测量呼吸和心跳教案

2024-06-06

测量呼吸和心跳教案（共5篇）

测量呼吸和心跳教案篇1

（苏教版）五年级科学上册教学实录

测量呼吸、心跳和脉搏

一、创设情境，导入新课

请同学们闭上眼睛，听一听这是什么声音？呼吸声心跳声

（板书：呼吸和心跳）再听一种呼吸声和心跳声。呼吸声（快）心跳声（快）

问：这一次和刚才听的有什么区别？

问：人们往往用一分钟内呼吸和心跳的次数来表示他们的速度。想不想知道你们现在自己的呼吸和心跳的速度？

那今天就来测量一下在安静状态下你们的呼吸和心跳的速度。（板书：测量）

二、设计实验：

呼吸速度

心跳速度测量所需时间：测量方法：

记录方法：（次/分钟）

测量一次不一定准确，我们要测量三次。

为了节约时间，根据测量15秒钟呼吸和心跳的次数。估计出自己一分钟的次数。请你算出你自己平均每分钟呼吸和心跳的次数。你一分钟的呼吸和心跳次数是不是一直都这样呢？那怎样的情况下，他会变化呢？

实验

二、在运动结束时，你一分钟的呼吸和心跳次数是多少呢？设计实验：测量所需时间、测量方法、记录方法（次/分钟）请科学小组派一个实验员跟着音乐跳兔子舞一分钟。老师计时；

小组其他人观察，做好测量准备。结束后，请迅速记录数据。

问：和安静状态下比较，你发现了什么？

--1--

教师指导，小结。

问：休息三分钟后，呼吸和心跳还会这么快吗？你们自己通过测量，来验证你们的答案吧！听一段优美的音乐，再回来。

实验

三、休息三分钟后，你一分钟的呼吸次数和心跳次数是多少呢？和运动结束时相比，你发现了什么？教师指导，小结。

三、拓展活动。

通过这节课的研究，你知道了什么？

你已经知道了自己的呼吸和心跳的速度。你还想知道哪些人的呼吸和心跳的速度呢？你准备怎么去测量？

--2--

测量呼吸和心跳教案篇2

生物雷达是一种特殊的雷达, 它可以直接穿透非金属介质 (医用纱布、衣服、木门等) , 非接触地检测到人体的呼吸、体动等生命信号, 成为近年来国内外学者的研究热点[1,2,3]。其基本原理是利用生物雷达前端发射的工作频率很高 (一般大于10 GHz) 的连续波微波, 当微波照射人体时, 呼吸运动、心脏搏动引起的胸壁微动将反射的微波回波信号的相位、频率进行调制, 通过信号放大、滤波等处理后从回波信号中提取呼吸、体动等生命信号。

由于正常人体呼吸引起的胸腹表面位移为4~12 mm, 心跳引起的胸壁位移为1~2 mm[4], 因而生物雷达容易检测呼吸信号。人体心肺存在着一定的生理耦合关系, 呼吸信号的高次谐波与心跳信号的基波频率完全重合, 因此, 采用传统的数字滤波很难从体动信号中分离出心跳信号。

1 材料与方法

1.1 实验对象

16名健康男性在知情同意的前提下参加本研究, 年龄 (23.0±4.0) 岁 (均值±标准差) 。所有实验对象在实验过程中尽量保持身体相对静止, 避免体动干扰影响生物雷达检测到的人体呼吸和体动信号的质量。

1.2 仪器与设备

生物雷达实验平台采用3 mm波 (工作频率94 GHz) , 发射和接收分开, 最大辐射功率10 m W, 天线与人体的距离为8 m;生物雷达的输出信号经过放大、滤波后连接多导生理记录仪Power Lab (ADI公司, 澳大利亚) , 数据采集软件使用与硬件相配套的Lab Chart (ADI公司, 澳大利亚) 。为了比较生物雷达非接触检测到的呼吸和心跳的准确性, 同时采集人体的心电信号, Power Lab系统硬件的采集频率为1 000 Hz。

1.3 自适应噪声抵消器

自适应噪声抵消的基本思路是:将混有干扰的原始信号 (期望信号) 和干扰信号同时输入自适应噪声抵消器 (adaptive noise canceller, ANC) , 由自适应算法根据期望信号和参考信号的误差不断调整非递归型 (finite impulse response, FIR) 数字滤波器的权系数, 使参考信号无限逼近期望信号中的干扰, 当误差最小时输出为期望得到的信号。按照该思路, 本研究中采用的自适应呼吸抵消模型如图1所示。其中, 模型的输入信号为生物雷达非接触检测到人体的体动信号 (主要由呼吸、心跳信号组成) 和呼吸信号, 将体动和呼吸信号均进行带通滤波 (由0.03 Hz的高通和2.0 Hz的低通滤波器组成) , 然后将呼吸信号输入自适应滤波器, 由递归最小二乘算法 (recursive least squares, RLS) 根据自适应滤波器的输出与体动信号的误差自动调整滤波器的权系数, 当误差最小时算法停止, 此时模型的输出就是心跳信号。

