【摘要】：科技的飛速發(fā)展帶動了全社會的進(jìn)步,人們在追求物質(zhì)生活豐富的同時(shí)也越來越關(guān)注自身的健康狀況。由于空氣污染和不良生活習(xí)慣等影響,各種慢性病發(fā)病人群已呈年輕化趨勢,為滿足人們想隨時(shí)隨地監(jiān)測身體狀況的需求,可穿戴設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。血氧飽和度和血壓是反映人體生理機(jī)能的重要參數(shù),對人體的生理健康(心血管、腦血管和循環(huán)系統(tǒng))和心理健康(情緒和壓力)具有重要價(jià)值。本文提出了一種基于心電和紅外脈搏的可穿戴式血氧和血壓監(jiān)護(hù)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、存儲及傳輸。為了提高監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的可穿戴性,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的把心電電極放置在胸部或腕部采集心電信號的配置方式,本文首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件部分,然后把設(shè)計(jì)好的心電電極和血氧脈搏傳感器都集成到一個(gè)單臂帶中,數(shù)據(jù)采集時(shí)將其佩戴于人體的左上臂。心電電極置于左上臂時(shí)采集到的心電信號幅度僅為置于胸部時(shí)的10%左右。為從微弱的上臂心電信號中有效識別出心跳,本文應(yīng)用了一種機(jī)器學(xué)習(xí)框架,然后根據(jù)識別出的心電和脈搏信號的特征點(diǎn)計(jì)算出心率和脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間。通過與參考心率進(jìn)行性能比較,表明本研究中心電電極的這種非標(biāo)準(zhǔn)單導(dǎo)聯(lián)配置方法能有效替代傳統(tǒng)的配置方法,不僅如此,其便攜性和舒適性較傳統(tǒng)方法也有較大改善。對于血氧模塊,本文進(jìn)行了定標(biāo)實(shí)驗(yàn),并對其測量數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析,得到血氧飽和度的經(jīng)驗(yàn)方程。此外,為提高血壓估計(jì)模型的準(zhǔn)確性和泛化能力,采用融合心率變量的血壓估計(jì)模型,并與多種傳統(tǒng)的血壓估計(jì)模型的估計(jì)性能進(jìn)行比較,通過誤差分析和Bland-Altman可視化分析,說明了融合心率變量的血壓估計(jì)模型具有更高的準(zhǔn)確性和泛化能力。
【圖文】：

-1 STM32F1、F2、F4 系列單片機(jī)TM32F405 STM32F2Cortex-M4 Cortex-M168MHz 120MHz達(dá) 1M 字節(jié) 多達(dá) 1M 字達(dá) 192K 字節(jié) 多達(dá) 128 字12 個(gè) 12 個(gè) 通道 0.42us 24 通道 0.38uA/MHz 346uA/MH6.91$ 4.2$ 出，F(xiàn)2 和 F4 系列的單片機(jī)速合因素，，最終選擇了 F1 系列其實(shí)物圖如圖 3-3 所示：

第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).3 心電信號采集部分.3.1 芯片的選型體表采集的心電信號是一種低頻且微弱的生物電信號,其頻率范圍.05~100Hz，幅值僅為 10uV~4mV。在信號采集過程中還會受到各種干擾，典型工頻干擾、肌電干擾。針對本文所提出的可穿戴系統(tǒng)方案，對比了市場上三種的心電信號采集芯片，如圖 3-17 所示。綜合考慮了它們的性能、集成度和價(jià)格素，最終選定神念科技(NeuroSky)公司的 BMD101 芯片作為心電信號采集芯片。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH789

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本文編號：2613744