睡眠質(zhì)量影響人的精神狀態(tài),臨床上采用多導(dǎo)睡眠儀（Polysomnography,PSG）通過監(jiān)測多種參數(shù)如腦電、心電、眼電、肌電、脈搏、血氧飽和度、呼吸率等多方面指標(biāo)評估睡眠質(zhì)量。這種監(jiān)測系統(tǒng)需要佩戴各種各樣與人體直接接觸的傳感器。在居家生活中,如果在睡覺前佩戴如此繁多的設(shè)備,在一定程度上已經(jīng)影響了睡眠質(zhì)量。本文在保證有效性、準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,提供了一種無約束、不干擾睡眠的一種睡眠健康監(jiān)護系統(tǒng)。該方法通過采用壓電薄膜傳感器,將其放在睡墊下方,采集人體心臟因泵血而引起的身體周期性振動信號,即心沖擊信號（Ballistocardiogram,BCG）,從心沖擊信號中能提取到人體心率、呼吸、體動三種指標(biāo)。通過呼吸、體動指標(biāo)可以對睡眠呼吸暫停、夜間離床進行長期監(jiān)測,并通過心率變異性（Heart Rate Variability,HRV）相關(guān)指標(biāo)完成睡眠分期。在硬件方面,本文通過分析模擬小信號采集過程中的各個環(huán)節(jié),設(shè)計了人體電信號采集電路以及心沖擊圖采集電路。然后在上位機完成對采集到的心電以及心沖擊信號的預(yù)處理過程,包括基線漂移的去除、偽跡去除以及最小均方自適應(yīng)數(shù)字濾波。通過對心電信號的R波以及心... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 睡眠及相關(guān)生理指標(biāo)
    2.1 心電信號概述
        2.1.1 心電產(chǎn)生原理
        2.1.2 心電圖及其波段分類
        2.1.3 心電信號的特點
    2.2 心沖擊信號概述
        2.2.1 壓電薄膜
        2.2.2 心沖擊圖
    2.3 心率變異性概述
        2.3.1 心率與心率變異性的關(guān)系
        2.3.2 心率變異性分析指標(biāo)
    2.4 睡眠分期
    2.5 支持向量機
    2.6 本章總結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
    3.1 人體電信號采集電路的研究
        3.1.1 模擬前端
        3.1.2 共模抑制電路
        3.1.3 第二級放大及ADC驅(qū)動
        3.1.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇
        3.1.5 基準(zhǔn)電壓
        3.1.6 模塊化及心電測試結(jié)果
    3.2 心沖擊圖采集電路的研究
        3.2.1 壓電薄膜傳感器
        3.2.2 電荷放大器及噪聲分析
        3.2.3 前端電路布局及保護
        3.2.4 第二級放大
        3.2.5 體動信號及模數(shù)轉(zhuǎn)換器
        3.2.6 控制電路方案
        3.2.7 心沖擊圖測試結(jié)果
    3.3 電源方案
    3.4 本章總結(jié)
第四章 信號處理算法設(shè)計
    4.1 信號預(yù)處理
        4.1.1 基線漂移的去除
        4.1.2 偽跡去除
        4.1.3 自適應(yīng)濾波器
    4.2 心率值提取
    4.3 心率變異性算法
    4.4 本章總結(jié)
第五章 實驗設(shè)計與分析
    5.1 心沖擊信號可靠性實驗
        5.1.1 心沖擊信號對比
        5.1.2 心電信號與心沖擊信號的相關(guān)性分析
        5.1.3 呼吸暫停檢測
        5.1.4 夜間離床檢測
    5.2 基于支持向量機的睡眠分期實驗
        5.2.1 實驗建模分類
        5.2.2 分類實驗結(jié)果分析
    5.3 本章總結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
在學(xué)期間的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于心率變化的睡眠分期方法[J]. 范林玉,孫曉燕,張藝超.  系統(tǒng)醫(yī)學(xué). 2017(13)
[4]基于腦電信號特征提取的睡眠分期方法研究[J]. 李斐,馬千里.  計算機技術(shù)與發(fā)展. 2017(01)
[5]智能手環(huán)的臨床有效性評估[J]. 匡曉,許燕.  世界睡眠醫(yī)學(xué)雜志. 2015(06)
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碩士論文
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[2]基于多模生理信號的精神疲勞檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 李志學(xué).蘭州大學(xué) 2018
[3]基于心沖擊信號的睡眠監(jiān)測識別研究[D]. 張藝超.杭州師范大學(xué) 2018
[4]基于壓電薄膜傳感器的心沖擊圖信號應(yīng)用性研究[D]. 張泱.河北工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于腦電圖的睡眠自動分期和特征分析[D]. 張曉宇.南京大學(xué) 2016
[6]基于HRV分析的睡眠分期方法研究[D]. 孫微.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[7]一種實時心電監(jiān)護的穿戴式智慧衣[D]. 董精通.天津大學(xué) 2016
[8]睡眠呼吸暫停綜合癥患者認知功能障礙臨床研究[D]. 吉維忠.昆明醫(yī)學(xué)院 2005



本文編號：3198905