基于无线能量传输技术的植入式动物生理参数遥测系统

目的 为长期连续监测动物生理参数,设计并实现了一种基于无线能量传输技术的植入式遥测系统.方法 系统由无线能量传输设备、植入式微型电子胶囊、数据记录仪、数据处理软件组成.胶囊尺寸为13.06 mm×30.90 mm,重6.38 g,功耗约150 mW.结果 模拟实验验证了该植入式遥测系统能够监测心电、体温和血压.选用新西兰兔进行活体实验,测得体温范围为37.2～37.3℃,基线噪声为0.1℃,血压范围为74～83 mmHg,基线噪声为3 mmHg.结论 模拟实验和动物活体实验证明基于无线能量传输技术的植入式动物生理参数遥测系统能够比较准确地监测动物的心电、体温和血压等参数.     

One implantable three-lead ECG radio telemetry system based on wireless power transmission technology

目的 为全方位监测心电信号并弥补单一导联心电检测的不足,设计并实现了一种基于无线能量传输技术的植入式三路心电遥测系统.方法 系统由无线能量传输设备供能,植入式微型电子胶囊检测心电信号,数据记录仪无线接收数据并由数据处理软件处理.直流供电下分别采用模拟心电信号、正弦信号、方波信号通过模拟实验验证了系统的性能.无线供能下信号线屏蔽后并埋在猪肉中进行体外实验.结果 模拟实验胶囊能够采集三种信号,体外实验测得有噪声的信号波形.结论 直流供电下胶囊正常工作,无线供能下猪肉对磁场有一定程度的屏蔽作用.     

植入式无线能量传输系统

目的提出一种适用于植入式医疗设备的无线供电系统,引入磁谐振耦合供能的方法,并通过建立理论线圈仿真模型计算线圈尺寸与谐振频率,有效解决植入式装置无线供电距离远、尺寸小等难题,使植入式装置可无需更换电池而终生使用。方法首先通过MATLAB仿真耦合谐振线圈模型以及无线能量传输模型,并计算出满足条件的最优线圈设计。然后依据仿真结果制作发射线圈与接收线圈,设计植入式无线供电实际硬件系统,使系统在限定的距离等条件下有最优的传输效率。结果仿真算法能有效描述磁耦合谐振,计算与测量可以得到Q、L的理论与实际的平均相对误差E_Q=5.34%、E_L=4.42%,为实际供电系统的设计提供了参考依据。设计实现了适合于医疗植入的微型供电系统,增加了传输距离。该方案采用线圈大对小设计,植入部分尺寸仅有18 mm,体外线圈直径85mm,实际最高传输效率达到16.20%,80 mm距离可以供能2.642 m W。结论该仿真算法可为耦合谐振设计提供参考,为植入式医疗系统提供一种新的设计方案。     

无线心电遥测监护在恶性心律失常诊断中的价值

目的 探讨无线心电遥测监护在恶性心律失常诊断中的价值.方法 系统复习近四年2100例患者的心电监护资料,并根据心律失常的类型而探讨无线心电遥测监护对恶性心律失常诊断的价值.结果 共检出各种心律失常1785例,其中包括恶性窦性心律失常,恶性房性心律失常,恶性室性心律失常等.结论 无线心电遥测监护对恶性心律失常的诊断具有极其重要的意义,必将在将来具有进一步的发展.     

基于nRF905的心电无线遥测系统的研究与实现

介绍了一种以射频芯片nRF905为无线通信核心的心电无线遥测系统的实现方案.整个系统通过16位单片机MSP430F1232来控制.MSP430F1232内部的10位AD可以对放大滤波后的心电信号进行采集,再通过SPI口将采集的数据处理后写入nRF905的寄存器中并发射出去,接收端接收到数据,单片机通过SPI将nRF905的接收寄存器中数据读出,再由UART通过串口传入计算机用于显示和分析.所完成原理样机经测试三层楼间通信良好,所显示心电波形满足要求.     

Implantable radio-telemetry system for monitoring animal physiological parameters based on wireless power transmission technology

目的 为长期连续监测动物生理参数,设计并实现了一种基于无线能量传输技术的植入式遥测系统.方法 系统由无线能量传输设备、植入式微型电子胶囊、数据记录仪、数据处理软件组成.胶囊尺寸为13.06 mm×30.90 mm,重6.38 g,功耗约150 mW.结果 模拟实验验证了该植入式遥测系统能够监测心电、体温和血压.选用新西兰兔进行活体实验,测得体温范围为37.2～37.3℃,基线噪声为0.1℃,血压范围为74～83 mmHg,基线噪声为3 mmHg.结论 模拟实验和动物活体实验证明基于无线能量传输技术的植入式动物生理参数遥测系统能够比较准确地监测动物的心电、体温和血压等参数.     

一种基于GPRS的心电无线监护仪

介绍了一种基于GPRS的心电无线监护仪的设计原理.它以MSP430F449微控制器为核心,实现了对心电信号的实时采集、分析及报警.当患者心电信号发生异常且无法解除报警时,它可以通过GPRS无线模块以发送短消息的方式通知其家属,并拨打电话进行语音报警,这对为患者争取宝贵的时间,具有十分重要的意义.     

