医用超细内窥镜系统研究

设计了一种医用超细内窥镜系统。采用微型、高分辨率的CMOS图像传感器配合低压差分信号（LVDS）传输技术进行前端摄像探头的设计,使摄像探头直径缩减至5.0 mm,并实现了图像数据的长距离高保真传输;采用基于S3C2440微处理器的ARM开发平台对图像数据进行处理,实现了内窥镜图像的清晰显示。以口腔为模拟测试对象对系统摄像功能进行了测试,并与传统内镜进行了对比,证明该系统能够完成内窥镜摄像,且所成图像分辨率高。以口腔溃疡模拟粘膜病变对系统进行测试,证明该系统能有效发现粘膜病变,病变检出率高达90.0%。本系统成像清晰,且镜体直径小,能大大提高病人内镜检查的舒适性,为消化道疾病普查初筛提供了一种理想的解决方案。     

基于ARM9的心电监护系统

背景：针对传统心电监护系统操作不便,成本较高,功耗较大的缺点,研制基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的心电监护系统。 目的：设计基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的心电监护系统硬件、软件平台。 方法：硬件平台方面,采用S3C2440处理器作为处理器,采用AD620作为信号采集放大模块,利用S3C2440内部集成的CMOS模数转换器实现A/D转换功能,人机交互界面采用TFT液晶触摸屏。软件方面,移植Linux操作系统并对心电信号按Mallat算法进行小波变换,实现QRS波识别。 结果与结论：基于S3C2440和嵌入式Linux操作系统的心电监护系统,能够有效地降低成本,减小设备体积。良好的人机交互界面简单易学,能满足日常家庭使用需要。     

基于SoC的医用内窥镜高清视频显示系统

目的 开发一种基于SoC的医用内窥镜高清视频显示系统,以满足高分辨率和高实时显示的要求.方法 使用CMOS摄像头采集视频数据.使用集成有双核ARM Crotex-A9处理器和FPGA的SoC芯片作为核心,利用SoC的HPS搭建嵌入式系统实现人机交互,利用FPGA实现视频数据的处理和缓存.使用ARM AMBA AXI总线桥接宽带系统连接HPS和FPGA,以实现缓存的视频数据经编码后在显示屏上的实时显示.结果 搭建了一个基于SoC的高清视频显示系统,实现了高清视频数据采集、处理及实时显示、视频冻结等功能.结论 结果表明该方案有效可行,并具有可定制性、可多次开发、视频显示实时性好等优点.     

便携式内镜的无线传输系统设计

目的设计一种便携式内镜的无线传输系统。方法采用DM642为数据处理核心,TVP5150PBS为视频解码器,对电荷耦合元件(CCD)采集的图像进行智能分析,然后将其视频流输入H.264编码器进行编码,编码压缩后的H.264视频流通过实时流传输协议(RTSP)流媒体服务器和无线网络上网(WIFI)模块发送出去,同步显示在个人计算机(PC)/高清晰度电视(HDTV)上。无线脚踏开关采用BC66F840,以射频的方式进行控制图像拍摄和录像。结果经过临床测试,设计的无线传输系统能够同步显示内镜采集的图像,传输延时小于100 ms;拍摄和录像可通过无线脚踏开关控制,实现单手操作。结论实验设计的无线传输系统非常适合便携式内镜的运用。     

胶囊式内窥镜无线图像传输技术的研究

提出了胶囊内窥镜系统及其无线图像传输子系统的设计原则,确定了基于射频芯片RF2510和RF2917的设计方案.根据电磁波传播理论,计算了胶囊在人体内发射的电磁波信号穿透人体后的达到接收器时的场强值,结果表明,体外信号强度可以达到接收的要求,从而验证了该方案的可行性.     

基于Wi-Fi的医疗视频传输系统的设计

目的：详细介绍了基于Wi-Fi的医疗视频传输系统的总体框架的和软件设计方案,为ICU应急措施提供一种可行的方案。方法：系统采用C/S结构：在客户端,在首先对显示病人生命体参数的ICU内微型计算机运用GDI＋进行屏幕采集保存为像素为1440＊900的32位Bmp图像文件,利用双线性内插值法对图像进行几何变换转变为像素为640＊480的24位Bmp图像文件,对Bmp图像进行Jpeg的压缩编码,利用Socket编程对压缩图像进行循环实时发送;在服务端,以外接Wi-Fi模块的OMAP3530芯片为核心,利用Wi-Fi热点设备中继,同样利用Socket编程实现对压缩视频图像的实时接收,利用Davinci算法库实现对压缩的Jpeg图像的解码为YUYV（4：2：2）的视频原始文件,运用DVSDK对视频原始文件进行显示。结果：在ICU发生紧急情况时,系统可以实现对显示病人生命体参数的ICU内微型计算机屏幕的采集,压缩,发送,在接收设备端也可实现接收,解码和显示等功能,并且传输速率达到每秒15帧。结论：该设计可以在ICU发生紧急情况下,将ICU内病人视频图像信息的采集,压缩,发送、接收、解码和显示等功能实现在一个系统平台上,应用性较好。     

