基于脉搏与血氧信号的SAS检测装置研究与开发
发布时间：2022-10-04 18:16
睡眠呼吸暂停综合征（sleep apnea syndrome,SAS）是一种常见的睡眠障碍性疾病,严重威胁人类的工作生活质量与生命健康。多导睡眠仪（Polysomnogram,PSG）作为SAS临床检测的“金标准”,因其操作流程复杂,费用昂贵,容易给患者造成身心负担,而不宜在广大人群中推广。目前,基于动态心电图机监测的心率变异性（heart rate variability,HRV）检测法是替代PSG的主要筛查方法之一。然而,该方法需长期佩戴心电电极,容易造成患者皮肤过敏。脉搏信号蕴含了大量的人体生理信息,且较心电信号更易获取,近年来,诸多专家学者对睡眠过程中HRV分析与脉率变异性（pulse rate variability,PRV）分析之间的关系进行了研究,结果表明二者高度相关,具有可替代性。在此背景之下,本文开展了基于脉搏与血氧信号的SAS检测装置研究与开发。基于光电容积脉搏波检测原理,设计开发了环绕式脉搏血氧探头,选用纺织布作为衬底材质,两端配有魔术贴的结构,解决了传统指夹式血氧探头,舒适度差、易脱落、不适合应用于长期睡眠监测中的问题。分析了传感器位置对测量结果的影响,验证了环...
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 口鼻气流检测法
1.2.2 胸腹运动检测法
1.2.3 鼾声检测法
1.2.4 脑电检测法
1.2.5 血氧饱和度检测法
1.2.6 心率变异性检测法
1.2.7 脉率变异性检测法
1.3 论文的主要研究内容及结构安排
第2章 脉搏与血氧信号的检测原理
2.1 光电容积脉搏波的产生原理
2.2 血氧饱和度的测量原理
2.3 影响血氧饱和度的因素
第3章 系统硬件设计与实现
3.1 环绕式脉搏血氧探头的设计
3.1.1 环绕式脉搏血氧探头的接口设计
3.1.2 环绕式脉搏血氧探头的结构设计
3.2 光源选择及驱动电路设计
3.3 信号调理电路设计
3.3.1 电流电压转换电路设计
3.3.2 前置放大电路设计
3.3.3 信号分离电路设计
3.3.4 交直流分离电路设计
3.4 主控单元设计
3.5 蓝牙通信模块应用
3.6 电源管理模块设计
第4章 脉搏信号消噪处理与峰值点检测
4.1 脉搏信号的特征及干扰类型
4.2 脉搏信号的消噪算法研究
4.2.1 小波变换理论
4.2.2 基于小波多分辨率分析的脉搏信号消噪算法
4.3 脉搏信号的峰值点检测
第5章 实验设计与结果分析
5.1 环绕式脉搏血氧探头的功能测试
5.2 血氧饱和度测试实验
5.2.1 血氧饱和度标定实验
5.2.2 血氧饱和度测量的准确性验证
5.2.3 血氧饱和度测量的灵敏性验证
5.3 特征参数提取
5.3.1 基于脉率变异性分析的特征参数提取
5.3.2 基于血氧饱和度分析的特征参数提取
第6章 总结与展望
6.1 主要工作内容总结
6.2 下一步计划及展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种光电容积脉搏信号的峰值点自动识别方法[J]. 李肃义,徐壮,熊文激,蒋善庆,吴疆. 光谱学与光谱分析. 2017(10)
[2]一种测量动脉血氧饱和度的新方法[J]. 李刚,包磊,周梅,林凌,刘蕊,赵春杰. 光谱学与光谱分析. 2016(01)
[3]一种同时消除脉搏波信号中呼吸基线漂移和高频噪声的方法[J]. 韩庆阳,李丙玉,王晓东. 中国医学物理学杂志. 2014(02)
[4]阻塞性睡眠呼吸暂停综合征对机体危害[J]. 孙建平. 临床荟萃. 2012(08)
[5]基于MSP430的便携式睡眠监测仪的设计[J]. 张箭,田学隆,李一言. 传感器与微系统. 2011(11)
[6]小波变换在睡眠呼吸暂停脑电分析中的应用[J]. 李兴旺,王广发,李宏举,方竞. 癫癎与神经电生理学杂志. 2011 (05)
[7]病人监测的呼吸测量方法及其有效性的评价[J]. 叶继伦,邓云,黄燕. 中国医疗器械杂志. 2011(02)
[8]基于二次样条小波细节信号峰值的有效奇异值确定[J]. 赵学智,向可,叶邦彦,陈统坚. 振动与冲击. 2010(11)
[9]基于脉搏信号的心电特征研究[J]. 张爱华,张妍,王琦. 电子测量技术. 2009(08)
[10]指端脉搏血氧饱和度测量误差来源分析[J]. 李双双,丁海艳,卞昕,叶大田. 计量技术. 2008(11)
博士论文
[1]可穿戴生理参数监测系统的动态心电信号处理方法研究[D]. 李肃义.吉林大学 2009
硕士论文
[1]基于鼾声时频分析的OSAHS诊断[D]. 李馨.大连理工大学 2014
[2]实现与血氧光谱分离的脉搏色素谱测量方法研究[D]. 卢蒙蒙.吉林大学 2014
[3]便携式呼吸睡眠监测系统的研究与开发[D]. 胡裕轩.浙江大学 2014
[4]一种便携式无线血糖计步仪的研究与开发[D]. 杨美玲.吉林大学 2013
[5]反射式脉搏血氧动态监测系统的设计及关键技术研究[D]. 戴仲岩.中南大学 2012
