Informe abierto de medicina universitaria
Informe abierto de medicina universitaria
Informe abierto de medicina universitaria 1
Propuesta de proyecto de proyecto de graduación (tesis) de la Universidad Unión de Beijing
Proyecto 1. Tareas y propósitos
1. Trabajo
Este tema es el diseño de un circuito de extracción de ondas de pulso basado en un microordenador de un solo chip. Este diseño utiliza el chip convertidor digital a analógico MAX1240 para formar un circuito de conversión AD, un circuito de filtro de paso de banda y un circuito de amplificación para recopilar datos de voltaje y luego convertir la señal de pulso recopilada, es decir, el valor de voltaje analógico. en un valor digital de 12 bits e introdúzcalo en el microcontrolador. Luego, el microcontrolador procesa los datos en dos bytes, el byte bajo son los 8 bits bajos del valor de voltaje digital y los 4 bits altos son los 4 bits altos. Una vez procesados los datos, se envían a través del puerto serie.
2. Propósito del proyecto
Aprender más sobre microcontroladores, dominar la composición de circuitos y los métodos de diseño de la parte de acondicionamiento de señales, y cómo diseñar circuitos de adquisición de señales de datos utilizando microcontroladores.
2. Datos de la encuesta
En la actualidad, los sistemas de detección de ondas de pulso tienen los siguientes métodos de detección: fotopletismografía, sensor de pulso de cavidad de acoplamiento líquido, sensor de pulso piezoresistivo y sensor de pulso de deformación. En los últimos años, la tecnología de detección fotoeléctrica se ha desarrollado rápidamente en aplicaciones médicas clínicas porque la energía luminosa puede evitar fuertes interferencias electromagnéticas, tiene altas propiedades de aislamiento y puede detectar de forma no invasiva diversos síntomas de los pacientes. El método fotoeléctrico es actualmente el mejor método para extraer información de la luz pulsada de la punta de los dedos.
Método de diseño digital del sistema de detección de ondas de pulso: la extracción de información fisiológica y patológica de las ondas de pulso como base para el diagnóstico y tratamiento clínico siempre ha sido valorada por los círculos médicos chinos y extranjeros. ¿Utilizado por casi todos los grupos étnicos del mundo? ¿Sientes el pulso? como medio para diagnosticar enfermedades. La información completa de la onda del pulso en términos de forma (forma de onda), intensidad (amplitud), velocidad (velocidad de onda) y ritmo (período) refleja en gran medida muchas características fisiológicas y patológicas del flujo sanguíneo del sistema cardiovascular humano, por lo que es de gran importancia para La recopilación y el procesamiento de ondas de pulso tienen un alto valor médico y perspectivas de aplicación. La mayoría de las señales biológicas del cuerpo humano son señales débiles de baja frecuencia bajo un fondo de ruido fuerte. Las señales de ondas de pulso son señales no electrofisiológicas débiles de baja frecuencia y deben amplificarse y filtrarse posteriormente para cumplir con los requisitos de recolección.
Actualmente, los sistemas de detección de pulso en la yema del dedo utilizan tecnología analógica para completar el filtrado, la amplificación y el procesamiento de números enteros, y luego realizar la conversión de analógico a digital y el procesamiento posterior. Este método no sólo aumenta la complejidad, el consumo de energía y el volumen del hardware, sino que también aumenta la falta de fiabilidad e inestabilidad del sistema. Con el rápido desarrollo de la tecnología de medición electrónica, los instrumentos de medición electrónicos modernos están avanzando hacia la digitalización y la automatización a una velocidad extremadamente rápida.
Acerca de la forma de onda de la onda del pulso
La onda del pulso se forma cuando el pulso (vibración) del corazón se propaga al entorno a lo largo de las arterias y el flujo sanguíneo, por lo que su velocidad de propagación depende de la propagación Propiedades físicas y geométricas del medio: elasticidad de las arterias, tamaño de la luz, densidad y viscosidad de la sangre, etc. , especialmente la elasticidad, calibre y espesor de la pared arterial. Se encontró que cuanto mayor es la elasticidad de los vasos sanguíneos arteriales (es decir, cuanto mayor es la distensibilidad), menor es la velocidad de propagación de la onda del pulso, menor es el diámetro de la arteria y mayor es la velocidad del flujo; Por lo general, a lo largo de la aorta hasta la aorta y las arterias más pequeñas, la onda del pulso viaja cada vez más rápido.
