[摘要] 目的：設(shè)計一種可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測患者的心電變化。方法：基于生物反饋技術(shù)，引入生物反饋訓(xùn)練，設(shè)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(shù)，實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的無線傳輸，并應(yīng)用矩陣實(shí)驗室(MATLAB)軟件簡單實(shí)現(xiàn)了心電數(shù)據(jù)的家庭化分析。結(jié)果：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可穿戴式的無線心電監(jiān)測，可更好地調(diào)動患者的主觀能動作用，使其自發(fā)地進(jìn)行心理、生理活動的內(nèi)在調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防疾病或治療疾病的目的。結(jié)論：應(yīng)用生物反饋技術(shù)和基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可推廣應(yīng)用。

   心電監(jiān)測廣泛應(yīng)用于臨床與康復(fù)護(hù)理中，能夠?qū)崟r監(jiān)測患者的心電變化，且監(jiān)測設(shè)備能夠及時、自動地給予患者一定的指導(dǎo)，使患者能夠有意識地自主調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能，進(jìn)而調(diào)節(jié)其內(nèi)部生理狀態(tài)，其效果良好。而能夠?qū)崿F(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮啽?，家用可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)及其具有一定專家指導(dǎo)功能的配套軟件有著廣闊的應(yīng)用前景。本研究應(yīng)用基于無線射頻識別(radio frequency identification，RFID)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計實(shí)現(xiàn)了可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)；借助普通個人計算機(jī)(personal computer，PC)，充分發(fā)揮矩陣實(shí)驗室 (matrix laboratory，MATLAB)軟件的強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析處理能力，便于在MATLAB環(huán)境中實(shí)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(shí)現(xiàn)一定范圍的遠(yuǎn)程心電監(jiān)測，還可以在PC機(jī)上自助分析其心電信號，進(jìn)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(nèi)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(zhì)基礎(chǔ)。生物反饋技術(shù)即通過有意識地訓(xùn)練，使患者意志可以在一定條件和范圍內(nèi)支配原來認(rèn)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(zhuǎn)換成其熟悉的視覺信號或聽覺信號顯示出來，使患者實(shí)實(shí)在在地“感覺”到自己內(nèi)臟器官的活動情況；患者通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)會在一定范圍內(nèi)通過調(diào)節(jié)其自身的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級機(jī)能來糾正、恢復(fù)或者穩(wěn)定其內(nèi)臟器官活動，進(jìn)而達(dá)到防治疾病的目的。生物反饋的實(shí)現(xiàn)，需要患者機(jī)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(diào)動各系統(tǒng)參與生理、心理功能的調(diào)節(jié)，進(jìn)而形成反饋信息—調(diào)節(jié)環(huán)路，使患者機(jī)體不平衡的心理、生理狀態(tài)向相對平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)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(jì)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(xué)、生理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代電子學(xué)等諸學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上，順應(yīng)“生物→心理→社會”醫(yī)學(xué)模式的發(fā)展，以其無損傷、無痛苦、無藥物不良反應(yīng)、方法簡便及療效滿意等優(yōu)點(diǎn)在預(yù)防醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

   生物反饋訓(xùn)練重在患者機(jī)體行為(生理和心理行為)的調(diào)節(jié)和矯正，是心理和生理發(fā)展的過程，強(qiáng)調(diào)持之以恒，生物反饋的作用機(jī)制如圖1所示。

基于生物反饋技術(shù)的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

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

　　具有良好的抗應(yīng)激效果的生物反饋放松訓(xùn)練，不僅可以使患者克服由于病痛帶來的負(fù)面情緒和精神創(chuàng)傷，而且通過訓(xùn)練能夠使痙攣和緊張的肌肉逐漸放松，加強(qiáng)對病痛部位生理信息的感知和控制，鼓勵患者增加康復(fù)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(xùn)練可單獨(dú)使用，也可與藥物或其他心理療法配合，從而達(dá)到減少藥物用量，甚至縮短療程的目的。

　　隨著計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，可穿戴設(shè)備逐漸成為研究熱點(diǎn)?？纱┐鬟h(yuǎn)程醫(yī)療能夠為患者提供低負(fù)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(hù)模式，被認(rèn)為是最有效和最實(shí)際可行的監(jiān)護(hù)手段。本研究應(yīng)用基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并引入生物反饋技術(shù)，建立可穿戴式的心電監(jiān)測系統(tǒng)，在實(shí)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(dǎo)功能，指導(dǎo)患者有意識地進(jìn)行生物反饋訓(xùn)練。

　　2.1 可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)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(jìn)行放大，將取得的模擬信號經(jīng)調(diào)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(jī)并存入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(如圖2所示)。

基于生物反饋技術(shù)的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

　　圖2 心電采集系統(tǒng)框圖

關(guān)鍵字：生物反饋  反饋  技術(shù)  穿戴引用地址：基于生物反饋技術(shù)的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計聲明：本文內(nèi)容及配圖由平臺用戶或入駐媒體撰寫。文章觀點(diǎn)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(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或違規(guī)，請聯(lián)系本站處理，郵箱地址：bbs_service@eeworld.com.cn

