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多通道睡眠监测系统设计及其应用

刘元源  
【摘要】:随着生活节奏的加快,生活压力的增大,睡眠障碍患者日渐增多,长期的睡眠障碍带给人们很多的不便甚至引发疾病,因此有效地进行睡眠监测并及时进行相关干预变得尤为重要。但是,现有的睡眠监测设备普遍是比较大型且昂贵的医疗器械,一般只适用于大型的医院检查,而且这些设备采集到的生理信号的数据是封闭的,普通科研人员无法对其进行读取和分析,不利于科研数据共享。针对上述问题,本文设计了多通道睡眠监测系统。下面介绍本文主要的研究工作。首先,在深入的理论研究的基础上,结合采集需求以及各项技术指标,设计搭建了多通道睡眠监测系统。完成了系统上位机和下位机的设计,下位机系统设计了放大模块在采集之前对信号进行放大,同时下位机选取16位采集卡作为硬件采集设备对睡眠相关生理信号进行采集。下位机通过USB接口与上位机连接实现数据与命令的传输,上位机程序将下位机传输过来的数据进行存储、显示、回放以及滤波等处理。其次,设计了完整的睡眠相关生理信号实验方案和详细的实验步骤。选择身心健康的20-28岁在校大学生作为受试者,对受试者白天短时睡眠情况进行了数据采集。将采集到的数据存储到了.usb文件中,系统详细给出了USB文件的格式,方便科研人员对数据进行读取和分析。最后,对实验中采集到的数据进行应用分析,对脑电信号做能量特征提取,对睡眠相关生理信号做样本熵特征提取。并且利用支持向量机理论,将提取的特征参数进行训练和验证,实现了对受试者睡眠状态的判断。


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