用于體能訓練的心率及血氧含量實時監(jiān)測系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2021-01-16 23:07
對人體血氧含量及心率的監(jiān)測是運動醫(yī)學的一個重要課題。在紅光和近紅外光譜區(qū)中,生物組織的某些不同成分對光的吸收和散射表現(xiàn)出不同的特性。利用生物組織的光學特性進行參數(shù)測量,特別是無創(chuàng)測量在生物醫(yī)學領域中有著極其廣泛的應用前景。論文在論述了透射式血氧飽和度測定原理—Lambert-Beer定律及其方法,研究了組織中各成分對應不同波長光的吸收系數(shù)差異,推導出了氧合血紅蛋白、還原血紅蛋白濃度變化量與吸光度變化量之間的數(shù)學關系,并以此為依據(jù)進行監(jiān)測系統(tǒng)的設計。在硬件設計上:(1)采用光的調制技術消除背景光的干擾,同時也抑制系統(tǒng)的固有噪聲。(2)應用集成化的光電傳感器來實現(xiàn)對微弱的脈搏信號的采集。(3)應用精密運算放大器,來對傳感器輸出的信號進行控制放大。(4)用單片機來控制其內部集成的A/D轉換器對傳感器輸出的電壓信號進行從模擬信號到數(shù)字信號的轉換。(5)完成了串口設計,實現(xiàn)裝置與PC機之間的數(shù)據(jù)通信功能。軟件設計以VC++語言為平臺,進行模塊化程序設計,設計了血氧飽和度和心率的算法,液晶顯示等模塊。在PC機上對接收到的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波處理,還原出人體的脈搏波形圖,并在PC機上實現(xiàn)實時顯示。最終研...
【文章來源】:暨南大學廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
蘋果對MSP430系統(tǒng)供電實驗
出信噪比的提高是不可能單獨通過電子線路技術得到的。但APD的應用受到很大的限制。比如說環(huán)境溫度的變化對APD的特性影響很大,其原因主要是對APD的倍增因子和暗電流的影響。從圖3.7可以看出,當溫度升高時,APD的擊穿電壓也隨著上升,如果APD的工作電壓不變,其倍增因子
圖3.9LEDI、LEDZ兩路驅動信號3.6信號放大濾波部分在實際應用中通常所測的光信號基本上為微弱量,主要表現(xiàn)在:一方面,反映生物體生理和生化變化的信號或參量大多是微弱的;另一方面,為了減少對生物體正;顒拥母蓴_或防止對生物體的傷害,測量中總是盡可能地減少對被測量的取樣數(shù)量,因而造成被測信號比較微弱。所以,生物醫(yī)學測量屬于弱信號測量范疇,具有弱信號測量的共同特點;還受各種不同傳感器靈敏度的限制,因而所得到的電量自然是小信號,一般不能直接用于采樣處理。如果直接進行放大,將使信號達到飽和而削頂,為此取信號頂端脈動起伏部分進行放大。同時還要求測量系統(tǒng)的靈敏度高、分辨率強、抑制噪聲和抗干擾能力好。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]賽艇運動高原和低氧訓練研究進展[J]. 王敬茹,高炳宏. 體育科研. 2009(01)
[2]激光無創(chuàng)腦血氧傳感系統(tǒng)研究[J]. 李勝利,凌晨,徐敏. 傳感器技術. 2005(09)
[3]戰(zhàn)時生命體征實時監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 袁揚,吳軍. 醫(yī)療裝備. 2005(09)
[4]運動心率檢測系統(tǒng)的研制及心率與肌氧含量同步實驗研究[J]. 馬永利,王培勇. 北京生物醫(yī)學工程. 2005(04)
[5]近紅外光譜測定術檢測肌氧的原理及其在運動醫(yī)學中的應用[J]. 李紅燕,張立,沈紅飛. 中國運動醫(yī)學雜志. 2005(03)
[6]高原訓練對游泳運動員血液成分、血乳酸和運動能力的影響[J]. 錢風雷,王晨. 體育與科學. 2004(06)
[7]多功能激光血流血氧檢測系統(tǒng)的研制[J]. 喬月印,蔡克家,喬峰,陳書基,崔探星. 南開大學學報(自然科學版). 2004(03)
[8]基于MSP430F149的血氧飽和度檢測儀[J]. 張寧,陳亞明,鄧親愷. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2004(03)
[9]運動員體能訓練課生理負荷量的現(xiàn)場分析報告[J]. 范曉燕,孫學川,鄧偉明. 體育學刊. 2002(01)
