嵌入式睡眠监控报警系统研究

    在睡眠过程中，人体生理功能会发生一系列变化，如感觉功能减退，呼吸、心律减慢，血压降低，血液中二氧化碳结合力上升，呼吸中枢对二氧化碳敏感性减弱，肺通气量减少等『1-2』。这种变化，正常人能很快适应，而对病人、老年者则具有一定的危害性，因此突发疾病多发生在夜间。

　　在突发疾病中，心血管疾病是人类健康的头号大敌。据世界卫生组织估计，目前全球每年死于心血管疾病的人数占全部疾病死亡人数的三分之一以上，而且这一趋势还在进一步扩大『3』。有数据显示，71%的心脏病发作在家中或工作场所，其中60%～70%的人因失去抢救时间死于医院外『4』。中国人口约占世界人口的22%，而医疗卫生资源却仅占2%，而且大多集中在城市的大医院里，医疗资源十分有限。此外，目前大部分医疗设备价格昂贵、操作复杂、仅限于在医院病房使用。因此，很难实现在人们日常生活、工作的同时对其身体状况进行实时监测『5』。若突发疾病不能及时被发现，就会耽误最佳抢救时间。

　　嵌入式睡眠监控报警系统就是基于上述原因提出的，它能够在不干扰受监测者正常睡眠的情况下，获取和处理睡眠过程中的脉搏信号。本文以ARM7(LPC2103)为微处理器核心，利用脉搏波特征量K值作为心血管疾病判断检查的一项重要生理指标，为心血管疾病的预防和治疗争取宝贵时间，降低心血管疾病在夜间突发带来的严重危害。

　　1 工作原理

　　通过对模型的理论分析以及不同年龄健康人和心血管疾病患者的临床检测对比，证实由心血管生理病理上的变化将会引起脉搏波特征量K值有规律且相当敏感的变化。因此，采用脉搏波特征量K值作为心血管疾病诊断的一项重要生理指标『6-7』。

　　脉搏信号波形特征量K值的定义为：

　　2 系统硬件设计

　　本研究利用脉搏传感器检测人们睡眠状态下的脉搏信号，在嵌入式微处理器的控制下，对突发疾病进行监控报警。

　　2.1 采集处理模块

　　脉搏信号属于低频微弱信号，频率范围在0.2 Hz～45 Hz，幅度范围在0～20mV。在脉搏信号的采集过程中，容易受到基线漂移、人体活动、工频干扰等因素的影响。因此，采集到的脉搏信号必须经过信号处理，才能满足后期工作的要求。采集处理模块框图如图1所示。

　2 系统硬件设计

　　本研究利用脉搏传感器检测人们睡眠状态下的脉搏信号，在嵌入式微处理器的控制下，对突发疾病进行监控报警。

　　2.1 采集处理模块

　　脉搏信号属于低频微弱信号，频率范围在0.2 Hz～45 Hz，幅度范围在0～20mV。在脉搏信号的采集过程中，容易受到基线漂移、人体活动、工频干扰等因素的影响。因此，采集到的脉搏信号必须经过信号处理，才能满足后期工作的要求。采集处理模块框图如图1所示。(1)信号采集