Microtech开发并测试植入式血压传感器
“使用MATLAB开发实时超声信号处理算法和自动测量软件，消除了对专用C/ c++程序员的需求，以及在重写算法时引入错误的风险。”
Yonathan Kozlovsky博士，微电子公司
血压通常用压力计和手臂上的充气袖带测量。然而，在某些临床情况下，医生需要测量静脉或动脉内的血压。直到最近，这样的测量是很难或不可能获得的。
Microtech公司的工程师为这些临床场景开发了一种解决方案:亚毫米级的可植入压力传感器。临床医生通过专有的超声波系统与传感器通信。
Microtech开发了一个MATLAB®控制超声波换能器产生超声波并处理由传感器反射的波的算法。通过分析这些反射波，该算法可以计算出传感器周围区域的血压，误差不超过一毫米汞柱(mmHg)。
“MATLAB是开发我们信号分析算法的自然选择;用C/ c++或其他语言开发会困难得多，”Microtech的研发物理学家Yonathan Kozlovsky博士说。“MATLAB可以轻松使用数据采集板和其他实验室硬件的实时数据，而无需重新实现算法。”
挑战
为了计算血压，超声波系统处理由传感器膜的谐振频率调制的波。微技术工程师需要开发算法来处理反射波信号，并使用结果来计算血压。他们需要将这些算法整合到一个应用程序中，该应用程序控制一个函数发生器，通过换能器产生超声波。该应用程序接收实时反射超声波使用数据采集(DAQ)板在4兆赫采样。该公司最早的信号处理算法是用C/ c++实现的，但这段代码很难维护和改进，而且在硬件更新时也不具有可移植性。
该团队希望获取和处理实时信号，以自动化传感器和算法的测试。测试将包括调节测试室内的温度和压力，以及控制实验室中的其他设备。
解决方案
微技术工程师使用MATLAB、数据采集工具箱™和仪器控制工具箱™开发超声波分析应用程序并控制自动化测试设置。
在MATLAB中，他们开发并调试了信号处理算法，计算超声波的离散傅里叶变换，识别传感器膜的谐振频率，并计算血压。
在MATLAB中使用记录的数据调试算法后，团队使用数据采集工具箱连接到国家仪器公司的PCI-6115 DAQ板。这块板子与一个超声波换能器相连，换能器接收并产生超声波。
在使用DAQ板为换能器产生信号后，团队切换到Tabor Electronics TE 5300任意波形发生器，他们使用仪器控制工具箱进行控制。
在MATLAB中，他们开发了一个带有显示实时压力测量界面的测量应用程序。该应用程序使用数据库工具箱™将测量值、分析结果和测试参数保存到数据库中。该团队使用MATLAB编译器™创建了一个独立版本的应用程序，部署在多个测量站。
为了在实验室测试期间控制压力，该团队使用美国国家仪器公司的USB-6221 DAQ板来驱动进气阀和出气阀。他们从MATLAB中使用数据采集工具箱访问DAQ板。传感器薄膜的性能与温度有关。为了控制温度，他们使用MATLAB通过RS-485串行通信链路连接到加热元件和温度计。
他们使用MATLAB编译器开发了第二个独立的应用程序，使没有安装MATLAB的Microtech工程师能够对测量结果进行复杂的分析，并将其与校准压力传感器的测量结果进行比较。
Microtech已经在哺乳动物身上进行了可植入传感器的临床前研究，并正在为临床试验做准备。
结果
开发时间减半．科兹洛夫斯基说:“我们不用向程序员解释算法，让他用C/ c++实现，然后找到并修复实现过程中引入的bug，而是用MATLAB完成了整个项目。”“总的来说，我估计用MATLAB节省的时间至少有50%。”
硬件更新精简．“MATLAB可以很容易地切换DAQ板，并开始使用超声波的任意波形发生器，”Kozlovsky说。“我们可以使用仪器控制工具箱或数据采集工具箱在MATLAB中访问每一块新的硬件，这比钻研制造商的特定驱动程序和软件要快得多。”
生产率提高了20%．Kozlovsky指出:“MATLAB和MATLAB Compiler使我们能够构建和分发复杂的软件，我们的工程师使用这些软件来分析和可视化测试结果。“我可以在几天内更新应用程序的新功能。与电子表格相比，其易于使用的界面可将工作效率提高约20%。”
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