醫(yī)用眼科前房高精度侵入式壓力傳感器

我讀了一篇論文，里面的介紹了一個(gè)設(shè)備，然后正好在我的項(xiàng)目中可以用的到，復(fù)現(xiàn)！?。?/p>

當(dāng)然我嘴上也沒有個(gè)什么把門的，看見能吐槽的地方就噴了，如果想噴我的，請(qǐng)上門找我。

名字起這么長(zhǎng)，我生怕丟了關(guān)鍵詞，emmmm

論文在此

可以看這個(gè)

這個(gè)更清晰的指出了測(cè)量位置

眼球內(nèi)壓力測(cè)量是將測(cè)壓套管直接刺入眼球以測(cè)量穿刺部位眼內(nèi)壓力的方法。通過(guò)穿刺進(jìn)入前房或玻璃體腔，過(guò)去該技術(shù)已被用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中校正非侵入式測(cè)壓儀器、研究不同降眼壓藥物的效果、測(cè)量手術(shù)過(guò)程中的眼內(nèi)壓波動(dòng)情況等。目前已有研究在人眼上進(jìn)行了前房及玻璃體腔的壓力測(cè)量，并且未報(bào)道有并發(fā)癥。21世紀(jì)初，F(xiàn)和Funk把有創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)儀同傳感器及套管針相連接，再將套管針刺入前房，待監(jiān)測(cè)儀讀數(shù)穩(wěn)定后獲得了73例即將行內(nèi)眼手術(shù)患者的前房壓力，發(fā)現(xiàn)壓平眼壓與前房壓力的測(cè)量值有很好的相關(guān)性。

2012年Yu等使用連接有壓力傳感器的套管針測(cè)量了58例白內(nèi)障患者的前房壓力，結(jié)果顯示前房壓力值（平均 13.8ｍｍＨｇ）顯著低于壓平眼壓計(jì)測(cè)量值（平均17.3ｍｍＨｇ），前房壓力不受角膜生物特性的影響。

23G

使用兩個(gè)血壓傳感器分別測(cè)量了79例患者的前房及玻璃體腔壓力，在距角膜緣3.5ｍｍ處用23G套管針系統(tǒng)（包括帶有套管針的23G刀及連接傳感器的灌注管）作鞏膜切口并置于玻璃體腔，同時(shí)用連接了另一個(gè)傳感器的30G針頭置入前房，再將兩個(gè)傳感器連接到血壓讀取器以獲取前房及玻璃體腔壓力。

我就是看了這個(gè)才感興趣的

就是這個(gè)

一看就不是很復(fù)雜

由于正常玻璃體呈膠凍狀，具有黏彈性，而不同眼球由于玻璃體液化程度不同表現(xiàn)出的黏滯性也不同，且玻璃體凝膠可能會(huì)堵塞測(cè)壓所用的針管，使所測(cè)壓力偏低，因此玻璃體腔壓力的準(zhǔn)確測(cè)量相較前房更為棘手。針對(duì)以上問(wèn)題，Nagea等提出了一種眼球內(nèi)壓力測(cè)量的新裝置：在測(cè)量前房壓力時(shí)，使用連接在壓力傳感器頂部的27G針頭穿刺入前房，通過(guò)無(wú)線傳輸將數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)；在測(cè)量玻璃體腔壓力時(shí)，他們改變了以往直接穿刺測(cè)壓的方法：首先在眼球赤道部的鞏膜上作10mm的切口，將調(diào)零后的盤形壓力感受器放置于玻璃體凝膠中，隨后縫合切口以防止玻璃體滲漏，盤形壓力感受器通過(guò)細(xì)電纜連接轉(zhuǎn)換器，將感受器變形引起的電阻變化轉(zhuǎn)化為壓力值的變化傳輸給電腦而完成連續(xù)壓力測(cè)量。這種新方法可有效避免玻璃體凝膠對(duì)測(cè)壓設(shè)備的堵塞，能夠測(cè)量生理狀態(tài)下的玻璃體腔壓力，但操作復(fù)雜，且需要考慮放入傳感器后玻璃體腔體積改變以及鞏膜等組織的物理形變對(duì)壓力測(cè)量的可能影響。

