基于MATLAB软件心跳呼吸模型的仿真设计

0 引言
7 |  @1 Y+ w0 A. Q4 t, I" s( C5 ?6 u5 H& A
呼吸和心跳是维持人体正常新陈代谢和功能活动所必须的生理过程。在生命探测和医学研究领域，都需要进行心跳呼模型的仿真。MATLAB是 MathWorks公司于1982年推出的一款高性能的数值计算和可视化数学软件。它可以用来求解各类学科问题，包括信号处理、图象处理、神经网络、控制系统辨识等。用MATLAB对心跳呼吸进行仿真，可以大大提高仿真工作效率。& `: J* y/ _2 g4 @" S0 q
. z, J  p+ Q/ ~7 n' u- i/ L+ f' M
1 生命信号特征分析
- r3 H2 \9 n9 f- M0 J/ u
9 r/ x" F( d( k6 y6 K$ [' C生命信号的规律性主要体现在心跳和呼吸的速率都很低。通常情况下，心跳次数约为每分钟70到80次，即使是剧烈运动时，也不过130次左右；而呼吸引起的胸腔起伏通常约为每分钟20到30次，呼吸急促时也不过是60次左右，所以，人体生命信号的探测，实际上就是低速运动目标的检测。在人体情绪平稳时，心跳和呼吸的频率基本维持在一个稳定的范围内且呈周期性变化。
$ y; ^  U, C) a- z% x- l! `
- A9 O9 L% L5 p, f; U对于生命信号，很多情况下，也会呈现出非规律性。一般情况下，为了简化分析，可以将人体目标信号假设成具有周期性频率的正弦振荡信号。而实际上，人体呼吸引起的胸腔运动以及心跳都不是正弦曲线。而且，由于人与人之间的差异，不同人的生命信号幅度和频率等参数也是不同的。即使是同一个人，有些参数在不同的情况下也会发生变化。例如，人在受惊吓时，呼吸就会加快，从而导致呼吸信号的幅度
. T( V+ E  D0 S6 Y+ A' D" V和频率升高。6 W! _0 {2 h  F+ _  g1 m  k