便攜式睡眠監(jiān)測儀的設計研究
發(fā)布時間:2023-09-29 04:12
人的一生中大約有三分之一的時間是在睡眠度過的,通過睡眠可以:①消除疲勞和恢復體力;②使大腦得到休息,以恢復精力;③增強免疫力;④促進人的生長發(fā)育;⑤延緩衰老;⑥使人放松,有利于人的心理健康;⑦有利于皮膚美容等。睡眠質量的好壞影響直接影響人的身體健康。然而,目前還沒有簡便的方法可以讓人們了解自己的睡眠結構,睡眠的重要性還未得到充分的認識。目前進行睡眠監(jiān)測診斷的儀器主要為多導睡眠圖儀(PSG),該設備比較復雜,需要在病人身上粘貼的傳感器多,給病人帶來的生理心理負荷大,對病人的睡眠造成嚴重的影響,且價格昂貴,不便于隨身攜帶和推廣。在只需單純判斷睡眠質量的情況下,是不需要監(jiān)測如PSG一樣全面的生理信號的。光電容積脈搏波作為一種極易獲取到的信號,不僅包含有心搏功能、血液流動等諸多心血管系統(tǒng)的重要生理信息,同時包含有豐富的微循環(huán)生理病理信息,是研究人體循環(huán)系統(tǒng)重要的信息來源。在睡眠過程中,脈搏會隨著睡眠深度的不同而有所變化,通過分析可從脈搏中分離出睡眠相關信息。基于此,本文采用了一種僅通過監(jiān)測雙光源手指脈搏信號來完成病人睡眠監(jiān)測的方法,設計出便攜式的睡眠監(jiān)測儀,首先通過硬件電路采集整夜的雙光源手指...
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 背景及研究意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.3 研究目的、內容及技術路線
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究內容
1.3.3 技術路線
1.4 可行性論證
2 光電脈搏波及血氧飽和度的測量原理
2.1 光電脈搏波的測量原理
2.2 血氧飽和度的測量原理及方法
2.2.1 有創(chuàng)檢測法
2.2.2 無創(chuàng)檢測法
2.3 數(shù)學模型分析
2.4 入射光波長選擇
2.5 脈搏血氧曲線的定標
2.5.1 傳統(tǒng)定標方法
2.5.2 現(xiàn)代定標方法
2.6 影響血氧飽和度測量的因素
3 系統(tǒng)硬件電路的設計
3.1 系統(tǒng)硬件設計方案選擇
3.1.1 PM-9000 血氧設計方案
3.1.2 ADI 單片血氧儀設計方案
3.1.3 TI 單片血氧儀設計方案
3.2 硬件電路設計
3.2.1 主控芯片介紹
3.2.2 脈搏探頭驅動電路
3.2.3 信號預處理電路
3.2.4 存儲模塊電路
3.2.5 電源管理模塊電路
3.2.6 JTAG 模塊電路
3.2.7 串行通信模塊電路
3.2.8 其它外圍電路設計
4 單片機系統(tǒng)軟件設計
4.1 探頭驅動軟件設計
4.2 脈搏波交流信號處理
4.3 串口通訊軟件設計
4.4 FLASH 存儲軟件設計
4.5 LED 信號強度調節(jié)
4.6 按鍵控制程序
4.7 單片機系統(tǒng)整體軟件流程
5 上位機軟件設計
5.1 VC++和MATLAB 的混合編程
5.1.1 MATLAB 中利用mcc 生成dll
5.1.2 VC++6.0 環(huán)境的設置
5.1.3 在VC++中調用dll 的方法
5.1.4 將MATLAB 繪制的圖形嵌入到VC++界面中
5.1.5 脫離Matlab 獨立發(fā)布程序
5.2 上位機信號的接收
5.2.1 上位機信號的實時接收
5.2.2 上位機信號的非實時接收
5.3 RRI 信號預處理
5.3.1 異常點的剔除
5.3.2 信號的重采樣
5.3.3 去直流處理
5.4 心率變異性分析
5.4.1 時域分析法
5.4.2 頻域分析法
5.5 血氧飽和度分析
6 睡眠分期及睡眠質量分析
6.1 睡眠分期
6.2 分期結果驗證
6.3 睡眠質量分析
7 總結與展望
7.1 總結
7.2 后續(xù)工作及展望
致謝
參考文獻
附錄 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
本文編號:3849263
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
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中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 背景及研究意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.3 研究目的、內容及技術路線
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究內容
1.3.3 技術路線
1.4 可行性論證
2 光電脈搏波及血氧飽和度的測量原理
2.1 光電脈搏波的測量原理
2.2 血氧飽和度的測量原理及方法
2.2.1 有創(chuàng)檢測法
2.2.2 無創(chuàng)檢測法
2.3 數(shù)學模型分析
2.4 入射光波長選擇
2.5 脈搏血氧曲線的定標
2.5.1 傳統(tǒng)定標方法
2.5.2 現(xiàn)代定標方法
2.6 影響血氧飽和度測量的因素
3 系統(tǒng)硬件電路的設計
3.1 系統(tǒng)硬件設計方案選擇
3.1.1 PM-9000 血氧設計方案
3.1.2 ADI 單片血氧儀設計方案
3.1.3 TI 單片血氧儀設計方案
3.2 硬件電路設計
3.2.1 主控芯片介紹
3.2.2 脈搏探頭驅動電路
3.2.3 信號預處理電路
3.2.4 存儲模塊電路
3.2.5 電源管理模塊電路
3.2.6 JTAG 模塊電路
3.2.7 串行通信模塊電路
3.2.8 其它外圍電路設計
4 單片機系統(tǒng)軟件設計
4.1 探頭驅動軟件設計
4.2 脈搏波交流信號處理
4.3 串口通訊軟件設計
4.4 FLASH 存儲軟件設計
4.5 LED 信號強度調節(jié)
4.6 按鍵控制程序
4.7 單片機系統(tǒng)整體軟件流程
5 上位機軟件設計
5.1 VC++和MATLAB 的混合編程
5.1.1 MATLAB 中利用mcc 生成dll
5.1.2 VC++6.0 環(huán)境的設置
5.1.3 在VC++中調用dll 的方法
5.1.4 將MATLAB 繪制的圖形嵌入到VC++界面中
5.1.5 脫離Matlab 獨立發(fā)布程序
5.2 上位機信號的接收
5.2.1 上位機信號的實時接收
5.2.2 上位機信號的非實時接收
5.3 RRI 信號預處理
5.3.1 異常點的剔除
5.3.2 信號的重采樣
5.3.3 去直流處理
5.4 心率變異性分析
5.4.1 時域分析法
5.4.2 頻域分析法
5.5 血氧飽和度分析
6 睡眠分期及睡眠質量分析
6.1 睡眠分期
6.2 分期結果驗證
6.3 睡眠質量分析
7 總結與展望
7.1 總結
7.2 后續(xù)工作及展望
致謝
參考文獻
附錄 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
本文編號:3849263
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