体感音乐治疗生理信息反馈智能系统研究

发布时间：2017-08-15 23:21

  本文关键词：体感音乐治疗生理信息反馈智能系统研究

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【摘要】：随着社会的进步、经济的飞速发展、生活压力的不断增大,亚健康状态逐渐成为了人类的常态。体感音乐治疗生理信息反馈疗法作为一种新兴的治疗方法对人体有着重大的意义。体感音乐治疗生理信息反馈理疗仪是通过使人体感知音乐以及与音乐频率相同的低频振动刺激,使人体在不知不觉中得到心理和身体的双重治疗。同时将患者的治疗情况进行实时的反馈,以便根据治疗情况进行相应治疗方案的调整。本课题的主要目的是研发一款带有生理信息反馈功能的体感音乐振动理疗仪。主要包含六部分的设计：生理信息检测部分、低频振动驱动部分、单片机电路部分、下位机程序设计、上位机可视化操作界面设计、上位机程序设计。论文在最开始讲述了音乐疗法对人体的治疗效果、一些生物医学信号的相关内容、能够反映人体身体状态的生理指标介绍、相关生理指标的检测方法以及生物传感器的相关内容。生理信息检测部分包含皮肤温度以及皮肤阻抗两部分的检测。皮肤温度采用广泛应用的铂热电阻温度传感器和四线制方法进行采集,皮肤阻抗采用四电极法进行采集,四个电极分成两组,命名为敏感电极和激励电极。安全电流是一个确定不变的值,通过激励电极注入身体。电压信号的提取通过敏感电极实现。两部分共同实现生理信息的检测,并实现和上位机之间的信息传送。低频振动驱动部分包含信号放大电路、滤波电路以及音频输出、振动床垫四部分。滤波电路是这部分的重点,在对滤波方法的选取上,我对比了硬件滤波与软件滤波两种方法,由于硬件滤波成本低、易于实现虽然滤波效果相比软件滤波较差,但综合考虑还是选取既能实现系统功能又节约成本的硬件滤波方法。单片机电路部分实现了对生理信息的提取和上位机之间的传送。下位机程序设计部分主要是对信号的传输速率、传输通道、以及传输方法等进行一定的编程操作。上位机可视化操作界面设计主要是根据需要布局各个界面的信息显示窗口,本课题上位机主要实现病人信息的管理、治疗过程的实时监控。为此设计了病人档案管理、音乐治疗、用户管理、以及串口通信等界面。为了实现对患者信息的管理,我们采用数据库技术,通过VB内部的ADO控件实现与ACCESS数据库的数据访问。上位机程序编程部分则实现各个界面、窗口内部控件具体功能的实现以及之间的连接和跳转。在上位机中,我们还加入了针对治疗效果评价系统的神经网络建模,通过建模、训练各级神经元,使系统可以自主的判断治疗效果,从而实现人工智能的过程。在调试与实验中,系统能够稳定运行,实现各项功能。临床实验中,志愿者在进行一段时间的治疗后,身体指标都有了明显的改善。主要体现在身心得到放松、身体疲劳感的缓解、消极情绪得到释放等。
【关键词】：音乐治疗床 机械振动 上位机 VB
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R493;TH789
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 体感音乐治疗的成效11
• 1.4 生物医学基础知识简介11-15
• 1.4.1 生物医学信号特点12-13
• 1.4.2 常见人体生理指标及常用测量方法介绍13-14
• 1.4.3 生物医学传感器概述14-15
• 1.5 课题研究的主要内容与论文结构安排15-17
• 2 体感音乐治疗生理信息反馈智能系统总体设计17-21
• 2.1 体感音乐治疗生理信息反馈智能系统整体设计方案17-18
• 2.2 体感音乐治疗生理信息反馈智能系统硬件设计方案18-19
• 2.3 体感音乐治疗生理信息反馈智能系统软件设计方案19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 体感音乐治疗生理信息反馈智能系统硬件设计21-38
• 3.1 低频振动床垫模块设计22-25
• 3.2 生理指标检测设计25-34
• 3.2.1 皮肤温度测量技术25-26
• 3.2.2 皮肤温度测量电路设计26-28
• 3.2.3 皮肤阻抗的检测原理28-30
• 3.2.4 皮肤阻抗检测方法的选取30
• 3.2.5 皮肤阻抗检测电极的选取30
• 3.2.6 皮肤阻抗检测电路的设计30-34
• 3.3 控制电路设计34-35
• 3.3.1 单片机最小系统设计34
• 3.3.2 串口通信电路设计34-35
• 3.4 下位机程序设计35-36
• 3.4.1 生理信息采集程序设计35-36
• 3.4.2 串口通信程序设计36
• 3.5 本章小结36-38
• 4 体感音乐治疗生理信息反馈智能系统软件设计38-63
• 4.1 上位机软件系统介绍38-40
• 4.1.1 上位机软件系统功能介绍38
• 4.1.2 Visual Basic及相关知识介绍38-40
• 4.2 上位机系统程序设计40-50
• 4.2.1 上位机系统程序总体设计40-41
• 4.2.2 上位机系统各功能模块程序设计41-50
• 4.3 病人数据库及病历打印程序设计50-55
• 4.3.1 病人数据库设计50-53
• 4.3.2 病历打印程序设计53-55
• 4.4 疗效评价指标判断理论55-56
• 4.5 疗效评价模块算法研究56-62
• 4.5.1 BP神经网络基本结构56-58
• 4.5.2 BP神经网络算法选取58
• 4.5.3 传递函数选择58-59
• 4.5.4 仿真实验59-62
• 4.6 本章小结62-63
• 5 实验测试与分析63-66
• 5.1 皮肤温度的测试结果分析63-64
• 5.2 皮肤阻抗值的测试数据记录64-65
• 5.3 本章小结65-66
• 6 总结与展望66-69
• 6.1 总结66
• 6.2 后期工作展望66-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 致谢74-76

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本文编号：680380