本文關(guān)鍵詞：基于骨導(dǎo)音信號的睡眠呼吸狀態(tài)的監(jiān)測與健康分析

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【摘要】：打鼾，是一種常見而又容易被人忽視的睡眠現(xiàn)象,其本質(zhì)是呼吸削弱的表現(xiàn)，，也是健康出現(xiàn)問題的征兆。打鼾的人都會伴有明顯的呼吸暫�；虻屯猬F(xiàn)象,正常人睡眠過程中偶爾出現(xiàn)短暫的呼吸阻塞是很常見的，但是如果阻塞或低通氣發(fā)生的非常頻繁、阻塞情況嚴重，那么就屬于病理現(xiàn)象，我們稱這種疾病為睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥。 長期以來，對呼吸暫停低通氣綜合癥的診斷，使用最多的、最權(quán)威的方法是多導(dǎo)睡眠圖監(jiān)測。但是這種診斷方式因為費用高、地點和時間固定等諸多原因，使得大部分患者并沒有得到有效的治療。人們渴望著一種方便有效的監(jiān)測手段，可以隨時隨地的對睡眠健康進行監(jiān)測。在此背景下，有關(guān)呼吸檢測的移動醫(yī)療技術(shù)開始迅猛發(fā)展。 本文中，我們旨在設(shè)計一套便攜式的睡眠健康監(jiān)測設(shè)備。該設(shè)備中起關(guān)鍵作用的主要有兩部分。其中一部分是通過對骨導(dǎo)麥克風采集到的呼吸音信號進行分析，來實現(xiàn)對呼吸狀態(tài)的監(jiān)測；另一部分，由陀螺儀和加速度計模塊構(gòu)成，通過對二者的數(shù)據(jù)的綜合分析，可以實現(xiàn)對人們睡眠過程中的睡姿的判斷。 相對于氣導(dǎo)麥克風，骨導(dǎo)麥克風具有抗環(huán)境噪音及可以采集到比語音及鼾聲能量要小得多的呼吸信號，從而可以在未來更加準確的監(jiān)測睡眠中鼾聲及呼吸狀況。目前，國內(nèi)還沒有市場上流通的骨導(dǎo)麥克風。在國際上由于該技術(shù)為限制性技術(shù)，也無法從市場中購買到，為此我們選擇了自行開發(fā)一個骨導(dǎo)麥克風。采用我們多次實驗后選擇的一款振動傳感器結(jié)合對其自行開發(fā)的放大器來采集骨導(dǎo)音。并通過一系列實驗，確定了其最佳的呼吸音采集位置。 根據(jù)睡眠呼吸的特點，我們將呼吸分為正常呼吸、打鼾、窒息三個狀態(tài)。通過對這三個呼吸狀態(tài)進行模型的構(gòu)建，并在時域上進行邊界檢測，以及利用HTK對呼吸狀態(tài)進行分類識別，我們可以對睡眠呼吸進行實時識別和監(jiān)測。
【關(guān)鍵詞】：睡眠健康 移動醫(yī)療 呼吸音識別 體位監(jiān)測
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R766;TN912.3
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 呼吸檢測設(shè)備的現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 鼾聲的聲學方面的分析10-11
• 1.2.3 鼾聲的聲學識別和檢測11-12
• 1.3 本文創(chuàng)新工作12
• 1.4 研究意義12-13
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)13
• 1.6 本章小結(jié)13-14
• 第二章 睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥14-19
• 2.1 睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥定義和發(fā)病機理14-16
• 2.2 睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥的分類16
• 2.3 睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥的診斷方法和治療手段16-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)19-30
• 3.1 硬件系統(tǒng)框架19-20
• 3.2 音頻采集放大電路20-25
• 3.2.1 呼吸狀態(tài)能量分析20
• 3.2.2 信號放大20-21
• 3.2.3 帶能量檢測的雙增益放大器21-22
• 3.2.4 自動增益控制放大器22-23
• 3.2.5 分段線性放大電路的設(shè)計23-25
• 3.3 運動信息采集模塊25-29
• 3.3.6 加速度計26-27
• 3.3.7 陀螺儀27-28
• 3.3.8 數(shù)據(jù)的修正和融合28-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第四章 呼吸音的分析和識別30-54
• 4.1 骨導(dǎo)麥克風的設(shè)計30-31
• 4.2 采集位置31-33
• 4.3 數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建33-34
• 4.3.1 受試者挑選33
• 4.3.2 實驗環(huán)境33
• 4.3.3 采集過程和處理33-34
• 4.4 骨導(dǎo)音信號的標注34-37
• 4.5 呼吸音的邊界檢測和識別37-53
• 4.5.1 邊界監(jiān)測37-41
• 4.5.2 分類識別41-49
• 4.5.3 參數(shù)確定和識別結(jié)果49-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第五章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 總結(jié)54
• 5.2 展望54-56
• 參考文獻56-60
• 發(fā)表論文和科研情況說明60-61
• 致謝61

【參考文獻】

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本文編號：669481