摘要：表面肌电信号(sEMG)被广泛应用于假肢控制,但是由于解剖组织、生理状态等因素使肌电信号表现出较大的个体差异,传统的参数归一化方法需要大样本的训练构建适合用户的肌电控制模型,新近发展起来的一种基于动作因素和个体因素的双线性模型为肌电假肢控制提供了新的思路。利用指总伸肌的综合强度和肌电活动的空间分布特征构建双线性模型,将指总伸肌肌电活动从神经-肌肉生理机制的角度分解为用户相关的个人因素矩阵和与动作相关的动作模式矩阵。为了验证该模型,设计了食指、中指、无名指在20%MVC、40%MVC、60%MVC 3个力量水平的单指按压实验,然后利用32通道柔性阵列电极所采集的6名志愿者的指总伸肌sEMG完成双线性模型的构建,在较少的样本训练下实现了对力量水平和手指模式的较好识别。结果表明双线性模型可用于简化肌电假肢接口的训练过程,对肌电假肢手力量和手指动作控制有较大的应用前景。

摘要：具有无线、无源、低成本、高灵敏度等特点的磁弹性传感器已在各个领域得到了广泛的应用研究,然而现有的检测装置通常体积较庞大、功耗高、便携性差,限制了该类传感器的应用范围。对此,本文设计了一套基于STM32的便携式、低功耗共振型磁弹性传感器检测系统。系统以扫频法为检测基础,以STM32为控制核心,永磁铁作为偏置磁场激励,集成交流激励信号单元、信号检测与采集单元,并利用SD卡存储测量数据,采用锂电池供电。实验结果表明:检测系统可使磁弹性传感器在不同介质、不同浓度中完成共振频率的测量,频率分辨率可达1Hz;测量不同尺寸的磁弹性传感器,所得传感器共振频率比为0.933 8,与理论值0.942 3接近;另外,与传统的阻抗分析仪搭建的组合式检测系统和现行的集成式检测系统相比,本系统工作时功耗为0.68 W,休眠时功耗仅为2.20mW。由此可见,本系统不仅能够代替原有的阻抗分析仪等组合式检测系统,而且能够大大提升现行集成式检测系统的功耗控制,兼具高集成度、便携式以及可用于长期监测等优点。

摘要：临床研究证实缓慢呼吸具有显著降低血压的疗效。本文基于此原理设计了一种便携式慢呼吸训练降压仪。降压仪采用微型变极距电容传感器采集呼吸信号,以STM32为主控芯片,用WT588D语音芯片实现语音、音乐引导慢呼吸训练,并在3.5寸彩屏上实现呼吸状态指引。针对患者难以适应慢呼吸训练的问题,提出了基于反馈调节的智能引导呼吸算法来训练患者慢呼吸。10名高血压患者使用本仪器进行了累计100次慢呼吸训练,结果表明:随着训练次数增加,患者呼吸率从(15.16±0.92)次/分降低到(9.40±0.29)次/分,同时呼吸率低于8次/分的时间占总治疗时间的比例也从0.079±0.017升高到0.392±0.019。因此,本研究设计的降压仪能有效引导高血压患者进行慢呼吸训练。

摘要：在视频喉镜的设计过程中,会遇到显示屏上有杂散光等杂质的问题。针对此问题,利用Trace Pro光学仿真软件模拟光路状态,设计了一种光学结构。该结构采用尺寸为4.5 mm×18 mm CMOS传感器采集图像,像元尺寸为1.75μm×1.75μm。传感器放置在尺寸为9 mm×10 mm的喉镜弯头中,实现了视频喉镜要求的大视角(80°)、短焦距(2.8 mm)、长工作距离(10 cm)、无杂质的光学特性。该结构设计合理,通过测试,其成像图像清晰,在照度符合规定的情况下,视角内无反射光斑和杂质,达到了消除杂散光、提高图像质量的目的。

