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根据生物反馈技能的可穿戴式心电监测体系的规划

基于生物反馈技术的可穿戴式心电监测系统的设计-设计一种可穿戴式心电监测系统,实时监测患者的心电变化。方法:基于生物反馈技术,引入生物反馈训练,设计具有放松疗法和行为疗法功能的可穿戴式心电监测系统。该系

  [摘要] 意图:规划一种可穿戴式心电监测体系,实时监测患者的心电改变。办法:根据生物反应技能,引进生物反应练习,规划具有放松疗法和行为疗法功用的可穿戴式心电监测体系。该体系选用射频辨认(RFID)的物联网技能,完成心电数据的无线传输,并运用矩阵实验室(MATLAB)软件简略完成了心电数据的家庭化剖析。成果:体系完成了可穿戴式的无线心电监测,可更好地调集患者的主观能动作用,使其自发地进行心思、生理活动的内涵调度,然后到达防备疾病或医治疾病的意图。定论:运用生物反应技能和根据RFID的物联网技能规划的可穿戴式心电监测体系具有较强的实用性,可推广运用。

  心电监测广泛运用于临床与康复护理中,可以实时监测患者的心电改变,且监测设备可以及时、主动地给予患者必定的辅导,使患者可以有认识地自主调度神经体系功用,然后调度其内部生理情况,其作用杰出。而可以完成无线数据传输的简洁,家用可穿戴式心电监测体系及其具有必定专家辅导功用的配套软件有着宽广的运用远景。本研讨运用根据无线射频辨认(radio frequency identification,RFID)的物联网技能,规划完成了可穿戴式心电监测体系;凭借一般个人核算机(personal computer,PC),充分发挥矩阵实验室 (matrix laboratory,MATLAB)软件的强壮数据剖析处理才能,便于在MATLAB环境中完成心电监测数据的剖析。经过本体系,患者不光可以在不被约束自在的情况下完成必定规模的长途心电监测,还可以在PC机上自助剖析其心电信号,进行简略的参数检测和波形检测。

  1 生物反应技能及生物反应练习

  1.1 生物反应技能

  心思活动和生理活动之间存在着严密的内涵联系,这是无认识的生理活动置于有认识的认识操控之下的物质基础。生物反应技能即经过有认识地练习,使患者毅力可以在必定条件和规模内分配本来以为不能随意分配的平滑肌、心肌以及许多植物神经分配的器官的功用。经过传感器将患者正常认识不到的身体功用,如心电、脑电、肌电及血压等加以处理和扩大,及时转换成其了解的视觉信号或听觉信号显现出来,使患者实实在在地“感觉”到自己内脏器官的活动情况;患者经过学习和练习,学会在必定规模内经过调度其本身的中枢神经体系的高档机能来纠正、康复或许安稳其内脏器官活动,然后到达防治疾病的意图。生物反应的完成,需求患者机体各体系的参加,受控部分不断宣布的反应信息经过中枢神经体系的辨认、了解,调集各体系参加生理、心思功用的调度,然后构成反应信息—调度环路,使患者机体不平衡的心思、生理情况向相对平衡情况转化,以坚持身心健康。

  生物反应疗法充分反映了心身的不可分割性和心身一致的全体观。作为行为疗法的开展,自20世纪60年代末,跟着行为主义理论的树立以及体系论、操控论和信息论的鼓起而出现以来,在心思学、生理学、临床医学和现代电子学等诸学科开展的基础上,适应“生物→心思→社会”医学形式的开展,以其无损伤、无痛苦、无药物不良反应、办法简洁及作用满足等优点在防备医学、康复医学、临床医学和其他领域中得到了越来越广泛的运用。

  1.2 生物反应练习

  生物反应练习重在患者机体行为(生理和心思行为)的调度和纠正,是心思和生理开展的进程,着重锲而不舍,生物反应的作用机制如图1所示。

  

  生物反应医治作用怎么,与患者本身参加程度有密切关系。医治进程中患者须真实认识到生理、心思的开展性,了解生物反应医治设备可以进步练习作用,但不能代替练习,患者须自觉调集本身潜力,积极参加到医治中来。经过必定时刻的练习,患者可以不再运用生物反应医治设备也可到达杰出的放松作用和对特定内脏器官的必定操控。假如只是重视行为的练习,忽视生理和心思医治,作用将不会耐久。将行为练习和生理医治、心思医治相结合,可以使医治作用愈加安稳、耐久。

  具有杰出的抗应激作用的生物反应放松练习,不只可以使患者战胜因为病痛带来的负面心境和精神创伤,并且经过练习可以使痉挛和严重的肌肉逐步放松,加强对病痛部位生理信息的感知和操控,鼓舞患者添加康复的决心,可以使其从精神痛苦中摆脱出来。患者在放松情况时表现为呼吸频率和心频的减慢、血压下降,全身骨骼肌张力下降,并有四肢温暖,头脑清醒,心境轻松愉快,全身舒适的感觉。生物反应放松练习可独自运用,也可与药物或其他心思疗法合作,然后到达削减药物用量,乃至缩短阶段的意图。

