家庭药箱温湿度自动调控系统的设计

目的 :针对药箱对温湿度精度要求高的特点,设计一种家庭药箱温湿度自动调控系统。方法 :该系统主要由单片机控制电路(STM32F103)、步进电动机驱动器(DRV8834)、温湿度传感器(DHT11)、半导体制冷片(TEC)、微型加湿器、微型抽湿机、显示触摸屏和电源组成。通过将温湿度传感器所测量的温湿度数值反馈到主控制芯片,利用数字PID(proportion-integration-differentiation)算法及Smith预估算法计算相关参数,实时进行脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)来控制步进电动机驱动器的使能,从而驱动半导体制冷片、微型加湿器及微型抽湿机,对药箱内的温湿度进行实时调控。结果:该系统可将药箱内环境的温湿度实时自动调节到设定范围,温、湿度可设定范围分别为0~50℃、20%~90%。结论:该系统满足了药物存放环境对温湿度的严格要求,使药物的疗效得到了有效的保证,实用性较强。     

基于DSP的电动机控制与检测

目的：提出一种新的电动机功率控制方法,实现对医学设备的电动机功率精准控制。方法：通过对DSP微控制器TMS320LF240x的研究,提出了一种基于PWM调制电路的功率控制方法。结果：测试结果完全满足系统的设计要求。结论：该系统结构简单,可编程性好,可以在不同的应用场合采用不同的控制算法,而不需要改变外围的电路,易于升级及满足一些特殊场合的要求。     

基于FPGA设计的呼吸机自主呼吸模式（SPONT）控制芯片

本文详细介绍了基于 FPGA的呼吸机 SPONT模式控制芯片的设计和实现,包括原理和电路结构图.通过仿真和测试验证了设计的正确性.结果表明,该控制芯片具有体积小、重量轻、功耗低和稳定性高等优点.     

小儿心室辅助装置专用驱动器的研制

该文采用AVR16单片机,编写程序实现了软件PWM(脉宽调制)控制智能H桥芯片LMD18200驱动高速直流电机,自制了专用测速片,用普通光耦PC817采集高速的速度信号,通过A/D转换及处理电路,实现了LED液晶屏数字显示转速方案。该小儿心室辅助装置的专用驱动器目前已在实验室试用,具有较高的性价比和广泛的应用前景。     

基于FPGA的超声手术仪的研制

介绍了超声手术仪的基本工作原理，然后根据超声手术仪硬件电路的特点，提出了一种基于FPGA实现超声手术仪硬件电路设计的方法，着重阐述了利用FPGA实现超声手术仪输入输出接口电路的方法，这种设计方法在保证超声手术仪的工作可靠性和整体治疗性能的前提下提高系统的集成度。     

基于FPGA的心电信号分析系统的设计

目的:研究一种心电信号分析系统,能快速准确地根据心电信号计算其相关特征,能实时地为临床诊断提供参考。方法:设计了简易分析装置,把心电模拟信号用A/D转换电路转换成数字信号,而后提供给FPGA芯片;FPGA芯片对数字信号进行运算,得出所需要的各个参数值。以分析心律不齐心电信号为例,按要求对芯片移植了检测算法,利用装置进行了实验。结果:通过软件仿真实验和实物实验,验证了所得分析结果正确,实时性好。结论:基于FPGA的心电信号分析系统可实时准确地分析心电信号,值得推广应用。     

无线内窥镜的驱动系统设计

介绍了医用电子内窥镜的结构原理以及驱动系统的设计与实现，并主要论述了驱动的方案及其功能，及以FPGA（现场可编程门阵列）为核心的驱动速度及运动方向控制。该微型驱动系统经实验验证。其直线移动速度可在0-10mm／sg围内调节，可平稳灵活地前进、后退及转弯。可编程逻辑器件在步进电机控制中将发挥其可靠性、灵活性等独特的作用。     

新型呼吸运动仿真平台的设计与研制

目的为了解决呼吸运动对放疗的影响,需要对呼吸时肿瘤位置和体积的变化进行详细的研究,以便精确地确定个体化内靶体积,由此需要研制可以对肿瘤形变进行模拟运动的仿真平台。方法设计利用STC89C52RC单片机提供控制信号,结合驱动芯片ULN2003对四相步进电机28BYJ-48(12VDC)进行驱动,从而带动皮带进行微小的往复运动。在皮带之上固定承载骨骼用的玻璃板,玻璃板和骨骼的重量再由安装在玻璃板下方的带有轴承的支架承担,从而巧妙地实现了呼吸运动仿真平台的设计。结果经过多次测试证明所设计的呼吸运动仿真平台性能稳定可靠,完全满足对仿真的需求,甚至可以在超出当初设计时载重要求两倍的情况下进行超负荷运转。结论该单片机控制步进电机系统具有快速启动和停止的特点,其驱动速度和指令脉冲能严格同步,具有较高的重复定位精度,并能实现正反转和平滑速度调节,从而可以较好地实现需要的肿瘤模拟运动规律。     

特殊造影遥控注射器的设计

目的:设计一种遥控注射器,应用于数字胃肠机特殊造影时自动推注对比剂。方法:无线电遥控器发出控制信号到PLC,以PLC为中心控制器控制步进电动机驱动器,产生控制信号驱动步进电动机正向或反向旋转,推动注射器前进或后退,完成特殊造影时对比剂的推注。结果:经1 532例临床使用试验,在进行子宫输卵管造影、T管造影、肾盂逆行造影及其他窦道造影时应用该注射器可以较好地完成对比剂推注。结论:经临床实际应用,在进行特殊造影时,该仪器可以代替人工进行对比剂推注工作,操作简单、方便,避免操作人员受到放射线危害,具有一定的临床价值,值得推广应用。     

