便携式家庭医疗监护系统技术研究-课件

便携式家庭医疗监护系统技术研究便携式家庭医疗监护系统技术研究1国内外研究现状生理信号的检测和提取无线传输总体设计研究的目的和意义国内外研究现状生理信号的检测和提取无线传输总体设计研究的目的2研究的目的及意义

目前，由于平均寿命的上升和出生率的下降，世界各地均面临着愈来愈严重的人口老龄化问题。而中国由于计划生育政策的实施，人口老龄化提前达到高峰，经济发展还处在不稳定时期，出现了“未富先老”的局面。中国历年人口及老龄化曲线图研究的目的及意义

目前，由于平均寿命的上升和出生率的下降，世3研究的目的及意义

1991~2050年各年龄组人口及有关比例的统计和预测研究的目的及意义

1991~2050年各年龄组人口及有关比例4国内外研究现状

美国佐治亚理工学院于2019年10月，在美国海军的资助下在世界上首先开展了穿戴式主板的研究。图为该研究小组开发的第三代产品国内外研究现状

美国佐治亚理工学院于2019年10月，在美国5国内外研究现状

德国Fraunhofer开发的具有传感功能的T恤衫。研究人员利用传导性纱线和小型化柔性电极进研究人员利用传导性纱线和小型化柔性电极进行电连接，从而可以通过T恤衫来实现对穿着者生理参数的测量。国内外研究现状

德国Fraunhofer开发的具有传感功能的6国内外研究现状

美国VivoMetrics公司开发的生命衫。它是全球第一个可以实现无创、连续和可移动地收集生理参数的监护系统，目前正在全世界超过1000家医院中应用。国内外研究现状

美国VivoMetrics公司开发的生命衫。7国内外研究现状

图为保健衫在“卫士”(WISSH)中的应用。与目前已开发出的具有生理参数测量功能的电子织物服装相比，该保健衫具有无袖带式血压测量功能，并可利用液体静力学原理完成无袖带式血压测量的校准。国内外研究现状

图为保健衫在“卫士”(WISSH)中的应用。8国内外研究现状

国内外研究现状

9国内外便携式医疗设备市场状况

2019-2019年中国医疗电子市场规模与增长国内外便携式医疗设备市场状况

2019-2019年中国医疗电10国内外便携式医疗设备市场状况

中国医疗电子各细分市场销售额预测国内外便携式医疗设备市场状况

中国医疗电子各细分市场销售额预11脉搏信号提取

郎伯-比尔（Lambert-Beer）定律：物质吸光度和它的浓度成正比。当恒定波长的光照射到人体组织上，通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强将在一定程度上反映被照射部位组织的结构特征。脉搏信号提取

郎伯-比尔（Lambert-Beer）定律：物12脉搏信号提取

光电式脉搏传感器由红外发光二极管和红外光敏三极管构成。发光二极管发出的红外光照射到血管上,部分光经血管反射被光敏三极管接收并转换成电信号送检测电路。从而达到对人体脉搏信号的测量。脉搏信号提取

光电式脉搏传感器由红外发光二极管和红外13血氧信号提取

血液中运输氧的是血红蛋白，它可以与氧结合或分离成为氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）。血氧饱和度（SaO2）指的是血液中血红蛋白实际结合的氧占血液中血红蛋白所能结合氧的最大量的百分比。血氧信号提取

血液中运输氧的是血红蛋白，它可以与氧结合或分离14血氧信号提取

血氧信号提取

15血压信号提取

心脏工作时,血管内血液对血管壁的侧向压强称为血压。心脏收缩时主动脉中血压的峰值称为收缩压,也称高压;心脏舒张时主动脉中血压的谷值称为舒张压,也称低压。血压信号提取

心脏工作时,血管内血液对血管壁的侧向压强称为血16血压信号提取

(1)当袖带压大于收缩压时，动脉被压迫关闭，此时因近端脉搏的冲击而呈现细小的振荡波(2)当静压接近收缩压时，波幅增大(3)静压等于时，动脉壁处于去负荷状态，波幅达到最大值(4)静压小于收缩压时，波幅逐渐减小，袖带压小于舒张压后，动脉管腔在舒张期已充分扩张,管腔刚性增加,这时波幅维持在较低水平振荡法测量血压血压信号提取

(1)当袖带压大于收缩压时，动脉被压迫关闭，此17血压信号提取

血压信号提取

18体温信号提取

体温信号提取

19体温信号提取

体温信号提取

20人体形态信号提取

ADXL345是ADI公司最近推出的基于MEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。

4mg/LSB灵敏度，3mm×5mm×1mm超小封装；40-145uA超低功耗；标准的I2C或SPI数字接口；32级FIFO存储。人体形态信号提取

ADXL345是ADI公司最近推21人体形态信号提取

a步行上楼b步行下楼人体形态信号提取

a步行上楼b步行下楼22人体形态信号提取

c坐下d起立人体形态信号提取

c坐下d起立23人体形态信号提取

跌倒过程中的加速度变化有四个主要特征，这可以作为跌倒检测的准则。这四个判断依据综合在一起，构成了整个的跌倒检测算法，可以对跌倒状态给出报警。人体形态信号提取

跌倒过程中的加速度变化有四个主要特征，24无线传输

nRF24L01是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHzISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式。无线传输

nRF24L01是单片射频收发芯片，工作25无线传输

nRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据，每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道。也就是说6个不同的nRF24L01设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的nRF24L01进行通讯，而设置为接收模式的nRF24L01可以对这6个发射端进行识别。无线传输

nRF24L01在接收模式下可以接收6路26总体设计

我们把所有功能搭建成一个个人医疗监护系统，便携带，低功耗，在不影响生活的情况下能够随时随地的检测到被观测者的各项生理状态，并且在发生意外时，各项指标超出正常范围时，能够做到及时报警，在第一时间使患者得到救治，挽救患者生命。总体设计

