眼部血流多普勒信号的检测研究

研制以超声波为载体的电路系统,探测眼部血流多普勒信号,并进行频谱分析。硬件设计包括:信号控制、超声波发射/接收、高频放大、正交检波以及距离选通等电路;将检测信号数字化后,进行数字信号处理并绘制频谱分析图。同时,构建物理仿真模型验证系统功能;对人体正常眼组织的检测,获得眼动脉中血流信号的频谱分析图。结果表明,系统有效实现了血流流速的检测、血流方向的辨别和距离选通等功能;对人体正常眼组织检测所获得的频谱分析图中三峰双切迹状明显,与正常人体眼动脉血流参数吻合。作为专用眼科超声多普勒诊断仪的前期探索性研究,本设计能够准确的提取被测血流的多普勒频移信号,具有很好的应用前景。     

胸外按压质量的无线监测与传输系统研制

目的:介绍了基于蓝牙无线传输的胸外按压质量监测系统。方法:本系统主要由硬件电路部分与软件部分组成。硬件电路部分由双电源电路、信号发生电路、信号检测与放大电路、单片机与蓝牙传输模块等部分组成。通过在胸外按压过程中采集、无线传输、分析胸阻抗信号等参数的变化,实现对胸外按压质量的时监测。电源产生电压信号,通过电极片传至人体,由接收的电流信号的变化得到人体阻抗的变化。在胸外按压过程中,持续采集信号,信号被电极片接收通过各级电路放大、滤波、整形等得到稳定的信号,通过51单片机进行实时采样,经蓝牙传输至监测端,通过软件处理将结果最终反映在手机上,对胸外按压的效果进行评估。软件部分:数据处理是通过基于MATLAB的GUI界面,对信号处理并予以呈现。蓝牙通信部分采用C51编程,实现利用主机控制器接口HCI层建立点对点的蓝牙异步无链接数据传输通道。结果:设计了基于蓝牙无线传输的胸外按压质量监测系统,整个系统可以实时稳定的对胸外按压效果进行有效监测。结论:通过对本系统硬件结构、软件功能及特点的介绍,指出了其在临床急救方面潜在的应用价值。     

胶囊内窥镜能量发射装置的设计及实现

体外能量发射装置是胶囊内窥镜无线供能系统中很重要的一部分。为了使胶囊内窥镜获得较稳定能量,同时研究传输效率和人体安全性与谐振频率的关系,设计了一种可在人体消化道区域内产生均匀交变电磁场、谐振频率在10—400kHz范围内调节的体外能量发射装置。根据无线供能系统的要求设计了该装置的发射线圈、驱动电路,并实际搭建了整个装置。实际使用验证了该能量发射装置设计的可行性,并取得了较好的效果。     

人工肛门括约肌经皮能量传输系统研究

针对现有人工肛门括约肌系统无供能装置或供能装置更换可能引发感染等问题,本文提出了电磁谐振耦合的无线供能方法,对人工肛门括约肌系统进行非接触的经皮无线供能.本文在对能量传输电路、发送接收线圈参数研究基础上,提出通过选择SRC电路作为发射、接收端耦合电路以增大铁芯耦合面积,从而提高发射及接收线圈Q值,进而提高能量传输效率.实验结果表明,使用G25磁芯线圈进行电磁耦合,当两线圈轴向距离为10mm时,能量传输效率可高于60%,可保证人工肛门括约肌系统的正常工作.     

一种新的阻抗式呼吸检测系统的设计

设计了一种基于谐振状态下反射阻抗的耦合原理，以实现高灵敏度阻抗检测。该检测原理具有激励电流小、反应灵敏、电路简单等优点；除应用于胸部呼吸阻抗检测外，还可应用于其它人体器官生物阻抗的检测，具有广泛的应用前景。     

眼科高频环阵超声波数字化成像技术的研究

目的设计眼科高频环阵B超平台,实现超声波全程数字化处理。方法设计环阵换能器发射接收电路,将高频的超声回波信号经过前级放大后直接引出进行高分辨率、高速的模拟数字采样。信号数字化后,通过高速的现场可编程门阵列（field-programmable gatearray,FPGA）完成波束形成、动态聚焦、滤波、检波及对数放大等一系列信号处理。结果通过临床验证,眼科高频环阵B超平台图像横向分辨率0．2mm,侧向分辨率0．4mm,满足临床要求。结论环阵超声波数字化成像技术可提高图像分辨率和疾病检出率。     

