学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于移动通信平台的人体生理参数监测系统研究

作　者: 缪应广
导　师: 刘光达
学　校: 吉林大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 移动通信平台动脉血压脉搏波血氧饱和度
分类号: TH772.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 145次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

当前，以高血压和冠心病为代表的心血管疾病，正日益成为人类健康的首要威胁。同时，飞速发展的无线网络通信技术，已经引发了一场新的信息化革命。以此为契机，以专业医院为主体的旧有医疗模式，正在向以社区和家庭为主的开放式新型医疗模式转换。在这种形势下，研究和开发以无线移动式平台作为医学信息载体，针对多种人体生理参数，实现健康和疾病诊断的便携式、智能化监测仪器系统，可以为心血管疾病的早期诊断和预防，提供全面、快捷的解决方案。人体生理参数主要包括心电、心率、血压、血氧和体温等。心脏作为人体血液循环的动力器官，以心动周期为节拍，重复完成心室的收缩和舒张过程。目前临床使用的心电ECG检查和动态心电监测（Holter），使用的均是氯化银（AgCl）湿性电极，它通过电解液凝胶体与皮肤接触来传导微弱的心电信号，但其毒性物质会渗透到皮肤中造成过敏性皮炎，而且在长时间使用后，电解液凝胶体因脱水而干化，造成电极与皮肤之间的接触阻抗发生变化，导致信号灵敏度和信噪比下降。此外，基于柯氏音听诊法的袖带充气式血压测量，除了束缚使用者的日常活动以外，当压力袖带工作时，会对患者造成突然性刺激，由心理变化产生情绪波动，导致测量结果失准。针对以上问题，论文以生命科学、计算机科学、现代通信技术和仪器科学为基础，研究了一种基于移动通信平台的人体生理参数监测系统，实现对心脏病和高血压等心血管疾病的早期诊断和预防。该系统由穿戴衣载体、纺织心电电极、指夹式脉搏波传感器及其测量电路，构成基本的心电和血氧饱和度的穿戴式测量单元，并通过对心电和脉搏波信号的波形参数进行回归计算，实现无袖带的收缩压和舒张压的动脉血压测量。另外，基于PDA构建了移动式用户手持终端，通过蓝牙接口，与测量单元构成人体躯域监测网络，完成心电和脉搏波数据的接收、波形回放显示，以及对血压和血氧饱和度等生理参数的计算。论文研究的主要内容包括：1、完成系统总体结构设计。具体包括心电调理模块、血氧测量模块、微处理器单元、蓝牙传输模块的实现，并进行信号滤波电路的设计，有效地保证了后续信号的处理。2、通过对移动终端的构建。实现人体心电和脉搏波数据的实时接收、波形回放显示，以及对血压和血氧饱和度等生理参数的计算。3、实现了系统的软件设计。完成了用户手持终端的软件设计，通过设计数字滤波器，对心电信号进行了滤波处理。4、进行血压和血氧饱和度的测量。通过对心电和脉搏波信号的波形参数进行回归计算，实现了无袖带的血压测量；针对监测系统的设计要求和血氧饱和度的测量状况，提出基于光谱监测原理来实现血氧饱和度的无创测量。5、实验测试。应用监测系统进行实验分析。首先对测试者进行收缩压的参数标定，通过标定实验，证明了收缩压可以通过脉搏波传导时间直接近似计算；其次应用标准袖带血压计来对监测系统进行仪器的一致性分析，实验结果表明，使用该监测系统可以替代标准袖带血压计进行血压测量。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-18
  1.1 人体生理参数监测系统概述  12
  1.2 人体生理参数监测系统的结构  12-13
  1.3 人体生理参数监测系统研究现状  13-16
    1.3.1 国外相关研究状况  13-15
    1.3.2 国内研究状况  15-16
  1.4 论文研究的意义  16
    1.4.1 监测系统适合社会需求  16
    1.4.2 监测系统可以方便、快捷实现生理参数的测量  16
  1.5 论文研究的内容及结构  16-18
第2章监测系统总体设计  18-25
  2.1 监测系统的构建  18
  2.2 监测系统的总体设计  18-19
  2.3 测量单元  19-22
    2.3.1 心电信号测量电路结构  20
    2.3.2 脉搏波测量及光源驱动电路  20-21
    2.3.3 微处理器单元  21-22
  2.4 手持移动终端  22
    2.4.1 手持移动终端操作系统  22
    2.4.2 对手持移动终端的选择  22
  2.5 远程监护平台  22-23
  2.6 手持终端与远程监护平台的通信方式  23-25
第3章监测系统的硬件实现  25-39
  3.1 测量单元模块设计  25
  3.2 心电测量电路的实现  25-31
    3.2.1 心电电极的选择  25-26
    3.2.2 前置放大电路设计  26-28
    3.2.3 滤波电路  28-30
    3.2.4 主放大电路和电平抬高电路  30-31
  3.3 血氧测量模块设计  31-33
    3.3.1 光电接收和前置放大电路  32
    3.3.2 滤波电路及后级放大电路  32-33
  3.4 微处理器模块  33-35
    3.4.1 微处理器的选择  33
    3.4.2 微处理器的最小系统  33-34
    3.4.3 模数转换  34-35
  3.5 蓝牙无线传输电路实现  35-38
    3.5.1 蓝牙协议体系  36-37
    3.5.2 蓝牙模块电路  37-38
  3.6 电源供电管理  38-39
第4章系统软件设计  39-46
  4.1 微处理器软件设计  39-40
  4.2 手持移动终端的软件设计  40-42
    4.2.1 手持终端软件的主要功能  40-41
    4.2.2 手持终端软件的工作流程  41-42
  4.3 心电信号的预处理  42-46
    4.3.1 基线漂移的滤除  42-43
    4.3.2 工频及高频干扰的滤除  43-46
第5章基于移动通信平台的人体生理参数监测  46-60
  5.1 无袖带血压测量原理  46-53
    5.1.1 脉搏波的传播  46-47
    5.1.2 脉搏波传导时间  47-50
    5.1.3 脉搏波传导时间(PWTT)与血压的关系  50-53
  5.2 无袖带收缩压的计算  53-54
  5.3 无袖带舒张压的计算  54-56
    5.3.1 心血管系统的单弹性腔模型  54-56
  5.4 人体血氧饱和度的测量  56-60
    5.4.1 血氧饱和度测量的实现  57-58
    5.4.2 入射光源的选择  58-60
第6章测试实验及结果分析  60-65
  6.1 收缩压的参数标定  60-61
    6.1.1 试验前准备  60
    6.1.2 测试步骤  60
    6.1.3 测试结果  60-61
  6.2 监测系统的对比试验  61-65
    6.2.1 试验前准备  62
    6.2.2 测试步骤  62
    6.2.3 测试结果  62-65
第7章总结与建议  65-67
  7.1 主要工作  65
  7.2 对今后工作的建议  65-67
参考文献  67-70
作者简介  70-71
致谢  71

基于移动通信平台的人体生理参数监测系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文