飞利浦IE33采用当前最前沿的声学技术,具备高速计算处理能力,这使得飞利浦IE33在腹部、小器官与心脏等部位得到广泛的应用.

目的:研制创面温度与压力无线传感模块(下称无线传感模块)并进行相关特征性检验和生物安全性评价。方法:(1)设计无线传感模块结构及工作模式；在柔性排线一端焊接温湿度传感器，和压力传感器同时与焊接了蓝牙发射器、微处理器和电源接口的印制电路板相连，建立无线传感模块；开发移动端数据接收应用程序，在智能手机上，通过蓝牙功能读取无线传感模块暴露在空气中的检测数值。(2)同时用无线传感模块和红外线测温仪测量35～42 ℃热水袋温度，对比30对数据并进行相关分析。(3)于第2作者手臂贴负压封闭引流材料，将无线传感模块置于负压条件下，同时记录无线传感模块测得负压值和负压表数值，对比14对数据并进行相关分析。(4)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每3平方厘米表面积加入1 mL生理盐水，分别配置相应材料浸提液。取20只6～8周龄雌性C57BL/6小鼠，称量实验前体质量，采用随机数字表法分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、混合浸提液组和生理盐水组(每组5只)，分别腹腔注射压力传感器浸提液、焊接温湿度传感器柔性排线浸提液、压力传感器浸提液与焊接温湿度传感器柔性排线浸提液1∶1混合浸提液、生理盐水50 mL/kg，观察小鼠有无异常毒性反应，并称量注射后24、48、72 h小鼠体质量，综合评估材料毒性。(5)取4只3～6个月龄、雌雄不限日本大耳白兔，脊柱左侧2个区域敷贴无菌纱布设为无菌纱布组，脊柱右侧2个区域敷贴无线传感模块设为无线传感模块组，评估各区域敷贴后1、12、24、48 h皮肤状态，按照皮肤刺激性评分标准记录评分。(6)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每1平方厘米表面积加入1 mL无血清DMEM培养基，分别配制相应材料浸提液。取L－929成纤维细胞株，分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、苯酚对照组、培养基对照组，前2组分别加入对应浸提液，苯酚对照组加入64 g/L苯酚，培养基对照组加入不含血清的DMEM培养基培养，体积均为100 μL。噻唑蓝法检测培养2、4、7 d吸光度值以计算细胞增殖率(各时间点样本数为6)，进行细胞毒性分级。对数据行配对样本 t检验、Wilcoxon符号秩检验、Pearson相关分析、Spearman相关分析、Mann－Whitney U检验、重复测量方差分析、析因设计方差分析、单因素方差分析、Bonferroni校正。 结果:(1)智能手机通过蓝牙功能成功接收无线传感模块检测的空气温度、湿度与压力信息。(2)无线传感模块测量的热水袋温度为(37.7±1.7)℃，与红外线测温仪的(37.7±1.7)℃相近( t＝－0.112， P>0.05)，且二者存在明显正相关( r＝0.996， P<0.01)。(3)无线传感模块测量的手臂负压材料下负压为－36.7(－38.8，－27.4)kPa，明显低于负压表的－22.7(－32.7，－12.5)kPa( Z＝－3.235， P<0.01)，但二者绝对值存在明显正相关( ρ＝1.000， P<0.01)。(4)各组小鼠均无异常毒性反应。4组小鼠体质量总体比较，差异无统计学意义( F＝3.132， P>0.05)。(5)敷贴后1、12、24、48 h，2组兔敷贴区域皮肤刺激性评分均相近( Z＝－1.000、<0.001、－0.620、<0.001， P>0.05)。(6)培养各时间点，与培养基对照组比较，压力传感器浸提液组和柔性排线浸提液组细胞增殖率均明显升高( P<0.01)，苯酚对照组细胞增殖率均明显降低( P<0.01)。培养2、4、7 d，苯酚对照组细胞毒性分级分别为1、1、2级，各浸提液组细胞毒性分级均为0级。 结论:无线传感模块集成了温湿度与压力传感器，可监测局部温度与压力，并能在移动端应用程序上实现参数的可视化，其测量温度准确，压力测量结果与负压表负压值变化趋势一致，且生物安全性良好，具有较大的临床应用价值和发展前景。

