脉搏血氧饱和度检测系统设计中干扰信号的处理方法

脉搏血氧饱和度检测系统是一种将血氧浓度的光电检测技术与容积脉搏描记技术结合起来实现无创伤、连续血氧浓度测量的新型医疗监护仪器。消除测量系统中各种干扰的影响 ,设法正确地检出光电容积脉搏波信号是关系到测量系统准确性及其精度的关键问题之一。本文着重介绍了脉搏血氧饱和度检测系统中干扰的主要来源、处理方法及其应用现状 ,从而为脉搏血氧饱和度检测系统设计提供了依据。     

脉搏血氧饱和度检测系统设计中干扰信号的处理方法

脉搏血氧饱和度检测系统是一种将血氧浓度的光电检测技术与容积脉搏描记技术结合起来实现无创伤、连续血氧浓度测量的新型医疗监护仪器。消除测量系统中各种干扰的影响,设法正确地检出光电容积脉搏波信号是关键到测量准确性及其精度的关键问题之一。本着重介绍了脉搏血氧饱和度检测系统中干扰的主要来源,处理方法及其应用现状,从而为脉搏血氧饱和度检测系统设计提供了依据。     

脉搏血氧饱和度检测中自适应滤波消除运动伪差的方法研究

目的研究脉搏血氧饱和度检测系统中运动伪差的消除方法,以提高脉搏血氧仪检测性能。方法通过脉搏血氧仪中的双光束构造噪声参考信号,利用最小均方自适应滤波法消除运动伪差干扰的影响。结果建立了脉搏血氧饱和度检测中消除运动伪差的计算方法,可成功地从运动伪差中提取正常光电容积脉搏波信号作为计算氧饱和度的依据。结论该计算方法简单,可用于实时处理,且测量结果可靠,为进一步抑制脉搏血氧仪噪声奠定了基础。     

耳部佩戴型反射式无线血氧监测仪的研制

针对透射式血氧饱和度测量仪存在佩戴不舒适,不适于长期佩戴的问题,该文设计的耳部佩戴型反射式无线血氧监测仪,由耳塞与主体部分组成,耳塞中有反射式传感器,采用有弹性的材料,符合人体工学设计,适合多数人佩戴。主体部分包括信号采集转化模块、数字信号处理模块、运动监测模块、存储模块、低功耗蓝牙透传模块、电源管理电路及电池和充电模块。嵌入式软件包括控制和算法,实现对硬件系统各个模块的控制和设置,以及数据的滤波,血氧值、脉搏值的计算等。设计了血氧监测APP,注册账户后,可以实时显示通过蓝牙传输的血氧饱和度值、脉搏波、脉率、设备状态等信息。该设计适合长期佩戴和记录血氧饱和度等相关数据,有助于低氧血症及其相关事件的及时检出与治疗。     

反射式血氧饱和度检测系统研制

反射式血氧仪可以有效避免使用范围受限,但反射式脉搏血氧信号十分微弱,容易受噪声干扰使血氧参数的提取难度加大。为获得高质量有效的反射式容积脉搏波,系统设计中提出一种基于集成芯片AFE4490的脉搏血氧信号检测方案,对比几种基于小波变换的滤波算法去噪效果,完成对血氧信号较优的去噪处理。系统样机经调试后,基本实现反射方式对脉搏血氧饱和度的检测功能。     

无线传输在脉搏血氧饱和度无创监测中的应用

随着光电子技术的快速发展,基于光电检测原理的血氧饱和度在线测量方法得到了广泛研究。本文对传统双波长透射式血氧饱和度测量方法进行了改进,并在系统中应用了无线数字信号传输和数据小波处理方法。经实验验证,基于以上原理提出的脉搏血氧饱和度检测方法和无线数字信号传输方法,有效地消除了非血氧成分与其他干扰因素对测量结果的影响,并且突破了测量的空间限制。     

