本文關(guān)鍵詞：體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、生活壓力的不斷增大,亞健康狀態(tài)逐漸成為了人類的常態(tài)。體感音樂治療生理信息反饋療法作為一種新興的治療方法對(duì)人體有著重大的意義。體感音樂治療生理信息反饋理療儀是通過使人體感知音樂以及與音樂頻率相同的低頻振動(dòng)刺激,使人體在不知不覺中得到心理和身體的雙重治療。同時(shí)將患者的治療情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋,以便根據(jù)治療情況進(jìn)行相應(yīng)治療方案的調(diào)整。本課題的主要目的是研發(fā)一款帶有生理信息反饋功能的體感音樂振動(dòng)理療儀。主要包含六部分的設(shè)計(jì)：生理信息檢測(cè)部分、低頻振動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分、單片機(jī)電路部分、下位機(jī)程序設(shè)計(jì)、上位機(jī)可視化操作界面設(shè)計(jì)、上位機(jī)程序設(shè)計(jì)。論文在最開始講述了音樂療法對(duì)人體的治療效果、一些生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的相關(guān)內(nèi)容、能夠反映人體身體狀態(tài)的生理指標(biāo)介紹、相關(guān)生理指標(biāo)的檢測(cè)方法以及生物傳感器的相關(guān)內(nèi)容。生理信息檢測(cè)部分包含皮膚溫度以及皮膚阻抗兩部分的檢測(cè)。皮膚溫度采用廣泛應(yīng)用的鉑熱電阻溫度傳感器和四線制方法進(jìn)行采集,皮膚阻抗采用四電極法進(jìn)行采集,四個(gè)電極分成兩組,命名為敏感電極和激勵(lì)電極。安全電流是一個(gè)確定不變的值,通過激勵(lì)電極注入身體。電壓信號(hào)的提取通過敏感電極實(shí)現(xiàn)。兩部分共同實(shí)現(xiàn)生理信息的檢測(cè),并實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)之間的信息傳送。低頻振動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包含信號(hào)放大電路、濾波電路以及音頻輸出、振動(dòng)床墊四部分。濾波電路是這部分的重點(diǎn),在對(duì)濾波方法的選取上,我對(duì)比了硬件濾波與軟件濾波兩種方法,由于硬件濾波成本低、易于實(shí)現(xiàn)雖然濾波效果相比軟件濾波較差,但綜合考慮還是選取既能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能又節(jié)約成本的硬件濾波方法。單片機(jī)電路部分實(shí)現(xiàn)了對(duì)生理信息的提取和上位機(jī)之間的傳送。下位機(jī)程序設(shè)計(jì)部分主要是對(duì)信號(hào)的傳輸速率、傳輸通道、以及傳輸方法等進(jìn)行一定的編程操作。上位機(jī)可視化操作界面設(shè)計(jì)主要是根據(jù)需要布局各個(gè)界面的信息顯示窗口,本課題上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)病人信息的管理、治療過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。為此設(shè)計(jì)了病人檔案管理、音樂治療、用戶管理、以及串口通信等界面。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)患者信息的管理,我們采用數(shù)據(jù)庫技術(shù),通過VB內(nèi)部的ADO控件實(shí)現(xiàn)與ACCESS數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)訪問。上位機(jī)程序編程部分則實(shí)現(xiàn)各個(gè)界面、窗口內(nèi)部控件具體功能的實(shí)現(xiàn)以及之間的連接和跳轉(zhuǎn)。在上位機(jī)中,我們還加入了針對(duì)治療效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,通過建模、訓(xùn)練各級(jí)神經(jīng)元,使系統(tǒng)可以自主的判斷治療效果,從而實(shí)現(xiàn)人工智能的過程。在調(diào)試與實(shí)驗(yàn)中,系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。臨床實(shí)驗(yàn)中,志愿者在進(jìn)行一段時(shí)間的治療后,身體指標(biāo)都有了明顯的改善。主要體現(xiàn)在身心得到放松、身體疲勞感的緩解、消極情緒得到釋放等。
【關(guān)鍵詞】：音樂治療床 機(jī)械振動(dòng) 上位機(jī) VB
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R493;TH789
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 體感音樂治療的成效11
• 1.4 生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)簡介11-15
• 1.4.1 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)特點(diǎn)12-13
• 1.4.2 常見人體生理指標(biāo)及常用測(cè)量方法介紹13-14
• 1.4.3 生物醫(yī)學(xué)傳感器概述14-15
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 2 體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)17-21
• 2.1 體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案17-18
• 2.2 體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案18-19
• 2.3 體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)21-38
• 3.1 低頻振動(dòng)床墊模塊設(shè)計(jì)22-25
• 3.2 生理指標(biāo)檢測(cè)設(shè)計(jì)25-34
• 3.2.1 皮膚溫度測(cè)量技術(shù)25-26
• 3.2.2 皮膚溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)26-28
• 3.2.3 皮膚阻抗的檢測(cè)原理28-30
• 3.2.4 皮膚阻抗檢測(cè)方法的選取30
• 3.2.5 皮膚阻抗檢測(cè)電極的選取30
• 3.2.6 皮膚阻抗檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)30-34
• 3.3 控制電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)34
• 3.3.2 串口通信電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.4 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)35-36
• 3.4.1 生理信息采集程序設(shè)計(jì)35-36
• 3.4.2 串口通信程序設(shè)計(jì)36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 4 體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)38-63
• 4.1 上位機(jī)軟件系統(tǒng)介紹38-40
• 4.1.1 上位機(jī)軟件系統(tǒng)功能介紹38
• 4.1.2 Visual Basic及相關(guān)知識(shí)介紹38-40
• 4.2 上位機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)40-50
• 4.2.1 上位機(jī)系統(tǒng)程序總體設(shè)計(jì)40-41
• 4.2.2 上位機(jī)系統(tǒng)各功能模塊程序設(shè)計(jì)41-50
• 4.3 病人數(shù)據(jù)庫及病歷打印程序設(shè)計(jì)50-55
• 4.3.1 病人數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)50-53
• 4.3.2 病歷打印程序設(shè)計(jì)53-55
• 4.4 療效評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷理論55-56
• 4.5 療效評(píng)價(jià)模塊算法研究56-62
• 4.5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)56-58
• 4.5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法選取58
• 4.5.3 傳遞函數(shù)選擇58-59
• 4.5.4 仿真實(shí)驗(yàn)59-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析63-66
• 5.1 皮膚溫度的測(cè)試結(jié)果分析63-64
• 5.2 皮膚阻抗值的測(cè)試數(shù)據(jù)記錄64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 后期工作展望66-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-74
• 致謝74-76

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