基于骨导音信号的睡眠呼吸状态的监测与健康分析
发布时间：2017-08-13 23:09
本文关键词：基于骨导音信号的睡眠呼吸状态的监测与健康分析
【摘要】：打鼾，是一种常见而又容易被人忽视的睡眠现象,其本质是呼吸削弱的表现，，也是健康出现问题的征兆。打鼾的人都会伴有明显的呼吸暂停或低通气现象,正常人睡眠过程中偶尔出现短暂的呼吸阻塞是很常见的，但是如果阻塞或低通气发生的非常频繁、阻塞情况严重，那么就属于病理现象，我们称这种疾病为睡眠呼吸暂停低通气综合症。 长期以来，对呼吸暂停低通气综合症的诊断，使用最多的、最权威的方法是多导睡眠图监测。但是这种诊断方式因为费用高、地点和时间固定等诸多原因，使得大部分患者并没有得到有效的治疗。人们渴望着一种方便有效的监测手段，可以随时随地的对睡眠健康进行监测。在此背景下，有关呼吸检测的移动医疗技术开始迅猛发展。 本文中，我们旨在设计一套便携式的睡眠健康监测设备。该设备中起关键作用的主要有两部分。其中一部分是通过对骨导麦克风采集到的呼吸音信号进行分析，来实现对呼吸状态的监测；另一部分，由陀螺仪和加速度计模块构成，通过对二者的数据的综合分析，可以实现对人们睡眠过程中的睡姿的判断。 相对于气导麦克风，骨导麦克风具有抗环境噪音及可以采集到比语音及鼾声能量要小得多的呼吸信号，从而可以在未来更加准确的监测睡眠中鼾声及呼吸状况。目前，国内还没有市场上流通的骨导麦克风。在国际上由于该技术为限制性技术，也无法从市场中购买到，为此我们选择了自行开发一个骨导麦克风。采用我们多次实验后选择的一款振动传感器结合对其自行开发的放大器来采集骨导音。并通过一系列实验，确定了其最佳的呼吸音采集位置。 根据睡眠呼吸的特点，我们将呼吸分为正常呼吸、打鼾、窒息三个状态。通过对这三个呼吸状态进行模型的构建，并在时域上进行边界检测，以及利用HTK对呼吸状态进行分类识别，我们可以对睡眠呼吸进行实时识别和监测。
【关键词】：睡眠健康 移动医疗 呼吸音识别 体位监测
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R766;TN912.3
【目录】：
- 中文摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 绪论8-14
- 1.1 课题背景8-9
- 1.2 研究现状9-12
- 1.2.1 呼吸检测设备的现状9-10
- 1.2.2 鼾声的声学方面的分析10-11
- 1.2.3 鼾声的声学识别和检测11-12
- 1.3 本文创新工作12
- 1.4 研究意义12-13
- 1.5 论文结构13
- 1.6 本章小结13-14
- 第二章 睡眠呼吸暂停低通气综合症14-19
- 2.1 睡眠呼吸暂停低通气综合症定义和发病机理14-16
- 2.2 睡眠呼吸暂停低通气综合症的分类16
- 2.3 睡眠呼吸暂停低通气综合症的诊断方法和治疗手段16-18
- 2.4 本章小结18-19
- 第三章 硬件系统的设计和实现19-30
- 3.1 硬件系统框架19-20
- 3.2 音频采集放大电路20-25
- 3.2.1 呼吸状态能量分析20
- 3.2.2 信号放大20-21
- 3.2.3 带能量检测的双增益放大器21-22
- 3.2.4 自动增益控制放大器22-23
- 3.2.5 分段线性放大电路的设计23-25
- 3.3 运动信息采集模块25-29
- 3.3.6 加速度计26-27
- 3.3.7 陀螺仪27-28
- 3.3.8 数据的修正和融合28-29
- 3.4 本章小结29-30
- 第四章 呼吸音的分析和识别30-54
- 4.1 骨导麦克风的设计30-31
- 4.2 采集位置31-33
- 4.3 数据库的构建33-34
- 4.3.1 受试者挑选33
- 4.3.2 实验环境33
- 4.3.3 采集过程和处理33-34
- 4.4 骨导音信号的标注34-37
- 4.5 呼吸音的边界检测和识别37-53
- 4.5.1 边界监测37-41
- 4.5.2 分类识别41-49
- 4.5.3 参数确定和识别结果49-53
- 4.6 本章小结53-54
- 第五章 总结与展望54-56
- 5.1 总结54
- 5.2 展望54-56
- 参考文献56-60
- 发表论文和科研情况说明60-61
- 致谢61
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方东革;张念志;商红芳;;睡眠呼吸暂停综合征中医证候分布规律研究[J];中医药临床杂志;2010年06期
2 曾祥龙;高雪梅;;阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的口腔医学研究现状[J];北京大学学报(医学版);2009年01期
3 陈方,高升;语音识别技术及发展[J];电信科学;1996年10期
4 刘建红;韦彩周;黄陆颖;黄志碧;侯秀娟;汤小军;;广西壮族鼾症的流行病学调查[J];广西医学;2005年11期
5 王志堂;蔡淋波;;隐马尔可夫模型(HMM)及其应用[J];湖南科技学院学报;2009年04期
6 郑方 ,张国亮 ,宋战江;Comparison of Different Implementations of MFCC[J];Journal of Computer Science and Technology;2001年06期
7 陆晓明;Q蓝
本文编号：669481
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yank/669481.html
最近更新
教材专著
