【摘要】：近年來(lái),應(yīng)用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的可穿戴設(shè)備憑借其獨(dú)特的便攜性與實(shí)時(shí)性越來(lái)越多地出現(xiàn)在了人們的日常生活中,但是市面上適用于工人穿戴的體征參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備還很少。而在高強(qiáng)度工作狀態(tài)下的工人普遍對(duì)其身體狀況缺乏足夠的認(rèn)識(shí),由此導(dǎo)致工人會(huì)突發(fā)重病甚至死亡,因此對(duì)工人的健康監(jiān)護(hù)又顯得格外重要�；谝陨鲜聦�(shí),本文設(shè)計(jì)了一套可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工人血氧飽和度、心率和呼吸率等數(shù)據(jù)的體征參數(shù)采集裝置,手機(jī)通過(guò)藍(lán)牙接收數(shù)據(jù)并在相應(yīng)的APP上實(shí)時(shí)顯示。該裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工人生命體征的監(jiān)護(hù),減少因突發(fā)疾病帶來(lái)的損失。本文從可穿戴性、檢測(cè)參數(shù)準(zhǔn)確性和低功耗等方面考慮,設(shè)計(jì)一套適用于工人穿戴的體征參數(shù)采集裝置。該裝置包括頭戴式裝置和胸戴式裝置,頭戴式裝置以頭盔為載體,利用基于反射式原理的生物傳感器從額頭采集脈搏波信號(hào),檢測(cè)血氧飽和度;胸戴式裝置利用導(dǎo)電硅膠從胸部采集心電呼吸信號(hào),檢測(cè)心率和呼吸率。在硬件設(shè)計(jì)上,使用了低功耗微控制器,優(yōu)化了元器件的布局,最終減小了電路板尺寸,降低了裝置的功耗。在體征參數(shù)算法研究上,通過(guò)引入平滑濾波和形態(tài)學(xué)濾波去除高頻干擾和基線漂移,在此基礎(chǔ)上,采用差分異號(hào)法定位脈搏波信號(hào)極值點(diǎn),計(jì)算血氧飽和度;采用差分閾值法定位心電信號(hào)R波,計(jì)算心率;采用逐點(diǎn)判別法找出呼吸信號(hào)的極大值點(diǎn),計(jì)算呼吸率。對(duì)設(shè)計(jì)的體征參數(shù)采集裝置進(jìn)行一系列的測(cè)試,測(cè)試發(fā)現(xiàn)裝置可進(jìn)行正常的信號(hào)采集與處理,充電功能正常,裝置續(xù)航時(shí)間在9小時(shí)以上。靜止?fàn)顟B(tài)下,血氧飽和度、心率和呼吸率的平均誤差率分別在3%、2%、3%以內(nèi);正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,血氧飽和度、心率和呼吸率的平均誤差率分別在5%、5%、6%以內(nèi)。測(cè)試結(jié)果表明可穿戴裝置滿足設(shè)計(jì)要求,可以完成對(duì)工人生命體征參數(shù)的檢測(cè)。
【圖文】：

[19]。圖2.1為一個(gè)周期的標(biāo)準(zhǔn)脈搏波波形，U點(diǎn)是該波形的起始點(diǎn)，P點(diǎn)是主波波峰，，T 波為潮波，V 點(diǎn)為切跡，D 波為重搏波，也稱為降中波。圖 2. 1 脈搏波信號(hào)特征波形3. 光電容積脈搏波檢測(cè)方法

正常人體動(dòng)脈血的血氧飽和度為 98%，靜脈血為送氧氣的能力即用血氧飽和度來(lái)衡量。低于 94%以下為供氧不足氧血癥的標(biāo)準(zhǔn)[26,27]。氧飽和度檢測(cè)原理飽和度的測(cè)量通常分為電化學(xué)法和光學(xué)法兩類。電化學(xué)分析法需用血?dú)夥治鰞x測(cè)出血氧飽和度，這是一種有創(chuàng)測(cè)量方法，且不能而光學(xué)測(cè)量法是采用光電傳感器的無(wú)創(chuàng)方法，它是基于動(dòng)脈血液脫氧血紅蛋白對(duì)光的吸收量隨動(dòng)脈搏動(dòng)而變化的原理來(lái)進(jìn)行測(cè)量可以連續(xù)監(jiān)測(cè)，而且也不會(huì)給人帶來(lái)痛苦[28,29]。圖 2.4 為氧合血蛋白的吸光系數(shù)曲線圖，由此可知，入射光波長(zhǎng)范圍在 600 nm 1000nm 之間時(shí)，氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的吸光系數(shù)差異較分別為 660nm 和 880nm 的紅光和紅外光光源[30]。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP311.56;TN911.7;TH776.1

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本文編號(hào)：2593525