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胸戴式心电呼吸采集装置的研究与实现

胸戴式心电呼吸采集装置的研究与实现

作者：黄博强重庆邮电大学

学位级别：硕士

近年来,心血管疾病、呼吸道疾病成为死亡率较高的慢性疾病,严重威胁到人们的生命健康。心电呼吸信号作为人体重要的体征信号,富含人体的生理信息,也是心血管疾病、呼吸道疾病诊断的重要依据。目前,市面上流行的便携式医用监护仪,普遍存... 详细信息

近年来,心血管疾病、呼吸道疾病成为死亡率较高的慢性疾病,严重威胁到人们的生命健康。心电呼吸信号作为人体重要的体征信号,富含人体的生理信息,也是心血管疾病、呼吸道疾病诊断的重要依据。目前,市面上流行的便携式医用监护仪,普遍存在体积大、价格高、不方便长时间监护的问题。针对以上问题,本文基于体征参数监护设计了一款微型化、低成本、可实现长时间监测的便携式心电呼吸检测装置。以手机终端作为体征信息显示平台,可与装置进行良好的数据交互,硬件平台还具备扩展功能,可添加更多的人体信息。本文在信号采集方式上,融合了可穿戴检测方案的优势。摒弃了传统湿电极CM5导联检测心电信号的方式,而是采用了单导联胸带式检测方法,该方法是以导电硅胶制成的胸带式装备作为信号采集传感器,采集方便、灵活且可控性强。信号核心处理器STM32L151CBT6具有ARM cortex3的内核,可同时与ADS1292R、ADXL345进行数据交互,实现心电、呼吸、加速度信号的稳定采集、高精度采样、信号合理调度。通过PCB布局制成电路板,结合环氧树脂材质的电路盒进行实物封装,形成可穿戴装备实现心电呼吸、人体姿态的同步检测。针对心电呼吸信号中常见的高频、工频与基线噪声干扰,本文研究了低通数字滤波器、陷波器与形态学等方法去除,这几种数字滤波方法可有效消除心电呼吸信号中混入的噪声信号。在完成数字滤波后,采用计算量小的差分阈值法识别心电信号QRS波群,定位R波求出RR间期,计算心率值;根据呼吸信号波形特点,采用逐点判别法找出极大值点,求出极值点间期计算呼吸率。以上信号处理方法与参数值计算方法,不借助手机高性能处理,仅依托硬件核心处理器实现。根据设计需求,本文需要对整个采集装置的功耗、数据测量准确度与稳定性进行测试。结果表明,装置功耗为66.6mw;静止状态下,心率的平均误差率控制在2%以内,呼吸率的平均误差率控制在4%以内;正常活动状态下,心率的平均误差率控制在5%以内,呼吸率的平均误差率控制在6%以内。通过以上测试表明,本文设计的体征参数采集装置符合设计要求。

关键词：体征参数检测心电信号呼吸信号三轴加速度心率呼吸率

基于Context模型的ECG信号二维压缩

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电子学报 2008年第9期36卷 1810-1813页

作者：黄博强陈建华汪源源云南大学电子工程系云南昆明650091 复旦大学电子工程系上海200433

提出一种基于Context模型的ECG信号二维压缩方案.通过模极大检测和循环匹配识别R波特征,自动构建ECG图像,并根据心动周期信息制作编码数据图,之后对ECG图像进行一维离散小波变换和带截止区均匀量化,量化系数被分解为重要位置图、符号流... 详细信息

提出一种基于Context模型的ECG信号二维压缩方案.通过模极大检测和循环匹配识别R波特征,自动构建ECG图像,并根据心动周期信息制作编码数据图,之后对ECG图像进行一维离散小波变换和带截止区均匀量化,量化系数被分解为重要位置图、符号流、最高位位置流和剩余比特流,最后结合编码数据图进行基于Context模型的自适应算术编码.实验针对MIT-BIH心律失常数据库的两个数据集进行压缩.压缩比为20时,新方案的百分均方根误差分别为2.93%、4.31%,低于JPEG2000压缩方案的3.26%、4.8%.结果表明新方案优于其它ECG压缩算法.