一种基于S3C2440的嵌入式实时心电数据压缩算法

目的 为满足嵌入式移动无线终端传输高采样率心电信号的需要,设计一种实时心电数据压缩算法.方法 根据心电数据自身特点,在嵌入式S3C2440平台上,以Huffman算法、LZ77算法及LZW算法进行心电数据压缩并比较分析,在此基础上设计了一阶差分结合Huffman算法和LZ77算法的混合压缩算法.结果 心电数据的压缩结果显示,该算法压缩比达7.20,平均计算时间392 ms,与普通压缩算法相比具有更高的心电压缩比和更低的时间复杂度.结论 将该压缩算法运用到远程无线监测终端中能满足系统设计的要求.     

A real-time ECG data compression algorithm based on S3C2440

目的 为满足嵌入式移动无线终端传输高采样率心电信号的需要,设计一种实时心电数据压缩算法.方法 根据心电数据自身特点,在嵌入式S3C2440平台上,以Huffman算法、LZ77算法及LZW算法进行心电数据压缩并比较分析,在此基础上设计了一阶差分结合Huffman算法和LZ77算法的混合压缩算法.结果 心电数据的压缩结果显示,该算法压缩比达7.20,平均计算时间392 ms,与普通压缩算法相比具有更高的心电压缩比和更低的时间复杂度.结论 将该压缩算法运用到远程无线监测终端中能满足系统设计的要求.     

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。     

心脏起搏器程控与遥测系统的研究

目的通过搭建一个心脏起搏器程控与遥测的实验平台,研究高效的程控遥测方案。方法系统由计算机显示终端、FPGA开发板、无线传输硬件电路构成。讨论除无线传输硬件电路之外的设计:计算机显示终端主要实现发送程控命令和显示遥测数据;FPGA开发板分别模仿程控仪和心脏起搏器,主要实现程控遥测信息的编码、解码和纠错功能。结论本系统提出了一种脉冲位置调制(PPM)编码方式——多位PPM编码方式,用于产生包含信息的脉冲波。该方法可以提高无线通讯的传输效率,若应用于植入式心脏起搏器,可延长其电池的使用寿命。实际测试结果证实了本方案的可行性。     

基于ARM的便携式心电监护仪

系统以S3C44BOX芯片为核心,采集心电信号,并进行实时分析、存储和显示,同时具有通讯功能,可以与中心站实施远程通讯.系统的软件基于uC/OS-II操作系统,移植了uC/GUI图形界面软件包来支持界面设计.同时,为了进行心电数据的管理,移植了uC/FS文件系统,并在此基础上建立了一个简单的数据结构,系统化管理多个用户的资料和心电数据.低功耗和微型化设计提高了设备的便携性,而软件的图形化设计和多用户的支持有利于提高心电监护仪在家庭监护中的使用率.     

64层CT造影断层图像虚拟技术和CT仿真结肠镜的临床应用

背景：虚拟内窥镜能够充分显示结肠的解剖形态以及病变部位,并从狭窄、梗阻处两端观察肠腔的解剖和病变。结合三维图像还可了解肠壁以及腔外的情况,更有利于肿瘤的定性以及分期诊断。 目的：探讨64层CT造影断层图像虚拟技术和64层螺旋CT三维成像与仿真内镜在结肠肿瘤诊断中的应用价值。 方法：应用Philips/Brilliance 64 CT对10例术后病理标本证实的结肠癌(8例)和结肠息肉(2例)进行容积扫描。Mimics软件用Marching Cubes算法对肠管进行面绘制及用虚拟内镜法重建三维图像及基于CT造影二维图像对大肠及周围结构等各种组织进行三维重建,并与Brilliance workspace工作站三维成像和仿真内镜结果相比较。 结果与结论：10例三维成像效果良好,虚拟内镜与CT仿真内镜显示基本一致。虚拟结肠镜结合多结构数字模型重建可以提供更多信息,有助于病变的准确定位,能准确反映其复杂的解剖结构及空间毗邻关系。说明64层CT造影断层图像虚拟技术能达到与CT仿真内镜结合三维成像同样的敏感性和特异性,加上各种组织三维重建技术可以提供较仿真内镜更丰富的信息。     

