生物医学信号数据采集系统研究

生物医学信号数据采集系统研究

党红杏[1]2003年在《生物医学信号数据处理系统研究》文中认为生物医学信号采集处理是生物医学研究的重要依据和基础,信号拾取、采集和处理的正确与否,直接影响到生物医学研究的准确性,因此,研究生物医学信号采集处理系统有着重要的意义。 论文介绍了生物医学信号采集处理系统的概念和特点,并采取将生物医学信号调理和数据采集分别放在两块板上,解决了“一块板”设计中不同性质信号即数字信号和模拟信号间的相互干扰问题。大大提高了系统的抗干扰能力。 从生物信号的特点出发,作者研究并设计了以AT89C51为核心的生物医学信号数据处理系统,并集成了一个电子刺激器,以满足不同的实验要求。作者首先阐述了生物医学信号数据处理系统的硬件接口电路设计;其次,对信号的输入电路、程控放大电路、滤波电路、电源模块及刺激发生器等功能模块的设计要点和工作原理进行了详细分析,并对系统软件的设计思想以及主程序、中断程序和其它功能程序进行了系统介绍。最后对系统进行了调试和分析,另外对系统的噪声和干扰也进行了分析和相应的防治。

孙高俊[2]2003年在《生物医学信号数据采集系统研究》文中研究指明生物医学信号的采集处理是生物医学工程学中的重要分支,它为生物医学基础研究和临床诊断、分析提供必需的数据。因此为满足生物医学工程专业教学和科研的需要,进行生物医学信号采集处理系统的研究和设计是十分必要的。 本课题根据生物医学信号的特点,设计了可替代生物学实验中的示波器、记录仪、放大器刺激器等传统仪器的生物信号采集处理系统。该系统是将传统仪器的优点与计算机的强大处理功能相结合设计而成的。 该生物医学信号采集处理系统由硬件与软件两部分组成。硬件主要完成对各种生物医学信号的采集,并对采集到的信号进行调理、放大、模数(A/D)转换,使之进入计算机。软件主要对采集到的数据进行显示、记录、处理,并对系统各部分进行控制。作者主要负责进行该系统硬件设计,在硬件电路设计中,采取将生物信号放大器和生物信号数据采集板分开设计的方法,这种将模拟信号与数字信号分开处理的硬件实现方案符合数字化仪器的设计要求,解决了不同性质信号间的相互干扰问题,使系统的抗干扰性能大为提高。 在本文中,作者主要负责用于生物医学信号的多通道数据采集板的研究与设计工作。具体设计内容包括:四路生物医学模拟信号输入通道设计;以AT89C51为核心的可实现采样速率程控调整的微处理器系统设计;采样数据进入PC机的DMA接口电路设计;PC机与生物信号放大器之间联系的接口电路设计;以及系统的可靠性和抗干扰设计等。

王乔, 蔡荣海, 陈光[3]2005年在《基于DSP的生物医学信号高速实时数据采集系统》文中研究说明介绍了一种生物信号的高速实时数据采集与处理系统。该系统利用DSP的高性能数据处理能力,使得从微弱信号中提取生物信号并保证较高的精度成为可能,并利用其USB2.0高速接口,实现了与PC之间即插即用和高速、可靠的通信。

黄婷[4]2005年在《基于LabVIEW的生物医学信号采集处理系统的设计》文中进行了进一步梳理本文对生物信号——心电和呼吸信号的调理、采集和处理进行了分析和设计。系统由硬件和软件两个部分组成。 系统硬件主要对信号进行放大滤波,以AD620为放大电路的核心器件;以8051作为微处理控制芯片;AD转换器采用12位的串行输出芯片TLC2543;单片机与计算机的通讯采用串行接口。 系统软件采用LabVIEW图形化编程环境,分析了信号的频谱特性;着重对心电信号进行了识别,能自动计算出心电信号的特征参数值,并作出相应的病况诊断;信号数据、特征参数及诊断结果可以由用户设定存入相关数据库;另外,系统还具有显示、回放和打印的功能,实现了远程面板调用功能。 本系统是基于计算机技术的采集处理系统,系统的功能可以灵活定义,便于满足用户要求。而且系统具有良好的人机界面,操作方便。

