基于MSP430的无线便携式心电采集系统

系统以MSP430FG439超低功耗微处理器为核心,结合低功耗射频收发器CC2500,实现了心电数据的采集、处理以及无线传输,点阵LCD显示操作界面、心电波形和相关结果.此外当处理器检测到异常波形时,可以将数据无线传输到上位机进行进一步的诊断,这种方式使得无线便携成为可能.由于采用了高集成度的微处理器,简化了系统的心电采集前端模拟放大电路.测试结果显示系统采集的心电波形特征波明显,可用作相关疾病的智能诊断.本系统具有功耗低、体积小、精度高、使用方便等特点.

人工心脏研究发展态势文献计量分析

目的 揭示人工心脏研究论文总体发展趋势,为人工心脏研究提供借鉴.方法 利用科学引文索引(SCI E)的分析功能、文献信息统计方法及Microsoft Excel作为数据分析的基本方法,进行了文献的数据挖掘和信息分析工作.结果 从分析数据得到人工心脏的研究呈上升趋势,美国、德国和日本等国的研究引领世界.结论 中国的人工心脏研究已取得了卓有成效的发展,尚需加大资金的投入.

阿尔茨海默症患者MR图像胼胝体和扣带回部位纹理分析

目的 研究阿尔茨海默病患者与对照组胼胝体和扣带回部位纹理参数的特点,并测试纹理参数和AD(Alzheimer,s diease,阿尔茨海默病)病程进展的相关性.方法 采用灰度共生矩阵的纹理分析方法对患者和健康对照组MR图像上胼胝体和扣带回部位提取纹理参数,并比较纹理参数与MMSE(mini mental state examination,简易精神状态检查)评分的相关性.结论 AD患者和对照组胼胝体及扣带回部位的纹理参数存在显著性差异,扣带回部位的纹理参数和MMSE评分显著相关.结论 本研究表明纹理分析可以量化描述AD患者胼胝体和扣带回的病理变化,可能为早期诊断提供帮助.

心肌梗死患者TWA现象分析

目的 分析心肌梗死患者发生T波电交替(T wave alternans,TWA)的规律以及各种并发症对TWA的影响.方法 在European ST T数据库中选取部分心肌梗死患者的心电信号利用改进的谱分析法与相关分析法进行TWA检测.结果 ①各类型心肌梗死患者都出现明显的TWA现象;②前壁心肌梗死患者TWA现象相对较少,下壁心肌梗死患者TWA易检测出来;③并发心绞痛与冠状动脉疾病的各类型心肌梗死患者TWA现象较多;④相关分析法平均交替幅度(Acm)与谱分析法平均交替幅度(Asm)无明显特征性,是否与其他心电参数有关,需要进一步研究.结论 TWA的检测确可作为诊断心肌梗死疾病及其并发症的一项重要指标.

应用定量组织多普勒成像技术评价家族性高胆固醇血症患者的左室功能

目的 探讨定量组织多普勒成像技术(quantitative tissue velocity imaging,QTVI)在评价家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)患者左心室功能方面的临床应用价值.方法 运用QTVI对24例FH患者和25例健康人心肌各节段速度曲线进行分析,测量后室间隔、侧壁、前壁、下壁、前室间隔、后壁六个壁的瓣环、基底段和中间段三个位置的心肌收缩峰值速度(Vs),左室舒张早期的运动速度(Ve)和舒张晚期的运动速度(Va),计算Ve/Va值;常规超声心动图脉冲多普勒检测二尖瓣口E、A峰流速,计算E/A值;利用M型超声测量左室射血分数(EF);计算左室Tei指数.结论 FH组与对照组常规超声心动图测值均在正常范围内,差别无统计学意义;QTVI方法测得的侧壁瓣环、侧壁基底段的Ve,侧壁瓣环、侧壁基底段、后间隔基底段、后壁基底段的Ve/Va,FH组均小于对照组,差别有统计学意义(P<0.05).结论 QTVI为临床检测FH患者左室功能变化提供一种无创性方法.

