發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 15:14

【摘要】：隨著近年來(lái)我國(guó)霧霾不斷蔓延,環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重,致使我國(guó)哮喘患病率高發(fā),給社會(huì)和家庭帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān),這引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。由于哮喘具有突然發(fā)作的特殊性,患者需要長(zhǎng)期的日常監(jiān)護(hù)。然而,目前我國(guó)的哮喘監(jiān)護(hù)設(shè)備主要面向醫(yī)用,體積大,操作復(fù)雜,不利于患者日常便捷使用,而便攜式的家用監(jiān)護(hù)設(shè)備又依賴于歐美等國(guó)家進(jìn)口,價(jià)格昂貴,不利于在我國(guó)普及。因此,研制一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的便攜式高精度哮喘監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要的意義和良好的社會(huì)價(jià)值。本文深入研究哮喘病監(jiān)測(cè)機(jī)理,基于“互聯(lián)網(wǎng)+健康”理念,采用新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的硬件技術(shù)結(jié)合,研制了包括便攜式哮喘病監(jiān)測(cè)儀、手持終端APP以及云端管理平臺(tái)為一體的高精度哮喘病監(jiān)測(cè)系統(tǒng),構(gòu)建哮喘患者和醫(yī)生之間的橋梁,為未來(lái)開(kāi)展哮喘病遠(yuǎn)程醫(yī)療提供關(guān)鍵監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高精度,一方面,針對(duì)信號(hào)采集前端,本文提出了基于Big-Little結(jié)構(gòu)的雙傳感器組合監(jiān)測(cè)方案,即采用大、小量程傳感器對(duì)大、小氣流信號(hào)分別監(jiān)測(cè),并結(jié)合16Bit量化采樣方法,可有效提高對(duì)小氣流信號(hào)的監(jiān)測(cè)質(zhì)量。另一方面,針對(duì)標(biāo)定樣本信號(hào)存在大量噪聲,為了獲取純凈的標(biāo)定樣本,本文采用了基于Mallat算法的小波多分辨率分析去噪方法。同時(shí)為了構(gòu)建準(zhǔn)確的標(biāo)定曲線,本文還采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合算法,并與其它多種多項(xiàng)式擬合方法進(jìn)行了對(duì)比分析。最后將Mallat算法和標(biāo)定曲線數(shù)學(xué)模型結(jié)合應(yīng)用到監(jiān)測(cè)信號(hào)的處理上,結(jié)果表明,該方法能有效提升監(jiān)測(cè)精度。本文研制的系統(tǒng)具有便攜、智能、低成本、低功耗、高精度等特點(diǎn)。監(jiān)測(cè)儀尺寸為50mm?120mm?20mm。系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)有PEF(呼氣峰流速值)、FEV1(第一秒用力肺活量)、FEV1%(第一秒鐘用力呼氣量與用力肺活量比值),采用可充電設(shè)計(jì)方案,總功耗137mW,待機(jī)時(shí)間超過(guò)30天。通過(guò)大量測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文研制的哮喘病監(jiān)測(cè)儀具有可重復(fù)性,PEF最大相對(duì)級(jí)差低于5%,PEF最大相對(duì)示值誤差低于10%,符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)與美國(guó)的Piko肺功能測(cè)定儀進(jìn)行Bland-Altman一致性分析,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明達(dá)到同一級(jí)別。本文所研制的便攜式高精度哮喘病監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有實(shí)用性與可靠性,可廣泛應(yīng)用于哮喘病患者的日常家用監(jiān)測(cè)。
【圖文】：

喘病現(xiàn)狀的了解和開(kāi)展防治教育，讓公眾意識(shí)哮喘病防治創(chuàng)議委員會(huì)（GINA）和歐洲呼吸提出在每年的 5 月的第一個(gè)周二為世界哮喘9 年來(lái)，世界哮喘日的主題一直為：哮喘是能制率依然極低。哮喘已經(jīng)成為棘手的世界性課的研究和防治力量，為攻克這一世界性難題治依然不容樂(lè)觀，如圖 1-1 所示，據(jù)世界衛(wèi)生我國(guó)的哮喘患者超過(guò) 3000 萬(wàn)人，其中兒童就線城市調(diào)查顯示，哮喘死亡率高達(dá) 10 萬(wàn)分之年來(lái)我國(guó)環(huán)境日益嚴(yán)峻，霧霾不斷蔓延，進(jìn)一負(fù)責(zé)人林江濤教授表示，近十年來(lái)我國(guó)哮喘哮喘的總體狀況形勢(shì)嚴(yán)峻[5]。巨大的哮喘患者帶來(lái)的沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

助哮喘診斷、判別病情嚴(yán)重程度、調(diào)整藥物具有一定作用[8]。PEF 作為客觀的肺功能簡(jiǎn)現(xiàn)哮喘病自我管理的依據(jù)[9]，對(duì)降低患者的哮事實(shí)都表明，哮喘的長(zhǎng)期管理模式如圖 1-2 測(cè)，進(jìn)行長(zhǎng)期的自我管理，是能夠控制哮喘方面是防治宣傳教育還不到位，另一方面能夠完成 PEF 等指標(biāo)的測(cè)定主要有面向醫(yī)式峰流速儀以及歐美等國(guó)家研發(fā)的哮喘監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備操作復(fù)雜，，且屬于公共資源，不利于儀測(cè)量指標(biāo)少，精度差，數(shù)據(jù)不便于管理；證，但價(jià)格昂貴，不利于普及，同時(shí)也存在數(shù)者想要開(kāi)展長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，開(kāi)展自我管理，所能
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH789

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