基于PVDF的可穿戴生理信號監(jiān)測系統(tǒng)
發(fā)布時間:2021-03-26 08:19
呼吸、心率、鼾聲反映了人體在睡眠時的大量信息,該文以聚偏氟乙烯(PVDF)作為敏感單元進行呼吸、脈搏、鼾聲信號的監(jiān)測。根據(jù)所采用的傳感器特性分別進行了電荷放大電路、陷波電路及電壓放大電路的設(shè)計。硬件電路通過聚合物鋰電池進行供電,根據(jù)聚合物電池的特性分別為電池設(shè)計了充電電路、保護電路及放電電路,硬件電路整體集成在一塊印制電路板(PCB)上。同時設(shè)計了基于Android設(shè)備的APP,以可視化形式實時顯示生理信號數(shù)據(jù),并對其進行長期儲存,便于后期醫(yī)生進行睡眠呼吸病癥的分析診斷。該研究的目的是能準確監(jiān)測睡眠生理參數(shù),提高被測試者的使用舒適感。
【文章來源】:壓電與聲光. 2020,42(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
上位機截圖
圖2為進行呼吸暫停模擬的測試結(jié)果。由圖2(a)上圖的呼吸波可知,在10 s內(nèi)均勻地出現(xiàn)3次呼吸事件,圖2(b)為模擬呼吸暫停(先呼吸1次,然后憋氣)時上位機的波形,由圖2(b)上圖的呼吸波可知,只在-5 s時出現(xiàn)過1次呼吸事件,其余時間只有心跳信號。在利用監(jiān)測系統(tǒng)進行測試的同時通過號脈方式確定實際的脈搏速率,通過對單位時間的呼吸次數(shù)記錄確定實際呼吸速率,將實際脈搏速率、呼吸速率與監(jiān)測系統(tǒng)測得的脈搏波和呼吸波進行對比,得出脈搏測量范圍為 0~250 次/min,精度為±1 次/min;呼吸的測量范圍為 0~50 次/min,精度為±1 次/min。呼吸、脈搏傳感器受力狀態(tài)發(fā)生變換時,上位機波形同時變化,因此監(jiān)測系統(tǒng)是實時的。
鼾聲數(shù)據(jù)采集通道ADC設(shè)定的采樣率為8 000 Hz,無法通過藍牙傳輸線路進行實時信號傳輸,因此將ADC數(shù)據(jù)直接存儲到TF卡內(nèi)。以下測試結(jié)果中的波形是通過Matlab讀取TF卡內(nèi)的數(shù)據(jù)文件,并進行繪圖得到。通過圖3(a)與(b)的波形對比可知,出現(xiàn)打鼾事件時,時域信號幅值會出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的波動(見圖3(a)中前半段(-10 s~0)信號)。對鼾聲傳感器進行模擬打鼾測試,該傳感器對打鼾的測量準確率為98.2%。5 結(jié)束語
【參考文獻】:
期刊論文
[1]近場靜電紡絲制備P(VDF-TrFE)壓電纖維[J]. 穆迪,郭明森,邢曉紅. 壓電與聲光. 2018(05)
[2]基于壓電信號的兩種心率呼吸率提取算法比較[J]. 賈學(xué)斌,廖曦文,商春恒,王云峰. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2018(07)
[3]呼吸信號檢測用PVDF壓電薄膜傳感器設(shè)計[J]. 徐智俊,韓國強. 機械制造與自動化. 2017(05)
[4]便攜式睡眠呼吸暫停監(jiān)護系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 葉福麗,史貴連. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2015(06)
[5]基于PVDF的呼吸信號檢測腰帶研究[J]. 凌振寶,齊曉慧,李偉娜,辛毅,蔡靖. 壓電與聲光. 2014(01)
[6]基于PVDF與ARM CM3內(nèi)核的足底動態(tài)壓力測試系統(tǒng)[J]. 姜春華,張溪原,崔偉,張志東,杜辰. 壓電與聲光. 2013(02)
[7]一種集成式阻抗譜測量系統(tǒng)[J]. 王達,王化祥,崔自強,高振濤,種楠楠. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(12)
[8]多導(dǎo)睡眠圖儀選擇性監(jiān)測與分析系統(tǒng)的研制[J]. 吳鋒,成奇明,周玉彬,俞夢孫. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 2011(01)
碩士論文
[1]睡眠中生理信息監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 宋丹.黑龍江大學(xué) 2016
