基于毫米波雷达的非接触睡眠呼吸暂停监测系统设计

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liu_shuangde
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呼吸暂停综合征(SAHS)是一种与睡眠呼吸相关的疾病,该病会引起低氧血症及高碳酸血症等,有一定的致死率,当前未能引起人们的重视。传统呼吸暂停综合征判断采用PSG,通过检测呼吸气流、心率、血氧饱和度等多个生理性好指标共同判断呼吸暂停。但是PSG操作复杂,使用成本高且不便,基于此本文提出使用一种低成本、非接触的方式使用毫米波雷达来判断呼吸暂停,通过毫米波雷达获得呼吸运动数据和心率数据,并进行综合判断呼吸暂停,使用人员居家也能进行呼吸暂停综合征的初筛,有效提高了SAHS监测的时效性。主要内容和创新点如下:本文提出一种CW雷达与FMCW雷达结合的方式来监测呼吸暂停,分别得到呼吸率、心率以及呼吸波形。针对使用毫米波雷达过程中遇到的硬件误差问题、采样误差问题、距离-速度耦合问题、环境噪声问题、呼吸心跳信号分离问题进行探讨与分析并提出解决方案并有所改进。本文硬件自主设计,使用搭载LINUX的I.MUX6ULL控制雷达发射、接收、处理以及存储,使用QT编写的上位机及进行信号处理并显示波形。本文提出一种基于波形能量和双参数双门限的方法结合呼吸率与心率综合判断呼吸暂停。实验结果心率与心电采集模块等对比,准确率在94%左右。呼吸波形的呼吸暂停判断与PSG进行对比。对于呼吸暂停的阻塞暂停判断准确率较高在86%左右,对于低通气事件判断准确率较低在60%左右。这对于非接触式呼吸暂停判断有一定的意义。
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