Under 20 års tid har Perimed AB utvecklat och tillverkat LDPM- och LDPI-instrument som är baserade på en analog filterkonstruktion. De analoga komponenterna i konstruktionen är komplexa och icke-linjära med hänsyn till frekvens och de driver även med temperaturen. Funktionen hos konstruktionen beror också kraftigt av att de analoga komponenterna trimmas in under produktionen. Det här examensarbetet syftar till att ta fram en alternativ design baserad kring en digital signal processor. Den digitala signalbehandlingsmetod som beskrivs baseras på väl förankrade laser-Doppler perfusionsteorier. Den implementerade signalbehandlingsalgoritmen beräknar perfusionen ur en samplad fotodetektorström, som har filtrerats till AC- och DC-komponenter med hjälp av ett analogt detektorkort. Algoritmen producerar en råperfusionssignal genom att beräkna en frekvensviktad summa av fotodetektorströmmens effektspektrum. Kompensation för detektorns brus och normalisering med ljusintensitet har också implementerats. Den presenterade implementationen har verifierats mot ett exemplar av LDPM-enheten PF 5010 som har använts som referensinstrument vid alla mätningar. Mätningar in vitro har påvisat liknande mätresultat som referensinstrumentet för en referensvätska med hög perfusion och även för ett statiskt mätobjekt. Vidare har implementationen verifierats med mätningar in vivo på hud, vilket har påvisat nära nog identiska signalnivåer och gensvar på värmeprovokationer som referensinstrumentet. Den demonstrerade uppfinningen förenklar tillverkningen av instrumenten eftersom antalet komponenter reduceras avsevärt och därmed antalet produktionstester. Användandet av en DSP reducerar dessutom instrumentets temperaturkänslighet eftersom den ersätter flera temperaturkänsliga komponenter. / For 20 years Perimed AB have been developing and manufacturing LDPM and LDPI instruments based on an analog filter construction. The analog components in the construction are complex and suffer from non-linear frequency dependency and temperature drifts. The functionality of the design is also heavily depending on analog components which need to be trimmed in the production. In this thesis, an alternative design employing a digital signal processor is presented. The signal processing method used is based on well established laser Doppler perfusion theories. The implemented signal processing algorithm calculates the perfusion from a sampled photodetector current, pre-filtered into AC and DC components by an analog detector card. The algorithm produces a raw perfusion signal by calculating a frequency weighted sum of the power spectral density, PSD, of the photocurrent. Detector noise compensation and light intensity normalization of the signal has also been implemented. The presented digital implementation has been verified using the PF 5010 LDPM unit as a reference. In vitro measurements have shown similar behaviour as the reference in a highly perfused reference fluid as well as for a static scatterer. Furthermore, the DSP implementation has been verified on in vivo measurements of skin, showing nearly identical signal levels and response to heat provocation as the reference. The demonstrated invention improves the manufacturability of the instruments since it reduces the number of electronic components significantly and thus, the amount of manufacturing tests. The DSP also reduces the temperature sensitivity of the instrument since it replaces several analog components sensitive to temperature changes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-7091 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Larsson, Ola |
| Publisher | Linköpings universitet, Institutionen för systemteknik, Institutionen för systemteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0016 seconds