基于多传感器的无线医疗监测系统

发布时间：2020-12-10 19:42

　　本论文提出一种基于多传感器的无线医疗监测系统,研发了具有高安全性,灵活性,便携性的柔性可穿戴智能非侵入式的睡眠呼吸监测及人体相应生理参数变化的装置。本装置基于一款支持蓝牙5.0,由TI公司生产的CC2640R2F芯片,以及温度、湿度传感器,心率血氧传感器,将所有元器件集成在柔性基板上。该装置只需粘贴在鼻下皮肤区域,即可有效的测出受试者的心率,血氧数据以及当前的呼吸状态,对人体无损害,且大大提高了使用者的舒适度。本装置通过对人体鼻腔呼出和吸入的气体的湿度,温度等要素进行采集分析得到呼吸数据和通过max30102传感器获得PPG(Photo Plethysmo Graphy)脉搏波信号,并通过一系列滤波以及算法处理获得心率和血氧数据,运用无线传输技术将数据传输至手机客户端(APP),做到实时的传输和检测。并将检测人体睡眠时由呼吸暂停所引起的生理参数的变化的记录储存至手机App中的数据库中以便储存和查看,同时使用python语言开发了PPG脉搏波波形可视化查看分析的后台,方便用户对历史数据的调用和查询。从而让受试者更好的掌握自己的身体情况,做好预防,尽可能降低受试者产生由呼吸暂停所导致的长期... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

该算法从呼吸气流引起的温湿度变化中提取呼吸周期的结果

描记法（PPG），英文全称PhotoPlethysmoGraphy。其原理是使用LED的光线射向皮肤，然后光线透过皮肤组织，经过肌肉、骨骼、静脉等对光的吸收基本不变的组织，再经过动脉里的血液后，由于动脉中血液的流动，血液对光的吸收也会产生变化，因此光线再被反射回来后，由于动脉中的血液对光的吸收会有变化，而其它组织对光的吸收量基本不变，被光电感受器接受后转换成电信号，得到的信号就能够分为直流DC信号和交流AC信号[18]。如下图所示其中交流AC信号就能够用来获得心率数据，最后经过AD转换转换成蓝牙芯片所能识别的数字信号。图2.2光电容积脉搏波的交流信号分量和直流信号分量2.3血氧饱和度检测原理概述首先血氧饱和度是由含氧血红蛋白决定的，首先人体呼吸时氧气进入肺部，然后进入血液，血液将氧输送到人体的各个器官。氧气在血液中的主要传播途径是血红蛋白。如果把血

红蛋白吸收的红外光比红光更多，脱氧血红蛋白吸收的红光比红外光要多[19]。心率血氧传感器就通过分析动脉血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收两种不同波长的光的比例，计算两种波长的光的吸收比率R，再根据计算SpO2的标准模型公式计算得到血氧饱和度，血氧饱和度的大小量度的标准公式定义如下所示[20]。（2.1）2.4心率检测原理概述在得到可以反应动脉血液流动特点的AC交流信号后，也就是PPG信号后，可以看出PPG信号的变化频率是有一定规律的，而这个规律和心脏的跳动频率是正相关的，下图即是一个标准的的PPG信号：图2.3标准的光电脉搏波（PPG）信号通过标准的PPG信号计算出心率只需要去除波峰间隔周围的伪峰，再计算出波峰间隔即可得到近似的心率值，但由于实际测量时测量部位经常会发生移动，并且由于自然光、日光灯等等其它的干扰，引入高频的噪声[21]，最终测得的信号常常类似于图2.4的信号：100222bOHbHHbOSpO


本文编号：2909265