Propuesta de proyecto de medicina universitaria
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Propuesta de proyecto de medicina universitaria
Propuesta de proyecto 1 de medicina universitaria
Propuesta de proyecto de proyecto de graduación (tesis) de la Universidad Unión de Beijing
1. Tema Tareas y propósitos
1. Tareas del proyecto
Este proyecto consiste en el diseño de un circuito de extracción de ondas de pulso basado en un microordenador de un solo chip. El diseño utiliza el chip convertidor de digital a analógico MAX1240 para formar un circuito de conversión AD más un circuito de filtro de paso de banda y un circuito de amplificación para recopilar datos de voltaje. Luego, se convierte la señal de pulso recopilada, es decir, el valor de voltaje analógico. en un valor digital de 12 bits y se ingresa al microcontrolador. El microcontrolador luego. El procesamiento de datos es de 2 bytes, el byte bajo son los datos bajos de 8 bits y los 4 bits bajos del byte alto son los 4 bits altos del. Valor de voltaje digital. Después del procesamiento de datos, los datos se envían a través del puerto serie.
2. Objeto de la asignatura
Para comprender mejor el microcontrolador, dominar la composición del circuito y los métodos de diseño de la parte de acondicionamiento de señal, y el método de diseño del circuito de adquisición de señal de datos utilizando el microcontrolador.
2. Datos de la encuesta
El sistema de detección de onda de pulso actual tiene los siguientes métodos de detección: fotopletismografía, sensor de pulso de cavidad de acoplamiento líquido, sensor de pulso piezoresistivo y sensor de pulso tipo sensor de tensión. En los últimos años, la tecnología de detección fotoeléctrica se ha desarrollado rápidamente en aplicaciones médicas clínicas. Esto se debe a que la luz puede evitar fuertes interferencias electromagnéticas, tiene un alto aislamiento y puede detectar de forma no invasiva información diversa sobre los síntomas del paciente. Actualmente, el mejor método es utilizar un método fotoeléctrico para extraer información de la luz pulsada de la yema del dedo.
Método de diseño digital del sistema de detección de ondas de pulso: la extracción de información fisiológica y patológica del cuerpo humano a partir de ondas de pulso como base para el diagnóstico y tratamiento clínico siempre ha sido valorada por los círculos médicos chinos y extranjeros. Casi todos los grupos étnicos del mundo han utilizado la "sensación del pulso" como medio para diagnosticar enfermedades. La información completa que presenta la onda del pulso en términos de forma (forma de onda), intensidad (amplitud), frecuencia (velocidad de la onda) y ritmo (período) refleja en gran medida muchas características fisiológicas y patológicas del flujo sanguíneo en el sistema cardiovascular humano. Por lo tanto, la recolección y el procesamiento de ondas de pulso tienen un alto valor médico y perspectivas de aplicación. Sin embargo, las señales biológicas del cuerpo humano son en su mayoría señales débiles de baja frecuencia bajo un fondo de ruido fuerte, y la señal de onda de pulso es una señal débil no electrofisiológica de baja frecuencia, que debe amplificarse y filtrarse posteriormente para cumplir con la colección. requisitos.
Todos los sistemas actuales de detección de pulso en la punta de los dedos utilizan tecnología analógica para completar el filtrado, la amplificación y el procesamiento de números enteros, y luego se someten a una conversión de analógico a digital y un procesamiento adicional. Este método no sólo aumenta la complejidad del hardware, aumenta el consumo de energía y el tamaño, sino que, lo que es más importante, aumenta la falta de confiabilidad e inestabilidad del sistema. Con el rápido desarrollo de la tecnología de medición electrónica, los instrumentos de medición electrónicos modernos se están desarrollando hacia la digitalización y la automatización a una velocidad extremadamente rápida.
Acerca de la forma de onda de la onda de pulso
La onda de pulso se forma cuando la pulsación (vibración) del corazón se propaga hacia la periferia a lo largo de las arterias y el flujo sanguíneo, por lo que su velocidad de propagación depende de la propagación. Las propiedades físicas y geométricas (la elasticidad de las arterias, el tamaño de la luz, la densidad y viscosidad de la sangre, etc.) están especialmente relacionadas con la elasticidad, el calibre y el grosor de la pared arterial. Los experimentos han descubierto que cuanto mayor es la elasticidad de las arterias (es decir, mayor es la distensibilidad), menor es la velocidad de propagación de las ondas del pulso, cuanto menor es el diámetro de las arterias, mayor es la velocidad; Por lo tanto, generalmente a lo largo de la aorta hacia las arterias grandes y luego hacia las arterias más pequeñas, la velocidad de propagación de la onda del pulso se vuelve cada vez mayor.
