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生物医学工程进展

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生物医学工程进展

生物医学工程进展范文第1篇

在过去的五十年中,生物医学工程为医学的发展与进步做出了很大的贡献,可概括为以下两点:一、发展了一系列以疾病的诊断和治疗为目标的医学仪器和装备,提高了医学水平。二、从技术科学角度出发,人们开始重视到技术的重要,追求技术的先进性。

当前我国国内在技术标准、贷款担保、进口税收等方面的滞后政策,很大程度上制约了我国生物医学产业的发展进程。2012年继美国次贷经济危机之后,经济的低靡带引起高昂的技术资金消费和人市饱和也进一步给了生物医学带来了一定的打击。因此,迫切需要比照发达国家经验,找出国内相关政策存在的缺陷,有针对性地提出扶持政策,实现我国生物医学产业的跨越式的发展,从而实现生物医学技术的人才进步和技术提高。

自2005年以来,中国生物医学市场成为继美国和日本之后世界第三大市场,并且在以每年14%左右的速度迅速增长。制药业和生物医学工程是当代健康产业的两大支柱,在20世纪90年代,以美国为代表的发达国家生物医学产业与制药业的销售额比例已经达到1∶1,而在我国目前这个比例为1∶6,这也预示着我国生物医学产业具有广阔的发展空间和巨大的潜在市场。但令人忧虑的是,我国主要产品的技术水平与世界先进水平相差近20年。据不完全统计,仅美国一国生产的生物医学产品就占了全世界总量的40%以上,欧洲占了30%左右,日本占了15%~18%,加起来几乎垄断了世界市场。而在中国,生物医学产品总产值仅占世界总销售额的2%。

生物医学产品一般技术含量都比较高,且市场准入严格,迄今为止不少关键技术都还被发达国家的大公司所垄断。国内生物医学领域缺乏自主创新,大多是因循已有知识和技术,跟踪国外具体工作, 技术储备匮乏;对引进技术缺乏深入的消化吸收和创新,对引进国外产品全力仿制,寄希望于以市场换技术,结果丢了市场而未换到技术。因此,我们在技术结构上落后于国际先进水平,产品技术水平、 产品质量难以满足临床使用的高要求,大多数产品难以参与市场竞争,高性能产品更难以与国外产品匹敌,有待进一步发展。

参考文献:

[1]杨子彬 基础医学卷-生物医学工程学{M}. 哈尔滨:黑龙江科学技术出版社

[2]生物医学工程学 作者:邓玉林 出版社:科学出版社:第一版(2011年1月6日)

[3]中国生物医学工程进展 作者:张建保,卢虹冰,徐进 出版社:西安交通大学;第一版

生物医学工程进展范文第2篇

【关键词】卓越工程师;3I特质;专业知识;能力;品德

近30年的改革开放推动了我国经济的快速发展,同时为国际化高质量的工程技术人才提供了需求空间。然而,多项研究表明,我国只是工程教育大国而非强国,我国的工科学生面临着不能满足社会需求而产生的失业的压力。在此背景下,教育部为贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010~2020)》,于2010年启动了工程教育的重大改革项目“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)。“卓越计划”的启动对传统的人才培养观念和模式提出了挑战。“如何培养合格的卓越工程师人才”成为各大高校,特别是国家和地方首批“卓越计划”试点的高校和专业务必思考的首要问题。根据“卓越计划”的要求与理念,很多高校提出了从专业基础知识、能力和品德综合素养三个方面进行卓越工程师人才培养的模式[1-2]。

1“卓越工程师”及3I特质涵义

教育部高教司相关负责人表示,希望通过“卓越计划”的实施,能够引导工程教育的改革方向,让工程教育回归工程。也就是说,“卓越计划”希望培养的学生具备相应的工程技术和专业能力,具备追求卓越的精神和态度,能够真正服务企业和社会。“卓越计划”的实施不是培养能力超强的高级工程技术人才,而是要求培养具备知识、能力和品德综合素养,即具备3I(Initiative,IndustrialandIntegrative)特质的现代工程技术人才。目前,清华大学、北京理工大学、东南大学等高校在卓越计划的推动下,开始探索生物医学工程专业卓越工程师人才培养新模式。但是这些高校大多是综合性、或理工类院校,具有较强的工科背景和条件。然而对于医学院校的生物医学工程专业而言,工程技术基础相对薄弱,不能够复制其它高校的人才培养模式。因此,我们需要根据自身的背景与条件,摸索一套适合医学院校生物医学工程专业卓越工程师培养的3I人才培养模式。

