基于GPRS无线肌氧检测系统的研制及应用

作     者：陈刚 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：骆清铭

授予年度：2005年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 10[医学] 

主      题：肌氧 数据终端 数据监控中心 通用分组无线业务 

摘      要：本论文研究的内容是体育运动的科学训练检测肌氧含量的变化的系统设计的文章,当男女运动员在做功率自行车,皮划艇上运动时,其肌痒含量的变化与血乳酸的变化有很大的联系,这些生理生化变化反映了机体对运动训练的应激能力。通过检测肌氧的变化可以得知运动员的运动负荷量、身体机能的变化以及运动员的耐力情况,为此我们研制了三波长的基于GPRS(通用分组无线业务)技术的无线近红外肌氧监测系统,用来实时监测运动员肌氧生理参数的变化。 本系统可以分为两大部分:(1)数据终端;(2)数据监控中心。数据终端主要由硬件电路构成,单片机为其主要的控制芯片,其控制光电信号的时序、自动增益,处理滤波后经A/D 采样的数字信号,数据终端还包括发射近红外光的三波长的LED(735nm, 805nm, 850nm)。单片机同时负责与GPRS 模块进行通信,实时发送数据。GPRS(无线射频发射模块把从单片机接收到的数据通过中国移动网络发送到Internet 网络上,只需要预先把GPRS 模块的IP 设置改成与你的个人电脑一致,既可以无线收到数据终端发来的数据信号。数据监控制中心为上位机,必须在Internet 网上,主要负责处理从数据终端发过来的原始信号,提供可视化界面,为教练员提供运动员生理参数的实时变化。 通过离体血模型实验和在体血压计绷带对前臂供血进行阻断时组织血氧变化过程的观测验证了系统的有效性。对40 多名不同运动专项的男女优秀运动员在负荷递增有氧运动过程中大腿股四头肌血氧变化进行了实时监测,并从氧代谢的生理机制对测量结果进行了分析和讨论。测试结果表明利用此系统得到的光强变化与肌肉组织中血氧含量变化的趋势完全符合,证明了系统在生物组织肌氧特性监测方面的有效性。