基于FPGA的微流控電泳儀信號采集與信號處理研究
發(fā)布時間：2020-12-11 18:16
近年來,我國心血管疾病患病率逐年上升,并且心血管疾病死亡率遠高于其它疾病。研發(fā)心血管疾病檢測系統(tǒng)對心血管疾病發(fā)病率進行評估,提前采取積極防護或治療措施,有利于降低心血管疾病患病概率以及死亡率。然而目前廣泛使用國外檢測儀器,成本較高。因此,研制診斷心血管疾病檢測系統(tǒng)具有重大社會意義,以及巨大市場。本文研制檢測血脂亞組分的微流控電泳儀,能準確檢測血脂亞組分含量,還具備體積小、分析準確且速度快、成本低等特點。本文主要對微流控電泳儀的數(shù)據(jù)采集硬件電路、熒光蛋白信號分析處理方法等研究與設(shè)計,主要內(nèi)容如下:（1）設(shè)計基于FPGA控制的數(shù)據(jù)采集硬件電路。研究熒光蛋白檢測方案,選擇發(fā)光二極管LED645L刺激熒光蛋白發(fā)光,利用光電倍增管H10723-20采集微弱熒光蛋白信號。設(shè)計并調(diào)試基于FPGA控制的發(fā)光二極管驅(qū)動電路、光電倍增管驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及采集電路等模塊。（2）對熒光蛋白信號去噪和信號波峰信息提取研究與設(shè)計。根據(jù)小波分析信號的多分辨率分析特性,將提出的新閾值處理函數(shù)應(yīng)用在提升小波去噪中,克服傳統(tǒng)閾值函數(shù)缺點。經(jīng)過matlab分析驗證表明,新閾值處理函數(shù)在熒光蛋白信號去噪中...
【文章來源】：南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
微流控芯片內(nèi)部通道簡易模型示意圖
電泳儀主要由基于高壓進樣的微流控芯片控制模塊、基于信號采集與去噪模塊以及上位機模塊組成。控芯片控制模塊芯片控制模塊功能是控制待檢測樣品從微流控芯片中樣上的檢測口�？刂颇K的工作原理是以高壓電場為樣品泳共同作用下，樣品沿著芯片通道向所帶電荷相反的電根據(jù)自身移動速率實現(xiàn)分離。主要分為三個階段：樣品進如圖 2.3 所示。由于待檢測的樣品帶負電荷，電泳時樣品正極。在進樣時，設(shè)置樣品池（S）電壓 0V，樣品廢液沖液池（B）電壓 100V，緩沖廢液池(BW)電壓 100V，當熒光蛋白充滿進樣通道即第二階段完成后，設(shè)置 S 池 200V，B 池電壓 0V，BW 池電壓 800V，實現(xiàn)樣品順利到熒光蛋白信號檢測口。
圖 2.4 熒光蛋白信號采集與去噪模塊電路機模塊塊是完成最終熒光蛋白信號解析功能，對樣品中血脂收 FPGA 采集以及去噪后的微弱熒光蛋白信號，并在與形態(tài)學(xué)的方法，實現(xiàn)對熒光蛋白信號的色譜峰識別分所占的比例。電泳儀上位機利用 C#語言在 Visual 上位機中嵌入 ZedGraph 畫圖框架，方便將處理后的位機界面如圖 2.5 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于小波變換和連續(xù)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重疊峰解析策略[J]. 徐喜榮,潘子琦,李興華,李金澤. 大連理工大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[2]中國醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展狀況淺析[J]. 楊欣怡,陳一丹,劉永軍. 藥學(xué)研究. 2018(12)
[3]醫(yī)療器械行業(yè)經(jīng)濟運行現(xiàn)狀與趨勢[J]. 謝嘉生. 科技與金融. 2018(12)
[4]連續(xù)可微閾值函數(shù)與尺度閾值的小波去噪[J]. 陳家益,戰(zhàn)蔭偉,曹會英,吳興達,李小飛. 電子測量與儀器學(xué)報. 2018(10)
[5]狀態(tài)形態(tài)學(xué)濾波與EWT的故障特征提取方法研究[J]. 王金東,張隆宇,趙海洋,李穎,夏法鋒. 噪聲與振動控制. 2018(05)
[6]心血管疾病遠程監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J]. 何瀟一,葉衛(wèi)華,王嶸,高長青,王瀟磊,張永會,石俊山,劉振偉. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2018(03)
[7]《中國心血管病報告2017》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2018(01)
[8]基于小波變換的昆蟲刺吸電位(EPG)信號去噪研究[J]. 吳莉莉,賈樹恒,邢玉清,盧少華,潘建斌,閆鳳鳴. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2017(12)