假设体动信号记为d (n) , 它是由期望分离的心跳信号Heart B0 (n) 和滤除的呼吸干扰Res P0 (n) 组成, 定义如下

假设参考输入呼吸信号记作u (n) , 自适应滤波器的输出记作u′ (n) , 它是参考输入呼吸信号的估计值, 其定义为

其中:L是FIR滤波器的阶数, wi (n) 是滤波器的权系数, *表示复数的共轭, T表示转置运算, i∈[0, L-1]。

根据自适应呼吸抵消模型, 其输出e (n) 就是心跳信号。e (n) 可表示为

e (n) 的误差判别函数可表示为

其中:λ称为遗忘因子, δ称为归一化因子。

定义W (n) 为FIR滤波器在n时刻的滤波器权系数集合, 则有

RLS算法概括如下:

其中:I为单位矩阵。

2 结果

图2为一名实验对象的由生物雷达检测到的体动、呼吸信号以及分离出的心跳和心电图记录到的心电信号波形及其频谱分析。从图2中可以看出, 生物雷达非接触检测到的体动信号中含有呼吸信号成分, 经过本文的自适应滤波方法可以从体动信号中分离出心跳。在图2 (e) 中, 频谱峰值所对应的频率为0.26 Hz, 表示呼吸频率为16次/min;在图2 (f) 中, 频谱中有2个峰值, 第1个峰值对应的频率为0.26 Hz, 第2个峰值对应的频率为1.28 Hz;图2 (g) 为自适应滤波分离出的心跳信号, RLS算法中遗忘因子取0.999、滤波器阶数为12、归一化因子取0.1, 自适应滤波处理后0.26 Hz对应的峰值被抵消, 只剩下1.28 Hz对应的峰值;图2 (h) 为心电波形的频谱, 其峰值所对应的频率为1.28 Hz, 表示心率为77次/min。

为了评价本文提出的自适应滤波分离出的心跳信号的准确性, 我们将非接触获得的心率与从心电信号提取的心率进行线性回归分析。2种方法的分析结果如图3所示, 其中, 横坐标代表从心电信号中提取的心率值, 纵坐标代表从分离出的心跳信号中提取的心率值。从回归分析可以看出, 2种方法提取的心率具有很强的相关性 (γ2=0.95, P<0.000 1, n=16) 。

3 结论

生物雷达可以非接触检测人体的生命信号 (如呼吸、体动等) , 被广泛应用于家庭、社区医院等场合。但在实际应用时还需要检测人体的心跳信号, 这样才能够更好地反映人体的生命状况。生物雷达非接触检测呼吸信号很容易, 采用简单的截止频率为0.5 Hz的模拟或数字低通滤波器即可提取呼吸信号[5]。但是, 采用带通滤波器 (下限截止频率为0.8 Hz, 上限截止频率为2.5 Hz) 检测心跳信号容易受到呼吸信号的高次谐波影响, 很难提取到心跳信号。实验结果表明, 采用本文提出的自适应滤波方法可以较好地从体动中分离出心跳信号, 从该信号中提取的心率值和从心电信号中提取的心率值具有很强的相关性。

对自适应滤波器而言, 不同的自适应算法将直接影响滤波的效果。本文中我们选用计算效率高、稳定性好的RLS算法, 通过实验确定了滤波器阶数、遗忘因子、归一化因子等参数, 较好地实现了生物雷达检测中呼吸和心跳信号的分离。下一步工作中, 我们将重点实现RLS算法的实时性, 更好地满足实际需求。

参考文献

[1]Matthews G, Sudduth B, Burrow M.A non-contact vital signs monitor[J].Critical Reviews in Biomedical Engineering, 2000, 28 (1/2) :173-178.

[2]Uenoyama M, Matsui T, Yamada K, et al.Non-contact respiratory monitoring system using a ceiling-attached microwave antenna[J].Medical&Biological Engineering&Computing, 2006, 44 (9) :835-840.

[3]Brink M, Muller C H, Schierz C.Contact-free measurement of heart rate, respiration rate, and body movements during sleep[J].Behavior Research Methods, 2006, 38 (3) :511-521.

[4]Kim H J, Kim K H, Hong Y S, et al.Measurement of human heartbeat and respiration signals using phase detection radar[J].Review of Scientific Instruments, 2007, 78 (10) :104-113.

