體育運動會對人體機能產(chǎn)生影響,而人體肌肉內(nèi)血氧含量是反映機體在運動狀態(tài)下生理特征的一個重要指標。近年來發(fā)展迅速的近紅外光譜術(shù)可以連續(xù)、無損,實時的檢測人體局部組織和器官中的血氧含量相對變化。本文將近紅外肌氧檢測技術(shù)與短距離無線通信技術(shù)相結(jié)合,研制了一套基于射頻（RF）技術(shù)的無線近紅外肌氧檢測系統(tǒng),能夠為測試者提供大范圍的運動自由,提高了系統(tǒng)的便攜性,實現(xiàn)對運動員肌氧狀態(tài)變化的較遠距離監(jiān)控。文章介紹了系統(tǒng)方案的調(diào)研,系統(tǒng)硬件以及系統(tǒng)軟件的設(shè)計。并對各個硬件功能模塊和軟件程序模塊進行了詳細介紹,包括三波長光源驅(qū)動、光電探測、放大濾波、數(shù)據(jù)采集、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)無線通信、PC機串口通訊以及用戶端接收軟件編程等的實現(xiàn)方法。系統(tǒng)的時間分辨率達到400 ms,無線通信距離在30 m以上。通過性能測試、在體前臂阻斷實驗及在體負荷遞增實驗,經(jīng)分析組織血氧變化情況驗證了無線近紅外肌氧檢測系統(tǒng)的有效性。性能測試包括長時間穩(wěn)定性測試及暗噪聲測試,驗證了系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性。在體前臂阻斷實驗通過模擬離體實驗的等容條件,監(jiān)測的血氧信號變化趨勢與實際生理變化過程相符合。最后對在體負荷遞增實驗的實驗結(jié)果進行了初步分析... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Hb、HbO2和水在600nm~11000nm的吸收光譜

1.3 近紅外光譜肌氧檢測概述NIRS 技術(shù)最初用于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中對大腦供氧狀態(tài)的變化進行無損傷檢測，隨著技術(shù)的發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。1977 年，Jobsis[19]在《Science》上首次報道了血紅蛋白和細胞色素在近紅外區(qū)的吸收特性，并發(fā)現(xiàn)含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白分別在735 nm 和 850 nm 處有兩個吸收峰，其變化可以反映血紅蛋白的載氧情況[20]。由于組織在近紅外光譜窗（700 nm－900 nm）這個范圍內(nèi)吸收系數(shù)很低，因此近紅外光可以穿透幾厘米的深度。此后，很多研究小組以各自不同的角度將這種方法推廣開來，在不同的領(lǐng)域?qū)ζ溥M行了深入的研究。如近紅外光譜測量在大腦活動監(jiān)測方面的應(yīng)用[21-26]；Chance 將其用于肌肉組織的測量[27-29]，以及將近紅外光譜測量用于胸部組織[30-32]和肝臟、腎臟組織的研究。如今近紅外光譜術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用[33][34]。

究中：探討運動性疲勞與肌氧的關(guān)系以及評定心血管患者的康復(fù)水平等。實驗室現(xiàn)有的近紅外肌氧檢測系統(tǒng)有兩套，一套是基于 GPRS 無線通訊技術(shù)研制的，另一套則是基于 PDA 研制的。下面分別介紹一下這兩套系統(tǒng)。（1）基于 GPRS 無線通訊技術(shù)的近紅外肌氧檢測系統(tǒng)[36]GPRS 是一種基于手機 GSM 模式發(fā)展的產(chǎn)物，它具有發(fā)射距離沒有限制的優(yōu)點。系統(tǒng)通過 MCU 控制數(shù)據(jù)采集，GPRS 射頻發(fā)射模塊把從 MCU 接收到的數(shù)據(jù)通過中國移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到 Internet 網(wǎng)絡(luò)上，只需要一臺能夠上網(wǎng)的計算機就可以解決接收的問題，同時可以實現(xiàn)點對多點，多點對多點的傳輸，其流量可以達到 155kbps。但是此系統(tǒng)的無線傳輸是借助中國移動的網(wǎng)絡(luò)，需要支付通信費用，成本較高。而且在網(wǎng)絡(luò)信號不夠理想的區(qū)域無法實現(xiàn)無線通信。另外 GPRS 模塊的功耗也較大，限制了系統(tǒng)的便攜性。（2）基于 PDA 的近紅外肌氧監(jiān)測系統(tǒng)[37]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]近紅外光譜測定術(shù)檢測肌氧的原理及其在運動醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 李紅燕,張立,沈紅飛.  中國運動醫(yī)學(xué)雜志. 2005(03)
[2]用近紅外光譜檢測人體組織氧含量[J]. 騰軼超,丁海曙,田豐華,黃嵐.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(06)
[3]短距離無線通信技術(shù)綜述[J]. 蔡型,張思全.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2004(03)

碩士論文
[1]基于GPRS無線肌氧檢測系統(tǒng)的研制及應(yīng)用[D]. 陳剛.華中科技大學(xué) 2005



本文編號：3494817