睡眠监测与干预系统的设计与实现

发布时间：2017-05-16 00:18

  本文关键词：睡眠监测与干预系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：睡眠对于人体来说意义重大，，医学研究认为低质量的睡眠让人付出的健康代价是极为严重的，是健康的一大隐忧。然而，随着人们生活节奏的加快，工作压力的增加，运动量的缺乏或其他原因，失眠人群的比率逐年增加。即使某些人没有睡眠的障碍，睡眠质量也难以得到保障。在睡眠过程中可能会出现呼吸暂停的状况，而这种现象被称为呼吸暂停综合征。长期的患有呼吸睡眠综合征的人群，心血管、肾脏等人体组织和器官会非常大的损害，甚至会在睡眠中猝死。而对人体多个生理参数进行监护的仪器一般只有在医院才能使用到。 本研究的目的是开发一款由闭环系统控制的便携装置，装置主要是对人体的睡眠状况进行监测，检测并记录人体的某些重要的生理参数，利用反馈和干预的手段助眠和保护人体。装置在不影响人体睡眠的条件下，不断的采集人体睡眠时包括呼吸、血氧、脉搏在内的有关生理参数。对于失眠的群体，依据生理参数，装置以视觉（LED的闪烁频率）或听觉（音乐播放的速度和报数）的形式反馈给人体，从而使人体了解自身的生理条件，引导人体调节自身的状态，从而达到辅助人体睡眠的目的。当人体呼吸暂停的现象出现时，装置会通过电子开关打开氧气罐气阀，为人体提供额外的供氧，使人体再一次呼吸时能够吸入高密度的氧气。在必要时会用震动棒把人体唤醒。由于呼吸暂停会导致血氧值的降低和心律失常。所以，在检测的过程中，装置会自动记录下来血氧值、脉率值和呼吸的相关参数，以供后期的分析人体的睡眠质量。 实验表明，本装置可以比较准确的检测出人体的呼吸、脉搏和血氧的相关参数，并且完成了对各个模块的控制，从而达到了对人体以上参数进行检测、记录和显示并以某种形式反馈给人体以对人体进行干预的目的。
【关键词】：失眠 呼吸暂停 血氧 脉搏 呼吸反馈 干预
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 1 绪言9-18
• 1.1 课题的背景、目的和意义9-10
• 1.2 睡眠障碍以及相关监测与治疗方法的概况10-15
• 1.3 课题研究目的及需求分析15-17
• 1.4 本文主要内容17-18
• 2 睡眠监测装置总体方案设计18-28
• 2.1 功能设计18-19
• 2.2 模块设计19-24
• 2.3 睡眠监测装置的系统结构24-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 系统硬件实现方案28-48
• 3.1 睡眠监测装置主要芯片的选型28-29
• 3.2 睡眠监测装置的电路设计29-43
• 3.3 电路调试结果43-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 系统软件设计与实现48-53
• 4.1 系统软件工作流程图48-49
• 4.2 开发环境49-50
• 4.3 TF 卡的读写方法50-51
• 4.4 滑动加权滤波算法51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 睡眠监测与干预系统的测试与分析53-58
• 5.1 脉搏血氧检测模块的测试53-54
• 5.2 呼吸检测模块的测试54-55
• 5.3 助眠模块的测试55-56
• 5.4 外围干预模块的测试56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 6 总结与展望58-60
• 6.1 全文总结58
• 6.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63

【参考文献】

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本文编号：369216