一种可穿戴式无线体域网系统的研究

目的实现一种可穿戴式无线体域网系统。方法该系统根据可穿戴式技术可以实现一种低生理、心理负荷甚至无负荷状态下生理参数的获取的特点,设计了人体血压、指脉、皮肤电阻、呼吸和姿态等5个体征参数采集节点,并根据蓝牙组网技术实现了5个参数的组网能力。结果该系统完成了对人体的血压、指脉、皮肤电阻、呼吸和姿态等5个生理参数的采集;然后,通过蓝牙方式将采集到人体的体征参数发送到个人数据辅助(PDA)机;最后,通过无线服务技术(GPRS)实现与远程紧急救助服务器、医疗数据库服务器、医生服务器等联网。结论可穿戴式无线体域网系统保证了对人体体征参数实时、连续的采集与监测。     

随行生理监护系统设计及性能初步验证

为实现住院患者连续生命体征监测,研制了随行生理参数监护系统SensEcho。该系统由随行生理参数监测终端、无线组网和数据传输单元、中央监护系统三部分组成。其中随行生理参数监测终端为一件柔性背心,内嵌有呼吸感应体积描记传感器和织物心电电极,实现心电、呼吸、体位和体动等基本生理参数的穿戴式低负荷监测;无线生理信号传输单元为基于WiFi技术的组网系统,能够实现病区内多个患者的移动监护,并设计有多重数据续传和数据完整性保障机制;中央监护系统实现所有随行生理参数监测终端数据的显示和患者集中管理,设计有后台数据服务器和算法服务器,支持医疗大数据深度挖掘分析应用。为验证系统性能,我们开展了生理参数检测算法有效性和受试者可靠性测试,以及无线组网和数据传输可靠性测试。测试结果显示,系统无论在基本生理参数监测还是无线数据传输方面都能达到可靠性要求。该系统在医疗领域的应用有望开启个体化连续生命体征监护医疗新模式,为疾病诊断提供基于连续动态生理数据分析的精准信息。     

一种基于可穿戴设备和智能手机的呼吸监测系统

目的呼吸运动是人体重要的生理活动之一,呼吸频率的变化能反映人体生理状况的好坏,因此呼吸频率的监测对于健康监护具有重要意义。方法本研究设计一种基于可穿戴设备和智能手机的呼吸监测系统。可穿戴式设备的主控芯片采用低功耗蓝牙芯片nrf52832,利用加速度传感器MPU6050采集人体呼吸运动的加速度信号,利用低功耗蓝牙方式与智能手机进行通信;智能手机端软件能够实时接收可穿戴式设备发送的呼吸运动数据,利用后台运行的呼吸检测算法计算出呼吸频率等相关参数,并绘制出呼吸运动波形。此外,智能手机可以对接收到的呼吸运动数据进行存储,可对用户的呼吸活动进行长期的分析研究。结果(1)穿戴式设备工作电流11mA,广播电流12mA,待机电流10mA,工作电压3.3V,功率约为33mW;(2)呼吸检测的准确率在95%以上;(3)智能手机界面能够实时显示呼吸运动的加速度波形和呼吸频率。结论该系统具有方便佩戴、功耗低和呼吸检测准确性高等优点,能够适用于家庭等场所进行呼吸监护,满足人们对日常健康监护的需求。     

柔性可穿戴传感系统设计

人口老龄化及老年人慢性病患病率的增加,给家庭和社会带来了巨大的经济负担。新型非侵入式可穿戴传感系统不仅可以连续实时地监测人们的重要生理体征,评估个人健康状况,并且可以提供高效、便捷的信息反馈,从而减轻老年人慢性病带来的健康风险。本文围绕可穿戴生理信号及运动信号监测,开发了一套针对人体生理信号和行为信号检测的可穿戴系统,探索了柔性可穿戴传感技术的设计以及在传感系统中的应用。系统包含了智能帽、智能衣、智能手套和智能鞋垫,可实现对人体生理信号和运动信号的长程连续监测。文章对系统进行了性能验证,同时将新型传感系统和商用设备进行比较。评估结果表明,新型系统的性能与现有系统相当。总之,新型柔性传感系统为生理和运动信号监测提供了一种精准、可拆卸、可扩展、用户体验友好和舒适的解决方案,有望用于远程医疗监测,为医生/患者提供个性化信息监测、疾病预测和诊断。     