2改革思路与应用

为了能够真正实现知识、能力和品德综合素养的培养,本校生物医学工程专业从不同角度、不同层面渗透3I特质的培养理念,充分展现3I特质的人才培养模式。

2.1优化专业课程设置与实践体系

由于生物医学工程是新型交叉学科,具有多个研究方向,因此在本科的教育中也可以根据市场需求,细化专业方向,设置具有专业方向特色的专业基础课程与专业课程。比如我校生物医学工程专业设有一个医疗电子仪器方向,因此我们在该方向的课程体系中设置了各种医学设备相关的课程,比如《医学影像设备学》、《医用治疗设备》、《检验分析仪器》等课程。实践体系主要包括专业实验、见习、实习,学生竞赛,科研实训小组等。根据教育部关于实验教学的指导意见,我校生物医学工程专业在新培养方案的修订过程中,对专业实验的设置进行了大幅改革,大大增加了实验教学的学时比例,加大了设计性、综合性实验的比重。为了巩固学生的理论知识,提高学生学习的兴趣和热情,对低年级学生在课堂之外成立兴趣小组,开展电子电路的初步实践,培养学生的动手能力;鼓励学生参加各类大学生竞赛和参与教师的科研课题,培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力、创新精神和团队意识,今年学科组成立了生物医学工程专业科研实训小组,由专业老师负责指导。

2.2建立校企合作平台

根据专业方向,拓展更多相关的实习基地,建立长期有效的校企合作平台,有针对性地培养学生对专业方向和专业知识的了解和学习,让学生对本专业在社会中的应用领域和应用价值有初步认识,便于专业理论知识的巩固和就业目标的确定。“卓越计划”要求企业全程参与卓越工程师人才培养的过程,林健教授也对国内外校企合作的情况进行了分析,并提出参考方法与建议[3]。从2012年开始,我校生医专业开始与一医疗器械公司开展合作办学,开办“卓越班”。该班由生物医学工程专业选拔的学生组成,负责学生的职业素养培训、大型医疗器械的授课和实践、团队精神和综合素质的训练等。

2.3注重综合素质与品德培养

积极开展有意义的课外活动与锻炼,提高学生的品德素养。在培养方案的修订中,学校也考虑了这个问题,学校的公共课程很多增设了实践课程;加大了社会调查与实践、军事理论的实践等。

3改革效果与意义

目前,新的培养方案刚刚启用,只有少数专业课程采用了新的课程设置。从学生的调查中发现,学生对实验学时的增加比较满意,他们有了更多动手锻炼的机会。一些公共课程实践学时的增加也提高了学生的学习热情,比如思想政治课有更多机会去博物馆、革命纪念馆等地方参观、学习;暑假有更多的社会实践时间和机会去走入社会、了解社会。生物医学工程专业的“卓越班”目前进展顺利,通过3年的摸索,人数、课程及流程均已稳定。从学生、学校和企业三方的反映,该“卓越班”办学效果良好,而且报名参加“卓越班”的学生人数每年呈递增趋势。基于卓越工程师培养的3I人才培养模式的目的在于促进教学、提高教学质量,为社会培养真正具备专业基础知识、能力和品德综合素养的工程技术人才。该模式注重学生兴趣和市场需求,能够使学生学习的目的更明确,对提高学生的学习兴趣和热情具有重要意义;注重能力培养,有助于提高学生的实践动手能力、培养学生的自学能力和创新意识、提高学生分析问题和解决问题的能力;注重专业知识和实践相结合,边学习边实践边巩固,有助于改善教学效果和教学质量;注重品德的提高,充分体现“唯人”校训理念。同时,3I特质的卓越工程师培养模式对教师也提出了更高的要求,对于提高教师的教学水平、改善教学方法与手段、提高教学质量与效果都具有重要作用和实际意义。

【参考文献】

[1]王菁华,周军,岳爱臣,等.“卓越计划123模式”的创建与实践研究[J].高等工程教育研究,2012,3:47-52.