摘要：眼动追踪系统在临床医学中有着重要应用,为提高系统中眼图特征值的识别率,创新性地提出一种双层过滤的瞳孔中心和角膜反射光斑中心的定位算法。瞳孔中心定位算法首先对获取的眼睛图像二值化处理,然后以100~300为阈值设定轮廓点数,进行第一次瞳孔过滤,最后用最小二乘法椭圆拟合瞳孔轮廓,并将最接近圆的轮廓作为瞳孔轮廓,继而得到瞳孔中心。在此基础上,进一步对瞳孔中心一定范围内的眼图进行边缘检测,求其轮廓,并找出轮廓的外接矩形中心,然后以瞳孔中心为基点进行坐标转换,最终求出角膜反射光斑中心。算法在一定程度上缩小图像处理的区域,提高实时性和反射光斑的识别率。实验结果表明,所设计的算法能够实时地对不同情况下的瞳孔和角膜反射光斑中心进行准确定位,瞳孔-角膜反射向量坐标最大均方差低于0.74像素,平均误差低于0.53像素。算法运行速度达到12.8 ms/帧。算法满足精确性的同时具有很强的鲁棒性,为后续眼动设备的开发提供重要的参考价值。

摘要：在分析传统听诊仪的局限性及国内外相关工作的基础上,从人体工程学的角度研制一款多功能且价格低廉的心肺音电子听诊仪。该款电子听诊仪基于自主设计的PVDF(聚偏氟乙烯)压电薄膜传感器,采用STM32F103RBT6作为核心控制芯片,结合蓝牙技术、SD卡存储技术及直观的图形液晶显示技术等,实现心肺音实时听诊、录音回放、波形显示、无线传输等功能。经测试,该款心肺音听诊仪可听诊的频率范围为20~1 500 Hz,在100~500 Hz、500~1 000 Hz、1 000~1500 Hz的频段范围内,对测试声源的最大衰减分别为8、10、16 d B,满足听诊器的频响特性要求。有3种听诊模式,音量分15档可调,在15档时的音量放大8倍,使听诊音更加清晰,有利于临床听诊。

摘要：磁共振成像性能参数的质量检测是保证其影像质量和诊断结果可靠性的重要手段。为了解决当前以手工计算和人眼辨识方式测算质检参数所带来的主观性强、工作效率较低等问题,本文提出并实现了基于QT平台采用C++语言开发的磁共振质量检测自动分析系统方案,引入图像处理算法自动测算质检参数,设计功能全面的软件系统化地管理磁共振设备质检信息。实验结果表明自动测算与手工测算的参数值一致性较好,算法准确可靠。整个系统高效便捷且操作简单,能满足磁共振设备质检工作的实际需求。

摘要：脑电采集装置在脑电睡眠监测系统中起着关键作用,针对目前脑电采集装置存在体积庞大,价格昂贵的现状,设计了一套体积小,功耗低,便于佩戴的脑电采集装置。应用ADS1299脑电采集芯片设计了脑电采集装置的电路及相应的控制程序,并用该装置采集受试者的脑电信号,将脑电信号导入Matlab做处理和显示。实验结果表明该装置可以采集到人体脑电信号,可用于睡眠监测系统的脑电采集。

摘要：实时动态血糖监测有助于严格控制血糖水平在正常值范围之内,从而降低糖尿病并发症的风险,提高糖尿病患者的生存质量。针对实际监测过程中传感器、环境噪声等各种因素限制其测量精度的问题,本文提出了一种移动窗双层筛选处理算法结合实时自补偿校准算法的双重校准模式,实现对电流数据的信号漂移补偿,并基于此设计了一种可实时、动态检测血糖变化的监测器。该监测器由可调激励电压模块、电流-电压转换模块、微处理器和无线收发模块组成,其大小仅为40 mm×30 mm×5 mm,重量仅30 g,便于患者随身佩戴,且设计的通信指令码算法保证了数据传输的安全性和完整性。体外葡萄糖实验表明监测器的电流检测效果良好,在体5 h的监测实验表明该监测器可实现对血糖的实时动态监测,与家用血糖仪对比其相对误差在2.22%~7.17%之间,证明设计的监测器具有较高的检测精度。

摘要：详细的健康信息对于个人健康和医院诊断有着十分重要的价值,为了帮助人们更方便的参与健康信息的管理,获取更多、更有价值的健康数据,本研究从用户实际需求的角度出发,设计并实现了一款跨平台的个人健康管理系统。该系统网站端选用vs2010作为开发环境,前端选用HTML+CSS+JavaScript语言,后端选用C#语言,将用户的健康数据存入到SQL Server数据库中,手机端选用Eclipse开发环境,Java语言。最终实现了一款包含网站和手机APP在内的个人健康管理系统。用户通过该系统能够方便的对自己和家人的健康信息进行管理,对健康数据进行权限设置和预警提醒并与医生取得在线交流,从而帮助用户达到保持健康的目的。