一种高效实时脉搏血氧监测系统的研究 被引量：11

1

作者 张根选 石波 +2 位作者 刘胜洋 陈建方 TSAUYoung 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期187-191,共5页

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... 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Index2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。 展开更多

关键词 脉搏血氧饱和度 光电容积脉搏波描记法 光频转换 线性回归分析 SATURATION (SpO2)

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脉率变异性分析在穿戴式智能设备中的应用 被引量：8

2

作者 石波 陈法圣 +1 位作者 陈建方 曹阳 《中国医疗器械杂志》 CAS 2015年第2期95-97,共3页

基于光电容积脉搏波(PPG)原理设计了一种反射式脉搏传感器,通过Arduino uno开发板将采集的人体指端PPG信号传输至PC进行脉率变异性(PRV)分析。选择20名健康受试者为对象进行系统测试,同时同步记录心电图(ECG)信号(迪美泰Dicare-m1CP微... 基于光电容积脉搏波(PPG)原理设计了一种反射式脉搏传感器,通过Arduino uno开发板将采集的人体指端PPG信号传输至PC进行脉率变异性(PRV)分析。选择20名健康受试者为对象进行系统测试,同时同步记录心电图(ECG)信号(迪美泰Dicare-m1CP微型心电记录仪)并进行心率变异性(HRV)分析作为参考。研究发现,脉搏波PP间期序列与心电图RR间期序列高度相关(r>0.99),PRV的时域、频域和Poincaré散点图指标与对应的HRV各指标差异无统计学意义(P>0.05)。结果表明,穿戴式智能设备中基于PPG的短时PRV分析与基于ECG的短时HRV分析是等价的。 展开更多

关键词 脉率变异性 光电容积脉搏波描记法 穿戴式智能设备 心率变异性

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院前急救全程心电监测的概念及实现 被引量：7

3

作者 石波 张莉 +4 位作者 曹阳 邹贵全 刘华永 李雷 张艳 《中国医疗器械杂志》 2017年第5期349-352,共4页

在院前急救中,快速识别心脏骤停并对复苏后患者进行实时心电监护是非常必要的。该文提出院前急救全程心电监测的概念,并设计一种便携式院前急救心电监测仪(Prehospital ECG Monitor,Pre-ECG)。Pre-ECG具有两种工作模式,即快速检测模式... 在院前急救中,快速识别心脏骤停并对复苏后患者进行实时心电监护是非常必要的。该文提出院前急救全程心电监测的概念,并设计一种便携式院前急救心电监测仪(Prehospital ECG Monitor,Pre-ECG)。Pre-ECG具有两种工作模式,即快速检测模式和连续监护模式。在快速检测模式下使用金属电极可在几秒钟内显示患者心电波形和心率,以了解病人心脏电活动状况;接入导联线后则自动切换为连续监护模式,能够实时显示心电波形和心率,并能够对心率相关异常实时报警,满足转运过程中心电监护的要求。两种工作模式下的心电数据都可永久存储在Tran Flash卡中,可以通过蓝牙打印机打印输出或通过网络传输进行远程会诊,也可留作法律依据和学术研究资料。 展开更多

关键词 院前急救 心电监测 心脏骤停 快速识别

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一种用于体温监测的数字探头 被引量：5

4

作者 张根选 刘成 +1 位作者 石波 曹阳 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2014年第1期4671-4674,共4页

