面向健康監(jiān)護的穿戴式體征信息感知技術(shù)研究.pdf

1、在全球人口特別是老年人口持續(xù)增加，慢性疾病患者數(shù)量不斷變大，醫(yī)療健康支出快速增長，醫(yī)療資源相對緊缺且分布不均衡背景下，有效地保證人口健康成為各國相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。移動數(shù)字醫(yī)療是新世紀發(fā)展可行、經(jīng)濟人口健康工程的技術(shù)途徑。利用人體傳感器網(wǎng)絡(luò)智能穿戴系統(tǒng)構(gòu)建新型移動數(shù)字醫(yī)療體系能夠加快醫(yī)療健康模式由治療向預防轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)遠程（居家）監(jiān)護、醫(yī)療和保健。然而，智能穿戴系統(tǒng)要真正實現(xiàn)應用，在信號采集，節(jié)點能量效率，信息融合等方面依然存在挑戰(zhàn)。論文

2、針對穿戴式體征信息感知研究中存在的問題，以“感”、“傳”和“知”為切入點，開展了穿戴式體征信號采集，資源受限的節(jié)點能量有效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，信號處理和信息融合技術(shù)等方面研究。主要研究工作包括了:(1)設(shè)計了穿戴式健康信號采集系統(tǒng)和單點低功耗心電節(jié)點。(2)基于積分-發(fā)放模型提出了用于無線心電節(jié)點能量有效的動態(tài)壓縮算法。(3)提出了用于心電信號壓縮感知的信息增強稀疏二值測量矩陣。(4)改進并提出了用于心電信號壓縮感知恢復的先驗塊稀疏貝葉斯學習

3、算法。(5)改進了頻率切片小波變換。(6)提出了用于自動心拍分類的無監(jiān)督特征提取方法和深度結(jié)構(gòu)模型。論文取得進展包括了:使用與衣物結(jié)合的干性織物電極實現(xiàn)了穿戴心電測量;環(huán)形織物總線實現(xiàn)傳感節(jié)點的有效組織，具有低功耗、傳感器“即插即用”等優(yōu)點;低功耗心電節(jié)點實現(xiàn)了體表單點心電測量，具有價格低、體積小、重量輕、低功耗等優(yōu)點;用于心電傳感器節(jié)點的動態(tài)壓縮算法和基于數(shù)字壓縮感知框架的體征信號壓縮算法具有低計算復雜度，低資源消耗和低信號失真特點，

4、能夠減少無線傳輸數(shù)據(jù)量，提升節(jié)點能量效率，延長節(jié)點壽命;在心電信號PRD＜9％條件下，采用動態(tài)壓縮算法的MICAz節(jié)點壽命最大延長了76.3％;提出的信息增強的稀疏二值矩陣減小了恢復心電信號整體和興趣區(qū)域的失真;先驗塊稀疏貝葉斯學習算法實現(xiàn)了高效非稀疏心電信號重構(gòu);壓縮感知用于MICAz節(jié)點脈搏信號采集時，節(jié)點壽命延長了54.20％，恢復信號平均PRD為4.23％;最后，改進頻率切片小波變換能夠?qū)崿F(xiàn)精確的信號成份時頻定位;提出的無監(jiān)督特