推薦閱讀最新更新時間：2024-03-16 11:58

基于EDA技術(shù)的FPGA設(shè)計計算機(jī)應(yīng)用

對傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計方法與現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計方法進(jìn)行了比較,引出了基于EDA技術(shù)的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)電路,提出現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 是近年來迅速發(fā)展的大規(guī)?？删幊虒Ｓ眉呻娐?ASIC),在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和控制電路中越來越受到重視。介紹了這種電路的基本結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域及使用中的注意事項。對基于EDA技術(shù)的FPGA進(jìn)行了展望。指出EDA技術(shù)將是未來電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)發(fā)展的主要方向。 　　集成電路技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,讓電子產(chǎn)品設(shè)計有了更好的應(yīng)用市場,實(shí)現(xiàn)方法也有了更多的選擇。傳統(tǒng)電子產(chǎn)品設(shè)計方案是一種基于電路板的設(shè)計方法,該方法需要選用大量的固定功能器件,然后通過這些器件的配合設(shè)計從而模擬電子產(chǎn)品的功能,其

[模擬電子]

在示波器上使用DSP濾波技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

簡介 　　當(dāng)前所有高速實(shí)時數(shù)字示波器都采用了各種形式的數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)。某些工程師擔(dān)心使用軟件對采集來的數(shù)據(jù)波形濾波可能會與實(shí)際的信號有出入。但是，示波器捕獲的原始波形未必表示的是實(shí)際輸入信號，示波器捕獲的“原始”波形數(shù)據(jù)中包括了失真的結(jié)果，這是由示波器的前端硬件濾波器造成的。在理想情況下，實(shí)時示波器擁有無限快的采樣速率、完美的平坦頻響、線性相位響應(yīng)、沒有底噪聲及帶寬高。但在實(shí)際環(huán)境中，示波器具有硬件限制，這種限制產(chǎn)生了誤差。DSP濾波技術(shù)最終可以在一定程度上校正硬件導(dǎo)致的誤差，改善測量精度，增強(qiáng)顯示質(zhì)量。 　　當(dāng)前性能較高的實(shí)時示波器中常用的DSP濾波技術(shù)有以下五種： 　　每種濾波器特

[嵌入式]

交流異步電機(jī)軟起動及優(yōu)化節(jié)能控制的技術(shù)研究

1前言 目前在工礦企業(yè)中使用著大量的交流異步電動機(jī)(包括380V/660V低壓電動機(jī)和3kV/6kV中壓電動機(jī))，有相當(dāng)多的異步電動機(jī)及其拖動系統(tǒng)還處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的狀態(tài)，白白地浪費(fèi)掉大量的電能。究其原因，大致是由以下幾種情況造成的： (1)由于大部分電機(jī)采用直接起動方式，除了造成對電網(wǎng)及拖動系統(tǒng)的沖擊和事故之外，8～10倍的起動電流也造成巨大的能量損耗; (2)在進(jìn)行電動機(jī)容量選配時，往往片面追求大的安全余量，且層層加碼，結(jié)果使電動機(jī)容量過大，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，導(dǎo)致電動機(jī)偏離最佳工況點(diǎn)，運(yùn)行效率和功率因數(shù)降低; (3)從電動機(jī)拖動的生產(chǎn)機(jī)械自身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮，往往要求電力拖動系統(tǒng)具有變壓、變速調(diào)節(jié)能力，若

[嵌入式]

移動機(jī)器人定位技術(shù)研究綜述

移動 機(jī)器人 定位是確定其在已知環(huán)境中所處位置的過程，是實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人自動導(dǎo)航能力的關(guān)鍵。依據(jù)機(jī)器人所采用傳感器類型的不同，其定位方式有所不同。目前應(yīng)用較廣泛的傳感器有里程計、超聲波、激光器、攝像機(jī)、紅外線、深度相機(jī)、GPS定位系統(tǒng)等等。與其相對應(yīng)的機(jī)器人定位技術(shù)可分成絕對定位、相對定位技術(shù)兩大類。所謂的絕對定位是指采用導(dǎo)航標(biāo)記、主（被）動標(biāo)識、地圖匹配、GPS等技術(shù)進(jìn)行定位，精度較高。而相對定位是指通過度量機(jī)器人相對于起始位置的方向和距離來推斷出機(jī)器人當(dāng)前的位置信息，又稱為航位推算法。 1.基于地圖匹配的定位技術(shù) 基于地圖匹配的機(jī)器人定位問題主要側(cè)重分析機(jī)器人在地圖上可能所處的位置的搜尋和辨別，其重點(diǎn)在于機(jī)器人能夠感知獲得所處局

[嵌入式]