  2 根据生物反应技能的可穿戴式心电监测体系的规划

  跟着核算机技能、传感器技能的开展,可穿戴设备逐步成为研讨热门。可穿戴长途医疗可以为患者供给低负荷、非接触及长期接连的生理检测,作为新一代医疗监护形式,被以为是最有用和最实践可行的监护手法。本研讨运用根据RFID的物联网技能,并引进生物反应技能,树立可穿戴式的心电监测体系,在完成患者心电参数的接连、长时刻监测的一起,辅以专家辅导功用,辅导患者有认识地进行生物反应练习。

  2.1 可穿戴式心电监测体系的硬件结构及原理

  运用心电电极从人体提取弱小的心电信号,滤除搅扰信号后进行扩大,将取得的模拟信号经调度电路处理后,经过RFID无线传输至485总线,数据由485总线送入PC机并存入网络数据库(如图2所示)。

  

  图2 心电收集体系框图

  RFID经过射频信号主动辨认并获取相关数据,数据辨认速度快、容量大、可一起辨认多方针以及运动方针且操作方便快捷。RFID体系包含电子标签、读和(或)写卡器、数据处理软件渠道等3大部分。RFID电子标签存储容量可达兆字节,亦可以重复读写,可随时存取设备信息。

  为了实时把握可穿戴式心电监测体系的运用情况,在其上固定张贴有源RFID标签;在必定规模的患者自在活动区域散布设备RFID读卡器,其设备规模越广,则患者可自在活动区域越大,读卡器的电子编码可对应相应的患者活动区域身份(Identity,ID)标识。带有主动式RFID的可穿戴式心电监测设备只要在散布设备有RFID读卡器的必定规模的区域内,即可被该区域内的RFID读卡器辨认,RFID对应的可穿戴式心电监测设备信息以及收集的心电数据经过485总线传输给上位PC机,上位PC机根据所取得的信息将RFID编码与相应心电监测设备即相应患者ID对应,即可主动盯梢、监控该心电监测设备的运转,并后台存储数据于网络数据库中;假如需求,还可以实时在上位机屏幕显现收集到的心电图。而医师或患者也可以经过互联网拜访该网络数据库,并根据患者ID提取对应的心电数据,然后运用配套的体系软件随时监测相应心电图。

  2.2 可穿戴式心电监测体系的软件规划

  体系软件读取收集来的心电数据,可在核算机上实时动态显现心电信号,并运用MATLAB的小波剖析工具箱,对实时收集的心电信号进行简略的参数检测和波形检测。体系选用规范的Windows窗口界面风格,主要由体系设置、心电收集、心电剖析及协助等功用模块组成。进入体系后可以随时对被监测患者的基本信息材料进行查询、修正、保存及打印等操作。

  2.2.1 心电收集及剖析模块

  完成心电信号的收集、预处理以及剖析显现。小波改换十分适用于剖析心电信号这种非平稳信号,运用MATLAB的小波剖析工具箱,对实时收集的心电信号进行简略的参数检测和波形检测(如图3、图4所示)。

  

  图3 心电信号动态显现界面图

  

  图4 心电信号剖析界面图

  2.2.2 协助模块功用

  可穿戴式心电监测体系的协助模块功用分为下述3部分。

  (1)操作阐明及在线协助。可以对本体系进行较翔实的操作阐明,并给予运用者在线协助。

  (2)专家咨询功用。运用数据库技能开发心电监测及生物反应练习问答体系,体系可以调用相关chm文件,使一般运用者可翔实了解心电监测及生物反应练习的相关理论知识,以做好生物反应练习。在运用本体系之前患者可在医师辅导下针对其心电情况进行一段时刻的有认识的生物反应练习,经过练习,学会在必定规模内经过调度其本身的中枢神经体系的高档机能来纠正、康复或许安稳其心电。经屡次练习后使患者可以自发地对反应信息经过中枢神经体系的辨认、了解,调集其本身机能体系参加生理、心思功用的调度,构成反应信息—调度环路,使患者坚持身心健康,然后到达防治疾病的意图。在运用进程中患者可随时凭借体系协助模块辅导其练习。

  (3)数据库办理。可在线对体系的网络数据库进行数据查询、修正、保存及打印等操作。

  3 结语

  生物反应疗法作为防治各种心身疾病的新思路,仍有许多不完善之处,如没有彻底把握其医治机制以及缺少操作简洁而能定量点评练习作用的生物反应设备等,均有待于进一步地研讨。本研讨规划的根据生物反应技能的可穿戴式心电监测体系,是生物反应技能运用的有利探究和测验,经试用标明具有必定的推广运用价值。跟着研讨的深化,生物反应技能将具有越来越广泛的运用远景。

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