基于ARM的肝储备功能检测仪的设计与实现

肝脏储备功能的评估是安全开展肝切除手术的基础和技术保证,是肝脏外科的核心问题之一。将微型机和光电传感技术运用于生物医学工程领域,结合脉搏染料密度分光光度法原理,设计了一种三波长肝储备功能检测仪,能有效评估肝脏储备能力。用该设备对患者进行了临床实验,实验结果显示:该检测仪信号稳定可靠,具有临床实用价值。     

基于阻抗谱法的无创血糖检测系统设计

以生物阻抗检测技术为基础,设计了一种频谱范围在10 ～60 MHz的高频阻抗检测系统用于人体阻抗测试,验证了系统的测试性能.根据阻抗谱法无创血糖测试的原理,对健康人体进行测试后得到112组数据,采用主成分分析回归模型预测血糖浓度,对比同一测试者的预测结果与有创检测数据,相关系数为0.8058,且较好预测了动态血糖变化趋势,为进一步研究无创连续监测血糖浓度提供了参考.     

基于C8051F020无创血压测量系统的设计

血压和脉率是人体的重要生理参数,准确地测量人体血压和脉率对人体的健康起着非常重要的作用;文中介绍了以C8051F020为核心的无创血压测量系统,从硬件和软件两个方面详细说明了设计方法;血压信号通过前端放大电路和滤波电路后,经过单片机采集后运算得到血压值和脉率值,最后系统通过LCD动态实时显示测量的结果,同时给出了在遇到异常情况时处理的方法,保证了无创血压测量的安全性;经过实验表明,使用方便灵活,具有较高的临床应用价值。     

基于PTT的连续无创血压测量系统的设计

针对传统袖带血压测量的不连续性和不舒适性,设计并实现了一种基于脉搏波传播时间(Pulse Transmit Time,PTT)的连续无创测量血压系统。该系统以STM32嵌入式单元为核心,集心电(Electrocardiograph,ECG)、光电容积脉搏波(Photoplenthysmogram,PPG)采集模块和蓝牙于一体,以心电电极夹和指套取代了充气式袖带,可进行连续无创血压测量,并实现蓝牙无线数据传输,装置小巧,操作简单。     

基于 AFE4400 的无创血氧饱和度测量系统设计

血氧饱和度是临床诊断和家庭保健中常用的重要生理指标。在临床上,尤其在手术过程中,血氧饱和度的高低关系到病人的生命安全,因此常常需要检测人体的血氧饱和度。同时,监测人体血氧饱和度的变化对肺心病的预防和治疗也有重要的作用。因此,血氧饱和度的监测具有重要的意义。为了能够实时准确地显示脉搏波信号和血氧饱和度,文章设计了基于AFE4400的血氧饱和度测量系统及开发了相应的Android手机应用程序,不仅使其便于使用,同时进一步降低了成本。实验结果显示,设计的系统具有十分高的准确性。     

用于评估皮肤渗透能力的无创皮肤阻抗测量系统

设计了基于AD5933的无创皮肤阻抗测量系统,用来评估皮肤渗透能力,提高经皮给药、提取组织液目标物的效率。系统利用二电极比例法,并采用时钟频率切换、量程自动切换和软件校准补偿等技术,实现了对低频皮肤阻抗的测量。基于电穿孔法进行促渗透处理前后的皮肤对系统进行了阻抗测量实验验证。结果表明:该系统可用于对皮肤渗透性的表征,可给人体生理生化检测相关的可穿戴设备参数调节提供依据。     

基于无创血糖检测的传感器集成设计

根据能量代谢守恒法无创检测血糖浓度的原理,设计出一规格为60mm×30mm×85．5mm的无创血糖检测传感器集成器。主要由底座、指表血流流速检测区、人体指部代谢率检测区、指端血氧红外检测区、电路连接区和信号输入输出区组成。由温度传感器、湿度传感器、辐射温度传感器、双波长（660nm／905nm）的红外发射及接收传感器在一定实施条件下集成得到。通过本集成器实现了对血糖浓度的无创伤检测,经20例临床初步实验,结果表明：与AMS—AUTOLAB18全自动生化分析仪的相关系数尺达到了0．807,具有较好的相关性和一致性。经误差统计分析发现其平均相对误差为7．0％,平均绝对误差小于0．5,证明检测结果具有较高的精确度。     