Las características de referencia del periodograma de la onda del pulso están estrechamente relacionadas con sus correspondientes factores fisiológicos, que tienen un impacto importante en la correcta extracción de la información del índice de parámetros de la función cardiovascular. Como se muestra en la Figura 1, b el punto inicial de la onda única (el punto de apertura de la válvula aórtica), c el pico de la onda principal (el punto de presión más alto de la aorta), d el pico de la onda prediploide (el primer punto de inflexión después de que cae la presión en el punto c, que es la izquierda causada por la vibración elástica de la aorta causada por el impacto de la eyección ventricular), el punto de inicio de la diástole e, el valle de la onda dúplex f (el punto de marca donde la válvula auriculoventricular comienza a abrirse y el ventrículo izquierdo comienza a llenarse), el pico de la onda g diplex (arteria posterior en el punto f) La presión continúa aumentando hasta un pico). Ps es la presión arterial sistólica, Pd es la presión arterial diastólica, Pm1 es la presión sistólica promedio y Pm2 es la presión diastólica promedio.
Figura 1 Características específicas de la onda de pulso
Principales materiales de referencia
[1]/link?url=7Z9o5jW68XKWE0NaLZ1GKdLKrcaFSWGIjWKe988_YWveCz-t_X6nnoTTofY5ouYUOcdbJLUwI-sk9gs0OnNueXAOoYqcQQlUlgL mALAHkRi (relacionado con otras personas Esquema de diseño basado en microcontrolador del circuito de extracción de onda de pulso)
[2]/view/9b9e716f1eb91a37f1115cda.html (Monitoreo característico de la onda de pulso)
[3] Concurso Nacional de Diseño Electrónico para Estudiantes Universitarios Comité Organizador. Obras seleccionadas del Concurso Nacional de Diseño Electrónico de Pregrado Obras premiadas (2003: Beijing Institute of Technology Press, 2003, primera edición)
[4] Circuito de microcomputadora de un solo chip. diseño, análisis y producción. Beijing: Mechanical Industrial Press, primera edición el 1 de agosto de 2010
[5] Zhang Yongge/Huang Qinghua Tecnología de desarrollo de microcontroladores y capacitación práctica en la industria electrónica.
[6] Tecnología Lingyang. "Ejemplo de desarrollo de MCU de 16 bits de Lingyang". Prensa de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Beijing
[7]: Nota de aplicación de microelectrónica de SGS-Thomson. of Mololithic Bridge divers" [M] 》
[8]: ESPECIFICACIÓN DE PRODUCTO Nordic VLSI ASA. 《Transceptor RF de chip único de 433 MHz Nrf401[M] 》. Febrero. 2002
[9 ] Tan Haoqiang. Diseño del programa C. Beijing: Tsinghua University Press, 2001.
3. Método de diseño preliminar y plan de implementación
Figura 2 Diagrama de bloques general del sistema
El proceso general es: La onda de pulso es primero extraída por el sensor de pulso piezoeléctrico HK2000B del módulo de extracción de señal de onda de pulso, y luego ingresa al módulo de acondicionamiento de señal de pulso para filtrado y amplificación, y luego envía la onda digital condicionada al A/ Módulo de conversión D, que MAX1240 convierte en una forma de onda analógica, se transmite al microcontrolador para su procesamiento y, finalmente, la onda completada por el microcontrolador se transmite a la PC mediante el módulo de comunicación en serie.
1. Módulo de extracción de señal de pulso
Actualmente, el método más utilizado para tomar pulsos en la MTC clínica es el método cunkou, donde el trayecto arterial es relativamente fijo, la posición anatómica es poco profundo y adyacente al tejido es relativamente claro, por lo que se convierte en un lugar favorable para el diagnóstico del pulso. Este proyecto utiliza el sensor de pulso piezoeléctrico HK2000B, que tiene pequeña precisión y alta sensibilidad, y su salida es una señal analógica.