[2]何金保,骆再飞,廖远江.基于“3I”特质的卓越工程师人才培养的探索[J].大众科技,2015,17(187):121-122.

生物医学工程进展范文第3篇

【关键词】《医学超声仪器》原理 生物医学工程 教学内容 教学方法

【中图分类号】R722.12 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)08-0143-01

1教学内容的优化设计

1.1教材与课程教学内容

我校生物医学工程专业分流后,课程增多,课时减少。《医学超声仪器原理》按教学计划,理论36学时,实验3学时,课时非常有限。讲授内容需突出重点,去粗取精,点面结合。其次,生物医学工程专业的主要目标是培养医学仪器的操作人员、维护人员、销售人员、设备管理人员和研发人员,授课过程中要既重基础又结合实际。综合各方面因素考虑,我们选择西安交通大学万明习教授主编的《生物医学超声学》作为教材。该书是目前国内对医学超声学的基础理论、关键技术及超声新技术发展介绍最为全面的一本专著,但内容较多且难,并不完全适用于3时的本科教学。因此,在教学过程中,我根据实际需要对其内容进行了相应筛选调整,并结合具体超声仪器实例进行授课,真正做到既重基础又结合应用实际。

具体课程内容归结为如下6个章节。(1)绪论:介绍医学超声仪器的分类,发展历史、现状及趋势。(2)医学超声的物理基础:介绍描述超声波的重要物理参数,超声波的传播特性、波动方程、多普勒效应,超声波的生物特性及安全剂量。(3)医用超声换能器:介绍压电效应及压电材料特性,医用超声换能器的种类与结构、声场的形成与分布。(4)超声波束的接收、预处理与DSC数字扫描变换器:介绍B型超声诊断仪超声回波信号的前置放大、接收多路转换、可变孔径技术、相位调整技术、增益控制与动态滤波、对数放大、检波与勾边技术,以及DSC数字扫描变换器。(5)超声多普勒血流测量与成像:介绍多普勒血流测量的基本原理,所需提取的主要参数,血流速度大小及方向的检测方法,多种多普勒血流仪系统和各自距离选通的原理,彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。(6)其他医学超声技术及发展:介绍超声治疗技术、超声显微技术、超声CT,以及医学超声研究的新进展。

1.2实验设置

在教学实践的第一学年,我们采取的是以学生为检测对象,指导学生完成对颈部主动脉、肝、肾的纵向和横向扫查,并对图像进行分析,但是教学效果不很理想。原因有两个:一是虽然学生有一些解剖学基础,但是实验中让其独立准确找到解剖学位置仍有一定难度;二是教学资源有限,男女生同组,实验过程中进行腹部检测时难免尴尬,学生积极性难以调动。因此在第二学年,我们借鉴了其他高校的经验[2],将检测对象由人换成熟鸡蛋,不仅可以形象地显示超声波在不同介质中的传播特性,而且很容易探测到熟鸡蛋的蛋白与蛋黄的切面图,避免了上述两个问题的存在。同时还可引导学生向鸡蛋内注入色拉油等物质,模拟组织内部发生病变的状况,极大地提高了学生的学习兴趣,教学效果鲜明、生动、直观。

2 生物医学工程的生物化学教学现状

生物化学相对于其他基础学科具有抽象难懂、内容繁杂等特点,是医学院学生感觉最难的课程之一。尤其是对于生物医学工程专业,缺乏一部为该专业量身打造的教材,内容多与课时少的矛盾极为突出。就本校而言,该专业的生物化学理论学时数仅为40学时,而使用的教材为刘新光主编、科学出版社出版的《生物化学(案例版)》,该书系统全面完整,但课时数远远不够,如果按照一般医学本科教学大纲进行讲授,学生感觉难以消化,对生物化学课程的畏难情绪和抵触情绪增加。其次,教学模式单一,以教师为课堂的绝对主体,进行传统填鸭式教学,学生缺乏主动学习的兴趣,容易疲劳。第三,考查形式单一,仅对书本知识进行闭卷考试的单一评价考核体系,既不能反映学生的综合素质,也难以激发学生的创造力,容易使学生投机取巧,仅关注考点,而忽视对学科知识的整体把握。