基于ARM11的无创心血管健康评估系统设计

为了使用低成本、无创伤且易操作的方法评估人体心血管的健康状况,设计一个基于ARM11(S3C6410)的无创心血管健康评估系统,该系统由无创心血管参数检测探头、嵌入式人机交互平台和内嵌的健康评估模型3个部分组成;基于能量代谢守恒法、指端容积脉搏波检测等研制出无创检测探头,用于测量血压、血流速度和血糖等人体参数,采用蓝牙4.0设备将数据传输至嵌入式人机交互平台,数据经改进后的国人缺血性心血管病(ICVD)10年发病危险评估模型得出健康评估结果;实验结果表明该方法所得评估结果和微创真值经原始ICVD评估模型所得评估结果的Pearson相关系数为0.91(Spearman相关系数为0.891),说明该方法是可行的。     

一种基于RBF网络的微型无创温度检测胶囊

针对消化道内温度高精度测量问题,设计了一种可用于测量人体消化道温度的微型无创电子遥测胶囊。为实现其高精度测量,利用中值滤波技术预处理样本数据,去除外界的干扰噪声。然后,建立基于径向基函数(RBF)神经网络温度补偿模型,实现了对胃肠道温度的非线性测量。实验证明:利用中值滤波技术和RBF神经网络的补偿模型,测温精度明显高于一般的线性补偿方法,可以满足胃肠消化道内测温系统的要求。     

基于感知融合的自适应无创呼吸机技术研究

随着全球老龄化和呼吸系统疾病增加,无创呼吸机使用场景逐渐从医院转向日常家庭,因此迫切需要呼吸机具备更强的自主适应能力,以针对不同病症进行个性化治疗.然而,目前呼吸机产品智能化程度较低,并主要受制于呼吸机对患者呼吸状态的识别能力与针对性调节呼吸机参数的自适应能力.针对以上现状,结合感知融合、深度学习等相关技术,设计并实现一套基于感知融合的无创呼吸机自适应算法.算法包括两个部分:基于深度学习的参数初始化算法和基于深度学习的逐步滴定算法.参数初始化算法根据患者历史呼吸数据,对呼吸机通气模式和参数进行初始化;逐步滴定算法在参数初始化的基础上,通过多种传感器实时检测患者状态参数变化,并根据状态参数对呼吸机进行调节,直至整个治疗环节结束.最后在仿真平台上对所提出的自适应算法进行不同呼吸症状、漏气情况的仿真实验,结果表明所提出算法在分类准确率与回归精度等多个指标上均优于现有同类型工作,有望加快呼吸机智能化进程,为患者提供个性化治疗的可能性.     

一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法

针对目前常规弹药弹体研究领域角位移参数大动态和高精度的测量需求,提出了一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法,并设计了相应的角位移传感器.采用感应线圈获取弹体大转速动态范围内切割地磁场的信息,通过边沿检测和脉冲计数相结合的自适应闭环频率跟踪测量算法测量弹体旋转过程中的实时角位移参数信息,并采用周期清零的方式,消除累积误差.半实物和实物仿真试验结果表明:该角位移传感器不仅能够测量大动态范围内的角位移,拓宽测量范围从600°/s~36000°/s,而且完全消除了测量过程中的累积误差.测量误差小于0.220%,累加误差最大只有0.2°/s,实现了对弹药弹体角位移参数的实时、高精度测量,在姿态测量和地磁导航等应用领域具有一定的工程应用价值.     

基于脉搏波相位差的无创连续血压测量方法

无创连续血压测量技术对医疗保健、临床监护、临床研究有重要意义.首次提出利用人体脉搏波的相位差来测量血压的新方法.介绍了桡动脉相位差和指端相位差与血压的关系,设计了实验测量不同血压条件下的人体多点脉搏波相位差,结果表明:多点脉搏波相位差与血压存在很强的相关性,且便携性与稳定性要优于传统的基于脉搏波传输时间(PTT)测量血压.     