目的:体温是了解人体生理或病理状态的重要参数之一,目前国内大多数医院和家庭还是使用水银体温计和普通的电子温度计,水银温度计易碎、普通的电子温度计抗干扰能力较差,一般不适合体温的长时间监测。本文根据目前医院和家庭对体温长时... 目的:体温是了解人体生理或病理状态的重要参数之一,目前国内大多数医院和家庭还是使用水银体温计和普通的电子温度计,水银温度计易碎、普通的电子温度计抗干扰能力较差,一般不适合体温的长时间监测。本文根据目前医院和家庭对体温长时间测量的要求,利用单片机技术设计了一种可用于医院和家庭长时间体温监测的数字探头。方法:该体温数字探头主要一片由美国微芯公司生产的PIC12LF1822单片机和一片低压差线性稳压器组成,PIC12LF1822单片机完成体温信号的采集、模数转换、数字信号处理和自动定时串口输出,低压差线性稳压器将上位机UART接口的5 V电压转换为3 V为PIC12LF1822单片机供电。结果:经过测量和测试表明:该体温数字探头的面积仅为80 mm2、绝对误差小于0.2℃、工作电压在5 V时数字探头的总功耗为0.8 mW。该体温数字探头可完成除体温显示和超过上限温度报警之外的所有功能。结论:本文成功地设计出了一种可以在多参数监护仪等上位机使用的体温数字探头,该体温探头具有结构简单、成本低,精度高,抗干扰能力强、使用方便等优点。 展开更多

关键词 体温 监护 数字探头 躯体传感器 串口通信

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自由活动状态下的连续心电记录 被引量：5

5

作者 石波 刘胜洋 +2 位作者 陈建方 张根选 曹阳 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期296-300,共5页

随着老年化社会的到来以及慢性心脏病患者的日益增多,自由活动状态下的长时间动态心电监护成为必要。本文采用低倍数放大、高分辨率模数转换和实时数字滤波等技术,设计了一种微型心电记录系统,具有输入信号动态范围(ISDR)>100dB、共... 随着老年化社会的到来以及慢性心脏病患者的日益增多,自由活动状态下的长时间动态心电监护成为必要。本文采用低倍数放大、高分辨率模数转换和实时数字滤波等技术,设计了一种微型心电记录系统,具有输入信号动态范围(ISDR)>100dB、共模抑制比>100dB、内部噪声水平<5μV(RMS)等特征,使用2节7号电池可连续工作24h以上,并可将心电数据保存在存储卡内。实验表明,在静止、走路、运动等状态下记录的心电P-QRS-T波群显示平滑清晰,能够满足自由活动状态下心电监护和分析的要求。 展开更多

关键词 连续心电记录 输入信号动态范围 数字滤波

原文传递

线性回归算法提取脉搏血氧特征值初步验证 被引量：4

6

作者 石波 刘胜洋 +1 位作者 陈建方 曹阳 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2013年第1期3913-3916,共4页

目的:准确提取脉搏血氧信号特征值R是计算脉搏血氧饱和度的关键。传统的R值提取算法大多采用脉搏波的峰谷值法,需要多个周期的平均来提高精度,存在移动步长难以确定、实时性差等缺点。本文提出一种动态实时的R值提取算法。方法:基于近... 目的:准确提取脉搏血氧信号特征值R是计算脉搏血氧饱和度的关键。传统的R值提取算法大多采用脉搏波的峰谷值法,需要多个周期的平均来提高精度,存在移动步长难以确定、实时性差等缺点。本文提出一种动态实时的R值提取算法。方法:基于近红外光谱技术(Near infrared spectroscopy,NIRS)的测量原理,建立了红外光(IR)和红光(RD)两束透射光强信号的线性回归模型,并确定回归系数b与特征值R之间的定量关系。以纯数字医用放大器为实验平台,搭建了光源驱动电路和光电检测电路,采集的光电容积脉搏波(Photoplethysmography,PPG)信号由蓝牙USB接口传输至计算机,然后进行线性相关性分析及提取算法验证。结果:分析发现IR和RD两束透射光强信号之间具有很强的相关性(r>0.9),运用线性回归法提取的特征值R可以准确的反映正常血氧饱和度值以及在主动闭气过程中血氧饱和度的下降过程。结论:初步验证结果表明,线性回归算法可以有效的进行脉搏血氧信号特征值的动态估算。 展开更多