克服DR自动定位悬吊系统驱动轮设计缺陷的试验研究

目的 克服 FX DR自动定位悬吊系统驱动轮早期失效的设计缺陷,实现DR自动定位悬吊系统长期正常运行.方法 定期观察过盈和粘合轮缘配合方式下的硅胶外套和天然橡胶外套驱动轮在实际运行中的状态,对状态结果进行对比分析,筛选出满足性能要求的外套材料和外套与轮缘的配合方式.结果 采用过盈装配形式的硅胶外套在2年的试验中,外套表面完好,外套与轮缘结合牢固.结论 采用过盈装配形式的硅胶外套在轮缘结合状况及抗疲劳度方面达到设备性能要求.

利用三次样条差值法抑制脉搏波基线漂移

目的 脉搏波检测过程中,必须克服由于呼吸运动和身体移位会导致脉搏信号的基线漂移.本文提出一种基于三次样条差值的脉搏波基线漂移抑制方法.方法 选择脉搏波的各个起始点为给定点,根据各个给定点的数值利用三次样条插值拟合出基线.然后用脉搏波在各个采样时间点上的采样值减去对应时间点上的基线函数数值,得到去基线的脉搏波波形.结果 通过实际测量实验表明,脉搏波去基线后,基线比较平稳,波形比较稳定.结论 三次样条差值法能有效抑制脉搏波的基线漂移,并且能够很好地应用在脉搏波实时检测中.

基于MR图像的人脑尾状核定量分析方法研究

大脑结构的研究对于脑相关疾病及脑功能研究具有重要意义,随着计算机视觉和数学领域相关知识的引入,研究热点集中到感兴趣区的形状建模及形状量化分析上.尾状核作为人脑中的重要结构,对大脑活动,特别是认知方面,起着至关重要的作用.本文对MR图像进行分割,并对尾状核的绝对体积以及归一化体积进行了定量测量与分析.同时通过细化算法给出尾状核的骨架模型,得到了初步的尾状核形状描述,并应用移动立方体算法对尾状核进行三维重建,得到了较理想的尾状核可视化结果.

CCD数据采集系统中EZ-USB FX2的固件程序设计及应用

CCD(电耦合器件)数据采集系统要求其接口能够实现快速稳定的数据传输.CY7C68013是一款集成USB2.0方案的芯片,其设计能充分体现USB2.0的数据带宽特征.本文结合CCD数据采集系统的特点,利用CY7C68013芯片设计USB2.0数据接口,重点分析了GPIF(通用可编程接口)模式下的固件程序设计,包括GPIF波形设计、端点配置和读事务处理等,实现基于USB2.0的单向数据传输功能.在测试实验中,将外部信号源发出的数据由外设FIFO(先入先出存储器)传输至上位机,实现了高速的数据传输,测得大的传输速度为113.6Mb/s.

基于CUDA的快速光线投射法

NVIDIA的GeForce 8系列显卡上的统一设备架构(common unified device architecture,CUDA)不需要映射到图形API便可在GPU上进行计算的分配和管理,因此较适合于大数据量的医学图像可视化领域.本文分析了CUDA的设计思想和编程模式,针对其特点对传统基于硬件的光线投射法进行改进,将计算耗时的绘制部分改造成单指令多数据模式(single instruction multiple data,SIMD),并分别运用纹理存储器和共享存储器对算法进行优化.实验结果表明,该方法能够快速、高效地生成可视化图像.

基于二次规划的人体屈伸运动肌肉力预测研究

目的 研究人体屈伸运动过程中的肌肉力.方法 在"中国力学虚拟人"模型的基础上,确定屈伸运动中参与运动肌肉束的生理横截面积及附着点的起止位置,建立完整的人体胸腰部骨肌系统模型.利用NDI运动捕捉系统获取脊柱形状的变化,利用肌电测量系统采集运动中肌肉的肌电信号规律.采用二次规划方法对不同运动速度和不同负载下的肌肉力进行优化预测.结果 通过二次规划法预测出的肌肉力与肌电信号具有较好的一致性.结论 该方法可以有效地预测人体屈伸运动中的肌肉力,对深入了解肌肉的运动机理,预防和减少运动损伤发生具有重要意义.

圆柱体空间姿态的解算方法研究

在带锁髓内钉治疗长骨骨折手术中,远端锁孔的空间方位需频繁使用X线透视来确定,对医生和患者造成较大的辐射伤害.因此,本文在C型臂投影模型以及髓内钉远端锁孔简化为圆柱体模型的基础上,提出了一种由二维X光投影图像求解锁孔空间位置信息的方法,以辅助锁孔定位.实验结果表明,圆柱体上、下底面投影椭圆的拟合恢复效果是空间姿态解算结果是否准确的关键,另外,成像系统的成像和标定误差也是造成解算结果不准确的主要原因之一.通过本论文的研究,将有助于髓内钉远端锁孔的计算机辅助定位技术的实现.

