睡眠呼吸暂停综合症自动监测分析系统——血氧饱和度及呼吸信号自动检测技术的研究

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1绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状及趋势

1.3本文研究内容及论文结构

2相关技术介绍

2.1血氧饱和度检测技术

2.1.1血氧饱和度测检测的相关理论基础(Lambert-Beer定律)

2.1.2血氧饱和度测量技术

2.2基于SOPC的信号处理技术

2.2.1 SOPC简介

2.2.2 Nios Ⅱ软核处理器

2.2.3 Avalon互联架构(总线)

2.2.4 Nios Ⅱ程序及HAL系统库

2.2.5 SOPC设计流程

2.3呼吸检测技术

2.3.1阻抗法

2.3.2新阻抗法

2.3.3呼吸力学监测

2.3.4温感式呼吸监测

3血氧饱和度模块总体设计构思

3.1血氧饱和度模块抽象架构

3.2透射式脉搏测量法的数字化

3.2.1传统透射式脉搏测量法

3.2.2数字化透射式脉搏测量法

3.2.3数字化测量带来抗混叠的问题

3.3基于SOPC的嵌入式信号处理

3.3.1一般信号处理办法分析

3.3.2 DSP与FPGA比较

3.3.3本文选择的办法

4血氧饱和度模块算法设计

4.1脉搏波噪声分析

4.2信号预处理——数字滤波器设计

4.2.1滤波器性能要求

4.2.2各滤波器特点

4.2.3数字滤波器的设计

4.2.4系数量化

4.3血氧饱和度信息提取

4.3.1常用办法

4.3.2非单周期极点的最值血氧饱和度测量法

5血氧饱和度模块硬件部分设计

5.1 FPGA选型及外围电路

5.1.1 FPGA选型

5.1.2 FPGA供电和时钟

5.1.3 FPGA配置及程序的存储

5.2传感器调理电路及驱动

5.2.1传感器

5.2.2数控驱动电路

5.3抗混叠低通滤波电路

5.3.1确定传递函数

5.3.2电路形式的确定

5.3.3无源元件参数的计算

5.4 A/D转换电路

5.5主机接口电路

5.6本章小结

6血氧饱和度模块代码部分设计

6.1 SOPC系统建立

6.1.1 SOPC系统要求

6.1.2 SOPC系统创建过程

6.2 NIOS软件设计

6.2.1流程控制部分

6.2.2算法处理部分

6.3本章小结

7呼吸信号的监测

7.1传感器的选择

7.2测量电桥

7.3基线稳定电路

7.4低通滤波器的设计

7.5本章小结

8调试与结论

8.1血氧饱和度模块调试

8.1.1调试方法

8.1.2调试结果

8.2呼吸测量前置放大电路调试

8.3血氧饱和度模块标定

8.4结论与展望

8.4.1结论

8.4.2展望

致谢

参考文献