基于生物反馈的呼吸训练系统研究与设计

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1、中图分类号：TP399学校代码：10004UDC：密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于生物反馈的呼吸训练系统研究与设计TheResearchandDesignofBiofeedbackbasedRespiratoryTrainingSystem作者姓名：谢瑛瑛学号：08120611导师姓名：诸强职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：生物医学工程研究方向：生物医学信息检测与处理北京交通大学2010年6月致谢本论文的工作是在我的导师诸强副教授的悉心指导下完成的，诸强副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷

2、心感谢三年来诸强老师对我的关心和指导。刘杰副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向刘杰老师表示衷心的谢意。胡秉谊副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，刘灵芝、龚文青等同学对我论文中的实验研究工作给予了热情帮助，在此向她们表达我的感激之情。另外也感谢家人谢建华和刘云辉，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要摘要：临床研究发现失眠、焦虑或轻度忧郁症等疾病都与自主神经系统有密切的相关性，而呼吸训练可以调节人体自主神经

3、系统功能，缓解精神压力和紧张焦虑等情绪。本文主要研究设计了以LabVIEW为架构基础的基于生物反馈的呼吸训练系统，能够直观、定量、实时分析和反馈自主神经功能状态，并实时、同步提示呼吸情况，引导呼吸iJII练。由于心率变异性(HRV)是评价自主神经活动的最佳指标，系统以HRV高低频功率比(LF／HF)作为生物反馈的指标。同时通过生物反馈呼吸训练实验讨论了声音和影像生物反馈信号对呼吸训练效果的影响作用，实验结果表明生物反馈可以影响人体自主神经系统的平衡，并且声音生物反馈和影像生物反馈可以提高呼吸训练的效果。关键词：生物反馈；呼吸训练；自主神经系

4、统；心率变异性分类号：TP399■lj垦塞交适友堂亟±堂僮i金塞△旦墨至B△￡至ABSTRACTABSTRACT：Clinicalstudieshaveindicatedthatsomediseasessuchasinsomnia,anxiety,andminormelancholiaallhaveclosecorrelationwithautonomicnervoussystem．Moreoverrespiratorytrainingcanregulatethefunctionofhumanautonomicnervoussystem，r

5、elievethepressureofspiritandsomeemotionslikenervousness，anxiety．TheaimofthispaperwastoresearchanddesignarespiratorytrainingsystembasedonbiofeedbackwhichwasframedbyLabVIEWsoftwareplatform．ThesystemWasabletoanalyzeandbackfe酣theautonomicnervousactivityvisually,qualitativelyan

6、dinstantly．Itwouldalsoprompttheclientaboutitsrespiratoryconditionsynchronouslytoguiderespiratorytraining．Becauseheartratevariability(HRV)isthebestindicatortoevaluateautonomicnervoBsactivity,thesystemusedlowfrequencyandhighfrequencyratioofHRV(LF／HF)asindicatorofbiofeedback．

7、Throughbiofeedbackrespiratorytrainingexperimentwediscussedhowsoundandimagebiofeedbacksignalaffectedtherespiratorytraining．111eresultsshowedthatbiofeedbackcouldaffectthebalanceofhumanautonomicnervoussystem，andbothofsoundandimagebiofeedbackcouldimproverespiratorytrainingeffe

8、ct．KEYWORDS：biofeedback；respiratorytraining；autonomicnervoussystem；heartratevariability(H