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磁共振式无创血糖检测的研究

陈康  
【摘要】: 糖尿病是危害人类健康的重大流行疾病之一,糖尿病的预防、诊断及治疗均需要测量人体的血糖浓度,传统的有创或微创血糖测量方法给患者带来痛苦和不便,因此迫切地需要一种有效的无创伤的血糖测量方法,无创血糖监测技术已经成为国际上的一个研究热点,具有重大的实际意义和广阔的市场前景。 本文基于磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)的无创伤探测的优点,研究将磁共振定量分析技术应用于人体血糖检测,提出了一种潜在的无创血糖测量方法(磁共振式无创血糖测量方法),阐述了此方法的理论依据和设想。 本文主要对NMR无创血糖检测装置的磁场和硬件电路进行了研究,完成了磁体系统的设计与制作、发射和控制系统的设计、磁共振探头及开关电路的理论设计与仿真。 磁体系统为永磁型结构,中心区域的静态磁场强度为0.39T左右,磁场空间大小可容纳人体手指大小的测量对象;控制电路采用微处理器AT89S52作为主控制芯片,矩阵按键和液晶显示构成操作平台,可设置射频信号的频率;发射模块由频率合成电路、脉冲序列产生电路、混频电路和功放电路构成。频率合成电路采用可编程DDS(Direct Digital Synthesizer)器件AD9851可输出频率在30Mhz以内可调的射频信号。脉冲序列产生电路采用多谐振荡器74LS221,在发射控制信号的触发下输出脉宽可调的脉冲序列。混频电路采用三极管2SC945实现射频信号与脉冲序列相乘,得到射频脉冲信号,功率放大电路以OTL为基本电路形势放大射频脉冲,工作于甲乙类状态,输出约2W的功率;探头由绕制在支架上的旋管线圈和可调电容构成,开关电路实现系统发射态和接收态的顺利交接。


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