远程多生理参数实时监测云服务平台的构建与分析

针对现有的多生理参数实时监测系统中,由于终端用户数量增加和上传数据加大所导致的服务后台数据一致性无法保证、生理参数存储与处理能力不足、实时性较差以及数据利用率低等问题,提出了基于云计算的多生理参数监测后台数据集群存储与并行处理新模式。通过对监测系统云平台的基础设施即服务层资源虚拟化、平台即服务层实时计算平台的构建、软件即服务层数据流的接收与分析,以及多生理参数流传输通路瓶颈问题等方面的研究,实现了生理信息大数据量的实时传输、存储与集群处理,并可利用批处理对患者的历史数据实现纵向分析。仿真测试结果表明:基于云平台的远程多生理参数监测系统在集群数据处理时间和负载平衡方面,比传统的服务器模式具有明显的优势。该平台解决了传统远程医疗服务中数据周转时间长、实时分析算法误差较大和架构拓展困难等问题,为多生理参数无线监测以专业的"穿戴式无线传感+移动终端无线传输+云计算服务"模式走向家庭健康监测提供了技术支撑。     

基于Android手机的生理参数移动监测系统

本研究设计了一款基于Android手机的人体生理参数移动监测系统。依据心电信号与脉搏波信号的特点,设计硬件采集系统。利用蓝牙无线通信方式,将硬件电路采集的生理信号发送至手机。通过在Android手机上开发的应用程序,实现心电信号和脉搏波信号的数字滤波处理、实时显示、存储及回显等功能。通过测量的脉搏波传导时间建立连续血压计算模型,并与人体血压实测值进行验证测试。最后在多个品牌的Android手机上运行本系统的应用程序,验证该系统的实用性和兼容性。该系统具有体积小巧、成本低、可实时连续监测的优点,实现了连续生理参数监测。     

基于体域网的动态呼吸监测系统设计

为了实现日常生活的动态呼吸监测,本研究设计了一种电子健康腰带。利用"体域网"的穿戴式人体生理参数动态监测技术和呼吸感应体积描记术(RIP),将电感传感器嵌入织物中,设计了动态呼吸监测穿戴式微系统。对22位被测试者进行了不同日常生活活动(坐-走-跑-恢复)和连续6 h的睡眠呼吸监测实验。结果表明:在不同日常生活中,呼吸率的平均测量精度约为95%。所设计的基于体域网和RIP技术的呼吸波监测腰带,可用于日常生活和睡眠呼吸监测。     

基于物联网和可穿戴技术的智能监护系统研发及其应用模式探索研究

可穿戴技术是一种低生理、心理负荷的监测技术,具有长时间连续监测的优点,代表了未来监护技术的一个发展方向。本文以穿戴式生理参数监测技术为基础,结合物联网和人工智能等技术,研发了基于物联网可穿戴技术的智能监护系统,包括可穿戴硬件、病区物联网平台、连续生理数据分析算法与软件三大部分。基于该系统,经过大量临床实践探索了连续生理数据的临床应用价值,给出了实时监护、病情评估、预测预警和康复训练四大价值方向;依托真实临床应用环境,探索了可穿戴技术在普通病房监护、心肺康复、院内-院外一体化监测等领域的应用模式。研究结果表明,本监护系统能够有效用于院内患者监护、心肺功能评估与训练以及院外患者管理。     

便携式医疗检测掌上系统设计

目的:以单片机技术为核心设计一个低功耗、小型化的人体信号检测系统,为家庭监护设备提供一种可行的方案。方法:系统以MSP430F149为控制核心,能够实现数据实时采集与处理、数据存储、液晶显示和报警,以及键盘输入、USB通讯、上位机回放、处理等功能。结果:系统可实现生理、生化参数监测并上传到上位机。结论:该设计可为动态心电、血压等多参数人体信号的便携式检测建立一个软硬件的系统平台,实用性好。     

可穿戴式多参数监护装置信号处理平台的设计与实现

背景：可穿戴式多参数监护装置具有生理信号检测和处理、信号特征提取和数据传输等基本功能模块,可实现对人体的无创检测、诊断。 目的：将信号处理平台运用到对时效性和精确度要求较高的可穿戴式多参数监护装置中,提高ECG信号QRS波检测的检测速度和检定准确率。 方法：提出了一种新型可穿戴式多参数监护装置信号处理平台的设计思路,应用TMS320VC5509系列DSP系统实现改进后的LADT压缩算法结合小波变换和阈值检测ECG信号中QRS波的方法。 结果与结论：采用硬件DSP的方法显著提高了QRS波检测的速度,其结果可以用于穿戴式多参数监护装置异常心电检测的实际应用。