穿戴式生理信号检测技术的研究与袖珍模块设计

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenchenyaya
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社会的进步和科学技术的发展,促进了医疗体系的改革和医学模式的转变。国家中长期发展规划在人口与健康领域提出了“战略前移”和“重心下移”的发展战略,即将健康保障体系放在首位,和将医疗卫生事业的重心从医院转移到基层和社区。其中,数字化远程医疗技术、小型诊疗和移动式医疗服务装置等方面被列入了优先发展领域。传统的生理信号检测技术不适用于移动监护,同时由于装置的复杂性及难操作性也容易引起患者的不舒适和不自然,以致情绪不安或心情紧张,进而影响检测数据的准确性。穿戴式生理信号检测技术,是移动监护技术的延伸,能有效的解决这一困难。 本文首先从家庭远程医疗监护的角度设计了基于穿戴式移动监护系统。此系统由穿戴式生理信号检测、无线数据传输和中央信号处理等三部分组成,采用了穿戴式检测、Zigbee无线通讯等新式研究技术。本文主要针对穿戴式生理信号检测部分进行研究。 通过对多种基本生理信号的产生机制与特点进行分析,本文对传感器及生理信号检测模块进行了穿戴式设计,使生理信号检测装置实现了微型化、模块化、智能化。模块穿戴于被测试者身体上,使人体处于自然状态下进行生理信号检测。 本文研制成功了四款符合穿戴式思想的生理信号检测袖珍模块,分别是三层腕带式的无线脉搏波检测模块,可佩戴于手腕部位检测脉搏:集成化的指套式光电血氧饱和度检测模块,可以佩戴于手指上进行独立检测;多任务式的体温无线检测模块,可以同时对人体多个部位,或多位病人进行检测;贴胸式的心音检测模块,可以粘贴于人体胸部检测心音信号。同时,本文还对心电、呼吸等信号进行了穿戴式检测方法设计。 本文采用TI-Chipcon公司的SoC式Zigbee芯片CC2430来控制各生理信号的检测、处理,以及无线传输。CC2430体积小、功耗低、具有无线通信功能等特点,符合穿戴式检测的设计要求。各模块的设计都有效的结合了CC2430的应用。 最后利用各生理信号检测模块进行了相应的穿戴式检测实验。经实验验证,本文研制的四种穿戴式生理信号检测模块,符合穿戴式检测的基本要求,具有可穿戴性、综合性、易操作性等多种特点,所检测的数据具有一定的可靠性与实用性,适用于组建穿戴式移动监护系统。
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