基于移動終端的呼吸頻率實時監(jiān)護(hù)研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快，慢性呼吸系統(tǒng)性疾病的發(fā)病率逐年的增高，由其造成的健康和經(jīng)濟(jì)損失也在逐年的增加。對慢性呼吸系統(tǒng)疾病的防治和日常管理中很重要的一項就是呼吸信號的監(jiān)護(hù)。當(dāng)前常采用的呼吸信號的監(jiān)測方式主要為直接監(jiān)測法，如溫度傳感器測量法、壓力傳感器測量法、CO2測量法等，這些監(jiān)測方法都需要佩戴單獨(dú)的呼吸信號采集傳感器和相應(yīng)的信號調(diào)理系統(tǒng)，大大增加了被監(jiān)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)和不便。光電容積脈搏波法(PPG)已成功用于血氧飽和度和脈搏信

2、號的檢測臨床，研究還表明，P P G信號不僅包含有血氧飽和度和脈搏信號還包含人體呼吸信號。如能從PPG中獲取呼吸信號，不需要額外增加呼吸信號采集傳感器及系統(tǒng)的情況下即能實現(xiàn)人體呼吸監(jiān)測，不會給被監(jiān)護(hù)人員帶來額外的生理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?；诼圆⌒枰L期監(jiān)護(hù)的特點(diǎn)和要求，可以將呼吸信號監(jiān)護(hù)與現(xiàn)在已普及的智能終端相結(jié)合，實現(xiàn)呼吸信號的移動監(jiān)護(hù)。
　　本文的主要研究工作是利用PPG信號實現(xiàn)在Android移動平臺上的呼吸頻率監(jiān)護(hù)工作。首先是采

3、集用于算法研究的實驗數(shù)據(jù)，分別用OEM血氧模塊采集PPG信號和用浙江大學(xué)的XSY2001D儀器采集用于做對比研究的呼吸信號。其次是進(jìn)行算法研究，根據(jù)健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，在移動平臺上實現(xiàn)呼吸頻率安全、準(zhǔn)確和快速監(jiān)測。本文提出的基于PPG的呼吸監(jiān)測信號是間接測量，不會對人體產(chǎn)生任何安全性問題；采用現(xiàn)有呼吸監(jiān)測分析準(zhǔn)確度較高的算法—小波變換對本論文的實驗采集數(shù)據(jù)進(jìn)行呼吸頻率提取，其分析結(jié)果準(zhǔn)確度較差，究其原因可能是由于采樣頻率的降低導(dǎo)致其可識

4、別的呼吸波減少。本文通過信號增強(qiáng)算法使得微弱的波形變得明顯，采用對信號進(jìn)行特征點(diǎn)差分的方法提取呼吸頻率，結(jié)果表明該方法明顯提升了呼吸信號的識別率，達(dá)到了預(yù)期的效果。將其應(yīng)用于采集的實驗樣本信號處理分析，結(jié)果顯示該算法的最大誤差率9.28％。由于采樣頻率的降低使得單位時間內(nèi)的計算量大大的減少了，從而提高了系統(tǒng)信號處理分析速度，十分有利于實現(xiàn)移動實時呼吸監(jiān)護(hù)。此外，進(jìn)行了基于Android移動終端監(jiān)護(hù)系統(tǒng)APP設(shè)計。移動狀態(tài)下的被監(jiān)護(hù)人員可