Loading...

Design of Efficient Algorithms for Cuff-less and Continuous Estimation of Blood Pressure in Smart Mobile Healthcare Systems

Kachuee, Mohammad | 2016

1859 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 48587 (05)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Electrical Engineering
  6. Advisor(s): Shabany, Mahdi; Mohammadzadeh, Hoda
  7. Abstract:
  8. Continuous Blood Pressure monitoring can provide invaluable information about individuals’ health conditions. However, BP is conventionally measured using inconvenient cuff-based instruments, which prevents continuous BP monitoring. This work presents an efficient algorithm, based on the Pulse Arrival Time (PAT), for the continuous and cuff-less estimation of the Systolic Blood Pressure (SBP), Diastolic Blood Pressure (DBP), and Mean Arterial Pressure (MAP) values. The proposed framework estimates the BP values through processing vital signals and extracting two types of features, which are based on either physiological parameters or whole-based representation of vital signals. Finally, the regression algorithms are employed for the BP estimation. Also, an optional calibration procedure is suggested, which can improve the system’s accuracy even further. The proposed method is evaluated on about a thousand subjects using the Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI) and the British Hypertension Society (BHS) standards. The method complies with the AAMI standard in the estimation of DBP and MAP values. Regarding the BHS protocol, the results achieve grade A for the estimation of DBP and grade B for the estimation of MAP. We conclude that by using the PAT in combination with informative features from the vital signals, the BP can be accurately and reliably estimated in a non-invasive fashion. The results indicate that the proposed algorithm can potentially enable mobile health-care gadgets to monitor the BP continuously
  9. Keywords:
  10. Blood Pressure ; Electrocardiography ; Photoplethysmography ; Machine Learning ; Blood Pressure Estimation ; Smart Mobile Healthcare

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
    • فشارخون
    • روش های اندازه گیری فشارخون
      • روش های تهاجمی
      • روش های اندازه‌گیری غیرتهاجمی با استفاده از بازوبند
      • روش های اندازه‌گیری غیرتهاجمی مبتنی بر پردازش سیگنال
    • چالش ها و اهداف تحقیق
  • پیش زمینه
    • تئوری رابطه میان BP و PTT
      • ساختار دیواره عروق
      • انتشار موج در عروق
    • معرفی سیگنال های حیاتی
      • سیگنال ABP
      • سیگنال PPG
      • سیگنال ECG
  • روش پیشنهادی
    • پایگاه داده
      • معرفی پایگاه داده
      • جمع آوری داده‌ها
      • تحلیل پایگاه داده ساخته شده
    • پیش پردازش سیگنال‌های حیاتی
      • نویز ها و اثرات نامطلوب
      • روش های حذف نویز و اثرات نامطلوب
      • روش پیشنهادی برای پیش پردازش سیگنال‌ها
    • استخراج ویژگی‌ها
      • ویژگی‌های Parameter-Based
      • ویژگی های Whole-Based
    • کاهش بعد بردار ویژگی‌ها
    • یادگیری ماشین
      • مرور کوتاه یادگیری ماشین
      • دسته‌بندی براساس شیوه‌ی آموزش
      • دسته‌بندی براساس نوع مسأله
      • الگوریتم های یادگیری ماشین بررسی شده
    • کالیبراسیون
  • نتایج
    • مقایسه روش های مختلف استخراج ویژگی
    • مقایسه روش های مختلف یادگیری ماشین
    • مقایسه روش بدون کالیبراسیون با روش مبتنی بر کالبراسیون
    • مقایسه با کارهای دیگر
    • ارزیابی بر اساس استاندارد BHS
    • ارزیابی بر اساس استاندارد AAMI
    • ارزیابی سیستم در طبقه بندی فشارخون
  • پیاده سازی سخت افزاری
    • ساختار پیشنهادی
      • ماژول Controller
      • ماژول Features Memory
      • ماژول Model Memory
      • ماژول Kernel Calculator
    • نتایج پیاده‌سازی
      • پیاده‌سازی نرم‌افزاری
      • ماژول Testbench
      • سنتز و شبیه‌سازی
  • نتیجه گیری و کارهای آینده
  • toکتاب نامه
...see more