Las características de los puntos de referencia del periodograma de la onda de pulso están estrechamente relacionadas con sus correspondientes factores fisiológicos, los cuales tienen un impacto importante en la correcta extracción de los parámetros de la función cardiovascular. Como se muestra en la Figura 1, B es el punto inicial de la onda única (el punto de apertura de la válvula de pulso activa), C es el pico de la onda principal (el punto más alto de presión aórtica) y D es el pico de la onda previa al latido (el punto más alto de la presión aórtica). primer punto de inflexión después de que cae la presión en el punto C, impulsado principalmente por el impacto de eyección del ventrículo izquierdo causado por la vibración elástica arterial), E punto de inicio de la diástole, F valle de rebatido (punto de marca donde la válvula auriculoventricular comienza a abrirse y el ventrículo izquierdo). comienza a llenarse), G pico de repetición (. Ps es la presión arterial sistólica, Pd es la presión arterial diastólica, Pm1 es la presión arterial sistólica Presión media, Pm2 es la presión arterial diastólica media
Figura 1 Características específicas de la onda de pulso
Materiales de referencia principales
[1]/Link? 9o 5 jw 68 xkw E0 nalz 1 gkdlkrcafswgiwke 988 _ yw vecz-T _ x 6 nnotofy5 ouyuocdbjlwi-sk 9 GS 0 onuexaaooyqqqqulglmalhki(MCU Esquema de diseño de circuito de extracción de onda de pulso basado en para otros
[2]/view /9b9e 716f 1eb 9137 f 115cda html (Monitoreo de características de onda de pulso)
[3] Estudiante universitario nacional. Comité Organizador del Concurso de Diseño Electrónico. Trabajos seleccionados del Concurso Nacional de Diseño Electrónico para Estudiantes Universitarios (2003), primera edición.
[4] Diseño, análisis y producción de circuitos de microcontroladores de Zhou. Industry Press, 1 de agosto de 201. >[5] Zhang/Huang Qinghua. Tecnología y capacitación en desarrollo de microcontroladores, 2006.
[6] Ejemplo de desarrollo de microcontroladores Lingyang 16. >[7]: Notas de aplicación de SGS-Thomson Microelectronics. "Aplicaciones de Stone Bridge Divers [M]"
[8]: Especificaciones del producto Nordic VLSI ASA.
"Transceptor de RF de un solo chip de 433 MHz Nrf401 [M]". Febrero. 2002
[9] Tan Haoqiang. programación c. Beijing: Prensa de la Universidad de Tsinghua, 2001.
3. Método de diseño preliminar y plan de implementación
Figura 2, diagrama de bloques general del sistema
El proceso general es el siguiente: Primero, la señal de onda de pulso piezoeléctrica HK2000B. Módulo de extracción El sensor extrae la onda de pulso, luego ingresa al módulo de acondicionamiento de señal de pulso para filtrado y amplificación, y luego envía la onda digital acondicionada al módulo de conversión A/D, donde el MAX1240 la convierte en una forma de onda analógica y la transmite a el microcontrolador para su procesamiento. Finalmente, la forma de onda procesada por el microcontrolador se transmite a la PC a través del módulo de comunicación serial.
1. Módulo de extracción de señal de pulso
En la actualidad, el método de diagnóstico de pulso más utilizado en la MTC clínica es el método de cunkou único, donde el curso de la arteria es relativamente fijo, la posición anatómica es poco profunda y los tejidos adyacentes son relativamente claros y se convierte en una posición favorable para el diagnóstico del pulso. Este artículo utiliza el sensor de pulso piezoeléctrico HK2000B, que tiene baja precisión, alta sensibilidad y la salida es una señal analógica.
Se adjuntan sus especificaciones técnicas de fábrica;
(1) Voltaje de alimentación: DC5?6V;
(2) Rango de presión: -50? +300 mmhg;
(3) Sensibilidad: 2000? Voltios/mmHg;
(4) Coeficiente de temperatura de sensibilidad: 0,0001/? c;
(5) Precisión: 1,5%;
(6) Repetibilidad: 0,5%
(7) Histéresis: 0,5%; >
(8) Sobrecarga: 100 veces.
2. Módulo de acondicionamiento de señal de pulso
(1) Circuito de filtro
El rango de banda de frecuencia principal de las señales de pulso convencionales es de 0,1 a 40 Hz para. previene señales de pulso Se mezclan varios ruidos en el entorno de interferencia. Este sistema está diseñado con una frecuencia de banda de paso de 0,1. El circuito de filtro de paso de banda de 40 Hz separa los componentes útiles de la señal de pulso de la señal recopilada. En este artículo, el filtro de paso de banda se formará conectando en cascada un filtro de paso bajo de segundo orden de 44 Hz y un filtro de paso alto de segundo orden de 0,1 Hz.
