睡眠障礙會(huì)嚴(yán)重影響人們的日常生活,因此睡眠的早期監(jiān)測(cè)對(duì)睡眠疾病的預(yù)防和診斷有著重要意義。目前,國(guó)際公認(rèn)的睡眠分期“金標(biāo)準(zhǔn)”都是采用以腦電、眼電和肌電信號(hào)為分析基礎(chǔ)的多導(dǎo)睡眠儀（PSG）,其存在操作復(fù)雜、佩戴不適、設(shè)備昂貴等問題。而睡眠數(shù)據(jù)大多根據(jù)睡眠醫(yī)師進(jìn)行人工分期,其耗時(shí)耗力,且受醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)影響,分期結(jié)果一致率極不穩(wěn)定。相較于PSG,非腦電睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備可以在操作簡(jiǎn)潔、舒適度高的情況下得到較好的分期結(jié)果。本文自主設(shè)計(jì)并制作了多導(dǎo)睡眠監(jiān)護(hù)儀,可實(shí)現(xiàn)睡眠數(shù)據(jù)的采集與記錄,且用自制設(shè)備收集了103晚睡眠實(shí)驗(yàn)中的腦電、眼電、肌電和心電信號(hào)數(shù)據(jù),并以腦電特征的分期結(jié)果作為對(duì)照,實(shí)現(xiàn)了基于心率變異性（HRV）的自動(dòng)睡眠分期。論文研究?jī)?nèi)容如下:1、由于目前市面上缺乏腦電和心電信號(hào)同步采集的便攜設(shè)備,為滿足實(shí)驗(yàn)需求,本文自主設(shè)計(jì)并制作了一套便攜式多導(dǎo)睡眠監(jiān)護(hù)儀,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,該設(shè)備可準(zhǔn)確無誤的實(shí)現(xiàn)3通道腦電、2通道眼電、1通道肌電和1通道心電信號(hào)的同步采集與記錄;2、利用自制多導(dǎo)睡眠監(jiān)護(hù)儀,設(shè)計(jì)睡眠實(shí)驗(yàn),完成21個(gè)被試共103晚睡眠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集;處理睡眠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),輔助兩名睡眠醫(yī)師完成基于腦電特征的人工睡眠... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

小米手環(huán)4

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)由于目前市面上缺乏心、腦、眼和肌電信號(hào)同步采集的便攜設(shè)備，為了滿足實(shí)驗(yàn)需求，因此本文自主設(shè)計(jì)并制作了一款便攜式多導(dǎo)睡眠監(jiān)護(hù)儀。本睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要目標(biāo)為準(zhǔn)確、高效地實(shí)現(xiàn)睡眠過程中EEG、EOG、EMG、ECG和RESP信號(hào)的記錄與存儲(chǔ)。本設(shè)計(jì)采用整體思路為：系統(tǒng)開機(jī)后主控STM32通過SPI協(xié)議與ADS1299進(jìn)行通信，初始化并配制ADS1299內(nèi)部信號(hào)放大、濾波指令后，ADS1299開始對(duì)8通道信號(hào)進(jìn)行同步采樣和AD轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過SPI協(xié)議依次傳輸至STM32，STM32對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理打包后，一方面通過SDIO將數(shù)據(jù)傳輸并保存至TF卡，然后通過PC端對(duì)離線存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；另一方面通過串口藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸至PC端進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)觀察與記錄，且待信號(hào)觀察完畢后，可通過開關(guān)將藍(lán)牙關(guān)閉，以實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)功耗、延長(zhǎng)系統(tǒng)時(shí)長(zhǎng)。整個(gè)系統(tǒng)由3.7V/1000mA.h標(biāo)準(zhǔn)鋰電池供電，可正常工作12小時(shí)，且設(shè)計(jì)了獨(dú)立充電模塊，可通過microusb接口為系統(tǒng)充電續(xù)航。另外，用于EEG信號(hào)采集的電極使用鍍金盤狀電極，EOG、EMG和ECG信號(hào)采集使用貼片電極，RESP信號(hào)采集使用麥克風(fēng)駐電極，且系統(tǒng)與電極之間通過標(biāo)準(zhǔn)19線HDMI接口相連，便于實(shí)驗(yàn)時(shí)插拔。睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架如圖2-1所示：圖2-1睡眠檢測(cè)系統(tǒng)框圖8

第二章睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2硬件設(shè)計(jì)2.2.1模擬電路設(shè)計(jì)模擬電路主要完成模擬信號(hào)的采集、放大、濾波、AD轉(zhuǎn)換等，本電路中采用了美國(guó)TI公司前幾年新推出的適用于EEG和生物電勢(shì)測(cè)量的低功耗集成模擬前端ADS1299[24]。ADS1299器件是一款集成超低噪聲、高共模抑制比（CMRR）、高采樣率的24位同步采樣Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器，且器件還內(nèi)置有多達(dá)8個(gè)低噪聲可編程增益放大器（PGA）、內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器，其中CMRR可高達(dá)110dB，輸入?yún)⒖荚肼曉趲挒?0Hz范圍內(nèi)可低至1μVpp，PGA可通過控制命令設(shè)置為1,2,4,6,8,12或24。憑借其出色的性能和高集成度，ADS1299可完全實(shí)現(xiàn)EEG等生理信號(hào)的采集[25]，且能夠在醫(yī)療儀器系統(tǒng)中大幅縮小系統(tǒng)尺寸、顯著降低系統(tǒng)功耗、明顯節(jié)約系統(tǒng)成本。圖2-2ADS1299采集電路模擬端ADS1299采集電路原理如上圖2-2所示，可實(shí)現(xiàn)3通道EEG、2通道EOG、1通道EMG、1通道ECG和1通道RESP信號(hào)的采集。ADS1299電路系統(tǒng)主要包含板載時(shí)鐘振蕩器、內(nèi)部參考電壓、偏置電壓放大器、MUX通道選擇、模數(shù)轉(zhuǎn)換陣列、SPI串行通信、電源濾波等電路。考慮到ADS1299需要模擬電源和數(shù)字電源同時(shí)供電，本設(shè)計(jì)采用了獨(dú)立的+5V電源為ADS1299模擬部分供電，+3.3V電源為ADS1299數(shù)字部分供電。為了減小模擬供電電源與數(shù)字供電電源之間的干擾，本設(shè)計(jì)還在模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND）之間串聯(lián)了磁珠，同時(shí)在PCB布局時(shí)對(duì)兩種GND進(jìn)行了優(yōu)化隔離，以使系統(tǒng)性能達(dá)到穩(wěn)定。同時(shí)，參9

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]不同年齡睡眠質(zhì)量對(duì)健康相關(guān)生命質(zhì)量影響的差異研究[D]. 索艷風(fēng).北京中醫(yī)藥大學(xué) 2017
[5]基于多尺度熵的常見心臟疾病特征研究[D]. 萬永利.電子科技大學(xué) 2017
[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]非腦電睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和算法研究[D]. 李杰.浙江大學(xué) 2016
[8]基于腦電心電數(shù)據(jù)融合的睡眠分期[D]. 梁曉花.江蘇大學(xué) 2008
[9]基于腕動(dòng)信息睡眠監(jiān)測(cè)儀的研究[D]. 范志祥.重慶大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3550663