實時無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)在醫(yī)院準危重病人監(jiān)護系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
本文關(guān)鍵詞:實時無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)在醫(yī)院準危重病人監(jiān)護系統(tǒng)中的應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著人類社會的進步發(fā)展,工作生活壓力日漸增大,心血管疾病成為人們談之色變的健康殺手。如何準確、實時、方便地采集人體血壓信息不僅僅是一個熱門話題,更是當今醫(yī)院和家庭對于身體健康的迫切需求。然而,目前市面上的電子血壓計普遍精度不高,這些血壓計只實現(xiàn)了簡單的血壓監(jiān)測和判定,對于重復性和準確性則很難保證。其次,由于網(wǎng)絡(luò)信息化時代的來臨,簡單的血壓測量已不能滿足人們的需求,血壓計的無線傳輸和實時監(jiān)測已經(jīng)成為更迫切的需求。 基于以上現(xiàn)狀和需求分析,本文設(shè)計了一種低功耗低成本的實時無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由血壓采集模塊、血壓信號轉(zhuǎn)換模塊、無線傳輸模塊組成。系統(tǒng)采用基于高斯擬合、比例系數(shù)法和拐點法的算法保證血壓信號的準確性,同時采用低成本低功耗的硬件設(shè)計,既符合醫(yī)院要求又滿足廣大家庭的需要。通過對該系統(tǒng)進行準確性和重復性的測試。檢測仿真結(jié)果滿足AAMI標準和BHS標準,該系統(tǒng)還可以用于實時血壓監(jiān)測。 本論文主要研究工作包括以下幾個方面: 1.綜合分析示波法中曲線擬合方法和血壓判定方法,針對成本、算法復雜度、硬件支持等因素,提出了單高斯曲線擬合以及比例系數(shù)法和拐點法結(jié)合的血壓判定算法。 2.根據(jù)實驗室Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)平臺,搭建實時無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)硬件架構(gòu),設(shè)計硬件電路結(jié)構(gòu)包括電源管理電路、電磁閥和充氣泵及其驅(qū)動電路、壓力傳感器及環(huán)形振蕩電路、高通和低通濾波電路等,此外,硬件中還包括基于Cortex-M3的STM32控制芯片和無線收發(fā)芯片nRF24L01的應(yīng)用。 3.結(jié)合硬件架構(gòu),開發(fā)相應(yīng)軟件平臺,包括血壓判定算法,從機和主機的軟件流程圖,下位機的中斷服務(wù)流程圖,以及上位機界面設(shè)計。 4.以AAMI和BHS標準為參考,對系統(tǒng)進行仿真檢測,包括準確性測試和重復性測試,測試結(jié)果和水銀血壓計作比較,對系統(tǒng)的有效性做詳細評估。
【關(guān)鍵詞】:準危重病人監(jiān)護 無線Zigbee網(wǎng)絡(luò) Cortex-M3 實時血壓監(jiān)測
【學位授予單位】:上海交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R197.39
【目錄】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-16
- 第一章 緒論16-28
- 1.1 課題背景介紹16-18
- 1.2 血壓測量的意義18-19
- 1.3 常見的血壓測量方法19-21
- 1.4 血壓監(jiān)測的研究現(xiàn)狀21-26
- 1.4.1 血壓監(jiān)測研究現(xiàn)狀21-22
- 1.4.2 常見電子血壓計產(chǎn)品介紹22-26
- 1.5 本文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)26-28
- 第二章 血壓的概念及測量原理28-42
- 2.1 血壓的形成28-29
- 2.2 脈搏波概念介紹29-31
- 2.2.1 脈搏波的形成29-30
- 2.2.2 脈搏波的傳播30-31
- 2.3 示波法原理及血壓判定方法31-37
- 2.3.1 幅度系數(shù)法33-34
- 2.3.2 波形特征法34-35
- 2.3.3 幅度系數(shù)法的改進35-36
- 2.3.4 系數(shù)差分比值法36-37
- 2.4 脈搏波包絡(luò)線擬合方法37-41
- 2.4.1 多項式擬合38
- 2.4.2 高斯擬合38-40
- 2.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合40-41
- 2.5 本章小結(jié)41-42
- 第三章 無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計42-56
- 3.1 無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計42-44
- 3.2 血壓信號處理模塊44-50
- 3.2.1 電源穩(wěn)壓電路44-45
- 3.2.2 電磁閥、充氣泵和驅(qū)動電路45-46
- 3.2.3 壓力傳感器和環(huán)形振蕩電路46-49
- 3.2.4 濾波電路49-50
- 3.3 血壓信號采集模塊50-52
- 3.3.1 STM32 微處理器50-52
- 3.3.2 信號采集模塊硬件設(shè)計52
- 3.4 點對點無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計52-55
- 3.4.1 nRF24L01 和無線通信模塊的硬件設(shè)計52-54
- 3.4.2 星形點對點無線網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)54-55
- 3.5 本章小結(jié)55-56
- 第四章 無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)的軟件平臺設(shè)計56-65
- 4.1 血壓監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺整體框架設(shè)計56
- 4.2 幅度系數(shù)法和拐點法相結(jié)合的血壓判定算法56-59
- 4.2.1 血壓信號的預處理56-57
- 4.2.2 血壓判定方法的選取57-58
- 4.2.3 曲線擬合方法的選取58
- 4.2.4 收縮壓和舒張壓的計算58-59
- 4.3 系統(tǒng)下位機軟件設(shè)計59-63
- 4.3.1 主機節(jié)點軟件設(shè)計59-60
- 4.3.2 從機節(jié)點軟件設(shè)計60-63
- 4.4 本章小結(jié)63-65
- 第五章 無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)的實驗與測試65-72
- 5.1 系統(tǒng)上位機界面設(shè)計65-66
- 5.2 準確性和重復性測試方法66-67
- 5.3 準確性和重復性測試結(jié)果67-71
- 5.3.1 準確性測試結(jié)果67-69
- 5.3.2 重復性測試結(jié)果69-71
- 5.4 本章小結(jié)71-72
- 第六章 總結(jié)與展望72-74
- 6.1 工作總結(jié)72-73
- 6.2 后續(xù)研究展望73-74
- 參考文獻74-79
- 致謝79-80
- 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文80
【參考文獻】
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本文關(guān)鍵詞:實時無線血壓監(jiān)測系統(tǒng)在醫(yī)院準危重病人監(jiān)護系統(tǒng)中的應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號:364029
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