心跳呼吸正常爱情诗歌篇3

见到你，呼吸变的困难，压的我喘不过气；

喜欢你，便是这种感觉，心跳加速、呼吸困难。

我变得不再像我自己，我变成我以前从未想象过的样子，我，还是我吗？

如果此刻的我因你变了，我才变成了真正的我，但如果有天感情不再，我对你不过轻描淡写，我见你不再心跳加速，我与你不再呼吸困难。

那么，那便不是我了，因为，喜欢着你的我才是真正的我，心跳呼吸正常的我，不是我，不要让我改变，不要让我变成不是我的我，就这样喜欢着你吧。

测量呼吸和心跳教案篇4

一、演练目的

1、考核医生护士对于突发呼吸心跳骤停患者组织及处理应变能力

2、考核护士对工作抢救设备、药品使用

二、演练形式和内容

演练时间：2015年6月26号

13：00 演练地点：护士站旁

演练内容：医护陪同患者外出检查中患者突然出现呼吸、心跳骤停，应立即就地抢救，畅通呼吸道，做人工呼吸及心脏按压，护送人员一边抢救一边呼叫其余医护人员参与接应，并派人员携带必要的抢救物品接应抢救病人，严密观察病情变化，认真填写护理记录单，使病人的伤害降到最低程度。

三、演练工作人员职责

医生、甲护士：1床患者外出检查过程中突发呼吸、心跳骤停，立即报告医生，医生就地抢救，护士大声呼喊其他医护人员接应并参与抢救。

甲护士：协助医生进行全面的检查，密切观察患者病情变化，报告医生患者指脉氧、血压、及时记录，可适时转入抢救室。乙护士：报告护士长及通知备班人员。

甲护士：执行口头医嘱（按照要求进行复述）

乙护士：及时准确记录用药时间、剂量、给药途径，在备班未到达前与甲护士共同处置患者，并保证病房正常医疗秩序。丙护士（备班）：到达后，立即赶到现场与医护沟通，分工协作，做好交接班兵保证病房内的正常医疗护理秩序，同时做好抢救期间治疗及使用药物相关的书面记录。

甲护士：患者呼吸心跳恢复后，监测生命体征，送到急救室兵继续监测生命体征。

乙护士：回护士站记录相关上报情况登记。

科主任、护士长考核科室医护人员对突发事件的应急处理原则及处理流程。

四、演练情节地点：护士站旁

1、正值医护送病人外出做检查期间，甲护士告知医生患者呼吸心跳骤停，医生立即查看患者情况。甲护士大声呼叫其他医护人员。

2、乙护士立即报告护士长并通知备班，并备齐抢救车携至床旁。

3、甲护士为患者测血压、同时给便携式氧饱监测夹监氧饱和度并记录。

4、丙护士到达后立即赶到现场与医生护士沟通交接病区情况。分工协作，维护病区正常治疗护理秩序。

5护士长到达后甲护士向护士长汇报事件及病区情况，由护士长指导病区内护理工作。

6患者呼吸心跳恢复后，甲护士再次测量生命体征，并送入急诊室继续监测生命体征。

7、乙护士回护士站记录相关上报情况登记表

五、考察重点

1、医护人员处理突发事件的应急能力。

2、医护人员对患者突发呼吸心跳骤停应急流程的掌握情况。

3、医护人员特殊情况下的协调组织能力。

4、护理人员上报不良事件的流程。

六、演练评估报告

时间和长度的测量教案篇5

素质教学目标

1、知识与技能

(1)会使用适当的工具测量时间和长度(2)知道测量有误差，误差和错误有区别

2、过程与方法

(1)体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法。(2)体验探究长度间接测量的探究过程。

3、情感、态度与价值观

认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程，培养对科学技术的热爱。教学重点

1、认识常用的计时工具和长度测量工具。

2、用刻度尺测量物体长度。教学难点

1、长度的间接测量方法。

2、误差和错误的区别教学过程

我们常常需要通过测量物体运动的路程和所用时间来测量速度，这就涉及时间和长度这两个基本物理量的测量。这节课我们在小学和日常生活中对时钟、表、刻度尺使用和对一些时间、长度单位的初步认识的基础上继续学习。

一、时间的测量

1、计时工具

(1)教师概括介绍计时工具的发展变化过程。在古代，人们用日晷、沙漏等器具来计时。16世纪后，欧洲出现了有重锤的摆钟，近代机械式钟表就是在它的基础上发展起来的。现代利用石英晶体制成了稳定、轻巧、方便的电子钟表，它们一天的偏差不超过0.5秒。目前最准确的计时装置是天文台使用的原子钟，30万年的偏差只有1秒。

