基于智能床墊的心沖擊圖信號(hào)處理及其在心血管健康評(píng)估中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-28 10:34
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來,傳統(tǒng)的健康醫(yī)療模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變,由被動(dòng)就醫(yī)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)健康監(jiān)護(hù)模式。依托云計(jì)算技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù),智能健康產(chǎn)品得以不斷創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用,人們進(jìn)入了全面量化健康生活的新時(shí)代。睡眠健康監(jiān)測(cè)床墊作為一種低能耗、無干擾、不突兀的實(shí)時(shí)健康檢測(cè)手段,在這種大趨勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生并快速發(fā)展為一種流行的夜間健康監(jiān)護(hù)手段。本文開發(fā)了一種基于壓電陶瓷傳感器陣列的嵌入式床墊,本文的研究圍繞該床墊展開。床墊采集的是反映人體對(duì)床墊的作用力的混合信號(hào),包括使用者的生命體征和活動(dòng)信號(hào),如:心臟跳動(dòng)、呼吸等微小的信號(hào)和體動(dòng)、翻身等大的動(dòng)作信號(hào)。其中,能夠反映人體的心臟跳動(dòng)的信號(hào)是心沖擊圖(BCG)信號(hào),可以從床墊采集的混合信號(hào)中提取出來。本文的研究對(duì)象就是BCG信號(hào)。針對(duì)本文中床墊設(shè)備提取的BCG信號(hào)的特點(diǎn),本文提出了一種基于盲分割的J峰檢測(cè)算法和一種擴(kuò)展的多示例學(xué)習(xí)算法來計(jì)算BCG信號(hào)的心動(dòng)周期。BCG信號(hào)中的心跳波形因人而異且易受噪聲干擾,心動(dòng)周期檢測(cè)的準(zhǔn)確性難以保證。因此,本文提出了一種擴(kuò)展的多示例學(xué)習(xí)方式。MIT-BIH數(shù)據(jù)庫(kù)提供了 ECG信號(hào)的心律失常數(shù)據(jù),因此為在BCG心律失常研究中使...
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-丨I導(dǎo)聯(lián)心電儀??2.1采集設(shè)備??
本文設(shè)計(jì)的是一款低耗、無擾的床墊式檢測(cè)設(shè)備,采用一個(gè)由2X9??個(gè)貼片陶瓷壓力傳感器嵌入的海綿床墊式BCG采集系統(tǒng),即采用兩條傳感帶,??每條傳感帶有9個(gè)壓電陶瓷傳感器,如圖2-2所示。如圖2-3所示,外觀上,尺??寸(WXHXT)為100cmX60cmX<2cm,適合單人使用。每一個(gè)壓電陶瓷片采??集一路信號(hào),從床墊的不同位置一共可采集18路。使用時(shí)將基于壓電陶瓷傳感??器陣列的嵌入式床墊置于人體的胸部和腹部位置。為了給使用者提供一個(gè)舒適的??體驗(yàn),一個(gè)普通的床墊(厚度可為卜20cm的范圍)被放置在壓力傳感器嵌入??床墊上面。?? ̄ ̄?T?'S??枕頭|??_?V?廠?一、???????????(?)???壓電陶瓷片??圖2-2床墊傳感器帶位置??圖2-3壓電陶瓷傳感器陣列的嵌入式床墊外觀??傳感器部分采用的是壓電陶瓷片,如圖2-4所示,這種壓電陶瓷由兩片徑向??擴(kuò)展振子圓片厚度疊加粘合在一起并使其極化方向與激勵(lì)電場(chǎng)相反,兩片圓片在??受力時(shí)產(chǎn)生相反變形,這樣就得到了其厚度彎曲振動(dòng)。這種壓電陶瓷片質(zhì)量極輕、??結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單但是高信噪比、高靈敏性且工作時(shí)非常穩(wěn)定。由壓電陶瓷片構(gòu)成??的模擬振動(dòng)傳感器電路,實(shí)現(xiàn)了將壓力振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)微弱振動(dòng)的反變換過程。??10??
