运动量和血氧饱和度监测系统实现方法

在运动过程中实时监测血氧饱和度可达到提高运动效率和保证运动安全的目的。文章提出一种运动量与血氧饱和度监测系统的实现方法。利用惯性传感器采集人体运动中的加速度信息,通过算法处理实现计步功能。用PPG(光电容积脉搏波)描记法测血氧饱和度,针对较难去除的运动伪差的影响,提出滤波法配合脉搏波区间分析以减小运动干扰。     

光电脉搏仪在血氧饱和度测量中的应用

光电传感器是将光信号转换为电信号的器件,它具有反应速度快、检测灵敏度高、可靠性好等特点。光电脉搏仪是光电传感器在医学测量中的重要应用。当恒定波长的光线照射到人的身体上之后,人身体组织会自动地吸收和反射光强,根据人体吸收、反射和衰减光强的程度可以反映被照射部位组织的结构性状。2020年,新冠疫情突然暴发,人体五大健康指标分别为血氧饱和度、体温、呼吸频率、心率和血压。文章将从基于光电式传感器的脉搏仪出发,分析其在血氧饱和度和心率检测中的应用。     

一种高效实时脉搏血氧监测系统的研究

针对传统的脉搏血氧监测存在光电检测电路复杂、实时性差等缺点,本文提出了一种高效实时的监测方法。以光电容积脉搏波描记法(PPG)为基本原理,构建了以光频转换技术为核心的全数字硬件系统,采用零相移数字滤波和小波分析技术实现脉搏血氧信号的预处理,运用线性回归分析完成血氧饱和度的计算。采用Fluke的Index 2血氧模拟仪产生的标准信号进行测试,在70%~100%范围,误差小于2%。结果表明,该方法切实有效,具有电路简单、数据利用率高等优点,可以实现血氧值的秒级更新。     

基于加速度传感器的油井功图位移测量的算法设计与优化

针对传统示功仪采用拉线法测量位移不易维护和采用加速度传感器测量位移精度不高的问题,设计了一种基于高精度传感器的算法,从底层数据采集和数据处理方法出发,结合硬件,选用新式的自适应采集模式,根据油井运行的特征,采用积分求位移的算法,实际测试结果表明,算法精度很高,同时通用性更强.     

基于光电脉搏波描记方法的多生理参数测量研究

基于单个反射式光电探头,在桡动脉位置测量了脉搏波。利用ATmega16单片机进行660nm和940nm的双波长LED发光控制和数据采集与分析。通过对脉搏波极值的读取实现血氧饱和度和心率的测量;其次,利用时间抽取基2快速傅里叶变换(FFT)对获取的桡动脉信号进行傅里叶变换,实现呼吸频率的测量。测量了10名志愿者的生理参数,并对利用本文设计的系统的测量结果和临床方法记录的结果进行数据的相关性分析,得到血氧饱和度、心率和呼吸频率的相关系数分别为r=0.985、r=0.982和r=0.933。通过相关性分析可以看出,可以利用本文系统进行无创、长时间和多参数的测量。     

透射式血氧饱和度检测方法研究

血氧饱和度是人体的重要参数,临床上许多场合都要对血氧饱和度进行检测。透射式血氧饱和度检测法已经成为一种比较成熟的检测手段,它可以实时、连续和无创伤地进行血氧饱和度检测。本文首先对透射式血氧饱和度检测法的原理进行了详细分析,接着对透射式血压饱和度检测系统的设计进行了阐述,最后指出了目前透射式血氧饱和度检测中仍存在的不足之处以及未来的发展趋势。     

无损伤血氧饱和度检测系统研究

无损伤血氧饱和度检测系统能够快速实时进行血氧饱和度的测量,在临床中得到广泛的应用.介绍了无损伤血氧测定法的测量原理,并以微处理器ADuC848单片机为核心控制器,设计了血氧饱和度检测系统各硬件组成部分及主要软件流程图.设计优化了无创脉搏血氧仪的硬件及软件设计方案,使系统具有精度高、体积小、工作稳定、硬件结构简单等特点.     

基于人脸视频的非接触式心率测量系统研究

心率作为一项重要的生理特征信息,在医疗诊断方面有着不可替代的作用。非接触式心率检测无须与测试者直接接触即可测量出心率,避免了传统心率测量时测试者长时间接触仪器造成的不适,且成本更低,便携性更好。文章提出一种结合ICA和小波变换的算法,对摄像头输入的人脸视频依次进行颜色空间转换、降噪、时频域变换等操作,并搭建了一个基于人脸视频的心率测算系统,针对不同指标设计了多个实验。实验结果表明,系统能够快速实时检测人体心率数据,实现非接触式心率检测,满足心率检测需求。     

基于CMOS影像传感器的血氧饱和度监测系统

介绍了脉搏血样饱和度检测的理论基础与重要的临床应用价值。提出了一种基于CMOS影像传感器的脉搏血氧饱和度监测系统,用CMOS传感器阵列取代了传统血氧仪中的光敏探测,实现了血氧饱和度及脉搏波的无接触测量。阐述了其在组织发育、伤口诊断、病变的提前预测等场合的潜在应用价值。实验结果表明,由于摄像头不能够有效屏蔽外界光源噪声的干扰,所设计样机较传统的血氧仪测得的饱和度值偏低,误差偏大,从而进一步提出减小误差提高精度的方案构想。     