Se adjuntan las especificaciones técnicas de fábrica
(1) Voltaje de alimentación: DC5?6V
(2) Rango de presión: -50?+300mmHg; ;
(3) Sensibilidad: 2000?V/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 evitar que se mezclen varios ruidos con la señal de pulso en un entorno de interferencia, en este sistema se diseña un circuito de filtro de paso de banda con una frecuencia de banda de paso de 0,1 a 40 Hz para separar los componentes útiles de la señal de pulso de la señal recopilada. .
El filtro de paso de banda de este tema se implementará mediante el uso de un filtro de paso bajo de segundo orden de 44 Hz en cascada con 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 circuito de amplificación. El múltiplo de referencia es de 8 a 10 veces. El factor de amplificación específico se puede probar durante la simulación.
3.Módulo de conversión A/D
MAX1240 se denomina convertidor analógico a digital; Dispositivo que convierte cantidades analógicas en cantidades digitales. En el sistema de control por computadora, se deben usar varios dispositivos de detección para usar voltaje o corriente que cambia continuamente como cantidades analógicas para proporcionar parámetros relevantes (como velocidad, presión, temperatura, etc.) del objeto controlado en cualquier momento para el control. La entrada de la computadora debe ser digital, por lo que se necesita un convertidor analógico a digital para lograr los fines de control.
Parámetros principales
Fuente de alimentación única 1.2.7V~3.6V.
2. La resolución es de 12 bits.
3. La frecuencia de muestreo máxima es de 73.000 veces/segundo.
4. Bajo consumo de energía, 37Mw (73Ksps), 5Uw (funcionamiento en espera).
5. Se proporciona un circuito interno de muestreo/retención.
6. El reloj de conversión se proporciona internamente.
El pin 3 (SHDN) es el terminal de control. Su valor es 0 para el modo de espera y 1 para el modo de funcionamiento normal. En este momento, la fuente de alimentación interna no es válida. Se puede conectar a la fuente de alimentación de referencia externa pin 3 (Vref).
Figura 3 Diagrama de pines internos del MAX1240
4. Módulo de microcontrolador
Este tema utiliza el microcontrolador AT89S52, porque el microcontrolador de la serie MCS-51 es económico y versátil. , la aplicación del mercado está madura. Entre ellos, AT89S52 tiene bajo consumo de energía y alto rendimiento, lo cual es conveniente para probar y depurar varios programas. Es muy adecuado para este diseño, por lo que fue seleccionado como el microcontrolador en cuestión.
5. Módulo de comunicación en serie
La comunicación en serie se puede dividir en dos formas: transmisión asíncrona y transmisión síncrona. La característica de la transmisión asíncrona es que los datos se transmiten de forma discontinua en la línea, pero las partes de la comunicación deben acordar de antemano el formato de 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 los requisitos de coherencia de fase de la señal del reloj síncrono son estrictos.
Los siguientes son varios conceptos y estándares consistentes para la comunicación en serie:
1) Velocidad de transmisión: es decir, la velocidad en baudios, que generalmente oscila entre 110 y 9600.
2) RS232-C: La conversión de nivel EIA y nivel TTL requiere el chip de conversión de nivel MAX3232.
3) Fuente de alimentación de 3,0~5,5V.
4) 300?A corriente de suministro baja.
5) Sólo se requiere un condensador externo de 0,1?F.
6. Módulo de fuente de alimentación
El circuito de acondicionamiento de pulsos requiere una fuente de alimentación analógica de -5,V+5V, el microcontrolador requiere una fuente de alimentación digital de 5V y el convertidor A/D y MAX3232. Requiere una fuente de alimentación digital de 3,3 V. La fuente de alimentación digital debe separarse de la fuente de alimentación analógica.
IV.Resultados esperados
El circuito para la extracción de la onda de pulso se ha completado y simulado con éxito. La forma de onda se puede probar y registrar si funciona sin problemas y las condiciones lo permiten. Finalmente se realizará la tesis de graduación de preparación.
5. Plan de progreso
La primera, segunda, tercera y cuarta semana: datos de la investigación.
Semanas 5, 6 y 7: Analiza y estudia la información encontrada.
Semanas 8, 9, 10 y 11: Inicio del diseño y simulación del circuito.
Doce y trece semanas: Depurando el circuito y realizando modificaciones finales.
Semanas 14 y 15: Redacción de una tesis de graduación.
Semana 16: Completar el proyecto de graduación, revisión por parte del docente y completar la defensa de graduación.
