外科手术中心外/心内通用复律除颤器的研制

为应对心外科手术中经常发生的房颤、室速和室颤等心律失常,需研制具有精确能量计量和阻抗补偿功能、心外/心内通用的低能量复律除颤器.系统分4部分进行设计:复律除颤模块、R波识别模块、阻抗检测模块和供电模块;高压、低压电路之间全部进行隔离.实验结果表明,该系统可快速充电、准确释放低能量双向指数截尾波;R波准确识别率高;可进行阻抗分级补偿;释放能量计量值较精确.证明其具备在外科手术中实施心外/心内电击复律除颤的能力.     

隐Markov模型的多算法交叉耦合自适应算法

以离子通道信号重构为例,扩展HMM为矢量隐Markov模型,利用随机逼近原理对期望最大算法进行自适应改造,估计离子通道的动力学特征参数;递归辅助变量算法估计背景噪声的统计特征;卡尔曼滤波预测背景噪声;三种算法交叉耦合重构离子通道信号。该算法能够克服滤波器和背景噪声的影响,在低信噪比情况下得到了较高精度的估计参数和重构信号,具有鲁棒性和一致收敛特性。     

基于嵌入式系统的体外除颤器

电击除颤是最有效的治疗室颤(VF)的方法.本文介绍了一种基于嵌入式系统的体外除颤器.该设计选用了两款合适的嵌入式处理器,在保证系统的性能和低功耗要求的同时,方便了系统的实现.整个设计分为监护控制单元、心电采集单元和除颤单元三个部分.试验结果表明,使用该设备可以成功终止室颤.     

基于GPRS的远程心电监护系统中便携式终端的设计

本文介绍了一种应用于GPRS(通用无线分组业务)院外心电监护系统的新型便携式终端仪器的开发.实验结果证明了移动终端可实时传送病人心电信息,实现对院外心脏病人的连续实时监护,并对病人所处位置实施精确GPS定位.该系统在临床上有着良好的应用前景.     

用于低能量除颤的除颤器设计

设计了用于低能量除颤的,可灵活调节放电脉冲宽度和准确测量实际放电能量的除颤器.该除颤器的放电波形为双相指数截尾波,通过人工设置,可释放1～3组双相指数截尾波;放电脉冲的宽度、各脉冲之间的时间间隔可人工灵活调节,最小步长为0.1 ms;可测量放电前后储能电容电压,再根据储能电容的容值准确地计算出实际放电能量.该除颤器在双相指数截尾波的基础上,通过调节放电脉冲的宽度、各脉冲之间的时间问隔及脉冲数量,优化放电波形,达到低能量除颤的目的.已在20余例低能量除颤的动物实验中应用,各项功能符合设计要求.     

基于SiPM的阵列式X射线背散探测器设计

阵列式探测器是背散射成像设备能够小型化的关键。受限于光电转换器件的灵敏度和转换效率等因素,阵列式探测器设计一直进展缓慢。本文提出使用硅光电倍增管(SiPM)作为核心部件,并从准直器、闪烁晶体和光电转换元件进行阵列背散射探测器设计的新思路。利用X射线特征谱线建立仿真模型,确定闪烁体CSI厚度为1 mm;准直器设计为栅格状,栅格高度4 cm,间隔为6 mm;SiPM尺寸相应为6 mm×6 mm。根据设计结果完成了探测器单个组件的加工,通过实际实验验证设计结果,实验证明合理设计的SiPM可以满足本应用长时、低光照强度以及被探测物体的厚度变化范围较大的要求。     

电扫描实现旋转磁场跟踪仿真研究

在电磁跟踪系统中,磁场源的优化设计不仅可简化系统结构,还可提高系统性能。设计了一种电控旋转磁场源,并对该磁场源实现电磁跟踪的可行性进行了仿真研究。首先提出了一种立方体磁芯缠绕三轴正交方形线圈,通过控制3个正交线圈激励电流强度,实现合成磁感应强度矢量旋转的磁场源方案;之后,采用有限元分析法,通过仿真软件ANSYS对其空间磁场分布情况及激励电流对磁场分布的影响进行了仿真研究。仿真结果表明:可以通过控制三轴线圈的电流强度,控制立方体三轴正交线圈合成的总磁感应强度最大值的方向,实现磁场的"旋转"。该磁场源方案符合电扫描实现旋转磁场跟踪的要求,为下一步的实际系统设计提供了依据。     

基于SiPM的线阵式X射线背散射探测器设计与性能评估

为了实现现场快速安全检查过程中敏感物质的细分,探讨了一种通过X射线背散射信号求取物质密度的方法,并完成了实现该方法的核心部件——一种基于硅光电倍增管（SiPM）的的线阵式闪烁体探测器的设计和功能验证。该探测器具有能量分辨的能力,能够分析不同物质在不同能量下的散射衰减。在环境温度-10℃～50℃条件下,该探测器输出的脉冲幅值稳定,能量分辨率在221%～257%变化（室温条件时能量分辨率为236%@595 KeV）。其线阵的结构为实现散射与透视图像空间上的一一对应,进而实现散射信息与透视信息的融合打下了基础。不同材料的散射能谱测量结果表明,该探测器所探测的能量曲线能够反映物质的密度特性,验证了其用于散射能谱探测以实现物质分类的可行性,在现场查缉装备的智能识别方面极具应用前景。     

一种可控恒流脉冲刺激器设计

为满足术中神经监测系统中运动诱发电位刺激器的设计需求,设计了一种可控恒流脉冲刺激器。采用2个基于UC3845的反激式开关电源产生所需电压,IGBT作为总开关管控制脉冲发放,三极管控制电路实现恒流。刺激器的特点是输出脉冲参数调节范围大、输出档位多、控制精度高、响应速度快而且档位多。当所有设置完成后,刺激器能在100ms内实现脉冲发放,最大输出脉冲幅度为100mA,脉冲各参数相对误差都小于5%。测试结果表明,刺激器各项指标都达到了设计要求,该刺激器也可用于其他需要输出恒流脉冲的场合。