睡眠質(zhì)量影響人的精神狀態(tài),臨床上采用多導(dǎo)睡眠儀（Polysomnography,PSG）通過(guò)監(jiān)測(cè)多種參數(shù)如腦電、心電、眼電、肌電、脈搏、血氧飽和度、呼吸率等多方面指標(biāo)評(píng)估睡眠質(zhì)量。這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要佩戴各種各樣與人體直接接觸的傳感器。在居家生活中,如果在睡覺(jué)前佩戴如此繁多的設(shè)備,在一定程度上已經(jīng)影響了睡眠質(zhì)量。本文在保證有效性、準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,提供了一種無(wú)約束、不干擾睡眠的一種睡眠健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該方法通過(guò)采用壓電薄膜傳感器,將其放在睡墊下方,采集人體心臟因泵血而引起的身體周期性振動(dòng)信號(hào),即心沖擊信號(hào)（Ballistocardiogram,BCG）,從心沖擊信號(hào)中能提取到人體心率、呼吸、體動(dòng)三種指標(biāo)。通過(guò)呼吸、體動(dòng)指標(biāo)可以對(duì)睡眠呼吸暫停、夜間離床進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),并通過(guò)心率變異性（Heart Rate Variability,HRV）相關(guān)指標(biāo)完成睡眠分期。在硬件方面,本文通過(guò)分析模擬小信號(hào)采集過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)了人體電信號(hào)采集電路以及心沖擊圖采集電路。然后在上位機(jī)完成對(duì)采集到的心電以及心沖擊信號(hào)的預(yù)處理過(guò)程,包括基線(xiàn)漂移的去除、偽跡去除以及最小均方自適應(yīng)數(shù)字濾波。通過(guò)對(duì)心電信號(hào)的R波以及心... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 睡眠及相關(guān)生理指標(biāo)
    2.1 心電信號(hào)概述
        2.1.1 心電產(chǎn)生原理
        2.1.2 心電圖及其波段分類(lèi)
        2.1.3 心電信號(hào)的特點(diǎn)
    2.2 心沖擊信號(hào)概述
        2.2.1 壓電薄膜
        2.2.2 心沖擊圖
    2.3 心率變異性概述
        2.3.1 心率與心率變異性的關(guān)系
        2.3.2 心率變異性分析指標(biāo)
    2.4 睡眠分期
    2.5 支持向量機(jī)
    2.6 本章總結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 人體電信號(hào)采集電路的研究
        3.1.1 模擬前端
        3.1.2 共模抑制電路
        3.1.3 第二級(jí)放大及ADC驅(qū)動(dòng)
        3.1.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇
        3.1.5 基準(zhǔn)電壓
        3.1.6 模塊化及心電測(cè)試結(jié)果
    3.2 心沖擊圖采集電路的研究
        3.2.1 壓電薄膜傳感器
        3.2.2 電荷放大器及噪聲分析
        3.2.3 前端電路布局及保護(hù)
        3.2.4 第二級(jí)放大
        3.2.5 體動(dòng)信號(hào)及模數(shù)轉(zhuǎn)換器
        3.2.6 控制電路方案
        3.2.7 心沖擊圖測(cè)試結(jié)果
    3.3 電源方案
    3.4 本章總結(jié)
第四章 信號(hào)處理算法設(shè)計(jì)
    4.1 信號(hào)預(yù)處理
        4.1.1 基線(xiàn)漂移的去除
        4.1.2 偽跡去除
        4.1.3 自適應(yīng)濾波器
    4.2 心率值提取
    4.3 心率變異性算法
    4.4 本章總結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
    5.1 心沖擊信號(hào)可靠性實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 心沖擊信號(hào)對(duì)比
        5.1.2 心電信號(hào)與心沖擊信號(hào)的相關(guān)性分析
        5.1.3 呼吸暫停檢測(cè)
        5.1.4 夜間離床檢測(cè)
    5.2 基于支持向量機(jī)的睡眠分期實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)建模分類(lèi)
        5.2.2 分類(lèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 本章總結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于心電與呼吸信號(hào)的睡眠分期算法研究[J]. 黃文漢,張偉,胡立剛,周陳旺,向丹陽(yáng).  智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用. 2018(01)
[2]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在HRV分析中的應(yīng)用研究[J]. 尚宇,張?zhí)?  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2017(09)
[3]基于心率變化的睡眠分期方法[J]. 范林玉,孫曉燕,張藝超.  系統(tǒng)醫(yī)學(xué). 2017(13)
[4]基于腦電信號(hào)特征提取的睡眠分期方法研究[J]. 李斐,馬千里.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2017(01)
[5]智能手環(huán)的臨床有效性評(píng)估[J]. 匡曉,許燕.  世界睡眠醫(yī)學(xué)雜志. 2015(06)
[6]一種僅使用呼吸信號(hào)檢測(cè)非眼動(dòng)睡眠的方法[J]. 李延軍,仲崇發(fā),李琳,祝瑞云.  航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2015(04)
[7]心沖擊圖心率變異性分析的可行性[J]. 曹欣榮,王昆,張晶,唐勁天.  科技導(dǎo)報(bào). 2014(Z1)
[8]基于心沖擊信號(hào)的呼吸率檢測(cè)方法研究[J]. 蔣芳芳,王旭,楊丹,金晶晶.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(11)
[9]有關(guān)美國(guó)睡眠醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)睡眠分期的最新判讀標(biāo)準(zhǔn)指南解析[J]. 王菡僑.  診斷學(xué)理論與實(shí)踐. 2009(06)
[10]基于心率變異分析的睡眠分期方法[J]. 莊志,高上凱,高小榕.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(03)

碩士論文
[1]基于心率呼吸率的實(shí)時(shí)睡眠分期算法研究[D]. 許良.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于多模生理信號(hào)的精神疲勞檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李志學(xué).蘭州大學(xué) 2018
[3]基于心沖擊信號(hào)的睡眠監(jiān)測(cè)識(shí)別研究[D]. 張藝超.杭州師范大學(xué) 2018
[4]基于壓電薄膜傳感器的心沖擊圖信號(hào)應(yīng)用性研究[D]. 張泱.河北工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于腦電圖的睡眠自動(dòng)分期和特征分析[D]. 張曉宇.南京大學(xué) 2016
[6]基于HRV分析的睡眠分期方法研究[D]. 孫微.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[7]一種實(shí)時(shí)心電監(jiān)護(hù)的穿戴式智慧衣[D]. 董精通.天津大學(xué) 2016
[8]睡眠呼吸暫停綜合癥患者認(rèn)知功能障礙臨床研究[D]. 吉維忠.昆明醫(yī)學(xué)院 2005



本文編號(hào)：3198905