本文關(guān)鍵詞：碳13紅外光譜儀的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：幽門螺旋桿菌的傳統(tǒng)檢查手段是借助胃鏡由患者嘴中伸入受檢者的食道、胃、十二指腸中取活檢標(biāo)本檢查的方法,患者多有惡心感非常痛苦同時胃鏡重復(fù)利用容易交叉感染。針對該問題,本論文給出了一種基于紅外光譜技術(shù)快速、無創(chuàng)無痛檢測幽門螺桿菌的數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備(以下稱為紅外光譜儀)的設(shè)計與實現(xiàn)。本文首先分析了幽門螺旋桿菌幾種常見的檢測方法及設(shè)備的優(yōu)缺點,確定了碳13同位素標(biāo)定技術(shù)及紅外技術(shù)作為幽門螺旋桿菌檢測方案,并提出了設(shè)計需求。為了滿足數(shù)字化醫(yī)療體系建設(shè)的需要,引入了嵌入式以太網(wǎng)協(xié)議LwIP協(xié)議棧實現(xiàn)方法。在完成總體方案框架設(shè)計基礎(chǔ)上,接下來是對每個模塊的詳細(xì)設(shè)計。紅外采集器件采用德國InfraTec公司的熱釋電紅外傳感器,實現(xiàn)對患者口吹氣中碳12和碳13濃度的測量。從實際應(yīng)用需求、檢測精度和電路復(fù)雜度考慮,確定了系統(tǒng)核心模塊由微處理器LPC2362及16位數(shù)據(jù)采集模塊MAX1168組成。軟件上分為：最底層是·μC/OS-Ⅱ(Micro Control Operation System Two)實時操作系統(tǒng)有效提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,然后是電磁閥、異步串行通信、氣路氣泵和電機等硬件模塊驅(qū)動層,同時介紹了電路可靠性提高的措施。在操作系統(tǒng)的支持下,完成呼吸氣體的采集、電機氣泵控制、二氧化碳濃度分析等應(yīng)用。最后,本系統(tǒng)通過對陽性、陰性樣本的檢查調(diào)試,完成了紅外光譜儀的軟件和硬件集成,實現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠運行。根據(jù)行業(yè)對性能的測試方法,結(jié)果表明：碳13紅外光譜儀的精密度達到0.3‰,穩(wěn)定性小于±3%,對濃度差在1.1以內(nèi)的樣本檢測結(jié)果正確。
【關(guān)鍵詞】：碳13 紅外光譜儀 uC/OS-Ⅱ LwIP 嵌入式微控制器
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R446.1;TH776
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-12
• 1.1.1 幽門螺旋桿菌簡介9-10
• 1.1.2 幽門螺旋桿菌研究意義10
• 1.1.3 幽門螺旋桿菌的檢測方法10-12
• 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 幽門螺旋桿菌檢測研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)外呼氣試驗設(shè)備現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 紅外探測器研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 碳13紅外光譜儀總體方案設(shè)計19-29
• 2.1 紅外信號采集和氣體控制19-21
• 2.1.1 氣體采集的測量方案19-21
• 2.1.2 氣體采集的控制方案21
• 2.2 系統(tǒng)總體框架設(shè)計21-27
• 2.2.1 紅外光譜儀的氣路設(shè)計21-23
• 2.2.2 紅外光譜儀的電氣設(shè)計23-25
• 2.2.3 紅外光譜儀的軟件設(shè)計25-27
• 2.3 系統(tǒng)層次的可靠設(shè)計27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 紅外光譜儀硬件設(shè)計29-41
• 3.1 主控系統(tǒng)設(shè)計29-32
• 3.1.1 主控系統(tǒng)的方案與器件選型29-30
• 3.1.2 主控系統(tǒng)電路設(shè)計30-31
• 3.1.3 電壓監(jiān)控電路設(shè)計31-32
• 3.2 電源系統(tǒng)電路設(shè)計32-34
• 3.3 氣體采集電路設(shè)計34-39
• 3.3.1 氣體取樣控制電路34-35
• 3.3.2 電磁閥控制電路35-36
• 3.3.3 氣體濃度測量電路36-39
• 3.4 以太網(wǎng)電路設(shè)計39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 紅外光譜儀軟件設(shè)計41-57
• 4.1 基于LPC2362的uC/OS-Ⅱ?qū)崿F(xiàn)41-44
• 4.2 LwIP在uC/OS-Ⅱ的實現(xiàn)44-47
• 4.2.1 LwIP協(xié)議棧的實現(xiàn)44-46
• 4.2.2 信號量與郵箱操作函數(shù)的實現(xiàn)46
• 4.2.3 線程與超時函數(shù)的實現(xiàn)46-47
• 4.3 軟件設(shè)計實現(xiàn)47-56
• 4.3.1 主程序模塊47-51
• 4.3.2 AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊51-54
• 4.3.3 氣體采集模塊54
• 4.3.4 異步通信器模塊54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 紅外光譜儀驗證測試57-65
• 5.1 系統(tǒng)檢測57-60
• 5.1.1 紅外光譜儀氣體收集57
• 5.1.2 紅外光譜儀的操作57-60
• 5.2 性能測試60-65
• 5.2.1 紅外光譜儀檢測依據(jù)60-61
• 5.2.2 精密度和穩(wěn)定性測試61
• 5.2.3 陽性樣本的測試61-62
• 5.2.4 不同濃度樣本的測試62-63
• 5.2.5 網(wǎng)絡(luò)功能的測試63-65
• 第六章 結(jié)論及展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻67-69
• 致謝69-71
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張煒奇,由靖X,胡冰,向祖瓊,許春娣;~(13)C尿素呼氣試驗診斷小兒幽門螺桿菌感染的研究[J];中華兒科雜志;1999年08期

  本文關(guān)鍵詞：碳13紅外光譜儀的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：427011