可穿戴式多生理参数监护系统的研究

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1、中文图书分类号:R318.6密级:公开UDC:620学校代码:10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目:可穿戴式多生理参数监护系统的研究论文作者:董骁学科:生物医学工程指导教师:宾光宇助理研究员论文提交日期:2015年6月UDC:620学校代码:10005中文图书分类号:R318.6学号:S201215033密级:公开北京工业大学工学硕士学位论文题目:可穿戴式多生理参数监护系统的研究英文题目:STUDYONWEARABLEMULTIPLEPHYSIOLOGICALPARAMETERSMONITORINGSYSTEM论文作者:董骁学科专业:生物医学工程研究方向:生物

2、医学电子与信息处理申请学位:工学硕士指导教师:宾光宇助理研究员所在单位:生命科学与生物工程学院答辩日期:2015年5月授予学位单位:北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:董骁日期:2015年06月12日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交

3、论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名:董骁日期:2015年06月12日导师签名:宾光宇日期:2015年06月12日摘要摘要近年来,可穿戴式设备和移动医疗发展迅速,出现了各种手表、手环、智慧衣等智能设备。然而目前这些设备功能相对简单,仅仅能够测量人体的某些健康参数。本文开发一款新型可穿戴式多生理参数监护系统,可以在不影响使用者正常活动的情况下长时间连续监测人体心电、血压、血氧饱和度、呼吸等生理参数。该设备可以一定程度上替代目前的床边监护仪,也可用于家庭中,对高血压、心脏病、呼吸暂停等

4、疾病患者进行长期监测。以上几个关键生理参数中,心电、呼吸、血氧饱和度的连续监测较为容易实现,而血压的连续监测较为困难。目前常用的血压测量方法为柯氏音法,但它无法连续测量血压。而恒定容积法和张力测定法虽然可以连续测量血压,但没有摆脱对袖带的依赖,不适合长期佩戴。基于脉搏波传导时间或速度的方法可能是较好的选择,本文为此进行如下研究:1.设计了实验样机。样机包括腕表、血氧指套和心电采集单元三个部分,具有体积小、走线少、佩戴方便等优点。设备可采集一导联心电信号、二个通道的光电容积脉搏波信号及一个通道的呼吸信号,并可将信号通过蓝牙传给上位机,通过上位机软件显示并存储,便于后续研究。2.对基于脉搏波传导时

5、间的无创连续血压测量方法进行了研究。通过实验建立了脉搏波传导时间与血压的关系模型,最终建立了单点校准的血压模型,实现了血压的无创连续监测。对该无创连续血压测量算法的稳定性进行了验证,收缩压标准差为±5.12mmHg,舒张压标准差为±4.06mmHg,误差较小,该单点校准模型在一段时间内具有很好的稳定性。3.完成监护系统软件的设计。系统软件包括实验样机和上位机软件两部分,可同步采集心电信号和脉搏波信号,并计算心率、血氧饱和度、呼吸和血压参数,实现对人体多生理参数的连续监测。测试结果表明,该可穿戴式多生理参数监护系统可初步使用。关键词:可穿戴式;家庭监护;脉搏波传导时间;无创连续血压测量IAbst

6、ractAbstractWiththerapiddevelopmentofwearabledevicesandmobilehealthcarerecently,intelligentdeviceslikewatchstyle,wristbandstyleandsmartshirthaveemergedinanendlessstream.However,mostofthesedevicesonlyhavesimplefunctionsthatcouldmeasureseveralhealthyparameters.Inthispaper,wedevelopedanewwearablemultip

7、lephysiologicalparametersmonitoringsystemwhichcanmonitorphysiologicalparameterssuchaselectrocardiograph(ECG),bloodpressure(BP),bloodoxygensaturation(SpO2)andbreathratewithoutinfluencingthenormalactivi

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