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文档简介

黑 龙 江 大 学硕士学位论文开题报告,姓 名: XXX指导教师: XXX年 级: XXX级学科专业: 电子与通信工程研究方向: 通信系统与信息处理 论文题目:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX,目 录,课题来源课题研究的目的和意义国内外同类课题研究现状及发展趋势研究过程中的主要问题和解决方法课题研究的时间进度安排课题研究所需主要设备、仪器及药品外出调查研究主要单位,主要解决问题,访问学者姓名,差旅费和资料费预算,课题来源,导师指定,一、课题研究的目的和意义,1.意义: 脉诊是中医诊断最主要的方法之一,并因其简便、可靠、无创伤而受到历代医家的高度重视。脉象可对人体的许多疾病的性质和发展趋势提供重要信息,反映的是人体的整体信息。然而,脉象信号是一种相当复杂的信号,其主要特点是随机性强、背景噪声强等。脉象反映的是人体生物信息,包含有人体自身在生命运动过程中产生的生理、生化信息,也有人体受到外界环境刺激所产生的信息,因而其重复性差,具有整体性、可调性、非线性等特点。,一、课题研究的目的和意义,脉诊是“切”诊的主要内容,自古以来只是靠不同指法下的指面感觉来分辨脉象,但由于缺乏明确的物理含义,加之切脉者的主观差异,脉象的鉴别始终没有统一的客观标准。因此,人们希望能有专门的测量和记录仪器,将中医脉象客观化、规范化,进而建立一定的指标,直接用于临床诊断。随着现代科学技术的发展和应用,客观、准确地将脉搏信号提取出来并进行相应的信号处理、分析,具有重要的临床诊疗意义。为将中医脉诊发扬光大,走向世界,脉诊客观化、规范化、现代化势在必行。,一、课题研究的目的和意义,使脉诊客观化,是中医脉学迫切需要解决的首要问题。它具有以下几个方面的重要意义: 1.弄清经络的本质或气血病理的真实含义。 2.若脉诊有了共同的客观标准, 就能用共同的语言互相讨论和交流脉诊的实践经验和研究成果,提高中医临床诊断水平。 3.应用脉诊的客观指标,有利于保存名家中医的诊脉技巧和学术观点。 4.客观指标可使初学者在学习切脉时有所依据,有利于掌握和推广切脉技术。,一、课题研究的目的和意义,2.目的 本课题研究的目的在于采用MEMS技术研制一款能够客观、准确地采集到微小脉搏信号的硅脉象传感器,使脉诊客观化、规范化、现代化。本课题采用硅悬臂梁的结构设计脉象传感器,它具有以下优点: 1.灵敏度高; 2.准确度高; 3.体积小,重量轻; 4.耐磨损,无疲劳、无老化。,二、国内外同类课题研究现状及发展趋势,对于不同的脉象诊断仪,其主要区别在于脉象传感器的不同。现阶段,用于脉象信息采集的传感器主要有:液态传感器光电式传感器 PVDF传感器传声器应变式压力传感器等,液态传感器的原理是由薄膜制成的感压面受压后变形,使容器内部的导电液柱发生升降,电阻发生改变,从而将脉搏压力信号转换为电信号。 这类传感器虽然有较高的灵敏度,由于液态传感器本身结构特点的限制,测量过程不十分方便.,液态传感器,光电式传感器,光电传感器是光线投照到组织时,透过组织的光线也随血流波动式变化而变化,光电转换器将接收的光信号转换为电信号,以此反映脉搏波的变化情况。 但是由于对容积脉搏血流信号的机理与信息特征研究得还不够充分,因而目前只能检测到血氧和脉率两个指标,满足不了对其他血流参数检测的需要。,PVDF传感器,PVDF传感器是由聚偏氟乙烯压电薄膜制成的传感器。这类传感器的特点是频响宽,材料薄而柔软,有很好的时间和温度稳定性. PVDF与水及人体软组织的声阻抗匹配良好,比较适合采集脉搏信号。 但压电式传感器电荷易“跑失”,不宜进行静态压力的测量,并且信号放大需特殊的电荷放大器,成本较高,使其通用性受到限制。,传声器,传声器是利用声学原理,拾取由脉搏引起的振动,即所谓的听信号。它是一种非接触式的脉搏信号采集方式。,应变式压力传感器,通常用的应变式压力传感器既是固态接触式传导,也是脉象仪普遍采用的一类传感器。它通过应变片受力后,产生变形,使阻值发生变化,通过桥路输出电压的变化,反映脉搏搏动情况。,应变式压力传感器结构,二、国内外同类课题研究现状及发展趋势,国内方面:我国脉诊客观化的研究始于五十年代,但是限于当时的仪器水平,未能取得较大的进展 ; 七十年代中期,天津、上海、贵州、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组,同时研制出了一批性能和质量都较好的脉图仪 ,如北京的BYS-14型脉象仪 ; 1981年台湾汪叔游教授把电子计算机运用到脉诊研究方面并完成了硬件分析电路 ;2001年电子第四十九研究所的张东青在传统传感器基础上研制出一种新型自检脉搏传感器 。,二、国内外同类课题研究现状及发展趋势,国外方面:1860年法国的 Vierordt研制出第一台弹簧杠杆式脉搏描记器; 1953年日本藤田六郎教授用麦杆法、电振法和羽毛法试图使脉诊客观化; 1978年竹之内诊左夫用压力传感器测出桡动脉波,并试用于临床 ;1982年松本勋用自己设计的传感器制成了脉波计也在临床进行了试用 ;美国john H.Laub受脉诊启示设计了脉搏记录仪。,二、国内外同类课题研究现状及发展趋势,近年来,国外对脉诊仪的研究,大多是把脉象传感器置于被测部位,将脉搏的搏动转换成电信号,再输入放大电路,将微弱的生理病理信号用记录仪记录,或用计算机处理,再对脉搏波进行分析诊断。,二、国内外同类课题研究现状及发展趋势,目前脉象仪的研究,主要有两个方向:一是在传感器上进行改进,模仿中医把脉,提取尽可能全面的脉象信息,重点在客观反映脉象;另一个方面是脉象信息分析,即在上一步的基础上与中医理论结合,寻求临床应用途径,制成各种病情诊断专家系统。,三、研究过程中的主要问题及解决方法,基于MEMS技术制作的硅脉象传感器是在悬臂梁的根部制作由四个MOS场效应管组成的惠斯通电桥。由于相同电阻率的P型电阻比N型电阻具有更显著的压阻效应,所以我们选择PMOS场效应管,使其导电沟道充当传统的扩散电阻。