Qt2与Qt4兼容的嵌入式Linux系统实现研究

目的:以ARM9 S3C2410开发板硬件平台为核心,构建基本的嵌入式linux根文件系统,并在其基础上实现一个运行于ARM开发板上兼容两种Qt版本的文件系统,为全面学习和运行Qt应用程序提供平台。方法:按目录、Shell、库、脚本四部分构建一个基本的根文件系统,再进行Qt2与Qt4移植分析,最后提取交叉编译后的库文件到根文件系统并配置根文件系统的启动脚本以适应两种Qt版本的启动。结果:成功在ARM平台上构建嵌入式Linux系统,同时实现了Qt2与Qt4的兼容随机启动,且运行稳定良好。结论:目录、Shell、库、脚本是嵌入式linux系统的基本组成部分,Qt2与Qt4交叉编译移植和启动配置是建立二者兼容嵌入式Linux系统的关键。     

基于SURF算法的胶囊内镜冗余图像快速筛除

胶囊内镜在检查消化道全程中会产生数万帧有大量冗余的图像数据,要从中找出有病灶的图像,医生需要耗费大量的时间和精力逐帧仔细查看。因此,研究冗余图像的自动筛除对提高医生的诊疗效率具有重要意义。但由于胶囊内镜图像场景复杂多变,且存在气泡、蠕动等不确定因素,冗余图像的自动筛除仍是一个难题。采用SURF算法,提取胶囊内镜图像的特征点及特征描述向量;将向量夹角作为两帧连续图像特征点之间的匹配度量,采用最大类间方差法实现对特征点对的自适应识别;最后以匹配特征点数和分块匹配度为指标,计算图像之间的相似度,筛除冗余图像。对采集的128段胶囊内镜视频段进行冗余图像筛除实验。结果表明,该方法能以平均0.06 s/帧的速度快速完成冗余图像的自动筛除,其召回率(recall)、准确率(precision)和F-measure等3个性能指标分别达到了81%、90%和85%,且该方法对消化道存在的蠕动、气泡及光照变化等不确定因素具有较强的鲁棒性,具有良好的性能。     

交互式虚拟内窥镜成像及应用

目的：作为虚拟内窥镜系统开发的基础性课题,本文针对虚拟内窥镜研究中交互式成像问题展开研究,以求得快速而优质的成像效果。方法：首先提出一种简单直观的坐标变换方法,便于进行交互式的虚拟内窥镜成像。其次,为解决交互式虚拟内窥镜成像的速度问题,使用精简后的光线投射法进行体绘制重建,在使其能够在保证一定图像精度的同时提高速度。结果：实验得到了满意的交互式成像效果。结论：所提出的方法是切实可行的,从而为进一步开发高精度的交互式虚拟内窥镜系统打下了坚实的基础。     

嵌入式氯胺酮快速测定系统的设计

设计一种嵌入式氯胺酮测定系统.该系统以嵌入式微处理器LPC2210为核心,包括数据采集、步进电机的驱动及人机交互界面等几部分.结果表明:它可快速、准确定量检测氯胺酮.该测定系统为吸毒者的认定、戒毒治疗过程的监测以及后期监督,提供了严格的科学依据.     

基于ARM的嵌入式Linux系统在便携式医学仪器开发中的应用

在便携式医学仪器的设计中,越来越注意到仪器的智能化、个性化、网络化等要求,如何设计一个符合这些要求的通用开发平台显得非常必要.基于ARM的嵌入式Linux系统的软硬件平台就是一个明智选择,本文介绍了构建这一平台的一般过程,并通过在微型多参数监护仪研制中心电测量模块的设计实例介绍了这一平台的实际应用.     

A ECG Tele-monitoring Method and System Based on Embedded Web Server

This paper describes the development of a new ECG tele-monitoring method and system based on the embedded web server.The system consists of ECG recorders with network interface and the embedded web server,internet networks and computers,with the system operating on browser/server(B/S) mode.The ECG recorder was designed by ARM9 (S3C2410X) and embedded operating system (Linux).Once the ECG recorder has been connected to the internet network,medical experts can use the internet to access the server of the ECG recorder,monitor ECG signals,and diagnose patients by browsing the dynamic web pages in the embedded web server.The experimental results reveal that the designed system is stable,reliable,and suitable for the use in real-time ECG tele-monitoring for both family and community health care.