這個(gè)呢，我也沒有看見這個(gè)什么盤形傳感器

好奇，想看看到底是怎么回事？

還是一篇SCI的文章

冷凍的豬眼

這個(gè)是論證傳感器的準(zhǔn)確性

摘要就是去測(cè)量前房和后面的壓力

重點(diǎn)就看看測(cè)量方法就行

橋傳感器接到這個(gè)儀器上面

一些參數(shù)，其實(shí)就是放大器+ADC+上位機(jī)了

玻璃體里面的傳感器，一點(diǎn)也不小

看著很大

總之，目前不同研究使用的測(cè)量眼球內(nèi)壓力的各種裝置略有不同，但基本構(gòu)成相似。使用前需先經(jīng)過(guò)校正，然后將連接有壓力感受器的設(shè)備置于眼球相應(yīng)部位，通過(guò)壓力轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后將信號(hào)傳輸至特定儀器獲取壓力值。

沒啥了，繼續(xù)看

也就是我們這篇文章的主角

反正就是準(zhǔn)一些，小壓力的有誤差

壓力傳感器

接下來(lái)是別的選擇

這個(gè)里面說(shuō)的有些地方，有些不理解。模擬信號(hào)從壓力傳感器傳遞過(guò)來(lái)的轉(zhuǎn)換為通過(guò)Arduino Due（ADU,A000062；Arduino，Ivrea，意大利）板的采集速率為50毫秒（20Hz). 內(nèi)部電路確保外部壓力測(cè)量范圍不會(huì)產(chǎn)生大的電壓足以損壞Arduino。這是實(shí)現(xiàn)通過(guò)內(nèi)置在壓力傳感器中的惠斯通電橋。然后電壓以精確的增益放大。使用儀表放大器（INA126；德克薩斯州儀器，達(dá)拉斯，得克薩斯州），設(shè)置靈敏度的的壓力測(cè)量。然后限制輸出使用兩個(gè)限制器電路；一個(gè)為上界，另一個(gè)為其他為期望壓力下界范圍內(nèi)。上界和下界由由于Arduino的內(nèi)部ADC，但靈敏度測(cè)量值的大小可以通過(guò)調(diào)整儀表放大器的反饋電阻。這內(nèi)部Arduino的ADC將模擬信號(hào)數(shù)字化信號(hào)在用戶定義的采樣率。數(shù)字化信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USB接口是用來(lái)推斷輸出讀數(shù)在基于校準(zhǔn)測(cè)量的毫米汞柱。機(jī)翻比較離譜

那就是處理到合適Arduino去處理，這個(gè)信號(hào)是放大過(guò)的，然后還進(jìn)行了限幅

歐姆龍

也是橋電路

橋橋?。?！

恒流驅(qū)動(dòng)

歐姆龍的數(shù)據(jù)手冊(cè)第一次看，寫了壓力傳感器必須是恒流驅(qū)動(dòng)，上面比較奇怪，直接給了一運(yùn)放做的恒流電路單元。

GPT給的設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)的時(shí)候，電流的大小是短路電流

就是B電流很穩(wěn)定，就是電流穩(wěn)定，上面的數(shù)據(jù)手冊(cè)可能也是這個(gè)想法

他的工作原理主要通過(guò)運(yùn)放的電壓跟隨電路和三極管的射級(jí)跟隨電路。R1，R2的作用是：上電的瞬間，由于結(jié)電容的存在會(huì)出現(xiàn)浪涌電流，這兩個(gè)電阻起到抑制浪涌電流的作用

后面明顯就是一個(gè)三運(yùn)放的儀表放大器。

針頭是用的這種小針頭

文中說(shuō)的鎖緊單元就是這個(gè)，這個(gè)是沒有鎖緊

這個(gè)才是

原版論文的圖

國(guó)內(nèi)論文的圖

笑死，關(guān)鍵代碼，太關(guān)鍵了

一顆是功放，另外幾顆是什么，可能是提供一個(gè)恒流的電流源？其實(shí)電壓夠5V也行??！還有限幅功能，應(yīng)該是。。。ADC采集的arduino很大，應(yīng)該就是外接了。

INA126是雙運(yùn)放結(jié)構(gòu)

