呼吸波的获取和处理

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoxiufen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人体呼吸信号为人们的心肺系统健康状况提供了重要的信息。日常生活中呼吸信号监测的必要性显得日益重要,很多偶然性和突发性的身体疾病(特别是呼吸困难引起的各种疾病)可以从日常呼吸信号的监测中得到有效监控。因此,传统的大型医疗设备(如Holter等)已经不适应于现代医疗健康的监护。  在这种背景下,最近几年,呼吸信号的监测开始由结构复杂,昂贵的医院式大型医疗设备,转向结构简单,便宜的便携式小型医疗设备。人们日常生活中,呼吸信号通常在不同运动状态下会受到电子/电磁干扰,肺部的机械振动和运动干扰。因此,如何从日常生活中获取到精准的呼吸信号,是一个重大课题。  本文对日常生活中的呼吸信号获取方法,动态的信号处理方法及其动态模型的建立展开研究。其主要创新性成果如下:  (1)研制了一套呼吸信号监测系统,面向个人和家庭,突破了以往医疗设备的笨重,昂贵的弊端,非常适用于日常生活医疗。  采用电极贴片的胸阻抗测量方式,能够同时采集心电信号和呼吸信号,减少了身体的传感器节点,极大地增强了移动医疗设备的便携性,小型化等特点;  采用低功耗的设计模式,既保证了数据的精确性,又保证了长时间待机时间。  (2)采用一个新的数字信号处理方法,消除混合在阻抗呼吸波(阻抗法获取到的呼吸信号)中的噪声和干扰。  首先从两种原始信号中利用统计的相关性原理(维纳FIR滤波)分离出原始阻抗信号中的运动干扰,得到一个比较粗糙的呼吸信号。与传统方法相比,因为呼吸信号与干扰共存于相同的频带内,传统滤波方法(低通,高通等)难于有效获取有用信号;  紧跟着用小波分析方法去除了阻抗信号中的基线漂移和高频干扰,从而得到精确的呼吸信号。与传统方法相比,小波分析由于能同时在时频域中对信号进行分析,多分辨率分析的特征够有效区分呼吸信号中的突变部分和噪声。本文在去除阻抗信号中的运动干扰之后,滤波结果与维纳滤波方法相比较,处理后的呼吸信号更加接近真值。  (3)基于上述工作得到的呼吸波,采取建模的方法进行了初步探索。  在去除噪声和干扰后,采取最小二乘的估计方法计算出模型参数,在短时平稳状态下拟合达到了良好的效果;  用模型模拟呼吸波,其目的是通过呼吸波模型的预测来调整呼吸,每隔固定的周期激励一下心跳,从而达到生物反馈疗法的效果。  综上所述,本文在便携式医疗设备设计,呼吸波的动态提取,生物反馈的初步探索方面有一定的贡献。
其他文献
以“景甜1号”甜瓜为接穗,研究了“日本雪松”、“根力神”、“青藤台木”、“黑籽南瓜”、“日本香砧”、“金霸王”、“甬砧1101”、‘长颈葫芦’8个砧木品种与“景甜1号”
目的 比较传统宫腔镜与双重宫腔镜手术系统(HEOS系统)宫腔镜治疗难治性宫内妊娠组织残留的临床效果.方法 选择温州市中西医结合医院2017年1月至2019年2月收治的难治性宫内妊
多媒体技术是当前计算机科学的热点之一.视频采集技术(也称为视频捕捉技术)将模拟视频信号转变为数字信号输入计算机,是多媒体技术中数字视频处理的重要组成部分,正广泛地应
随着通信技术和计算机技术的发展,人们对信息质量提出了更高的要求.图像作为一种重要的信息表达、存储形式,正逐渐为人们所接收.图像所包含的信息量是文字、声音等其他媒体所
近年来的研究发现,代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的一种新的危险因子。研究表明MS的基本代谢特征是糖、脂代谢异常,但这些糖、脂代谢异
该文主要涉及数字同步网三级时钟源设计过程中有关恒温晶体振荡器精确温度控制部分的内容.对于具有纯滞后性质的被控对象进行精确温度控制一直是控制领域的技术难题.PID算法
目前,图象的质量评价包括主观评价和客观测试两类方法.它们是确定电视制式研制和生产设备、监控系统运营等的重点手段.该文的对高清晰度电视(HDTV)重建图象损伤进行分析,研究
近年来,随着无线传感技术的日趋成熟和完善,以及节点成本的降低,无线传感器网络在军事、医疗、环境监测等领域展现出了广阔的应用前景。而社会经济不断发展进步,人们对环境质量要
该文试图基于对现行多种网络协助系统和先进的网络仿真系统技术的分析和研究,采用智能化协作技术来建立一个按需仿真(SOD)系统模型,从而提高现行网络综合电子系统求解协助问
银杏叶中的黄酮类物质具有广泛的药理作用,具有广阔的市场前景。因此实现银杏细胞大规模培养生产黄酮是保证今后市场需求的非常有希望的手段之一。本实验以银杏未伸展的幼叶为