Propuesta de tesis médica universitaria 2
Se acerca la graduación. ¿Has terminado de escribir tu tesis? La siguiente es una muestra de propuesta de tesis médica. ¡Espero que obtengas algo!
Título: Diseño de un interruptor inteligente para que los pacientes tumbados en el suelo pidan ayuda
(1) Antecedentes de la selección del tema
Con los rápidos cambios en la ciencia y la tecnología y la rápida mejora del nivel de vida, las personas tienen requisitos cada vez más altos para la protección de la salud física. Cuando un paciente sufre una enfermedad repentina como una enfermedad cardíaca, hemorragia cerebral, hipoglucemia o epilepsia, la seguridad de la vida del paciente dependerá en gran medida de si puede recibir una asistencia eficaz en el menor tiempo posible. Naturalmente, esto promueve el desarrollo de servicios de primeros auxilios y la popularización del conocimiento común en primeros auxilios. Sin embargo, en China, todo el sistema de primeros auxilios está todavía en su infancia y existen muchos peligros ocultos que pueden afectar la eficiencia de los primeros auxilios después de que un paciente enferma repentinamente. Por ejemplo, ¿qué se debe hacer si un paciente que sufre un infarto se enferma repentinamente y se desploma mientras camina por la carretera? ¿Hace una llamada telefónica? ¿Qué pasa si no hay un número de teléfono público cerca y busca ayuda? por parte de no profesionales, es probable que retrase el tratamiento. ¿Tomar un taxi al 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. En otras palabras: en este caso, el personal de emergencia profesional debe llegar lo antes posible para garantizar la seguridad de la vida del paciente. Pensando desde esta perspectiva, se me ocurrió esta idea: ¿Se puede diseñar un dispositivo para simplificar el proceso desde que un paciente se cae debido a una aparición repentina hasta que el médico llega para recibir tratamiento lo más rápido posible? En la oficina de patentes después de verificar la información relevante, descubrí que actualmente no existe tal diseño de producto en China. Un diseño creativo similar consiste en colocar dos contactos metálicos en una botella y llenarla con un poco de mercurio. Cuando una persona se pone de pie, el mercurio se concentra en un punto de contacto y el circuito se rompe. Cuando la 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 incorporada en la botella suena para pedir ayuda. Este diseño es obviamente muy tosco.
(1) Solo determina si se debe llamar a la policía en función del ángulo de inclinación del cuerpo, en lugar de en función de la verdadera condición fisiológica, lo que inevitablemente conducirá a una alta tasa de falsas alarmas.
(2) Solo atrae la atención de los demás en el menor tiempo posible, pero no simplifica todo el proceso, por lo que no tendrá un impacto sustancial en la mejora de la eficiencia del rescate.
Combinando mis propias ideas y las deficiencias de las instalaciones existentes, espero crear un "sistema de primeros auxilios después de caer al suelo": cuando el paciente cae al suelo, use un dispositivo de monitoreo para detectar el estado del paciente. presión arterial, pulso, etc. Condiciones fisiológicas y realización de análisis numéricos. Una vez que se determina que el paciente se ha enfermado, se envía una señal de radio al puesto de primeros auxilios más cercano. El puesto de primeros auxilios localiza la ubicación del paciente a través del GPS y envía al personal de emergencia lo más rápido posible.
Sin embargo, después de más de dos meses de discusión, casi no hubo avances y casi me di por vencido. Sin embargo, con el constante estímulo e inspiración del maestro, un día, afortunadamente, la inspiración llegó a mi cerebro. La ayuda con sonido y luz, las alarmas telefónicas alámbricas e inalámbricas son tecnologías maduras. La clave es que ninguna de ellas puede juzgar si el paciente se cayó. debido a otras razones o no. Dispositivo de interruptor inteligente por aparición repentina de enfermedad y caída.
Una vez que este diseño pueda realizarse, tendrá un gran valor práctico y social. En primer lugar, brinda a los pacientes la mayor protección en el aspecto más crítico de los primeros auxilios, reduciendo en gran medida el riesgo de enfermedades repentinas. En segundo lugar, generará nuevos conceptos y nuevos modelos operativos en la industria de los primeros auxilios, y también promoverá la salud; la popularización y promoción de productos relacionados (como el GPS, además, puede permitir que muchas personas de mediana edad y mayores que padecen enfermedades repentinas afronten la vida con un estado de ánimo relajado y optimista, participen en más actividades sociales y, como resultado, la vida social); El efecto será muy considerable.