便携式睡眠监测仪的设计课件.ppt
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1、课题背景课题背景1系统总体概述系统总体概述2下位机软硬件设计下位机软硬件设计3上位机软件设计上位机软件设计4总结与展望总结与展望5致谢致谢6睡眠:受到刺激很容易完全恢复的一种生理状态,或意识相对丧失、没有自主肌肉活动,并且是周期性需要的一种生理状态。特征:姿势固定、对刺激的反应减弱和具有可逆性。简单地说,睡眠是一种过程,在睡眠过程中全身,包括中枢神经系统都会得到恢复和休息。课题背景课题背景-什么是什么是“睡眠睡眠”?人的一生中大约有三分之一的时间是在睡眠度过的,通过睡眠可以:消除疲劳和恢复体力;使大脑得到休息,以恢复精力;增强免疫力;促进人的生长发育;延缓衰老;使人放松,有利于人的心理健康;有
2、利于皮肤美容等。课题背景课题背景-睡眠与健康的关系睡眠与健康的关系睡眠质量的好坏直接影响人的身体健康。睡眠分期:非快速眼动期(NREM)睡眠 快速眼动期(REM)睡眠质量:NREM的St3、St4和REM占整夜睡眠时间越长,睡眠中觉醒期越短,说明睡眠质量越好。课题背景课题背景-睡眠分期与睡眠质量睡眠分期与睡眠质量(约(约20%)(7580%)(2025%)St1St2St3St4(510%)(50%)课题背景课题背景-常用监测方式常用监测方式可用于分析心电、脑电、肌电、眼动、手动、心音、血氧等多导睡眠图仪课题背景课题背景在只需单纯判断睡眠质量的情况下,是不需要监测如PSG一样全面的生理信号的睡
3、眠分期和低通气情况心率变异性和睡眠分期及睡眠周期存在很好的关联性(脉搏基频频率与心率之间存在一致变化性)SPO2可反映出睡眠呼吸疾病患者夜间的缺氧状况手指容积脉搏波课题背景课题背景1系统总体概述系统总体概述2下位机软硬件设计下位机软硬件设计3上位机软件设计上位机软件设计4总结与展望总结与展望5致谢致谢6系统概述系统概述-光电脉搏波测量原理光电脉搏波测量原理系统概述系统概述-透射光波长选择以及透射光波长选择以及SPO2的定标的定标22maxmax2maxmaxI/ISPO=A*B=*IIHbOHbOHbCA RBCC氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱曲氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱曲线线
4、22SPOa*R*b RcR与与SPO2的关系曲线图的关系曲线图(660/940nm)系统概述系统概述-下位机硬件原理框图下位机硬件原理框图微控制器:MSP430FG439脉搏探头:NELLCOR成人指夹脉搏血氧探头存 储 器:M25P128(Flash)电源管理:MAX1674串行通信:MAX232系统概述系统概述-上位机软件流程上位机软件流程上位机实现的功能:上位机实现的功能:脉搏相关信号的接收、分析和结果的显示脉搏相关信号的接收、分析和结果的显示软件界面:由软件界面:由VC+实现。实现。算法实现:算法实现:MATLAB与与VC+的混合编程的混合编程课题背景课题背景1系统总体概述系统总体概
5、述2下位机软硬件设计下位机软硬件设计3上位机软件设计上位机软件设计4总结与展望总结与展望5致谢致谢6下位机软硬件设计下位机软硬件设计-脉搏探头驱动电路及时序脉搏探头驱动电路及时序驱动电路:驱动电路:时序:时序:VDAC0000.720DACBEDACLVVVIR下位机软硬件设计下位机软硬件设计-信号预处理电路信号预处理电路M25P128特性如下特性如下:l 容量:128Mbit(16777216 bytes-64 sectors-1024 pages-256 bytes);l 供电电压:2.73.6V;l 接口类型:SPI串行接口;l 最大读取时钟速率:50MHz;l 快速编程/擦除模式:可选
6、,Vpp=9V;l 页编程速度:-2.5ms(典型值);-1.2ms(Vpp=9V);l 支持扇区擦除:2Mbit;l 支持整块擦除:128Mbit;l 具有电子签名:2018h(符合JEDEC标准);l 每扇区支持10000次得擦除/编程操作;l 数据可至少保存20年以上;下位机软硬件设计下位机软硬件设计-存储模块存储模块下位机软硬件设计下位机软硬件设计-存储模块存储模块下位机软硬件设计下位机软硬件设计-电源管理模块电源管理模块MAX1674特性如下:特性如下:l 200mA输出电流时效率为94%;l 16uA的静态工作电压;l 内部同步整流器(不需添加外部二极管);l 0.1uA控制逻辑关
7、断电流;l LBI/LBO低电池电压监测;l 可选电流限制以减少波纹;l 低噪音特性;下位机软硬件设计下位机软硬件设计-下位机软件程序流程图程序流程图课题背景课题背景1系统总体概述系统总体概述2下位机软硬件设计下位机软硬件设计3上位机软件设计上位机软件设计4总结与展望总结与展望5致谢致谢6存储格式:16进制存储路径:PulseData文 件 名:日期+序号,如2010-5-23-7.dat实时数据格式上位机软件设计上位机软件设计-上位机数据接收 异常点的剔除:信号的重采样:重采样频率1Hz(RRI信号最高频率0.5Hz)去直流处理上位机软件设计上位机软件设计-RRI信号预处理|1.5*()iR
8、RIRRIStd RRIjj 1jj 1RR1.3*RRIRRI0.7*RRIRRI值须在正常值范围 RRI值不能发生突变上位机软件设计上位机软件设计-VC+和MATLAB的混合编程MATLAB:mex setupmcc-W cpplib:dllname-T link:lib filename.mdllname.dlldllname.ctfdllname.hdllname.libVC+:环境设置 调用dll mclInitalizeApplication()Initalize()Terminate()mclTerminateApplication()心率变异性(Heart Rate Varia
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