阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征是一種嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的常見(jiàn)多發(fā)病,只是近30年來(lái)才逐漸被人們關(guān)注。是一種由于某些原因而導(dǎo)致上呼吸道阻塞,睡眠時(shí)有呼吸暫停,伴有缺氧、鼾聲、白天嗜睡等癥狀的一種較復(fù)雜的疾病。它不僅影響人們的睡眠質(zhì)量,還會(huì)引起高血壓、心腦血管疾病等疾病,對(duì)人的健康危害極大。目前,醫(yī)學(xué)上對(duì)阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征的預(yù)防、診斷和治療受到了廣泛的重視,因此研制一種便攜式睡眠監(jiān)測(cè)儀在臨床上具有重要的意義。 本文基于光電容積法和朗伯-比爾定律,提出了脈率和血氧飽和度的算法,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種低功耗、體積小、價(jià)格便宜、適合家庭使用的睡眠呼吸暫停低通氣監(jiān)測(cè)儀。硬件設(shè)計(jì)上,通過(guò)NELLCOR指夾透射式血氧探頭和相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)采集人體脈搏波信號(hào)；通過(guò)HONEYWELL呼吸傳感器提取鼻呼吸壓力信號(hào)；設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互式接口、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊、USB數(shù)據(jù)通信模塊等。在軟件設(shè)計(jì)上,在IAR平臺(tái)上采用C430和匯編的混合編程完成底層驅(qū)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理、顯示、存儲(chǔ)和傳輸,實(shí)現(xiàn)了脈率和血氧飽和度的檢測(cè)算法,同時(shí),采用Visual C++作為開(kāi)發(fā)平臺(tái),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了測(cè)試儀配套的PC機(jī)端軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了生理參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示與健康評(píng)估。 通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試表明,該監(jiān)測(cè)儀各功能模塊運(yùn)行良好,整體功能完備,能有效提取脈搏波和呼吸信號(hào),算出脈率和血氧飽和度,并結(jié)合呼吸信號(hào),對(duì)人體睡眠狀況進(jìn)行評(píng)估。

【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：R197.39
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 本課題的研究背景與意義8
• 1.2 睡眠呼吸暫停綜合征概述8-10
• 1.2.1 睡眠呼吸暫停綜合征相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)8-9
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9
• 1.2.3 睡眠呼吸暫停綜合征治療方法概述9-10
• 1.3 論文工作與文章結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3.1 論文工作10
• 1.3.2 文章結(jié)構(gòu)10-11
• 第二章 睡眠呼吸監(jiān)護(hù)參數(shù)的檢測(cè)原理和方法11-17
• 2.1 透射式脈搏血氧飽和度的檢測(cè)概述與模塊設(shè)計(jì)11-15
• 2.1.1 血氧飽和度基本概念與臨床檢測(cè)意義11
• 2.1.2 血氧飽和度檢測(cè)原理與方法11-14
• 2.1.3 血氧飽和度檢測(cè)技術(shù)14-15
• 2.1.4 透射式血氧飽和度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)15
• 2.2 人體呼吸信號(hào)檢測(cè)及檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)15-17
• 2.2.1 常用的呼吸信號(hào)檢測(cè)方法15-16
• 2.2.2 人體呼吸信號(hào)檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)16-17
• 第三章 睡眠呼吸暫停低通氣動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀硬件設(shè)計(jì)17-31
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)17-20
• 3.1.1 需求分析17
• 3.1.2 系統(tǒng)組成17-18
• 3.1.3 元器件的選擇18-20
• 3.2 硬件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)20-29
• 3.2.1 血氧探頭結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)模塊21-22
• 3.2.2 脈搏波檢測(cè)模塊22-23
• 3.2.3 呼吸信號(hào)檢測(cè)模塊23
• 3.2.4 微處理器模塊23-24
• 3.2.5 系統(tǒng)電源模塊24-25
• 3.2.6 時(shí)鐘模塊25-26
• 3.2.7 存儲(chǔ)模塊26
• 3.2.8 人機(jī)接口模塊26-27
• 3.2.9 USB通信接口模塊27-28
• 3.2.10 其它模塊28-29
• 3.3 硬件抗干擾措施29-30
• 3.3.1 降低時(shí)鐘頻率29
• 3.3.2 印刷板電路的抗干擾設(shè)計(jì)29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第四章 睡眠呼吸暫停低通氣動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀軟件設(shè)計(jì)及信號(hào)處理31-50
• 4.1 概述31
• 4.2 單片機(jī)端軟件設(shè)計(jì)31-45
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件流程圖31-32
• 4.2.2 總體功能32-34
• 4.2.3 系統(tǒng)初始化模塊34-37
• 4.2.4 模式選擇模塊37
• 4.2.5 硬件時(shí)分復(fù)用與邏輯控制37-38
• 4.2.6 脈搏波信號(hào)的處理與分析38-42
• 4.2.7 呼吸信號(hào)模塊設(shè)計(jì)42
• 4.2.8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)42-44
• 4.2.9 USB數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)計(jì)44-45
• 4.3 睡眠呼吸監(jiān)護(hù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)45-48
• 4.3.1 PC機(jī)端開(kāi)發(fā)環(huán)境45-46
• 4.3.2 睡眠呼吸監(jiān)護(hù)儀配套軟件系統(tǒng)總體功能簡(jiǎn)要介紹46
• 4.3.3 系統(tǒng)操作流程圖46-47
• 4.3.4 主要功能模塊界面設(shè)計(jì)47-48
• 4.4 軟件抗干擾措施48-49
• 4.4.1 看門(mén)狗技術(shù)48-49
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集通道的數(shù)據(jù)預(yù)篩選49
• 4.4.3 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與分析50-58
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試概述50
• 5.2 儀器硬件調(diào)試及分析50-52
• 5.2.1 系統(tǒng)電源模塊的調(diào)試50-51
• 5.2.2 血氧探頭驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)試51
• 5.2.3 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的調(diào)試51-52
• 5.3 儀器軟件調(diào)試及分析52-53
• 5.3.1 液晶模塊的調(diào)試52
• 5.3.2 數(shù)字濾波器中混合編程的調(diào)試52-53
• 5.3.3 數(shù)據(jù)前端采集模塊的軟件調(diào)試53
• 5.4 便攜式睡眠呼吸暫停低通氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試和分析53-56
• 5.4.1 系統(tǒng)性能參數(shù)53
• 5.4.2 NELLCOR血氧探頭驅(qū)動(dòng)電路測(cè)試實(shí)驗(yàn)53-56
• 5.4.3 呼吸模塊的測(cè)試56
• 5.5 血氧飽和度定標(biāo)56-57
• 5.5.1 定標(biāo)方法56-57
• 5.5.2 定標(biāo)實(shí)驗(yàn)57
• 5.6 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 主要工作成果58-59
• 6.2 后續(xù)工作展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果64-65
• 致謝65-66
• 附錄一 睡眠呼吸暫停低通氣動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀實(shí)物圖66-67
• 附錄二 睡眠呼吸暫停低通氣動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀模型圖67

【參考文獻(xiàn)】

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