[6]便携式睡眠呼吸暂停低通气监测仪的研制[D]. 金星亮.中南大学 2010
[7]基于脉搏波传导时间的便携式睡眠呼吸监测仪的研制[D]. 孟伟.河北科技大学 2010
[8]睡眠呼吸暂停综合症自动监测分析系统[D]. 丁洁莹.南京理工大学 2008
[9]基于动态光谱的数字化脉搏血氧检测系统[D]. 李尚颖.天津大学 2007
[10]脉搏波分析方法及心血管功能参数检测系统的研究[D]. 刁越.北京工业大学 2005
本文编号：3685527
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 口鼻气流检测法
1.2.2 胸腹运动检测法
1.2.3 鼾声检测法
1.2.4 脑电检测法
1.2.5 血氧饱和度检测法
1.2.6 心率变异性检测法
1.2.7 脉率变异性检测法
1.3 论文的主要研究内容及结构安排
第2章 脉搏与血氧信号的检测原理
2.1 光电容积脉搏波的产生原理
2.2 血氧饱和度的测量原理
2.3 影响血氧饱和度的因素
第3章 系统硬件设计与实现
3.1 环绕式脉搏血氧探头的设计
3.1.1 环绕式脉搏血氧探头的接口设计
3.1.2 环绕式脉搏血氧探头的结构设计
3.2 光源选择及驱动电路设计
3.3 信号调理电路设计
3.3.1 电流电压转换电路设计
3.3.2 前置放大电路设计
3.3.3 信号分离电路设计
3.3.4 交直流分离电路设计
3.4 主控单元设计
3.5 蓝牙通信模块应用
3.6 电源管理模块设计
第4章 脉搏信号消噪处理与峰值点检测
4.1 脉搏信号的特征及干扰类型
4.2 脉搏信号的消噪算法研究
4.2.1 小波变换理论
4.2.2 基于小波多分辨率分析的脉搏信号消噪算法
4.3 脉搏信号的峰值点检测
第5章 实验设计与结果分析
5.1 环绕式脉搏血氧探头的功能测试
5.2 血氧饱和度测试实验
5.2.1 血氧饱和度标定实验
5.2.2 血氧饱和度测量的准确性验证
5.2.3 血氧饱和度测量的灵敏性验证
5.3 特征参数提取
5.3.1 基于脉率变异性分析的特征参数提取
5.3.2 基于血氧饱和度分析的特征参数提取
第6章 总结与展望
6.1 主要工作内容总结
6.2 下一步计划及展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种光电容积脉搏信号的峰值点自动识别方法[J]. 李肃义,徐壮,熊文激,蒋善庆,吴疆. 光谱学与光谱分析. 2017(10)
[2]一种测量动脉血氧饱和度的新方法[J]. 李刚,包磊,周梅,林凌,刘蕊,赵春杰. 光谱学与光谱分析. 2016(01)
[3]一种同时消除脉搏波信号中呼吸基线漂移和高频噪声的方法[J]. 韩庆阳,李丙玉,王晓东. 中国医学物理学杂志. 2014(02)
[4]阻塞性睡眠呼吸暂停综合征对机体危害[J]. 孙建平. 临床荟萃. 2012(08)
[5]基于MSP430的便携式睡眠监测仪的设计[J]. 张箭,田学隆,李一言. 传感器与微系统. 2011(11)
[6]小波变换在睡眠呼吸暂停脑电分析中的应用[J]. 李兴旺,王广发,李宏举,方竞. 癫癎与神经电生理学杂志. 2011 (05)
[7]病人监测的呼吸测量方法及其有效性的评价[J]. 叶继伦,邓云,黄燕. 中国医疗器械杂志. 2011(02)
[8]基于二次样条小波细节信号峰值的有效奇异值确定[J]. 赵学智,向可,叶邦彦,陈统坚. 振动与冲击. 2010(11)
[9]基于脉搏信号的心电特征研究[J]. 张爱华,张妍,王琦. 电子测量技术. 2009(08)
[10]指端脉搏血氧饱和度测量误差来源分析[J]. 李双双,丁海艳,卞昕,叶大田. 计量技术. 2008(11)
博士论文
[1]可穿戴生理参数监测系统的动态心电信号处理方法研究[D]. 李肃义.吉林大学 2009
硕士论文
[1]基于鼾声时频分析的OSAHS诊断[D]. 李馨.大连理工大学 2014
[2]实现与血氧光谱分离的脉搏色素谱测量方法研究[D]. 卢蒙蒙.吉林大学 2014
[3]便携式呼吸睡眠监测系统的研究与开发[D]. 胡裕轩.浙江大学 2014
[4]一种便携式无线血糖计步仪的研究与开发[D]. 杨美玲.吉林大学 2013
[5]反射式脉搏血氧动态监测系统的设计及关键技术研究[D]. 戴仲岩.中南大学 2012
[6]便携式睡眠呼吸暂停低通气监测仪的研制[D]. 金星亮.中南大学 2010
[7]基于脉搏波传导时间的便携式睡眠呼吸监测仪的研制[D]. 孟伟.河北科技大学 2010
[8]睡眠呼吸暂停综合症自动监测分析系统[D]. 丁洁莹.南京理工大学 2008
[9]基于动态光谱的数字化脉搏血氧检测系统[D]. 李尚颖.天津大学 2007
[10]脉搏波分析方法及心血管功能参数检测系统的研究[D]. 刁越.北京工业大学 2005
本文编号：3685527
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3685527.html