针对教学内容,灵活应用多种教学方法。例如,采用启发式教学,在每一章节授课前先根据教学内容针对性地设置几个问题,让学生带着问题听课,在课堂中寻求答案,变“填鸭式”的被动学习为主动学习。同时,为了培养学生的学习兴趣,可利用介绍本学科的发展动态,国内外重大研究成果、新方法、新应用等内容来激励学生,让他们充分认识到这门课程的实用性和重要性。

3存在的问题及解决思路

经过两个学年的教学实践,我在《医学超声仪器原理》课程的教学中已积累了不少经验,也存在不足之处,其中最突出的是实验教学内容略显单薄。针对这一问题,我已着手解决,将在原3个学时实验的基础上再设置相应的开放性实验,如生物组织超声参数的测量与估计、单阵元圆形超声换能器辐射声场分布特性测试与分析、彩色超声多普勒血流仪的操作及数据分析等。所设计的实验项目将与课程教学内容密切结合,进一步有效地增强教学效果。

4 结束语

综上所述,医学超声仪器原理涉及多个学科,内容较为抽象,且课时量有限,因此教学难度较大。我在教学过程中根据本专业的实际需求,以着重培养学生的实践能力和创新意识为目标,结合教学体会和学生的反馈信息,从教学内容优化、教学手段、教学方法等方面入手,经过两年多时间的实践,取得了较好的教学效果。

参考文献

[1]万明习.生物医学超声学[M].北京:科学出版社,2010.

生物医学工程进展范文第4篇

心脏猝死是一个影响人类社会健康的重要因素

心脏性猝死已对广大人民的健康造成严重危害,因而对心脏性猝死的防治应该成为医疗卫生事业的工作重点然而由于猝死的特殊性和不可预测性。90%的猝死患者发生在院外在欧美国家 院外生存率约为3%-5%。近年来随着体外自动除颤器的应用,院外公共场所心肺复苏的成功率明显提高。由于中国社会人群中急救意识的贫乏猝死后复苏的成功率极低,因而在猝死防治中应该从两方面入手是对高危患者进行筛选并积极地预防治疗。二是提高公共场所的急救能力,大力开展对心肺复苏急救知识的普及活动,并增加公共场所除颤设施的设置和应用。

普及心律失常治疗新理念造福广大患者

心律失常发病率高可见于患各种疾病的人群;危害性大 心律失常发生后除一般症状外,甚至会出现严重的血流动力学障碍导致患者头晕、晕厥甚至猝死,因而必须进行积极彻底的治疗。心律失常的治疗具有多样性,多层面的特点,即药物治疗、起搏治疗、导管消融治疗以及外科治疗。

药物是心律失常治疗的经典手段

药物是心律失常治疗的经典手段已有数十年的历史,但自CAST试验后抗心律失常药物的选择理念有了重大改变,1类抗心律失常药物的应用受到了越来越多的制约而¨类抗心律失常药物因为逐步登上心律失常药物治疗的舞台,成为这一领域的主角。但近年来,随着临床实践的深入,不同疾病状态下抗心律失常药物的个体化优选已成为这一领域令人关注的焦点之一,针对不同的疾病,抗心律失常药物的应用也有所不同,如:对于急性心肌梗死后的急性心律失常的治疗Ic类抗心律失常药物虽然有效但CAST试验证实其会增加远期死亡率,已不建议选用。更多的循证医学证据显示:胺碘酮能够有效控制这类心律失常症状,不增加远期死亡率,而多项临床研究也提示β受体阻滞剂能够减少心脏性猝死的人数,因而2006年室性心律失常和心脏性猝死防治指南中明确提出:胺碘酮是治疗恶性室性心律失常的基石,β受体阻滞剂是防治心脏性猝死的中流砥柱。