基于图像的树木测量方法

树木是城市绿化、美化的一个重要的组成部分,具有重要的科学、历史和观赏价值。传统的树木生长信息采集方式,利用人工使用卷尺或不易操作、低效率和复杂麻烦的大型测量仪器等,费时、费力、准确度又不高。结合计算机视觉、数学几何模型等技术,设计了一种新式的树木高度、胸径和冠幅测量模型,提出了基于图像的树木测量方法和实现了树木信息采集软件系统;为了得到更精确的测量结果,使用摄像头标定技术和坐标校正方法对图像进行畸变矫正;并且利用正交试验分析法分析本设计使用的最佳拍摄环境,最终相对误差控制在4%左右。本方法具有携带方便、操作简单、适用面广、准确度高的优势。     

A method of holographic magnification based on Fresnel diffraction

In this paper, we propose a method of holographic magnification based on Fresnel diffraction. Similarity principle of Fourier transform is used in convolution algorithm in order to adjust the size of the reconstructed image. With the splicing technology based on a spatial light modulator, the reconstructed images can be magnified. By combining the similarity principle of Fourier transform with the splicing technology, the reconstructed images can be further magnified to eight times, which is verified by the experiments.     

基于二进制可辨矩阵的肝功能检测数据约简方法

基于二进制可辨矩阵的数据约简方法具有直观性和可操作性的特点,因而在实际应用中受到开发人员的青睐。但已有的此类方法通常是在扫描数据集的过程中不加“削减”地直接产生大规模的二进制可辨矩阵,这导致较大的时间和空间开销。为此,利用对行的吸收律和逻辑和实现了对二进制可辨矩阵的规模进行有效缩减,构造一种新的基于二进制可辨矩阵的数据约简算法。它具有更好的可操作性,易于编程实现,其时间和空间复杂度都得到了较大的改善。在与某医院合作开发的项目中,该算法的应用已经进入测试阶段,可以较好完成了对肝功能检测数据（定性的数据）的约简,结果令人满意。     

基于表观BRDF的泡沫金属辐射特性反演测量方法

泡沫金属是通过在金属基体上形成大量孔隙结构而得到的一类新型多功能材料,在太阳能利用、强化换热等领域有重要应用价值,其辐射特性参数是分析其内部辐射传递的必要物性数据。提出一种基于表观双向反射分布函数（ BRDF）测量数据反演泡沫金属热辐射物性的方法,利用测量的多角度入射的表观BRDF数据结合辐射传递方程求解来反演泡沫金属的等效辐射特性。对泡沫铁镍（50 ppi ）、泡沫铜（90 ppi）及泡沫镍（30 ppi）三种泡沫金属样品在波长660 nm激光照射下1/2半球空间的表观BRDF分布进行了实验测量,并对其辐射特性进行了反演,首次获得了这三种材料的辐射特性参数,其辐射物性表现出明显的半透明性质,散射反照率随着孔隙数密度的增加而增加,散射相函数呈后向散射占优。     

一种基于干扰估计的虚拟功能服务链创建及部署方法

针对网络功能虚拟化中服务链性能受到负载干扰的问题,提出一种考虑虚拟功能间干扰的虚拟功能服务链部署方法。首先,基于CPU利用率和I/O带宽对虚拟功能干扰度进行估计;然后,构建虚拟功能部署和链路创建模型,从链路速率、节点数量、延迟等角度提出了服务链部署优化目标;最后,以干扰度估计结果为依据,根据模拟退火思想提出一种服务链功能组合和选择方法,并利用部署模型将链路实例化。实验结果表明,和现有方法相比,本文方法能够有效提高服务链的执行性能并满足部署优化目标。     

A new method of micro-motion parameters estimation based on cyclic autocorrelation function

Abstract Signals with sinusoidal frequency modulation （FM） are the general form of micro-Doppler signals in radar echoes from targets with micro-motions. This paper derives the cyclic autocorrelation function of a sinusoidal FM signal using its cyclostationary characteristics, and estimates the parameters of amplitude, modulation index, micro-motion period and noise power based on cyclic autocorrelation function. The estimation method is robust in noise environment when compared with conventional time-frequency analysis methods. Finally, the performances of estimation by utilizing the simulation data and darkroom measurement are shown in tables. The Monte-Carlo simulation results show that the estimator is asymptotically optimal at SNR above -6 dB.