虚拟生物医疗仪器和远程数据传输的研究

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本课题在系统概括分析国内外医疗仪器发展的基础上,将微电子技术、计算机软硬件技术、现代信号处理技术、虚拟现实技术等与测试技术、仪器技术密切结合,将虚拟仪器技术引入生物医学仪器领域,并进一步将网络引入生物医疗仪器应用中,组成远程的虚拟生物医疗仪器网络系统。 本文着重研究虚拟式心电图仪(三导联),其中心电图仪中软硬件研制分为三大部分: 1.心电采集硬件系统的搭建以及C8051F020单片机与上位机之间串口和网络端口通讯; 2.心电图仪上位机的软件(LabVIEW)编程及信号处理编程识别实现; 3.运用多种技术编程实现心电数据远程共享和发布。 心电采集硬件系统为模拟和数字电路混合,分为两部分:模拟部分包括隔离,信号一级放大,滤波器,陷波器及二级放大,钳位电路等。数字部分包括多通道的A/D转换,以太网数据通讯以及串口数据通讯。本文采用CYGNAL公司生产的8位片上系统SOC多功能C8051F020的增强型MPU,完成前端模数转换以及上位机通讯任务。该系统具有抗干扰能力强,功耗小,性价比高的特点,适应当前便携化微型化家庭化仪器的发展。 本文上位机软件主要采用美国NI国家仪器公司的图形化编程语言LabVIEW来进行编程,利用LabVIEW软件来实现与下位机之间数据通讯以及心电信号显示处理功能,并提出一种自适应滤波算法,应用于心电信号内部噪声删除和重构。 本课题的创新性和特点有以下方面: 1.虚拟式心电图仪与传统心电图仪相比有许多优点:主要体现在除具有传统硬件心电图仪的所有功能外,还具有分析精度高,性价比优越,功能的增删更加灵活,易维护和操作等优点; 2.本研究开发的虚拟医疗仪器软件部分还可以对心电信号进行显示,分析,贮存和打印等功能; 3.本系统可将实时采集到的心电数据,及时通过网络进行远端传输,实现数据远程共享,以及远程诊断的功能。 虽然虚拟生物医疗仪器在国内外研究还处于初步阶段,但其研究将对疾病的诊断、分析、研究和治疗具有重要的实用价值,并对未来生物医疗仪器能够进入家庭和远程会诊的实现创造了可能。
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