胶囊内窥镜无线能量传输系统的人体安全性研究

采用电磁感应方式为体内胶囊内窥镜供能时,人体必然暴露于发射线圈产生的强电磁场中.本研究采用数值计算的方法,在包含62种人体组织、分辨率为0.33 mm×0.33 mm×2 mm的三维真实人体仿真模型上求解人体不同组织在该电磁场中的感应电流密度和比吸收率,并根据国际非电离辐射防护委员会安全性标准对其进行安全性评估.结果表明,发射功率为25 W,谐振频率为266.5 kHz的能量传输系统产生的电磁场对人体是安全的.本研究为无线能量传输系统奠定了生物安全性基础.     

一种用于体内诊疗装置的无线能量传输方案

针对体内的诊疗装置的能量供给问题,笔者提出了一种无线能量传输的方案;同时还设计了一套可进行无线能量传输的装置.实验结果表明,用该装置能够有效地进行能量的无线传输.     

基于MSP430的无线便携式心电采集系统

系统以MSP430FG439超低功耗微处理器为核心,结合低功耗射频收发器CC2500,实现了心电数据的采集、处理以及无线传输,点阵LCD显示操作界面、心电波形和相关结果。此外当处理器检测到异常波形时,可以将数据无线传输到上位机进行进一步的诊断,这种方式使得无线便携成为可能。由于采用了高集成度的微处理器,简化了系统的心电采集前端模拟放大电路。测试结果显示系统采集的心电波形特征波明显,可用作相关疾病的智能诊断。本系统具有功耗低、体积小、精度高、使用方便等特点。     

可植入人体医疗设备的无线能量传输系统仿真分析

针对传统可植入人体医疗设备供能方式的不足,运用谐振耦合无线能量传输技术,设计可用于心脏起搏器等医疗设备的电能传输系统。结合植入式医疗设备尺寸小的特点,引入8字形线圈结构,采用有限元仿真软件分析各相关参数对于输出功率的影响,得到系统的最优参数。分析了在人体模型中产生的磁感应强度和电场强度分布,参考国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）制定的限值进行对比分析,评估了该系统电磁暴露的安全性,结果表明系统能够安全实现无线能量传输。     

神经假体能量信号转换与传输关键技术的研究进展

能量信号转换与传输技术是神经假体研究的关键技术。本文首先简述神经假体能量信号转换与传输技术的理论基础,然后对神经假体研究中能量信号转换与传输的三种关键技术研究现状进行综述。通过对无线电能传输技术、无线通信技术、无线供能通信技术的研究方向和难点进行讨论,指出神经假体能量信号转换与传输技术的重点关注内容,有助于神经假体的进一步研究。     

PIC microcontroller-based RF wireless ECG monitoring system

This paper presents a radio-telemetry system that provides the possibility of ECG signal transmission from a patient detection circuit via an RF data link. A PC then receives the signal through the National Instrument data acquisition card (NIDAQ). The PC is equipped with software allowing the received ECG signals to be saved, analysed, and sent by email to another part of the world. The proposed telemetry system consists of a patient unit and a PC unit. The amplified and filtered ECG signal is sampled 360 times per second, and the A/D conversion is performed by a PIC16f877 microcontroller. The major contribution of the final proposed system is that it detects, processes and sends patients ECG data over a wireless RF link to a maximum distance of 200 m. Transmitted ECG data with different numbers of samples were received, decoded by means of another PIC microcontroller, and displayed using MATLAB program. The designed software is presented in a graphical user interface utility.     

无线供能系统接收装置的结构设计

目的 无线供能系统的接收装置囿于尺寸限制难以满足越来越高的能量要求,提高空间利用率是解决这一难题的关键.方法 从接收装置的姿态稳定性和体内温升安全性角度出发,通过实验方法确定接收装置磁芯的较优形状,并在给定尺寸约束下根据几何关系建立方程解出磁芯尺寸与导线股数和匝数,从而实现接收装置的结构优化.应用该方法对肠道机器人无线供能模块的能量接收装置进行了设计和实验.结果 在外形≤φ10 mm×10 mm的约束下,接收装置输出功率可以保证在500 mW以上,并且符合温升安全性要求.结论 实验结果表明了这种带约束的对称性设计方法的有效性.     

Portable wireless power transmission system for video capsule endoscopy

Wireless power transmission is considered a practical way of overcoming the power shortage of wireless capsule endoscopy (VCE). However, most patients cannot tolerate the long hours of lying in a fixed transmitting coil during diagnosis. To develop a portable wireless power transmission system for VCE, a compact transmitting coil and a portable inverter circuit driven by rechargeable batteries are proposed. The couple coils, optimized considering the stability and safety conditions, are 28 turns of transmitting coil and six strands of receiving coil. The driven circuit is designed according to the portable principle. Experiments show that the integrated system could continuously supply power to a dual-head VCE for more than 8?h at a frame rate of 30 frames per second with resolution of 320?×?240. The portable VCE exhibits potential for clinical applications, but requires further improvement and tests.     

Portable system for acquisition and transmission of ECG parameters

A simple inexpensive bedside automatic ECG data-collection system is presented. The main parameter measured is the R-R interval length that can be used in the construction of a heart rate variability signal. Another parameter measured is the shape of the T-wave in the ECG signal. The collected data are transferred to a remote host computer through the public telephone network, by means of a modem. The system can function through the whole range of human heart rates. The described solution differs from most existing ones by utilising the existing ECG monitoring equipment in hospitals, which usually does not store any information. This equipment is connected by a portable, independent, special-purpose system to a remote host computer which can further analyse and store the data.