面向脑卒中的居家康复可穿戴式智能终端节点设计
发布时间：2020-10-18 07:06
随着人口老龄化进程的加快,以脑卒中等疾病导致的肢体障碍患者数量也在不断增加,现代多项临床研究表明:经过科学有效的康复训练,患者的肢体协调能力可以得到一定程度的恢复,而由于传统治疗需要患者在特定时间和场所对恢复情况进行测试,医生无法实时准确把握患者身体状况。为解决上述问题,本文在研究分析现有康复监测系统的基础上设计了一套面向脑卒中的可穿戴式居家康复智能终端节点系统,论文主要研究内容如下:首先,对本课题的国内外发展现状及背景意义进行深入的分析解读,确定本课题研究的可行性。系统性了解脑卒中患者肢体运动障碍的特点,选取了运动姿态、肌电和脉搏三个最能反应脑卒中患者身体生理信息的生理数据,在现有基础上进一步分析系统的功能需求,确定了一套系统设计方案。根据需求采用能够保证系统逻辑控制和网络正常通信的控制和通信芯片CC2538;确定满足系统时延和精度的各类传感器及相关周边系统,绘制具有高稳定性、高精确度、强抗干扰性等特点的智能终端节点的原理图及PCB,确保节点的小型化;为保证无线节点数据传输的持续稳定,确定了网状拓扑结构和IEEE802.15.4通信协议。其次,针对肌电信号和脉搏信号在硬件方面进行去噪的同时,软件方面也分别采用小波阈值和启发式阈值方法去除采集过程中混入的干扰;对于运动姿态数据采用成熟的多节点融合算法将数据统一于人体坐标系。最后,各个模块与成熟产品分别进行独立测试后,进行了生理参数监测实验。通过测试及实验结果显示可穿戴式智能终端节点系统的稳定性和准确性较高,适用于脑卒中患者居家身体生理信息的监测,可为医生制定合适的康复训练计划提供科学的数据参考。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH789
【部分图文】：
中文大学的Wearable Intelligent Sensors and System for e-Health项目[26]，如图1.1和图1.2所示该团队开发了一件可以检测人体心率及血压的保健上衣，相对于市场上其它可以测量人体生理参数的保健服装而言，该产品可以通过无袖带方式测量血压[27]，为了保证采集到的生理数据的准确性采用液体静力学的原理作为血压测量参数的校准[28]。Biomedical SignalProcessingInstrumentationamplifier filterMulti-ChannelSensorAmplifierMulti-ChannelADCMulti-ChannelMicrocontrollerAT89C51Battery+12 -12 +5 GNDBluetoothDongle图1.1 系统框图 图1.2 实物图台湾国二大学开发了一套无线生理监护系统，该系统主要通过无线方式监测老人的健康生理信息，监测到的数据比如体温、血压、心率等，都可以通过计算机进行存储，为后续健康评价提供临床数据上的支持，同时如果发生意外，医生也可以通过这套系统掌握病人的身体状况。有资料显示，南方科技大学设计了一种移动状态下对心电和呼吸速率进行监测的可穿戴传感器
MIThril的系统
目前MIThril系统正在被用来研究人类行为识别和创建感知计算接口。图1.7 MIThril的系统如图1.8所示哈佛大学的研究项目，也是专注于开发医疗无线传感器网络应用。他们开发了无线脉搏血氧计传感器、无线心电传感器和三轴加速度计运动传感器。他们使用这些传感器已经形成了特定的网络。传感器在医院或灾难环境中的患者身上配备时，特定网络将生命体征传递给医护人员，便于生命生理信息的自动收集和医生的实时分诊[41]。图1.8 哈佛大学无线传感器网络如图1.9所示意大利研究人员开发了一款无线穿戴式康复监测T恤，用于康复期间的姿势监测。病患的运动姿势通过T恤中放置的感应传感器直接测量。此无线穿戴式康复监测T恤可进行独立远程监测，易于使用。本无线可穿戴式传感器与用光学系统获得的数据相比结果验证能够产生可靠的数据。且该设备与各个部分设计的调节和传输电子元件集成，实现简单化、易用性、远程通信和非侵入性的目标。可用作康复训练期间姿势监测的支持工具[42]。
【参考文献】
本文编号：2845980
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH789
【部分图文】：
中文大学的Wearable Intelligent Sensors and System for e-Health项目[26]，如图1.1和图1.2所示该团队开发了一件可以检测人体心率及血压的保健上衣，相对于市场上其它可以测量人体生理参数的保健服装而言，该产品可以通过无袖带方式测量血压[27]，为了保证采集到的生理数据的准确性采用液体静力学的原理作为血压测量参数的校准[28]。Biomedical SignalProcessingInstrumentationamplifier filterMulti-ChannelSensorAmplifierMulti-ChannelADCMulti-ChannelMicrocontrollerAT89C51Battery+12 -12 +5 GNDBluetoothDongle图1.1 系统框图 图1.2 实物图台湾国二大学开发了一套无线生理监护系统，该系统主要通过无线方式监测老人的健康生理信息，监测到的数据比如体温、血压、心率等，都可以通过计算机进行存储，为后续健康评价提供临床数据上的支持，同时如果发生意外，医生也可以通过这套系统掌握病人的身体状况。有资料显示，南方科技大学设计了一种移动状态下对心电和呼吸速率进行监测的可穿戴传感器
MIThril的系统
目前MIThril系统正在被用来研究人类行为识别和创建感知计算接口。图1.7 MIThril的系统如图1.8所示哈佛大学的研究项目，也是专注于开发医疗无线传感器网络应用。他们开发了无线脉搏血氧计传感器、无线心电传感器和三轴加速度计运动传感器。他们使用这些传感器已经形成了特定的网络。传感器在医院或灾难环境中的患者身上配备时，特定网络将生命体征传递给医护人员，便于生命生理信息的自动收集和医生的实时分诊[41]。图1.8 哈佛大学无线传感器网络如图1.9所示意大利研究人员开发了一款无线穿戴式康复监测T恤，用于康复期间的姿势监测。病患的运动姿势通过T恤中放置的感应传感器直接测量。此无线穿戴式康复监测T恤可进行独立远程监测，易于使用。本无线可穿戴式传感器与用光学系统获得的数据相比结果验证能够产生可靠的数据。且该设备与各个部分设计的调节和传输电子元件集成，实现简单化、易用性、远程通信和非侵入性的目标。可用作康复训练期间姿势监测的支持工具[42]。
【参考文献】
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本文编号：2845980
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