一种低频旋转磁场仪的设计

目的:为了更方便、可靠地研究旋转磁场的生物效应,设计一种低频旋转磁场仪。方法:利用单片机控制步进电动机,带动永磁铁产生旋转磁场,实现步进电动机驱动模块、键盘控制模块、显示模块和串口通信模块以及测速模块等的软硬件设计。结果:该低频旋转磁场仪达到了转速频率范围为1~10 Hz、转速精度为±5%的设计要求,可精确定位刺激部位,用于小面积照射。结论:该低频旋转磁场仪工作稳定可靠、频率精度高、操作简便,可广泛用于低频旋转磁场生物效应的研究和实验。     

FPGA在医疗器械中的应用

FPGA是一种用于开发数字电路的功能强大的可编程芯片,具有容量大、系统可靠、便于修改的优点,它的设计主要通过软件进行,且易学易用,因此基于FPGA的开发较之应用传统数字电路和ASIC芯片具有速度快、成本低的特点,已越来越多地应用到数字系统的开发中.另一方面,医疗器械中对数字控制系统有着大量运用,因此,FPGA可以应用在医疗器械的几乎所有领域中.     

一种新型静脉输液控制器的研制

介绍了一种静脉输液控制器的硬件结构和软件的设计 ,对出现的滴速不稳、抖动 ,步进电机的控制迟滞及掉电保护电路等问题提出了独到的解决方案。     

Breathing pattern simulation using slit/cam valve

A breathing simulator was developed to reproduce the human breathing pattern. The simulator incorporated a newly designed slit/cam valve without piston/cylinder or bellows. This breathing simulator was able to separate airflow into expiration and inspiration without check valves. The separation of flow facilitated easy and precise measurements of the aerosol or gas concentrations in performance tests of respirator filters, exhalation valves, and whole respirators under cyclic flow conditions. The programmed motions of the single cam of the slit/cam valve produced all the patterns of sedentary, 208, 415, and 622 kg.m/min work rates presented in other research because the stepping motor driving the cam was controlled by microcomputer and the breathing patterns were stored in the computer memory. The breathing patterns generated by this simulator were smooth curves and reproduced the original curves very precisely. The breathing simulator is very small and can be utilized for testing protective equipment.     

Mechanical design and driving mechanism of an isokinetic functional electrical stimulation-based leg stepping trainer

The mechanical design of a constant velocity (isokinetic) leg stepping trainer driven by functional electrical stimulation-evoked muscle contractions was the focus of this paper. The system was conceived for training the leg muscles of neurologically-impaired patients. A commercially available slider crank mechanism for elliptical stepping exercise was adapted to a motorized isokinetic driving mechanism. The exercise system permits constant-velocity pedalling at cadences of 1-60 rev x min(-1). The variable-velocity feature allows low pedalling forces for individuals with very weak leg muscles, yet provides resistance to higher pedalling effort in stronger patients. In the future, the system will be integrated with a computer-controlled neuromuscular stimulator and a feedback control unit to monitor training responses of spinal cord-injured, stroke and head injury patients.     

基于集成芯片的医用超声前端发射电路设计

目的:改进超声前端发射电路系统,以获得更好的回波信号.方法:根据这一需求,采用集成芯片HDL6V5583代替分立元件产生高压脉冲信号,并以FPGA完成对高压脉冲芯片和模拟电子开关的控制以及数字化发射延时聚焦.结果:实验证明,回波信号中包含的不同组织界面的反射信号清晰可见.结论:采用集成芯片设计的超声前端发射电路收到了良好的效果,并且缩小了电路板面积,降低了功耗,能够应用在超声设备中.     

医用电子内镜嵌入式视频采集控制系统设计与实现

介绍了一套基于视频编解码芯片、闪存以及FPGA的医用电子内镜实时图像采集控制系统。文中给出了整套系统的硬件方案及其设计框图．并介绍了乒乓操作的原理及系统的FPGA程序实现方法。经测试表明，系统的性能稳定，易于维护，成本低廉，性价比较高，在医用内窥镜领域有较好的应用前景。     

超声弹性成像声辐射力激励模块设计

研制了一种基于FPGA的64通道超声弹性成像专用的声辐射力激励模块。该电路采用双极性驱动．且激励频率、脉冲重复频率．脉冲个数、阵元个数和聚焦深度可调。利用OptiSon激光声场系统对特定参数下声场进行测试．结果显示聚焦达3mm。利用RF2000声辐射力天平对声功率进行测量,得出声功率与脉冲个数和阵元个数呈线性正相关,与激励电压峰峰值的平方成正比例关系。该模块还具有外部同步触发功能．能与现有B型超声系统结合．从而方便的增加弹性成像新功能,具有广阔的应用前景。     

步进电机在核素注射器中的应用

针对目前核医学检查中人工推注核素造影剂的一些弊端,步进电机驱动的核素注射器发展较快。本文介绍了步进电机的控制原理及在核素注射器中的应用。同时指出了在步进电机使用中的一些应注意的细节,并结合作者实际应用中出现的问题,提出了几种提高步进电机工作性能的方案。