基于移动医疗物联网的可穿戴心电监测系统的研究及其在心血管疾病辅助诊断中的应用
发布时间：2022-12-11 00:08
非传染性慢病（NCD）现已成为主导性疾病,且呈现出年轻化的趋势,多数心血管疾病都属于慢病,心血管疾病死亡占城乡居民疾病死亡40%以上。与传统的临床监护相比,基于移动医疗物联网的穿戴式心电监测系统可以监测人体整体健康状态的长期变化,实现对无明显器质性心脏病变的现代普通人群的日常心电监护,为专业人士提供针对慢性疾病的辅助诊断方式。本论文主要进行了以下内容的研究:1.进行了基于移动医疗物联网的可穿戴心电监测系统的研究,包括硬件搭建和软件设计,实现了信号采集前端、移动中继与云平台之间的实时通讯。信号采集前端同步采集12导联心电信号和六轴加速度信号,根据MODBUS通讯协议把数据打包传输至移动中继,移动中继是一个一对多的可扩展中转平台,支持多种通信模式,根据MQTT协议把数据发送至云平台,系统实现了信号采集前端与移动中继、移动中继与云平台之间的实时双向通讯。2.双密度小波算法用于信号降噪口,并利用多级姿态识别分类模型,对不同的运动状态下的心电信号进行防误判标记,辅助区分运动伪迹和异位心博。通过阈值调整和比对,得到更适用于本系统的双密度小波降噪算法;并利用多级姿态识别分类模型,结合阈值法和波形特征...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 穿戴式心电监测系统的发展
1.3 可穿戴场景下降低心电信号干扰的方法
1.4 不同导联心电在心血管疾病辅助诊断中的分析
1.5 论文的研究目的和内容
2 基于移动医疗物联网的可穿戴心电监测系统的硬件设计
2.1 信号采集前端系统硬件设计
2.1.1 心电模拟前端设计
2.1.2 人体姿态检测模块设计
2.1.3 隔离电路设计
2.1.4 电源电路设计
2.1.5 信号前端采集系统样机
2.2 移动中继系统硬件设计
2.2.1 中继系统框架
2.2.2 中继单元模块设计
2.2.3 移动中继系统样机
2.3 心电电极的比较
2.4 本章小结
3 系统软件设计
3.1 系统总体流程设计
3.2 信号采集前端流程设计
3.3 信号采集前端与移动中继的数据通讯
3.4 移动中继与云平台的数据通讯
3.4.1 MQTT协议的应用
3.4.2 JSON数据格式转换
3.5 本章小结
4 双密度小波变换(DD-DWT)算法
4.1 小波阈值去噪的原理
4.2 双密度小波变换算法
4.3 双密度小波变换的优势
4.4 实验结果分析
4.4.1 用于MIH-BIH心电信号降噪的效果
4.4.2 用于12导联前端心电信号降噪的效果
4.5 本章小结
5 基于多级姿态分类模型的心电防误判方法
5.1 加速度信号/人体姿态/心电信号的关联性
5.2 多级姿态识别分类模型
5.3 心电防误判标记示例
5.4 本章小结
6 穿戴式12导联心电监测系统在P波识别中的应用
6.1 基于双密度小波变换的P波检测算法
6.2 实验结果分析
6.2.1 用于PhysioBank心电信号子库的检测结果
6.2.2 用于穿戴式12导联和最佳3导联的检测结果
6.3 本章小结
7 总结和展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
参与项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]心电信号中基线漂移的去除方法比较及算法实现[J]. 陈苹,叶继伦,张旭,陈刚. 中国医疗器械杂志. 2018(05)
[2]基于自适应小波阈值的心电信号降噪方法[J]. 王磊,孙玮,陈奕博,李鹏,赵凌霄. 计算机工程与应用. 2018(15)
[3]基于物联网的可穿戴式动态心电实时监测终端设计与实现[J]. 汤明,姚剑,陈泽宽,黄海,耿晨歌. 中国医疗器械杂志. 2018(03)
[4]慢阻肺患者心电监护电极片所致皮肤损伤发生相关因素分析及预防[J]. 修杨,张会,苏畅. 临床肺科杂志. 2018(06)
[5]一种基于阻变织物电极的穿戴式心电信号采集电路设计及应用[J]. 宋晋忠,许志,韦明,刘皓,李鹏,李劲松. 航天医学与医学工程. 2018(02)
[6]《中国心血管病报告2017》要点解读[J]. 马丽媛,吴亚哲,王文,陈伟伟. 中国心血管杂志. 2018(01)
[7]动态心电图导联系统的前世今生[J]. 杨静,刘鸣. 实用心电学杂志. 2017(04)
[8]基于DD-DWT和Log-Logistic参数回归的癫痫脑电自动识别方法[J]. 李明阳,陈万忠,张涛. 仪器仪表学报. 2017(06)
