微型多参数人体体征监护仪

为满足重离子治癌系统中对人体体征参数的要求设计了多参数监护仪。在设计中充分考虑了系统的微型化、实时性和低功耗[1]。该系统以TI公司高性能低功耗定点处理器TMS320C5515为核心搭建了模拟信号调理电路、模数转换电路、数字信号存储处理电路、LCD显示电路,解决了心电、呼吸、血氧、无创血压、脉搏等人体征信号的检测[2]。设计中围绕DSP全面考虑了电路的整体性能和结构(包括电源管理),最终保证系统的实时性、超微型和低功耗。

基于多普勒雷达传感器的人体体征检测

针对非接触式人体体征检测中,由于信号微弱并且存在大量噪声的问题,设计了放大电路和滤波电路,实现对信号的放大、去噪;利用高精度模/数转换器(ADC)进行信号采集,通过MATLAB实现信号的处理;利用得到的电特性反向计算人体的体征信息。对设计的人体体征检测装置进行测试,实验结果表明:检测系统可有效检测单个静止人体的呼吸与心跳,最大有效工作距离为100 cm。

基于人体体征的作业人员安全预警系统

为避免带电作业人员在封闭的屏蔽服中因热应力而引发的事故,基于热应力理论,研发一套基于人体体征的作业人员安全预警系统。首先,分析人体状态参数,并将其设置为预警系统的阈值;然后,提出安全预警方法,并从电源、微处理器、无线上网(Wi Fi)通信、数据采集、报警等5个模块介绍安全预警系统的设计思路;最后,利用样机进行Wi Fi通信功能测试、心率检测功能测试以及电磁兼容试验。结果表明:该系统续航能力大于8 h,Wi Fi通信距离大于15 m,心率误差小于3%,可在300 kV高压环境下正常工作。

基于心率和血氧传感器的智能安全帽人体体征状态系统设计

安全帽在施工工地上使用广泛,但普通安全帽功能简单,无法在一些特殊情况下做到安全防护。文中设计了基于心率和血氧传感器的智能安全帽人体体征状态系统,运用了网络通信技术以及定位、传感器网络等物联网技术,可以有效提升安全帽的防护能力。本系统使用STM32开发板进行控制,搭载心率和血氧传感器,可实时监测用户血氧信息。当用户血氧和心率值异常时,报警系统会发出警报,同时将信息发送到服务器,服务器转发到网页端。结果表明,本设计能够实时稳定地监测用户的血氧和心率;当发生异常情况时,能够及时发出警报信息提醒救生人员进行急救。

多功能人体体征测量仪

本系统是以STM32F103单片机为核心的控制系统，多功能人体体征测量仪由MCU核心模块、传感器模块、LCD 显示模块、按键输入模块和报警电路模块五部分组成，可以控制测量人体体温、脉搏等特征参数。通过按键输入模块输入控制信息，传感器模块获得脉搏和体温信号，通过MCU控制模块处理，最终在LCD显示模块显示具体参数，当超出正常范围后，报警电路报警提醒使用者。

用于人体体征监测的高敏柔性光纤光栅应变传感器研究

针对当前电类可穿戴传感器在单点测量、抗电磁干扰、电路结构上的局限性,提出了一种用于人体体征监测的高敏柔性光纤光栅应变传感器。将呈正弦型弯曲的光纤与柔性基底相结合,极大提高了光纤的延展性。运用光纤光栅(FBG)轴向应变特性,建立高敏柔性光纤光栅应变传感器FBG中心波长的变化与应变间的映射模型。并开展传感器静态与动态特性以及监测人体体征参量的应用实验,结果表明:传感器的拉伸率可达到20%,灵敏度为225 pm/mm,在实际应用中也证明了呼吸率和肌肉活动监测的可行性,该传感器可为人体体征监测提供一项新途径。

