基于STM32的光刺激器研制与系统测试

为了探究近红外光对小鼠脑神经细胞及功能网络的影响,本文设计了一套基于STM32微控制器的光刺激器.通过微控制器的数模转换(Digital to Analog,DA)模块输出光功率、光频率、刺激时长可调的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)波,PWM信号传送到LED恒流驱动模块使近红外灯稳...     

生物体液荧光在位检测仪的设计

本文介绍了一种能直接检测生物体液中荧光物质的荧光检测仪,该荧光仪带有一光纤探头,可直接插入动物体内接收荧光信号,实现在位测量。为了提高荧光接收本领,探头中输入输出用同一光纤。利用计算机的并行口输出脉冲以控制步进电机而带动色散棱镜转动,并实时采集光谱信号且实时显示。通过对光说进行分析,可以推测许多生物量。     

近红外光谱(NIRS)技术的大鼠胶质瘤活体在位检测研究

采用一套专门设计的由微创光纤探头组成的光纤光谱仪生物组织光学参数测试系统,实时在位地获取C6胶质瘤大鼠脑组织的近红外光学参数,探讨以此为指标判别肿瘤基本信息、辅助临床诊断的可能性.利用该测试系统对患有C6胶质瘤的大鼠脑部肿瘤侧和正常侧进行近红外光谱检测.实验结果表明:优化散射系数和血氧饱和度可反映肿瘤位置及病理分化程度信息.证实近红外微探针技术对胶质瘤定性诊断是可行的,为近红外光谱技术临床应用打下基础.     

实用振动样品磁强计(VSM)的研制

本振动样品磁强计（VSM）利用一只扬声器作为振源，用一套具有独自特色的消振装置使系统稳定，整套装置能在X、Y、Z三方向可调（包括粗调、细调）.利用外磁场对振动的样品磁化。利用霍耳片检测外部磁场，由镇相放大器检测线圈中产生的感应信号，利用A／D数据采集卡，通过计算机采集磁场信号和感应信号，实时显示测量结果并打印数据。     

基于TI模拟前端的生理电信号综合采集装置的设计

介绍了一种新型的生理电信号采集电路,通过对芯片的设置和和电极通道的选择,不仅实现了心电和脑电的实时采集,还可以通过上位机对其进行显示并存储数据.它具有精度高,体积小,功耗低等特点.该电路的硬件部分由STM32F107和T1公司的ADS1298和ADS1299两款芯片构成,省去了传统硬件电路中大量的滤波电路.软件部分主要包含软件数字滤波和基于C#语言编写的上位机显示界面.     

基于内源光信号的纤维光学内镜设计

内镜检查是临床消化道疾病诊疗的最主要手段,其功能是获取组织的结构信息。在消化道疾病的发生和发展过程中通常伴随着功能信息如血氧及与代谢相关参数的改变。论文基于内源光信号成像技术开发了一套纤维光学内镜系统,能够测量生物组织氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、细胞色素C、细胞色素氧化酶、黄素腺嘌呤二核苷酸（Flavin adenine dinucleotide, FAD）和散射特性等6种功能信息的变化量。设计注射过量亚硝酸钠（800 mg/kg）的小鼠实验,利用所设计的纤维光学内镜成功获得了注射药物3、6、9、12、15以及18 min后同视野、在体的血氧及与代谢相关参数图像。实验模型的氧合血红蛋白含量持续减少,脱氧血红蛋白的含量持续增加。研究表明内源光信号的纤维光学内镜系统能够准确反映生物组织功能信息的变化规律。     

遗传算法的一种新颖编码研究

提出了一种新的基于N进制分部编码算子的遗传算法．该编码算子首先将每个基因值用N进制的浮点数表示，然后将其分为整数部分和小数部分，分别重新编码组成染色体；相应的选择、交叉、变异算子采用符号编码的思想，充分利用N进制浮点数的特点进行设计．在遗传算法开始阶段，该编码算子进行整数部分和小数部分的遗传操作，使得遗传算法在早期具有很强的全局搜索能力，避免陷入局部极值；在后期进行小数部分的遗传操作，使得遗传在后期具有很强的局部搜索能力，能够很快地搜索到全局极值．通过理论分析，证明了N进制分部编码算子与传统的浮点数编码和二进制编码算子相比具有优越性，并通过典型函数的仿真进行了验证．     

激光诱导间质热疗中生物组织吸收系数变化特性研究

利用近红外光谱技术进行生物组织激光诱导间质热疗（laser induced interstitial thermotherapy, LITT）实时监测,探讨LITT术中疗效评估基础。实验样本采用离体猪肝和小鼠皮下移植肝肿瘤,使用近红外光谱实时采集系统采集激光热疗过程中组织吸收系数。实验结果表明组织吸收系数在激光热疗过程中具有一定的变化规律,其中猪肝的变化规律非常明显,在低功率下呈现缓慢的上升,高功率下达到一定的温度（50℃左右）快速上升,并逐步达到稳定。肿瘤在热毁损时会根据瘤体的组织特性不同出现特异性变化,这些变化可以作为将来临床治疗的参考。实验结果表明在进行实体组织激光诱导间质热疗过程中,组织吸收系数作为实时监测因子具有一定的参考价值,而作为肿瘤的治疗评估因子还需要进一步探索。     

基于图像跟踪的LED无影灯自动调光方法的研究

针对手术进行中人为造成阴影的问题,提出了一种自动实时调光的新方法。该方法通过图像跟踪,对手术被照明区域的彩色图像进行实时分割,得到需要消除阴影的目标区域,再将阴影区域映射到照明光源LED阵列分布图上,得到需调节的LED的编号及其照度值;通过以单片机为核心的LED控制器调节输出PWM占空比,改变LED驱动电流,控制相应LED亮度,对阴影区域进行补光处理,从而达到实时消除阴影的目的。     

集超声影像引导于一体的微波消融系统设计

本文设计了一种集超声影像引导的微波消融治疗仪,包括硬件系统的设计和治疗软件的设计。其中硬件系统负责实现微波消融、超声信号采集、消融天线水冷循环、温度采集等功能;治疗软件在实现精准治疗的同时还包含了超声图像监控的功能。本文将超声影像引导功能融入微波消融治疗仪当中,对实现微波消融的精准治疗具有较大意义。经实验验证,该系统输出功率误差小于3%,能够满足0-150W、0-30min的任意消融剂量选择,软硬件通讯顺畅,超声图像显示清晰,超声影像引导功能能够顺利引导消融天线到指定区域,实现超声导航、消融治疗以及术中消融区域温度监测和超声图像的采集。