呼吸機檢測與控制算法的研究與應用.pdf

1、呼吸機是各個醫(yī)院不可或缺的醫(yī)療設備之一，在病人的搶救與治療中起著至關重要的作用。深入研究如何提高通氣平穩(wěn)度與漏氣檢測精確度對降低國內(nèi)呼吸機使用安全隱患，提升國產(chǎn)品牌的技術水平和市場競爭力有著重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　本文以提升定容通氣時的通氣平穩(wěn)度和漏氣檢測的準確性為目標。通過分析研究實驗室呼吸機平臺定容通氣的特性以及漏氣檢測的不足之處，并對比了現(xiàn)有控制理論的優(yōu)勢與適用場景，從而選取內(nèi)模PID算法控制定容通氣的流速，使用BP神經(jīng)

2、網(wǎng)絡監(jiān)測呼吸機系統(tǒng)的漏氣量。
　　首先，針對呼吸機的氣路組成以及實驗室現(xiàn)有設備，對氣路進行改造，以便于采集呼吸機漏氣時的工作狀態(tài)，包括呼吸潮氣量以及漏氣量等。然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)與呼吸機的工作特點，確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構模型，并通過大量實驗選擇合適的傳遞函數(shù)與訓練算法，借助MATLAB完成漏氣檢測系統(tǒng)的設計與仿真。
　　其次，針對定容通氣的工作模式，提出內(nèi)模PID控制方案。通過對比機理法建模和測試法建模的優(yōu)缺點，選取測試法對

3、呼吸機流速控制系統(tǒng)進行數(shù)學建模。實驗選取三種不同幅值的階躍函數(shù)作為系統(tǒng)激勵，同時記錄流速控制系統(tǒng)的響應，通過擬合的方式得出響應曲線的函數(shù)表達式，在此基礎上添加濾波器得到內(nèi)模PID的控制模型，并通過試驗的方式對內(nèi)模PID控制的參數(shù)進行了整定。
　　最后，對漏氣檢測系統(tǒng)與流速控制系統(tǒng)分別進行了測試與驗證:結(jié)合MATLAB與Delphi上位機軟件對基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的漏氣檢測情況進行測試，測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性與較高的精度，