一種基于SMA絲的微型藥物釋放系統(tǒng)
發(fā)布時間:2021-09-28 14:44
NiTi形狀記憶合金是一種具有多種優(yōu)良特性的金屬,其特點(diǎn)是在不同的溫度環(huán)境下,其形狀和物理特性均會發(fā)生改變。根據(jù)這一特性,在航天,醫(yī)療,微型機(jī)器人制造等領(lǐng)域,形狀記憶合金發(fā)揮了重要作用。NiTi形狀記憶合金絲在不同溫度下的長度不同,在高溫下縮短,在低溫下伸長,可以利用這一特性驅(qū)動微型機(jī)械結(jié)構(gòu)。本文以基于SMA絲驅(qū)動的微型機(jī)械為基礎(chǔ),設(shè)計研究一種以SMA絲為動力源的微型藥物釋放系統(tǒng)。該機(jī)械系統(tǒng)可通過對加載于SMA絲的兩端電壓進(jìn)行控制,從而達(dá)到對微型機(jī)械進(jìn)行控制的目的,進(jìn)而完成藥物的釋放。本文將以微型機(jī)械的工作原理為主要內(nèi)容,研究該微型系統(tǒng)的可行性。
【文章來源】:科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2020,17(01)
【文章頁數(shù)】:2 頁
【部分圖文】:
藥物釋放模塊工作流程圖
根據(jù)該系統(tǒng)根據(jù)不同部分的功能和用途分成了三個主要部分:(1)心率檢測系統(tǒng),其主體為安裝在指尖的心率檢測系統(tǒng)和手環(huán)中的信號處理部分,對心率信號進(jìn)行處理分析;(2)信號控制系統(tǒng),主體為手環(huán)中處理的脈沖數(shù)據(jù)發(fā)出端與穿戴設(shè)備中的信號接收端,負(fù)責(zé)接收和發(fā)出信號;(3)藥物釋放系統(tǒng),穿戴設(shè)備(牙齒中)中的藥物釋放模塊,以形狀記憶合金絲為動力源,驅(qū)動藥物釋放結(jié)構(gòu)。1.3 控制模塊概要
1.3 控制模塊概要電路遙控操作模塊由心率檢測模塊和電路控制模塊構(gòu)成,該模塊采用了MAX30102集成模塊,這是一個集成的血氧檢測和脈搏檢測傳感器的模塊。它安裝有兩個LED,分別發(fā)出紅外光和紅光、光電檢測器、以及光電元件,和帶有周圍光照抑制作用的低噪聲電子電路。MAX30102采用一個1.8V電源和一個獨(dú)立的5V用于內(nèi)部LED的電源,應(yīng)用于可穿戴設(shè)備進(jìn)行心率和血氧采集檢測,佩戴于手指、耳垂和手腕等處。標(biāo)準(zhǔn)12C兼容的通信接收串口可以將采集到的心率數(shù)值傳輸給stm32單片機(jī)進(jìn)行心臟跳動頻率和血液含氧量計算。此外,該芯片還可通過軟件關(guān)斷模塊,待機(jī)電流接近為0,實(shí)現(xiàn)電源始終維持供電狀態(tài),MAX30102心率模塊采用光溶積法測量,利用人體組織在血管搏動時造成透光率不同和血氧飽和度測量的,光源及采用對脈動血中氧含血紅蛋白(HbO2)和血紅蛋白(Hb)有選擇性的特定波長的發(fā)光極管,然后動脈搏動充血積委化導(dǎo)致夠束光的透光性發(fā)生改變,此時由光電變換接收經(jīng)人體組織反射光線,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑵浞糯蠓懦?其計算公式為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“近單相”型NiTiNb形狀記憶合金研究進(jìn)展[J]. 張永皞,孟玉堂,范啟超,孫明艷,黃姝珂. 材料導(dǎo)報. 2019(19)
[2]美國心臟學(xué)會(AHA)2018年心臟病和卒中統(tǒng)計報告[J]. 戴逸君,陳剛. 福建醫(yī)藥雜志. 2018(03)
[3]Maxim MAX30102可穿戴血氧和心率生物傳感器解決方案[J]. 世界電子元器件. 2018(04)
[4]微型機(jī)械的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用[J]. 趙淳生,陳啟東. 振動.測試與診斷. 1998(01)
博士論文
[1]微型及小型柔性機(jī)械結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計方法[D]. 劉震宇.大連理工大學(xué) 2000
本文編號:3412104
【文章來源】:科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2020,17(01)
【文章頁數(shù)】:2 頁
【部分圖文】:
藥物釋放模塊工作流程圖
根據(jù)該系統(tǒng)根據(jù)不同部分的功能和用途分成了三個主要部分:(1)心率檢測系統(tǒng),其主體為安裝在指尖的心率檢測系統(tǒng)和手環(huán)中的信號處理部分,對心率信號進(jìn)行處理分析;(2)信號控制系統(tǒng),主體為手環(huán)中處理的脈沖數(shù)據(jù)發(fā)出端與穿戴設(shè)備中的信號接收端,負(fù)責(zé)接收和發(fā)出信號;(3)藥物釋放系統(tǒng),穿戴設(shè)備(牙齒中)中的藥物釋放模塊,以形狀記憶合金絲為動力源,驅(qū)動藥物釋放結(jié)構(gòu)。1.3 控制模塊概要
1.3 控制模塊概要電路遙控操作模塊由心率檢測模塊和電路控制模塊構(gòu)成,該模塊采用了MAX30102集成模塊,這是一個集成的血氧檢測和脈搏檢測傳感器的模塊。它安裝有兩個LED,分別發(fā)出紅外光和紅光、光電檢測器、以及光電元件,和帶有周圍光照抑制作用的低噪聲電子電路。MAX30102采用一個1.8V電源和一個獨(dú)立的5V用于內(nèi)部LED的電源,應(yīng)用于可穿戴設(shè)備進(jìn)行心率和血氧采集檢測,佩戴于手指、耳垂和手腕等處。標(biāo)準(zhǔn)12C兼容的通信接收串口可以將采集到的心率數(shù)值傳輸給stm32單片機(jī)進(jìn)行心臟跳動頻率和血液含氧量計算。此外,該芯片還可通過軟件關(guān)斷模塊,待機(jī)電流接近為0,實(shí)現(xiàn)電源始終維持供電狀態(tài),MAX30102心率模塊采用光溶積法測量,利用人體組織在血管搏動時造成透光率不同和血氧飽和度測量的,光源及采用對脈動血中氧含血紅蛋白(HbO2)和血紅蛋白(Hb)有選擇性的特定波長的發(fā)光極管,然后動脈搏動充血積委化導(dǎo)致夠束光的透光性發(fā)生改變,此時由光電變換接收經(jīng)人體組織反射光線,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑵浞糯蠓懦?其計算公式為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“近單相”型NiTiNb形狀記憶合金研究進(jìn)展[J]. 張永皞,孟玉堂,范啟超,孫明艷,黃姝珂. 材料導(dǎo)報. 2019(19)
[2]美國心臟學(xué)會(AHA)2018年心臟病和卒中統(tǒng)計報告[J]. 戴逸君,陳剛. 福建醫(yī)藥雜志. 2018(03)
[3]Maxim MAX30102可穿戴血氧和心率生物傳感器解決方案[J]. 世界電子元器件. 2018(04)
[4]微型機(jī)械的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用[J]. 趙淳生,陳啟東. 振動.測試與診斷. 1998(01)
博士論文
[1]微型及小型柔性機(jī)械結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計方法[D]. 劉震宇.大連理工大學(xué) 2000
本文編號:3412104
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