关键词： R波识别编码数据图 Context模型二维数据压缩

基于GIS和InVEST模型的海岸带生态系统服务价值时空动态变化分析—以龙海市为例

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海洋环境科学 2015年第6期34卷 916-924页

作者：黄博强黄金良李迅涂振顺厦门大学海洋与海岸带发展研究院福建厦门361005 福建海洋研究所福建厦门361013

本文选取地处海西城市群的漳州龙海市为研究区,基于联合国千年评估提出的生态系统服务框架,借助GIS技术、In VEST模型和经济价值模型评估方法,评估龙海近30 a（1986~2010）生态系统服务价值时空动态变化。结果表明：从1986至2010年,龙... 详细信息

本文选取地处海西城市群的漳州龙海市为研究区,基于联合国千年评估提出的生态系统服务框架,借助GIS技术、In VEST模型和经济价值模型评估方法,评估龙海近30 a（1986~2010）生态系统服务价值时空动态变化。结果表明：从1986至2010年,龙海生态系统服务价值整体呈降低趋势,尤其在南溪河口区、卓岐镇海区、海门岛及漳州开发区更为明显;龙海研究区域内生态系统服务价值存在明显空间差异性,单位面积生态系统服务价值较高为卓岐镇海区、漳州开发区、隆教湾、海门岛,人类干扰强度最大的龙海市中心为最低;龙海生态系统服务价值中养分调节、污染处理与控制及休闲娱乐价值明显高于其他服务价值,且七个分区生态系统服务主导功能存在明显差异,南溪河口区、海门岛、漳州开发区和紫泥岛有红树林的存在,红树林提供的气候调节和维持空气质量服务价值及防洪防潮稳定岸线服务价值较高。本研究可为龙海市海岸带空间规划和管理提供参考。

关键词：生态系统服务价值 InVEST模型海岸带龙海市

海岛型城市的土壤侵蚀状况及主要影响因子分析——以福建省平潭岛为例

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水土保持研究 2017年第1期24卷 12-17页

作者：赖华燕黄博强吴鹏飞福建农林大学林学院福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福州350002 厦门大学两岸关系和平发展协同创新中心福建厦门361005

为研究海岛型城市建设发展过程中的水土流失状况,将地理信息系统(GIS)与通用土壤流失方程(USLE)相结合,以福建省典型海岛——平潭岛作为研究区域,运用GIS建立平潭岛研究区的基础地理数据库,利用ArcGIS的栅格数据空间分析功能,对1990年与... 详细信息

为研究海岛型城市建设发展过程中的水土流失状况,将地理信息系统(GIS)与通用土壤流失方程(USLE)相结合,以福建省典型海岛——平潭岛作为研究区域,运用GIS建立平潭岛研究区的基础地理数据库,利用ArcGIS的栅格数据空间分析功能,对1990年与2013年的土壤侵蚀量进行了估算和分析。结果表明:平潭岛1990年平均土壤侵蚀模数为1 674.64t/(km^2·a),2013年平均土壤侵蚀模数为735t/(km^2·a),均属于轻度侵蚀。微度侵蚀从1990年的72.38%增加到2013年的79.31%。而在轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀方面均有所下降。1990年、2013年均是强度以上侵蚀区域对土壤侵蚀量的贡献最大。土地利用变化、降雨量和坡度变化对土壤侵蚀的作用显著。该研究可为平潭岛的经济开发建设、土地合理利用,以及为其他典型海岛在城市化进程中提出最佳的水土保持管理措施提供参考。

关键词： USLE GIS 土壤侵蚀量平潭岛

面部神经麻痹后面肌运动恢复量化监测软件设计特征

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中国组织工程研究与临床康复 2007年第35期11卷 6987-6990页

