基于DSP的帕金森震顫信號存儲及無線傳輸裝置.pdf

1、帕金森?。≒arkinson’s Disease，PD）是一種因多巴胺分泌異常而引發(fā)的神經(jīng)衰退類疾病。目前只能采用相關(guān)藥物控制病情的進一步發(fā)展，因此，如何獲取存儲早期帕金森病人的病癥信號用作后期分析，已成為醫(yī)療技術(shù)研究領(lǐng)域針對帕金森病癥治療的熱點話題。
　　穿戴式裝置逐步成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用于檢測多類疾病的重要組成部分，其研究的關(guān)鍵點在于解決信號的傳輸問題。常用的有線傳輸方式簡單直接，不需要組建網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但該方式僅適用于短距離信號傳輸，

2、對于多節(jié)點穿戴式設(shè)備，有線方式顯得笨重且冗余，移動性也極差。此外，醫(yī)學(xué)上存儲病癥數(shù)據(jù)大多采用PC機后臺存儲方式，存儲設(shè)備龐大不易移動，僅僅適用于定期定點檢查而不是家庭式長期監(jiān)護。本文研究對象是早期帕金森病人肢體產(chǎn)生的震顫信號，目標是采用獨立硬件設(shè)備存儲長期家庭式監(jiān)護中產(chǎn)生的多點震顫數(shù)據(jù)。因此，針對以上傳統(tǒng)方式存在的諸多問題，本文提出了以下改進措施。
　　秉承設(shè)備便攜可移動性的原則，應(yīng)用ZigBee和WiFi無線傳輸介質(zhì)完成信號采集

3、單元與存儲設(shè)備、PC機和手持端的通信，增強了整體裝置各個工作模塊的可移動性能。針對長期家庭監(jiān)護中產(chǎn)生的大量檢測數(shù)據(jù)，結(jié)合無損信號壓縮技術(shù)和TMS320 VC5509A控制器構(gòu)建硬件存儲設(shè)備，將數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮后存儲，節(jié)省存儲空間，保證數(shù)據(jù)存儲效率，實現(xiàn)信號的大容量存儲。主要工作如下：
　?。?）針對帕金森震顫信號的特點及信號分析階段對信號準確度的要求，采用數(shù)據(jù)分塊的子帶無損壓縮編碼方法，先后將檢測信號通過數(shù)據(jù)分塊、DCT變換、子帶量化、

4、線性預(yù)測及編碼完成數(shù)據(jù)的壓縮，并通過逆壓縮過程完成數(shù)據(jù)的解壓重構(gòu)。
　?。?）針對目前各類存儲介質(zhì)的特點及數(shù)據(jù)存儲要求，選擇SD卡作為存儲介質(zhì)。根據(jù)DSP相關(guān)工作特點及性能參數(shù)，選擇TMS320VC5509 A控制器作為主控制器，并完成DSP的控制及通信接口電路部分設(shè)計。
　?。?）針對目前無線傳輸方式的特點及性能，選擇WiFi作為DSP終端數(shù)據(jù)傳送方式，結(jié)合DSP的ZigBee信號接收端，將存儲設(shè)備設(shè)計成一獨立裝置的同時，

5、建立起穿戴采集設(shè)備與PC和手持終端的通信媒介。為使能更直觀地觀察信號，在PC端、手持Android端設(shè)計了信號顯示軟件。
　?。?）通過計算一定時間段內(nèi)樣本數(shù)據(jù)壓縮比及百分比誤差，分多組取平均，驗證本文算法的有效性。也通過對比多種數(shù)據(jù)壓縮算法性能，比較壓縮率大小，進一步驗證本文壓縮方法的性能?；贑CS3.3完成向SD卡寫數(shù)據(jù)實驗，并將壓縮數(shù)據(jù)存儲至SD卡，提取壓縮數(shù)據(jù)文檔并獲取存儲文件所占空間大小，與實驗時間內(nèi)原始數(shù)據(jù)大小對比計

6、算得到壓縮比大小，驗證壓縮對節(jié)省存儲空間的好處。傳輸實驗中，PC端通過ZigBee方式接收數(shù)據(jù)并顯示，手持端通過加入組建的WiFi網(wǎng)絡(luò)獲取信號并顯示，驗證界面的顯示功能，同時也驗證了DSP作為獨立存儲設(shè)備在無線傳輸中的媒介作用。
　　實驗結(jié)果表明：采用無損信號壓縮方法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮編碼，并達到較好的壓縮比，通過解壓重構(gòu)壓縮信號，對比壓縮前后數(shù)據(jù)量的變化及信號的重構(gòu)性能，驗證了本文采用的壓縮算法的有效性；DSP控制器通過與 Zig