呼吸力學(xué)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、呼吸力學(xué)是以工程學(xué)的觀點(diǎn)和方法研究呼吸生理學(xué)中呼吸系統(tǒng)的力學(xué)問(wèn)題。研究呼吸系統(tǒng)的力學(xué)問(wèn)題，是希望能有助于對(duì)呼吸生理和病理的了解，因此研究的重點(diǎn)就在于呼吸力學(xué)參數(shù)的測(cè)量。呼吸力學(xué)參數(shù)的測(cè)量是肺功能評(píng)價(jià)和手術(shù)病人麻醉過(guò)程中對(duì)呼吸功能評(píng)價(jià)的重要方法，也是對(duì)呼吸機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)提供動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的方法，這些在臨床上都具有重要的實(shí)際意義。 本文基于對(duì)流量和氣道壓力的實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)而推導(dǎo)出相關(guān)呼吸力學(xué)參數(shù)的要求，設(shè)計(jì)了一種新型的呼吸力學(xué)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。流量

2、傳感器的兩端分別連接病人氣道和呼吸機(jī)，它中間有一個(gè)帶限流孔的膜片，能將兩端的壓力差氣流引入到壓力傳感器。兩個(gè)不同規(guī)格的壓力傳感器分別將流量對(duì)應(yīng)的壓差和氣道相對(duì)于大氣壓的壓差信號(hào)轉(zhuǎn)換成mV級(jí)的電壓信號(hào)。通過(guò)儀器放大器電路將兩路電信號(hào)放大，再由A／D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送給單片機(jī)系統(tǒng)處理。單片機(jī)系統(tǒng)將這兩路數(shù)字信號(hào)計(jì)算處理后得到流量和氣道壓力值。流量、壓力和時(shí)間是呼吸力學(xué)的三個(gè)基本參數(shù)，而時(shí)間由采樣引入來(lái)決定。這樣單片機(jī)系統(tǒng)可以通過(guò)呼吸力學(xué)

3、參數(shù)的算法推導(dǎo)出相關(guān)18個(gè)呼吸力學(xué)參數(shù)。單片機(jī)系統(tǒng)將實(shí)時(shí)采集的流量和壓力值每個(gè)采樣頻率發(fā)送到上位機(jī)用于波形的顯示，同時(shí)將導(dǎo)出的參數(shù)每個(gè)呼吸周期發(fā)送一次到上位機(jī)用于參數(shù)的顯示。上位機(jī)可以通過(guò)工具欄上的設(shè)置來(lái)選取不同的呼吸模式和流量傳感器的類型。下位機(jī)將電路狀態(tài)、病人氣道信息等報(bào)警信息發(fā)送到上位機(jī)，提醒當(dāng)前使用者注意病人、呼吸力學(xué)模塊或呼吸機(jī)的狀態(tài)。 本文針對(duì)呼吸力學(xué)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能和特性，明確了系統(tǒng)的規(guī)格和軟硬件的設(shè)計(jì)需求

4、，完成了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)、器件的選型和板卡的調(diào)試，完成了軟件的設(shè)計(jì)與測(cè)試。在完成軟硬件的設(shè)計(jì)調(diào)試后，通過(guò)與呼吸機(jī)測(cè)試儀的對(duì)比驗(yàn)證了本系統(tǒng)能對(duì)呼吸力學(xué)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測(cè)。在實(shí)驗(yàn)室完成了流量與壓差關(guān)系曲線的標(biāo)定，驗(yàn)證了流量傳感器和壓力傳感器符合該測(cè)試系統(tǒng)的需要，滿足測(cè)試精度和規(guī)格。最后，本課題還對(duì)測(cè)量系統(tǒng)臨床應(yīng)用時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)做了分析，提出了風(fēng)險(xiǎn)分析的控制措施，并在軟硬件測(cè)試階段和臨床實(shí)驗(yàn)中明確了風(fēng)險(xiǎn)分析控制措施驗(yàn)證方案和驗(yàn)證報(bào)告，為模塊產(chǎn)