密不可分的。心血管疾病和脑血管疾病统称为心脑血管疾病，是指由于血液粘铜、高脂血症、高血压、动脉粥样硬化等所导致的心脏和大脑组织发生出血性或缺血性疾病的通称。常见的心血管疾病包括冠心病，心绞痛，心肌梗塞等，常见的脑血管病包括脑栓塞、脑血栓等。心脑血管疾病具有发病急、病情危重、病情变化快、并发症多、致死率和致残率高等特点。在我国，每年用于心脑血管疾病的医疗费用非常高昂，给家庭和社会带来沉重的经济负担⑷。因此，政府和广大医务工作者、研究人员必须重视起来，寻求更加经济有效的治疗心脑血管疾病的方法。
二、研究目的和意义
我们日常生活中所接触到的心脑血管疾病中，90%以上都是由于动脉硬化引起的。特别是冠心病、心脏病、脑梗塞、脑栓塞等疾病，都是由于长时间的动脉硬化造成心脑血管硬化、闭塞、管腔狭窄等引起的。所以动脉硬化和心脑血管疾病有直接关系[5]。动脉硬化是众多心脑血管疾病发生和发展的生理和病理基础，是引起心脑血管疾病的主要原因。如果我们能够降低动脉硬化的发病率，则心脑血管疾病的发病率也会大大降低。
三、本文研究涉及的主要理论
用于动脉硬化检测的有创方法主要指动脉造影术。目前，临床应用最广泛的是冠状动脉造影技术，它是一种常见的和有效的用来诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的方法，是一种较为安全可靠的侵入性诊断技术，是诊断冠心病的“金标准”。然而，由于动脉造影属于侵入性操作，对技术和设备的条件要求较高，且检查价格十分昂贵，会对病人身体造成损伤，这些不足之处在很大程度上限制了该技术的广泛应用。更重要的是，有创动脉造影技术只对已经有了明显的管腔狭窄的动脉病变有效，对此类疾病的早期蹄查和诊断帮助较小，所以，只依靠动脉造影是不足以有效提高动脉硬化性疾病的早期防治水平的。
用于动脉硬化检测的间接方法主要指通过血糖、血脂等生化指标或生物标记物,如微量白蛋白尿、C反应蛋白等或通过内皮功能测定来间接判断动脉硬化程度，反映血管的病变情况[6]。但上述生化指标水平与动脉硬化的病变过程并非总是同行的，并不能直接反映动脉的弹性特性。而内皮功能测定等方法尚缺乏足够的前瞻性研究结果的支持。
通过直观的影像学手段通过使用超声成像、CT扫描、核磁共振成像等影像学手段，可以检测某个动脉的管壁内中膜厚度情况、粥样斑块形成情况和冠状动脉韩化积分情况等，从而在一定程度上反映动脉硬化程度。通过影像学手段可以较为可靠地确诊动脉硬化性疾病，不足之处是难以发现早期病变，只有在病变程度较深的时候才能确诊，且这些影像诊断方法只能对某一局部血管进行分析，了解某一截面动脉管腔的弹性功能变化，不能详细了解动脉整体的弹性功能。另外，上述方法均需要借助很强的专业知识和昂贵的检测仪器才能进行。通过分析人体各生理参数人体的生理参数包含了人体大量的生理和病理信息，通过对人体生理参数进行分析，可以得出表征动脉硬化程度的特征参数，这其中主要指人体血压信息、心率信息、心电信息、脉搏信息等。目前应用最广泛的表征动脉硬化的特征参数主要有脉搏波传导速度和錁胺指数[7]:A.脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV)心脏将血液搏动性地射入主动脉，主动脉壁产生脉搏压力波，脉搏波以一定的速度沿血管壁向外周血管传导。通过测量两个动脉记录部位之间的脉搏波传导时间和距离，就可以计算出脉搏波传导速度。无创测定脉搏波传导速度需要选择两个动脉搏动点，该点要在体表能够触摸至IJ，通过测量这两个点之间的等效距离，再除以这两个点之间脉搏波的传导时间，即得脉搏波传导速度。例如，选择胺动脉和騍部动脉可以测定臂踝PWV(baPWV)、选择颈动脉和股动脉可以测定颈股动脉PWV (cfPWV)、选择颈动脉和烧动脉可以测定臂PWV (crPWV)、选择颈动脉和胺动脉可以测定上臂PWV (cbPWV)等[8]0脉搏波传导速度的测定在较长的时间内都被广泛用来评价动脉壁的扩张性和硬度等。脉搏波传导速度取决于血管的几何特征、动脉壁的弹性、、血液密度等，由于血管几何特征和血液密度的变化相对较小，因此，脉搏波传导速度能够反映动脉壁的弹性情况。目前的测定脉搏波传导速度的检测仪价格昂贵，且检测指标单一，误差不易控制。B.踝胀指数（Ankle brachial index，ABI)测量踝胺指数是血管外科最常用和最简单的一种检查方法，通过测量踝部腔前动脉或腔后动脉以及胺动脉的收缩压，得到躁部动脉压与胞动脉压之间的比值，即为課胺指数。踝胺指数可以用来评估下肢动脉血管的开放情况。