刘希, 杜清珍, 周海涛[5]2005年在《基于USB2.0的多道生物医学信号数据采集系统》文中指出USB2.0是一种新型的计算机接口规范。作者在文中介绍了Cypress公司的CY7C68013芯片及其在生物医学信号数据采集系统中的应用,详细说明了主要流程图和源代码的实现,实现了多道生理信号的实时采集、连续显示及波形分析。

刘希[6]2006年在《基于USB2.0的多道生物医学信号数据采集系统》文中认为随着生活质量的提高,生物医学电子仪器越来越受到人们关注。为了满足生物医学工程专业教学、科研、临床检查和监护的需求,同时促进医疗电子仪器的普及和家庭化,对生物医学电子仪器的研究急待深入,研究开发便捷的生物医学电子仪器具有重要意义。论文介绍了一种应用USB2.0规范的生物医学信号数据采集系统的设计和实现。 通过对同类产品的研究并结合本系统的设计要求,制定了系统设计方案,完成了硬件设计及程序的编写。本系统硬件由信号放大板与采集板组成,实现了四通道放大倍数5—80000倍实时可调,独立程控。数据采集板由CY7C68013的增强型8051控制,将经过两级放大的信号再进行程控放大、模/数转换、实时传送给上位机。系统采用主模式(GPIF)工作,数据达到12位分辨率。采集板通过板间通讯实现对放大板的两个外部中断的控制,并且将命令字传送到放大板,将放大板状态信号传送给译码芯片实现时序协调,以便由CY7C68013统一控制完成数据采集。 论文从硬件和软件两方面详细说明了课题研究方案的选择、生物医学信号多级放大、板间通讯、EZ-USB FX2 68013接口电路、译码电路以及基于硬件的GPIF波形的设计、固件程序的编写等。其次,对驱动程序结构和上层操作软件需求进行了研究,提出了设计要求。最后对采用的硬件抗干扰措施进行了总结。 基于USB2.0的多道生物医学信号数据采集系统的设计可实现多道生理信号的实时采集、连续显示、波形分析及记录。与以往的数据采集系统相比,具有高可靠性、高稳定性、高速、安装方便、操作简单、容易升级、系统兼容性能好等优点。

张维平[7]2006年在《基于生物反馈的放松技能训练系统的研究》文中进行了进一步梳理随着社会的进步和发展,人类在工作、学习和生活中承受的压力也越来越大,由此引发的一系列心理疾病正在成为构成威胁人类健康的主要因素。同时随着生物反馈相关研究的成熟,基于生物反馈的放松技能训练系统便应运而生。通过对相关领域的研究,本文提出了一种多道心理技能放松训练系统的研制方案。它是一种基于生物反馈技术,结合传统的放松训练方法并利用现代生物医学电子技术和数字信号处理技术研制的仪器,通过实验证明它能够使人们通过训练学会控制、调节自身的生理机能而达到心理、肌体放松和防治心理疾病的目的。本文首先介绍了生物反馈技术的发展过程、现状以及该技术用于心理放松训练的医学理论基础;然后,分硬件和软件两部分对系统进行设计:硬件部分主要包括多路生物医学信号采集系统的设计;软件部分主要包括数据采集系统固件程序和上位机软件的设计。论文特别对上位机分析评价算法进行了研究,针对不同的生理信号分别给出了各自的评价方法。此外,还设计了数字滤波器进一步对信号进行处理,并提出用频域分析方法和小波变换过零点表征法对采集的生理信号波形进行频谱分析和特征参数的提取。论文最后对基于生物反馈的放松训练方法进行了实验设计与研究,并给出实验结果。实验证明该系统的放松训练功能良好。本论文对生物反馈放松训练方法以及人体信号的采集和分析评价提出了一种新的思路,生物反馈放松训练方法以及实验研究结果对同类课题的研究也具有一定的参考价值,因此该系统的研究具有一定的理论意义和应用价值。

王建国, 杨跃平[8]2005年在《声卡在生物医学信号采集中的应用》文中进行了进一步梳理本文通过对生物医学信号的特点及声卡的特性进行分析,提出对低频生物医学信号予处理-调制后,再用声卡进行采集的方案。将声卡作为生物医学信号的采集设备,将是一个低成本、高性能、兼容性强、升级方便的计算机生物医学信号的采集系统。

