目的 设计一种基于直流载波通信的主从式控制系统,以满足及解决漫游电治疗仪因采用机头与台车分离式设计带来的通信接口电气隔离要求与控制难题.方法 微控制器根据电力载波通信原理对直流电源加载低频载波后,通过主控制器的精密采样电路对其进行捕获,完成机头控制端对台车控制端工作状态的识别.结果 采用无专用通信线缆的对接口,避免了电气隔离的复杂处理,仅依靠电源的直流载波通信方法实现了漫游电治疗仪机头控制端对台车控制端工作状态的实时检测.结论 本文设计出的基于直流载波通信的主从式控制系统,为采用机头与台车分离式设计带来的控制难题提供了新的技术解决方案.

超宽带技术是一种无载波通信技术,利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,具有功耗低、高速、抗多径效果好、安全性高等优点,是目前业界精度最高的商用定位系统.本文综述了超宽带位置服务技术在患者生命体征监测系统中的研究进展.结合国内外的研究进展,首先对室内定位技术进行了介绍,概述了室内定位技术在医疗行业中的研究及应用成果,然后对超宽带技术及在可穿戴医疗设备、室内地图开发中的应用及研究现状进行了分析,最后对超宽带位置服务技术的未来应用进行了分析与展望.

目的:为了减少左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)与体外控制器之间经皮电缆内部导线的数量,研究一种电力线载波通信(power-line carrier communication,PLCC)系统.方法:该系统以PLCC的方式,将信号进行调制、耦合,通过电源线进行传输,在接收端通过解调器将信号解调出来.整体系统由体外控制器部分和体内转接板部分组成,主要电路包括电源电路、MCU(microcontroller unit)电路、带通滤波器电路、调制解调电路、去交流电路、运放电路等.利用LTspice软件和MATLAB软件分别对电源电路以及带通滤波器电路进行仿真,证明方案的可行性;通过Sigxplorer软件进行信号完整性分析,充分保证系统的稳定性;搭建实验平台进行功能性和误码率实验.结果:该系统实现了LVAD与体外控制器之间的载波通信功能,可以使信号经过电源线进行传输,成功把LVAD经皮电缆内部导线数量减少到2根.结论:该系统具有零误码率、功耗小、占用空间小、双向传输、可支持多个波特率、兼容性优良、工作稳定、传输效率高等优点,在植入式医疗器械领域有非常广阔的应用前景.

目的 针对C型臂X射线机没有工作站、数据线连接不方便的缺点,研制一套C型臂X射线工作站无线传输系统.方法 采用最新2.4 GHz无线传输技术方案,选用抗干扰性强传输远距离的无线传输模块及外围电子元件,研制一套无线图像传输设备,选用医用专业硬压图像采集卡TTCHD TC5C0N,设计一套与C型臂X射线机配套的医学影像工作站.结果 C型臂X射线机视频信号可以通过无线图像传输设备传输,载波频率为2.4 GHz,可以被200 m范围内的无线成像设备捕捉到,并在所开发的医学影像工作站上实时显示,把之前使用的模拟复合视频信号改进为高清视频信号,显示清晰度高.结论 研制成功无线传输系统,实现了C型臂X射线机医学影像的无线传输和实时显示,方便了实时检查和病历数据管理.

目的:分析电子镇痛仪电流信号在手臂肌肉内的信号传导情况,为电刺激镇痛提供理论依据.方法:结合人体解剖学与组织结构学,在COMSOL Multiphysics 5.5有限元仿真软件中,利用圆台、圆柱、椭球为几何实体,建立电子镇痛仪数值仿真有限元模型.在频域环境下,通过注入载波信号分别为100 kHz、1 MHz、10 MHz,幅度为±20 mA的电流信号,以此分析信号在手臂中的传播机制.结果:随着载波频率的不断增加,集肤效应越来越明显,信号在电极接触处皮肤部分越来越集中,容积导体内部的扩散性也将失去一致性.在100 kHz时,随着离电极中心的通信距离逐渐增加,信号在手臂内部信号扩散变得越来越均匀.结论:在电子镇痛仪实施肌肉酸痛治疗过程中,通信频率越高,信号越难以进入机体内部,信号一致性越差.因此,在实施电流镇痛过程中,信号电极应尽量布置在镇痛靶向区域附近.