【摘要】：駕駛員在駕車過程中突發(fā)腦中風,腦溢血等重大疾病,具有不可控性,容易造成重大交通事故。職業(yè)駕駛員心腦血管疾病的產(chǎn)生重要原因之一就是汽車在行車中產(chǎn)生的振動,越來越多的研究者研究汽車振動對駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整的影響�；诮t外檢測駕駛員腦組織血氧信號以及利用無創(chuàng)血壓儀檢測動脈血壓信號,可以作為一種新型的心腦功能檢測方法用于檢測駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整。心腦動態(tài)調(diào)整是不管血壓如何變化大腦血管床都能夠保持腦血流速度(腦充血)的穩(wěn)定。心腦動態(tài)調(diào)整是腦血液動力學參數(shù)隨血壓變化的管理機制。在需要長期作業(yè)的駕駛員中,心腦動態(tài)調(diào)整能力可能隨著長期振動的影響而有新減弱,造成一系列心腦血管疾病,駕駛過程中的突發(fā)腦溢血,腦中風等危險情況均與駕駛員的心腦功能動態(tài)調(diào)整受損有關(guān)。振動狀態(tài)下駕駛員心腦血管參數(shù)(血壓信號,血氧信號)在低頻范圍內(nèi)的關(guān)系可以用來評估駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整。相位動力學方法提供了分析腦血流動力學非線性,非穩(wěn)定性信號的數(shù)學框架,而且克服了早期方法的限制和不足,對研究分析汽車振動下駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整起到了很重要的作用。相位動力學分析是一種新穎的對心腦信號的分析方法,通過瞬時相位的計算相位相干性可以揭開兩個信號的相干程度,它可以從相位角度來對心腦功能動態(tài)調(diào)整有一個全新的認識。通過近紅外光譜法實時連續(xù)無創(chuàng)檢測腦部組織血氧參數(shù),對光譜信號做信號的預處理以及信號去噪處理,人體生理信號經(jīng)過降低運動偽差噪聲的數(shù)據(jù)處理算法預處理后,將信號中的噪音和干擾濾去或者將希望得到的頻率信號濾出,獲得相對理想的血氧和血壓信號數(shù)據(jù)。預處理及降噪后的信號經(jīng)過連續(xù)小波變換后,對腦部組織血氧信號和動脈血壓信號進行小波相干性分析和相位相干性分析,分析腦組織血氧和動脈血壓之間的相干性。通過統(tǒng)計學分析獲得振動頻率下相干性的顯著差異性,分析差異性存在的原因,進而分析振動對駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整的影響。人體心腦功能動態(tài)調(diào)整不僅僅是大腦和心臟活動在起作用,人體大腦保持穩(wěn)定的血流量和氧氣的供應(yīng)同時受神經(jīng)系統(tǒng),局部血管平滑肌細胞,血管壁內(nèi)皮細胞的新陳代謝活動調(diào)控,是多個系統(tǒng)和器官共同協(xié)調(diào)作用的結(jié)果。通過對實驗結(jié)果的討論,分析振動對人體各系統(tǒng)的影響,分析振動對駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整的影響,為汽車振動頻率的設(shè)計范圍選取提供一定的理論依據(jù)。從汽車輪胎的設(shè)計,減振系統(tǒng)懸架的設(shè)計,以及與人體接觸最多的座椅設(shè)計三方面來緩解地面?zhèn)鬟f到人體的振動,規(guī)避人體敏感振動頻率,避免與對駕駛員心腦功能動態(tài)調(diào)整影響較大的振動頻率形成共振,減少駕駛員在駕駛過程中突發(fā)腦中風的風險。
[Abstract]:Drivers driving in the process of sudden stroke, cerebral hemorrhage and other major diseases, with uncontrolled, easy to cause major traffic accidents. One of the important causes of cardiovascular and cerebrovascular diseases of professional drivers is the vibration produced by cars in driving. More and more researchers study the effect of vehicle vibration on the dynamic adjustment of drivers' cardio-brain function. It can be used as a new method to detect cardio-brain function dynamic adjustment based on near-infrared detection of cerebral blood oxygen signal and non-invasive blood pressure instrument to detect arterial blood pressure signal. Cerebral dynamic adjustment is that no matter how blood pressure changes, the cerebral vascular bed can maintain the stability of cerebral blood flow velocity (cerebral hyperemia). Cardio-cerebral dynamic adjustment is the management mechanism of cerebral hemodynamic parameters with changes of blood pressure. Among drivers who need to work for a long period of time, the ability of dynamic adjustment of the heart and brain may weaken with the effect of long-term vibration, resulting in a series of cardio-cerebrovascular diseases and sudden cerebral hemorrhage during driving. Stroke and other risk conditions are associated with the driver's dynamic adjustment of cardiac and brain function damage. The relationship between cardiovascular and cerebrovascular parameters (blood pressure signal, blood oxygen signal) in low frequency range can be used to evaluate the dynamic adjustment of heart and brain function. The phase dynamics method provides a mathematical framework for the analysis of nonlinear and unstable signals of cerebral hemodynamics, and overcomes the limitations and shortcomings of the earlier methods. It plays an important role in studying and analyzing the dynamic adjustment of the driver's heart and brain function under the automobile vibration. Phase dynamics analysis is a novel method for the analysis of cardiac and brain signals. The coherence of the two signals can be revealed by calculating the phase coherence of the instantaneous phase. It can have a new understanding of the dynamic adjustment of cardiac and brain function from the aspect of phase. The parameters of blood oxygen in brain tissue were continuously and continuously detected by near infrared spectroscopy (NIR). The spectral signal was pre-processed and the signal was de-noised. The human physiological signal was preprocessed by the data processing algorithm to reduce the motion pseudo-noise. The noise and interference in the signal are filtered out or the desired frequency signal is filtered out to obtain the relatively ideal signal data of oxygen and blood pressure. After continuous wavelet transform, the correlation between cerebral blood oxygen and arterial blood pressure was analyzed by wavelet coherence analysis and phase coherence analysis. Through statistical analysis, the significant difference of coherence under vibration frequency was obtained, the reason of difference was analyzed, and the influence of vibration on dynamic adjustment of driver's heart and brain function was analyzed. The dynamic regulation of human heart and brain function is not only the function of brain and heart activity, but also the steady blood flow and oxygen supply of human brain, which are simultaneously affected by the smooth muscle cells of the nervous system and local blood vessels. The regulation of vascular endothelial cell metabolism is the result of the coordination of multiple systems and organs. Through the discussion of the experimental results, the influence of vibration on human body system and the dynamic adjustment of driver's heart and brain function are analyzed, which provides a certain theoretical basis for the selection of design range of vehicle vibration frequency. From three aspects: the design of automobile tire, the design of suspension of vibration absorption system, and the design of seat which has the most contact with human body, the vibration transmitted from ground to human body can be alleviated and the sensitive vibration frequency of human body can be avoided. To avoid resonance with the vibration frequency which has a great influence on the dynamic adjustment of the heart and brain function of the driver, and to reduce the risk of sudden stroke during driving.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U491.254;R135

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本文編號：2281705