我们把所有功能搭建成一个个人医疗监护系统，27谢谢谢谢28ENDEND29便携式家庭医疗监护系统技术研究便携式家庭医疗监护系统技术研究30国内外研究现状生理信号的检测和提取无线传输总体设计研究的目的和意义国内外研究现状生理信号的检测和提取无线传输总体设计研究的目的31研究的目的及意义

目前，由于平均寿命的上升和出生率的下降，世界各地均面临着愈来愈严重的人口老龄化问题。而中国由于计划生育政策的实施，人口老龄化提前达到高峰，经济发展还处在不稳定时期，出现了“未富先老”的局面。中国历年人口及老龄化曲线图研究的目的及意义

目前，由于平均寿命的上升和出生率的下降，世32研究的目的及意义

1991~2050年各年龄组人口及有关比例的统计和预测研究的目的及意义

1991~2050年各年龄组人口及有关比例33国内外研究现状

美国佐治亚理工学院于2019年10月，在美国海军的资助下在世界上首先开展了穿戴式主板的研究。图为该研究小组开发的第三代产品国内外研究现状

美国佐治亚理工学院于2019年10月，在美国34国内外研究现状

德国Fraunhofer开发的具有传感功能的T恤衫。研究人员利用传导性纱线和小型化柔性电极进研究人员利用传导性纱线和小型化柔性电极进行电连接，从而可以通过T恤衫来实现对穿着者生理参数的测量。国内外研究现状

德国Fraunhofer开发的具有传感功能的35国内外研究现状

美国VivoMetrics公司开发的生命衫。它是全球第一个可以实现无创、连续和可移动地收集生理参数的监护系统，目前正在全世界超过1000家医院中应用。国内外研究现状

美国VivoMetrics公司开发的生命衫。36国内外研究现状

图为保健衫在“卫士”(WISSH)中的应用。与目前已开发出的具有生理参数测量功能的电子织物服装相比，该保健衫具有无袖带式血压测量功能，并可利用液体静力学原理完成无袖带式血压测量的校准。国内外研究现状

图为保健衫在“卫士”(WISSH)中的应用。37国内外研究现状

国内外研究现状

38国内外便携式医疗设备市场状况

2019-2019年中国医疗电子市场规模与增长国内外便携式医疗设备市场状况

2019-2019年中国医疗电39国内外便携式医疗设备市场状况

中国医疗电子各细分市场销售额预测国内外便携式医疗设备市场状况

中国医疗电子各细分市场销售额预40脉搏信号提取

郎伯-比尔（Lambert-Beer）定律：物质吸光度和它的浓度成正比。当恒定波长的光照射到人体组织上，通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强将在一定程度上反映被照射部位组织的结构特征。脉搏信号提取

郎伯-比尔（Lambert-Beer）定律：物41脉搏信号提取

光电式脉搏传感器由红外发光二极管和红外光敏三极管构成。发光二极管发出的红外光照射到血管上,部分光经血管反射被光敏三极管接收并转换成电信号送检测电路。从而达到对人体脉搏信号的测量。脉搏信号提取

光电式脉搏传感器由红外发光二极管和红外42血氧信号提取

血液中运输氧的是血红蛋白，它可以与氧结合或分离成为氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）。血氧饱和度（SaO2）指的是血液中血红蛋白实际结合的氧占血液中血红蛋白所能结合氧的最大量的百分比。血氧信号提取

血液中运输氧的是血红蛋白，它可以与氧结合或分离43血氧信号提取

血氧信号提取

44血压信号提取

心脏工作时,血管内血液对血管壁的侧向压强称为血压。心脏收缩时主动脉中血压的峰值称为收缩压,也称高压;心脏舒张时主动脉中血压的谷值称为舒张压,也称低压。血压信号提取

心脏工作时,血管内血液对血管壁的侧向压强称为血45血压信号提取

(1)当袖带压大于收缩压时，动脉被压迫关闭，此时因近端脉搏的冲击而呈现细小的振荡波(2)当静压接近收缩压时，波幅增大(3)静压等于时，动脉壁处于去负荷状态，波幅达到最大值(4)静压小于收缩压时，波幅逐渐减小，袖带压小于舒张压后，动脉管腔在舒张期已充分扩张,管腔刚性增加,这时波幅维持在较低水平振荡法测量血压血压信号提取

(1)当袖带压大于收缩压时，动脉被压迫关闭，此46血压信号提取

血压信号提取

47体温信号提取

体温信号提取

48体温信号提取

体温信号提取

49人体形态信号提取

ADXL345是ADI公司最近推出的基于MEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。

4mg/LSB灵敏度，3mm×5mm×1mm超小封装；40-145uA超低功耗；标准的I2C或SPI数字接口；32级FIFO存储。人体形态信号提取

ADXL345是ADI公司最近推50人体形态信号提取

a步行上楼b步行下楼人体形态信号提取

a步行上楼b步行下楼51人体形态信号提取

c坐下d起立人体形态信号提取

c坐下d起立52人体形态信号提取

跌倒过程中的加速度变化有四个主要特征，这可以作为跌倒检测的准则。这四个判断依据综合在一起，构成了整个的跌倒检测算法，可以对跌倒状态给出报警。人体形态信号提取

跌倒过程中的加速度变化有四个主要特征，53无线传输

nRF24L01是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHzISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式。无线传输

nRF24L01是单片射频收发芯片，工作54无线传输

nRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据，每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道。也就是说6个不同的nRF24L01设置