一种同时消除脉搏波信号中呼吸基线漂移和高频噪声的方法

目的：基于光电容积脉搏波可以实现血氧饱和度等人体生理参数的无创检测。基于光电容积脉搏波测量时,由于信号采集过程中存在人体呼吸和仪器本身热噪声等干扰,脉搏波信号中存在着呼吸基线漂移和高频噪声,影响最终的人体生理参数测量精度。方法：因此提出一种在经验模式分解的过程中结合小波变换的方法,来同时消除呼吸基线漂移和高频噪声的影响。首先通过经验模态分解将脉搏波信号分解为若干内在模式分量,并分别判断出含有呼吸基线漂移和代表高频噪声的分量,对于代表高频噪声的分量采用类似小波变换的方法进行滤波,利用小波变换将含有呼吸基线漂移的分量分解,将代表呼吸基线漂移的小波细节置零,信号重构后就达到了同时消除呼吸基线和高频噪声的目的。利用自行研制的测量装置采集的脉搏波信号进行实验验证,并采用信号交直流比R和信号的频谱进行效果评价。结果：有效地同时消除了呼吸基线漂移和高频噪声。结论：该方法将有利于血氧饱和度等人体生理参数无创检测精度的提高。     

基于反射式检测方法的血氧测量研究

因透射式光电脉搏波检测方法受测量部位的限制,不能对额头、腹部等进行检测。为实现对人体生理参数低生理、心理负荷及无创的采集,提出一种基于反射式检测方法的血氧检测系统的设计方法,首先结合反射式传感器DCM03和血氧模拟前端AFE4490采集指尖脉搏信号,然后将采集到的光电脉搏波进行数字信号处理以提高信噪比,最后通过判定脉搏信号极值点获取包络线,求得信号交直流分量以进行血氧值计算。实验结果表明,真值与测值间的相对误差在3%以内,该方法能实时有效地对人体血氧进行检测,对患者监护及远程诊断有极大意义。     

基于指-趾脉搏波传导速度的无创动脉硬化检测系统设计

本文提出一种新型的无创动脉硬化检测方法,并设计相应的系统。传统仪器多采集肱部、踝部脉搏波计算传导速度,而本文提出的检测方法利用光电容积法采集手指、脚趾人体末梢脉搏波,从而实现计算,并把测量结果命名为指-趾脉搏波传导速度。初步的实验结果表明基于指-趾脉搏波传导速度的无创动脉硬化检测系统的测量重复性良好,与传统的检测仪器测量结果基本一致。传统仪器需要采用充气泵、放气阀和袖带来进行测量,而该系统使用光电容积法,只需连接光电探头即可完成测量,大大减小仪器体积和重量,为实现动脉硬化检测移动化、便携化提供了可能。     

脉搏波信号处理的一种简单可靠的实时算法

本文介绍了一种实时处理脉搏波信号的算法。它通过对数字微分信号的特殊处理来实现。经应用在血氧饱和度仪中对光容积脉搏波的处理后，被证明非常可靠。。     

水上运动项目多参数实时监测系统研究和实现

水上运动项目多参数实时监测系统,将无线传感器网络(WSN)技术应用于水上运动项目多参数(船速、桨栓压力,心率等参数)监测和分析。系统包括前端传感器对信号的采集和处理、ZigBee无线传输、计算机(UMPC)终端的可视化界面分析和处理等。该系统可以将训练中运动员的心率、桨栓力和船速等指标实时生动的反映在教练手中,以便教练根据实际情况做出最及时的训练安排和调整,有效地提高运动员训练的效率和比赛竞争力。     

穿戴式心电监护模块的微型化研究

基于硬件软件化的设计理念,研究适用于移动心电监护的微型化技术,最终设计出微型化心电监护模块。模块由微型化预处理电路及单片机组成,其中传统电路的部分功能由单片机完成,从而实现模块的微型化;通过短距离ZigBee或远距离GPRS无线通信,将异常心电数据发送至社区医疗工作站,实现心电异常的实时预警。系统成功预警的室性扑动、窦性停搏等严重心电异常。实际应用效果表明,系统体积小、应用灵活方便,以低成本实现了心电异常患者享受远程移动监护的服务,符合低成本健康医疗模式转变的趋势。     

