發(fā)布時間：2017-12-05 16:14

  本文關鍵詞：無線生理參數(shù)監(jiān)測儀的研究與設計

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【摘要】：無線監(jiān)護能夠減輕醫(yī)護人員的工作負擔,給予病患一定的活動自由,成為醫(yī)療領域發(fā)展的趨勢。針對慢性疾病、術后康復等患者長期監(jiān)護的需要,本單位研發(fā)了無線生理參數(shù)監(jiān)護系統(tǒng)。無線測量儀及其網絡是該系統(tǒng)的重要組成部分�，F(xiàn)有測量模塊存在幾個問題:體積過大;缺乏硬件連接接口;缺乏通信規(guī)范,無法通信和控制。因此必須對測量部分重新設計。本文的目的是設計無線生理參數(shù)監(jiān)測儀,并對它們進行組網。本文選擇Zig Bee作為無線通信的手段,并制定了跨網的路由機制,確定了無線測量網絡的整體構架。根據(jù)血氧和血壓的測量原理,結合文獻和實驗數(shù)據(jù),確定了參數(shù)測量過程中的干擾類型,并設計了相應的信號處理算法。文中對處理算法進行了詳細的探討,并實現(xiàn)了算法快速處理過程。無線測量節(jié)點由測量和通信兩部分硬件組成。CC2530是整個節(jié)點的核心,負責網絡的管理和通信以及測量單元的協(xié)調。該模塊能及時響應測量模塊的中斷請求,將數(shù)據(jù)上傳至服務器,同時能夠解析系統(tǒng)下發(fā)的命令,控制測量模塊的工作過程。通過網關路由的方式,實現(xiàn)了Zig Bee和以太網的連接。測量模塊以PSOC29466為核心,輔助少量的外圍設備構成最小的硬件設計。血氧測量實現(xiàn)了探頭驅動、信號濾波、信號放大等過程,提出了實時的抗干擾算法,提高了血氧信號的信噪比,實現(xiàn)了快速的自動增益過程,保證了信號通道的穩(wěn)定。經過形態(tài)濾波,自動增益和相干濾波等過程后,得到血氧和脈搏測量結果。將測量結果按BCI格式輸出到CC2530,由CC2530負責數(shù)據(jù)的發(fā)送。血壓測量實現(xiàn)了硬件信號分離電路,并設計了變窗口長度的實時峰值提取過程和快速包絡線逼近算法。結合變幅值系數(shù)法和波形特征法,提取出血壓的測量數(shù)值,并發(fā)送給通信模塊。最后對血氧模塊、血壓模塊和無線通信進行了驗證,該端點能夠正確的測量出血氧、血壓、脈搏等生理參數(shù),實現(xiàn)了網絡通信過程。實驗表明:無線模塊具有穩(wěn)定的自組網能力,良好的協(xié)調節(jié)點各個測量模塊的工作狀態(tài),及時準確的收發(fā)數(shù)據(jù)。血氧模塊能夠很好的消除了抖動、基線干擾,具有很強的人體差異適應能力,血氧飽和度精度顯示誤差低于1%,脈率誤差小于1次/min,滿足了臨床上精度的要求。血壓模塊能夠精確的提取出振蕩波曲線,測量結果平均值誤差小于5mm Hg,單次誤差小于8mm Hg,滿足AAMI標準的要求。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH776

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本文編號：1255404