本論文提出一種基于多傳感器的無線醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng),研發(fā)了具有高安全性,靈活性,便攜性的柔性可穿戴智能非侵入式的睡眠呼吸監(jiān)測及人體相應(yīng)生理參數(shù)變化的裝置。本裝置基于一款支持藍(lán)牙5.0,由TI公司生產(chǎn)的CC2640R2F芯片,以及溫度、濕度傳感器,心率血氧傳感器,將所有元器件集成在柔性基板上。該裝置只需粘貼在鼻下皮膚區(qū)域,即可有效的測出受試者的心率,血氧數(shù)據(jù)以及當(dāng)前的呼吸狀態(tài),對人體無損害,且大大提高了使用者的舒適度。本裝置通過對人體鼻腔呼出和吸入的氣體的濕度,溫度等要素進(jìn)行采集分析得到呼吸數(shù)據(jù)和通過max30102傳感器獲得PPG(Photo Plethysmo Graphy)脈搏波信號,并通過一系列濾波以及算法處理獲得心率和血氧數(shù)據(jù),運(yùn)用無線傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸至手機(jī)客戶端(APP),做到實(shí)時(shí)的傳輸和檢測。并將檢測人體睡眠時(shí)由呼吸暫停所引起的生理參數(shù)的變化的記錄儲存至手機(jī)App中的數(shù)據(jù)庫中以便儲存和查看,同時(shí)使用python語言開發(fā)了PPG脈搏波波形可視化查看分析的后臺,方便用戶對歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用和查詢。從而讓受試者更好的掌握自己的身體情況,做好預(yù)防,盡可能降低受試者產(chǎn)生由呼吸暫停所導(dǎo)致的長期... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

該算法從呼吸氣流引起的溫濕度變化中提取呼吸周期的結(jié)果

描記法（PPG），英文全稱PhotoPlethysmoGraphy。其原理是使用LED的光線射向皮膚，然后光線透過皮膚組織，經(jīng)過肌肉、骨骼、靜脈等對光的吸收基本不變的組織，再經(jīng)過動脈里的血液后，由于動脈中血液的流動，血液對光的吸收也會產(chǎn)生變化，因此光線再被反射回來后，由于動脈中的血液對光的吸收會有變化，而其它組織對光的吸收量基本不變，被光電感受器接受后轉(zhuǎn)換成電信號，得到的信號就能夠分為直流DC信號和交流AC信號[18]。如下圖所示其中交流AC信號就能夠用來獲得心率數(shù)據(jù)，最后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成藍(lán)牙芯片所能識別的數(shù)字信號。圖2.2光電容積脈搏波的交流信號分量和直流信號分量2.3血氧飽和度檢測原理概述首先血氧飽和度是由含氧血紅蛋白決定的，首先人體呼吸時(shí)氧氣進(jìn)入肺部，然后進(jìn)入血液，血液將氧輸送到人體的各個(gè)器官。氧氣在血液中的主要傳播途徑是血紅蛋白。如果把血

紅蛋白吸收的紅外光比紅光更多，脫氧血紅蛋白吸收的紅光比紅外光要多[19]。心率血氧傳感器就通過分析動脈血液中氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白吸收兩種不同波長的光的比例，計(jì)算兩種波長的光的吸收比率R，再根據(jù)計(jì)算SpO2的標(biāo)準(zhǔn)模型公式計(jì)算得到血氧飽和度，血氧飽和度的大小量度的標(biāo)準(zhǔn)公式定義如下所示[20]。（2.1）2.4心率檢測原理概述在得到可以反應(yīng)動脈血液流動特點(diǎn)的AC交流信號后，也就是PPG信號后，可以看出PPG信號的變化頻率是有一定規(guī)律的，而這個(gè)規(guī)律和心臟的跳動頻率是正相關(guān)的，下圖即是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的的PPG信號：圖2.3標(biāo)準(zhǔn)的光電脈搏波（PPG）信號通過標(biāo)準(zhǔn)的PPG信號計(jì)算出心率只需要去除波峰間隔周圍的偽峰，再計(jì)算出波峰間隔即可得到近似的心率值，但由于實(shí)際測量時(shí)測量部位經(jīng)常會發(fā)生移動，并且由于自然光、日光燈等等其它的干擾，引入高頻的噪聲[21]，最終測得的信號常常類似于圖2.4的信號：100222bOHbHHbOSpO


本文編號：2909265