摘要：背景:在某些临床应用场合或特殊工作环境中,存在特别强烈的50Hz干扰,放大器的输出已经达到或接近饱和状态,一般的抗干扰电路和软件算法难以有效抑制。因此必须通过改进硬件电路抑制干扰以得到满意的信号。目的:介绍一种生物电放大器可以有效抑制50 Hz交流电干扰对微弱电生理信号检测的影响。设计:采用先进行理论分析,建立电路模型,再以软件仿真,最后设计实现实际应用电路。单位:解放军第三○五医院,空军航空医学研究所。材料:设计50 Hz交流电干扰的等效模型电路及电路仿真软件TINA RPO6.0均由空军航空医学研究所提供,高压电场实验环境由解放军第三○五医院提供的高压电场治疗仪制造。方法:首先在空军航空医学研究所进行理论分析,建立50 Hz干扰模型。提出下列三点抗干扰的措施,并应用在电路模型中:①提高整体电路共模输入阻抗以消除皮肤接触阻抗匹配失衡。②共模电压源控制恒流源降低仪表放大器等效共模输入阻抗。③右腿驱动电路减小共模电压。并且通过应用电路仿真软件TINA PRO对上述电路模型进行仿真分析。通过不断改进电路模型,获得正确的仿真结果。根据电路模型,设计实现了能够在强烈干扰环境下有效抑制50 Hz干扰的心电放大器。并在解放军第三○五医院高压电场治疗仪制造的强烈干扰环境下进行了实际使用,有效抑制了50 Hz干扰,获得高质量的心电信号。主要观察指标:通过电路共模抑制比和在强烈干扰环境下获得信号的频谱来评价抗50Hz交流干扰的能力。结果:为输入回路串接一个100 Ω和200 kΩ电阻以建立皮肤接触阻抗匹配失衡的状态。皮肤接触阻抗匹配失衡为100Ω时放大器在共模电压源的作用下,输出幅度为1.69mV峰峰值。根据计算,共模抑制比为125.8dB。皮肤接触阻抗匹配失衡为200 k Ω时放大器在共模电压源的作用下,输出幅度为1.78mV峰峰值。根据计算,共模抑制比为125.3dB。由频率为20Hz,幅度为50μV峰峰值,相位相反的两个电压源构成差模信号。1000倍的放大倍数。在电路的输入回路中,串接一个200 kΩ电阻以建立皮肤接触阻抗匹配失衡的状态。放大器的输出结果为50mV峰峰值;输出波形的快速傅立叶变换频谱中没有50 Hz谱线。结论:仿真实验和实际应用都表明该放大器在强烈50Hz交流电干扰和皮肤接触阻抗匹配严重失衡的条件下具有良好的干扰抑制能力和微弱信号放大能力。

摘要：目的为解决呼吸感应体积描记技术存在的高信噪比与低系统功耗之间的固有矛盾,并消除胸、腹信号耦合干扰,研发一种新型的呼吸感应体积描记技术,并以可穿戴技术的设计理念,设计出可穿戴式呼吸感应体积描记系统。方法采用脉冲式分时激励的方案,在极短的时间内以极高的功率来依次轮流激励各传感线圈;设计了新型的传感线圈结构,将其嵌入背心中,实现了可穿戴式呼吸感应体积描记系统设计。结果获得了高信噪比(高激励功率)、低系统功耗的设计效果,消除了胸、腹信号之间的耦合干扰;背心式的系统设计,外形美观,使用方便,可用于长期动态测量使用。结论该系统性能优良,达到了设计要求,经过标定能够实现通气量无创测量,用于睡眠医学研究能够有效发现睡眠呼吸暂停事件并鉴别类型。

摘要：目前非接触体温测量已成为研究体温测量方向的热点问题。普遍采用的非接触体温测量的方法是红外辐射法,即用热电堆传感器把人体辐射的红外线能量转化成电信号,但热电堆传感器易受到环境温度影响。提出一种适合于红外传感器的恒低温环境系统的设计方案,可以避免环境温度变化对红外传感器输出信号的影响,且可以增加输出信号的信噪比。采用半导体制冷片(TEC)作为控温的执行器件,利用单片机输出的脉冲宽度调制(PWM)信号对半导体制冷片进行控制,采用PID算法控制调节PWM的占空比。当控温基线在0℃时,温度波动小于0.05℃。

摘要：本文讨论了红外无线通讯的特点，及其在移动式生物电记录系统中的应用。在此基础上设计了一种利用红外无线通讯采集传输生物电信号的系统，并着重讨论了红外通讯中的干扰问题，提出了解决方法。

