基于文献查新探讨人体生理信号采集技术进展

中国人民解放军第一八零医院医保科，福建 泉州 362000

基于文献查新探讨人体生理信号采集技术进展

尤惠霞，谢雪玲，吴雅云

中国人民解放军第一八零医院医保科，福建 泉州 362000

本文基于对同方中国知网和万方医学期刊两个数据库的文献查新，探讨人体生理信号采集技术及采集项目的研究进展情况，为本课题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。

人体生理信号采集技术；生物传感器；文献查新

随着生物传感器技术的广泛应用，人体生理信号采集技术出现了争鸣局面。自1966年Kubicek[1]利用阻抗法测定心排血量以来，国内外有关人体生理信号研究的报告日趋深入。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。网络医疗的出现更加速了人们对人体生理信号采集技术的需求，因而其未来的市场应用前景广阔。本文基于文献查新探讨人体生理信号的采集技术及采集项目研究进展情况，以供研究者在该课题研究中参考。

1 查新学术期刊数据库

（1）同方中国知网（CNKI）和万方医学期刊数据库中的文献量大、数据齐全、学术期刊资源按月更新，可为各研究项目提供基本研究数据。因此，首先以生理信号为检索词，在以上两个数据库中进行查新检索有关生物传感器技术的文章。

（2）查新结果：① 在CNKI中检索1994～2012年11月数据库，从标题中检索出74篇、关键词中检索出57篇、摘要中检索出334篇、全文中检索出3148篇论文；② 在万方医学期刊中检索2005～2012年11月数据库，标题中检索出37篇、关键词中检索出20篇、摘要中检索出2818篇论文。

（3）数据年限分布。对查询结果进行分析，相关论文数据年限分布，见图1。由图1可以看出，人体生理信号的研究呈逐年上升趋势。

图1 数据年限分布图

2 我国生理信号采集技术的研究进展

1994年胡可夫等[2]以“新型无创伤心功能STI微机检测仪”为题，揭示出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，并指出进口仪器存在着集成度低、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、效率低等问题；李兰玉于同年报告了采集心电、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于硬盘；于良军[3]以“千米测遥心电监护系统”为题，报告了生理信息遥测技术，范围从30 m扩大到1000 m，这标志着我国的生理信号采集技术研究进入了新阶段。之后5年的研究多集中在信号记录与数据存储问题上，将以纸或磁带为存储介质进行数据记录发展为应用配备采集卡的计算机数据采集系统[4]进行大容量数据的采集与保存；2004年陈心浩等[5]以“基于USB接口的多道生理信号采集系统”为题，报告了USB驱动程序的编制技术，提高了传输速度、简化了电气隔离技术；2005年后生理信号多参数、远程监护的研究开始兴起，近几年的研究侧重于监测平台、无线、家用、便携、低成本及可穿戴技术等。高泽利[6]报告了基于LabVIEW的人体生理信号检测及处理系统的设计，采用家用普通PC机作为人体生理信号检测及处理仪器，引起了行业界的高度重视。杜天旭[7]以“基于ZigBee技术的人体健康监测平台”为题报告了通过应用无线网络，对人体心率、脉搏、血压进行同时、实时、随时监测的方法，但该方法仍存在CC2430的微型电池问题和健康信号的滤噪问题。对2012年以来的研究报告进行分析，结果显示，大部分研究都是在以往的基础上，对检测精确度、功能、及功耗等进行了改进。

3 生理信号采集项目的研究分析

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；陈心浩报告采集心电、血压、血氧饱和度、呼吸、体温；郑佃好[8]于2011年报告基于多普勒原理的血流速度计的设计，使之用于手术监护及对人体外周血管硬化、狭窄、阻塞、斑块的诊断，进而使得医护人员更好地了解断肢再植和烧伤病人的血管完好性；陈清光等[9]人的研究显示中医在生理信号研究中，能够通过采集舌象、脉象、握力信号等进行体质评价；肠鸣音、睡眠、体动、眨眼动作项目有散在报告；聂聃[10]等人的报告指出脑电的情绪识别研究和精神疲劳性研究可能有相关性。以上这些研究足以证明人体生理信号在项目内容上的采集研究已向高深度进发。

