基于PFM的高频高压发生器高压控制的研究

目的:在医用诊断X射线设备中,单色X射线产生的投影数据,更有利于对图像进行处理,X射线管阳极和阴极间的直流电场决定了X射线的能量谱,为了产生能量集中的X射线,就需要给X射线管提供平稳的直流电压,本文研究设计并实现了一种用于精确控制口腔CBCT的X射线球管电压的控制策略及其硬件实现。方法:设置好X射线管需要的电压,微控制器(MCU)从存储器中读取与设置的输出电压相关的参数,然后控制数模转换器(DAC)的输出电压,将DAC的输出电压作为控制逆变频率的预置参考电压值,通过改变参考电压值来调整脉冲频率调制(PFM)控制芯片MC33067输出脉冲的频率。结果:通过控制逆变全桥输出脉冲的频率,改变了变压器初级的输入电压,实现了对经过变压器升压后进行倍压整流滤波输出的直流电压的自动控制和调整,使实际输出电压值与设置的输出电压值吻合,输出电压误差小于3%。结论:通过实验验证,观测输出电压的反馈波形,证明通过该控制方法输出的直流电压稳定,纹波小,可以为X射线球管提供直流高压。     

一种医用直线加速器机械参数测量分析系统

目的:设计并实现一种医用直线加速器的机械参数测量系统,可对医用直线加速器等中心等各项机械参数进行测量并定量分析。方法:系统硬件采用双目光学测量套件,在加速器各部件上贴上定位小球,双目相机以20 Hz频率输出定位小球的空间坐标。软件上位机根据定位小球坐标实时更新加速器三维模型和各部件运动参数的拟合,实现对医用直线加速器的运动跟踪功能。完成测量后,软件可以输出测量分析报告,报告内容包括加速器各部件机械运动参数和反映性能的特征量,测量精度达0.5 mm。结果:实现本系统后,在两家医院对两台不同使用时长医用直线加速器分别进行多次测量和分析,得到等中心误差、机架机械运动参数和统计量、治疗床机械运动参数和统计量、机架和治疗床重复运动误差等。结论:本系统可帮助技术人员和物理师进行加速器维护工作,为医用直线加速器的日常检测和质量控制提供指导。     

微创电外科用高频电刀输出目标阻抗检测系统

目的 血管闭合微创外科手术中,需要精确控制高频能量发生器的输出功率.根据血管阻抗变化调节高频能量发生器输出功率是提高血管闭合成功率的有效手段.为实现血管闭合过程中血管阻抗的检测,需要测量输出电压和血管闭合回路中的输出电流,为此本文开发了一套基于LabVIEW的阻抗检测系统.方法 系统包括硬件隔离调理电路、基于DAQ卡和LabVIEW的数据采集与处理系统.最后利用已知阻抗的无感功率电阻验证该系统性能.结果 实验表明该检测系统可以准确地检测高频电流回路中的阻抗.结论 该阻抗检测系统可以用于微创电外科高频电刀的能量控制模块中.     

基于LabVIEW显微CT图像采集控制系统软件的设计

背景：LabVIEW作为著名的虚拟仪器开发平台,数据采集、信号处理与分析是其强项与优势。 目的：设计一套完整的CT控制与图像采集系统应用程序。 方法：通过LabVIEW8.5虚拟仪器开发平台,设计CT控制及图像采集系统,与X射线源、转台以及探测器等硬件仪器一同构建了一套完整的高分辨率显微CT成像系统。 结果与结论：将该软件与实验室显微CT硬件系统配合进行实验,很好的实现了对平台参数的设置及初始化、对载物台移动的控制、CT图像采集并保存和读取等功能,成功构建了一套显微CT图像采集控制系统软件,系统参数可根据实际需要修改,长期运行性能稳定。     

Selectron LDR源活度和等剂量线测定

随着放射治疗学科的发展,近距离治疗日益应用于临床。后装治疗机已成为近距离治疗常用设备之一。荷兰 Nucletron 生产的 Selectron LDR 具有六通道,48个源球。源球为放射性核素~(137)C_s,每个源球名义活度为40mC_i。我院购置了28个源球,使用了通道。为了正确提供临床治疗剂量,以达到放疗的质量保证和控制的要求,我们对 Selectron LDR 的放射源的活度和等剂量线进行了测定和实验验证。     

125 I-PLGA标记物的制备与鉴定

目的开发一种125I-PLGA标记物合成的新技术,并对新合成标记物的性质进行鉴定.方法在密闭容器中,应用重复加热的方法,使Na125I与PLGA氯仿溶液反应,实施PLGA的125I放射性标记.并对125I-PLGA标记物的放射性活度进行检测.结果经过上述标记过程,成功合成了125I-PLGA标记物,此标记物释放γ射线,放射性活度和材料质量成正比.结论 125I-PLGA标记物与传统的放射性核素标记物相比,具有合成工艺简单、放射性污染易于控制、放射性活度易于检测等优点.     

