[摘要] 目的：設計一種可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測患者的心電變化。方法：基于生物反饋技術，引入生物反饋訓練，設計具有放松療法和行為療法功能的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用射頻識別(RFID)的物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的無線傳輸，并應用矩陣實驗室(MATLAB)軟件簡單實現(xiàn)了心電數(shù)據(jù)的家庭化分析。結果：系統(tǒng)實現(xiàn)了可穿戴式的無線心電監(jiān)測，可更好地調動患者的主觀能動作用，使其自發(fā)地進行心理、生理活動的內在調節(jié)，進而達到預防疾病或治療疾病的目的。結論：應用生物反饋技術和基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術設計的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)具有較強的實用性，可推廣應用。

   心電監(jiān)測廣泛應用于臨床與康復護理中，能夠實時監(jiān)測患者的心電變化，且監(jiān)測設備能夠及時、自動地給予患者一定的指導，使患者能夠有意識地自主調節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能，進而調節(jié)其內部生理狀態(tài)，其效果良好。而能夠實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮啽悖矣每纱┐魇叫碾姳O(jiān)測系統(tǒng)及其具有一定專家指導功能的配套軟件有著廣闊的應用前景。本研究應用基于無線射頻識別(radio frequency identification，RFID)的物聯(lián)網(wǎng)技術，設計實現(xiàn)了可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)；借助普通個人計算機(personal computer，PC)，充分發(fā)揮矩陣實驗室 (matrix laboratory，MATLAB)軟件的強大數(shù)據(jù)分析處理能力，便于在MATLAB環(huán)境中實現(xiàn)心電監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析。通過本系統(tǒng)，患者不但可以在不被限制自由的情況下實現(xiàn)一定范圍的遠程心電監(jiān)測，還可以在PC機上自助分析其心電信號，進行簡單的參數(shù)檢測和波形檢測。

   心理活動和生理活動之間存在著緊密的內在聯(lián)系，這是無意識的生理活動置于有意識的意識控制之下的物質基礎。生物反饋技術即通過有意識地訓練，使患者意志可以在一定條件和范圍內支配原來認為不能隨意支配的平滑肌、心肌以及許多植物神經(jīng)支配的器官的功能。通過傳感器將患者正常意識不到的身體功能，如心電、腦電、肌電及血壓等加以處理和放大，及時轉換成其熟悉的視覺信號或聽覺信號顯示出來，使患者實實在在地“感覺”到自己內臟器官的活動情況；患者通過學習和訓練，學會在一定范圍內通過調節(jié)其自身的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級機能來糾正、恢復或者穩(wěn)定其內臟器官活動，進而達到防治疾病的目的。生物反饋的實現(xiàn)，需要患者機體各系統(tǒng)的參與，受控部分不斷發(fā)出的反饋信息通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)的識別、理解，調動各系統(tǒng)參與生理、心理功能的調節(jié)，進而形成反饋信息—調節(jié)環(huán)路，使患者機體不平衡的心理、生理狀態(tài)向相對平衡狀態(tài)轉化，以保持身心健康。

   生物反饋療法充分反映了心身的不可分割性和心身統(tǒng)一的整體觀。作為行為療法的發(fā)展，自20世紀60年代末，隨著行為主義理論的建立以及系統(tǒng)論、控制論和信息論的興起而出現(xiàn)以來，在心理學、生理學、臨床醫(yī)學和現(xiàn)代電子學等諸學科發(fā)展的基礎上，順應“生物→心理→社會”醫(yī)學模式的發(fā)展，以其無損傷、無痛苦、無藥物不良反應、方法簡便及療效滿意等優(yōu)點在預防醫(yī)學、康復醫(yī)學、臨床醫(yī)學和其他領域中得到了越來越廣泛的應用。

   生物反饋訓練重在患者機體行為(生理和心理行為)的調節(jié)和矯正，是心理和生理發(fā)展的過程，強調持之以恒，生物反饋的作用機制如圖1所示。

基于生物反饋技術的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)的設計

生物反饋治療效果如何，與患者自身參與程度有密切關系。治療過程中患者須真正認識到生理、心理的發(fā)展性，明白生物反饋治療裝置可以提高訓練效果，但不能替代訓練，患者須自覺調動自身潛力，積極參與到治療中來。經(jīng)過一定時間的訓練，患者可以不再使用生物反饋治療裝置也可達到良好的放松效果和對特定內臟器官的一定控制。如果僅僅注重行為的訓練，忽視生理和心理治療，療效將不會持久。將行為訓練和生理治療、心理治療相結合，能夠使治療效果更加穩(wěn)定、持久。

　　具有良好的抗應激效果的生物反饋放松訓練，不僅可以使患者克服由于病痛帶來的負面情緒和精神創(chuàng)傷，而且通過訓練能夠使痙攣和緊張的肌肉逐漸放松，加強對病痛部位生理信息的感知和控制，鼓勵患者增加康復的信心，能夠使其從精神痛苦中解脫出來?；颊咴诜潘蔂顟B(tài)時表現(xiàn)為呼吸頻率和心頻的減慢、血壓下降，全身骨骼肌張力下降，并有四肢溫暖，頭腦清醒，心情輕松愉快，全身舒適的感覺。生物反饋放松訓練可單獨使用，也可與藥物或其他心理療法配合，從而達到減少藥物用量，甚至縮短療程的目的。

　　隨著計算機技術、傳感器技術的發(fā)展，可穿戴設備逐漸成為研究熱點?？纱┐鬟h程醫(yī)療能夠為患者提供低負荷、非接觸及長期連續(xù)的生理檢測，作為新一代醫(yī)療監(jiān)護模式，被認為是最有效和最實際可行的監(jiān)護手段。本研究應用基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術，并引入生物反饋技術，建立可穿戴式的心電監(jiān)測系統(tǒng)，在實現(xiàn)患者心電參數(shù)的連續(xù)、長時間監(jiān)測的同時，輔以專家指導功能，指導患者有意識地進行生物反饋訓練。

　　2.1 可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結構及原理

　　利用心電電極從人體提取微弱的心電信號，濾除干擾信號后進行放大，將取得的模擬信號經(jīng)調理電路處理后，通過RFID無線傳輸至485總線，數(shù)據(jù)由485總線送入PC機并存入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫(如圖2所示)。

基于生物反饋技術的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)的設計

　　圖2 心電采集系統(tǒng)框圖

關鍵字：生物反饋  反饋  技術  穿戴引用地址：基于生物反饋技術的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)設計聲明：本文內容及配圖由平臺用戶或入駐媒體撰寫。文章觀點僅代表作者本人，不代表EEWorld網(wǎng)站立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或違規(guī)，請聯(lián)系本站處理，郵箱地址：bbs_service@eeworld.com.cn

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