基于ZigBee通信的自启动食管起搏器研究（英文）

针对将功能性电刺激应用于贲门失弛缓症及术后反流的治疗需要,设计了一种基于ZigBee通信的自启动食管起搏系统.系统采用ZigBee通信技术和双相压控恒流源技术进行设计,实现了植入式刺激器和外部遥控设备之间的双向通信,保证脉冲参数实时可调.同时,系统前端安装弯曲传感器,采集吞咽信号,自动启动体内刺激器.此外,系统利用MSP430F149超低功耗模式和ZigBee定时唤醒技术实现了植入式设备的低功耗要求.在不同的通信距离下对系统进行测试,证明了ZigBee通信的可行性.对5名受试者进行吞咽信号采集与处理实验,结果显示,系统可以100%检测到受试者吞咽引起的电压变化.利用高精度示波器和万用表对系统生成的刺激脉冲的强度、频率、脉宽性能指标进行测试,数据分析结果表明,实际测量值与理论值相对误差均小于2.08%.利用食管起搏器对家兔食管进行单点电刺激,结果显示一定幅值的刺激脉冲能引起食管的有效收缩,验证了设计原理的正确性和系统的可行性.     

条纹扫描干涉法测量齿轮齿面误差

本文根据条纹扫描干涉原理提出了齿轮齿面形状的非接触测量方法,并对实际齿面进行了测量实验,给出了齿面的误差分布。     

面向医学超声图像坐标变换的CORDIC算法优化

本文提出一种用于医学超声内窥成像坐标变换的改进坐标标定的CORDIC(MCC-CORDIC)算法.在传统CORDIC算法的基础上,重新标定直角坐标,同时通过简单的数学转换将坐标位置映射到第1象限后进行坐标变换,减少FPGA资源使用量的同时解决了算法在[0,360°]范围内收敛角度范围不足的问题;通过对数据位宽、模校正方法的优化,提高了算法的精度;基于流水线结构的硬件实现使算法满足超声实时成像的要求.经仿真与超声实时成像实验验证,极角误差由0.006 3 rad减小到0.000 5 rad,极径误差由0.082减小到0.03.     

多层螺旋CT血管造影中的冠脉运动估计

提出了由多层螺旋计算机层析(MSCT)数据估计冠脉三维运动的算法。首先对多期相数据进行基于Hessian矩阵的局部血管增强,随后采用自适应阈值区域生长方法分割出血管并进行细化,得到不同时刻的冠脉骨架。血管进行分段后,利用连贯点漂移(CPD)点配准算法对不同期相的各段血管配准,计算点对之间的对应关系矩阵及空间变换,从而估计三维运动场。采用运动场已知的模拟数据评估算法精度,结果表明,对超过50mm的大幅度运动,配准误差小于1voxel,运动场估计误差小于1%。对实际的全期相数据,估计左右冠脉的运动场,也获得了较为均匀和平滑的结果。     

大视场广角物镜畸变的实时数字校正

分析了利用数字图像处理进行畸变校正的理论 ,采用点阵样板校正的方法 ,对特殊的大视场广角物镜光学系统进行畸变的实时校正。通过计算机多项式拟合 ,得到该光学系统畸变的非线性变换关系 ,进而得到理想图像对应于畸变图像的空间位置及其偏移量 ,并以查找表的形式存于 EPROM中。利用实时数字逻辑电路 (FPGA) ,对畸变图像上的每个像素进行空间位置和灰度校正 ,最终得到无畸变的图像 ,完成畸变的实时校正过程。     

基于USB同步传输的超声内窥镜图像采集接口设计

医学超声内窥镜成像系统所采集的图像数据需要经过数据传输接口传入计算机进行显示。为满足系统实时显示所需的高速性和稳定性,本文设计USB同步传输接口的方案。首先介绍USB同步传输接口的FPGA程序设计、固件程序、驱动程序和应用程序设计,然后通过超声成像实验验证USB同步传输接口的正确性。