(2) Circuito de amplificación
Utilice un transistor y una resistencia para formar un múltiplo de referencia de 8 a 10 veces. El factor de amplificación específico se puede probar en simulación.
3. Módulo de conversión analógico a digital
¿MAX1240 se llama convertidor analógico a digital? ¿Convertidor analógico a digital? . Dispositivo que convierte cantidades analógicas en cantidades digitales. En el sistema de control por computadora, debe ser controlado por varios dispositivos de detección, utilizando voltaje o corriente en constante cambio como cantidades analógicas para proporcionar objetos de control de parámetros relevantes (como velocidad, presión, temperatura, etc.). La entrada a la computadora debe ser digital, por lo que se necesita un convertidor analógico a digital para fines de control.
Parámetros principales
1.2.7V? Fuente de alimentación única de 3,6 V.
2. La resolución es de 12 bits.
3. La velocidad de muestreo máxima es de 73.000 veces por segundo.
4. Bajo consumo de energía, 37Mw (73Ksps), 5Uw (funcionamiento en espera).
5. Se proporciona un circuito interno de muestra/retención.
6. El reloj de conversión se proporciona internamente.
El pin 3 (SHDN) es el terminal de control. El valor es 0 en modo de espera y 1 en modo normal. También se puede suspender. En este momento, la fuente de alimentación interna no es válida y la fuente de alimentación de referencia se puede conectar al pin 3 (Vref) externamente.
Figura 3 Diagrama de pines internos del Max 1240
4. Módulo de microcontrolador
Este proyecto utiliza el microcontrolador AT89S52. Dado que la serie de microcontroladores MCS-51 tiene bajo costo, buena versatilidad y aplicaciones en el mercado maduro, el AT89S52 tiene bajo consumo de energía y alto rendimiento, lo cual es conveniente para probar y depurar varios programas y es adecuado para este diseño.
5. Módulo de comunicación en serie
La comunicación en serie se puede dividir en transmisión asíncrona y transmisión síncrona. La transmisión asíncrona se caracteriza por la transmisión de datos discontinua en la línea, pero ambas partes deben acordar de antemano el formato de los caracteres transmitidos y la velocidad en baudios. La velocidad de la transmisión síncrona es mayor que la de la transmisión asíncrona, pero el equipo de hardware es más complejo y la consistencia de fase de la señal del reloj síncrono es estrictamente necesaria.
Los siguientes son algunos conceptos y estándares consistentes para la comunicación en serie:
1) Velocidad de transmisión: es decir, la velocidad en baudios, que oscila entre 110 y 9600.
2) RS232-C: La conversión entre nivel EIA y nivel TTL requiere el chip de conversión de nivel MAX3232.
3) Fuente de alimentación de 3,0~5,5V.
4) 300?corriente de alimentación baja.
5) ¿Agregar 0.1 directamente? condensador f.
6. Grupo de fuente de alimentación
El circuito de acondicionamiento de pulsos requiere -5, V+5V de alimentación analógica, el microcontrolador requiere 5V de alimentación digital y el convertidor A/D y MAX3232 requieren 3,3. En la fuente de alimentación digital, la alimentación digital debe separarse de la alimentación analógica.
Cuatro. Resultados esperados
El circuito de extracción de la onda de pulso se completa, la simulación es exitosa y se puede probar la forma de onda registrada. La operación del hardware se realizará sin problemas y las condiciones lo permitirán. Finalmente, escribiré mi tesis de graduación.
Horario verbal (abreviatura de verbo)
Primera, segunda, tercera y cuarta semana: datos del estudio.
Semanas 5, 6 y 7: Analiza y estudia los materiales encontrados.
Semanas 8, 9, 10 y 11: Comienza el diseño y simulación del circuito.
Semanas 12 y 13: Depurando el circuito y realizando modificaciones finales.
Semanas 14 y 15: Redactar tesis de graduación.
Semana 16: Proyecto de graduación completo, comentarios del maestro y defensa de graduación completa.
Informe abierto 2 de Medicina Universitaria
La graduación llegará pronto. ¿Has terminado de escribir tu artículo? A continuación se muestra un ensayo de muestra para una propuesta de propuesta médica. ¡Espero que ganes algo!