关键词 脉搏血氧 血氧饱和度 线性回归算法 近红外光谱 光电容积脉搏波

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静息状态和实时运动状态心率变异性比较研究 被引量：4

7

作者 石波 张莉 +2 位作者 曹阳 王丹妮 张文佳 《中国医疗器械杂志》 2017年第3期157-160,共4页

为了研究健康人群静息状态和实时运动状态心率变异性(HRV)的特点,该文采用心电记录仪记录16名大学生静坐和快走两种状态5 min心电数据,再利用Hilbert变换进行R波提取并得到RR间期序列,然后进行HRV时域参数、频域参数、Poincaré散... 为了研究健康人群静息状态和实时运动状态心率变异性(HRV)的特点,该文采用心电记录仪记录16名大学生静坐和快走两种状态5 min心电数据,再利用Hilbert变换进行R波提取并得到RR间期序列,然后进行HRV时域参数、频域参数、Poincaré散点图参数分析以及去趋势波动分析。结果表明,快走状态的时域参数(Mean RR、SDNN、RMSSD)、频域参数(VLF、LF、HF、TP)、Poincaré散点图参数(SD1和SD2)较静坐状态均显著降低,差异均具有统计学意义(P<0.001);长时尺度分形指数(α2)较静坐状态升高,差异具有统计学意义(P<0.05);其他频域参数(LF norm、HF norm和LF/HF)和短时尺度分形指数(α1)较静坐状态差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究结果可为HRV在运动生理学和康复医学中的进一步应用提供特征指标和统计学依据。 展开更多

关键词 心率变异性 静息 运动 高频功率 去趋势波动分析

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基于近场通信技术的无线无源体温传感器 被引量：4

8

作者 石波 张莉 +3 位作者 张根选 曹阳 张赛 李雷 《中国医疗器械杂志》 2017年第1期17-19,42,共4页

该文设计了一种无线体温传感器(WBTS),无需单独电源供电,使用时只需将WBTS与具有近场通信(NFC)功能的手机贴近即可在应用程序上实现体温数据的实时采集。WBTS主要由数字体温探头(d-BTP)、NFC模块和天线三部分组成。d-BTP采用单片芯片实... 该文设计了一种无线体温传感器(WBTS),无需单独电源供电,使用时只需将WBTS与具有近场通信(NFC)功能的手机贴近即可在应用程序上实现体温数据的实时采集。WBTS主要由数字体温探头(d-BTP)、NFC模块和天线三部分组成。d-BTP采用单片芯片实现体温数据的采集和处理,NFC模块和天线实现NFC手机和WBTS之间的无线能量传输和数据通信。d-BTP和NFC模块之间采用通用异步传输收发器通信协议,并采用数据压缩技术提高传输效率和降低功耗。经过测试,在(32~42)℃范围内,WBTS的误差为±0.1℃。WBTS具有精度高、功耗低、抗干扰能力强、无需独立电源供电等特点,可以集成到可穿戴设备中用于体温监护和健康管理。 展开更多

关键词 体温传感器 近场通信 可穿戴设备 无源

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心电信号采集技术研究进展 被引量：3

9

作者 程珊珊 石波 曹阳 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2014年第4期75-79,共5页

体表心电图设备,包括常规心电图机、床边心电监护仪、动态心电记录仪、负荷运动心电系统等,是目前最广泛应用的心脏功能诊断/监护设备。这类设备的核心部分是心电信号采集放大器和模数转换器。本文综述了国内外心电信号采集技术的研究现... 体表心电图设备,包括常规心电图机、床边心电监护仪、动态心电记录仪、负荷运动心电系统等,是目前最广泛应用的心脏功能诊断/监护设备。这类设备的核心部分是心电信号采集放大器和模数转换器。本文综述了国内外心电信号采集技术的研究现状,分析了其主要技术参数,最后提出低增益直流放大器和高分辨率模数转换器是未来的发展趋势。 展开更多

