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高速數(shù)據(jù)采集卡在醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用

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掃一掃!高速數(shù)據(jù)采集卡在醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用掃一掃!
 瀏覽：- 發(fā)布日期：2016-05-27 10:25:00【大 中 小】

 近年來(lái),，眾多醫(yī)院將投入大量資金用于整修和改造過(guò)時(shí)的設(shè)備,。醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)療、科研,、教研工作的基本要素,，也是不斷提高醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)水平的基本條件,。生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的正確測(cè)量,，為生物醫(yī)學(xué)研究的正確結(jié)論和臨床診斷的研究與分析提供所需要的數(shù)據(jù)和圖像,，在定量地診斷臨床上的疑難病癥等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。

典型醫(yī)療檢測(cè)系統(tǒng)將獲取到的人體生理信息首先經(jīng)過(guò)傳感器后轉(zhuǎn)換成電信號(hào),，再經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，后輸出顯示進(jìn)行分析診斷,。高速數(shù)據(jù)采集卡準(zhǔn)確,、快速采集處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)在醫(yī)療檢測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。
 
 醫(yī)療檢測(cè)
           
近期,，某心臟功能檢查系統(tǒng),，將采集到的多路生物電信號(hào)進(jìn)行處理。北京坤馳科技有限公司提供的Spectrum M2i.47xx系列采集卡,，具備采集速度快,、穩(wěn)定性高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng),、用戶(hù)可定制算法開(kāi)發(fā)等特點(diǎn),，在該檢測(cè)系統(tǒng)中，成功擔(dān)任了數(shù)據(jù)采集,、傳輸,、處理的核心任務(wù)，以下為該系統(tǒng)及M2i.47xx板卡的應(yīng)用介紹,。
 
1 應(yīng)用場(chǎng)景
 
應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,，采集生物電信號(hào),。
 
 醫(yī)學(xué)傳感測(cè)量系統(tǒng)框圖
 
醫(yī)學(xué)中需要測(cè)量的量：
 
 需要測(cè)量的量
 
此應(yīng)用主要是檢測(cè)心臟功能。需要分別建立64,128,256通道的采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。采樣率不超過(guò)50KHZ,，16bit，前端信號(hào)有單端信號(hào)也有差分信號(hào),，前端首先會(huì)做信號(hào)調(diào)理,。搭建的多通道系統(tǒng)要求體積小，方便,，推薦使用坤馳科技代理Spectrum的m2i.47xx,， 4塊、8塊,、或者16塊采集卡同步采集,。
 
2 系統(tǒng)整體性能
 
以64通道同步采集系統(tǒng)為例，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及整體性能如下：
 
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖  

 
Ø 64路同步采集存儲(chǔ)系統(tǒng)
Ø 板載存儲(chǔ)空間高可達(dá)128GB
Ø 高達(dá)100KS/s的采樣頻率
Ø 高達(dá)16位的分辨率
Ø 電壓輸入范圍-50mV到+/-10V
Ø 快速硬盤(pán)存儲(chǔ),、事件控制記錄模式
 
M2i.4741采集卡規(guī)格
 
Ø 16通道,，大100KS/s采樣率

Ø 板載512MB- 2GB DDR3內(nèi)存

Ø PCI/PCIe接口

Ø 50 歐姆阻抗、1M歐姆阻抗可選

Ø 前端輸入模擬帶寬15Mhz
Ø 前置放大器支持6種輸入信號(hào)幅度：±200mv,、±500mv,、±1v、±2v,、±5v,、±10v
Ø 前端ADC精度16bit
 
標(biāo)準(zhǔn)模式下，每塊采集卡傳輸速率為100KS/s*2Byte/S*16=3.125MB/s,，64ch, 128ch, 256ch總傳輸速率分別為 12.5MB/s, 25MB/s, 50MB/s.
 
采樣數(shù)據(jù)先存在板載內(nèi)存DDR3上,，再通過(guò)PCIe總線(xiàn)上傳到PC內(nèi)存，后,，再?gòu)膬?nèi)存讀取數(shù)據(jù),。多個(gè)板卡之間采用star-hub連接器連接互聯(lián)，可多通道同步采集,。
 
3 系統(tǒng)軟件
 
系統(tǒng)軟件安裝有Sbench6軟件,，是一款功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集和分析軟件,?？蓪?shí)現(xiàn)多種顯示窗口，和分析,、導(dǎo)出文檔功能,。帶有control center控制軟件，安裝文件里包含c/c++、matlab等軟件二次開(kāi)發(fā)的example例子,。
 
Spectrum軟件界面Sbench6示意圖如下：
 
 軟件界面Sbench6示意圖
 
64通道可全部顯示,，也可選擇需要顯示的單個(gè)或多個(gè)通道波形。放大可清晰顯示采樣點(diǎn),，每?jī)蓚€(gè)采樣點(diǎn)間隔0.01ms. 采集到的信號(hào)可以進(jìn)行濾波,，F(xiàn)FT等運(yùn)算處理，供進(jìn)一步分析檢測(cè),。
 
通道波形圖
 
軟件特點(diǎn)：

Ø ?可以應(yīng)用在Windows XP, Vista, Windows7, Windows8環(huán)境使用

Ø ?界面易用,，可拖放，?？看翱?，環(huán)境菜單
Ø ?可顯示模擬和數(shù)字信號(hào)，X-Y軸,，頻域信息和延展信號(hào)
Ø ?單次可處理幾個(gè)GB的數(shù)據(jù)
Ø ?快速數(shù)據(jù)預(yù)覽功能
 
4．總結(jié)
 
利用快速實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)保存的數(shù)字化醫(yī)療檢測(cè)信號(hào),，數(shù)據(jù)規(guī)模大、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng),、保真度高,，可用于檢測(cè)心內(nèi)壓力，心血管疾病的基礎(chǔ)研究中需要檢測(cè)的血液粘度以及血脂含量,，血壓,、心電等，進(jìn)行圖像信號(hào)實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)處理,，提供醫(yī)療診斷和建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)或診斷系統(tǒng),，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
 

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