近些年來,睡眠健康越來越受到人們的關(guān)注,睡眠呼吸暫停綜合征等睡眠問題因?yàn)殡y以被患者自身察覺,成為了身體健康的一大隱患。傳統(tǒng)睡眠監(jiān)測(cè)需要在醫(yī)院中采用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),由于設(shè)備的體積大、操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴等局限性無(wú)法大面積普及到養(yǎng)老院、社區(qū)衛(wèi)生所等地方。因此,研制一種低成本、操作簡(jiǎn)單、體積小巧、便于管理的睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)是很有必要的。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)補(bǔ)充了睡眠監(jiān)測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景。本文對(duì)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。該系統(tǒng)通過柔性傳感器采集得到生理信號(hào),通過算法將生理信號(hào)分離為若干潛分量,利用潛在分量對(duì)呼吸信號(hào)與心沖擊信號(hào)進(jìn)行重構(gòu),再通過得到的有效生理信號(hào)分析異常睡眠狀況。系統(tǒng)采用訂閱、發(fā)布的方式集中監(jiān)護(hù)測(cè)試者們的睡眠狀況。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn):1.硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。睡眠生理信號(hào)的捕獲、采集、濾波、傳輸?shù)冗^程,采用低成本設(shè)計(jì)方案確保在得到純凈的原始生理信號(hào)的基礎(chǔ)上降低系統(tǒng)成本。2.生理信號(hào)的分解與呼吸、心沖擊信號(hào)的重構(gòu)。采用基于變分模態(tài)分解的方法分解,對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行處理,并同時(shí)對(duì)比了經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解與互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的分解效果,根據(jù)... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２多導(dǎo)睡眠檢測(cè)??ＰＳＧ不但可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者睡眠過程中的血氧飽和度、呼吸節(jié)奏以及心電血壓等基礎(chǔ)??生理參數(shù)的變化，還可以判斷分析多種睡眠中的異常情況，定量分析被測(cè)者的睡眠狀態(tài)以??

壓力信號(hào)的變化提取心沖擊信號(hào)??（Ｂａｌｌｉｓｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ，ＢＣＧ）與呼吸信號(hào)，并計(jì)算呼吸暫停區(qū)間。通過ＭＱＴＴ協(xié)議上傳，采??用發(fā)布訂閱的方式以達(dá)到個(gè)人查看與集中管理的目的。??＼?一?ｒ—一?１?一??＾?＾???Ｔ－?■?－?－—．?Ｉ?－?■?■?—Ｉ??７ｒｎ?ｒｒＴ??傳感器＾置丨壓力｜?丨壓力丨ｕ??？?Ｌｔ?Ｊ??＾計(jì)算呼吸＿＿＾?個(gè)人手機(jī)顯示（報(bào)警）??ＷＩＦＩ???，??Ｖ?＾十算心率＿＿????監(jiān)護(hù)中心顯示（報(bào)警）??圖２．１監(jiān)護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)??２．１設(shè)計(jì)原理??２．１．１生理參數(shù)產(chǎn)生原理??１）呼吸運(yùn)動(dòng)??呼吸運(yùn)動(dòng)（Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ?Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）是由于呼吸肌的伸縮而導(dǎo)致的胸廓區(qū)域有規(guī)律的增??大和縮小，胸廓的縮小以及擴(kuò)大分別被稱為呼氣運(yùn)動(dòng)（Ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ?Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）和吸氣運(yùn)動(dòng)??（Ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ?Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）?［２５Ｌ負(fù)責(zé)吸氣的肌肉主要有膈肌和肋間外肌以及斜角饑胸鎖乳??突肌等輔助肌肉，而負(fù)責(zé)呼氣的肌肉主要有肋間內(nèi)肌和腹肌，膈肌的位置在腹腔和胸腔的??中間，形成了胸腔的底部。當(dāng)靜止的時(shí)候膈肌會(huì)向上隆起，形狀如一個(gè)鐘罩一樣；收縮的??８??

會(huì)相應(yīng)的降低，當(dāng)大氣壓高于肺內(nèi)壓時(shí)，肺內(nèi)就會(huì)流入大氣，這個(gè)過程被稱為??吸氣。膈肌和肋間外肌舒張時(shí)，肺利用自身的歸位能力，帶動(dòng)胸廓，導(dǎo)致內(nèi)外徑的縮小，??此時(shí)胸腔以及肺容量會(huì)相應(yīng)的縮小，肺容積壓力會(huì)相應(yīng)的提升，當(dāng)大氣壓低于肺內(nèi)壓時(shí)，??氣體就會(huì)從肺內(nèi)流出，這個(gè)過程就是呼氣。呼吸主要分為平靜呼吸與深度呼吸，在運(yùn)動(dòng)時(shí)??人體需要大量氧氣參與體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)多采用的為深度呼吸，而在靜坐或是在睡眠??的時(shí)人的呼吸相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)要均勻、平穩(wěn)的多，其中靜息呼吸的頻率大約是每分鐘１６？２２次。??圖２．２呼吸運(yùn)動(dòng)??２）心跳運(yùn)動(dòng)??心臟跳動(dòng)從心房收縮開始到心室舒張結(jié)束的時(shí)間段稱為心動(dòng)周期（Ｃａｒｄｉａｃ?Ｃｙｃｌｅ）?［２６］。??心動(dòng)周期由兩個(gè)時(shí)期組成：一個(gè)時(shí)期是心肌舒張并充血，稱為舒張期，其后是一段強(qiáng)烈的??收縮。心臟收縮時(shí)內(nèi)壓升高將血液栗到動(dòng)脈的過程，稱為收縮期。在泵出血液后，心臟立??即放松并膨脹，接受從肺部和身體其他部位回流的血液，然后再次收縮以將血液泵入肺和??其他系統(tǒng)。心臟必須得到充分的擴(kuò)張，才能有效泵出血液至全身。每個(gè)心動(dòng)周期中右心房??的收縮要快于左心房，左心室的收縮略快于右心室，假設(shè)心臟健康，典型的搏動(dòng)速率為每??分鐘７０到７５次搏動(dòng)，則每個(gè)心臟周期或心跳大約需要０．８秒才能完成該周期，其中心房??收縮期平均為０．１１秒，舒張期平均為０．６９秒。心室收縮期平均為０．２７秒，舒張期平均為??０．５４?秒。??３）典型信號(hào)分析??心電信號(hào)（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ，ＥＣＧ）是記錄心臟電興奮的信號(hào)，用來觀察心臟的運(yùn)動(dòng)??情況，是由心肌細(xì)胞膜的內(nèi)外離子濃度差產(chǎn)生。細(xì)胞的“極化狀態(tài)”則是由于細(xì)胞膜內(nèi)外電??９?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3354182