[10]運動時肌氧含量無損傷測定與血乳酸變化關系[J]. 曹建民,馮美云,張士祥,馮煒權,陳易章,馬冰,丁海曙,蘇暢. 北京體育大學學報. 1998(01)
博士論文
[1]基于運動信息獲取及智能處理的運動員訓練指導系統(tǒng)研究[D]. 馬靜華.中國科學技術大學 2006
碩士論文
[1]便攜式運動員心血管功能檢測系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D]. 李達.北京工業(yè)大學 2007
[2]國防科技大學軍人學員體能現(xiàn)狀與評價研究[D]. 王芳.湖南師范大學 2005
[3]人體體能測量的新方法研究[D]. 史亞軍.第一軍醫(yī)大學 2002
本文編號:2981710
【文章來源】:暨南大學廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
蘋果對MSP430系統(tǒng)供電實驗
出信噪比的提高是不可能單獨通過電子線路技術得到的。但APD的應用受到很大的限制。比如說環(huán)境溫度的變化對APD的特性影響很大,其原因主要是對APD的倍增因子和暗電流的影響。從圖3.7可以看出,當溫度升高時,APD的擊穿電壓也隨著上升,如果APD的工作電壓不變,其倍增因子
圖3.9LEDI、LEDZ兩路驅動信號3.6信號放大濾波部分在實際應用中通常所測的光信號基本上為微弱量,主要表現(xiàn)在:一方面,反映生物體生理和生化變化的信號或參量大多是微弱的;另一方面,為了減少對生物體正;顒拥母蓴_或防止對生物體的傷害,測量中總是盡可能地減少對被測量的取樣數(shù)量,因而造成被測信號比較微弱。所以,生物醫(yī)學測量屬于弱信號測量范疇,具有弱信號測量的共同特點;還受各種不同傳感器靈敏度的限制,因而所得到的電量自然是小信號,一般不能直接用于采樣處理。如果直接進行放大,將使信號達到飽和而削頂,為此取信號頂端脈動起伏部分進行放大。同時還要求測量系統(tǒng)的靈敏度高、分辨率強、抑制噪聲和抗干擾能力好。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]賽艇運動高原和低氧訓練研究進展[J]. 王敬茹,高炳宏. 體育科研. 2009(01)
[2]激光無創(chuàng)腦血氧傳感系統(tǒng)研究[J]. 李勝利,凌晨,徐敏. 傳感器技術. 2005(09)
[3]戰(zhàn)時生命體征實時監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 袁揚,吳軍. 醫(yī)療裝備. 2005(09)
[4]運動心率檢測系統(tǒng)的研制及心率與肌氧含量同步實驗研究[J]. 馬永利,王培勇. 北京生物醫(yī)學工程. 2005(04)
[5]近紅外光譜測定術檢測肌氧的原理及其在運動醫(yī)學中的應用[J]. 李紅燕,張立,沈紅飛. 中國運動醫(yī)學雜志. 2005(03)
[6]高原訓練對游泳運動員血液成分、血乳酸和運動能力的影響[J]. 錢風雷,王晨. 體育與科學. 2004(06)
[7]多功能激光血流血氧檢測系統(tǒng)的研制[J]. 喬月印,蔡克家,喬峰,陳書基,崔探星. 南開大學學報(自然科學版). 2004(03)
[8]基于MSP430F149的血氧飽和度檢測儀[J]. 張寧,陳亞明,鄧親愷. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2004(03)
[9]運動員體能訓練課生理負荷量的現(xiàn)場分析報告[J]. 范曉燕,孫學川,鄧偉明. 體育學刊. 2002(01)
[10]運動時肌氧含量無損傷測定與血乳酸變化關系[J]. 曹建民,馮美云,張士祥,馮煒權,陳易章,馬冰,丁海曙,蘇暢. 北京體育大學學報. 1998(01)
博士論文
[1]基于運動信息獲取及智能處理的運動員訓練指導系統(tǒng)研究[D]. 馬靜華.中國科學技術大學 2006
碩士論文
[1]便攜式運動員心血管功能檢測系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D]. 李達.北京工業(yè)大學 2007
[2]國防科技大學軍人學員體能現(xiàn)狀與評價研究[D]. 王芳.湖南師范大學 2005
[3]人體體能測量的新方法研究[D]. 史亞軍.第一軍醫(yī)大學 2002
本文編號:2981710
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