【摘 要】
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随着生物电阻抗技术的逐步成熟,越来越多的科研人员将生物电阻抗技术用于检测人体的各项指标,并取得良好的预期成果。目前市面上兴起了各种基于血液理化特性的血凝检测设备,但普遍存在样品消耗量大、灵敏度低等问题。因此,基于生物电阻抗原理检测凝血因子反应时间在病情诊断中具有重要参考价值。本文介绍了国内外生物电阻抗技术和传统血凝检测技术的发展现状,详细说明了这两种技术的测量方法及原理,并引出本系统所采用的生物电
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随着生物电阻抗技术的逐步成熟,越来越多的科研人员将生物电阻抗技术用于检测人体的各项指标,并取得良好的预期成果。目前市面上兴起了各种基于血液理化特性的血凝检测设备,但普遍存在样品消耗量大、灵敏度低等问题。因此,基于生物电阻抗原理检测凝血因子反应时间在病情诊断中具有重要参考价值。本文介绍了国内外生物电阻抗技术和传统血凝检测技术的发展现状,详细说明了这两种技术的测量方法及原理,并引出本系统所采用的生物电阻抗测量方法。随后从理论上分析了血液三元件等效电路模型和血凝阻抗测量原理,根据血液电特性提出基于生物电阻抗原理的血凝检测系统总体设计方案。论文完成了血凝检测系统硬件设计和软件设计,硬件电路以STM32为主控芯片,以AD5933为测量单元,主要包括电源模块、温度控制模块、电机控制模块、阻抗测量模块和CAN通信模块,根据原理图绘制PCB板并调试各项功能参数。嵌入式软件设计主要包括模糊PID算法设计、积分分离PID算法设计、AD5933阻抗测量设计以及各个模块的初始化。同时设计了一套上位机软件系统,用于发送功能指令、接收数据和绘制曲线,为了滤除系统的噪声影响,基于一维中值滤波算法设计了曲线拟合功能。最后,对系统性能进行验证。在不同频率下测量标准RC并联网络阻抗值和扫频测量100Ω标准电阻,与理论值相比误差均小于1%。随后设计了一种凝血因子反应时间R检测方法,通过定位阻抗数据二阶导数的第一个阶跃点的横坐标得到R值,由此反映凝血状况。随后对人体血液进行实验,测量数据显示精度误差小于3%,重复性、重现性误差小于5%,实验结果表明该系统可以用于凝血因子反应时间检测且具有较高的精度、灵敏度和较好的重复性、重现性。
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