可穿戴式睡眠呼吸暂停综合症检测系统研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:cclongman
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
睡眠呼吸暂停综合症是一种常见的睡眠疾病,会直接导致高血压、冠心病、中风和猝死等问题,严重威胁人们的健康。目前睡眠呼吸暂停综合症检测的标准是患者在睡眠实验室采用多导睡眠图监测,其佩戴不舒适、操作复杂且价格昂贵,不能满足人们对于居家睡眠监护的需求。因此开发一款可穿戴式、成本低、舒适、检测准确的睡眠呼吸暂停检测系统具有一定的研究意义。本文结合心电信号和呼吸信号实现对睡眠呼吸暂停综合症的检测并判断其发病症状。该系统可穿戴终端部分采用柔性织物电极采集心电信号,通过聚偏氟乙烯压电薄膜制作而成的呼吸线圈采集呼吸信号,实现了设备的可穿戴性并提高了舒适性。同时,分别设计了心电和呼吸的调理电路,信号调制后经微控制器处理,通过蓝牙传输至上位机端。在上位机端开发了两个关键算法。针对心电信号设计了基于支持向量机的ECG-SAS检测算法,该算法首先对心电信号去噪,提取QRS波,并进行HRV时频域分析,选取12个用于检测SAS的时频域特征,接下来对特征进行处理,然后采用支持向量机的方法对特征进行分类,并通过Apnea-ECG数据库对分类模型进行验证,最终得到97.42%的训练集准确率和88.24%的测试集准确率。在实现了睡眠呼吸暂停综合症准确检测后,本文根据呼吸信号设计了睡眠呼吸暂停综合症发病程度算法,该算法首先通过三次样条插值对呼吸信号进行预处理,然后提取呼吸率并获取睡眠暂停次数,再根据临床诊断标准对发病程度做简单判断。本文挑选10名志愿者对所设计的系统进行了实验验证,包括可穿戴终端采集的准确性和灵敏度测试以及上位机的心电信号预处理算法测试、EEG-SAS检测算法测试和SAS发病程度算法测试。测试结果表明:可穿戴终端能准确有效采集到心电和呼吸信号,EEG-SAS分类模型识别准确率达到83.72%,发病程度算法的睡眠呼吸暂停次数误差范围在-2~3次之间,能够满足睡眠呼吸暂停综合征的检测以及发病程度的判断需求。本文所设计的检测系统准确性高,系统终端小巧,轻便,佩戴舒适,可以实现长时间睡眠监测,适用于睡眠呼吸暂停综合症检测、体征数据连续采集、睡眠质量动态监测与评估、疾病预警等。
其他文献
在方位信息基础上,利用频率信息可以在本艇不机动条件下完成对目标的观测,而一般情况下,水下目标辐射噪声存在多个线谱频率,根据单阵或多阵所测得的目标方位和多线谱频率信息建立
端午节赛龙舟在我国有着悠久的历史,是我国民族传统体育的盛大赛事,更是我国民俗体育的重要组成部分。龙舟运动在不同的地域环境下,有着不同的表现形式,赋予着独特的文化内涵
直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞速发展。直流稳压电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使直流稳压电源进入更广泛的应用
有效化解城市化利益矛酋,共享城市化和谐利益,江苏各级政府担当起了神圣的责任。搭建就业援助和培训平台,鼓励扶持自主创业,积累资产长效收益,建立健全基本保障机制,维护好实现好城
变频多联机自上世纪90年代进入中国市场以来,凭借其超高能效、安装方便及智能化管理等优点,很快在中央空调市场占据了重要地位。但普通的直流变频多联机在冬天制热,尤其是低
随着经济社会的发展,中国城市经历了快速的发展,城市土地发展模式失衡,城市用地不断扩张,随之带来的影响就是交通环境恶化,慢行空间不断被挤压。目前城市在探索一种基于公共交通+慢行的模式,来作为私家车出行的替代方案。绿道作为一种承载慢行交通的重要空间形式,通过构建慢行优先的城市型绿道系统,与公共交通相连接,尽可能减少机动车的使用,优化城市生活环境。随着2015年中央城市会议上,“城市双修”概念被首次提出