便携式睡眠监测仪的设计研究

发布时间：2023-09-29 04:12

　　人的一生中大约有三分之一的时间是在睡眠度过的,通过睡眠可以:①消除疲劳和恢复体力;②使大脑得到休息,以恢复精力;③增强免疫力;④促进人的生长发育;⑤延缓衰老;⑥使人放松,有利于人的心理健康;⑦有利于皮肤美容等。睡眠质量的好坏影响直接影响人的身体健康。然而,目前还没有简便的方法可以让人们了解自己的睡眠结构,睡眠的重要性还未得到充分的认识。目前进行睡眠监测诊断的仪器主要为多导睡眠图仪(PSG),该设备比较复杂,需要在病人身上粘贴的传感器多,给病人带来的生理心理负荷大,对病人的睡眠造成严重的影响,且价格昂贵,不便于随身携带和推广。在只需单纯判断睡眠质量的情况下,是不需要监测如PSG一样全面的生理信号的。光电容积脉搏波作为一种极易获取到的信号,不仅包含有心搏功能、血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息,同时包含有丰富的微循环生理病理信息,是研究人体循环系统重要的信息来源。在睡眠过程中,脉搏会随着睡眠深度的不同而有所变化,通过分析可从脉搏中分离出睡眠相关信息。基于此,本文采用了一种仅通过监测双光源手指脉搏信号来完成病人睡眠监测的方法,设计出便携式的睡眠监测仪,首先通过硬件电路采集整夜的双光源手指...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目的、内容及技术路线
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
    1.4 可行性论证
2 光电脉搏波及血氧饱和度的测量原理
    2.1 光电脉搏波的测量原理
    2.2 血氧饱和度的测量原理及方法
        2.2.1 有创检测法
        2.2.2 无创检测法
    2.3 数学模型分析
    2.4 入射光波长选择
    2.5 脉搏血氧曲线的定标
        2.5.1 传统定标方法
        2.5.2 现代定标方法
    2.6 影响血氧饱和度测量的因素
3 系统硬件电路的设计
    3.1 系统硬件设计方案选择
        3.1.1 PM-9000 血氧设计方案
        3.1.2 ADI 单片血氧仪设计方案
        3.1.3 TI 单片血氧仪设计方案
    3.2 硬件电路设计
        3.2.1 主控芯片介绍
        3.2.2 脉搏探头驱动电路
        3.2.3 信号预处理电路
        3.2.4 存储模块电路
        3.2.5 电源管理模块电路
        3.2.6 JTAG 模块电路
        3.2.7 串行通信模块电路
        3.2.8 其它外围电路设计
4 单片机系统软件设计
    4.1 探头驱动软件设计
    4.2 脉搏波交流信号处理
    4.3 串口通讯软件设计
    4.4 FLASH 存储软件设计
    4.5 LED 信号强度调节
    4.6 按键控制程序
    4.7 单片机系统整体软件流程
5 上位机软件设计
    5.1 VC++和MATLAB 的混合编程
        5.1.1 MATLAB 中利用mcc 生成dll
        5.1.2 VC++6.0 环境的设置
        5.1.3 在VC++中调用dll 的方法
        5.1.4 将MATLAB 绘制的图形嵌入到VC++界面中
        5.1.5 脱离Matlab 独立发布程序
    5.2 上位机信号的接收
        5.2.1 上位机信号的实时接收
        5.2.2 上位机信号的非实时接收
    5.3 RRI 信号预处理
        5.3.1 异常点的剔除
        5.3.2 信号的重采样
        5.3.3 去直流处理
    5.4 心率变异性分析
        5.4.1 时域分析法
        5.4.2 频域分析法
    5.5 血氧饱和度分析
6 睡眠分期及睡眠质量分析
    6.1 睡眠分期
    6.2 分期结果验证
    6.3 睡眠质量分析
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 后续工作及展望
致谢
参考文献
附录 作者在攻读学位期间发表的论文目录



本文编号：3849263