基于光電容積法的可穿戴式心率監(jiān)測(cè)設(shè)備研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-11 05:32
光電容積描記法是一種無(wú)創(chuàng)測(cè)量人體脈搏信號(hào)的方法,其波形反映了血管中的血液容積變化,在診斷心血管疾病時(shí)具有重要的參考作用。近幾年,隨著可穿戴設(shè)備的發(fā)展與普及,光電容積法由于簡(jiǎn)單且方便實(shí)用,被廣泛用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人的心率,并得到一致好評(píng)。但是,這種方法容易因用戶有意或無(wú)意運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)測(cè)得的信號(hào)產(chǎn)生干擾,進(jìn)而影響處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以,在對(duì)信號(hào)進(jìn)行下一步分析或計(jì)算時(shí),首先要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,即去除運(yùn)動(dòng)偽影干擾。為解決這一問(wèn)題,使得光電容積法在可穿戴心率測(cè)量應(yīng)用中更加準(zhǔn)確可靠,本文提出一種基于壓縮感知理論框架,采用稀疏恢復(fù)的梯度投影算法對(duì)光電容積信號(hào)濾噪及恢復(fù)。對(duì)于非稀疏信號(hào),壓縮感知主要包括稀疏和恢復(fù)兩個(gè)步驟,首先為保證信號(hào)的重要信息不被破壞,根據(jù)小波變換能較其它方法更能稀疏表示一維信號(hào)這一原理,構(gòu)造哈爾小波基并找到信號(hào)的最佳稀疏域,然后利用系數(shù)恢復(fù)的梯度投影算法恢復(fù)信號(hào)的同時(shí)去除噪聲,最后利用稀疏變換的逆變換重建原始信號(hào)。光電容積信號(hào)利用由脈搏血氧探頭(DS-100A)組成的信號(hào)獲取系統(tǒng)來(lái)采集。信號(hào)獲取系統(tǒng)包括LED驅(qū)動(dòng)電路與電流電壓轉(zhuǎn)換電路。采集到的信號(hào)利用DT9816數(shù)據(jù)采集器模數(shù)轉(zhuǎn)...
【文章來(lái)源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常見(jiàn)的呼叫器
同而有所區(qū)別。一般情況下,健康成年人在穩(wěn) 次/分左右,但是隨著年齡的增長(zhǎng),心率會(huì)有個(gè)恒定不變的值,它隨著外在環(huán)境或身體內(nèi)部化。同樣一個(gè)人,運(yùn)動(dòng)或情緒激動(dòng)會(huì)導(dǎo)致心跳率會(huì)有所減慢,某些神經(jīng)體液或藥物也會(huì)影響和體育鍛煉的人,正常狀態(tài)下的心跳速度會(huì)比量通常采用心電圖,因?yàn)槠錅y(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)療上。而如今,隨著可穿戴設(shè)備逐步走進(jìn)我們穿戴設(shè)備上,并逐步成為一種潮流?纱┐髟O(shè)可以直接將其穿戴在身上或是嵌入到衣服里成的設(shè)備,更重要的是其內(nèi)部嵌入的具有控制下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能,并以此來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體狀,人體的多個(gè)部位都可以佩戴可穿戴設(shè)備,從,這些設(shè)備不僅測(cè)量方法簡(jiǎn)單,使用方便,而如圖 1-2 所示。
材料是指當(dāng)其上下兩側(cè)受到一個(gè)力的作用時(shí)會(huì)在受力的兩側(cè)的晶體材料[1,2]。19 世紀(jì)末,一個(gè)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意中上面放置一個(gè)重物時(shí),由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變使得晶體的某些表次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),晶體表面產(chǎn)生的電荷量與其承受的壓力成一定因此被稱為壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)的機(jī)理是:當(dāng)帶有壓電性質(zhì)的作用而產(chǎn)生形變時(shí),由于晶體內(nèi)部對(duì)稱性較低,晶體中的對(duì)位移而使得電荷中心分離,這一現(xiàn)象使得晶體內(nèi)部產(chǎn)生極在表面法向上的投影就是晶體表面的電荷密度,所以當(dāng)壓電生形變時(shí)在其兩面會(huì)出現(xiàn)不同號(hào)的電荷,壓電效應(yīng)的原理如F,又叫聚偏氟乙烯薄膜,外觀呈半透明,具有壓電性、介特殊性能。近幾年很多學(xué)者利用其壓電性將其做成壓電薄膜主要用法是將壓電薄膜固定在心臟周?chē)、脖子、額頭或耳垂時(shí),壓電薄膜由于受到心臟或血管的壓力而在其兩側(cè)產(chǎn)生與荷量,并隨著心臟的規(guī)律跳動(dòng)這個(gè)電信號(hào)的變化也是規(guī)律性得的原始心率信號(hào)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]心阻抗法檢測(cè)的研究進(jìn)展[J]. 蔣黎鵬,楊力,季忠,彭承琳. 傳感器與微系統(tǒng). 2014(02)
[2]可穿戴式智能設(shè)備市場(chǎng)面臨爆發(fā)[J]. 梁瀟. 中國(guó)電信業(yè). 2013(12)
[3]光電容積脈搏波的臨床應(yīng)用研究及進(jìn)展[J]. 朱娟,張列亮,徐磊. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2013(22)
[4]壓電效應(yīng)及其在材料方面的應(yīng)用[J]. 閻瑾瑜. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2011(01)
[5]基于自適應(yīng)次梯度投影算法的壓縮感知信號(hào)重構(gòu)[J]. 梁瑞宇,鄒采榮,王青云,張學(xué)武. 信號(hào)處理. 2010(12)
[6]脈搏血氧飽和度測(cè)量原理及常見(jiàn)血氧探頭[J]. 高新軍,劉新穎. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2010(06)