作者：郑丹白宝丹黄博强樊瑾施心陵云南大学信息学院电子信息工程系云南省昆明市650091 昆明医学院附属第二医院中医科云南省昆明市650101

目的:传统的康复评估方法无法获得客观的分析数据,故通过软件化的监测方法,可在治疗过程中跟踪监测面部神经麻痹患者面部运动的变化,并建立评估档案,为医生提供诊断治疗面部神经麻痹的客观评估资料。方法:在Visual Basic6.0环境下自主... 详细信息

目的:传统的康复评估方法无法获得客观的分析数据,故通过软件化的监测方法,可在治疗过程中跟踪监测面部神经麻痹患者面部运动的变化,并建立评估档案,为医生提供诊断治疗面部神经麻痹的客观评估资料。方法:在Visual Basic6.0环境下自主开发面部神经麻痹康复治疗监测软件。可以动静态采集视频图像,根据人脸的对称性以及面部运动规律,分别在眼、嘴、舌等五官部位选取多个特征点描绘其运动轨迹,计算它们的位移量、速度、加速度以及嘴角或眼角的偏斜度等特征参数,并且依据运动过程中的参数为面部神经麻痹患者建立一个客观的数据档案。结果:记录测评结果,包括运动距离、平均速度、最大速度、平均加速度、最大加速度等特征参数。通过分析特征参数的变化趋势,辅助判断患者康复情况。软件为医生提供一个相对客观、简便的分析工具,有助于医生改进治疗方案。结论:该软件是对面部神经麻痹后面部肌肉运动功能恢复监测的创新性研究,可代替以主观评价为主的传统康复评估方法,客观地反映了面部神经麻痹患者康复情况。

关键词：面部神经麻痹面部神经功能监测面部运动特征参数

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脑卒中肢体功能康复监测系统的设计

中国组织工程研究与临床康复 2007年第9期11卷 1710-1712页

作者：黄博强郑丹黄文霞朱玲施心陵云南大学信息学院电子信息工程系云南省昆明市650091

目的:通过软件与硬件相结合的监测方法,为脑卒中患者在治疗过程中建立运动功能检查评估档案,为医生提供客观、准确的实时数据。方法:实验于2005-09/2006-06在云南大学信息学院电子工程系完成。实验方自主开发YUB-400脑卒中康复治疗监测... 详细信息

目的:通过软件与硬件相结合的监测方法,为脑卒中患者在治疗过程中建立运动功能检查评估档案,为医生提供客观、准确的实时数据。方法:实验于2005-09/2006-06在云南大学信息学院电子工程系完成。实验方自主开发YUB-400脑卒中康复治疗监测系统,该系统软件部分的主体在VisualBasic6.0下开发完成,部分图像处理功能使用VisualC++6.0开发完成,软件分为7个模块,分别为信息录入查询模块、图像采集模块、图像特征标记模块、比对计算模块、图像处理模块、打印报告模块和系统设置模块;硬件部分包括计算机、视频端口、视频摄像头和神经刺激器。系统控制神经刺激器对患者患处刺激,同时对患处的反应过程视频采样,之后应用标准神经系统评估法,依据运动过程的参数建立可靠的患者实时数据档案。结果:①系统经过对患者患处活动能力的数据分析,记录运动参数,包括运动距离、平均速度、最大速度、平均加速度、最大加速度等。并结合患者的基本信息,建立实时数据档案。通过实时数据档案可以与患者的历史数据相比较,从而客观反应脑卒中患者的康复状况。②产生误差的原因主要包括两个方面,测量过程的规范性和患者个体的心理因素。结论:利用YUB-400对脑卒中肢体功能康复监测,可代替以主观评价为主的传统康复评估方法。