摘要：目的设计一个可以在作业条件下无创连续监测脉搏波传导时间(PWTT)的系统。方法运用无线传感器网络技术设计的心电和脉搏波无线传感器组成整个监测系统,同步测量头部颞浅动脉脉搏波信号和体表心电信号,并且计算脉搏波传导时间。结果心电和脉搏波无线传感器体积小,且采用纽扣电池供电,彼此之间的时间同步精度小于1ms。计算出的脉搏波传导时间随缓慢深呼吸而相应变化。结论由具有体积小、功耗低和时间同步精度高等特点的心电和脉搏波无线传感器组成的监测系统能够在作业条件下无创连续监测脉搏波传导时间。

摘要：为实现住院患者连续生命体征监测,研制了随行生理参数监护系统SensEcho。该系统由随行生理参数监测终端、无线组网和数据传输单元、中央监护系统三部分组成。其中随行生理参数监测终端为一件柔性背心,内嵌有呼吸感应体积描记传感器和织物心电电极,实现心电、呼吸、体位和体动等基本生理参数的穿戴式低负荷监测;无线生理信号传输单元为基于WiFi技术的组网系统,能够实现病区内多个患者的移动监护,并设计有多重数据续传和数据完整性保障机制;中央监护系统实现所有随行生理参数监测终端数据的显示和患者集中管理,设计有后台数据服务器和算法服务器,支持医疗大数据深度挖掘分析应用。为验证系统性能,我们开展了生理参数检测算法有效性和受试者可靠性测试,以及无线组网和数据传输可靠性测试。测试结果显示,系统无论在基本生理参数监测还是无线数据传输方面都能达到可靠性要求。该系统在医疗领域的应用有望开启个体化连续生命体征监护医疗新模式,为疾病诊断提供基于连续动态生理数据分析的精准信息。

摘要：目的为实现低生理、心理负荷下的人体基本生命参数的长时间、动态获取,设计了穿戴式、多参数协同监测系统。方法将生命信息检测技术与可穿戴技术相结合,在弹性背心中嵌入各类传感器,以实现生理信号检测。两条弯曲成"正弦"状导线嵌在弹性背心的胸、腹部作为呼吸运动传感器,用自主产权的呼吸感应体积描记技术提取呼吸运动;用三导联电极提取心电信号,并探索了非粘贴电极的心动信号获取技术;用三维加速度传感器获取体位、体动信息;用负温度系数的热敏电阻测量作业过程中体温变化。结果实现了呼吸、心电、体位、体动、体温等多生理参数的穿戴式、协同监测系统设计。结论穿戴式的生理参数监测系统能够实现低负荷状态下的多生理参数协同获取,为一系列研究工作提供了很好的技术平台。

摘要：目的:为进行人体无创体表温度测量的研究,设计一套便携式16通道温度测量采集系统。方法:以MSP430F149混合信号处理器为采集控制核心,运用模拟信号采集和数字信号处理技术,实现多通道温度信号的采集。结果:完成了多通道温度信号采集的系统设计,该系统具有存储、有线和无线发送等功能。结论:系统运行稳定可靠,满足了临床体温测量精度要求。

摘要：近年来,医学界越来越多地将高电位疗法应用于理疗领域,发挥对人体医疗保健及治疗疾病的作用。本实验根据临床高电位治疗仪的工作原理,设计了两种不同类型的高压电场(high voltage electric field,HVEF),通过对持续12周的高压电场暴露Wistar大鼠的一般临床症状和外周静脉血血细胞的数量、形态和白细胞分类等参数动态观察,以深入探讨这两种高压电场对血液学生理指标的影响及其长期应用的安全性。结果表明,实验第6周和第12周时各处理组与对照组比较,雌雄大鼠的血液学生理指标均无显著性差异(P>0.05),高压电场对大鼠外周血血常规无明显影响。

摘要：目的设计一个可以检测头部血压和动态过程的头高位倾斜实验(head-up tilt,HUT)系统,以提高HUT实验的效能。方法通过对阻抗血流图的B点和颞浅动脉脉搏波起点为标志点得到的脉搏波传导时间(pulse wave transit time,PWTT)进行个体化校正,获得头部血压。基于改进的倾斜床,设计了可监测连续动态血压、心电图、心音、呼吸和阻抗血流图等人体生理信号的实验系统;并通过3名志愿者的HUT实验检验系统的可靠性。结果基于精确的PWTT的个体化校正可以实现头部血压测量。在HUT过程中系统可连续、稳定地记录各项生理指标;可特征地显示出头部血压的最低值和血压的动态调节过程及整体水平。结论本系统可准确地反映HUT中头部血压的连续、动态变化过程,从而为评价人体的心血管调节功能提供更丰富的信息,为研究高性能飞机飞行员对加速度应激的即刻反应提供了可能。