基于安卓和蓝牙通信的智能生理监护仪的设计

目的为满足生理监测设备多功能、便携式、网络化的发展需求,本文将生理监测技术和无线通信技术相结合,设计了一款便携式的智能生理监护仪,将多种生理参数的检测通过蓝牙传输到手机,使被监测者行动不受拘束,实时、可移动地获取和传输人体生理参数,满足家庭监护和远程医疗的需求。方法该监测仪主要由MSP430f6638作为主控芯片,包括脉搏波采集电路与心电信号采集电路,单片机分时采集两路信号,进行中值滤波与均值滤波后将信号通过串口通信传输给蓝牙模块,通过蓝牙模块与手机自带的蓝牙进行通信。结果该监护仪包含少量外围电路,只需连接3个心电极与1个血氧探头,加之简单的手机应用操作。通过蓝牙传输,可以通过手机实时显示心率、血氧饱和度、血压等生理参数。结论该生理监护仪结构简单,经济实惠,操作方便,实时监测,提供了一个便携、高效、实时的家居化健康服务平台。     

基于STM32的数字血氧饱和度检测系统设计

目的：血氧饱和度指血液中氧合血红蛋白占总血红蛋白的比例,直接反映人体的氧代谢状况,是医学监护的重要指标。本文以嵌入式ARM系统为核心,设计出一个低功耗、低成本和高精度的血氧饱和度检测系统。它充分利用嵌入式处理器丰富的片上外设的优势,对血氧饱和度参数进行采集、分析和显示处理,整体设计方案可为家庭监护产品设计提供依据。方法：本文以STM32F103C8T6芯片作为核心处理器,采用IAR EWARM的软件开发平台,实现血氧饱和度系统的设计。硬件设计方面,采用芯片的内部时钟进行光电信号的驱动,并用其内部定时器实现信号的采样。信号处理方面,设计出自适应的参数训练算法,提高血氧值计算的有效性。结果：系统可实现信号采集、信号处理、实时显示、报警、数据存储、自动断电、实时时钟等功能。数字化血氧探头的设计,可有效减少模拟电路处理,降低电路噪声的影响。结论：实现了数字血氧饱和度检测设备的软硬件设计,通过模拟设备检测证明,该系统具有精确度高、重复性好等优点,实用性强。     

蓝牙低功耗可穿戴血氧监测设备的设计

设计一种基于蓝牙低功耗技术的可穿戴血氧饱和度监测设备,用于实时、连续检测人体血氧饱和度和脉率。主要工作包括设计实现耳夹式光电传感器、太阳能电池插接件以及蓝牙模块等核心部件。设备和硬件设计采用低功耗元件及模块,数据通过低功耗蓝牙技术传至手机App,软件设计优化数据发送策略,具有低功耗、可穿戴、稳定可靠等特点,适合户外运动或者缺氧性疾病的血氧监测。测试表明,设备蓝牙通信误码率最终控制为0,脉率精度高达98.0%,当模拟仪输出血氧饱和度大于75%时,设备的检测精度高达97.9%。此外,创新性地使用太阳能电池进行冗余供电,整机待机电流为11 μA,全功率工作时长为18 h以上,续航性能优于市面上主流的指夹式血氧仪。     

