【摘要】：隨著生活節(jié)奏加快,人們的工作壓力增大,休息時間減少。精神疲勞成為了一個不容小覷的問題,當人處于精神疲勞狀態(tài)時,會困倦、反應遲鈍和效率降低,進一步可能引起事故的發(fā)生。一些特殊人群由于疲勞而引起的事故會異常重大,比如駕駛員、醫(yī)生、危險儀器操作員等。精神疲勞監(jiān)測的研究由來已久,但是大多需要配備復雜的檢測設備,因此,提供一套無擾、便攜的高準確度精神疲勞監(jiān)測系統(tǒng),是非常有必要的。本文設計了一種無擾式的精神疲勞監(jiān)測系統(tǒng)。本文使用電容式耦合電極非接觸采集人體背部心電圖(Electrocardiogram,ECG),使用壓電傳感器及其調理電路采集人的心沖擊圖(Ballistocardiagram,BCG),通過對精神疲勞實驗中心率變異性(Heart Rate Variability,HRV)的相關實驗數(shù)據(jù)分析建模,得出評價精神疲勞的模型,上位機根據(jù)模型進行監(jiān)測和預警。在本文設計中,首先對耦合心電、心沖擊圖的采集電路進行了設計,然后在平板電腦和臺式機上設計實現(xiàn)了對以上生理信號的數(shù)字信號處理算法,包括去基線、帶通濾波、自適應濾波、快速傅里葉變換等,系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過標準的醫(yī)學信號源、病人模擬器和心率帶的驗證。本文專門設計了精神疲勞范式,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在精神疲勞實驗中采集了五個被試的數(shù)據(jù),通過對這些數(shù)據(jù)進行時頻域分析處理,得到了一種基于心率變異性和心率的精神疲勞判定方法,另外,本文中對這些數(shù)據(jù)進行了機器學習模型的建立,在支持向量機中用高斯核函數(shù)對數(shù)據(jù)特征進行三分類,分別表示正常,疲勞,瞌睡三種不同程度的精神狀態(tài),準確率達到93.3%。本文的創(chuàng)新之處在于同時采集耦合心電圖和心沖擊圖,通過非接觸的心率變異性參數(shù)進行精神疲勞監(jiān)測預警,并支持遠程終端的多用戶管理。相對于其他同類研究,本系統(tǒng)重在無擾、非接觸,且在舒適度、可靠性、準確性、實用性上都具有一定優(yōu)勢。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP274;R318
【圖文】：

文 基于心電的非接觸精神疲勞監(jiān)測系心電信號的生理學基礎及和測量理論重要的器官。由于心臟規(guī)律的收縮斷地流動。心臟是先產生電激動，然流經組織在體表產生電位，使不同身個電極，再用導線連到心電圖機，它兩點間的電位差，形成一條連續(xù)的曲芬對 ECG 信號中的各個波段分別進，S 波和 T 波。

圖 2-2 V8 導聯(lián)標記點通常在 100uV-1mV，耦合電極接收到的幅精度 ADC 采集。率在 0.05Hz-100Hz，這其中包含了 50Hz 工而最常用的方法就是采用差分輸入方式，增遠遠小于肌電、運動等的干擾。這些干擾需、自適應濾波等算法進行衰減。，且易有靜電體的阻抗達到幾十 MΩ，而耦合電極由于阻抗。這就要求采集電路的輸入電阻要上的消耗，并且失調電流要盡可能小，這樣

侵入式的通過圖形界面準確描述心產生的沖擊力而引起身體活動的技血管，而在此噴射過程中對人體產取了這種極其微弱的反作用力后進指標。換一種解釋更加通俗，當律的振動。心臟和大血管的本身的可以把這種運動沖擊記錄下來，形擾地連續(xù)監(jiān)控用戶的心率，呼吸，擊圖。

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本文編號：2771625