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基于PVDF薄膜的无线脉搏波检测系统的开题报告
一、选题背景
脉搏波指的是血流在动脉管内向外膨胀和收缩的一种形式，它是体内的一种重要的生理信号。由于身体各个组织和器官的需氧量不同，而血液的运输量和供应量也是随之变化的，因此，脉搏波的形态、幅度、相位等特征可以反映心血管系统的各种状况，如患者的血管硬化度、心率、血压水平等。在临床上，脉搏波信号被广泛应用于心血管疾病以及血压症的诊治和监测。
目前，脉搏波信号检测设备主要有电阻式压力传感器、激光光束式测量、可穿戴式脉波检测芯片等。但这些传统的脉搏波检测设备一般比较笨重、成本较高、对被测者有一定侵入性，如电极夹在手指上，这些传感器表面需要放置导电胶等，有一定的使用限制和副作用。此外，这些传统的设备多数要涉及到电缆连接和数据传输等环节，对于无线化的使用需求也无法满足。
针对这些问题，本文基于PVDF薄膜开发了一种无线脉搏波检测系统。该系统使用PVDF薄膜作为传感器，依靠其良好的压电效应和与身体组织的良好适配性，实现了对脉搏波信号的高灵敏度和高准确度检测。与传统的设备相比，该系统无需电极或其他人工介入，使用起来更加自由、舒适。本文的研究主要包括系统的设计、薄膜制作与特性测试、电路设计与实现等方面。
二、研究方法
1.系统的设计
系统的核心部分包括PVDF薄膜传感器、改进的Fourier变换滤波算法、无线传输模块、基于嵌入式系统的控制单元等。其中，控制单元由单片机和DSP芯片组成，用于对脉搏波信号的数字化采集和处理。改进的Fourier变换滤波算法用于提高脉搏波信号的信噪比。无线传输模块负责将数字信号转化为电磁波信号进行传输，并接收远程指令进行控制。
2.薄膜制作与特性测试
采用溶液浇注法制备PVDF薄膜，并运用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对其微观结构和表面形貌进行分析。通过测量其压电效应和讨论介电常数等物理特性，以确定其适用于脉搏波检测系统的传感器要求。
3.电路设计与实现
系统的电路采用模数转换电路（ADC）对脉搏波信号进行采样和数字化处理，用以实现高速伏安采集和转换，以得到高精度的脉搏波形态信息。控制单元使用单片机和DSP芯片进行数字信号处理，实现滤波算法和无线传输等功能。
三、研究意义及创新点
1.研究意义
本文采用PVDF薄膜作为无线脉搏波检测系统的传感器，实现了对脉搏波信号的高灵敏度和准确度检测。该系统具有可穿戴式、无侵入性、无线化等特点，方便用户实时进行数据采集、储存和传输，为血管硬化度的诊断以及血压病的监测提供了一种新的解决方案。
2.创新点
(1)采用PVDF薄膜作为脉搏波传感器，具有压电效应的PVDF薄膜可以将机械能转化为电能，从而实现了对脉搏波的高灵敏度检测。
(2)改进的Fourier变换滤波算法，能够提高脉搏波信号的信噪比，减少干扰因素的影响。
(3)通过控制单元实现无线传输，达到了系统的远程操控与监测，极大地提高了设备的实用性和实用价值。
四、预期结果
预计本文的研究结果将有助于构建一种新型的无线脉搏波检测系统，完全摆脱了传统检测设备的侵入性、佩戴和使用上的不便，由其可以准确快速地采集患者的脉搏波信息，对于医生的判断、诊断和治疗的帮助效果将会更加明显，同时也为脉搏波检测设备的研究提供了新的思路和路径。