【摘要】：目前,肺癌作為一種高危性惡性腫瘤,其死亡率已居于各類腫瘤之首。肺癌早期檢測(cè)可以在很大程度上提高患者的生存率,但目前臨床上仍然缺少快速和低成本的肺癌早期檢測(cè)儀器。人體的呼吸氣體中含有一部分與自身是否患有肺癌存在緊密聯(lián)系的物質(zhì),可將其當(dāng)作檢測(cè)肺癌的標(biāo)志物。這種基于傳感技術(shù)的呼吸氣體檢測(cè)方法,由于其具有響應(yīng)迅速、高敏感性、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),有希望實(shí)現(xiàn)肺癌的早期檢測(cè),進(jìn)而提高肺癌患者的生存率。傳統(tǒng)儀器在無參考機(jī)情況下的開發(fā)步驟為:基礎(chǔ)性研究、制作原理樣機(jī)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)。原理樣機(jī)設(shè)計(jì)一般采用自頂向下的方法,主要專注于電氣、機(jī)械部分的功能設(shè)計(jì),即電氣機(jī)械方案、模塊劃分、參數(shù)計(jì)算、器件選型等。對(duì)有的開發(fā)過程來說,如果原型機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明確或已具有初步參考原型機(jī)或是儀器本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響到儀器的精度,那么就需要將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)納入到儀器設(shè)計(jì)之初來進(jìn)行整體考慮。針對(duì)本文設(shè)計(jì)的肺癌呼吸檢測(cè)儀,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響檢測(cè)精度、功能實(shí)現(xiàn)、開發(fā)效率以及市場(chǎng)前景,所以本文在設(shè)計(jì)初期將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮在內(nèi),采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,首先對(duì)儀器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),能夠大大地縮短整個(gè)儀器的開發(fā)周期,最終將儀器功能完美呈現(xiàn)。另外拋開肺癌呼吸檢測(cè)儀本身來說,這種設(shè)計(jì)方法能夠?yàn)槠渌鼉x器的開發(fā)提供一些參考,這對(duì)促進(jìn)現(xiàn)代儀器的快速發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求,本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:一、根據(jù)功能需求,設(shè)計(jì)了肺癌呼吸檢測(cè)儀的外形結(jié)構(gòu)。提出了由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始的儀器開發(fā)的優(yōu)點(diǎn),梳理了儀器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程,并將外觀造型設(shè)計(jì)方法中的人機(jī)工程學(xué)、造型學(xué)、色彩學(xué)、材料學(xué)等不同學(xué)科運(yùn)用到肺癌呼吸檢測(cè)儀的外型造型設(shè)計(jì)中,完成了肺癌呼吸檢測(cè)儀外形結(jié)構(gòu)的建模及加工。二、分析了肺癌呼吸氣體檢測(cè)的過程,總結(jié)出檢測(cè)儀在設(shè)計(jì)過程中需滿足的要求以及課題組前期研究出的肺癌檢測(cè)系統(tǒng)存在的不足,對(duì)氣路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),以呼出氣體檢測(cè)模塊為中心,簡(jiǎn)化了氣路設(shè)計(jì)。并針對(duì)現(xiàn)有肺癌檢測(cè)系統(tǒng)中反應(yīng)氣室密閉性較差以及取放卟啉傳感器芯片不方便等問題,對(duì)反應(yīng)氣室進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);針對(duì)現(xiàn)有肺癌檢測(cè)系統(tǒng)中不能對(duì)攝像頭進(jìn)行微調(diào)等問題,設(shè)計(jì)了一種可以對(duì)攝像頭多個(gè)方向進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置,提高了儀器檢測(cè)的準(zhǔn)確性;針對(duì)現(xiàn)有肺癌檢測(cè)系統(tǒng)中不能解決微型氣泵振動(dòng)等問題,設(shè)計(jì)了一種微型氣泵減振器,提高了檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性。三、根據(jù)檢測(cè)儀的整體結(jié)構(gòu)及其功能需求,采用了上下位機(jī)式結(jié)構(gòu)的硬件電路設(shè)計(jì)。上位機(jī)以Tiny6410為主控平臺(tái),進(jìn)行圖像采集、圖像處理、特征信息提取、目標(biāo)模板匹配識(shí)別、結(jié)果分析以及控制整個(gè)下位機(jī)硬件系統(tǒng)的相應(yīng)動(dòng)作。下位機(jī)硬件控制系統(tǒng)以PIC16F877A單片機(jī)為控制核心,針對(duì)下位機(jī)控制系統(tǒng)中不同的動(dòng)作和功能要求,設(shè)計(jì)了包括預(yù)檢測(cè)溫度控制模塊、溫濕度監(jiān)測(cè)模塊、電源模塊、微型氣泵調(diào)速及電磁閥調(diào)節(jié)氣流方向模塊、氣體檢測(cè)模塊以及通信模塊等在內(nèi)的一整套下位機(jī)硬件控制系統(tǒng)。根據(jù)各個(gè)硬件模塊的具體功能要求和檢測(cè)流程,在MPLAB軟件環(huán)境中完成了整個(gè)下位機(jī)控制系統(tǒng)的程序編寫。包括預(yù)檢測(cè)溫度控制程序,微型氣泵調(diào)速程序,溫濕度監(jiān)測(cè)模塊程序等。四、對(duì)儀器中各個(gè)主要功能模塊的工作性能和主要參數(shù)分別進(jìn)行了測(cè)試,然后以某種肺癌呼吸氣體中的特征氣體作為檢測(cè)對(duì)象,對(duì)裝配好的整個(gè)儀器進(jìn)行了效果測(cè)試,最后通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了測(cè)試匹配模板。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2339821