[2]基于骨導(dǎo)麥克風(fēng)的睡眠呼吸狀態(tài)監(jiān)測及健康分析[D]. 於俊成.天津大學(xué) 2016
[3]基于鼾聲檢測的睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥診斷[D]. 陳偉偉.大連理工大學(xué) 2010
本文編號:3101299
【文章來源】:壓電與聲光. 2020,42(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
上位機截圖
圖2為進行呼吸暫停模擬的測試結(jié)果。由圖2(a)上圖的呼吸波可知,在10 s內(nèi)均勻地出現(xiàn)3次呼吸事件,圖2(b)為模擬呼吸暫停(先呼吸1次,然后憋氣)時上位機的波形,由圖2(b)上圖的呼吸波可知,只在-5 s時出現(xiàn)過1次呼吸事件,其余時間只有心跳信號。在利用監(jiān)測系統(tǒng)進行測試的同時通過號脈方式確定實際的脈搏速率,通過對單位時間的呼吸次數(shù)記錄確定實際呼吸速率,將實際脈搏速率、呼吸速率與監(jiān)測系統(tǒng)測得的脈搏波和呼吸波進行對比,得出脈搏測量范圍為 0~250 次/min,精度為±1 次/min;呼吸的測量范圍為 0~50 次/min,精度為±1 次/min。呼吸、脈搏傳感器受力狀態(tài)發(fā)生變換時,上位機波形同時變化,因此監(jiān)測系統(tǒng)是實時的。
鼾聲數(shù)據(jù)采集通道ADC設(shè)定的采樣率為8 000 Hz,無法通過藍牙傳輸線路進行實時信號傳輸,因此將ADC數(shù)據(jù)直接存儲到TF卡內(nèi)。以下測試結(jié)果中的波形是通過Matlab讀取TF卡內(nèi)的數(shù)據(jù)文件,并進行繪圖得到。通過圖3(a)與(b)的波形對比可知,出現(xiàn)打鼾事件時,時域信號幅值會出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的波動(見圖3(a)中前半段(-10 s~0)信號)。對鼾聲傳感器進行模擬打鼾測試,該傳感器對打鼾的測量準確率為98.2%。5 結(jié)束語
【參考文獻】:
期刊論文
[1]近場靜電紡絲制備P(VDF-TrFE)壓電纖維[J]. 穆迪,郭明森,邢曉紅. 壓電與聲光. 2018(05)
[2]基于壓電信號的兩種心率呼吸率提取算法比較[J]. 賈學(xué)斌,廖曦文,商春恒,王云峰. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2018(07)
[3]呼吸信號檢測用PVDF壓電薄膜傳感器設(shè)計[J]. 徐智俊,韓國強. 機械制造與自動化. 2017(05)
[4]便攜式睡眠呼吸暫停監(jiān)護系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 葉福麗,史貴連. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2015(06)
[5]基于PVDF的呼吸信號檢測腰帶研究[J]. 凌振寶,齊曉慧,李偉娜,辛毅,蔡靖. 壓電與聲光. 2014(01)
[6]基于PVDF與ARM CM3內(nèi)核的足底動態(tài)壓力測試系統(tǒng)[J]. 姜春華,張溪原,崔偉,張志東,杜辰. 壓電與聲光. 2013(02)
[7]一種集成式阻抗譜測量系統(tǒng)[J]. 王達,王化祥,崔自強,高振濤,種楠楠. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(12)
[8]多導(dǎo)睡眠圖儀選擇性監(jiān)測與分析系統(tǒng)的研制[J]. 吳鋒,成奇明,周玉彬,俞夢孫. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 2011(01)
碩士論文
[1]睡眠中生理信息監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 宋丹.黑龍江大學(xué) 2016
[2]基于骨導(dǎo)麥克風(fēng)的睡眠呼吸狀態(tài)監(jiān)測及健康分析[D]. 於俊成.天津大學(xué) 2016
[3]基于鼾聲檢測的睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥診斷[D]. 陳偉偉.大連理工大學(xué) 2010
本文編號:3101299
本文鏈接:http://sikaile.net/yixuelunwen/swyx/3101299.html
最近更新
教材專著