基于CMOS影像传感器的血氧饱和度监测系统

介绍了脉搏血样饱和度检测的理论基础与重要的临床应用价值。提出了一种基于CMOS影像传感器的脉搏血氧饱和度监测系统，用CMOS传感器阵列取代了传统血氧仪中的光敏探测，实现了血氧饱和度及脉搏波的无接触测量。阐述了其在组织发育、伤口诊断、病变的提前预测等场合的潜在应用价值。实验结果表明，由于摄像头不能够有效屏蔽外界光源噪声的干扰，所设计样机较传统的血氧仪测得的饱和度值偏低，误差偏大，从而进一步提出减小误差提高精度的方案构想。     

基于CMOS影像传感器的血氧饱和度监测系统

介绍了脉搏血样饱和度检测的理论基础与重要的临床应用价值.提出了一种基于CMOS影像传感器的脉搏血氧饱和度监测系统,用CMOS传感器阵列取代了传统血氧仪中的光敏探测,实现了血氧饱和度及脉搏波的无接触测量.阐述了其在组织发育、伤口诊断、病变的提前预测等场合的潜在应用价值.实验结果表明,由于摄像头不能够有效屏蔽外界光源噪声的干扰,所设计样机较传统的血氧仪测得的饱和度值偏低,误差偏大,从而进一步提出减小误差提高精度的方案构想.     

基于容积波分析的血氧饱和度测量系统

基于光电容积脉搏波原理,利用红光和近红外光两种波长的半导体激光光源,对人体手指末端做透射吸收测量,在心脏的周期性收缩和舒张作用下,得到交、直流容积波信号,根据血液中氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）对这两种波长光能量的吸收差异,建立差分方程,通过数学解析计算得到血氧饱和度数值,实现了人体血氧饱和度的无创和连续测量。     

压电加速度测量系统的设计

现代工业和自动化生产过程中,动态测试中振动和冲击的精确测量很重要.常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号.在研究压电加速度传感器的基础上,分析了测量的工作原理,提出加速度测量的设计方法;加入温敏元件,进行温度补偿,使其应用温度范围扩大.给出适合该类传感器的信号检测电路和加速度测量系统组成.此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值,并具有结构简单,成本低,性能稳定等优点.     

海水深度测量系统研究

海水深度测量系统可帮助潜水员实时了解当前的下潜深度,是潜水员生命支持系统的重要组成部分.根据系统的设计要求,选择NS-3型压力传感器,基于MAX4461搭建了海水深度测量电路.通过采取硬件滤波和软件滤波相结合的方法,系统的测量精度优于设计要求.同时可通过RS-485总线在操控台端对测量电路进行深度值的“零点校正”.不同环境下的试验结果表明,本系统工作稳定可靠,完全满足设计要求.     

基于双摄像头的心率测量系统的设计与改进

针对在外部干扰或昏暗环境下利用图像光电容积描记(image Photoplethysmography,iPPG)技术进行心率测量时准确度较差,提出了一种自适应心率提取算法,并在嵌入式硬件平台上进行了验证。算法根据图像中人脸与背景区域的色度关系来识别不同的场景并启动合适的摄像头进行图像采集及自适应映射,接着对提取出的信号进行滤波,在信号质量评估后输出结果。上述方法在Zynq平台上进行了验证,使用双摄像头实现实时心率测量,并对结果进行可视化输出。实验结果表明:优化后的算法在光照及运动的双重干扰下的测量误差从3.36BPM降至2.78BPM,准确率提升了17.3%。另外,所设计的系统能够实现在极端黑暗条件下的心率采集,平均误差约为2.39BPM。     

压电式六维加速度传感器测量系统研究

针对9-SPS并联压电式六维加速发传感器的结构特点与工作原理,设计一种集多通道电荷放大器、信号采集与处理为一体的测量系统.其中电荷放大器部分根据传感器的特点对传统电荷放大器进行了改进与优化,不仅实现了电荷放大器的小型化.且其测量范围、滤波器参数及增益均可通过程序控制,实现自动测量;信号采集与处理单元采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)联合架构,兼顾了速度与灵活性,为系统实现实时处理提供了保障.与传统测量系统相比,该系统具有测量精度高,体积小,成本低,使用方便及具有良好的人机交互等特点.     

精密测距系统的抗干扰研究

精密测距系统是与微波着陆系统配合使用的新一代着陆导航设备,它可以提供每一架进近飞机相对于引导点的距离信息,保证全自动进近和着陆过程的顺利完成.由于进近过程中存在测距脉冲的多径传播,其对距离测量值产生随机误差,通过对精密测距系统工作原理以及多径干扰产生机理的研究和分析,对目标距离的测量值进行自适应卡尔曼滤波处理,从而提高精密测距系统的抗随机误差能力及系统的工作可靠性.     

多MEMS传感器姿态测量系统的研究

提出利用多个MEMS传感器组合定姿的方法,该方法利用加速度计的输出判断载体运动状态,采用EKF滤波算法对其状态进行估计,并在滤波算法中应用加速度计和磁强计组合计算所得的姿态信息作为对陀螺漂移的补偿,最后通过数据融合修正其姿态角。     

在运动状态下脉搏信号的级联滤波算法

为了减小在剧烈环境中脉搏波信号产生的运动伪迹,采用mimic数据库中由光子器件构成的光电传感器采集的脉搏信号,通过陀螺仪信号和三轴加速度互补滤波来矫正三轴加速度的角度,运用奇异谱分析将矫正后的三轴加速度信号分组为不同频率成分的信号,作为三级快速横向递归最小二乘(FTRLS)算法的参考信号自适应消除运动伪迹.结果表明,与...     

超宽带雷达射频干扰抑制研究

本文分析了目前已提出的一些超宽带雷达射频干扰抑制算法及其性能,结合到最小均方(LMS)自适应滤波在抗干扰中的广泛应用,研究了它在UWB雷达射频干扰抑制中的作用。仿真结果表明,LMS自适应滤波能很好地抑制射频干扰信号。