关键词 心电信号 放大器 模拟前端 模数转换器

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一种计算脉搏血氧饱和度的新方法 被引量：3

10

作者 张根选 石波 曹阳 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期62-65,共4页

由于常用的计算脉搏血氧饱和度的方法一般都存在测量数据不能实时更新的缺点,本文基于NJL5501R光反射器搭建了脉搏波信号测量的硬件平台,并根据脉搏波信号测量中所采集的红光和红外光具有高度的线性相关性的特点,提出一种通过建立红光... 由于常用的计算脉搏血氧饱和度的方法一般都存在测量数据不能实时更新的缺点,本文基于NJL5501R光反射器搭建了脉搏波信号测量的硬件平台,并根据脉搏波信号测量中所采集的红光和红外光具有高度的线性相关性的特点,提出一种通过建立红光和红外光的线性回归模型来确定血氧饱和度值的方法,并且分析了参与计算的脉搏波采样点数多少对脉搏波血氧特征值的影响。实验结果表明,本文提出的方法能够在保证测量精度的同时实现血氧饱和度数据的快速更新,为人体脉搏血氧饱和度实时、准确地监测提供了一种有效的途径。 展开更多

关键词 脉搏血氧饱和度 微控制器 采样频率 F检验

原文传递

手持式快速心电检测仪设计 被引量：3

11

作者 石波 张根选 曹阳 《中国医疗器械杂志》 CAS 2013年第2期109-111,共3页

采用低倍数放大、高分辨率模数转换、实时数字滤波以及快速P-QRS-T波形识别和提取算法等技术,设计了一种手持式快速心电检测仪。结果表明,该心电检测仪能够满足心率和心电图P-QRS-T波形快速检测的要求。

关键词 心电图 直接接触 干性电极 便携式

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短时应用心率变异性分析系统 被引量：2

12

作者 石波 陈法圣 +2 位作者 张根选 曹明娜 曹阳 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期767-772,共6页

本文设计了一种短时(5min)应用心率变异性(HRV)的分析系统,主要由心电采集模块(ECGAU)和HRV分析模块(HRVAU)两个部分组成。ECGAU采用低倍数放大、高分辨率模数转换、数字滤波和无线传输等技术,具有抗干扰能力强、体积小、重量轻、方便... 本文设计了一种短时(5min)应用心率变异性(HRV)的分析系统,主要由心电采集模块(ECGAU)和HRV分析模块(HRVAU)两个部分组成。ECGAU采用低倍数放大、高分辨率模数转换、数字滤波和无线传输等技术,具有抗干扰能力强、体积小、重量轻、方便携带等特征;HRVAU主要是基于Matlab平台完成R波的检测以及HRV时域、频域和非线性指标的分析。初步验证结果表明,本系统性能可靠,可以用于静息、运动等多种状态下的短时HRV分析。 展开更多

关键词 心率变异性 短时 心电图

原文传递

用于移动医疗的微型无线心电传感器 被引量：1

13

作者 张根选 石波 +1 位作者 张赛 曹阳 《中国医疗器械杂志》 2019年第2期109-111,共3页

该文设计了一种用于移动医疗的微型无线心电传感器,该微型无线心电传感器通过单导联方式采集人体的心电信号,并通过蓝牙传输技术将处理后的心电数据发送到手机端实现心电波形、心率显示及心电数据的存储。该无线心电传感器具有操作简单... 该文设计了一种用于移动医疗的微型无线心电传感器,该微型无线心电传感器通过单导联方式采集人体的心电信号,并通过蓝牙传输技术将处理后的心电数据发送到手机端实现心电波形、心率显示及心电数据的存储。该无线心电传感器具有操作简单、准确度高、抗干扰能力强和实时性好等特点,可以对一些心律失常等疾病进行长时的监测。 展开更多