关键词：脑卒中肢体功能康复监测

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福州市共有产权住房政策研究

福建建筑 2023年第1期 138-142页

作者：黄博强厦门市城市规划设计研究院有限公司福建厦门361012

随着国家保障房制度的发展,共有产权住房逐渐成为各地区保障性住房领域新的政策方向。福州市于2018年推出首批共有产权住房,然而仍有未完善之处。在学界对共有产权研究分析基础上,通过对福州共有产权住房政策的分析,以及从供需两个角度... 详细信息

随着国家保障房制度的发展,共有产权住房逐渐成为各地区保障性住房领域新的政策方向。福州市于2018年推出首批共有产权住房,然而仍有未完善之处。在学界对共有产权研究分析基础上,通过对福州共有产权住房政策的分析,以及从供需两个角度,对福州市第一批共有产权进行挖掘分析,分析其中存在问题,并为完善福州共有产权住房制度提供对策建议。此研究为共有产权住房保障模式的发展和完善,以及向全国推广建设经验提供对策参考。

关键词：共有产权住房供需情况政策制定

社会环境公正视角下安置房社区改造策略探析——以厦门市仙岳里小区为例

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社会环境公正视角下安置房社区改造策略探析——以厦门市仙岳里小...

基于独立元分析和联合小波熵检测多导联ECG信号的QRS

2019中国城市规划年会

作者：孙若曦贺捷黄若诚黄博强厦门市城市规划设计研究院

在城市社会经济生活中,由于不同的年龄、性别、阶层、受教育程度、民族、宗教信仰等个人特质,形成了人群的多样化。因为特质属性的差异,不同的人群对城市环境有各自的利用方式和期望值。基于此,城市规划需要将规划人口"群体化"转为"个体... 详细信息

在城市社会经济生活中,由于不同的年龄、性别、阶层、受教育程度、民族、宗教信仰等个人特质,形成了人群的多样化。因为特质属性的差异,不同的人群对城市环境有各自的利用方式和期望值。基于此,城市规划需要将规划人口"群体化"转为"个体化"对待,即考虑到不同社会属性人群的经济活动对城市建设和城市发展造成的影响,以提高规划质量,实现城市精细化管理。本文以村庄拆迁安置小区——厦门市仙岳里小区为例,在"社会环境公正"理念的"再分配"、"相互认可"和"平等参与"原则指引下,对其发展存在问题和不同群体的诉求冲突进行剖析,指出在老旧小区改造等存量规划中,必须转变孤立片面看问题的专业评价视角,代之以正确识别相关利益者诉求,并以此为依据作出合理价值判断。在此基础上,提出仙岳里小区改造提升策略。

关键词：社会环境公正安置房厦门仙岳里小区

来源： cnki会议评论

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生物医学工程学进展 2010年第1期31卷 1-6页

作者：黄博强汪源源复旦大学电子工程系上海200433

QRS波群的准确定位是ECG信号自动分析的基础。为提高QRS检测率,提出一种基于独立元分析(ICA)和联合小波熵(CWS)检测多导联ECG信号QRS的算法。ICA算法从滤波后的多导联ECG信号中分离出对应心室活动的独立元;然后对各独立元进行连续小波变... 详细信息

QRS波群的准确定位是ECG信号自动分析的基础。为提高QRS检测率,提出一种基于独立元分析(ICA)和联合小波熵(CWS)检测多导联ECG信号QRS的算法。ICA算法从滤波后的多导联ECG信号中分离出对应心室活动的独立元;然后对各独立元进行连续小波变换(CWT),重构小波系数的相空间,结合相空间中的QRS信息对独立元排序;最后检测排序后独立元的CWS得到QRS信息。实验对***12导联心率失常数据库及64导联犬心外膜数据库测试,比较本文算法与单导联QRS检测算法和双导联QRS检测算法的性能。结果表明,该文算法的性能最好,检测准确率分别为99.98%和100%。

关键词：多导联ECG QRS检测独立元分析连续小波变换相空间重构联合小波熵