面向脑卒中的居家康复可穿戴式智能终端节点设计

摘要

随着人口老龄化进程的加快，以脑卒中等疾病导致的肢体障碍患者数量也在不断增加，现代多项临床研究表明：经过科学有效的康复训练，患者的肢体协调能力可以得到一定程度的恢复，而由于传统治疗需要患者在特定时间和场所对恢复情况进行测试，医生无法实时准确把握患者身体状况。为解决上述问题，本文在研究分析现有康复监测系统的基础上设计了一套面向脑卒中的可穿戴式居家康复智能终端节点系统，论文主要研究内容如下： 首先，对本课题的国内外发展现状及背景意义进行深入的分析解读，确定本课题研究的可行性。系统性了解脑卒中患者肢体运动障碍的特点，选取了运动姿态、肌电和脉搏三个最能反应脑卒中患者身体生理信息的生理数据，在现有基础上进一步分析系统的功能需求，确定了一套系统设计方案。根据需求采用能够保证系统逻辑控制和网络正常通信的控制和通信芯片CC2538；确定满足系统时延和精度的各类传感器及相关周边系统，绘制具有高稳定性、高精确度、强抗干扰性等特点的智能终端节点的原理图及PCB，确保节点的小型化；为保证无线节点数据传输的持续稳定，确定了网状拓扑结构和IEEE802.15.4通信协议。 其次，针对肌电信号和脉搏信号在硬件方面进行去噪的同时，软件方面也分别采用小波阈值和启发式阈值方法去除采集过程中混入的干扰；对于运动姿态数据采用成熟的多节点融合算法将数据统一于人体坐标系。 最后，各个模块与成熟产品分别进行独立测试后，进行了生理参数监测实验。通过测试及实验结果显示可穿戴式智能终端节点系统的稳定性和准确性较高，适用于脑卒中患者居家身体生理信息的监测，可为医生制定合适的康复训练计划提供科学的数据参考。

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