可穿戴式心率传感监测装置的研究

发布时间：2020-11-19 03:32

　　在过去的一段时间我国处于快速发展时期,社会经济迅速繁荣,人民群众的生活质量在提高的同时也不断丰富,在迅速发展的同时我国不可避免的也出现了许多问题,人口老龄化现象即是其中一个比较严重的问题。据我国最新人口普查数据显示,中国总人口数量为139008万人,其中60岁及以上的人口数量为24090万人,占总人口的17.3%,其中65周岁及以上人口有15831万人,占总人口数量的11.4%。老年人的健康问题逐渐吸引着我们的目光,成为我国重点关注的一个严重问题,特别是心脑血管疾病是威胁老人健康的最大阻碍是老人病亡的最大占比原因。心血管疾病由于具有病情隐蔽、突发性强和危险性高的特点,因此,能够实现日常监测、自动诊断、尽早发现并及时治疗是一种有效的方法。因此,本文提出了一款可监测心率、血氧、心率波形和温度的可穿戴设备。由供电模块、中央处理单元模块、人体数据采集模块以及蓝牙无线传输模块构成,同时制作了一款手机应用软件(APP)用于接收蓝牙传输的数据以及显示人体生命数据。供电模块采用电池;中央处理单元模块采用以Atmega328芯片为核心的Arduino Lilypad单片机;蓝牙无线传输模块采用HC08模块;数据采集模块使用以MAX30102芯片为核心的传感器。具体流程如下:首先数据采集模块获得红光和红外光两种人体光电容积脉搏波信号以及温度信号,其次对信号的滤波和放大;然后把信号传输到中央处理单元进行A/D转换,以及通过算法完成对心率、血氧饱和度以及温度的计算;最后把心率、血氧饱和度、温度以及心率波形数据通过蓝牙无线传输模块传输到手机上,在手机APP上进行数据的显示。通过在人体不同部位进行检测,比较得到的波形的好坏以及数据准确性确定出额头和胸口两个测量部位,分别制作了一款可监测心率、血氧饱和度、温度和波形的衣服和帽子。在静坐、站立、躺卧和行走4种状况下,分别用衣服和帽子对胸口和额头进行相关检查并与医用脉搏血氧仪和电子体温计进行对比。分析可得用帽子测量额头所得的心率值95%的数据与标准心率的差值在5以内,测得的血氧饱和度除行走状态之外与标准值之差在3以内。衣服测量胸口所得的心率值除行走状态之外95%的数据与标准心率的差值在5以内,测得的血氧饱和度与标准值之差在3以内。测得的温度与体温差值最大为2.4度,除行走状态下最大值为1.4度。最后进行功耗测试,检测装置的具体功率为150mw。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH789;TP212.9
【部分图文】：

老龄化问题,健康问题,人口数量,老年人

.1 研究工作的背景与意义当前，人口老龄化已经是我国一个非常严重的社会问题，对我国经济、社会多方面有着严峻的影响。人口老龄化问题是一个广泛存在于各个发达国家中的杂的社会问题，其成因多种多样：首先，我国长期实施的计划生育政策，在降我国人口压力的同时也减少了人口出生率甚至还影响了我国人民的生育观念，晚婚、晚育、少生、优生”的观念影响了一代又一代人；其次，由于我国社会济的迅速发展老年人的养老条件也飞速提升，同时随着现代医学技术不断提高，年人的医疗条件也变好了，我国人民的平均寿命有了较大提升。综上所述，我的人均寿命在不断提高的同时人口出生率也在不断降低，这使得我国老年人人比例不断提高，导致了人口老龄化问题的出现。据我国最新人口普查数据显示，华人民共和国总人口 139008 万人，其中 60 周岁及以上人口 24090 万人，占总口的 17.3%，65 周岁及以上人口 15831 万人，占总人口的 11.4%[1]。图 1-1 位005-2017 年中国 65 周岁及以上人口数量走势，明显看出我国 65 周岁及以上人口断增加。

死因构成比,主要疾病,中国农村

电子科技大学硕士学位论文康的最大阻碍，长期在老年人病亡原因中占据最大占比。现在心脑血管疾病仍然是我国人民死亡原因的 NO.1，其中农村心脑血管疾病占总死因的 45.01%，具体情况如图 1-2，城市则占 42.61%，具体情况如图 1-3[3]。目前我国已经意识到心血管疾病的危害，积极主动的展开其相关预防和治疗工作，并取得了一定的成果，但是面临的问题仍旧十分严峻。据相关报告我国目前心血管疾病病患人数为 2.9 亿，其中脑卒中有 1 300 万人，冠心病有 1 100 万人，肺原性心脏病有 500 万人，心力衰竭有 450 万人，风湿性心脏病有 250 万人，先天性心脏病有 200 万人，高血压2.7 有亿人[4]。现在心血管疾病广泛存在于我国人民群众，已经成为了中国人民生命健康的一个最大的阴影，成为了人民健康生活的一个最大的阻碍，是我国的有待解决的一个严重的公共卫生问题。

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