降低LED的溫升——熱反饋

利用LED實(shí)現(xiàn)高亮度照明要求使用廠商允許的最大電流驅(qū)動，但LED的平均壽命高度取決于工作溫度。工作溫度僅上升10℃便可使其壽命縮短一半。這種情況迫使設(shè)計人員必須降低調(diào)節(jié)電流，犧牲亮度來延長使用壽命。如果要求LED在較高的環(huán)境溫度下工作，則必須進(jìn)一步降低電流來最小化環(huán)境到芯片溫升，以保證使用壽命。但是由于存在溫度上限，這樣做會降低中低環(huán)境溫度范圍的照明亮度。本質(zhì)上來說，我們是通過降低亮度來實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境工作的。圖1顯示了一個使用熱敏電阻控制運(yùn)算放大器 (op amp) 的LED驅(qū)動電路，其在LED電路板溫度上升時降低驅(qū)動電流。 圖1：檢測溫度上升時運(yùn)算放大器降低LED電流。 LED陣列電流通過檢測電流檢測電阻器R7的電

[電源管理]

磁共振成像新技術(shù)“看清”大腦神經(jīng)活動

韓國研究團(tuán)隊開發(fā)出一種新方法，可使用磁共振成像（MRI）在毫秒級時間尺度上，非侵入性地跟蹤大腦信號的傳播。這項發(fā)表于《科學(xué)》雜志的最新研究有望給了解大腦帶來革命性突破。依賴血氧水平的功能磁共振成像（fMRI）用于獲取活人的大腦圖像。這項技術(shù)并不是直接觀察神經(jīng)元活動，而是通過一項指標(biāo)追蹤大腦中血流的變化，即血氧水平依賴效應(yīng)。 在實(shí)踐中，通常在幾秒鐘內(nèi)，依賴血氧水平的fMRI會隨著時間的推移產(chǎn)生多幅圖像。在這項新研究中，研究人員沒有用到任何全新的儀器設(shè)備，而只是修改了磁共振腦部掃描的方式。 這項新技術(shù)名為神經(jīng)元活動直接成像（DIANA），其工作原理是對傳統(tǒng)的MRI機(jī)器進(jìn)行改造，以更快的速度，在毫秒級別生成一系列局部圖像。

[醫(yī)療電子]

新型可穿戴設(shè)備誕生，可減少與自閉癥有關(guān)的不必要的動作

自閉癥譜系障礙(ASD)和智力障礙(ID)患者經(jīng)常會出現(xiàn)不自主的動作，這干擾了他們執(zhí)行許多任務(wù)的能力。一種新的設(shè)備可以幫助減少這些動作，通過在佩戴者的手腕上發(fā)出嗡嗡聲。 這種可穿戴設(shè)備被稱為ESSENS，是由西班牙瓦倫西亞理工大學(xué)（UPV）、Koynos Cooperativa以及Itera工程公司和Ingesis Automatización公司合作開發(fā)。它的名字是Estimulación (ES) Sensorial (SENS)，即感官刺激的首字母縮寫。 該設(shè)備像手鐲一樣佩戴，向佩戴者的手腕背面提供高頻、低振幅的振動刺激。它與一個應(yīng)用程序一起工作，該應(yīng)用程序用于編程長達(dá)幾毫秒的振動模式和時間表。理想情況下，可穿戴

[醫(yī)療電子]

技術(shù)、社區(qū)、商業(yè)匯聚一堂：BICS 即將亮相2024 MWC 巴塞羅那展

在全球最大、最具影響力的互聯(lián)盛會上，探索創(chuàng)新、結(jié)識行業(yè)先鋒、尋求機(jī)遇 中國北京， 2024年2月23日— 2024年西班牙巴塞羅那世界移動通訊展覽會（MWC）召開在即，本屆大會以“未來先行”為主題，將圍繞超越5G、智聯(lián)萬物、AI人性化、數(shù)智制造、顛覆規(guī)則和數(shù)字基因等話題展開討論 。國際連接和5G服務(wù)提供商BICS將隆重亮相本年度展會，展示前沿解決方案，提供行業(yè)洞察。 同期， BICS的企業(yè)高管們還將參加一系列會議及論壇，具體安排包括： 2024年02月26日，當(dāng)?shù)貢r間15:45至16:15，在主題為“5G是否足以確保未來投資？”的會議中，BICS企業(yè)首席營收官M(fèi)ikael Schachne先生將發(fā)表演講，探討無線

[網(wǎng)絡(luò)通信]

相關(guān)知識

可穿戴的生理監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
穿戴式生理參數(shù)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)設(shè)計
醫(yī)用可穿戴生理參數(shù)監(jiān)測設(shè)備的計量技術(shù)
基于多通道肌電的可穿戴脊柱健康監(jiān)測設(shè)備與系統(tǒng)
可穿戴式人體呼吸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計
可穿戴式健康監(jiān)測系統(tǒng)研究與展望
基于可穿戴式醫(yī)療系統(tǒng)芯片的無線傳輸技術(shù)剖析
穿戴式多生理參數(shù)健康監(jiān)測系統(tǒng)的研制
研究方向一：可穿戴生物醫(yī)療電子系統(tǒng)
可穿戴生物醫(yī)療系統(tǒng)

網(wǎng)址: 基于生物反饋技術(shù)的可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 http://m.u1s5d6.cn/newsview705352.html