便携式多生理参数检测仪的设计

为了检测人体的电阻抗、血氧、心率和体温等生理参数,设计一种头戴式的多功能便携检测仪。该设备针对现有阻抗检测设备的激励频率范围窄、精度不足和检测耗时长等问题进行优化:采用四电极阻抗检测方案,通过直接数字频率合成器和Howland电流源生成正弦激励电流流经人体,使用ADI公司的AD8302增益相位检波器芯片和配套算法计算得到人体电阻抗的幅值和相位,有效提高检测的准确性和效率。为了进一步减小系统误差,设计模拟开关电路并配合高精度采样电阻和相移电容实现系统参数的自校准。实验结果表明,在10 kHz~1 MHz的检测频率范围内,阻抗幅值和相位的平均检测误差分别小于0.5%和0.59°,最大检测误差分别小于1.54%和1.38°,显示出比基于TI公司AFE4300芯片的阻抗检测方案更优的性能。此外,设备还整合了血氧、心率和体温的检测模块。人体实验验证了其在准确和有效检测多种生理参数方面的优越性。

非接触式生理参数检测系统的设计与实现

体温、心率、呼吸率和睡眠质量等是人体常见的重要生理参数,能够反映被测者的生理状况。传统的生理参数监测主要采用接触式电极、传感器等与人体直接接触监测人体的生理参数,在检测时会给被测者带来行动不便、操作不便、心理负担等问题。通过设计一款非接触式生理参数监测系统,改进传统监测系统存在的不足。采用毫米波雷达来检测人体的心率、呼吸率、体温和睡眠质量等生理参数,以及红外测温的方法检测人体的体温,使用STM32微处理器作为主控制器,实现人体常见生理参数的非接触式实时监测和显示,对生理参数的异常进行及时报警提示,呵护被测者的健康。

一种用于可穿戴式生理参数检测的集成电路

提出了一种用于处理光电容积脉搏波信号的集成电路结构,将主要应用于可穿戴式多生理参数检测,例如血压、血氧、心率等。电路包括直流、交流分量分离电路,直流分量读出电路,低通滤波器,以及矩形波产生电路。直流、交流分量分离电路由跨阻放大器和金属氧化物半导体晶体管-双极晶体管(MOS-Bipolar)虚拟电阻构成,可以实现0.07-0.7 Hz的高通截止频率;低通滤波器可以实现16 Hz的低通截止频率。电路采用标准0.13μm CMOS工艺设计,电源电压1.2 V。

开放式人体多生理参数检测学习仪的研制

目的:研制一种供医用电子仪器维护专业学生学习《医用电子仪器原理与维修》课程的辅助实验、实训仪器。方法:以 89S52 系列单片机为核心,C 语言为基础,搭建一个集控制、处理、显示、存储和传输为一体的平台,以典型产品为参考设计多种传感器电路与平台有机组合,应用开放性的设计思路,构建一套人体多生理参数检测的医用电子学习系统。结果:体温模块、心电模块、血氧模块能够很好地与单片机平台对接,实现实时控制和显示,整个系统可进行简易的改造和调试。结论:整个生理参数测量系统的架构、细节和开发过程完全开放,为医用电子仪器维护专业学生提供了一个学习的平台,提高了教学的效率。

基于USB接口的多道生理参数检测系统

运用一种具有USB功能的微控制器 8x930Ax芯片实现了多通道数据采集和与PC机之间的实时数据传输 ,以此为基础设计了一种多道生理参数检测系统 ,具有多道生理信号的采集、波形显示和分析等功能。该系统具有即插即用、实时性和通用性的特点 。

生理参数检测仪模拟通道接口与隔离技术

设计了一种带光电隔离的模/数转换电路，整个电路在PIC单片机控制下运行，用FIFO存储器作为数据缓存器，容易配合在Windows下的可视化编程，实现实时采样与波形显示电路的电气安全性能好。

基于IPPG技术的生理参数检测综述

介绍了成像式光电容积描记(imaging photoplethysmography,IPPG)技术的研究背景和生物学基础,从视频处理、容积波信号提取、生理参数计算3个方面分析了基于IPPG技术检测生理参数的技术流程和研究现状。指出了基于IPPG技术检测生理参数还存在短板和不足,未来的发展方向应主要集中在运动伪差消除、检测更多生理参数、与日常设备结合等方面。

iPPG技术及生理参数检测的教育应用综述

获取学习状态数据是实现智能教育的前提,生理参数是反映学生学习状态的重要信息。而目前在智能教育领域生理参数检测方法比较单一,仍然以接触式为主,存在一定局限性。而非接触式生理参数检测方法更有利于智能教育的广泛推广。分析了基于视频的非接触式生理参数检测方法。介绍了成像式光电容积描记技术的原理,对其发展及现状进行了归纳分析,总结了近些年生理参数检测在教育领域的相关应用。对基于视频的非接触式生理参数检测在教育领域的发展趋势进行了总结与展望。