让学生看课文图11.3-1了解古代和现代的几种计时工具。

(2)学生交流课外收集的有关古代人和现代人测量时间的工具、测量方法？

简要介绍日晷、沙漏计时原理：

① 日晷：在太阳照射下垂直于日晷圆盘上的杆在圆盘上形成影，随太阳升降运动，不同时刻在日晷上影子的位置不同，在日晷上对应位置标上对应的时刻，就可以用来计时了；②沙漏：沙漏上方容器的沙子以相同的时间间隔向下方的容器漏下相同数量的沙子，根据漏下的沙量计时。)

2、时间单位

(1)复习小学学过的时间单位及单位间进制率。

(2)阅读课文第27页倒数第二自然段，了解在国际单位制中时间的单位是秒。

让学生阅读课文第28页科学世界<<计时标准>>了解“秒”的准确定义：铯原子振动9192631770次所需的时间定义为1s。

(3)认识时间单位的符号：小时(h)、分(min)、秒(s)3、停表的使用

二、长度的测量

1、常用的长度测量工具(1)让学生说出所知道的长度测量工具如刻度尺等，然后教师出示一些常用的测量工具(刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器)让学生观察。(2)让学生找出身体的哪些部位可以做为“尺”。

①伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离，称为“一柞”。②伸开两臂的长度，大约等于身高；人步行时，平均一步的长度；某一个手指的宽度等。

2、长度的单位

(1)复习小学学过的长度单位及单位间进率。了解长度单位还有微米、纳米等。

(2)阅读课文第28页倒数第一自然段，了解在国际单位制中长度的单位是米。了解“米”的准确定义：光在真空中1/299792458s内所经路径的长度定义为1米。(3)认识长度单位的符号及单位间进率。

米(m)、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)1km=1000m=10m;1dm=0.1m=10m;1cm=0.01m=10m;1mm=0.001m=10m 1μm=0.000001m=10m;1nm=0.000000001m=10m

3、阅读课文第28页了解一些物体的长度或物体间的距离。

4、刻度尺的使用

应做到：刻度尺要放正，要紧靠被测物体；读数时视线要与尺面垂直；要估读到分度值的下一位数；多次测量取平均值。

5、学生分组实验。测量物理课本宽度、做课本第30页动手动脑学物理中第3题要求的3个实验。

(1)测量物理课本的宽度

(2)测量硬币的直径、硬币的周长。

探究：不能直接用刻度尺放在硬币下进行测量，直径的位置难以判断，会使测量不准确。只能用间接的方法进行测量。

方法一(卡尺法)：图11-2-1所示，用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘；借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用一只三角板和一把刻度尺，如图图11-2-2所示，用两把三角板紧夹住硬币，均可从刻度尺上读出硬币的直径d。根据公式L=лd 求出硬币的周长。

方法二(滚轮法)：在纸面上画一条直线，让硬币从某个记号开始，在纸面上沿直线滚动n周记下终点。测出线段长度s，先求出每周的周长L=s/n，再利用L=лd求出硬币的直径d=s/nл.方法三(替换法)：把硬币放在纸上，贴着边缘用笔画上一圈，再剪下对折，然后用刻度尺直接测量圆的d，即为硬币的直径。根据公式L=лd求出硬币的周长。

方法四(化曲为直法)：拿一纸条紧贴着硬币边包几圈，用一大头针在纸条上扎穿一个孔，然后将纸条展开平放，用刻度尺测出相邻孔间的距离L，就是硬币的周长。根据公式d=L/л求出硬币的直径。

(3)测量一页纸的厚度

探究：纸的厚度为10-4m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度，也测不出二页纸厚度，但是能测出上百页纸的厚度，而一页纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多)，压紧后，用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L，然后将总厚度除以纸的页数n，求出每页纸的厚度l=L/n.-

3-6

-93

1-2(4)测量细铜丝的直径

测量道理与测量一页纸的厚度相同(以多测少法)测量方法：找一支圆铅笔，把细铜丝捋直，将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n，用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度l，再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d=l/n.三、误差

任何实验测量结果不可能是绝对准确的，由于受所用的仪器和测量方法的限制，如在测量长度实验中，有的同学读刻度尺示数可能估计得偏大一些，而有的同学估计的可能小一些，而一个物体它的真实长度总是一定的，这个真实的长度叫做真实值，所以测量值和真实值之间必然存在差异，测量值和真实值之间的差异叫做误差。

由于仪器本身不可能做的非常精确，实验者对实验的观察总会有偏差，因此误差总是存在的，不能消灭，但尽量减小误差。

错误与误差不同：错误是指不按实验、操作的有关规定的做法。是不正确的测量方法产生的，所以只要严格按要求去做，错误是可以避免的，而误差是不可避免的。

减小误差的方法：多次测量的平均值会更接近真实值，误差较小。

达标自查

1、给下列各物体的长度填上合适的单位：

(1)中学生的身高1700

；