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加速度传感器用于心搏图的设计考量
发布时间:2022-05-31 00:07
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本文摘要:微机电技术(MEMS)的加速度传感器与陀螺仪早已普遍应用于导航系统与游戏应用于,而此类传感器的另一个亮点是身体健康医疗,当前较风行的应用于是测量病人心脏性能的临床设备,常用测量心脏功能是通过测量心电图,这必须将一系列的电极连与人体认识。 在心率监护仪或者运动设备中,人们可以根据心电图中的P-QRS-T波峰信息中的幅度和时序、或者只是R波峰的时序等信息,获得简单的心电向量图,典型的心电图。 如图一所必。

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微机电技术(MEMS)的加速度传感器与陀螺仪早已普遍应用于导航系统与游戏应用于,而此类传感器的另一个亮点是身体健康医疗,当前较风行的应用于是测量病人心脏性能的临床设备,常用测量心脏功能是通过测量心电图,这必须将一系列的电极连与人体认识。  在心率监护仪或者运动设备中,人们可以根据心电图中的P-QRS-T波峰信息中的幅度和时序、或者只是R波峰的时序等信息,获得简单的心电向量图,典型的心电图。

如图一所必。    图一:心电图中的P-QRS-T波形图  心电图可以得出很多的信息,如心脏的故障或疾病,身体的完全恢复状态,或者身体和心理的压力状态等等。但是心电图无法很好的测量心脏的泵血功能与容量,另外,心电图测量时,那么多的电极垫在人体上,无形给被测量者压力,从而也影响到测量的准确性。

幸运地的是有其他的方式测量心脏的功能,如超声波测量仪和投影心搏图,机械的投影心搏图一般来说迟缓30--40mS。  通过投影心搏图,我们可以通过测量胸部的力和加速度,或者远程的心搏图测量心脏的泵血活动等,得出结论心脏的机械运动。

利用心搏图技术,测量时不须要垫戴着任何器件,可以在每天的生活状态下构建测量,而且只需在人体粗壮单轴方向展开测量就充足了,因为这是血液流动的主要方向。  投影心搏图为医疗应验获取全局性分析依据,如观测身体或精神压力,或者早期观测冠心病等。如图2中信号的振幅,可以测量出有心脏的每搏量及其变异性,从时序可以显现出心脏的整体功能以及心率与其变异性。搏量变异性可以很更容易地监测排便与心率变异性,从而估算康复状态和病人的压力状态。

图二中的I波与IJ波幅度可以用作评估某些疾病,如主动脉瓣膜病,冠状动脉疾病,以及分析预期寿命等。   图二:投影心搏图波形  当用加速度传感器测量投影心搏图数据,主要的挑战在于加速度信号水平相对于传感器本身与环境的噪声非常低,以及频率响应与机械谐振等的影响。

从病床上测量投影心搏图数据可以测量睡眠中活动、身体条件和康复状态等,这样不必须任何电极加装在病人身体上,会影响病人的舒适度、也会阻碍睡眠中。这类的测量可以应用于监测人们因身体可心里引发的睡眠中问题,以及监测运动员优化训练效果、防止过度训练。

  在最近的一项项目设计中,村田的工程师们分析了病人在病床上的活动,并分离出了心搏图数据,心搏图数据如图三,借此可以看见床的谐振影响到信号,且随时间波动。而可信的测量信号在10mg范围,这必须加速度传感器的分辨率尤其的高,合适此应用于的传感器之一是村田的SCA61T,其噪声密度约是14g/Hz。


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