[9]血漿低密度脂蛋白和高密度脂蛋白亞組分的臨床意義及檢測研究進展[J]. 米春芳,劉慶平. 中國動脈硬化雜志. 2017(10)
[10]我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題及對策[J]. 褚淑貞,王恩楠,都蘭娜. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志. 2017(06)
碩士論文
[1]基于光柵的微流控芯片電泳熒光檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 倪楷茗.東南大學(xué) 2017
本文編號：2911003
【文章來源】：南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
微流控芯片內(nèi)部通道簡易模型示意圖
電泳儀主要由基于高壓進樣的微流控芯片控制模塊、基于信號采集與去噪模塊以及上位機模塊組成。控芯片控制模塊芯片控制模塊功能是控制待檢測樣品從微流控芯片中樣上的檢測口�？刂颇K的工作原理是以高壓電場為樣品泳共同作用下，樣品沿著芯片通道向所帶電荷相反的電根據(jù)自身移動速率實現(xiàn)分離。主要分為三個階段：樣品進如圖 2.3 所示。由于待檢測的樣品帶負電荷，電泳時樣品正極。在進樣時，設(shè)置樣品池（S）電壓 0V，樣品廢液沖液池（B）電壓 100V，緩沖廢液池(BW)電壓 100V，當熒光蛋白充滿進樣通道即第二階段完成后，設(shè)置 S 池 200V，B 池電壓 0V，BW 池電壓 800V，實現(xiàn)樣品順利到熒光蛋白信號檢測口。
圖 2.4 熒光蛋白信號采集與去噪模塊電路機模塊塊是完成最終熒光蛋白信號解析功能，對樣品中血脂收 FPGA 采集以及去噪后的微弱熒光蛋白信號，并在與形態(tài)學(xué)的方法，實現(xiàn)對熒光蛋白信號的色譜峰識別分所占的比例。電泳儀上位機利用 C#語言在 Visual 上位機中嵌入 ZedGraph 畫圖框架，方便將處理后的位機界面如圖 2.5 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于小波變換和連續(xù)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重疊峰解析策略[J]. 徐喜榮,潘子琦,李興華,李金澤. 大連理工大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[2]中國醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展狀況淺析[J]. 楊欣怡,陳一丹,劉永軍. 藥學(xué)研究. 2018(12)
[3]醫(yī)療器械行業(yè)經(jīng)濟運行現(xiàn)狀與趨勢[J]. 謝嘉生. 科技與金融. 2018(12)
[4]連續(xù)可微閾值函數(shù)與尺度閾值的小波去噪[J]. 陳家益,戰(zhàn)蔭偉,曹會英,吳興達,李小飛. 電子測量與儀器學(xué)報. 2018(10)
[5]狀態(tài)形態(tài)學(xué)濾波與EWT的故障特征提取方法研究[J]. 王金東,張隆宇,趙海洋,李穎,夏法鋒. 噪聲與振動控制. 2018(05)
[6]心血管疾病遠程監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J]. 何瀟一,葉衛(wèi)華,王嶸,高長青,王瀟磊,張永會,石俊山,劉振偉. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2018(03)
[7]《中國心血管病報告2017》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2018(01)
[8]基于小波變換的昆蟲刺吸電位(EPG)信號去噪研究[J]. 吳莉莉,賈樹恒,邢玉清,盧少華,潘建斌,閆鳳鳴. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2017(12)
[9]血漿低密度脂蛋白和高密度脂蛋白亞組分的臨床意義及檢測研究進展[J]. 米春芳,劉慶平. 中國動脈硬化雜志. 2017(10)
[10]我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題及對策[J]. 褚淑貞,王恩楠,都蘭娜. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志. 2017(06)
碩士論文
[1]基于光柵的微流控芯片電泳熒光檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 倪楷茗.東南大學(xué) 2017
本文編號：2911003
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