四、本文研究的主要内容及研究框架
（一）本文研究的主要内容
本文对人体生理参数的发生机理进行了全面研究，确立了表征动脉硬化的特征参数的计算方法，搭建软硬件平台，建立人体多生理参数的采集及分析系统，实现对人体生理参数的检测和对动脉硬化特征参数的计算，并对计算结果做出分析。本文的安排如下：
第一章介绍了本课题的研究背景及意义，简要介绍了国内外研究现状，并对本研究的主要内容进行了总结。
第二章介绍了动脉硬化的基础理论，从人体动脉系统、动脉硬化形成机制、病理过程、不同类型、临床表现及影响因素六方面进行阐述。
第三章介绍了人体各生理参数（血压、心电、脉搏）的发生机理及意义，分析了表征动脉硬化的特征参数，主要包括基于血压参数计算的脉压、基于心电波和脉搏波计算的脉搏波传导速度和基于脉搏波形分析的其他心血管参数如动脉顺应性、外周阻力等参数，并且给出了这些参数的详细算法及流程。
第四章介绍了系统软硬件平台的设计及实现过程，主要包括信号的采集、实时显示及信号的传输和分析过程。
第五章给出了动脉硬化参数的检测过程及结果，并做出分析。第六章对全文做出总结，提出展望。
（二）本文研究框架
本文研究框架可简单表示为：
五、写作提纲
致谢 5-6
中文摘要 6-7
ABSTRACT 7
1 引言 10-15
1.1 研究背景及意义 10-11
1.2 国内外研究现状 11-13
1.3 本文主要研究内容 13-15
2 动脉硬化基础理论 15-22
2.1 人体动脉系统简介 15-16
2.2 动脉硬化形成机制 16-17
2.3 动脉硬化病理过程 17-18
2.4 动脉硬化不同类型 18-19
2.5 动脉硬化临床表现 19-20
2.6 动脉硬化影响因素 20-21
2.7 本章小结 21-22
3 动脉硬化检测方法 22-36
3.1 人体各生理参数简介 22-27
3.1.1 血压 22-23
3.1.2 心电 23-26
3.1.3 脉搏 26-27
3.2 基于血压的特征参数 27-28
3.2.1 脉压的算法提取 27-28
3.2.2 脉压与动脉硬化 28
3.3 基于心电、脉搏的特征参数 28-32
3.3.1 脉搏波传导速度的算法提取 28
3.3.2 脉搏波传导时间的算法提取 28-30
3.3.3 心电波R波峰值检测 30-31
3.3.4 脉搏波峰值点检测 31-32
3.4 基于脉搏波形分析的特征参数 32-35
3.4.1 脉搏信号波形特征量K值的作用 32-33
3.4.2 动脉硬化相关参数的计算方法 33-35
3.5 本章小结 35-36
4 系统设计及实现 36-48
4.1 系统简介 36-37
4.2 身份识别部分 37-39
4.3 信号采集部分 39-43
4.4 数据传输部分 43
4.5 信号分析部分 43-47
4.6 本章小结 47-48
5 检测结果及分析 48-55
5.1 脉压的计算过程及结果 48-50
5.2 脉搏波传导速度的计算过程及结果 50-52
5.3 其他心血管参数的计算过程及结果 52-54
5.4 综合分析 54
5.5 本章小结 54-55
6 结论 55-56
参考文献 56-58
作者简历及攻读硕士 /博士学位期间取得的研究成果 58-60
学位论文数据集 60
六、本文研究进展(略)
七、目前已经阅读的主要文献
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