本文設(shè)計(jì)的是一款低耗、無擾的床墊式檢測(cè)設(shè)備,采用一個(gè)由2X9??個(gè)貼片陶瓷壓力傳感器嵌入的海綿床墊式BCG采集系統(tǒng),即采用兩條傳感帶,??每條傳感帶有9個(gè)壓電陶瓷傳感器,如圖2-2所示。如圖2-3所示,外觀上,尺??寸(WXHXT)為100cmX60cmX<2cm,適合單人使用。每一個(gè)壓電陶瓷片采??集一路信號(hào),從床墊的不同位置一共可采集18路。使用時(shí)將基于壓電陶瓷傳感??器陣列的嵌入式床墊置于人體的胸部和腹部位置。為了給使用者提供一個(gè)舒適的??體驗(yàn),一個(gè)普通的床墊(厚度可為卜20cm的范圍)被放置在壓力傳感器嵌入??床墊上面。?? ̄ ̄?T?'S??枕頭|??_?V?廠?一、???????????(?)???壓電陶瓷片??圖2-2床墊傳感器帶位置??圖2-3壓電陶瓷傳感器陣列的嵌入式床墊外觀??傳感器部分采用的是壓電陶瓷片,如圖2-4所示,這種壓電陶瓷由兩片徑向??擴(kuò)展振子圓片厚度疊加粘合在一起并使其極化方向與激勵(lì)電場(chǎng)相反,兩片圓片在??受力時(shí)產(chǎn)生相反變形,這樣就得到了其厚度彎曲振動(dòng)。這種壓電陶瓷片質(zhì)量極輕、??結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單但是高信噪比、高靈敏性且工作時(shí)非常穩(wěn)定。由壓電陶瓷片構(gòu)成??的模擬振動(dòng)傳感器電路,實(shí)現(xiàn)了將壓力振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)微弱振動(dòng)的反變換過程。??10??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于心沖擊信號(hào)的心率檢測(cè)[J]. 張先文,張麗巖,丁力超,魏榮榮,王婕,唐勁天. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(07)
[2]患者睡姿有講究[J]. 萬慎曜. 健康. 2008(05)
[3]慢性心力衰竭患者的心率變異性分析[J]. 陳琛,何夢(mèng),陳勱. 心電學(xué)雜志. 2007(02)
[4]睡眠醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)的新模式[J]. 俞夢(mèng)孫,張宏金. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2003(03)
[5]短程心率變異與長(zhǎng)程心率變異對(duì)比分析[J]. 王曉瑋,李新,熊國(guó)風(fēng). 臨床心電學(xué)雜志. 2002(01)
[6]98例高血壓病患者心率變異性分析[J]. 孫宇,王文英,曹廣智. 心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2000(05)
[7]壓電陶瓷基本特性研究[J]. 張濤,孫立寧,蔡鶴皋. 光學(xué)精密工程. 1998(05)
[8]正常人群的心率變異性分析[J]. 曲秀芬,黃永麟,樸晶燕,宋麗云,紀(jì)樹彥. 心臟起搏與心電生理雜志. 1995(02)
[9]心率變異分析在兒童心臟疾病的研究進(jìn)展[J]. 穆敏,韓波. 國(guó)際兒科學(xué)雜志. 2007 (03)
碩士論文
[1]基于計(jì)算機(jī)視覺的人體睡姿識(shí)別系統(tǒng)的研究[D]. 葉蔭球.安徽工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于CPLD的心沖擊圖信號(hào)實(shí)時(shí)處理方法研究[D]. 王艷華.東北大學(xué) 2010
本文編號(hào):3208106
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-丨I導(dǎo)聯(lián)心電儀??2.1采集設(shè)備??
本文設(shè)計(jì)的是一款低耗、無擾的床墊式檢測(cè)設(shè)備,采用一個(gè)由2X9??個(gè)貼片陶瓷壓力傳感器嵌入的海綿床墊式BCG采集系統(tǒng),即采用兩條傳感帶,??每條傳感帶有9個(gè)壓電陶瓷傳感器,如圖2-2所示。如圖2-3所示,外觀上,尺??寸(WXHXT)為100cmX60cmX<2cm,適合單人使用。每一個(gè)壓電陶瓷片采??集一路信號(hào),從床墊的不同位置一共可采集18路。使用時(shí)將基于壓電陶瓷傳感??器陣列的嵌入式床墊置于人體的胸部和腹部位置。為了給使用者提供一個(gè)舒適的??體驗(yàn),一個(gè)普通的床墊(厚度可為卜20cm的范圍)被放置在壓力傳感器嵌入??床墊上面。?? ̄ ̄?T?'S??枕頭|??_?V?廠?一、???????????(?)???壓電陶瓷片??圖2-2床墊傳感器帶位置??圖2-3壓電陶瓷傳感器陣列的嵌入式床墊外觀??傳感器部分采用的是壓電陶瓷片,如圖2-4所示,這種壓電陶瓷由兩片徑向??擴(kuò)展振子圓片厚度疊加粘合在一起并使其極化方向與激勵(lì)電場(chǎng)相反,兩片圓片在??受力時(shí)產(chǎn)生相反變形,這樣就得到了其厚度彎曲振動(dòng)。這種壓電陶瓷片質(zhì)量極輕、??結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單但是高信噪比、高靈敏性且工作時(shí)非常穩(wěn)定。由壓電陶瓷片構(gòu)成??的模擬振動(dòng)傳感器電路,實(shí)現(xiàn)了將壓力振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)微弱振動(dòng)的反變換過程。??10??
