嵌入式心血管监护系统研究

发布时间：2017-03-17 08:06

  本文关键词：嵌入式心血管监护系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：心血管疾病是威胁人类生命的罪魁祸首之一的世界性疾病,我国每年因此而丧命的人有几百万。2012年,调查数据显示我国心血管疾病患者约2.3亿,成年人中心血管疾病患病率为20%。其中高血压患者约为2亿,中风为患者超过7千万,肺心病患者约为5千万,心衰竭患者为4.2千万,心肌梗塞患者在2千万左右。全国每年因为心血管疾病死亡人数约为350万,每天因其死亡的人数多达9590人。到2013年底,我国约有2.5亿人患有不同程度的心血管疾病,每年死于心血管疾病的人高达420万,相比于其它疾病,心血管疾病引发死亡率最高。研究预测表明,仅由于人口老龄化与人口数量的增长,到2030年,我国每年心血管疾病数量将超过50%。若不采取相应措施,中国心血管疾病患者到2030年时将增加2130万。作为人口大国之首的中国,老龄化严重,医疗资源分配不均匀,疾病患者未能得到及时救助,以致于心血管疾病患者数量不断上升,人类健康受到严重威胁。因此在目前这种严峻势态下,本文设计研究了一个监测人体心电、脉搏和血压的监测系统。此系统是基于Linux操作系统,以ARM9为控制开发平台,GPRS为通信手段,MATLAB为分析工具,实现了远程心电、脉搏实时监测和血压无袖带监测。本系统主要包含两个部分：生理信号监护终端和远程监护中心。监测终端主要用于采集人体的心电、脉搏数据,无线通信模块将采集到的数据发送至远程监控中心。在心电、脉搏数据采集的同时,记录受试者血压值,以便后续数据分析。远程监控中心负责数据处理,通过PTTpeak和PTTstart两种方法计算脉搏波传时间(Pulse Transit Time, PTT),确定血压(Blood Pressure, BP)与PTT之间的关系。同时,通过对PTT、心率、脉率的计算与分析,表明了血压与脉搏波传播时间的线性关系。此外,本文对两种方法计算的脉搏波时间所受因素的影响进行了分析。系统选取方面,采用具有移植性强、扩展性好、可裁剪、开源的Linux系统,为系统进一步开发和改进奠定坚实的基础。
【关键词】：心电 脉搏 血压 Linux系统 GPRS模块 MATLAB
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R54;TP274
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 引言11-14
• 1.1.1 心血管疾病现状及发展趋势11-12
• 1.1.2 检测心血管疾病常用的两种方法12-14
• 1.2 国内外的研究现状14-17
• 1.3 本课题研究的目的与意义17-18
• 1.4 论文研究的内容及结构安排18-20
• 第二章 生理参数产生机理与PTT测量血压原理20-29
• 2.1 生理参数产生机理20-26
• 2.1.1 心电信号的产生机理及心电图20-22
• 2.1.2 动脉血压形成机理及影响因素22-23
• 2.1.3 脉搏波的传输机制、波形特征及影响因素23-26
• 2.2 PTT与血压关系的理论基础26-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 系统总体设计及监护端数据采集29-47
• 3.1 系统总体构架设计29-30
• 3.2 系统硬件模块30-36
• 3.2.1 心电信号采集模块30-32
• 3.2.2 脉搏信号采集模块32-33
• 3.2.3 GPRS无线通信模块33-35
• 3.2.4 核心控制单元35-36
• 3.3 软件开发环境搭建36-38
• 3.3.1 虚拟机和Fedora10安装36-37
• 3.3.2 交叉编译环境的搭建37
• 3.3.3 NFS的配置37-38
• 3.4 硬件设备连接38
• 3.5 生理信号监测终端程序设计38-45
• 3.5.1 ECG信号处理线程39-41
• 3.5.2 脉搏信号处理线程41-43
• 3.5.3 GPRS程序设计43-45
• 3.6 数据采集45-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第四章 生理信号去噪与分析方法47-59
• 4.1 离散小波变化法去基线47-50
• 4.1.1 一维离散小波变换原理47-49
• 4.1.2 小波变换的性质49
• 4.1.3 小波变换去基线的结果49-50
• 4.2 快速中值滤波算法去除高频噪音50-52
• 4.2.1 中值滤波原理50-52
• 4.2.2 中值滤波特点52
• 4.2.3 中值滤波结果52
• 4.3 差分阈值法提取生理信号特征点52-58
• 4.3.1 PTTpeak特征点提取方法53-56
• 4.3.2 PTTstart特征点提取方法56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 PTT与血压之间关系的分析及结果59-66
• 5.1 脉搏波传导时间测量结果与分析59-60
• 5.2 心率与脉率的检测分析60-61
• 5.3 PTT与血压的统计分析61-65
• 5.3.1 实验方案61
• 5.3.2 实验结果61-64
• 5.3.3 结论与分析64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-68
• 工作总结66
• 工作展望66-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文74

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