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连续无创血压监测系统之血压采集模块及控制算法设计

发布时间:2018-04-05 06:25

  本文选题:连续无创血压测量 切入点:采集 出处:《河北大学》2017年硕士论文


【摘要】:目前,随着人们生活质量的不断改善,血压患者人数也不断激增,血压疾病已经对人们的身心健康造成了很大的威胁。对血压进行有效准确的测量有利于及时的发现患者病情,更有助于医生作出合理的诊断。如今,临床使用的血压测量类型主要分为有创和无创,有创测量容易造成患者疼痛和伤口感染,而无创间断测量设备比较复杂且不能真正的做到连续测量,并且测量精度较为低下。因此,当前急需加快血压测量技术的改进步伐。本文改进了一种基于容积补偿法的连续无创监测系统,可以对临床病人进行连续无创伤的血压和心律监测。该设备为闭环系统,在负反馈控制下,运用容积补偿法控制手指内血管的动态趋势,保持血管为无载状态,从而进行连续的血压测量。测量过程中只需让受试者进行指套穿戴,无需进行有创测量,即能对受试者进行准确监测,因此称该系统为无创连续血压监测系统。本文中无创连续血压系统的创建工作主要是包含其中的指套血压采集、PID控制系统及控制算法优化三个部分。血压采集模块的设计主要有气压传感器和单片机等环节。PID控制是工业界最常用也是效率最高的控制,考虑到测量的精度,对PID控制算法进行优化。随着计算机和智能仪器技术水平的飞跃进步,并且逐渐向控制领域渗透,出现了很多人工智能优化PID控制参数的方法。群体智能作为人工智能技术中的一大分支,因其具有很好的自组织性、鲁棒性以及并行性等优点使优化的结果显著提高,在PID参数优化中得到了广泛的应用。本文将用群智能算法中的人工蜂群算法和粒子群算法来优化PID控制参数,并将其优化结果进行比较,选用最佳的优化算法作为系统模型使用。
[Abstract]:At present, with the continuous improvement of people's quality of life, the number of blood pressure patients is also increasing, blood pressure diseases have posed a great threat to people's physical and mental health.The effective and accurate measurement of blood pressure is helpful to find out the patient's condition in time and to make a reasonable diagnosis.Nowadays, the types of blood pressure measurement used in clinic are mainly classified as invasive and non-invasive. Invasive measurement is easy to cause pain and wound infection in patients, while noninvasive discontinuous measurement equipment is more complex and can not really be used for continuous measurement.And the measurement accuracy is low.Therefore, there is an urgent need to speed up the pace of improvement of blood pressure measurement technology.In this paper, a continuous noninvasive monitoring system based on volume compensation is developed, which can monitor the blood pressure and rhythm of clinical patients without trauma.The device is a closed loop system, under the negative feedback control, the volume compensation method is used to control the dynamic trend of the blood vessel in the finger, and keep the blood vessel in the state of no load, so as to carry on the continuous blood pressure measurement.In the process of measurement, it is only necessary for the subjects to wear finger sleeves and can accurately monitor the subjects without invasive measurement. Therefore, the system is called a non-invasive continuous blood pressure monitoring system.In this paper, the establishment of noninvasive continuous blood pressure system is mainly composed of three parts: the finger set, the blood pressure collection and pid control system and the optimization of the control algorithm.The design of blood pressure acquisition module mainly includes pressure sensor and single chip microcomputer. Pid control is the most commonly used and most efficient control in industry. Considering the accuracy of measurement, the PID control algorithm is optimized.With the rapid progress of computer and intelligent instrument technology, and gradually infiltrating into the field of control, there are many artificial intelligence methods to optimize the control parameters of PID.As a branch of artificial intelligence, swarm intelligence has been widely used in PID parameter optimization because of its good self-organization, robustness and parallelism.In this paper, artificial bee swarm algorithm and particle swarm optimization algorithm are used to optimize PID control parameters, and the results of optimization are compared, and the optimal optimization algorithm is selected as the system model.
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP18;TP273

【参考文献】

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本文编号:1713560

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