基于光电容积法的可穿戴式心率监测设备研究

发布时间：2021-07-11 05:32

　　光电容积描记法是一种无创测量人体脉搏信号的方法,其波形反映了血管中的血液容积变化,在诊断心血管疾病时具有重要的参考作用。近几年,随着可穿戴设备的发展与普及,光电容积法由于简单且方便实用,被广泛用于实时监测人的心率,并得到一致好评。但是,这种方法容易因用户有意或无意运动产生的运动伪影对测得的信号产生干扰,进而影响处理结果的准确性。所以,在对信号进行下一步分析或计算时,首先要对信号进行处理,即去除运动伪影干扰。为解决这一问题,使得光电容积法在可穿戴心率测量应用中更加准确可靠,本文提出一种基于压缩感知理论框架,采用稀疏恢复的梯度投影算法对光电容积信号滤噪及恢复。对于非稀疏信号,压缩感知主要包括稀疏和恢复两个步骤,首先为保证信号的重要信息不被破坏,根据小波变换能较其它方法更能稀疏表示一维信号这一原理,构造哈尔小波基并找到信号的最佳稀疏域,然后利用系数恢复的梯度投影算法恢复信号的同时去除噪声,最后利用稀疏变换的逆变换重建原始信号。光电容积信号利用由脉搏血氧探头（DS-100A）组成的信号获取系统来采集。信号获取系统包括LED驱动电路与电流电压转换电路。采集到的信号利用DT9816数据采集器模数转... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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同而有所区别。一般情况下，健康成年人在稳 次/分左右，但是随着年龄的增长，心率会有个恒定不变的值，它随着外在环境或身体内部化。同样一个人，运动或情绪激动会导致心跳率会有所减慢，某些神经体液或药物也会影响和体育锻炼的人，正常状态下的心跳速度会比量通常采用心电图，因为其测量结果比较准疗上。而如今，随着可穿戴设备逐步走进我们穿戴设备上，并逐步成为一种潮流。可穿戴设可以直接将其穿戴在身上或是嵌入到衣服里成的设备，更重要的是其内部嵌入的具有控制下实现强大的功能，并以此来实时监测身体状，人体的多个部位都可以佩戴可穿戴设备，从，这些设备不仅测量方法简单，使用方便，而如图 1-2 所示。

材料是指当其上下两侧受到一个力的作用时会在受力的两侧的晶体材料[1,2]。19 世纪末，一个物理学家在实验时无意中上面放置一个重物时，由于内部结构改变使得晶体的某些表次实验发现，晶体表面产生的电荷量与其承受的压力成一定因此被称为压电效应。压电效应的机理是：当带有压电性质的作用而产生形变时，由于晶体内部对称性较低，晶体中的对位移而使得电荷中心分离，这一现象使得晶体内部产生极在表面法向上的投影就是晶体表面的电荷密度，所以当压电生形变时在其两面会出现不同号的电荷，压电效应的原理如F，又叫聚偏氟乙烯薄膜，外观呈半透明，具有压电性、介特殊性能。近几年很多学者利用其压电性将其做成压电薄膜主要用法是将压电薄膜固定在心脏周围、脖子、额头或耳垂时，压电薄膜由于受到心脏或血管的压力而在其两侧产生与荷量，并随着心脏的规律跳动这个电信号的变化也是规律性得的原始心率信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]心阻抗法检测的研究进展[J]. 蒋黎鹏,杨力,季忠,彭承琳.  传感器与微系统. 2014(02)
[2]可穿戴式智能设备市场面临爆发[J]. 梁潇.  中国电信业. 2013(12)
[3]光电容积脉搏波的临床应用研究及进展[J]. 朱娟,张列亮,徐磊.  中华临床医师杂志(电子版). 2013(22)
[4]压电效应及其在材料方面的应用[J]. 阎瑾瑜.  数字技术与应用. 2011(01)
[5]基于自适应次梯度投影算法的压缩感知信号重构[J]. 梁瑞宇,邹采荣,王青云,张学武.  信号处理. 2010(12)
[6]脉搏血氧饱和度测量原理及常见血氧探头[J]. 高新军,刘新颖.  中国医疗设备. 2010(06)
[7]压缩传感综述[J]. 李树涛,魏丹.  自动化学报. 2009(11)
[8]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君.  电子学报. 2009(05)
[9]Haar小波基的多分辨分析生成[J]. 苏清华,郭淑会.  中国水运(理论版). 2006(11)
[10]图像的多尺度几何分析:回顾和展望[J]. 焦李成,谭山.  电子学报. 2003(S1)

硕士论文
[1]基于PPG和彩色视频的非接触式心率测量[D]. 姚丽峰.天津大学 2012
[2]压缩感知中基于梯度投影法的信号重建算法研究[D]. 王绍民.东北大学 2011
[3]小波分析在信号去噪中的应用研究[D]. 王芳.西华大学 2009
[4]基于心电与阻抗信息的心血管功能检测研究[D]. 胡鑫.天津大学 2007



本文编号：3277442