无线血压传感器压力遥测腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复后内漏的可行性

背景：腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复后内漏的检查方法主要有螺旋CT、动脉造影、核磁共振、多普勒超声等,但都是通过影像间接判断的,无法实现对内漏的直接有效检查,存在漏诊、操作复杂、检查成本高、对患者有一定创伤等缺点。 目的：采用植入式无线血压传感器长期监测腹主动脉瘤修复术后瘤腔内血压,用于诊断是否发生内漏。 方法：用于腹主动脉瘤修复后内漏诊断的压力无线检测系统由植入式无线血压传感器、能量发射线圈、数据读取器和数据处理平台组成。植入式无线血压传感器直接检测瘤腔内血压。无线血压传感器由无线能量接收模块、电源管理模块、传感器模块、信号调理模块、微控制器和射频通讯模块组成。 结果与结论：目前已经完成了样机的研制,并进行了体外模拟血压测试实验。通过模拟实验,初步验证了无线血压传感器进行压力遥测的可行性及有效性。 关键词：无线血压传感器;腹主动脉瘤;腔内修复;瘤压;数字化医学 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.016     

基于Zigbee的远程心电监护网络定位系统研究

目的：基于Zigbee的心电监护网络在成本、功耗、抗干扰性方面都有突出优势。在系统整体设计中,定位系统研究是关键技术之一。本文研究了基于Zigbee的心电监护网络中的定位问题,目的在于给出一种可行的、更加精确的定位算法。方法：国内外许多学者针对无线传感器网络的定位问题进行了大量的研究,期间也提出了很多算法,但仍有改进空间。本文的射频接收器使用Chipcon公司的CC2430无线模块作为节点收发装置,该接收器符合IEEE 802.15.4标准,2.4 GHz。研究进行了定位系统的开发和改进算法的测试。研究中节点定位采用测距算法,首先给出算法模型,并进行样本节点数据测试,最后给出样本节点的实际位置与定位算法的测试数据之间的对比结果,并通过统计分析得出研究结论。结果：测试的结果表明,改进的定位算法达到了预期的效果,测试样本节点的定位精度明显提高,具有一定的应用价值。结论：本文所提算法可以提高节点定位精确度,但仅对6个实验节点进行了算法的验证,对于心电监护系统而言,后续还需继续采用更大规模的节点进行验证。     

Remote monitoring of lower-limb prosthetic socket fit using wireless technologies

Accurate fitting of a lower-limb prosthetic socket is the most important factor affecting amputee satisfaction and rehabilitation. The technology is now available to allow real-time monitoring of in-service pressure distribution of prosthetic limbs. This paper proposes a remote interfacial pressure monitoring system necessary for the assessment of fit. The suitability of a wireless ZigBee network due to its relevant technical specification is investigated. The system enables remote monitoring of a prosthetic socket and its fit under different operating conditions thereby improving design, efficiency and effectiveness. The data can be used by prosthetists and may also be recorded for future training or for patient progress monitoring. This can minimize the number of iterations by getting it right first time, thereby minimizing the number of replacement prostheses.     

无线式监护基站的USB接口设计

目的:在无线健康监护系统中,当无线节点的数量较多,采集的生理信息数据量较大时,普通RS232接口难以满足协调器和上位机之间大数据量实时传输的要求,采用USB接口很好的弥补了这个缺陷。方法:文中以ZigBee无线组网技术获取生理信号,采用EZ-USB FX2芯片作为USB接口芯片,构建ZigBee单片机CC2430和上位机的数据管道。编写固件程序,对固件寄存器进行相应的设置就可以实现特定的功能。编写单片机程序,可以控制接口芯片的输入输出。设置该芯片在Slave FIFO工作方式下,单片机CC2430访问FX2的端点类似于访问外部存储器FIFO。上位机应用程序通过USB接口向外围采样设备发送相应的命令即可控制数据传送过程。结果:设置采样时间间隔可以控制采样的速率,设置好了采样时间间隔,单击Get Samterval按钮即可将采样时间间隔数据包向下传给外部主控制器CC2430,主控制器对时间间隔数据包进行处理,设置相应的定时器和计数器参数。单击SendDisplay按钮可在界面上看到显示的上传数据。结论:本系统可以同时监测多项生理信号,且实时性和机动灵活性好,有较大的优越性。