深化生性起搏的理念

随着起搏治疗的深人和广泛应用,人们同时也越来越认识到起搏治疗中的弊端,例如:过多的右室心尖部起搏能够增加房颤和卒中的发生,因而近年来,生理性起搏的理念已被从初始的普通双腔起搏进一步上升到优化起搏部位,优化起搏间期和起搏模式,通过这些努力和提高,减少了非生理性起搏带来的危害。

而心室再同步化治疗(CRT)心力衰竭已成为心力衰竭患者治疗的新希望,目前CRT治疗心衰在大量循证医学证据的支持下已成为心衰治疗的重要方法并已作为重要治疗策略写入国内外多项心衰治疗指南,这技术在我国也进行了较为广泛的开展,越来越多的心衰患者从中受益,但同时也出现和存在着诸多令人关注的问题和困惑,例如窄ORS波 房颤患者能否获益7如何提高CRT的疗效?如何识别CRT治疗可能无效的患者?

因而医生在为患者进行起搏治疗时,要全面考虑生理性起搏的选择,既要减少非生理性或不全面的生理性起搏带来的危害还要减少患者不必要的经济负担。

正确运用导管消融技术根治心律失常

导管消融技术作为心律失常介入治疗的核心技术作为一项根治心律失常的技术在中国的应用历史已逾15年,广大患者深受其益。使越来越多的患者摆脱了心律失常的困扰和危害并且随着生物工程技术的飞速发展和治疗理念的更新其治疗的适应症在不断的扩大,已从初始的室上性心动过速,发展到今天的房颤,室颤的消融。在导管消融治疗的新领域中,以房颤为例,导管消融技术的应用改变了房颤治疗的传统理念,即只能应用药物维持治疗,使广大患者看到了根治房颤的希望,并且随着房颤消融技术的更新和提高,房颤的消融也从仅适用于阵发性房颤,延展到持续性房颤也可以消融,从孤立性房颤拓展到高血压,心肌病甚至部分心衰患者的房颤也可进行消融治疗。但是射频消融能否成为房颤的一线治疗仍是本次大会和未来争议的焦点。

充分认识介入治疗的并发症

不论是起搏治疗还是导管消融治疗,并发症都不可避免,但是并发症的发生与医生的技术水平和对并发症认识的水平和证实的程度密切相关,近年来受到广大医生的重视本次大会有关介入并发症的专场,人头涌动、座无虚席,各位讲座专家结合临床实例,生动而细致地介绍了常见和特殊并发症的表现和临床处理方法,使参会代表颇为受益。

在心律失常治疗领域中,必须正确掌握各种治疗技术的适应症正确运用各项技术和药物,才能造福于患者。

搭建生物医学工程学的桥梁促进国产化技术的提高

生物医学工程进展范文第5篇

摘要:数字信号处理(DSP)系统由于受运算速度的限制,其实时性在相当的时间内远不如模拟信号处理系统。从80年代至今的十多年中,DSP芯片在运算速度、运算精度、制造工艺、芯片成本、体积、工作电压、重量和功耗方面取得了划时代的发展,开发工具和手段不断完善。DSP芯片有着非常快的运算速度,使许多基于DSP芯片的实时数字信号处理系统得以实现。目前,DSP芯片已应用在通信、自动控制、航天航空及医疗领域,取得了相当的成果。在载人航天领域,基于DSP芯片的技术具有广阔的应用前景。

The Development and Applications of Digital Signal Processing(DSP)-chip

Abstract:Due to the limitation of operation speed,real time performance of digital signal processing (DSP) system is far from that of analog signal processing system in decades ago. Since early 80’s,DSP chips have been greatly improved in the following aspects: operation speed,computation precision,fabrication technics,cost,chip volume,operational power supply voltage,weight and power consumption. Furthermore,development tools and methods have been developed greatly. Modern DSP chips can be operated very fast,which make the implementation of many DSP based signal processing system possible. Now DSP chips have been widely applied successfully in communication,automatic control,aerospace and medicine. DSP based technology has very promising future in manned space flight area.