目的:为弥补低压舱及抗荷缺氧训练仪在飞行员缺氧耐力检查中应用存在的不足,研制一种低氧混合气体制备装置.方法:该装置采用气体分离原理制备低氧气体,硬件主要由盛源OLF1100D-220AF空气压缩机、SMC IDG75SAM4-03 过滤器、缓冲罐、AIR Products PA3010 一体化集成高分子膜、控制盒、传感器与调压阀等部件组成.其中,传感器包括压力传感器、流量传感器、浓度传感器和露点温度传感器,控制盒由主控板、电源模块、变送模块、通信模块、显示屏以及外壳组成.控制软件为嵌入式软件,采用KEIL5开发,采用C++编写.结果:该装置可以制备体积分数为4％～18％的低氧气体,体积分数最大误差为0.05％,而且制备气体的主要成分满足GB 8982-2009《医用及航空呼吸用氧》中规定的医用氧技术要求.结论:该装置制备的低氧气体体积分数控制精确,可用于飞行员缺氧耐力检查及缺氧习服训练.

目的:设计一种穿戴式心肺监测系统,并通过人体初步试验验证该系统的性能.方法:该系统由数据采集器、穿戴胸衣以及信息管理平台组成.其中,数据采集器以EFM32GG330单片机作为主控单元(microcontroller unit,MCU),其内部主要包括呼吸调制模块、心电调制模块、体位调制模块、无线通信模块(含蓝牙模块和Wi-Fi模块)、存储模块、电源管理模块等.穿戴胸衣采用开衫式结构设计,内侧设计有心电传感器和呼吸运动传感器.信息管理平台采用客户端/服务器(Client/Server,C/S)架构,通过Java/JavaScript实现软件编程.通过人体初步试验,将该系统与医院常规使用的迈瑞IPM10多参数监护仪进行对比,验证该系统监测人体心率及呼吸率的有效性.结果:该系统可长时间连续监测人体的心率和呼吸率,且监测结果与迈瑞IPM10多参数监护仪的监测结果具有很好的一致性.结论:该系统可用于训练或运动中的心肺指标医学监测,为健康管理提供精准的生理信息.

目的:研制一款能够对医用氧或航空用氧中的多组分气体进行实时检测的便携式医用氧气纯度分析仪,以保障用氧的安全.方法:该分析仪以STM3F103RC作为主控制器,硬件主要由电源管理模块、氧气检测模块、一氧化碳/氯气检测模块、流量/二氧化碳检测模块、露点检测模块组成;软件包括人机交互界面设计和系统程序设计,其中人机交互界面采用DGUS组态软件开发,系统程序在Keil MDK环境下采用C语言编写.为验证该分析仪的检测性能,对氧气检测误差以及检测稳定性,一氧化碳、氯气、二氧化碳检测误差进行测试.结果:测试数据表明,该分析仪检测高体积分数氧气有较高的精度,绝对误差在±0.1％以内,而且长期稳定性较好;检测一氧化碳、二氧化碳和氯气的误差均在±5％FS以内,符合设计要求.结论:该分析仪测量精度高、稳定性好、方便携带,能够满足医用氧及航空用氧的检测需求.

目的:设计基于体积测量的病人尿量自动监测装置,以实现对患者尿量的准确、稳定、便捷监测.方法:该监测装置采用分治法设计,由单片机控制模块、尿液分段模块、液位检测模块、电磁阀驱动模块、数据显示模块、传输模块、存储模块、电源管理模块等组成.其中,单片机控制模块由STM32F103C8T6单片机及其外围电路构成,负责控制所有外围模块的工作流程和尿量计算处理;尿液分段模块由2个电磁阀、2个液位检测电极、1个集液管组成,主要功能是将患者排出的尿液划分为固定体积;液位检测模块由2个电阻和1个电容构成,用以判断集液管内的尿液充盈与排空状况;电磁阀驱动模块的芯片采用DRV8870全桥驱动芯片.结果:该监测装置可实现对患者尿量的准确、自动监测,可克服尿液密度及尿袋方位等因素变化对尿量监测的影响.结论:该监测装置使用方便、测量准确、稳定可靠,可为医生判断病情及调整治疗方案提供准确的尿量数据,具有一定的实用价值.

