“双导一体”模式下生物医学工程专业电子技术实践教学探索

目的 以国家卫生健康事业未来发展对相关领域人才培养需求为背景,探究医学院校中生物医学工程(医工)专业电子技术实践课教学改革新模式。方法 针对现阶段医工专业电子技术实践课教学中存在的医工特色不突出问题,提出了医工专业学生为主体、教学理念基于学生岗位任职需求的成果导向和教学方式基于应用电工电子专业技术解决实际医工问题的任务导向的“双导一体”实践课教学改革新模式,成果导向的教学理念存在于课程的宏观和微观设计,任务导向的教学方式强调课程微观设计中的实践教学以具体医工任务为主线展开。教学目标、教学设计与实施、多元化教学评价构成完整闭环,促进“教”“学”持续自我完善。文中以医工专业电子技术实践教学中“多模神经电刺激仪的设计”为案例,探讨“双导一体”实践教学模式下的医工特色实践教学。结果 相比传统实践教学,“双导一体”教学模式下,电子技术课程教学质量评分平均分高于85分,学生的课程学习、竞赛和医疗仪器设计调试的积极性显著增加,知识、能力、素质三方面成绩明显提升。结论 “双导一体”实践教学模式有助于培养医工专业学生使用电工电子技术解决医工实际问题的能力,对学生毕业后投身于国家卫生健康事业起到积极作用,为医学院校中生物医学工程专业电工电子类课程的特色教学提供有意义的参考。

山海大观——李延智写生青岛新作赏析

青岛,是国内外闻名的写生胜地。而崂山,既是青岛这座城市的一张重要名片,也常常被艺术家视作青岛艺术的经典母题而存在。20世纪以降,关山月、傅抱石、吴冠中等艺术巨匠,都曾赴崂山写生。时至21世纪,这座海上名山,仍然吸引着无数中外画家,以她独特的魅力,继续激发着画家的创作灵感。作为青岛画院一名中青年山水画家,李延智笔下的崂山以错落有致的布局、辽阔大气的视角、流畅灵动的线条、清淡雅秀的色彩渲染出一幅幅蓬勃生动的山海画卷。

n-Ga_(2)O_(3)/p-GaAs异质结日盲紫外探测器制备

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺在p-GaAs(100)衬底上外延了Ga_(2)O_(3)薄膜并制备了n-Ga_(2)O_(3)/p-GaAs异质结日盲紫外探测器。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜等方法对Ga_(2)O_(3)薄膜表面形貌、晶体质量进行了测试与分析。结果表明,Ga_(2)O_(3)薄膜呈单一晶向,薄膜表面平整且为Volmer-Weber模式外延。测试表明,n-Ga_(2)O_(3)/p-GaAs异质结探测器具有明显的整流特性。器件在5 V反向偏压和紫外光(254 nm)照射下实现了超过3.0×10^(4)的光暗电流比、7.0 A/W的响应度、3412%的外量子效率、4.6×10^(13)Jones的探测率。我们利用TCAD软件对器件结构进行仿真,得到了器件内的电场分布和能带结构,并分析了器件的工作原理。该异质结探测器性能较好,制造工艺简单,为Ga_(2)O_(3)超灵敏日盲紫外探测器的研制提供了新途径。

p-Si/n-Ga_(2)O_(3)异质结制备与特性研究

本实验采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺,在p(111)型Si衬底上制备了p-Si/n-Ga_(2)O_(3)结构的PN结。通过X射线衍射仪、原子力显微镜等对样品进行了晶体结构、表面形貌、表面粗糙度等的表征分析;通过磁控溅射与蒸镀方法在样品上生长Ti/Au电极并进行I-V特性曲线、开启电压、开关电流比、反向饱和电流、理想因子、零偏压下的势垒高度等结特性测试,研究了掺杂浓度与薄膜厚度对PN结特性的影响,并对其原因进行了分析;通过二步生长法和缓冲层温度优化实验,减少了Si衬底与β-Ga_(2)O_(3)之间的晶格失配与热失配带来的影响,对薄膜与器件特性进行了优化。最终获得了表面粗糙度最低可达到4.21 nm的高质量n型β-Ga_(2)O_(3)薄膜,以及具有较低理想因子(42.1)的PN结。

基于机器学习的生物雷达非接触识别头部特定动作方法研究

目的提出一种基于生物雷达传感器的头部特定动作非接触识别方法。方法首先对头部特定动作——静止、点头、左转、右转、后倾、张嘴、左点头、右点头采集雷达回波信号;其次,通过时域处理和时频分析得到时域和时频谱2种图像数据;接着从时域和时频域数据中分别提取特征并利用主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)构建更为有效的新特征;最后,运用支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)对新特征进行分类。结果基于PCA和SVM构建人体动作特征提取方法,并对人体头部动作进行识别,结果显示,不同类型头部动作的分类识别准确率可达88.64%。结论本文提出的头部动作非接触识别对于阿尔茨海默病患者增强社会交流、延缓病情发展、提升生活质量具有重要意义。

