本文關(guān)鍵詞：頭戴式生命體征參數(shù)采集裝置的研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 體征參數(shù)監(jiān)測 心電 血氧飽和度 血壓 脈搏波傳導(dǎo)延遲時(shí)間

【摘要】：近年來,隨著生物傳感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,可穿戴式健康監(jiān)測系統(tǒng)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備由于體積大,操作復(fù)雜,不便攜帶,使用受到限制。相比而言,可穿戴式設(shè)備具有體積小、重量輕、成本低、佩戴方便等特點(diǎn),因而在健康監(jiān)測方面具有廣闊的發(fā)展空間。現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,對(duì)士兵的健康狀況更為重視,利用各種科技手段來減少士兵的傷亡率,以減少戰(zhàn)爭損失�？焖俚牧私馐勘捏w征狀態(tài),對(duì)于指揮人員來說,便于及時(shí)進(jìn)行作戰(zhàn)部署;對(duì)于醫(yī)護(hù)人員來說,便于及時(shí)搶救負(fù)傷士兵,從而減少士兵傷亡代價(jià)。本文對(duì)體征參數(shù)的檢測算法進(jìn)行了研究。對(duì)于心電R波定位,通過比較小波變換法和差分閾值法優(yōu)缺點(diǎn),選擇使用運(yùn)算量較小的差分閾值法對(duì)R波進(jìn)行定位;根據(jù)脈搏波信號(hào)特點(diǎn),采用逐點(diǎn)進(jìn)行判別的方法,定位PPG信號(hào)的極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn),求出其直流分量和交流分量,再由血氧飽和度數(shù)學(xué)模型,計(jì)算出血氧飽和度;確定了由心電R波作為PWTT的起點(diǎn),由PPG的一階微分最大值點(diǎn)作為PWTT的終點(diǎn)來計(jì)算PWTT值,并通過對(duì)10名志愿者進(jìn)行試驗(yàn),利用最小二乘法確定了這10名志愿者的血壓評(píng)估模型。本文研制了用于戰(zhàn)場士兵的頭戴式生命體征參數(shù)采集裝置,該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)士兵心率、血氧飽和度和血壓這三種體征參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。硬件裝置包括硬件電路板和血氧采集頭帶。硬件電路以MSP430F1611單片機(jī)作為中央處理單元,該單片機(jī)對(duì)光頻轉(zhuǎn)換器發(fā)送來的信號(hào)進(jìn)行捕獲,獲得雙色光的兩種PPG信號(hào);單片機(jī)程序完成對(duì)心率、血氧飽和度和血壓三種參數(shù)的計(jì)算,通過串口發(fā)送給藍(lán)牙模塊;藍(lán)牙模塊收到數(shù)據(jù),通過模塊天線發(fā)射出去。血氧采集頭帶是一根黑色的松緊帶,頭帶中間固定有雙色光LED和光頻轉(zhuǎn)換器,作為血氧探頭,采集雙色光PPG信號(hào)。通過對(duì)10名志愿者進(jìn)行試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本裝置心率檢測的平均誤差率在4%以內(nèi),血氧飽和度檢測的平均誤差率在3%以內(nèi),血壓檢測的收縮壓和舒張壓誤差平均值在5mmHg以內(nèi),誤差的標(biāo)準(zhǔn)差在7mmHg以內(nèi),三種參數(shù)的檢測誤差均滿足本課題的設(shè)計(jì)要求。本文最后對(duì)體征信息采集裝置的性能做了測試,裝置的功耗為205mW,實(shí)現(xiàn)了低功耗的設(shè)計(jì)要求;經(jīng)測試,裝置的充放電功能正常。
【關(guān)鍵詞】：體征參數(shù)監(jiān)測 心電 血氧飽和度 血壓 脈搏波傳導(dǎo)延遲時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-13
• 注釋表13-14
• 第1章 緒論14-19
• 1.1 穿戴式體征監(jiān)測技術(shù)背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 穿戴式體征監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢16-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第2章 體征參數(shù)的檢測原理及方案設(shè)計(jì)19-30
• 2.1 體征參數(shù)檢測原理及方法19-28
• 2.1.1 心率檢測19-22
• 2.1.2 血氧飽和度檢測22-25
• 2.1.3 血壓檢測25-28
• 2.2 本文方案設(shè)計(jì)28-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 體征參數(shù)檢測相關(guān)算法研究30-43
• 3.1 頭部心電R波定位算法研究30-33
• 3.1.1 小波變換法30-31
• 3.1.2 差分閾值法31-33
• 3.2 頭部血氧飽和度檢測算法研究33-37
• 3.2.1 PPG信號(hào)的極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)定位33-35
• 3.2.2 PPG信號(hào)交流分量和直流分量的計(jì)算35-36
• 3.2.3 血氧飽和度的計(jì)算36-37
• 3.3 血壓檢測算法研究37-42
• 3.3.1 最小二乘直線擬合的基本原理37-38
• 3.3.2 三種PWTT實(shí)驗(yàn)方案效果分析38-39
• 3.3.3 無袖帶連續(xù)血壓模型的建立39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 體征信息采集裝置的設(shè)計(jì)43-57
• 4.1 體征信息采集裝置的硬件設(shè)計(jì)43-50
• 4.1.1 硬件總體設(shè)計(jì)43-44
• 4.1.2 血氧采集模塊44-46
• 4.1.3 心電采集模塊46-47
• 4.1.4 單片機(jī)處理模塊47-48
• 4.1.5 藍(lán)牙模塊48-49
• 4.1.6 充電及電源管理模塊49-50
• 4.2 體征信息采集裝置的軟件設(shè)計(jì)50-55
• 4.2.1 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)50-55
• 4.2.2 藍(lán)牙模塊軟件設(shè)計(jì)55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及裝置性能測試57-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-64
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備57-58
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)方法58-59
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析59-64
• 5.2 體征信息采集裝置的性能測試64-65
• 5.2.1 功耗測試64
• 5.2.2 充電功能測試64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 本文工作總結(jié)66-67
• 6.2 未來工作展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳建鋒;孫朋;林金朝;龐宇;王延向;;一種便攜式心電和呼吸信號(hào)采集裝置的設(shè)計(jì)[J];生命科學(xué)儀器;2015年06期

