论文摘要
通过嵌入医用传感器的智能服装,不仅能满足医生对患者的实时诊断和治疗,而且在单兵生命检测系统、航空航天、深水作业和运动员训练等领域也有着广泛的应用。本课题研究了穿戴式压力传感器实时测量脉搏信号中可能遇到的问题,探索了不同体位、位置偏置、穿戴运动对脉搏信号正确测试的影响。采用时频分析方法,分析在不同状态下采集到脉搏信号的变化规律,为实时判断着装者的活动情况提供参考。嵌入服装中的压力传感器在偏置后采集的脉搏信号,在时域特性上,沿桡动脉在距离最佳采脉点30 mm的范围内,时值上可以得到一致的结果。在频域特性上,同样可以说明各点在时间轴上具有一致性。说明在穿戴状态下,采集到的信号在时相上能准确的反映穿戴者的脉搏频率。对于幅值的特征值,随着嵌入式传感器位置偏置程度的增加,相对主波幅度而言,降中峡的幅值有增高趋势,而重搏波幅度则呈下降趋势,且变异系数不断增加。说明偏置压力传感器所采集的脉搏信号,具有明显的变化规律。分析了仰卧,正坐,站立时脉搏信号之间的差异。从时相上来看,仰卧,正坐和站立三种体位的脉搏周期逐渐减小,部分特征参数的变化主要是由于桡动脉的水平和垂直放置的差别引起。在幅度上,正坐位时各点的变异系数都大于其他两种体位,主要是由于在测试时桡动脉的手臂是弯曲的。通过这些对脉搏信号分析,可实现远程判别着装者的活动情况。采用嵌入服装中的压力传感器采集运动时的脉搏信号。从时域分析来看,在运动刚开始和刚结束的瞬间,可以从脉搏信号的主波幅度明显分辨。对于运动过程中的脉搏信号,无法对照在静态下采集脉搏信号的特征参数,也就无法判断被测者的准确健康状况。在运动前后采集的脉搏信号很容易分析出脉搏信号的特征参数,结果证明运动后,心脏功能有所增强,心血管循环功能得到补偿。从频域分析来看,穿戴的嵌入服装中的压力传感器,能够实时准确的测试出穿戴者的脉率。从分段提取脉搏信号做的幅度频谱图上,发现影响脉搏信号的噪音是一个动态的过程,在运动中主要是低于脉搏信号的噪音,在运动停止后的恢复过程中,影响脉搏信号的是高于脉搏频率的动态噪音信号。这些噪音主要是由于人体的生理状态自动调节引起的。通过这些变化规律,可以实现远程实时检测判断着装者的运动情况。