基于心脏储备的亚健康评估系统的初步研究

摘要

本文从疲劳的角度入手,从理论上论证了基于心脏储备、心率变异性和运动量对人体进行体力疲劳和精神疲劳定量评估的可行性,开发了用于亚健康评估的软硬件系统,并对信号的消噪和特征点提取算法作了初步的探讨.为了通过评估运动能力来评估受试者的疲劳和健康状况,本文设计了一套便携式设备来监测受试者在运动过程中心音、心电和运动量的变化情况.在软件设计方面,作者采用Delphi语言初步实现了上位机系统的系统管理、USB数据通信、数据回放分析和数据库等几个主要功能模块.经过实验论证,本算法能有效消除运动心电信号中的基线飘移和肌电干扰,为进一步研究分析评估不同行业人群的亚健康状态提供了新途径.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1问题的提出与研究意义

1.1.1问题的提出

1.1.2研究的意义

1.2国内外研究现状

1.3本课题研究的目的与研究内容

1.3.1本课题研究的目的

1.3.2论文规划

2亚健康与心脏储备关系的理论研究

2.1亚健康评估的研究思路

2.1.1亚健康的症状及其产生的主要原因

2.1.2亚健康的体力活动能力与疲劳的关系

2.1.3心脏储备与亚健康状态评估

2.2疲劳、疲劳评定及其在亚健康中的研究

2.2.1疲劳

2.2.2疲劳的测评

2.2.3亚健康中疲劳的评定现状

2.3心脏储备及其无创检测

2.3.1心脏泵功能与心脏储备

2.3.2心肌收缩能力与心音的产生传导机制

2.3.3心脏储备的无创检测

2.4人体运动量及其检测

2.4.1测量原理及测量部位

2.4.2测量方法

2.5本章小结

3系统硬件设计

3.1系统总体结构

3.2信号检测电路设计

3.2.1心音信号检测电路

3.2.2运动量信号检测电路

3.2.3心电信号检测电路

3.3电源电路设计

3.4单片机系统设计

3.4.1单片机的选择

3.4.2 USB通信芯片和数据存储芯片的选择

3.4.3单片机系统接口电路设计

3.4.4单片机系统软件设计

3.5系统抗干扰设计和安全性

3.5.1电路设计的硬件抗干扰

3.5.2电路设计的软件抗干扰

3.5.3电气安全的设计考虑

3.6本章小结

4系统软件设计

4.1系统总体结构

4.1.1开发平台

4.1.2软件总体设计框图

4.2 USB数据通信模块

4.2.1数据的读取发送

4.2.2通信协议与数据效验

4.3数据的处理分析模块

4.3.1数据预处理

4.3.2波形回放

4.3.3参数求值

4.4健康评估数据库模块的设计

4.5本章小结

5运动心电信号的伪差消除及特征参数提取算法

5.1特征点识别思路

5.2运动心电信号的伪差消除

5.2.1运动心电信号伪差消除的提出

5.2.2小波分析和似然无偏估计的基本理论

5.2.3运动心电伪差消除算法

5.3特征点提取算法研究

5.4结果分析

5.5本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2后续研究工作的展望

致谢

参考文献

附录

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