Key words:digital signal processing(DSP);chip;development;application

数字信号处理作为信号和信息处理的一个分支学科,已渗透到科学研究、技术开发、工业生产、国防和国民经济的各个领域,取得了丰硕的成果。对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理,能使我们对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解,得到我们需要的信号形式,提高信息的利用程度,进而在更广和更深层次上获取信息。数字信号处理系统的优越性表现为:1.灵活性好:当处理方法和参数发生变化时,处理系统只需通过改变软件设计以适应相应的变化。2.精度高:信号处理系统可以通过A/D变换的位数、处理器的字长和适当的算法满足精度要求。3.可靠性好:处理系统受环境温度、湿度,噪声及电磁场的干扰所造成的影响较小。4.可大规模集成:随着半导体集成电路技术的发展,数字电路的集成度可以作得很高,具有体积小、功耗小、产品一致性好等优点。

然而,数字信号处理系统由于受到运算速度的限制,其实时性在相当长的时间内远不如模拟信号处理系统,使得数字信号处理系统的应用受到了极大的限制和制约。自70年代末80年代初DSP(数字信号处理)芯片诞生以来,这种情况得到了极大的改善。DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合进行数字信号处理运算的微处理器。DSP芯片的出现和发展,促进数字信号处理技术的提高,许多新系统、新算法应运而生,其应用领域不断拓展。目前,DSP芯片已广泛应用于通信、自动控制、航天航空、军事、医疗等领域。

DSP芯片的发展

70年代末80年代初,AMI公司的S2811芯片,Intel公司的2902芯片的诞生标志着DSP芯片的开端。随着半导体集成电路的飞速发展,高速实时数字信号处理技术的要求和数字信号处理应用领域的不断延伸,在80年代初至今的十几年中,DSP芯片取得了划时代的发展。从运算速度看,MAC(乘法并累加)时间已从80年代的400 ns降低到40 ns以下,数据处理能力提高了几十倍。MIPS(每秒执行百万条指令)从80年代初的5MIPS增加到现在的40 MIPS以上。DSP芯片内部关键部件乘法器从80年代初的占模片区的40%左右下降到小于5%,片内RAM增加了一个数量级以上。从制造工艺看,80年代初采用4μm的NMOS工艺而现在则采用亚微米CMOS工艺,DSP芯片的引脚数目从80年代初最多64个增加到现在的200个以上,引脚数量的增多使得芯片应用的灵活性增加,使外部存储器的扩展和各个处理器间的通信更为方便。和早期的DSP芯片相比,现在的DSP芯片有浮点和定点两种数据格式,浮点DSP芯片能进行浮点运算,使运算精度极大提高。DSP芯片的成本、体积、工作电压、重量和功耗较早期的DSP芯片有了很大程度的下降。在DSP开发系统方面,软件和硬件开发工具不断完善。目前某些芯片具有相应的集成开发环境,它支持断点的设置和程序存储器、数据存储器和DMA的访问及程序的单部运行和跟踪等,并可以采用高级语言编程,有些厂家和一些软件开发商为DSP应用软件的开发准备了通用的函数库及各种算法子程序和各种接口程序,这使得应用软件开发更为方便,开发时间大大缩短,因而提高了产品开发的效率。

目前各厂商生产的DSP芯片有:TI公司的TMS320系列、AD公司的ADSP系列、AT&T公司的DSPX系列、Motolora公司的MC系列、Zoran公司的ZR系列、Inmos公司的IMSA系列、NEC公司的PD系列等。

通用DSP芯片的特点

1. 在一个周期内可完成一次乘法和一次累加。

2. 采用哈佛结构,程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据。

3. 片内有快速RAM,通常可以通过独立的数据总线在两块中同时访问。

4. 具有低开销或无开销循环及跳转硬件支持。

5. 快速中断处理和硬件I/O支持。

6. 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

7. 可以并行执行多个操作。

8. 支持流水线操作,取指、译码和执行等操作可以重叠进行。

DSP芯片的应用

随着DSP芯片性能的不断改善,用DSP芯片构造数字信号处理系统作信号的实时处理已成为当今和未来数字信号处理技术发展的一个热点。随着各个DSP芯片生产厂家研制的投入,DSP芯片的生产技术不断更新,产量增大,成本和售价大幅度下降,这使得DSP芯片应用的范围不断扩大,现在DSP芯片的应用遍及电子学及与其相关的各个领域。