基于成像光电容积描记技术的非接触式生理参数检测及其应用

成像式光电容积描记技术是在传统光电容积描记技术基础上发展而来的一种非接触式生理信号检测技术。成像式光电容积描记技术由于非接触、可远程监测、适用场景广泛、易操作以及低成本等优点可实现人体多项生理参数的测量,成为仪器及生物医学工程领域的新兴研究热点之一。本综述首先介绍了成像式光电容积描记技术的基本原理,对光学起源机理进行了分析,并对成像视频处理方法进行了总结,最后介绍了成像式光电容积描记技术在生理参数方面的应用,并对其在生理参数检测领域中的发展进行展望。

穿戴式生理信号检测与分析系统的实现

系统实现了一种穿戴式生理信号检测与分析装置,可实现人体的基本生理参数实时检测。以STM32L152单片机为主控制器,AM2520与APDS-9008组成的光电传感器和MLX90615红外传感器作为核心采集模块,分别采集人体的PPG信号和皮温信号,并通过蓝牙模块HJ-580将数据传至安卓智能手机,用手机作为客户端实时显示心率、呼吸、皮温和心率变异性的结果。目前各模块已经PCB制板并调试完成,结果表明,该系统具有功能多样性、易穿戴等特点。

基于集成芯片的细胞生理参数自动分析仪的硬件设计

基于集成芯片的多功能细胞生理自动分析仪需要对微电极阵列传感器(Microelectrode Array Sensor,MEAS),光寻址电位传感器(Light-Addressable Potentiometric Sensor,LAPS)和细胞电阻抗传感器(Electric Cell Substrate ImpedanceSensor,ECIS)3类传感器的输出信号进行检测。文中介绍了针对MEAS设计的专用前置放大电路;针对LAPS和ECIS,以AD5933集成阻抗转换芯片为核心,设计了电压衰减(增益)电路、电压偏置电路、频率扫描电路和偏压扫描电路,信号的放大采用了微弱电流采样技术。利用MSP430单片机编程实现了对整个系统的控制及与PC机的通讯。最后完成了对硬件系统的测试,结果表明文中的设计基本达到了系统检测的要求。

心血管综合参数检测仪的研制

目的探讨能早期检测心功能变化的多参数心血管检测仪的研制。方法通过测量PWV(脉搏波传播速度)、动脉弹性指数C1、C2等参数作为评估心血管功能的指标,开发相应的检测仪器。结果本文设计的检测仪在高血压和非高血压组的对照分析中得到了有效的验证,能及早提示心功能变化。

多参数监护仪性能检测与型式检验

从监护仪的分类、性能检测、型式检验项目阐述了心电、心率、血压、血氧饱和度、呼吸、体温等性能参数的定义及测量方法,着重强调了心电监护仪安全检测的重要性及安全检测的注意事项。

细胞生理多参数自动分析仪的软件设计及算法分析

研制了细胞生理多参数自动分析仪的软件系统.该软件系统结合了多参数检测的细胞传感器集成芯片和自动分析控制仪器,可以实时检测和辨识细胞的多种生理参数.系统实时动态长时程采集、记录和分析了细胞的电生理活动、细胞的代谢参数以及细胞的生长状态,该软件系统具有显示界面灵活、操作界面方便以及数据的自动传输等功能;此外,研究了基于细胞生理多参数检测的自动识别算法,包括细胞电位的峰值自动检测辨识、细胞数量和抑制细胞生长药物浓度的自动判别、细胞外代谢离子成分的定量检测.使用该软件系统对实际药物进行了检测实验,给出了阿霉素作用于大鼠心肌细胞的半数抑制浓度曲线.分析了自动工作点检测算法的参数选取范围,确定了最佳测量间隔,此时的误差为13.5±1.9%.自动峰值检测算法在3种不同信噪比条件下的准确率均高于90%.