关键词 心电 蓝牙 心律失常 电源管理模块

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一种用于癫痫发作预测的可穿戴无线传感器 被引量：1

14

作者 张根选 张莉 +2 位作者 石波 曹阳 刘开放 《中国医疗器械杂志》 2016年第4期257-259,共3页

该文设计了一种贴片可穿戴式心电传感器(Wearable Patch-type ECG Sensor,WPES),主要由电极、心电采集模块、蓝牙模块和电源模块等部分组成。WPES以BMD101芯片为核心进行心电采集,通过低功耗蓝牙实现与手机之间的通信。WPES具有电路简... 该文设计了一种贴片可穿戴式心电传感器(Wearable Patch-type ECG Sensor,WPES),主要由电极、心电采集模块、蓝牙模块和电源模块等部分组成。WPES以BMD101芯片为核心进行心电采集,通过低功耗蓝牙实现与手机之间的通信。WPES具有电路简单、体积小、重量轻、功耗低、穿戴方便、舒适度高等特点,可以作为传感器节点用于网络化癫痫发作预测。 展开更多

关键词 癫痫发作预测 心率变异性 可穿戴传感器 低功耗蓝牙

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基于EEMD的脉率变异性时频域研究

15

作者 张根选 石波 +1 位作者 张赛 曹阳 《中国医疗器械杂志》 2017年第4期251-254,共4页

该文基于集合经验模态分解(EEMD)具有非常适合分析非平稳、非线性信号的特点,将脉率变异性(PRV)信号通过EEMD分解成多个本征模态(IMF)分量。分别计算出每个IMF分量的能量,并根据各个IMF分量频谱的特点,重新对IMF分量的能量重构得到PRV... 该文基于集合经验模态分解(EEMD)具有非常适合分析非平稳、非线性信号的特点,将脉率变异性(PRV)信号通过EEMD分解成多个本征模态(IMF)分量。分别计算出每个IMF分量的能量,并根据各个IMF分量频谱的特点,重新对IMF分量的能量重构得到PRV的高频能量(EHF)、低频能量(ELF)、极低频能量(EVLF)。并通过实验与AR功率谱估计方法进行了比较。结果表明两种方法得到的PRV各个对应的频域参数相关系数>0.96,说明该方法可以真实地反映交感神经和迷走神经活动。 展开更多

关键词 脉率变异性 心率变异性 集合经验模态分解

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Autoacuity Test与标准对数视力表用于儿童视力测定的比较 被引量：2

16

作者 刘臻臻 邓大明 +2 位作者 祁勇军 曹阳 吴明星 《中山大学学报（医学科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期762-766,共5页

【目的】比较一种计算机视力测试软件Autoacuity Test和标准对数视力表之间的一致性和重复性,初步探讨Autoacuity Test临床应用的可行性。【方法】对41名视功能正常儿童[(8.4±1.8)岁]和25名弱视儿童[(8.0±2.2)岁]分别使用标... 【目的】比较一种计算机视力测试软件Autoacuity Test和标准对数视力表之间的一致性和重复性,初步探讨Autoacuity Test临床应用的可行性。【方法】对41名视功能正常儿童[(8.4±1.8)岁]和25名弱视儿童[(8.0±2.2)岁]分别使用标准对数视力表和Autoacuity Test两种方法进行视力测试。30min后重新对其进行测试。以Autoacuity Test与标准对数视力表检查结果的一致性限度的评价其准确性,以测试-再测试的重复系数及配对t检验评价其重复性。【结果】视功能正常儿童的Autoacuity Test与标准对数视力间的一致性限度为0.16对数单位;弱视儿童为0.31对数单位。正常儿童两种方法各自的测试-再测试结果间差异均无统计学意义(P>0.05)。弱视儿童标准对数视力表测试-再测试结果间差异无统计学意义,Autoacuity再次测试视力检查结果较初次测试有所提高(P<0.05)。【结论】Autoacuity Test与标准对数视力表两种检查方法在视功能正常儿童中一致性较好,在弱视儿童中一致性稍差,两者重复性相近。Autoacuity是一种可取的儿童视力测试方法。 展开更多

关键词 儿童 标准对数视力表 最小分辨角对数(logMAR) 准确性 重复性 Autoacuity TEST 视力

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