便携式呼吸监测系统设计方案的改进和算法研究

发布时间：2020-08-24 23:18

【摘要】：呼吸是一个重要的生理过程,它可以维持人的生命体征的稳定。呼吸疾病比如哮喘、慢性支气管炎、支气管扩张、间歇性睡眠综合症在全世界广泛的发生。根据WHO在2016的社会调查中发现,超过2亿3500万人患有哮喘,每年有超过300万人死于慢性阻塞性肺病。因此为了有效地、准确地评价心肺功能,呼吸监测是呼吸系统疾病及ICU管理中的一个重要组成部分。本研究从呼吸力学的角度结合数学方法去优化人的呼吸参数,在满足测量设备的便携性的基础上,采用数学方法和上位机处理相结合的方式有效的对测量精度进行优化。本研究的呼吸监测系统采用高精度的差压式呼吸传感器结合差压呼吸管道,在管道的设计方面,在采用了有限元分析方法的基础上利用控制变量法有效的对在临床试验上的偏差进行优化达到更接近理论值的效果。同时借助传统的呼吸力学的测量理论,包括测量流量的伯努利方程和气体质量守恒方程以及测量浓度的非分光红外方法,结合神经网络对这些数据进行滤波,拟合,预测最终得出满意的结果。最后采用该系统进行相应的实验,应用控制变量法对采集的数据对呼吸管道进行改进,对呼吸流量和浓度进行临床实验并和专业的呼吸机进行比较。通过长时间的大跨度时间间隔的实验,表明该呼吸机不需要对呼吸气体进行提前的处理,具有良好的稳定性。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP18;TH789
【图文】：

式的呼吸机就已经区分为无创通气和有作为载体进行气体交换[12,13]。但是受限及其粗糙致使后期并发症变多成功率变”到第一代第二代呼吸机，经过几代人理论的不断的创新基于 NDIR 和流量伯种类型的呼吸机得到长足的发展，尤其的呼吸机成本和精度都有了长足的进步史中，主要有主流式呼吸机和旁流式呼接串联到麻醉机或者呼吸机的管道中，实时的测量，采集模块采集数据通过电和显示[14,15,16]。主流式呼吸机具有实时数据与被测人员的呼吸同步，达到减少

根据传感器在呼吸机的位置的不同，使用取样流式的实现方式是将测量装置直接安插在病吸流量进行检测，它的优点是可以很直观的有很强的反应速度和很好的管道利用率[20]。和病人的唾液等对管道的污染小。同时由于易丢失数据，可以保证数据的完好程度。但容易对老年人和新生儿进行插管测量，会产呼吸机主要是从管道中检测呼吸流量进而进的呼吸管道的通气回路中，这样就避免了呼量。可以对病人进行未插管的检测，可以直处就是测量数据的反应速度较慢，在进行小量数据[24,25,26]。

图 1-3.高斯函数的函数的设计，我们采用了一维的高斯分布：图 1-4.一维的高斯分布很多重要的性质，在进行流量的处理的时候，由于高斯分有负值，而是全部是正数，则可知，仅需要取均值周围的可，在本实验中我们用到了一个标准差为 1.0 的整数值

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本文编号：2802965