秦莉娜[9]2006年在《基于虚拟仪器的远程心电监护系统的设计》文中进行了进一步梳理远程医疗(Telemedicine)是计算机网络技术在医学领域的应用,随着计算机网络技术、多媒体技术和通讯技术的快速发展,远程医疗系统得到了广泛的应用。 美国国家仪器有限公司(National Instruments,简称NI)开发的虚拟仪器编程语言LabVIEW提供丰富的函数库,利用I/O接口设备完成信号的采集和测试,利用计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理,利用计算机显示器来模拟传统仪器的控制面板,从而利用计算机仪器系统技术来完成各种测试功能。 本文通过对国内外医疗系统发展的分析,针对现代医疗监护系统的要求,利用LabVIEW平台开发了基于虚拟仪器的远程心电监护系统。 首先,根据心电信号的特点,设计心电采集模块,包括心电前置放大器,右腿驱动电路,高通滤波器,低通滤波器,可变Q值50Hz双T陷波电路和增益可调电路。 其次,软件上采用LabVIEW强大的图形语言,设计了操作简单、界面优美的PC机测试系统,包括对采集上来的心电信号的分析处理和显示存储,同时设置了自动报警系统,操作者可以实时监测被测者的心电情况,便于及时做出诊断,及早治疗。 最后,实现了心电监测系统的网络化,通过DataSocket技术实现了对监测数据的动态传输,利用DataSocket技术实现了远程数据采集,采用Web/Browser模式建立了一套网络化的远程心电监护系统,采用IE浏览器通过Internet在任何地点都可实时查看远方被测用户的心电状况。 此系统已经具备了远程医疗系统的基本功能,对我国远程医疗系统构建具有一定的研究价值和使用价值。

陈月华[10]2004年在《基于PIC单片机的生物机能实验装置的研究》文中研究说明生物机能信号的采集是医学研究和了解生物体的生命活动规律及其发生机理、分析和研究生物体状况的重要前提。目前关于如何提取有用的生物体电信号和非电信号的性能优良的实验装置的研制越来越受到人们的关注。生物机能信号的采集和处理装置需要具有较强的抗干扰能力,并能满足不同领域对实验仪器的要求。因此,研制适合国内相关行业的生物机能实验装置是尤为必要的。 本课题通过对国内外现有的相关仪器进行的详细分析,提出了开发适合我国大中专院校的生物机能实验系统的设计方案,此方案弥补了我省该项目研究的空白。 由于需要检测的生物体信号非常微弱,极易受到外界环境和器件本身的干扰,所以测量困难。作者立足于现有器件,通过设计的陷波电路和数字滤波电路,减小了干扰信号对测量的影响,使得测量信号达到良好的效果。 课题设计主要从以下几个方面实现: 1.首先针对生物机能信号弱、频带范围宽的特点,计算并设计了模拟检测电路以提取生物机能信号,然后设计了硬件和软件滤波电路。 2.采用低功耗、低价格的PIC系列单片机作为控制装置的核心,并对转换、接口电路等作了设计。 3.本文以一组模拟信号作为实验采集板的输入信号,运用所设计的实验装置进行了放大、滤波等实验,并对实验结果进行了分析,实验证明了该实验装置的可行性。 本文对开发适合我国国情的生物机能实验系统做了有效的探讨和初步的尝试,以期对该领域的进一步研究提供有价值的参考。

参考文献:

[1]. 生物医学信号数据处理系统研究[D]. 党红杏. 西北工业大学. 2003

[2]. 生物医学信号数据采集系统研究[D]. 孙高俊. 西北工业大学. 2003

[3]. 基于DSP的生物医学信号高速实时数据采集系统[J]. 王乔, 蔡荣海, 陈光. 测控技术. 2005

[4]. 基于LabVIEW的生物医学信号采集处理系统的设计[D]. 黄婷. 长春理工大学. 2005

[5]. 基于USB2.0的多道生物医学信号数据采集系统[J]. 刘希, 杜清珍, 周海涛. 陕西科技大学学报. 2005

[6]. 基于USB2.0的多道生物医学信号数据采集系统[D]. 刘希. 西北工业大学. 2006

[7]. 基于生物反馈的放松技能训练系统的研究[D]. 张维平. 燕山大学. 2006

[8]. 声卡在生物医学信号采集中的应用[J]. 王建国, 杨跃平. 中国医学物理学杂志. 2005

[9]. 基于虚拟仪器的远程心电监护系统的设计[D]. 秦莉娜. 长春理工大学. 2006

[10]. 基于PIC单片机的生物机能实验装置的研究[D]. 陈月华. 东北农业大学. 2004

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