可穿戴式心率變異性系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、最新研究表明心率變異性（HRV, Heart Rate Variability）能評估人體神經(jīng)、體液因素對心臟竇房結(jié)調(diào)節(jié)功能的能力，也可反映人自主神經(jīng)系統(tǒng)中交感神經(jīng)活性與迷走神經(jīng)活性及其相關(guān)平衡協(xié)調(diào)的內(nèi)在聯(lián)系，通過心率變異性可以確診與心血管相關(guān)的疾?。ㄈ缪馨邏K、心肌梗塞）。本論文的設(shè)計采用可穿戴式的方式,能連續(xù)檢測心率變異性來預(yù)防疾病的突發(fā)。該方法采用光電容積脈搏波傳感器獲取人體手指端脈搏波生理信號；通過二階貝賽爾低通、高通濾波器對脈

2、搏波信號進行初步的濾波處理；采用超低功耗430內(nèi)核的微處理器MSP430FG437及12位模數(shù)轉(zhuǎn)器（ADC，Analog to Digital Converter）對模擬脈搏波信號進行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。在IAR環(huán)境下，MSP430FG437微處理器移植多任務(wù)實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，可在常數(shù)時間內(nèi)實現(xiàn)ADC采樣、串口通信等多任務(wù)操作。采用最先進的低功耗藍牙（BLE,Bluetooth Low Energy）無線通信技術(shù)，以實現(xiàn)把M

3、SP430FG437得到的脈搏波數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺€人電腦機平臺（PC, Personal Computer）和智能手機。采用符合QI標(biāo)準的無線充電技術(shù)，設(shè)計便于可充電紐扣電池（LIR2032）的無線充電電路。PC平臺得到光電容積脈搏波（PPG, Photoplethysmography）數(shù)據(jù)后，使用MATLAB進行算法的前期分析與研究；且進一步將研究好的算法移植到智能手機進行實際應(yīng)用；心率變異性分析主要采用的算法是Hilbert-Huang變

4、換，其包括經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD, Empirical Mode Decomposition）和Hilbert變換（HT,Hilbert）兩部分組成。使用IMF2，IMF3，IMF4對信號進行重構(gòu)得到濾波后的新信號，通過求新信號的二階導(dǎo)數(shù)，獲取到極大值點。得到波峰后再使用統(tǒng)計學(xué)的方法求均值、總體的標(biāo)準差、均值的標(biāo)準差和差值的均方的平均根來對心率變異性進行醫(yī)學(xué)評估，最后對急性心肌梗塞后患者進行危險性評估。本論文實現(xiàn)了對PPG信號數(shù)據(jù)采集進行