基于胸阻抗法的穿戴式呼吸检测方法研究

针对人体呼吸信号检测的重要性,基于Cole-Cole生物阻抗模型,研制了一种可穿戴的呼吸信号检测装置。以Cole-Cole生物阻抗理论为基础,分析了人体在不同频率电信号下的阻抗特性。基于比例测量法设计了高信噪比的呼吸信号采集与调理电路。利用离散傅立叶变换(DFT)和动态差分阈值峰值检测技术从获得的数据中提取呼吸波形与呼吸率数值。通过实验验证了系统的有效性。测试结果表明,本系统可以准确检测呼吸波形,呼吸波形峰值点检测准确率在98%以上,可以满足实际呼吸检测需要。     

压力传感器信号调理电路设计

详细介绍了循环式氦氧混合气辅助呼吸装置压力传感器信号调理电路传感器接入、电流源、差分放大器、输出放大器、非线性调整环、频率响应等功能模块的设计,明确给出了信号调理电路差分放大器及零点调整电路中电阻的计算方法.测试结果表明:该压力传感器信号调理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取得了很好的效果.     

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.     

便携式生物复阻抗信息检测仪的设计

目的 设计一种高精度、简单方便的生物复阻抗信息检测仪器,可提取人体局部肌肉组织损伤的电阻抗特征,指导临床治疗与康复.方法 采用四电极模式,一对电流注入激励电极和一对电压检测电极;设计了基于AD5933与AD844的激励电流源、屏蔽驱动电路、放大电路及数字解调电路,研发了便携式生物复阻抗信息检测仪器.结果 以三元件模型作为测量对象,将笔者设计的生物复阻抗信息检测仪与安捷伦4294A阻抗分析仪进行测量对比分析,结果显示,在频率为1～100 kHz,阻抗模量信息相对误差与阻抗分析仪基本相同,相位误差小于1..以1例大腿后侧肌群中度拉伤患者作为测量对象进行的连续跟踪测量,结果符合临床诊断与生理学意义.结论 本研究设计的生物复阻抗信息检测仪具有测量精度高、操作简单、使用方便等优点,可用于指导人体局部组织损伤过程的临床诊断、治疗与康复监测.     

人体通信中发送端接触阻抗的实验研究

本研究着眼于电流耦合型人体通信方式,抽象并简化人体前臂的发送端等效电路模型。通过施加交变方波电流激励,测量使用不同尺寸电极时的模型参数,并比较不同频率下接收端的信号衰减率。结果表明人体前臂的信号衰减率随接触阻抗的增大而增大。在小腿处的测量也得到类似的结果。所以,在人体通信过程中应尽可能减小发送端“电极一皮肤”的接触阻抗,可提高通信质量。     

用于电阻抗成像系统的单电源差分电流源

为优化电阻抗成像(EIT)系统中所使用的电压控制电流源,设计一个单电源差分电流源以简化其中电流源电路的供电方式并提高其输出阻抗。基于差分电流源设计一个能够单电源供电的电流源,并针对该电路采用连入负电容补偿电路的方法进行外部电路补偿。在NI Multisim 10环境下,对单电源差分电流源以及补偿后的单电源差分电流源进行仿真,根据输出阻抗公式计算出仿真环境下单电源差分电流源补偿前后的输出阻抗。通过7280锁相放大器对电路中负载电压幅值的采集,可获得负电容补偿电路中部分参数调整前后对输出电流的影响,并将测试数据根据输出阻抗公式计算出实际电路的输出阻抗。通过NI USB-6281数据采集卡测得补偿后电流源的功率谱,并以一定浓度NaCl溶液作为负载测试其在EIT硬件系统中的稳定性。实验结果表明,负电容补偿电路中部分参数调整后,负载为1和10 kΩ,在1 000 kHz时,其电压幅值变化率仅为0.32%、0.35%,在不同频率下,负载电压幅值的稳定性有显著提高。单电源差分电流源经过外部电路补偿之后,其输出阻抗在1～100 kHz范围内均为1 MΩ以上,约为补偿前的5倍,与未补偿时相比有较大提高。在测得的功率谱中,有用信号高出噪声信号70 dB以上,体现该设计较好的抑制噪声能力。计算所得的负载电压幅值相对误差均小于0.0180%,表明该设计具有良好的稳定性。可见,经过外部电路补偿的单电源差分电流源能够适用于一般的EIT系统。     

白内障超声乳化仪中手柄频率跟踪方法的研究

目的 通过对谐振网络幅频特性的分析,提出一种白内障超声乳化仪中跟踪手柄谐振频率的新方法.方法 谐振网络等效负载阻抗两端电压随激励信号的频率而变化,当激励信号的频率等于超声手柄的谐振频率时,电压取得最小值.利用谐振网络这一幅频特性,在扫频过程中,通过寻找其电压最小值来确定超声手柄的谐振频率.在超声乳化仪工作时,实时检测谐...     

