学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

组织血氧含量无创监测技术及仪器的研究

作　者: 王小林
导　师: 林凌
学　校: 天津大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 组织血氧含量近红外光谱技术朗伯-比尔定律锁相放大 Σ-ΔA/DC
分类号: TH772.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 226次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

足够的氧供应是所有生命生存的基础,组织血氧含量是反映人体生理状况的重要参数,在许多情况下需要连续监测。传统的有创测量方法不但给人带来痛苦,而且很难做到连续测量,近红外光谱技术的发展向传统方法提出了挑战,使得利用近红外光谱技术监测血氧含量成为世界范围内研究的热点; 但是由于血氧浓度信号微弱、受干扰大,光子在组织内传播的随机性等问题给研究带来很大困难,至今还没有成熟的商品化仪器,在这方面本课题进行了有益的探索。本文首先从理论上对组织血氧含量监测技术进行求证。文中参照蒙特卡罗仿真实验数据,根据朗伯-比尔定律推导出了氧合血红蛋白、还原血红蛋白浓度变化量与吸光度变化量之间的数学关系,并以此为依据进行监测系统的设计。针对血氧浓度信号微弱和频率低的特征,通过分析传统锁相放大器的特点和Σ-ΔA/DC积分、过采样特性,提出了一种新型锁相检测电路,进行血氧浓度变化的检测。电路是对传统锁相放大器在方法和电路结构上的创新,并且易于实现; 通过实验验证了该电路具有更好的性能; 对微处理器的运算能力和速度要求不高; 实现了与微处理器无“缝”数据采集和传输。同现有的仪器相比,该系统首次使用了集成Σ-ΔA/DC的微处理器(MSC1212)作为监护仪的核心部分,不仅简化了系统结构设计而且功能强大、抗干扰能力强。文中还给出了监护系统从采样传感器、信号检测以及信号处理各个部分的硬件设计和软件实现。最后经过试验和数据处理证明了该系统的稳定性、灵敏性和与理论分析的一致性。

全文目录

第一章绪论  7-11
  1.1 组织血氧含量监测的意义及国内外研究情况  7-9
  1.2 课题的研究意义及内容  9-11
第二章基于近红外光谱技术的组织血氧含量检测原理  11-17
  2.1 基本理论概述  12-14
    2.1.1 朗伯-比尔定律  12-13
    2.1.2 修正的朗伯-比尔方程  13
    2.1.3 散射理论  13-14
  2.2 基于修正朗伯-比尔定律的组织血氧含量检测的理论推导  14-17
第三章一种新型锁相放大电路  17-24
  3.1 锁相放大器的工作原理  17-19
  3.2 新型锁相检测电路的提出及实验  19-24
    3.2.1 Σ-ΔA/DC 工作原理实验验证  19-21
    3.2.2 新型锁相检测电路工作原理  21-23
    3.2.3 实验验证  23-24
第四章系统硬件实现  24-38
  4.1 传感器设计  24-27
  4.2 核心处理器MSC1212  27-28
  4.3 模拟电路设计  28-35
    4.3.1 电源转换电路的设计  28
    4.3.2 正余弦波平滑和方波发生电路  28-29
    4.3.3 发光二极管的驱动电路  29-30
    4.3.4 信号分离电路  30-32
    4.3.5 有源二阶带通滤波器设计  32-33
    4.3.6 锁相检测电路  33-34
    4.3.7 平移与放大电路  34-35
  4.4 液晶LCD 模块  35-37
  4.5 按键  37-38
第五章系统软件设计  38-46
  5.1 硬件驱动程序模块  39-41
    5.1.1 液晶LCD 驱动程序  39-40
    5.1.2 按键驱动程序  40
    5.1.3 正弦波和余弦波产生模块  40-41
    5.1.4 A/DC 采样模块  41
  5.2 主控程序  41
  5.3 自检程序  41-42
  5.4 数据测量和处理程序  42-44
  5.5 MSC1212 的调试技术  44-46
第六章试验数据分析  46-52
  6.1 组织血氧含量监测系统稳定性和灵敏性试验  46-48
  6.2 组织血氧含量监测系统变化趋势的验证  48-52
第七章总结和展望  52-54
  7.1 全文总结  52
  7.2 展望  52-54
参考文献  54-56
发表论文和科研情况说明  56-57
致谢  57

组织血氧含量无创监测技术及仪器的研究

内容摘要

全文目录

相似论文