[7]壓縮傳感綜述[J]. 李樹(shù)濤,魏丹. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]壓縮感知理論及其研究進(jìn)展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君. 電子學(xué)報(bào). 2009(05)
[9]Haar小波基的多分辨分析生成[J]. 蘇清華,郭淑會(huì). 中國(guó)水運(yùn)(理論版). 2006(11)
[10]圖像的多尺度幾何分析:回顧和展望[J]. 焦李成,譚山. 電子學(xué)報(bào). 2003(S1)
碩士論文
[1]基于PPG和彩色視頻的非接觸式心率測(cè)量[D]. 姚麗峰.天津大學(xué) 2012
[2]壓縮感知中基于梯度投影法的信號(hào)重建算法研究[D]. 王紹民.東北大學(xué) 2011
[3]小波分析在信號(hào)去噪中的應(yīng)用研究[D]. 王芳.西華大學(xué) 2009
[4]基于心電與阻抗信息的心血管功能檢測(cè)研究[D]. 胡鑫.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3277442
【文章來(lái)源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常見(jiàn)的呼叫器
同而有所區(qū)別。一般情況下,健康成年人在穩(wěn) 次/分左右,但是隨著年齡的增長(zhǎng),心率會(huì)有個(gè)恒定不變的值,它隨著外在環(huán)境或身體內(nèi)部化。同樣一個(gè)人,運(yùn)動(dòng)或情緒激動(dòng)會(huì)導(dǎo)致心跳率會(huì)有所減慢,某些神經(jīng)體液或藥物也會(huì)影響和體育鍛煉的人,正常狀態(tài)下的心跳速度會(huì)比量通常采用心電圖,因?yàn)槠錅y(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)療上。而如今,隨著可穿戴設(shè)備逐步走進(jìn)我們穿戴設(shè)備上,并逐步成為一種潮流?纱┐髟O(shè)可以直接將其穿戴在身上或是嵌入到衣服里成的設(shè)備,更重要的是其內(nèi)部嵌入的具有控制下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能,并以此來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體狀,人體的多個(gè)部位都可以佩戴可穿戴設(shè)備,從,這些設(shè)備不僅測(cè)量方法簡(jiǎn)單,使用方便,而如圖 1-2 所示。
材料是指當(dāng)其上下兩側(cè)受到一個(gè)力的作用時(shí)會(huì)在受力的兩側(cè)的晶體材料[1,2]。19 世紀(jì)末,一個(gè)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意中上面放置一個(gè)重物時(shí),由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變使得晶體的某些表次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),晶體表面產(chǎn)生的電荷量與其承受的壓力成一定因此被稱為壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)的機(jī)理是:當(dāng)帶有壓電性質(zhì)的作用而產(chǎn)生形變時(shí),由于晶體內(nèi)部對(duì)稱性較低,晶體中的對(duì)位移而使得電荷中心分離,這一現(xiàn)象使得晶體內(nèi)部產(chǎn)生極在表面法向上的投影就是晶體表面的電荷密度,所以當(dāng)壓電生形變時(shí)在其兩面會(huì)出現(xiàn)不同號(hào)的電荷,壓電效應(yīng)的原理如F,又叫聚偏氟乙烯薄膜,外觀呈半透明,具有壓電性、介特殊性能。近幾年很多學(xué)者利用其壓電性將其做成壓電薄膜主要用法是將壓電薄膜固定在心臟周?chē)、脖子、額頭或耳垂時(shí),壓電薄膜由于受到心臟或血管的壓力而在其兩側(cè)產(chǎn)生與荷量,并隨著心臟的規(guī)律跳動(dòng)這個(gè)電信號(hào)的變化也是規(guī)律性得的原始心率信號(hào)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]心阻抗法檢測(cè)的研究進(jìn)展[J]. 蔣黎鵬,楊力,季忠,彭承琳. 傳感器與微系統(tǒng). 2014(02)
[2]可穿戴式智能設(shè)備市場(chǎng)面臨爆發(fā)[J]. 梁瀟. 中國(guó)電信業(yè). 2013(12)
[3]光電容積脈搏波的臨床應(yīng)用研究及進(jìn)展[J]. 朱娟,張列亮,徐磊. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2013(22)
[4]壓電效應(yīng)及其在材料方面的應(yīng)用[J]. 閻瑾瑜. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2011(01)
[5]基于自適應(yīng)次梯度投影算法的壓縮感知信號(hào)重構(gòu)[J]. 梁瑞宇,鄒采榮,王青云,張學(xué)武. 信號(hào)處理. 2010(12)
[6]脈搏血氧飽和度測(cè)量原理及常見(jiàn)血氧探頭[J]. 高新軍,劉新穎. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2010(06)
[7]壓縮傳感綜述[J]. 李樹(shù)濤,魏丹. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]壓縮感知理論及其研究進(jìn)展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君. 電子學(xué)報(bào). 2009(05)
[9]Haar小波基的多分辨分析生成[J]. 蘇清華,郭淑會(huì). 中國(guó)水運(yùn)(理論版). 2006(11)
[10]圖像的多尺度幾何分析:回顧和展望[J]. 焦李成,譚山. 電子學(xué)報(bào). 2003(S1)
碩士論文
[1]基于PPG和彩色視頻的非接觸式心率測(cè)量[D]. 姚麗峰.天津大學(xué) 2012
[2]壓縮感知中基于梯度投影法的信號(hào)重建算法研究[D]. 王紹民.東北大學(xué) 2011
[3]小波分析在信號(hào)去噪中的應(yīng)用研究[D]. 王芳.西華大學(xué) 2009
[4]基于心電與阻抗信息的心血管功能檢測(cè)研究[D]. 胡鑫.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3277442
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