[9]具有运动伪迹消除功能的移动心电检测系统设计[J]. 黄茂城,陈岚,吕超. 传感器与微系统. 2017(04)
[10]远程心电监测的临床应用现状[J]. 李云飞. 临床医学研究与实践. 2016(03)
硕士论文
[1]基于足底加速度传感器的人体行为识别[D]. 严金戈.合肥工业大学 2018
[2]多导联移动心电设备的QRS波检测算法研究[D]. 彭鹏.东南大学 2017
[3]可穿戴动态心电信号分析技术的研究[D]. 吴金奖.南京邮电大学 2015
[4]动态心电信号采集分析及系统研究[D]. 黄停.东北大学 2013
本文编号：3717771
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 穿戴式心电监测系统的发展
1.3 可穿戴场景下降低心电信号干扰的方法
1.4 不同导联心电在心血管疾病辅助诊断中的分析
1.5 论文的研究目的和内容
2 基于移动医疗物联网的可穿戴心电监测系统的硬件设计
2.1 信号采集前端系统硬件设计
2.1.1 心电模拟前端设计
2.1.2 人体姿态检测模块设计
2.1.3 隔离电路设计
2.1.4 电源电路设计
2.1.5 信号前端采集系统样机
2.2 移动中继系统硬件设计
2.2.1 中继系统框架
2.2.2 中继单元模块设计
2.2.3 移动中继系统样机
2.3 心电电极的比较
2.4 本章小结
3 系统软件设计
3.1 系统总体流程设计
3.2 信号采集前端流程设计
3.3 信号采集前端与移动中继的数据通讯
3.4 移动中继与云平台的数据通讯
3.4.1 MQTT协议的应用
3.4.2 JSON数据格式转换
3.5 本章小结
4 双密度小波变换(DD-DWT)算法
4.1 小波阈值去噪的原理
4.2 双密度小波变换算法
4.3 双密度小波变换的优势
4.4 实验结果分析
4.4.1 用于MIH-BIH心电信号降噪的效果
4.4.2 用于12导联前端心电信号降噪的效果
4.5 本章小结
5 基于多级姿态分类模型的心电防误判方法
5.1 加速度信号/人体姿态/心电信号的关联性
5.2 多级姿态识别分类模型
5.3 心电防误判标记示例
5.4 本章小结
6 穿戴式12导联心电监测系统在P波识别中的应用
6.1 基于双密度小波变换的P波检测算法
6.2 实验结果分析
6.2.1 用于PhysioBank心电信号子库的检测结果
6.2.2 用于穿戴式12导联和最佳3导联的检测结果
6.3 本章小结
7 总结和展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
参与项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]心电信号中基线漂移的去除方法比较及算法实现[J]. 陈苹,叶继伦,张旭,陈刚. 中国医疗器械杂志. 2018(05)
[2]基于自适应小波阈值的心电信号降噪方法[J]. 王磊,孙玮,陈奕博,李鹏,赵凌霄. 计算机工程与应用. 2018(15)
[3]基于物联网的可穿戴式动态心电实时监测终端设计与实现[J]. 汤明,姚剑,陈泽宽,黄海,耿晨歌. 中国医疗器械杂志. 2018(03)
[4]慢阻肺患者心电监护电极片所致皮肤损伤发生相关因素分析及预防[J]. 修杨,张会,苏畅. 临床肺科杂志. 2018(06)
[5]一种基于阻变织物电极的穿戴式心电信号采集电路设计及应用[J]. 宋晋忠,许志,韦明,刘皓,李鹏,李劲松. 航天医学与医学工程. 2018(02)
[6]《中国心血管病报告2017》要点解读[J]. 马丽媛,吴亚哲,王文,陈伟伟. 中国心血管杂志. 2018(01)
[7]动态心电图导联系统的前世今生[J]. 杨静,刘鸣. 实用心电学杂志. 2017(04)
[8]基于DD-DWT和Log-Logistic参数回归的癫痫脑电自动识别方法[J]. 李明阳,陈万忠,张涛. 仪器仪表学报. 2017(06)
[9]具有运动伪迹消除功能的移动心电检测系统设计[J]. 黄茂城,陈岚,吕超. 传感器与微系统. 2017(04)
[10]远程心电监测的临床应用现状[J]. 李云飞. 临床医学研究与实践. 2016(03)
硕士论文
[1]基于足底加速度传感器的人体行为识别[D]. 严金戈.合肥工业大学 2018
[2]多导联移动心电设备的QRS波检测算法研究[D]. 彭鹏.东南大学 2017
[3]可穿戴动态心电信号分析技术的研究[D]. 吴金奖.南京邮电大学 2015
[4]动态心电信号采集分析及系统研究[D]. 黄停.东北大学 2013
本文编号：3717771
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