基于心臟儲備的亞健康評估系統(tǒng)的初步研究
本文關(guān)鍵詞:基于心臟儲備的亞健康評估系統(tǒng)的初步研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:亞健康(sub-health)是介于健康與疾病的一種中間狀態(tài),是困擾當(dāng)今社會的一大健康問題。積極干預(yù)和調(diào)治亞健康,對于預(yù)防疾病,提高人們身心健康水平,提高人民生活質(zhì)量均具有重要的科學(xué)和社會意義。本文從疲勞的角度入手,從理論上論證了基于心臟儲備、心率變異性和運動量對人體進行體力疲勞和精神疲勞定量評估的可行性,開發(fā)了用于亞健康評估的軟硬件系統(tǒng),并對信號的消噪和特征點提取算法作了初步的探討。 心臟儲備、心率變異性、疲勞與亞健康之間的關(guān)系的理論研究表明:(1)疲勞和疲勞感是亞健康產(chǎn)生的主要原因和典型特征,由于疲勞會影響自主神經(jīng)的活動,而自主神經(jīng)的活動性又與心肌功能以及運動能力密切相關(guān),所以我們有理由認(rèn)為心力和心率等指標(biāo)可以在一定程度上評估個體身體和精神上的疲勞狀況;(2)亞健康雖是一種非同質(zhì)的疾病,其內(nèi)部存在分型,不同的亞型其疲勞特征可能會有所差異,但亞健康患者體育活動能力普遍低下,平時人體活動量小于正常人群;(3)心臟功能狀況是決定人體活動能力的一個重要因素,考慮到亞健康患者通常缺乏鍛煉,他們的心臟功能狀況應(yīng)該會與常人有所差異,F(xiàn)行亞健康評估方法因受檢測方法和條件的限制,很難做到客觀和定量化,根據(jù)現(xiàn)行評估方法的原理,結(jié)合亞健康特性,本課題首次系統(tǒng)地提出了“利用心功能指標(biāo)和累積運動量評估亞健康狀態(tài)”的綜合評定方法,該方法與現(xiàn)行的評估方法具有較好的互補性,且具有簡便、快速、成本低、客觀量化、敏感性和特異性高、能持續(xù)監(jiān)測亞健康對個體的影響過程等特點。 為了通過評估運動能力來評估受試者的疲勞和健康狀況,本文設(shè)計了一套便攜式設(shè)備來監(jiān)測受試者在運動過程中心音、心電和運動量的變化情況。該系統(tǒng)采用基于FLASH閃存、PIC單片機和USB傳輸接口的硬件結(jié)構(gòu),具有功耗低、體積小、記錄時間長、擴充性好、使用方便、傳輸速率快、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。在軟件設(shè)計方面,作者采用Delphi語言初步實現(xiàn)了上位機系統(tǒng)的系統(tǒng)管理、USB數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)回放分析和數(shù)據(jù)庫等幾個主要功能模塊。此外,由于心音和心電的所有參數(shù)分析都是基于心電R波的正確定位后進行的,作者結(jié)合小波變化和似然無偏估計,提出了運動心電信號的偽差消除法,經(jīng)過實驗論證,本算法能有效消除運動心電信號中的基線飄移和肌電干擾,為進一步研究分析評估不同行業(yè)人群的亞健康狀態(tài)提供了新途徑。
【關(guān)鍵詞】:亞健康 疲勞 心臟儲備 心音圖 心率變異性 小波變換
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2004
【分類號】:R-39
【目錄】:
- 中文摘要4-5
- 英文摘要5-10
- 1 緒論10-14
- 1.1 問題的提出及研究意義10-11
- 1.1.1 問題的提出10-11
- 1.1.2 研究的意義11
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
- 1.3 本課題研究的目的和研究內(nèi)容13-14
- 1.3.1 本課題研究的目的13
- 1.3.2 本課題研究的主要內(nèi)容13-14
- 2 亞健康與心臟儲備關(guān)系的理論研究14-34
- 2.1 亞健康評估的研究思路14-20
- 2.1.1 亞健康的癥狀及其產(chǎn)生的主要原因14-16
- 2.1.2 亞健康的體力活動能力與疲勞的關(guān)系16-17
- 2.1.3 心臟儲備與亞健康評估17-20
- 2.2 疲勞、疲勞評定及其在亞健康中的研究20-24
- 2.2.1 疲勞20-21
- 2.2.2 疲勞的測評21-23
- 2.2.3 亞健康研究中疲勞的評定現(xiàn)狀23-24
- 2.3 心臟儲備及其無創(chuàng)檢測24-30
- 2.3.1 心臟泵功能與心臟儲備24-26
- 2.3.2 心肌收縮能力與心音的產(chǎn)生傳導(dǎo)機制26-29
- 2.3.3 心臟儲備的無創(chuàng)檢測29-30
- 2.4 人體運動量及其檢測30-33
- 2.4.1 測量原理及測量部位30-32
- 2.4.2 測量方法32-33
- 2.5 本章小結(jié)33-34
- 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計34-56
- 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)34
- 3.2 信號檢測電路設(shè)計34-42
- 3.2.1 心音信號檢測電路34-37
- 3.2.2 運動量信號檢測電路37-38
- 3.2.3 心電信號檢測電路38-42
- 3.3 電源電路設(shè)計42-43
- 3.4 單片機系統(tǒng)設(shè)計43-53
- 3.4.1 單片機的選擇43-45
- 3.4.2 USB通信芯片和數(shù)據(jù)存儲芯片的選擇45-46
- 3.4.3 單片機系統(tǒng)接口電路設(shè)計46-49
- 3.4.4 單片機系統(tǒng)軟件設(shè)計49-53
- 3.5 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計和安全性53-55
- 3.5.1 電路設(shè)計的硬件抗干擾53-54
- 3.5.2 電路設(shè)計的軟件抗干擾54
- 3.5.3 電氣安全的設(shè)計考慮54-55
- 3.6 本章小結(jié)55-56
- 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計56-66
- 4.1 概述56-57
- 4.1.1 開發(fā)平臺56
- 4.1.2 軟件總體設(shè)計框圖56-57
- 4.2 USB數(shù)據(jù)通信模塊57-60
- 4.2.1 數(shù)據(jù)的讀取發(fā)送57-59
- 4.2.2 通信協(xié)議及數(shù)據(jù)效驗59-60
- 4.3 數(shù)據(jù)的處理分析模塊60-63
- 4.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理60-61
- 4.3.2 波形回放61-62
- 4.3.3 參數(shù)求值62-63
- 4.4 健康評估數(shù)據(jù)庫模塊的設(shè)計63-65
- 4.5 本章小結(jié)65-66
- 5 運動心電信號的偽差消除及特征參數(shù)提取算法66-75
- 5.1 特征點識別思路66
- 5.2 運動心電信號的偽差消除66-72
- 5.2.1 運動心電信號偽差消除的提出66-67
- 5.2.2 小波分析和似然無偏估計的基本理論67-69
- 5.2.3 運動心電信號偽差消除算法69-72
- 5.3 特征點提取算法研究72
- 5.4 結(jié)果分析72-74
- 5.5 本章小結(jié)74-75
- 6 總結(jié)與展望75-77
- 6.1 總結(jié)75
- 6.2 后續(xù)研究工作的展望75-77
- 致謝77-78
- 參考文獻78-85
- 附: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄85-86
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4 龐軍;夏小|
本文編號:294282
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