脑认知领域中注意对视听觉感觉统合影响的研究

单纯的视觉注意或听觉注意的研究已经进行了很长时间,但是对于跨通道注意的脑机理研究仍处在较新的阶段.本研究通过心理学实验手段,在只注意视觉刺激、只注意听觉刺激和同时注意视听觉刺激的条件下,记录对每种刺激的反应时间.再通过对反应时间和正确率的分析,研究选择性注意和分隔注意对视听觉统合的影响,并对不同条件下的视听觉统合进行比较.分析数据包括正确率和刺激的反应时间,结果证实前置的空间和时间线索在视听觉刺激中具有重要意义;不同条件下的选择性注意对视听觉统合产生不同影响.

基于声卡的肠鸣音采集系统的开发

肠鸣音是肠生理状态的反映,在临床急腹症的诊断中具有重要的意义,为了深入研究肠鸣音的产生机理,研制一个利用计算机集成声卡实现肠鸣音采样、在LabVIEW环境下开发的肠鸣音采集系统,它可以实现肠鸣音的实时采集,显示和二进制存储,为探索肠鸣音发生机理提供了详实的临床数据,同时也为搭建生理信号采集系统提供了便捷可行的解决方案.

用于个体化健康诊断的呼吸频率记录卡

个体化医疗事业的发展对微型、低成本医疗诊断产品的需求日益增加.为实现对人体呼吸率的长时监测从而对睡眠、呼吸障碍等加以评估,本文基于将数据记录与解读环节完全分离的飞机黑匣子理念,研制出采用廉价T型热电偶记录温度以反映人体呼吸率的超低成本记录卡,可以更方便、更长时间的对呼吸温度数据及时间信息进行采集和事后评估.通过与商业化Agilent数据采集仪的呼吸频率对比监测实验表明,该记录卡可以较好地获取呼吸频率信息,且易于通过USB接口再现于计算机屏幕.本文工作为建立低成本化呼吸诊断提供了重要而现实的技术途径.

应用ASP.NET构建安全的医学Web应用程序

随着Internet的飞速发展,越来越多的用户利用web获取、发布医学信息.用ASP.NET构建医学Web应用程序为结构设计人员、设计人员和开发人员提出了一系列复杂的安全问题.本文讨论的医学Web应用程序设计方法中,包括管理用户、验证和授权用户、加密私有数据和过滤用户输入等.这些方法有效地堵塞各种安全漏洞,建立牢固的医学Web应用程序.

一种新的仿射参数估计方法在磁共振成像PROPELLER中的应用

本文提出了一种基于频域相位相关算法的仿射参数估计方法,以改进PROPELLER仿射伪影消除中现有方法的不足.首先利用频域相位相关算法求出每个k-空间条的刚性运动参数,然后把刚性运动参数作为初值代入到仿射估计中,进行运动补偿后由网格化重建得到终结果.实验结果证实该方法对于仿射参数估计的精度更高,稳定性更好,仿射运动伪影消除效果明显优于现有方法.该方法在PROPELLER伪影消除中是一种有效的并且实用的仿射参数估计方法.

基于无线传感器技术的人体步态跟踪系统研制

设计了一套基于无线传感器网络技术的人体步态跟踪系统.首先在测试者腿部佩戴传感器节点实时采集运动加速度数据,通过传感器网络将数据发给PC机进行数据处理.PC机上采用卡尔曼滤波算法估计腿部运动状态向量(弯曲角度、摆动速度、水平/垂直加速度),从而建立运动模型实时跟踪人体步态运动.初步试验结果表明,系统能够准确地跟踪人体运动步态,具有准确性高、使用方便、可扩展性好和性价比高等优点,可广泛应用于人体运动功能康复评价等领域.