典型应用 (1)通用信号处理:卷积,相关,FFT,Hilbert变换,自适应滤波,谱分析,波形生成等。(2)通信:高速调制/解调器,编/译码器,自适应均衡器,仿真,蜂房网移动电话,回声/噪声对消,传真,电话会议,扩频通信,数据加密和压缩等。(3)语音信号处理:语音识别,语音合成,文字变声音,语音矢量编码等。(4)图形图像信号处理:二、三维图形变换及处理,机器人视觉,电子地图,图像增强与识别,图像压缩和传输,动画,桌面出版系统等。(5)自动控制:机器人控制,发动机控制,自动驾驶,声控等。(6)仪器仪表:函数发生,数据采集,航空风洞测试等。(7)消费电子:数字电视,数字声乐合成,玩具与游戏,数字应答机等。

在医学电子学方面的应用  如同其它数字图像处理一样,DSP芯片已在医学图像处理,医学图像重构等领域,如CT、核磁成象技术等方面得到了广泛的应用,已取得了令人满意的效果。在助听,电子耳涡等方面也取得了相当的进展(文献[1,2])。国内、外也有关于脑电、心电、心音和肌电信号处理方面基于DSP芯片系统的报道(文献[4~7]),我们对1996年以前国外生物医学工程的部分核心期刊,如IEEE Transactions on Biomedical Engineering,Computers and Biomedical Research等核心期刊进行检索,有关基于DSP芯片处理系统的报道很少。对国内生物医学工程的核心期刊,如《中国医疗器械杂志》、《中国生物医学工程杂志》、《生物医学工程学杂志》和《中国生物医学工程学报》等刊物进行检索,未见有关基于DSP芯片系统方面的报道。对我所的光盘数据库进行检索,未见有关在航天医学方面应用的报告。

我们认为在生理信号处理领域基于DSP芯片的技术可以解决我们在实际工作中遇到的某些问题,如当生理信号数据量很大(如脑电,肌电等)且处理算法相对复杂时,现有的微机在实时采样、处理、存储和显示方面往往不能满足实际应用要求,而基于DSP芯片的高速处理单元和微机构成主从系统可以较好地解决这类问题。

载人航天领域中信号传输带宽的限制需要对生理数据进行实时压缩;大型实验中对庞大的数据进行实时处理依赖于数字处理系统的构成;载人航天中对数据处理精度,可靠性要求以及功耗、工作电压、体积、重量等方面的限制需要我们在构造处理系统中选择性能优良的芯片。我们认为将DSP技术应用于载人航天领域具有十分重要的意义。

结束语

以DSP芯片为核心构造的数字信号处理系统,可集数据采集、传输、存储和高速实时处理为一体,能充分体现数字信号处理系统的优越性,能很好地满足载人航天领域设备测量精度、可靠性、信道带宽、功耗、工作电压和重量等方面的要求。目前,DSP芯片正在向高性能、高集成化及低成本的方向发展,各种各类通用及专用的新型DSP芯片在不断推出,应用技术和开发手段在不断完善。这样为实时数字信号处理的应用——尤其是在载人航天领域中的应用提供了更为广阔的空间。我们有理由相信,DSP芯片进一步的发展和应用将会对载人航天信号处理领域产生深远的影响。

[参考文献]

[1] 李小华,李雪琳,徐俊荣.基于DSP的数字助听器的研究.95年生物电子学[C],医学传感器等联合学术会议文集,北京,1995:438~439

[2] 候 刚,徐俊荣.用于植入式多道电子耳涡的一种数字实时语音特征分析系统的研究[M].生物医学工程前沿,合肥:中国科技大学出版社,1993:471~476

[3] 邱澄宇,何宏彬.用于心电信号数据压缩的数字信号处理器[M].生物医学工程前沿,合肥:中国科技大学出版社,1993:463~466

[4] Vijaya Krishna G,Prasad SS,Patil KM. A New DSP-Based Multichannel EMG Acquisition and Analysis System[J].Computers And Biomedical Reserch,1996,29:395~406

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