便携式家庭监护仪的研究

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具有预防性、预测性、个体化和参与性医疗理念的家居化医疗产品越来越受到消费者的亲睐,加上政府的扶持以及各领域技术的发展,其相关技术发展迅速,市场前景也看好。目前家用医疗设备呈现着以下几个趋势:智能化、便携化、网络化、微型化、更高精度、更高性能需求。  本课题研究的是便携式家庭监护仪,监测的主要参数有心电、血氧饱和度和血压。本文首先就这三种参数进行基本介绍,对其检测方法进行总结与对比,确立了使用基于动态光谱法进行血氧饱和度的测量,基于脉搏测定法进行血压的测量。然后设计了一套基于超低功耗KL25微处理器的便携式家庭监护仪的信号采集硬件平台,该平台包括由光源驱动电路、光电转换电路组成的脉搏波采集电路和由共模驱动电路、并联差动放大电路和基本差动电路组成的心电采集电路。该平台整体电路简单有效,引入噪声小。将该平台进行应用,能实现心电和脉搏波的同步测量,采集到的数据有效且运行稳定。  对于便携式家庭监护仪的软件部分,本文设计了一套适合下位机移植且实时运行的信号处理与特征提取方法。在通过对基于LabVIEW上位机采集到的数据进行Hilbert-Huang变换得到信号的时频域分析后,鉴于分析结果,设计了数字FIR低通滤波器和平滑滤波器来完成工频干扰等高频噪声的滤除,设计了一种新型适合于脉搏波的基线漂移滤除方法,该方法运算量小,实时性较高,占用内存少。并且在对信号完成处理的同时实现了信号特征的提取,进一步缩短了运算步骤和时间,减少了内存的占用。通过对实测数据的MATLAB处理和系统试验结果证明,该便携式家庭监护系统有效且实时性好。  本论文的创新点包括:(1)设计的便携式家庭监护仪的信号采集硬件平台实现了心电和脉搏波的同步准确测量,并且电路简单,引入噪声小;(2)对血压相关参数的检测采用基于脉搏测定法,摆脱了袖带的束缚;(3)设计了一套完全基于下位机的信号处理和特征提取方法,其中包括一种新型简单脉搏波的基线漂滤除方法,实现了信号的有效实时处理和特征的准确提取,为后期参数的计算和标定提供基础数据。
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