INA126只需使用兩個(gè)放大器，從而節(jié)省了功耗。另外，輸入電阻高且平衡，因此允許信號(hào)源具有不平衡的輸出阻抗。最小增益電路可提供足夠的直流共模輸入范圍，并為大多數(shù)應(yīng)用提供足夠的帶寬。

是上面的簡(jiǎn)化版的功能框圖

R1，就是1和8之間增益電阻

電壓也是寬的很

所以選這個(gè)片子，可能就是因?yàn)樗欠糯笃靼?，沒啥好說(shuō)的

這個(gè)挺好的，說(shuō)明了共模的地如何回地

這個(gè)是具體應(yīng)用的時(shí)候

這個(gè)就是我選擇的平替?zhèn)鞲衅髁?。。?/p>

好像就是這個(gè)東西的封裝

MD-PS002 壓力傳感器芯體 是在MD-PS001壓力傳感器芯片的基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次封裝，更方便客戶的安裝，而且對(duì)傳感器的表面進(jìn)行了涂層保護(hù)，在保證傳感器性能的情況下使之更為方便的應(yīng)用在空壓機(jī)、汽車電子等對(duì)于傳感器性價(jià)比要求較高的領(lǐng)域。

確實(shí)是上面有些東西，我以為是臟東西，沒想到是特殊的膠。

在這里就用到這兩個(gè)地方

芯片的樣子

它是作為一個(gè)簡(jiǎn)單的四電阻惠斯通電橋?qū)崿F(xiàn)的?？梢酝ㄟ^(guò)向電源和接地引腳施加調(diào)節(jié)的恒定電壓或恒定電流來(lái)“激勵(lì)”電橋。可以測(cè)量其他兩個(gè)引腳上的差分毫伏輸出。這需要真正的差分儀表運(yùn)算放大器形式的重要支持電子器件，設(shè)置為所需的放大倍數(shù)（增益），以便使用 MCU 模擬輸入引腳進(jìn)行讀取。

mV級(jí)別的信號(hào)

還有一種是這個(gè)，我不知道是不是上面的東西封裝的

這個(gè)也是差動(dòng)的放大器

這個(gè)是上面的更近一步的封裝，加了一個(gè)放大器，我不懂的是磨了芯片的絲印，但是還有資料說(shuō)了它是什么片子。

直接做成了這樣

這突然就不知道該說(shuō)什么好了，突然就覺得很簡(jiǎn)單了

用的是這個(gè)芯片

看這個(gè)芯片的應(yīng)用手冊(cè)，前面就是一個(gè)橋，中間是一個(gè)濾波的電容，差分輸入到后級(jí)，然后電源上面放了電感+電容，就一個(gè)引腳直接接出到MCU

模擬和數(shù)字之間是這樣的處理

這個(gè)引腳輸出的是串口，但是我看代碼好像就是個(gè)ADC

一看就有問(wèn)題

51也是讀取的模擬通道，這個(gè)片子的資料有問(wèn)題

這個(gè)封裝這里是兩個(gè)坡

那就用這個(gè)，這個(gè)我看著就好用

但是需要一個(gè)放大器，來(lái)放大這個(gè)信號(hào)。

可以使用這個(gè)HX711稱重的傳感器來(lái)讀取，我記得我好像有一個(gè)來(lái)著

但是就找到了這個(gè)，這個(gè)是8bit的AD，老古董了

也是IIC的

當(dāng)不使用引腳時(shí)，輸入必須連接到Vss或VDD。模擬輸入也可以連接到AGND或VREF。為了防止過(guò)量的地噪聲和電源噪聲，并盡量減少數(shù)字到模擬信號(hào)路徑的串?dāng)_。應(yīng)避免PCF8591設(shè)備共用的供電線路和噪聲數(shù)字電路和接地回路。電源和參考電壓輸入建議使用去耦電容(> 10uf)。

左上的是，一個(gè)簡(jiǎn)單的三極管放大的電路。

但其實(shí)，稱重什么的無(wú)所謂，本質(zhì)都是橋測(cè)量

2個(gè)通道

看這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，在差分的輸入端都是有電阻何電容的連接

本來(lái)是想做出實(shí)物再發(fā)的，可是寫完都半夜了。日后再說(shuō)~

晚安了。。。

https://rdcu.be/dgqnAfile:///C:/Users/zyy18/Downloads/s41598-020-77633-7.pdf