目的:针对超声刀刀头疲劳效能评价存在的难题,提出基于品质因数的超声刀刀头疲劳振动评价方法.方法:首先,搭建由电源模块、三轴移动模块、超声刀夹持模块和控制模块组成的可实现重复切割操作的超声刀疲劳试验台.其次,采用该试验台对10台某品牌超声刀实施疲劳试验,在疲劳试验的5个阶段(即未切割、500次切割后、1 000次切割后、2 000次切割后和3 000次切割后)对超声刀刀头振动进行非接触式测量并计算其品质因数.最后,计算各阶段试验的平均切割速度和血管凝闭爆破压,以验证基于品质因数的超声刀刀头疲劳振动评价方法的有效性.结果:试验表明,品质因数指标能够有效地反映超声刀刀头的疲劳退化特征,而平均切割速度和血管凝闭爆破压由于测量过程中的不确定性因素不易控制,很难对超声刀刀头的疲劳退化水平进行有效评价.结论:提出的基于品质因数的评价方法可直接对超声刀刀头的疲劳振动进行精准量化评价.

目的:设计一种心电信号无线传输系统,以提高动态心电监护仪中心电信号的无线传输性能.方法:该系统由心电信号采集模块、无线收发模块、无线通信协议模块和数字滤波模块组成.心电信号采集模块由数字接口电路、A/D转换器微处理器、心电放大电路组成.无线收发模块由无线射频单元、晶振电路、射频电路、调试串口、寄存器、电源模块和复位电路组成.无线通信协议模块由数据链路层与物理层组成,其中数据链路层设计自动应答和调频2种机制.数字滤波模块主要由数字滤波器、信号输入模块、延时单元、系数寄存器等组成,其中数字滤波器采用等波纹法设计,并将心电信号转换为输出序列,实现信号去噪.将基于ZigBee组网和通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)的心电信号无线传输方法和基于无线组网模块的心电信号无线传输方法作为对比方法,验证该系统在不同近程传输距离和不同远程传输距离下的心电信号无线传输性能.结果:相比其他2种方法,在不同近程传输距离和不同远程传输距离下,该系统的心电信号无线传输平均速率和成功传输比例较高,平均用时及平均重传数较低.结论:该系统能够实现动态心电监护仪中心电信号高效、平稳、清晰的无线传输.

脉搏和血氧是人体重要的生理参数,能够反映生理和病理方面的相关信息.该系统设计了一款基于柔性反射式探头和集成模拟前端AFE4490的无线脉搏波监测系统,适用于监测人体额头部位的脉搏波和血氧水平.该系统主要由反射式柔性探头、集成模拟前端AFE4490、电源模块、主控MCU和Wi-Fi模块组成.采集到的脉搏波数据经过下位机处理后,无线传输至智能手机端,并在应用软件上实时显示当前的脉搏波形、脉率和血氧水平.经过相关测试和验证,该系统能够精确检测脉搏波信号,满足可穿戴设备的需求,并具有显著的市场应用潜力.

目的:为提高医疗设备管理效率,设计一种基于蓝牙技术的手术室移动医疗设备智能定位系统.方法:该系统采用接收的信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)算法和多网关轨迹滤波算法来进行蓝牙定位,主要由蓝牙网关、蓝牙信标、蓝牙标签以及后台的数据处理平台组成.其中蓝牙网关主要由有源以太网(power over ethernet,POE)模块、直流电源模块、CPU、Wi-Fi模块、蓝牙模块等组成,蓝牙信标主要由信标控制单元、蓝牙发射模块、蓝牙接收模块等组成,蓝牙标签主要由微控制单元(microcontroller unit,MCU)、蓝牙模块、防拆开关和加速度计等组成;数据处理平台前端采用Vue框架开发,后端采用Java语言开发.结果:该系统可准确定位医疗设备在手术室的具体位置,且不会对其他医疗设备造成电磁干扰.结论:该系统具有定位精度高、电磁干扰低、系统稳定可靠、工程造价低等优点,在保证安全性的前提下提高了医疗设备的定位及管理效率.