用于GERD诊断的胶囊式pH监测系统的初步研发

摘要

近年来，居民饮食结构的变化导致胃食管反流病（Gastro Esophageal Reflux Disease，GERD）的发病率逐年上升。临床医学中，医生通过鼻腔插入患者的食管下括约肌（Lower Esophageal Sphincter，LES）上5cm处一支pH监测电极，与体外数据记录仪相连以监测患者食道pH值，从而确诊GERD。这种pH监测方法不仅会影响患者的生活、给患者的食管壁带来不适，而且由于电极的移动也会导致测量结果不够准确。
　　本课题结合GERD诊断的现状，基于可吞服电子胶囊（Swallow Electronic Capsule，SEC）这一概念，初步设计了一种用于GERD诊断的胶囊式pH监测系统。论文的主要内容包括：（1）综合对比各种pH电极的性能，选择复合玻璃电极作为测量电极并对其进行了实验验证，实验表明其稳定度好、准确度高。（2）基于数据采集、处理、无线传输的功能要求，选择了TI公司的CC2540微控制芯片，以此芯片为核心设计并实现了上述功能一体化的采集系统。该系统可以进行准确的pH值监测、实时的数据处理和同步的无线数据传输。（3）基于便携远程医疗的理念，设计了基于Android系统的手机应用程序，实现了来自CC2450的数据的无线接收、显示和保存，并通过相关测试证明了所设计的应用程序可以实现数据传输的准确性。（4）设计了相关测试验方案验证了所搭建系统pH值测量的稳定性和准确性。最后，设计并完成了动物（新西兰兔）的在体实验，表明所研发的用于GERD诊断的胶囊式pH监测系统的初步可行性。
　　本课题在GERD的诊断治疗方面具有独特应用价值，通过以后的逐步完善有望应用于临床。此外，该项技术也可以为非医学领域的pH监测提供一种新的技术途径。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容及章节安排

1.4 本章小结

第二章 食管pH测量原理

2.1食管pH值

2.2 pH值的测量方法

2.3误差分析

2.4本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1硬件整体设计

3.2信号调理电路设计

3.3微控制器系统设计

3.4电磁兼容与低功耗设计

3.5本章小结

第四章 系统软件设计

4.1软件整体设计

4.2基于CC2540的程序设计

4.3基于Android手机的应用程序设计

4.4本章小结

第五章 系统测试与结果分析

5.1测试模块介绍

5.2实验内容

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文