可穿戴式心率变异性系统研究与设计

《可穿戴式心率变异性系统研究与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号10524学号2012110503分类号密级硕士学位论文可穿戴式心率变异性系统研究与设计学位申请人姓名蔡玉文培养单位生物医学工程学院导师姓名及职称刘晓军副教授学科专业生物医学工程研究方向信号检测与信息处理论文提交日期2015年4月13学校代号：10524学号：2012110503密级：中南民族大学硕士学位论文可穿戴式心率变异性系统研究与设计学位申请人姓名：蔡玉文导师姓名及职称：刘晓军副教授培养单位：生物医学工程学院专业名称：生物医学工程论文提交日期：2015年4月13日论文答辩日期：2015年5月31日答辩委员会主席：吴政星

2、教授TheresearchanddesignofwearableheartratevariabilitysystemByCaiYuwenB.E.(South-CentralUniversityforNationalities)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinBiological&MedicalEngineeringintheCollegeofBiomedicalEngineerin

3、gofSouth-CentralUniversityforNationalitiesSupervisorAssociateProfessorLiuXiaojunMay,2015中南民族大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完

4、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中南民族大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日中南民族大学硕士学位论文摘要最新研究表明心率变异性（HRV,HeartRateVariability）能评估人体神经、体液因素对心脏窦

5、房结调节功能的能力，也可反映人自主神经系统中交感神经活性与迷走神经活性及其相关平衡协调的内在联系，通过心率变异性可以确诊与心血管相关的疾病（如血管斑块、心肌梗塞）。本论文的设计采用可穿戴式的方式,能连续检测心率变异性来预防疾病的突发。该方法采用光电容积脉搏波传感器获取人体手指端脉搏波生理信号；通过二阶贝赛尔低通、高通滤波器对脉搏波信号进行初步的滤波处理；采用超低功耗430内核的微处理器MSP430FG437及12位模数转器（ADC，AnalogtoDigitalConverter）对模拟脉搏波信号进行采样和模数转换。在IAR环境下，

6、MSP430FG437微处理器移植多任务实时嵌入式操作系统μC/OS-II，可在常数时间内实现ADC采样、串口通信等多任务操作。采用最先进的低功耗蓝牙（BLE,BluetoothLowEnergy）无线通信技术，以实现把MSP430FG437得到的脉搏波数据传输到个人电脑机平台（PC,PersonalComputer）和智能手机。采用符合QI标准的无线充电技术，设计便于可充电纽扣电池（LIR2032）的无线充电电路。PC平台得到光电容积脉搏波（PPG,Photoplethysmography）数据后，使用MATLAB进行算法的前期分

7、析与研究；且进一步将研究好的算法移植到智能手机进行实际应用；心率变异性分析主要采用的算法是Hilbert-Huang变换，其包括经验模式分解（EMD,EmpiricalModeDecomposition）和Hilbert变换（HT,Hilbert）两部分组成。使用IMF2，IMF3，IMF4对信号进行重构得到滤波后的新信号，通过求新信号的二阶导数，获取到极大值点。得到波峰后再使用统计学的方法求均值、总体的标准差、均值的标准差和差值的均方的平均根来对心率变异性进行医学评估，最后对急性心肌梗塞后患者进行危险性评估。本论文实现了对PPG信

8、号数据采集进行硬件设计，和相应的软件开发，以及先在PC上进行HRV变异性算法的研究，再把具有可行性的算法移植到Android智能手机上，以实现系统的轻型化与智能化。可穿戴式心率变异性系统可以很方便的对心血管疾病进行快速的评估，从而实现