融合跌倒功能检测的全导联心电监护系统设计

发布时间：2020-09-16 21:31

　　当今社会中,心血管疾病和跌倒是危害老年人健康的两大因素。随着我国老龄化问题的出现,老年人生理状态及行为监测具有重要的研究价值。如果能够第一时间发现老年人出现心电异常或跌倒等对于及时就医和挽救病人的生命至关重要。然而,目前绝大多数的便携式心电监测系统不具备跌倒判断的功能。因此设计一款便携式的具备跌倒判断和心电异常分析功能的监测系统具有非常重要的意义。本文首先介绍了多功能监护仪系统硬件设计,模拟电路前端采用了TI公司设计的专门用于采集人体生物电信号的ADS1298芯片采集人体的心电信号,利用一款6轴运动处理组件MPU6050芯片采集人体加速度值。在数字电路部分选用的是STM32F103系列的中央处理芯片,所有的数据通过蓝牙传送给上位机。其次,针对心电信号中存在的干扰,首先运用了50Hz自适应滤波的方法去除了50Hz的工频干扰噪声,然后利用小波分解,将心电信号进行8尺度分解,通过去除低频小波系数和高频小波系数对应的信息去除了基线运动噪声与高频噪声干扰。最后,针对心率异常检测算法是利用了支持向量机算法进行分类,并且利用粒子群优化算法进行了支持向量机的参数优化,得到最优的支持向量机参数,最后用MIT心电数据库中的数据进行了测试分类,结果表明了经过参数优化的支持向量机分类算法有较好效果,分类准确率很高。同时还与BP神经网络算法的分类结果进行了对比实验,结果表明本文中的SVM算法的分类结果是明显优于BP神经网络算法的。在跌倒判断算法方面,采用的是基于阈值判断的算法,通过提取合加速度、加速度均值和人体倾角作为特征量,设置合理的阈值来判断跌倒,最后还邀请了志愿者进行了跌倒实验,实验结果也证明了跌倒判断算法的可行性。本文还提出了融合心率异常和跌倒判断的逻辑判断关系,根据跌倒判断结果辅助判断心率异常,根据诊断结果的严重程度进行不同等级的报警。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R318.6
【部分图文】：

等效电路图,内部结构

图 2-2ADS1298 内部结构2.2.2 威尔逊中心点及 ADS1298 配置人体的左上肢、右上肢、左下肢之间的平均电阻值分别为：2K、1.5K、2.5K。若将这三个点连接成一点作为参考电极点的话，在心脏电活动过程中，这个点的电位不是零。威尔逊提出，如果在这三个肢体上面分别串联一个平衡电阻(阻值介于 5K-300K之间)，使左手、右手、左脚与心脏之间的电阻值大致相近，然后将接入的电阻再连接到一个点上，就会获得一个电位近似为零的点，这个点就称为威尔逊中心点（WCT）。在单极导联测量心电时威尔逊中心点要连接参考电极，探测电极可以自由的测量心脏周围电位的变化。如图 2-3 所示为威尔逊等效电路图，等效图中星形公共点就是威尔逊中心点，可以视为零电位点。在标准的 ECG12 导联中，定义威尔逊中心点电压为右肢(RA)、左肢(LA)和左腿(LL)电极的平均值。这个平均值作为胸导联测量的参考电平。使用威尔

【参考文献】