这样做,可以实现通过栅极来调控导电沟道,从而使四个场效应管的电阻一致,有效的克服了零位漂移的困难。单个PMOS场效应管剖面图如下:,工艺过程:,以上的工艺流程进行完以后,用激光器将悬臂梁刻出,完成之后的俯视图和截面图如右图所示:,011,011,三、研究过程中的主要问题及解决方法,对传感器进行测试的时候,为了避免悬臂梁被损坏,需要在上下两面加上保护装置,保护装置与悬臂梁之间的间隙大概在100m左右,但由于传感器及梁的尺寸及厚度都很小,所以保护装置的材料还在寻找中。,四、课题研究的时间进度、安排:,2007年08月-2007年11月 项目调研、确定方案2007年12月-2008年04月 原理设计、版图设计2008年05月-2008年09月 加工制作、电路调试2008年10月-2009年01月 特性测试2009年02月-2009年05月 撰写论文、课题总结2009年05月 论文答辩,五、课题研究所需主要设备,仪器及药品。除已有物资外另需经费概算:,需要的主要设备: 1、氧化炉,扩散炉进行硼扩散和磷扩散 2、光刻机 3、真空蒸发镀膜机 4、探针测试仪 5、激光器 6、计算机辅助工艺设计软件系统Tanner 7、计算机辅助设计软件系统 Protel 99 SE 尚缺少的工艺设备、测试系统,拟到哈尔滨49所及哈尔滨工业大学完成。,六、外出调查研究主要单位,主要解决问题,访问学者姓名,差旅费和资料费预算,北京大学 微电子研究所 张国艳 (副教授、博士后) 搜集课题相关资料,了解国内外脉象传感器的发展概况及趋势;目前研究者采用的研究方法和测量手段;探讨工艺过程,研究与实际工艺相结合的实验方法。黑龙江中医学院 李桂荣(教授) 了解中医脉诊,参考文献,1 N.V.Lavnik, M.J.Sepaniak, P.G.Datskos, Rev.Sci.Instrum.75,2229(2004).2 C.Liu, Foundations of MEMS (Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River,NJ,2005).3 石山仁,笠原宏.触觉检测脉波计J.国外医学.中医中药分册,1991,(3): 1314.4 藤田六郎.用超声波脉诊仪的六部定位J.国外医学.中医中药分册,1986,(1):1214.5 岗田腾.东方医学中脉诊的临床实用化J.国外医学.中医中药分册,1989 (2):28-30.6 杨丽娟.脉象分析系统的发展概况J.中医药信息,2005, Vo22, No.4:5-6.7 姜斌.脉象传感器的发展概况J.科技资讯,2006, Vo23:18.8 杨冰脉.诊仪研制及分析方法的研究进展J.北京中医药大学学报,2000, 23 (6):68-69.9 黄献平,李冰星.BYS-14型心电脉象仪与MX-811型脉象仪的比较J.湖南中医学院学报,1999. 19 (1) :66-67.10王国力,赵子婴,白金星.PVDF压电薄膜脉搏传感器的研制J.传感技术学报,2004, 17 (4) : 688-692.11王代华,周德高,刘建胜.PVDF.压电薄膜振动传感器及其信号处理系统J.压电与声光,1999, 21(2):122-126.12王炳和,杨顺,相敬林.脉搏声信号检测系统实验设计及功率谱特征J.中华物理医学杂志.1998, 3 (3):13-16.13费兆馥.现代中医脉诊学M.北京:人民卫生出版社,2003.,参考文献,14汤伟昌.中医双探头符合式脉象传感器的研究J.中国医疗器械杂志,2000,24(1).15赵翠敏,杨学智,宋一伦.中国脉诊仪研究概述J.中华中医院杂志,2006.16Stephen O.Heard, MD Alan Lisbon. An Evaluation of a New Continuous Blood Pressure Monitoring System in Critioaliy 111 PatientsJ. Journal of Clinical Anesthesia, 2000, (12):519-518.17Ken-ichiro Kamei, Tetsuya haruyama. Noninvasive Pulse Transducer for Simultaneously Measuring Pulse Pressure and VelocityJ. Journal of Controlled Release, 2003;88:253一262.18Murray WB, Foster PA. The peripheral pulse waveJ. Information overlooked J-Clin-Monit, 1996,12(5):365-77.19L.Y Wei et al: A New scientific method of pulse diagnosisJ. American Journal of Acupuncture;1995,12(3):205-210.20Urquiza S, Desimone H, Goni M, Introzzi A, Clara.F. Prediction of human arterial pulse ware shape changes in aging and hypertensionJ. Proceedings of the 3rd International Conference on Computer Simulations in Biomedicine, 1995, 21(7):131-135.21Young-Zoon Yoon, Myeong-Hwa Lee, Kwang-Sup Soh. Pulse Type Classification by Varying Contact PressureJ. IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY,2000 Novembe

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