基于床垫式生命监测仪的呼吸率检测.pdf

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1、科技创新2014：I~ItliI18期l科技创新与应用基于床垫式生命监测仪的呼吸率检测储泰山陆美珠马志新(上海宽带技术及应用工程研究中心，上海200336)摘要：呼吸信号作为临床诊断的一种重要的生理信号，对于疾病的诊断具有很高的临床价值。文章介绍一种直接从床脚垫式生命监测仪所检测到的微动信号中提取呼吸波信号并计算呼吸频率的方法，与实际呼吸频率相比准确率比较高，能够应用于非接触式生命信号监测的工作中。关键词：呼吸频率；微动信号；呼吸信号提取前言与以往的检测方式相比，这种技术具有独特优势和应用前景，呼吸信号作为临床诊断上的一种重要的生理信号，对于特定疾因为它无须将电极固定

2、到肢体上，因而不存在传感器脱落、传感器病的诊断具有很高的临床价值。通过近年来的临床医学研究，许多限制监测对象，以及心理负荷等问题，能够真正做到在人体不感知疾病的发生和发展都与睡眠中的呼吸状况有着密切的关系。大量国的情况下监测整个睡眠时期的呼吸信号。内外机构研究表明，睡眠中发生的呼吸紊乱对心血管系统有着长期1方法或者短期的损害，也可能是一些疾病的诱因⋯。呼吸异常往往是阵发从床垫式生命监测仪采集得到的数据已经做好了模数转换，再性的，需要进行长期的监控，考虑到医疗成本和正常生活的需要，便从中获得呼吸信号频率主要分为以下几个步骤(如图1)：(1)将采样携性和可移动的监护设备正

3、逐渐得到大家的青睐。目前的呼吸检测频率从300Hz降为50Hz；(2)对降低采样频率之后的信号进行数字设备大多数是需要在使用者身上佩戴相关仪器，如将热敏元件贴在滤波，得到呼吸信号；(3)设计相关算法得到呼吸率。被试的鼻孑L下方进行检测，会对使用者的正常生活产生一定影I]1~12}。文章应用的是上海宽带技术及应刚工程研究中心所自主研发的床垫式生命监测仪对人体微动信号进行采集并从中分离出呼吸信号。其基本原理是当人体进行呼吸行为时，胸腔会周期性的扩张和收缩，这种微弱的波动被床垫上的传感器捕捉到，转变成了电信图1检测步骤号，这个电信号伴随着呼吸周期而变化。因此，我们就能从电信

4、号中1．1降低采样频率提取出身体产生的作用力变化轨迹，人类呼吸动作夹杂在其中，利通过床垫式生命监测仪采集到的原始信号中包含大量的噪声，用一定的信号处理手段，可以将呼吸信号分离出来。[31I这些呼吸信需要对信号进行滤波处理，在滤波处理之前，南于呼吸信号是低频号的频率就是人体的呼吸率。信号，可以对原始信号进行降采样，可以在不影响信号分析的前提3．1旋转平台左右各一个，交替使刚号光电开关，在夹臂中心位置安装2号光电开关。两套光电开关和其结构如图5所示。上面为正方形，用于放置“底托”，四个角有线体减速机上安装的编码器等组成一个测量系统。(2)当箱子通过限位块，以保证“底托”能

5、准确定位。下面是转轴、摩擦轮和驱动机构1号光电时，箱子头、尾各取一个信号。通过这两个信号的时间点就等。能计算出箱子长度，这个数据被暂存。(3)当箱子前端通过2号光电设计过程中，考虑平台上堆满包装箱时，平台很重、惯性很大、时，又记下第三个时间点，从此点开始，只要再往前走箱子长度的一起动困难、停止时有很大冲击力导致刹车困难。这种冲击常会把传半线体就停止。(4)在箱子通过2号光电开关之前，系统已把箱子长动机构零件损坏。这是一个难度较大的技术问题。问题1，转盘驱动度换算成减速机轴的转数。该采取何种方式呢?过去转盘常用链条、齿轮和同步带等传动，链条4-3这里叙述一下编码器计数原

6、理和同步带常会断裂，齿轮也容易断齿。通过分析比较，选择了摩擦轮在这段线体的减速机轴端装有一圆盘形感应片，圆盘外圈有二传动方式。具体结构如图5所示。十个均匀分布的锯齿缺VI，如图7所示。圆盘转动时，每转过一个3．2平台下面是一个圆盘，周边与摩擦轮接触齿，u型光电感应器就会发生一个脉冲。每个脉冲对应线体上包装摩擦轮用聚氨酯材料制作，有一定硬度和耐磨性。摩擦轮直接箱走过的一段距离。圆盘上锯齿越密，即圆周被等分得越细，计长精装在减速机输出轴上。为了保证摩擦轮对圆盘有足够的正压力，减度就越高。因此，通过光盘转过的圈数及齿数就ill-l-算出箱子在线速机装在可以摆动的架子上，用弹

7、簧提供拉力，使摩擦轮压紧圆盘。体上走过的距离。反之，知道箱子需要移动的距离，也就能计算出圆同时，在转盘基座上设置了限位装置以细调转角，安装油压缓冲器盘要转的圈数和齿数。这一系统可精确地控制箱子位置，很好地满以吸收能量。足了对箱子的定位要求。这种传动方式，很好的解决了转盘的冲击问题，使设备能平稳4．4滚筒线第三个功能，把箱子顶起的起停，安全可靠，且无噪声。如图6所示，顶架将从两个滚筒的空档里伸出，由气缸完成顶4滚筒线升动作。箱子被顶起后，夹臂下降，钩板伸人到箱子底部实施抓取。滚筒线结构如图6所示，这段线体_E要作用是保证箱子准确地5结束语停在要求的位置