基于改进神经网络PID算法的医用电子直线加速器温控系统研究

目的:探讨基于改进神经网络PID算法的医用电子直线加速器温控系统的实现。方法:针对医用电子直线加速器温度控制难题,提出了基于共轭梯度算法改进的BP神经网路PID控制算法,并在温度控制系统中进行了仿真。结果:该控制器能够实现较好控制效果。结论:利用共轭梯度算法改进的BP神经网路PID控制算法对医用电子直线加速器温度控制系统进行控制方法切实有效,简单可行。     

循环式氦氧混合气辅助呼吸装置的设计

概括了循环式氦氧混合气辅助呼吸装置的工作原理、气路结构,详细介绍了硬件电路设计、氧浓度控制算法及系统工作流程,并给出了由MATLAB软件所得到的系统的阶跃响应.测试和仿真结果表明:系统的硬件电路在实现大电压信号满量程输出、输出电压与输入压力保持线性关系、零点电压提升等功能方面有良好的性能;氧浓度控制算法在保持系统稳定、减少系统震荡和冲击等方面取得了较好的效果.     

基于LabVIEW的脉搏测试仪的设计

虚拟仪器技术是计算机技术与测试技术相结合的产物。文章通过PVdF压力传感器拾取脉搏信息．自行设计搭接硬件电路对脉搏信息进行放大调理，并通过数据采集卡送人计算机，利用LabVIEW编程架构脉搏测试仪，实现了脉搏信号的数据采集、波形显示、波形回放、频谱分析、异常情况警示等功能。对推进脉诊技术客观化的实现具有一定的意义。     

基于串行通信接口的虚拟仪器在医疗仪器上的应用

本文介绍了一个基于串行通信接口的虚拟仪器在医疗仪器方面的应用，本系统主要用于胎儿心电信号监测。系统由两部分组成：以51单片机为核心硬件的数据采集装置和PC平台上的软件分析系统，单片机与PC机的串行通信采用RS232接口，软件采用LabVIEW7．0开发平台编程实现。实验测试结果证明，这种方法性能稳定、测量精度高。     

基于虚拟仪器的生理信号采集分析系统

目的利用计算机软硬件技术构建多通道生理信号采集分析系统,为医学相关研究提供方法与工具。方法在基于虚拟仪器的软硬件平台下(软件为LabVIEW 8.2,硬件为生理信号检测电路和模/数转换电路)对系统进行设计,利用了数据采集(DAQ)卡配置方法、DAQ显示存储回放的实现方法及使用软件灵活地控制数据采集等关键技术。在系统扩展部分,利用该系统和对照系统对15例健康志愿者做了心血管参数检测的对比试验,并对试验结果进行了Pearson相关分析。结果很好地实现了各类生理信号的采集处理,并对系统功能进行了扩展,实现了生理信号的识别与分析。两种测量系统的检测结果之间具有良好的相关性,其中心率r=0.959,P<0.001,平均动脉压r=0.976,P<0.001,心搏出量r=0.877,P<0.001;心搏指数r=0.785,P<0.001;血管顺应性r=0.869,P<0.001。结论该系统可应用于各类生理信号的采集与分析,而且在生理机能实验及动物生理学实验等相关教学领域内也有较好的应用前景。     

微弱直流信号前级放大电路频域分析设计

目的 设计一种适用于微弱直流信号放大的前级放大电路.方法 利用频域分析法分析微弱直流信号的频域特性以及信噪情况,确定信号主要信息所在频域范围;同时,求解微弱直流信号放大电路系统函数,并利用微弱直流信号主要信息所在频域范围指导微弱直流信号前级放大电路设计.为验证该系统函数的正确性,建立了前级放大电路模型并实际焊接了不同容量电容（10,1×10^3,1×10^4,1×10^5 pF）的放大电路;通过电路实验,测量了不同容量下电路的输出信号幅值.结果 前级放大电路输出电动势和理论模型计算值相符.结论 该前级信号放大电路模型和实际相符.可以利用频域分析法有针对性地设计微弱直流信号放大电路.     

基于智能终端的人工耳蜗医疗监护系统的研制

目的为了对人工耳蜗植入者的术后状态进行智能监护,提高言语康复训练以及后续的算法移植的效果,本文设计了基于智能终端的人工耳蜗植入监护和算法移植系统。方法本系统采用摄像头和麦克风等器件作为输入模块,报警器等器件作为输出模块,并结合智能终端、智能手机、接口硬件、传输电路等部分设计完整的硬件系统。在通信方式上,输入模块采用网络路由器和Zigbee进行通信,输出模块采用继电器进行控制。结果通过对所搭建的系统进行摄像头配置测试,麦克风采集测试,继电器控制等实验以及语音特征分析,表明本系统能够正常工作并可控制各个传感器的信号输入输出。结论本文所搭建的系统实现了目标的功能需求,为后续的算法移植研究和实际监护系统的开发提供了基础。     

一种便携式多普勒胎心检测系统的设计及实现

本研究设计并实现了一款便携式,全数字,用于围产期胎儿心率检测的多普勒胎心系统,其采用对超声回波加窗,数字相乘等方法获取频移信号,并可对特定组织深度进行运动检测。该系统由CPLD超声激励及采集电路、MCU及外围电路和系统软件三部分组成。与两款商用胎心仪相比,本系统准确度较高,能够稳定可靠的对胎心进行检测。     