本文設(shè)計(jì)的是一款低耗、無擾的床墊式檢測(cè)設(shè)備,采用一個(gè)由2X9??個(gè)貼片陶瓷壓力傳感器嵌入的海綿床墊式BCG采集系統(tǒng),即采用兩條傳感帶,??每條傳感帶有9個(gè)壓電陶瓷傳感器,如圖2-2所示。如圖2-3所示,外觀上,尺??寸(WXHXT)為100cmX60cmX<2cm,適合單人使用。每一個(gè)壓電陶瓷片采??集一路信號(hào),從床墊的不同位置一共可采集18路。使用時(shí)將基于壓電陶瓷傳感??器陣列的嵌入式床墊置于人體的胸部和腹部位置。為了給使用者提供一個(gè)舒適的??體驗(yàn),一個(gè)普通的床墊(厚度可為卜20cm的范圍)被放置在壓力傳感器嵌入??床墊上面。?? ̄ ̄?T?'S??枕頭|??_?V?廠?一、???????????(?)???壓電陶瓷片??圖2-2床墊傳感器帶位置??圖2-3壓電陶瓷傳感器陣列的嵌入式床墊外觀??傳感器部分采用的是壓電陶瓷片,如圖2-4所示,這種壓電陶瓷由兩片徑向??擴(kuò)展振子圓片厚度疊加粘合在一起并使其極化方向與激勵(lì)電場(chǎng)相反,兩片圓片在??受力時(shí)產(chǎn)生相反變形,這樣就得到了其厚度彎曲振動(dòng)。這種壓電陶瓷片質(zhì)量極輕、??結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單但是高信噪比、高靈敏性且工作時(shí)非常穩(wěn)定。由壓電陶瓷片構(gòu)成??的模擬振動(dòng)傳感器電路,實(shí)現(xiàn)了將壓力振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)微弱振動(dòng)的反變換過程。??10??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于心沖擊信號(hào)的心率檢測(cè)[J]. 張先文,張麗巖,丁力超,魏榮榮,王婕,唐勁天. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(07)
[2]患者睡姿有講究[J]. 萬慎曜. 健康. 2008(05)
[3]慢性心力衰竭患者的心率變異性分析[J]. 陳琛,何夢(mèng),陳勱. 心電學(xué)雜志. 2007(02)
[4]睡眠醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)的新模式[J]. 俞夢(mèng)孫,張宏金. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2003(03)
[5]短程心率變異與長(zhǎng)程心率變異對(duì)比分析[J]. 王曉瑋,李新,熊國(guó)風(fēng). 臨床心電學(xué)雜志. 2002(01)
[6]98例高血壓病患者心率變異性分析[J]. 孫宇,王文英,曹廣智. 心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2000(05)
[7]壓電陶瓷基本特性研究[J]. 張濤,孫立寧,蔡鶴皋. 光學(xué)精密工程. 1998(05)
[8]正常人群的心率變異性分析[J]. 曲秀芬,黃永麟,樸晶燕,宋麗云,紀(jì)樹彥. 心臟起搏與心電生理雜志. 1995(02)
[9]心率變異分析在兒童心臟疾病的研究進(jìn)展[J]. 穆敏,韓波. 國(guó)際兒科學(xué)雜志. 2007 (03)
碩士論文
[1]基于計(jì)算機(jī)視覺的人體睡姿識(shí)別系統(tǒng)的研究[D]. 葉蔭球.安徽工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于CPLD的心沖擊圖信號(hào)實(shí)時(shí)處理方法研究[D]. 王艷華.東北大學(xué) 2010
本文編號(hào):3208106
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