呼吸信号检测

科研训练

题目：呼吸信号检测

指导教师：肖作江

学生姓名：袁*

班级学号：*********

评语和成绩：

摘要

呼吸信号的检测具有很高的临床使用价值, 其中采用传感器进行检测已成为较成熟的手段。主要对现有的呼吸信号的检测方法和应用情况进行了讨论, 重点对采用阻抗法测量呼吸信号的原理进行了详细的分析。介绍了用阻抗法检测呼吸信号的硬件电路，该电路采用四电极法检测呼吸波,克服了二电极法检测所带来的信号不稳定、易受干扰等问题。在信号处理上,使用多重滤波与放大,克服了心动、血流等信号的干扰。

关键词：呼吸信号检测仪器传感器阻抗法干扰滤波

Abstract

The detection of human respiratory signal has a high clinical value. The detection with sensor is well developed as a detecting technique. The existing measrurement and applications of human respiratory signal using impedance method were discussed,the detecting principle of the respira-tory signal was mainly analyzed.A respiratory signal detecting circuit using impedance method is introduced.In this circuit,a four electrode arrangement is used,Which can reduce movement artifact in using two electrodes.For signal processing,a series of methods such as filtering wave and ampliying are used to overcome the disturbance of the heart beat and bloodflow sigals.

Key words: respiratory signal; detecting instrument; transmittance sensor; impedance method; disturbance; filter wave

目录

摘要......................................................................................................................................... I Abstract...................................................................................................................................... II 第1章绪论.. (2)

1.1引言 (2)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 本文研究的目的及内容 (2)

1.3.1 研究的目的 (2)

1.3.2 研究的内容 (2)

第2章检测呼吸信号的方法 (3)

2.1 应变式传感器检测 (3)

2.2 温度传感器检测 (3)

2.3 流量传感器检测 (3)

2.4 电容式传感器检测 (3)

2.5 阻抗法检测 (3)

第3章阻抗法检测呼吸信号的原理 (5)

4.1 高频恒流激励电路 (6)

4.2 高频放大电路 (7)

4.3 检波解调电路 (7)

4.4 滤波放大电路 (7)

4.5 输出电路 (7)

4.6 电路的主要技术指标 (7)

第4章实验部分 (8)

4.1 实验原理 (8)

4.2 实验步骤 (10)

4.3 实验设备及元件 (10)

参考文献 (11)

致谢 (12)

第1章绪论

1.1引言

呼吸道是人体健康的门户, 受到病毒的侵害后会产生多种疾病。通过对人体呼吸功能及状况进行检测, 就可发现并预防呼吸道、肺部以及心血管等部位的病变, 及时了解病情和发展趋势, 对症治疗来保持人体的健康和平衡。例如, 在手术过程中及手术后, 呼吸率给麻醉科医生提供关于病人呼吸状况的基本信息; 在重症病人监护和新生婴儿监护中, 呼吸率也起着非常重要的作用; 在分析血流速度模式时,也需检测呼吸率, 所以对呼吸方面的研究一直是人们关注的重要课题之一。人在呼吸时, 气体交换所需要的肺泡通气由吸气和呼气的节律性交替来实现。吸气时含氧丰富的新鲜气体进入肺腔, 呼气时变化都与呼吸有关, 采用传感器可以将这些变化情况转换成可利用的信号从而检测到呼吸信号。本文将首先介绍呼吸信号的检测按使用传感器的不同的分类，然后着重介绍采用阻抗法测量呼吸信号的检测方法和应用情况并进行探讨。

1.2 国内外研究现状

最初,阻抗测量技术主要用来研究血流的变化,并在心、脑、肝等血管功能状态的测量与研究方面取得了一系列的成果。但在呼吸测量方面,阻抗技术发展较慢。虽然国外学者早就研究出胸阻抗变化与呼吸活动有直接关系图,但是由于心动、血流等低频信号的干扰,给检测呼吸波形带来很大困难,使得利用阻抗法检测呼吸信号尚未得到广泛应用。近来，国内外很多学者都在寻找呼吸阻抗的抗干扰方法, 并取得一定效果。我国燕山大学的刘宝华等人设计了一种基于谐振状态下反射阻抗的耦合原理实现了高灵敏度检测呼吸信号。

1.3 本文研究的目的及内容

1.3.1 研究的目的

阻抗法检测呼吸信号是目前呼吸设备中应用最为平常的一种方法。它是利用人体某部分阻抗的变化来进行某些参数的测量,以帮助监护及诊断。由于该方法具有无创、安全、简单、廉价且不会对病人产生任何副作用等优点,故近来得到了广泛的应用与发展。但是比较容易受到人体心电和肌电等其他运动信号的干扰, 从而影响检测的准确性。因此，我们研究它完善它，使其能够在保留优点的情况下尽可能减小甚至避免别的信号的干扰，增加其准确性。

1.3.2 研究的内容

本论文的主要工作是研究呼吸信号的检测。主要包括以下几方面的内容：

（1）首先介绍呼吸信号的检测按使用传感器的不同的分类。

（2）然后介绍了阻抗法检测的呼吸监护仪。

（3）接着介绍了阻抗法检测呼吸信号的原理和硬件电路。