人体容抗测量的方法与实现

本文根据相位测量电路和阻抗测量电路设计一种人体容抗测量电路。该电路输入阻抗大于１０ＭΩ,输出直流信号,最小输入信号的电压经是５ｍＶ／Ω,容抗的测量范围是：１￣５０Ω,精度是：０．１Ω,电路用于人体容抗的测量,精度和稳定度都达到０．１Ω。     

应用于膀胱功能重建的多通道骶神经前根刺激系统设计与实验研究

设计一种用于膀胱功能重建的多通道骶神经前根刺激系统。首先根据骶神经前根刺激(SARS)原理,确定系统功能指标与设计方案。完成各个模块软硬件设计与系统集成后,进行空气、生理盐水以及猪肉组织3种介质中的测试以及动物实验。在介质实验中,将发射和接收模块放在模拟人体环境的介质之中,测量各种空间条件下接收模块所接收到信号强度。结果表明,该系统可以在3种条件下实现信号的无线跨皮传输。动物实验中,发射模块放在猪肉表面,接收模块包埋在猪肉之中,通过钩状电极将接收到的刺激信号施加到蟾蜍的坐骨神经上。对6只蟾蜍所做的实验表明,系统可以在体内模块包埋深度达4 cm且容许一定位置容限的情况下,刺激蟾蜍左、右腿的坐骨神经分别产生明显伸腿动作,证明系统的可行性。系统的设计与实验研究为研发具有自主知识产权的可用于临床的SARS装置打下了基础。     

基于多波长近红外无创血红蛋白检测仪

为便携地检测人体血红蛋白的含量,本文设计一种无创血红蛋白检测仪。系统设计分为低功耗的MSP430处理器和相应的信号调理电路,信号调理电路主要将光电二极管接收到的微安级电流转换成电压并放大。基于近红外透射衰减原理和动态光谱法,将采集到的数据与艾康生物技术公司生产的Mission Hb血红蛋白分析仪进行比对,结果表明利用偏最小二乘法选取18组有用数据进行预测,得到相关系数为0.675,对临床有一定的应用价值。     

恒压式导纳图测量技术

本文报导一种描记恒压式导纳图方法,可与恒流式阻抗图描记装置组成共通道,用来描记阻抗图和导纳图。文章简单地叙述恒压式导纳图和阻抗图的基本原理;详细介绍了导纳图定标原理及两种具体定标方法;电流(I)/电压(V)转换电路的两种设计方案,并总结了它们的优缺点;分析了以四极法测人体心导纳图受基础导纳较小影响的原因。实际测试结果表明,导纳图法测得的人体平均值比阻抗图法更为合理,所得数据更符合生理指标。     

基于直接数字频率合成技术的核磁共振弛豫分析仪场频联锁电路设计

为了研制一个稳定、高分辨特性的磁共振弛豫分析仪场频联锁系统,利用FPGA作为系统控制核心控制DDS电路,产生快速所需的调制射频信号。然后对锁场系统中发射单元,射频开关以及接收单元进行电路设计。最后,通过实验验证,整个锁场电路在3.268 MHz的频率下,能够激励氘核并产生磁共振信号,并且在接收单元中,能够将u W级的磁共振信号进行前置放大,使其达到330 m W,便于FPGA处理。本系统对将来研制高性能弛豫分析仪有重要的参考意义。     

暂态过程中能量的定量分析

RL电路或RC电路在零突变到恒定值U或恒定值U突变到零的阶跃电压的作用下,电路中的电流或电压从开始发生变化起逐渐趋于稳定。在阶跃电压作用下,电流或电压从开始发生变化起逐渐趋于稳定的过程叫暂态过程。在此过程中发生着能量的转化,可     

一种计算机控制的心功能监测仪

胸部电阻抗的变化可以用来估计心输出量等心功能参数,其中大部分心功能参数是由阻抗信号的微分值导出的。采用这种方法用计算机来进行阻抗信号的处理大大增强了心脏活动监测的意义。本文介绍的系统由心动图仪和微型计算机及其接口组成。心动图仪包括恒流源发生器、差动电压放大器、滤波放大和微分电路以及其它电路。这部分电路主要是完成阻抗信号的测量,并产生阻抗微分信号。微型计算机的CPU是80286,并配有协处理器80287,从心动图仪输出的阻抗及其微分信号经数