基于体表生理信号的呼吸功能监测仪研制

目的：研制一款基于体表心电、膈肌电和胸阻抗信号的呼吸功能监测仪原理样机,可在家庭、医疗急救等场合实现对呼吸功能的持续监测。方法：以STM32F411VET6单片机开发系统为平台,用一对Ag/AgCl电极作为高频激励信号的输出和心电、胸阻抗信号的检测电极,另一对Ag/AgCl电极作为膈肌电信号检测电极,两对电极同时检测心电、膈肌电和胸阻抗信号。系统硬件主要包括心电信号检测电路、胸阻抗信号检测电路、膈肌电信号检测电路、恒流源激励电路以及微控制器。系统采用12 V可充电锂电池供电,模拟信号通过单片机A/D转换成数字信号,通过SDIO接口存储于SD卡。在完成样机制作和性能测试之后,采集13例因呼吸功能障碍实施机械通气患者和13例健康成年人的信号,计算15个与呼吸功能相关的参数,比较机械通气患者与健康对照组参数之间的差异,验证了呼吸功能监测仪的可靠性。结果：样机采集信号的信噪比>10 dB、共模抑制比>80 dB,样机漏电流<30μA。机械通气患者的吸气时间、呼气时间、潮气量、胸阻抗峰峰值、胸阻抗1 s变化量、膈肌电低频功率、膈肌电高频功率、高频比低频、膈肌放电面积、膈肌放电时...     

基于ARM7的多功能离子导入治疗仪的设计

目的：设计一种频率可调的新型多功能离子导入治疗仪,使之能够克服目前国内大部分离子导入仪输出频率单一,或者仅仅局限于某一频段的缺点,可实现不同种类药物离子的导入,最大限度地发挥药物的疗效。方法：采用以ARM7为内核的LPC2138作为主控芯片,使用基于DDS技术的AD9834作为波形信号产生芯片,经过功率放大器LF347放大后,系统可实现独立调节的四通道输出。使用LCD TFT真彩屏作为显示器件,API8108A作为语音芯片,具有动态显示和语音同步告知等功能。结果：系统输出波形表明,该系统实现了多种频率和多种波形输出,且输出幅值和频率可调,并且通过选择治疗模式可以实现电离子导入疗法和干扰电疗法两种治疗功能。结论：整个系统具有电路结构简单、成本低、安全可靠、性能稳定和精度高等优点。且人机交互能力强,操作简单,并且特别设计了电极脱落检测电路,可在系统整个工作的过程中自动检测电极是否与人体可靠接触,如果检测到电极脱落则自动语音提示用户进行检查,能够及时有效的保护患者的安全。     

Precision biological rate calibrator

A circuit design for a precison rate calibrator intended for biological use is discussed in detail. Although the simulator is quite general in nature, an e.c.g. output stage is designed as an example of its use in calibrating a cardiotachometer. Rates available range from 1 beat/min to 999 beats/min in 1 beat/min increments. It is a battery-powered low-cost unit.     

Dedicated hardware processor and corresponding system-on-chip design for real-time laser speckle imaging

Laser speckle imaging (LSI) is a noninvasive and full-field optical imaging technique which produces two-dimensional blood flow maps of tissues from the raw laser speckle images captured by a CCD camera without scanning. We present a hardware-friendly algorithm for the real-time processing of laser speckle imaging. The algorithm is developed and optimized specifically for LSI processing in the field programmable gate array (FPGA). Based on this algorithm, we designed a dedicated hardware processor for real-time LSI in FPGA. The pipeline processing scheme and parallel computing architecture are introduced into the design of this LSI hardware processor. When the LSI hardware processor is implemented in the FPGA running at the maximum frequency of 130 MHz, up to 85 raw images with the resolution of 640×480 pixels can be processed per second. Meanwhile, we also present a system on chip (SOC) solution for LSI processing by integrating the CCD controller, memory controller, LSI hardware processor, and LCD display controller into a single FPGA chip. This SOC solution also can be used to produce an application specific integrated circuit for LSI processing.     

Monte Carlo calculation of the sensitivity of a commercial dose calibrator to gamma and beta radiation

The detection process used in a commercial dose calibrator was modeled using the GEANT 3 Monte Carlo code. Dose calibrator efficiency for gamma and beta emitters, and the response to monoenergetic photons and electrons was calculated. The model shows that beta emitters below 2.5 MeV deposit energy indirectly in the detector through bremsstrahlung produced in the chamber wall or in the source itself. Higher energy beta emitters (E > 2.5 MeV) deposit energy directly in the chamber sensitive volume, and dose calibrator sensitivity increases abruptly for these radionuclides. The Monte Carlo calculations were compared with gamma and beta emitter measurements. The calculations show that the variation in dose calibrator efficiency with measuring conditions (source volume, container diameter, container wall thickness and material, position of the source within the calibrator) is relatively small and can be considered insignificant for routine measurement applications. However, dose calibrator efficiency depends strongly on the inner-wall thickness of the detector.