Título: Diseño de interruptor inteligente para pacientes que caen al suelo buscando ayuda
(1) Antecedentes de la selección del tema
Con el rápido desarrollo de la ciencia y La tecnología y la rápida mejora de los niveles de vida, las personas tienen requisitos cada vez mayores para la protección de la salud física. Cuando un paciente sufre enfermedades repentinas como enfermedades cardíacas, hemorragia cerebral, hipoglucemia y epilepsia, la seguridad de la vida del paciente dependerá en gran medida de si puede recibir un rescate eficaz en el menor tiempo posible. Naturalmente, esto promueve el desarrollo de los primeros auxilios y la popularización del conocimiento común en primeros auxilios. En mi país, todo el sistema de primeros auxilios está todavía en su infancia y existen muchos peligros ocultos que pueden afectar la eficacia de los primeros auxilios después de que los pacientes sufren enfermedades repentinas. Por ejemplo, ¿qué debe hacer un paciente con un ataque cardíaco si de repente se enferma mientras camina por la carretera? ¿Llamar? ¿Qué debo hacer si no hay teléfonos públicos cerca? ¿Ayuda? Retrasar el tratamiento puede ser contraproducente si no lo manejan adecuadamente personas no profesionales. Tome un taxi hasta el hospital. Los datos muestran que las células cerebrales comienzan a morir entre 5 y 10 minutos después de que el corazón del paciente se detiene. Es decir: en este caso, el personal profesional de primeros auxilios debe llegar lo antes posible para garantizar la seguridad del paciente. Pensando desde esta perspectiva, se me ocurrió una idea: ¿Es posible diseñar un dispositivo que simplifique el proceso de caída de los pacientes y encuentre un médico para recibir tratamiento lo antes posible?
Después de comprobar la información relevante en la Oficina de Patentes, descubrimos que actualmente no existe ningún diseño de producto de este tipo en China. Un diseño creativo similar consiste en colocar dos contactos metálicos en una botella y luego verter un poco de mercurio en la botella. Cuando una persona se pone de pie, el mercurio se concentra en un contacto y el circuito se interrumpe. Cuando una persona cae al suelo, la inclinación de la botella hace que el mercurio entre en contacto con dos contactos al mismo tiempo, el circuito se activa y la alarma integrada en la botella hace sonar una alarma y envía una señal de socorro. El diseño es obviamente tosco.
(1) Solo determina si se activa la alarma en función del ángulo de inclinación del cuerpo, en lugar de en función de la condición fisiológica real, por lo que es probable que haya una alta tasa de falsas alarmas.
(2) Solo atrae la atención de los demás en el menor tiempo y no simplifica todo el proceso, por lo que no tendrá un impacto sustancial en la mejora de la eficiencia del rescate.
¿Quieres realizar un decorado basándose en tus propias ideas y en las carencias de las instalaciones existentes? ¿Sistema de primeros auxilios tras caer al suelo? Cuando el paciente cae al suelo, la presión arterial, el pulso y otras condiciones fisiológicas del paciente se detectan a través del dispositivo de monitoreo y se realiza un análisis numérico. Una vez que se determina que el paciente está enfermo, enviará una señal de radio al puesto de primeros auxilios más cercano, que localizará la ubicación del paciente a través de GPS y enviará personal de emergencia lo más rápido posible.
Pero después de más de dos meses de discusión, casi no hubo avances y casi me rendí. Sin embargo, con el constante estímulo e inspiración del maestro, un día, ¿afortunadamente la inspiración visitó mi cerebro? La asistencia sonora y luminosa y las alarmas telefónicas alámbricas e inalámbricas son tecnologías relativamente maduras. La clave es que no existe un dispositivo de conmutación inteligente que pueda determinar si el paciente se cayó por otras razones o se enfermó repentinamente.
Una vez que este diseño se pueda realizar, tendrá un enorme valor práctico y social. En primer lugar, brinda a los pacientes la mayor protección en el eslabón más crítico de los primeros auxilios, reduciendo en gran medida el riesgo de enfermedades repentinas. En segundo lugar, traerá nuevos conceptos y nuevos modelos operativos a la industria de los primeros auxilios y también promoverá productos relacionados; (como La popularización y promoción del GPS); además, también puede permitir que muchas personas de mediana edad y mayores con enfermedades repentinas afronten la vida con un estado de ánimo relajado y optimista y participen en más actividades sociales. muy considerable.