便携式超声膀胱尿量检测装置的研究与开发

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老年痴呆以及下肢瘫痪病人往往存在不同程度尿失禁的问题。如何通过便携体外设备对上述患者膀胱尿量进行有效感知与检测,指导患者如厕将有助于提高患者监护质量和生活质量。因此,本文研究设计开发了一种便携式超声膀胱尿量检测装置,用于准确测量人体膀胱尿量,利用移动端软件将尿量信息进行显示。主要研究内容如下:1.设计了基于超声波的硬件采集装置用于提取膀胱尿量信息。超声波发射电路激励超声波探头生成超声,并将超声波探头收到的超声信息进行滤波电路、三级增益放大集成电路、带通滤波集成电路、整流电路、阻尼限幅电路的预处理后进行数据采集以及无线通信。2.设计滤波算法和膀胱尿量检测算法用于计算膀胱尿量等级。分析锁相放大滤波原理,设计滤波算法滤除信号中的系统白噪声;分析膀胱膨胀特性,设计针孔摄像机模型和膀胱高度模型对膀胱尿量进行计算。3.开发了尿量检测上位机与移动端软件。上位机软件对传回的超声波数据进行处理,测量得出相应的特征值,并进行膀胱尿量等级计算,然后将计算结果返回至移动端软件进行显示。最后搭建实验平台,完成对超声波发射电路和接收电路的功能测试,验证了硬件电路的有效性;利用生物组织实验、水箱实验以及模拟膀胱实验验证了装置测量膀胱尿量的可行性和有效性。
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