磁弹性传感器凝血功能检测系统硬件平台设计

发布时间：2020-11-21 20:00

　　 凝血功能是血液系统功能的一个重要指标,人体凝血功能异常会导致如血友病、中风等多种疾病发生。在临床上,如抗凝药物治疗、外科手术,也经常会需要提前了解患者的凝血功能情况。凝血功能的传统检测方法包括光学法、凝固法、干化学法等。相关检测技术很成熟、检测仪器自动化程度也高,但存在价格昂贵、操作不便等问题。相比之下,磁弹性传感器作为一种微型化的新型传感器,能够通过检测传感器共振特性反映粘度、质量、应力等多种参数的变化,无疑在这方面极具优势。而国内外一些研究团队及本课题组前期工作也证实了利用磁弹性传感器检测凝血功能的可行性,同时,其检测系统具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点。因此,将磁弹性传感器检测和凝血功能检测结合应该具有广阔的应用前景。本文按照凝血功能检测要求,采用磁弹性传感器阻抗检测方法,设计完成了一套磁弹性传感器凝血功能检测的硬件平台。平台分为硬件设计和下位机软件设计。硬件设计包含了微控制器单元、螺线管检测线圈、血液粘度检测电路、温度控制以及检测芯片设计。血液粘度检测电路按照阻抗检测法分为交流激励、直流激励、相位检测和幅值检测四部分。下位机软件设计完成对检测电路的控制、与上位机之间的通信以及PID温度控制算法实现。系统设计完成后,用铁基非晶合金带材1K101制作的磁弹性传感器进行了系统平台的功能性测试,包括了检测系统的重复性测试、空气和不同浓度的甘油溶液共振特性响应测试。然后进行凝血功能检测实验,实验分为质控品实验和成人全血实验。实验原始数据与美国Haemoscope公司生产的TEG5000凝血检测仪的测试结果进行了对比分析,结果表明,磁弹性传感器实现了凝血过程中血液粘度变化的动态检测,并且与TEG5000的凝血时间和凝固速度检测结果有类似的动态响应。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH789
【部分图文】：

1 绪 论2 所示，H.XIE[28]等利用信号发生器、示波器、功率放大器等检测方法的磁弹性传感器的组合式检测装置。首先通过脉冲s 的脉冲信号，一路信号通过功率放大器后对磁弹性传感器进作为触发信号给示波器进行采样。该系统实现了 20MHz 的脉0μm×15μm 的传感器实现了良好的检测效果。Zeng 等[29]实现感器脉冲法检测装置，首先从时域上检测线圈响应的感生电叶变换将时域信号转换为频域信号得到共振特性响应。

图 1.3 基于锁相放大器的检测平台[30]Fig.1.3 Detection platformbased on lock-in amplifier[30]图 1.4 基于嵌入式的扫频法检测系统[31]edded magnetostriction sensor detection system based on swe法

图 1.4 基于嵌入式的扫频法检测系统[31]dded magnetostriction sensor detection system based on sw法与扫频检测法同样属于时域检测法，区别在于阻时将磁弹性传感器放置在螺线管线圈中，然后通过程中对传感器及线圈阻抗进行实时测量，由于增加，就会发现阻抗幅值和阻抗相位在共振点有圈阻抗实现传感器共振频率的检测。检测法的研究是通过大型仪器完成检测系统平台析仪等。Chai[32]等人以阻抗网络分析仪为平台，的原理，搭建了一套磁弹性检测平台。阻抗分析号，还能进行幅值和相位的检测，另外利用磁铁现了番茄表面的沙门氏菌的快速检测。
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1 李川;磁弹性传感器凝血功能检测系统硬件平台设计[D];重庆大学;2017年

本文编号：2893526