4 人体生理信号研发思路

4.1 加强人体生理信号监测家居的研发

伴随着IT技术的飞速发展，医学数字化技术为网络医学开辟了新市场。传统需要患者亲自去医院看病的医学模式被逐渐改变，网络就医、远程会诊、远程治疗等技术逐渐走向成熟，无线网络诊疗技术使医护人员能够更便捷地获得患者的有效信息，使大众能够更方便地获得医疗服务。市场的需求是研发的动力，医疗监测智能家居的研发是未来人们健康保健的大市场。智能家居健康监测技术的成熟研发，可为患者提供远程医疗服务，它能更快、更好地发挥网络快捷、方便的技术优势，可将患者的生理信号及时传送到医师面前，可为急危、重症患者及时提供生命信息援助，使医护人员在到达现场前就可以得到患者的第一手资料，可为抢救工作争取到宝贵的时间，对健康人群亦可起到亚健康的自我监管作用[11]。

4.2 加强人体生理信号采集项目内容的研发

人体通过生理信号表达着健康与疾病的状态。全面的人体生理信号采集，可为临床诊断与治疗及时提供参考数据。人体生理信号采集项目上仍有很大空间可扩展：如持续地采集呼吸频率、呼吸音、体位、体动、眼动、气流、通气量、胸腹运动、睡眠、鼾声、肠鸣音、心电等生理信号，对诊断睡眠呼吸暂停综合征有很大帮助；呼吸的气味、颅内压、黄疸指数、血氧饱和度、血糖、遗尿等信号对肝功能衰竭患者的观察至关重要；发音、听力、阻抗、皮温、饱胀、饥饿等项目的采集，以及床边直接分析人体分泌物与排泄物的性质等都是值得深入研究的课题。研究的对象首先以临床需要为出发点，逐步实现家庭健康的自我监管，使忙碌工作的白领、居家老人、残疾人、慢性病患者都能得到细致、安全、个性化的医疗保障。

综上所述，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。研究报告分析结果显示：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、便携式技术的研究也在逐步兴起；但人体生理信号项目的采集内容局限于心电、血压、呼吸、脉搏、血氧饱和度等基本生命体征的采集，特殊生理信号的采集技术还没有得到广阔发展；实用的大众化的家居式的产品较少；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尚未见报告。综上，笔者认为，今后的研究方向应紧密结合临床需求，进一步优化电气隔离技术和解决微型电池及信号滤噪问题，重视研发人体参数无线传感数据采集产品，以解决人体生理信号在无线网络中的数据获取与通信；研发高性能、小体积、稳定性和可靠性强的家庭式健康保健监测产品，实现人们对自身异常生理信号的自我监测，早期发现、早期治疗，防病重于治病，为大众亚健康保驾护航。

[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．

[3] 于良军,李兰玉,王风珍．千米测遥心电监护系统[J]．医疗设备信息,1994,(6):3-4．

[4] 单红旭,蔡国平,白净．便携式多通道大容量生理信号记录仪的研制[J]．北京生物医学工程,1999,18(1):39-42．

[5] 陈心浩,谢莺,陈军波,等．基于USB接口的多道生理信号采集系统[J]．中国医疗器械杂志,2004,28(4):249-251．

[6] 高泽利,周建莉,矍新刚．等．基于LabVIEW的人体生理信号检测及处理系统设计[J]．微计算机信息,2009,25(13):157-159．

[7] 杜天旭,吴晓雯,庄伟．基于ZigBee技术的人体健康监测平台[J]．测控技术杂志,2012,31(7):10-12．

[8] 郑佃好．基于多普勒原理的血流速度计设计[J]．电子设计工程杂志,2011,19(11):79-81．

[9] 陈清光,许家佗,张志枫,等．气虚体质大学生客观化评价方法研究[J]．中华中医药杂志,2012,27(1):24-36．

[10] 聂聃,王晓韡,段若男,等．基于脑电的情绪识别研究综述[J]．中国生物医学工程学报,2012,31(4):595-606．

[11] 赵锦萌,吴剑波,吴效明．智能家居的医疗监测技术研究[J]．医疗卫生装备,2010,31(10):14-16．

Research Progress of Acquisition Technology of Human Physiological signals Based on Literature Novelty search

YOU Hui-xia, XIE Xue-ling, WU Ya-yun
Health Insurance Department, The 180thHospital of PLA, Quanzhou Fujian 362000, China

This paper discussed the research progress about acquisition technologies and acquisition projects of human physiological signals based on literature novelty search of CNKI database and WanFang database, to provide research ideas for researchers so that they can avoid conducting repetitive researchs and promote further development of acquisition technologies and acquisition projects of human physiological signals.

acquisition technologies of human physiological signals; biosensor; literature novelty search

G252.7；R33

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.08.027

1674-1633(2013)08-0073-02

2013-01-29

2013-04-10

作者邮箱：940579089@qq．com