基于声表面波传感技术的血凝检测系统研究

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随着科学技术的发展和基础医学研究的进步,人们对止血与血栓的发生发展认识越来越深刻,其检测手段也越来越先进。目前,血凝检验的工作量很大,在发达国家已占血液学检验的1/3。在发展中国家,凝血仪的开发研究,具有极大的潜力和广泛的发展前景。 声表面波(SAW)传感器是继陶瓷、半导体和光纤等传感器之后的一支后起之秀,与这几类传感器相比,它有不少优点。采用SAW 技术制成的传感器,工作时信号以频率形式输出,不需要A/D 变换器即可与计算机连接,具有得天独厚的优越性。本课题采用声表面波传感器检测方法这一新的血凝检测方法,克服了现有检测方法中的缺点和不足,有效地提高了检测的精度。 本课题在分析、总结了传统的检测原理及方法的基础上,确定了利用声表面波传感器进行凝血四项检测的基本方法,设计了声表面波传感器的结构和物理参数,本系统的声表面波传感器采用双延迟线结构。根据SAW传感器的工作原理,如果在压电基片上负载溶液,溶液的物理特性,如粘滞系数、介电常数、电导率等,会改变基片的力学与电学边界条件,从而影响声表面波的振幅及传播速度,由于血浆在凝固的前后,粘度发生了明显的变化,只要将声表面波传感器转变成单一的力学特性的检测,就可以根据此原理来精确检测血浆的凝固点。 血凝检测系统的硬件核心采用ARM7 微控制器LPC2210,硬件电路主要包括振荡电路、混频电路、滤波电路、整形电路、频率信号检测电路等,另外还有电源电路和接口电路(键盘、液晶显示、JTAG等)。软件核心采用MiniGUI 应用程序和底层的嵌入式操作系统两个部分,MiniGUI 应用程序用于界面显示和人机交互,底层的操作系统采用了μCLinux 操作系统。文中详细阐述了μCLinux 操作系统在硬件平台上的移植,和MiniGUI 应用程序在该系统上的交叉编译、移植,以及对可编程计数器的程序编制。 通过对实验结果的分析,表明了声表面波传感器在血凝检测中的可行性和优越性,这种方法将进一步促进我国医学检测的发展。
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