中国50百分位人体驾驶坐姿有限元建模及验证

建立中国50百分位人体驾驶坐姿有限元模型,完善中国人体有限元生物力学模型数据库,提供更加系统全面的人体生物力学模型验证方法。该模型基于THUMS (Total Human Model for Safety,虚拟人体模型)确定缩放比例,通过人体解剖学参数等数据,验证模型的几何参数以及不同力学工况下人体腰臀部模型的生物力学响应准确性,结果显示,模型几何参数与质量参数误差均在5%以内,满足使用要求,同时动态工况下臀部生物力学响应结果和准静态、静态工况下腰椎生物力学响应结果均在误差允许范围内,从而验证模型的有效性。所构建的模型及验证方法是汽车座椅舒适性研究的有效工具。

基于毫米波雷达的目标识别应用研究综述

毫米波雷达在交通安防、智能家居、医疗养老等民用领域发挥着重要的作用,由于其全天时、全天候、高分辨率、抗干扰性等优势,在目标识别中取得较多突破与成果。本文围绕车载目标识别、人体体征目标识别和空间目标识别3个方面,对国内外公开发表的相关文献进行归纳总结,梳理了近年来基于毫米波雷达的目标识别技术的研究发展现况,分析了在研究发展中所面临的挑战,对未来的研究趋势进行了展望。

3～12岁儿童胸腔骨骼参数化几何模型的建模研究

儿童的人体体征参数的变化,对胸腔骨骼几何有很大影响,这直接影响儿童胸部损伤形式.现有的儿童胸腔骨骼几何模型数量有限,且都是基于特定人体体征参数开发的.针对61个儿童胸腔CT样本,应用CT三维重建、半自动选点、胸腔姿势调整、统计学分析以及径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络变形等处理,建立了基于年龄、身高、体质指数(Body Mass Index,BMI)、性别的中国3~12岁儿童胸腔骨骼参数化几何模型.运用该参数化模型快速得到3~12岁内,年龄、身高、体质指数、性别任意组合的儿童胸腔骨骼几何模型.运用该参数化几何模型,预测的3~12岁儿童胸腔骨骼几何模型的平均几何精度为5.2 mm,第1对到第12对肋骨的平均几何精度最大为7.0 mm,最小为4.5 mm.该参数化几何模型可以用于研究人体体征参数对胸腔骨骼几何的影响以及对儿童胸部损伤的影响.

物联网Android平台可穿戴医疗监控系统设计与实现

结合物联网Android平台,设计并实现了一种具有手机监测报警功能的新型可穿戴医疗监控系统。采用ATmega16作为系统主控芯片,结合脉搏采集电路、体温采集电路、蓝牙通信电路和电源电路搭建硬件系统以实现人体体征参数脉搏和体温数据的实时监测,并通过蓝牙通信将数据实时传输到专用的Android APP上显示、记录和分析,如果体征参数超出正常范围将通过GSM网络向监护人发送报警短信。实验对比结果证明,该系统脉搏测量误差在2BPM以内,体温测量误差在0.1度以内,报警精准度达97%,具有较高的应用价值。

车辆乘员眼部损伤风险仿真评估

基于中国50百分位成年男性人体测量学参数,开发了具有眼组织生物力学响应的中国体征安全假人头部模型。在LS⁃DYNA软件中验证了跌落标定试验中头部模型的加速度响应,探究了正面碰撞工况下气囊对眼组织损伤的影响。并利用仿真数据建立了归一化能量与眼组织损伤概率的损伤风险曲线。结果表明,在头部跌落仿真试验中,中国体征碰撞假人头部加速度响应高于HybridⅢ假人;在正面碰撞工况下乘员约束系统仿真试验结果表明,当碰撞速度高于55 km/h时,视网膜脱落风险将增大,巩膜von Mises应力、变形量均达到引发眼球破裂损伤的阈值。

临床监测系统的设计

为了解决疫情爆发时,医护人员生命安全受到威胁,医护人员人手不足,以及需要花费大量的医疗设备资金等问题,基于嵌入式技术设计了一个临床检测系统,系统在低功耗的情况下,实现了病人心跳、体温、姿态、表情的监测以及实时反馈病人体征。系统具有低成本、智能化等特点。