摘要：针对现有检测设备在产品效应影响下灵敏度低、误报率高等问题,设计研制了基于FPGA的金属异物检测系统。文章分析了平衡线圈传感器的原理,提出平衡补偿算法实现传感器自动平衡,使用高频激励对金属信号进行调制,在FPGA中实现锁定放大器来对接收信号进行解调,提高了信噪比。采用互相关算法对传感器输出信号进行处理,拟合产品学习数据得到产品的特征相位,分辨产品信号和金属信号。试验结果表明系统具有较高的灵敏度,在强产品效应下能有效检测金属异物。

摘要：在核磁共振检查前需要进行无磁化确认,针对核磁共振检查所处的环境背景磁场复杂、干扰较多,系统出现误报警高、探测失效等问题,设计了基于磁通门传感器的铁磁探测系统。系统使用二次谐波法测量磁场信号,设计模拟电路进行信号相敏检测。通过积分反馈提高闭环系统的线性度和抗干扰性,探头工作在稳定的状态。采用卡尔曼滤波对背景磁场和磁异信号进行处理,提高信号信噪比,同时设计能量检测器对磁异信号进行检测。试验测试结果表明,系统在核磁共振室外复杂磁场环境可以减少设备工作时的误报警,有效探测出铁磁性物质。

摘要：在眼内入射光安全的前提下,由于眼轴长度测量时角膜表面与视网膜色素上皮层2个反射面的反射率相差较大,反射的光信号强度属于微弱信号范畴。为了能够去除噪声,快速提取该信号的峰值用于眼轴长度起止点计算,采用PIN光电二极管接收微弱光信号并配合I-V转换电路、自动增益控制电路及后级处理电路搭建了一套弱光信号检测系统。实验采用ZIESS模拟眼进行测试,结果表明设计的检测系统最小能探测到0.77 nW左右的微弱光信号,最大光电转换能力可达4.5×10^8 V/W,信噪比达到9 dB以上,测得眼轴长度结果与实际值最大存在0.05%的误差。系统具有低噪声、高增益、大动态范围等优点,为实现眼轴长度精准测量提供了一种有效方案。

摘要：为了有效地减轻阻塞性睡眠呼吸暂停综合症(OSAS)对我们人体的伤害,设计了一款双水平无创呼家用睡眠吸机。基于STM32运用自适应逆控制理论实现了电机的控制,把输入信号和输出响应之间的差值作为误差信号,并由该信号驱动自适应算法。根据采集到的呼吸波波形,运用卡尔曼滤波对下一个周期吸气与呼气的时机进行预测,进而控制电机达到目标气压值。为了方便用户体验,增加了上位机波形实时显示,在用户体验呼吸机辅助呼吸的同时可以清楚的看到呼吸波的调整。此次设计不仅使电机达到设定的响应速度的时间控制在100 ms左右,还实现了CPAP模式、S模式、T模式3种呼吸模式:在CPAP模式下,呼吸机持续输出气道正压;在S模式下,可通过患者呼吸波波形来预估下一次呼气及吸气时间节点,并给予正确气压来辅助患者呼吸;在T模式下,通过定时器控制实现气压的高低,进而辅助患者呼吸。这不仅提高了患者的顺应性,使患者感觉更加舒适,还有利于长期治疗。

摘要：先天性心脏病是我国最常见的先天性缺陷。为了尽早筛查诊断和治疗,以降低新生儿死亡率,本文设计了一款多功能的专用于新生儿先心病的筛查仪器。该仪器集信号采集、通信、处理和分析为一体,包括四组高性能的电子听诊器、三导联心电、血氧传感器和FPGA嵌入式系统等。它能够同步采集四个主要听诊区的心音,并结合心电信号进行心音分割。采用MFCC提取心音信号特征,最终通过卷积神经网络进行分类识别。实验结果表明,本文设计的仪器准确率为达96.7%,对异常心音具有较高的识别率,可以辅助医护人员进行先心病筛查工作。

摘要：长期以来,冠心病是心血管疾病致死的主要原因,且其发病率每年都在不断增加。基于心功能信号采集与分析的疾病无创诊断技术是生物医学工程领域的主要研究课题之一。本文选取心音和心电信号进行心功能状况分析。为了得到高质量的心功能信号,选用了高灵敏度的心音传感器。在电路设计中,充分考虑噪声的影响,实现了心电和多通道心音信号的同步采集,且电路仿真结果符合预期。在对心功能信号进行分析时,通过心电信号实现心音信号的分割,并采用小波散射变换提取心音信号的时频特征。通过对不同心音听诊区的分析,与单一心音信号相比,多通道心音信号在心血管疾病诊断方面更具优势。

摘要：脉搏是反映人体生理健康状况的重要生理现象,心率作为重要的人体健康参数,临床上与许多疾病有着密切的关系。人体手指末端含有丰富的小动脉和丰富的生理信息,结合在临床医学应用中发展很快的光电检测技术,提取出指尖脉搏波信息,然后通过一系列优化算法从指尖脉搏波信息中获得较为准确的心率值。

摘要：为使脑卒中偏瘫病人在早期康复训练和护理中得到更加有效更加安全的治疗手段,该文提出一种基于皮肤表面肌电信号(s EMG)作为反馈的功能性电刺激康复治疗仪系统。系统中包含皮肤表面肌电信号拾取电路、刺激信号发生电路、残余电荷释放电路(用于释放刺激堆积在人体组织和电极上的刺激信号残余电荷,降低刺激信号对肌电信号的干扰)和STM32单片机控制电路。该系统是一种以皮肤表面肌电信号作为反馈的功能性电刺激康复训练系统,具有较高有效性和安全性。在脑卒中偏瘫患者早期康复训练中起着重要的作用,拥有前景广阔的医疗应用市场。

摘要：眼轴长度是指角膜前表面到视网膜色素上皮层的距离,眼轴长度的精准测量有助于眼科疾病的预防、诊断及治疗。基于泰曼格林干涉系统、结合外差干涉原理搭建了一套眼轴长度测量控制系统,选用STM32F103ZET6作为主控芯片,采用脉冲宽度调制技术(PWM)驱动直流电机,根据磁栅尺位移传感器反馈的位移信息,结合PID控制算法,推动光路参考臂匀速运动,同时完成对眼球前后表面反射的干涉光信号的峰值提取,并通过串口通信发送至上位机。实验结果表明,该系统实现了光路参考臂平台的闭环控制以及有效信号的提取,可较好地辅助上位机进行眼轴长度的测量。

摘要：肺音是反映呼吸道疾病的重要参数。为方便呼吸道疾病患者随时随地自我测量与诊断,设计一种基于Android移动终端的肺音测量系统。该系统以嵌入式终端为基础,蓝牙为传输途径,Android平台客户端为核心,实现了数据采集、波形显示、数据存储功能。通过建立数据提取方法,利用希尔伯特变换对音频信号进行分析,得出肺音的频率、强度、持续时长3个参数。实验结果表明,该测量系统能对肺音准确测量,应用灵活,可满足实际需要。