医学院校生物医学工程专业本科生导师制探究

目的:研究医学院校生物医学工程专业本科生导师制,为国内医学院校生物医学工程专业推行本科生导师制提供有益借鉴。方法:从生物医学工程专业学生应具备的专业知识和技能出发,以第四军医大学生物医学工程专业推行导师制为基础进行分析和总结。结果:指出了生物医学工程专业推行本科生导师制的必要性和存在的问题,提出了建立生物医学工程专业本科导师制新模式的方法。结论:医学院校生物医学工程专业实施本科生导师制是一种深化本科教育改革的新理念,对学生专业技能的提高具有重要意义。

智能电网中智能家居终端的设计

针对智能小区家庭中智能家居终端的特点和功能进行了阐述,研究并提出了一款基于ARM芯片并以Linux为操作系统智能家居终端的设计方案和软硬件模型,理论上实现了智能家居终端的基本功能,为今后开发此类产品提供了一个思路方法。

基于GPRS网络的远程心电监护系统

针对通常的心电监护只能在医院实施的问题,研究并开发了一种远程心电实时监护系统。该监护系统将GPRS(通用分组无线电业务)无线发送模块集成到S3C2410高性能微处理器控制的心电信号采集处理模块上,病人佩戴后获取心电数据,借助GPRS移动通信网络实时上传到医院监护中心,经医生诊断后及时将诊断结果反馈给病人,从而实现院外流动病人的远程监护和治疗。该监护仪能在GPRS网络覆盖范围内,随时随地对病人进行心电监护。与现有的同类设备相比,其体积小、重量轻、成本低廉、佩戴方便,监护效果理想。

一种远程多点监测系统的组网方案

介绍了一种用于近程与远程的多点监测系统中通信网络的具体实现方案及设计思想。

一种基于无线传感器网络技术的医疗监测终端设计

设计了一种信息化的社区无线医疗监测系统终端设备,用于对社区内需长期监护人群的生理信息监测。该终端以PXA270为核心,使用嵌入式Linux操作系统和MiniGUI图形界面,通过Zig- Bee协议实现无线数据传输。设计了生理参数阈值预测算法和自适应时域运动干扰信号识别算法,采取生理参数自动判断与病人手动输入想结合的报警方式。通过168组测量信号进行干扰识别实验,正确率达到97.6%,采用屏气试验来模拟呼吸功能障碍病人病发时的血氧饱和度变化情况,初步实验表明,该设备可以实现生理信息的监测、分析、传输、存储和预警。

以电子竞赛促进生物医学工程专业学生工程实践能力方法探讨

从生物医学工程专业学生所应具备的专业技能出发,介绍了目前学生的现状,重点阐述了通过组织学生参加电子竞赛,调动学生的学习兴趣,发掘学生的创造潜能,使学生掌握系统的专业理论知识,提高学生解决实际问题的综合职业能力和丰富的实际操作经验。

微处理器ADuC812及其在数据采集中的应用

ADuC812是一种真正意义上的完整的数据采集系统芯片,集成了一个完全可编程的、自校准、高精度的模拟数据采集系统,介绍了ADuC812的特点、结构和基本工作原理,最后给出了ADuC812在数据采集系统中的典型应用。

基于自适应滤波的生物雷达干扰抑制方法

生物雷达在实际探测中,由于操作人员自身的呼吸运动而对探测系统造成一定的干扰,致使雷达的探测准确性降低。搭建了基于双天线的连续波生物雷达实验平台,提出了将基于可变步长最小均方误差准则的自适应滤波结合互相关技术的方法应用于生物雷达探测过程中的操作人员呼吸干扰抑制,并进行仿真和实际探测实验,给出了仿真结果,实际探测实验中采集的20组随机数据的干扰抑制成功率为85%,表明该方法适用于生物雷达操作人员的呼吸干扰抑制。

运用小波模极大值滤波算法消除光电容积脉搏波中的运动干扰

在通过光电容积脉搏波(PPG)测量血氧饱和度的过程中,PPG信号易受到被测者身体移动的影响产生运动伪迹,这些无规律的运动伪迹影响了血氧饱和度测量的稳定性和准确性。首先利用朗伯-比尔(Lamber-Beer)定理和指尖半球形模型,分析了运动干扰与正常信号之间的关系,分析表明运动干扰信号与正常信号约成线性叠加关系。并利用分析结果引入小波模极大值重构滤波算法去除信号中的运动干扰,而后通过初步实验将该算法与常规快速傅里叶(FFT)算法进行了比较。实验结果表明,此方法较FFT法有更高的准确性和稳定性。

非接触生物雷达基于自适应滤波的心跳信号检测

目的:从生物雷达非接触检测到的呼吸和心跳的混合信号中有效地分离出心跳信号。方法:利用基于RLS算法的自适应噪声抵消器,提出一种分离心跳信号和呼吸信号的方法。结果:采用基于RLS算法的自适应抵消器能够分离出心跳信号,其心率与从心电信号获得的心率具有很强相关性(γ2=0.95,P<0.000 1)。结论:该文提出的分离心跳信号的方法具有较好的实用性,有望实现呼吸和心跳信号的实时分离。

单兵生命状态监测系统研究

以MSP430系列的单片机为核心,提出了单兵生命状态监测系统方案。该系统能采集个人的心电、呼吸、血氧饱和度和体温等生命信息,并通过GSM无线网络将数据传输给远方主机,主机接收后对数据进行处理,以便实时监护士兵的生命状态。