基于CT图像三维重建的颅内电极定位方法的研究

难治性癫痫的手术有时需要通过植入颅内电极进行脑电检测来确定致痫灶,为了准确定位致痫灶,医生需要知道电极的位置,但目前缺乏有效的电极定位方法.本文开发了一种利用植入电极后CT 图像序列进行电极定位的方法.首先使用面绘制三维重建出电极序列图像,并对各个电极进行识别和标识,然后将面绘制重建的颅骨图像叠加到电极图像上,建立电极的位置信息与人体解剖结构的联系,后实现颅内电极定位.经过对10套植入电极后的CT图像进行定位检测,证实基于CT图像三维重建的电极定位方法与目前已有的定位方法比较具有明显优势.

基于MSP430智能微型电动气压止血带的研制

目的 设计一种智能自动气压止血带,克服了传统电动止血带体积大、压力及止血时间可控性差等缺点.方法 控制系统采用MSP430系列单片机为核心,通过对压力的监测合理地对止血带充放气.压力传感器选用MPX5050,压缩泵采用美国进口GAST(嘉仕达)无油微型空气压缩机.结论 本设计实现的智能自动气压止血带具有体积小、便携带、快速充放气、压力监测与补偿、控制充气时间和压力以及具有报时报警等功能.

扩散加权成像在超急性、急性脑梗死中的诊断价值

目的 通过与T2加权成像(T2-weighted imaging,T2WI)、T1加权成像(T1-weighted imaging,T1WI)进行比较,探讨磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)及表观扩散系数(apparent diffusion coeffecient,ADC)在超急性、急性脑梗死诊断中的应用价值.材料与方法应用单次激发SE EPI(echoplanar imaging)序列进行DWI扫描和常规MR扫描,对临床40例脑梗死患者进行检查,观察病灶在DWI上的信号特点并测定病灶的ADC值.结论 40例病例中超急性期(0～6h)脑梗死6例、急性期(7～24h)脑梗死34例均在DWI上呈高信号,在ADC图上呈低信号,平均ADC值为(0.689±1.04)×10-3mm2/s.结论 DWI及ADC对急性、超急性脑梗死的诊断较常规MR更早、更准确,尤其是对超急性脑诊断,而且能准确反应出缺血半暗带的相应病理生理变化.

生物电阻抗脑功能成像研究现状

生物电阻抗成像技术在脑功能和脑疾病检测与监护中具有潜在的应用价值,并且具有无创伤、功能性、价格低、操作简便等优点,是目前生物医学工程的研究热点.本文主要介绍了生物电阻抗成像技术在脑功能和脑疾病成像的研究现状,并着重讨论了EIT(electrical impedance tomography,生物电阻抗断层成像)、MIT(magnetic induction tomography,磁感应电阻抗成像)、MREIT(magnetic resonance electrical impedance tomography,磁共振电阻抗成像)、MAT MI(magnetoacoustic tomography with magnetic induction,磁感应磁声成像)技术在成像过程中的区别及今后有待近一步解决的理论与技术难题.

硅凝胶乳房植入体的老化研究进展

硅凝胶乳房植入体作为乳房重建和整形常用的植入材料,其生物安全性一直受到社会各界广泛的关注.近几年围绕硅凝胶乳房植入体的术后并发症和健康问题等做了大量的研究.但因为老化引起的各种问题,如随着植入时间的延长发生硅橡胶外壳破裂、硅凝胶渗漏、材料变性以及由此产生的对人体的影响等问题的研究尚不深入.本文在对硅凝胶乳房植入体老化稳定性研究的现状进行综述的基础上,对目前存在的问题和研究前景进行了探讨.目前在硅凝胶乳房植入体老化稳定性评价方面可用的临床数据有限和缺乏设计较好的实验,需要进一步研究以建立合适的评价方法.

心率变异性的检测与分析

心率变异性(HRV)是逐次心跳R R间期之间存在的微小差异,其蕴涵着心血管神经及体液调节的大量信息,心率变异性的检测与分析是近年来心电信号处理领域的研究热点,其对于心血管系统疾病的无创检测具有重要的临床意义.本文介绍了心率变异性的原理、研究现状与临床意义,描述了用于计算心率变异性的各种QRS复合波检测方法,综述了心率变异性的时域分析、频域分析、时频分析和非线性动力学分析方法,并总结展望了今后的研究方向.

多参数监护仪的检测

多参数监护仪是目前临床上用于实时监测重症或手术患者的各种生理参数的主要设备,在监护仪的研发、生产,以及使用过程中,都要有定期的检验和校正等过程,才能保证监护仪性能的准确可靠.

机器人做心脏手术冲击国家科技大奖

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