基于虚拟仿真软件搭建实训教学环境的教学改革探索

本文借助虚拟仿真软件构建虚拟实训平台,以辅助实训教学的方法进行探索,并深入分析当前虚拟仿真资源对实训教学的重要性。首先,构建基于PROTUES的虚拟仿真综合实操平台,让康复工程专业学生在学习单片机类课程时不受实训平台限制亦可进行练习,使理论与实践无缝衔接。其次,通过仿真电生理参数检测平台为应用案例,让学生在脱离真实生理参数检测仪时,仍可进行技能操作练习,同时可以更好的了解检测仪的内部结构电路,进一步掌握检测原理,电路检修,并从而提高学生学习兴趣,使教学呈现多样性以及节省智能硬件资源配置。

可穿戴式健康监测系统研究与展望

可穿戴式健康监测系统即利用穿戴式生物传感器采集人体运动与生理参数,来实现对穿戴者运动与健康管理。穿戴式健康监护系统是具有无创连续检测人体生理信息、数据无线发送和实时处理功能的集成系统,能满足低生理、心理负荷条件下的生理状态监测。该文首先介绍了可穿戴式健康监护系统的构成及可穿戴式健康监护系统中应用到的相关技术,然后着重介绍了目前我们所做的与可穿戴式健康监护相关的研究工作,即穿戴式呼吸与心电采集以及多参数体域网的构建。最后,对未来可穿戴式监测系统发展方向提出了简单的展望。

基于私有云家庭远程医疗监护系统设计

提出了一种基于私有云的远程医疗监护系统的方案,融合了穿戴式生理参数检测技术、私有云存储技术和ZigBee技术。首先对该系统的总体结构进行了分析和阐述,然后对多生理参数测量终端和私有云主控制中心的硬件结构进行设计,开发各个硬件模块的软件构成远程医疗监护软件系统,实现血氧饱和度、脉搏、体温、无创血压等生理参数测量,ZigBee网络数据传输,私有云存储和WEB网络传输等功能。实验结果表明,该系统在复杂网络环境下均能够获得实时多生理参数和预警。

基于移动端控制的多功能护理床系统设计

目的:设计一种基于移动端控制的多功能护理床系统,解决失能及半失能老人的护理问题。方法:该系统以多功能护理床为载体,集成基于STM32F429单片机的生理信号检测模块和远程控制模块,并基于Android平台的手机移动端App,实现对患者多项生理参数的采集、存储和对护理床的移动端控制及语音控制功能。利用移动端App通过机智云平台远程监控患者的生理数据,并协助患者调整卧姿。结果:该系统测量的生理参数准确率基本在90%以上,同时可在移动端实现协助老年患者翻身等远程控制,可满足临床使用要求。结论:该系统可为老年失能患者提供个体化护理,明显改善其健康状况并提高其生活质量。

基于物联网的老年人及婴儿健康监控系统的设计与实现

针对人口老龄化以及国家开放二胎政策带来的问题,系统采用嵌入式ARM处理器,能够对老年人和婴儿的生理参数体温、心率进行实时的检测和异常报警以及进行健康预测。实现对老年人和婴儿的健康监控,为下一代移动医疗的发展做出有益的探讨。

基于偏振多光谱成像的非接触式心率测量脉搏波提取技术

目的:成像式光电容积描记(IPPG)技术是一种非接触式生理参数检测技术,目前已经广泛用于常用生理参数的测量中,但准确性和稳定性不够。本研究的目的是通过探索一种新的从手掌中提取脉搏的方法,从而提高测量数据的精度。方法:本研究利用偏振多光谱成像技术,研究了脉搏波在不同波长和偏振态组合下的信噪比(SNR)变化。使用白光LED作为主动光源,并用7种波长滤光片(450、525、550、590、610、650、690nm)和4种偏光片实现生物组织的偏光多光谱成像。使用商用RGB相机作为获取人手掌偏振多光谱图像的探测器,然后结合成像光电体积描记技术,从偏振多光谱图像中提取脉搏波。结果:本研究利用普通商用RGB相机实现了高质量脉搏波的提取,提出了一种全局平均帧间差分算法(GA-IFD),将此方法结合运动跟踪算法来实现目标区域(ROI)的自适应选择,使组织的血液灌注与ROI的选择相关联。该算法能有效避免噪声干扰,提高脉搏波质量。本研究方法以非接触方式估计了5名志愿者的心率,达到较高的测量精度(最小MAE 0.67,最大MAE 2.30)。根据Bland-Altman一致性分析,该方法的心率测量值与真实值吻合度高。结论:本研究创新性提出了一种从手掌中提取心脏脉搏波的非接触方法,这对提高人体非接触式生理参数测量精度具有重要意义。