2 張列亮;朱娟;徐磊;;光電容積脈搏波臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J];臨床麻醉學(xué)雜志;2013年11期

3 韓魯寧;周娟;;建立戰(zhàn)場傷員搜救系統(tǒng)的基本構(gòu)想[J];沈陽部隊(duì)醫(yī)藥;2012年01期

4 車大瑩;楊平;張?jiān)?;血壓變異性和容積脈搏波特征參數(shù)變異性的關(guān)聯(lián)分析[J];國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志;2011年06期

5 連平;葉學(xué)松;劉運(yùn)成;王鵬;龔紅偉;董紀(jì)平;;單兵生命狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀[J];解放軍醫(yī)院管理雜志;2011年08期

6 王東明;張松;楊益民;李旭雯;;脈搏波的無創(chuàng)檢測方式[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2010年04期

7 廖國杰;張志強(qiáng);高博;牟玲;魏蔚;;反射式血氧飽和度檢測方法的研究[J];光散射學(xué)報(bào);2009年03期

8 肖開敏;張顏顏;于維海;;穿戴式多生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J];中國醫(yī)療設(shè)備;2008年11期

9 閆慶廣;吳寶明;卓豫;朱新建;馮正權(quán);黃華;;穿戴式單兵生命監(jiān)測系統(tǒng)研究的進(jìn)展[J];中國醫(yī)療器械雜志;2006年05期

10 陳劍,董秀珍,焦騰,尤富生,史學(xué)濤;單兵生命狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2005年07期

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本文編號(hào)：567123