血浆单采机软件的设计与实现及抗凝剂精确控制的研究

发布时间：2017-08-01 20:30

  本文关键词：血浆单采机软件的设计与实现及抗凝剂精确控制的研究

  更多相关文章： 血浆单采机 抗凝剂 上下位机控制 物联网 数据分析

【摘要】：血浆单采机,是获取血液制品的原料——冻干血浆的唯一的方法。血浆单采技术中,抗凝剂的使用至关重要,其用量过多对献浆员身体健康、血液制品厂的效益以及成品血浆蛋白的疗效等造成不良影响。本文提出了一套全新的血浆单采机软件系统的设计与实现。该设计将血浆单采机从传统的单片机整机控制方案,改进为“控制系统+交互系统+数据服务器”的整体物联网解决方案。其中,交互系统采用触屏交互,使用ARM Linux平台,控制系统采用STM32+FreeRTOS,服务器采用Tomcat+Spring+MySQL的架构。此举使得血浆单采机作为三类医疗设备在监控、安全、事件追溯、数据分析等各个方面得以提升,更加保证了机器的品质以及献浆员的安全。在改进后的血浆单采机软件系统基础之上,本文还提出了一种全新的,用于血浆单采机的抗凝剂精确控制方案。方案包括对蠕动泵进行动态校准,可以使血浆单采机运行中的实际抗凝剂比例与设置的抗凝剂比例符合。此外,对全血中红细胞压积的动态计算,可以在不进行采前取样的情况下,针对不同的献浆员进行抗凝剂比例的个性化自动配置。通过这两个措施,可以在现有的血浆单采机的控制器件基础不变动的情况下,做到以尽量少的抗凝剂,完成同样安全的血浆单采过程。改进后的血浆单采机在增加了抗凝剂精确控制功能后,经过临床试验,普遍获得了用户的好评。献浆员由于抗凝剂过量引起的临床反应降低了70%,原料血浆中的血浆蛋白含量也有5%的提升。新的数据系统为后续的研究打下了坚实的基础,每一台血浆单采机每天可产生100,000条以上的原始数据,未来利用这些海量数据可以进行更多维度的数据分析,从而不断提升血浆单采机系统的品质。
【关键词】：血浆单采机 抗凝剂 上下位机控制 物联网 数据分析
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R197.39;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 研究工作的背景与意义12
• 1.2 血浆单采机领域国内外的发展及现状12-13
• 1.3 本文的主要贡献与创新13-14
• 1.4 本论文的结构安排14-15
• 第二章 血浆单采机相关技术15-22
• 2.1 概述15
• 2.2 血浆单采技术15
• 2.3 血浆单采机工作原理15-19
• 2.3.1 硬件结构16-17
• 2.3.2 工作流程概览17-18
• 2.3.3 采前准备18
• 2.3.4 血浆采集18-19
• 2.3.5 细胞回输19
• 2.4 凝血与抗凝剂19-21
• 2.4.1 凝血机制19-20
• 2.4.2 枸橼酸钠抗凝剂及其抗凝血原理20
• 2.4.3 枸橼酸浓度与抗凝效果20-21
• 2.5 小结21-22
• 第三章 血浆单采机软件需求分析22-34
• 3.1 概述22
• 3.2 需求用例图22-23
• 3.3 功能需求23-32
• 3.3.1 系统检查23-25
• 3.3.2 传感器调校25
• 3.3.3 耗材安装25-26
• 3.3.4 采前准备26-27
• 3.3.5 血浆采集27-28
• 3.3.6 细胞回输28-30
• 3.3.7 风险分析与异常管理30-32
• 3.4 性能需求32
• 3.4.1 稳定性需求32
• 3.4.2 安全性需求32
• 3.5 抗凝剂用量的控制需求32-33
• 3.6 小结33-34
• 第四章 血浆单采机软件的设计34-58
• 4.1 概述34
• 4.2 架构设计34-35
• 4.3 下位机控制系统设计35-48
• 4.3.1 软硬件平台35-36
• 4.3.2 模块划分36-37
• 4.3.3 业务状态机设计37-42
• 4.3.4 控制判断逻辑设计42-45
• 4.3.5 驱动接口设计45-46
• 4.3.6 下位机通信协议设计46-48
• 4.4 上位机交互系统设计48-54
• 4.4.1 软硬件平台48-49
• 4.4.2 软件层级49-50
• 4.4.3 业务层设计50-51
• 4.4.4 功能层设计51-53
• 4.4.5 通讯层设计53-54
• 4.5 后台服务器设计54-57
• 4.5.1 软件平台54-55
• 4.5.2 架构设计55-56
• 4.5.3 数据库访问设计56
• 4.5.4 数据库表的设计56-57
• 4.5.5 原始数据数据收集57
• 4.6 小结57-58
• 第五章 血浆单采机软件的实现58-70
• 5.1 概述58
• 5.2 下位机控制系统的实现58-60
• 5.2.1 状态机的实现58-59
• 5.2.2 离心机控制逻辑的实现59
• 5.2.3 驱动实现的方案59-60
• 5.3 上位机交互系统的实现60-67
• 5.3.1 交互界面的实现60-61
• 5.3.2 业务层状态机的实现61-63
• 5.3.3 上位机串口通讯的实现63-65
• 5.3.4 上位机原始数据记录系统65-67
• 5.4 后台服务器的实现67-69
• 5.4.1 Web接口的实现67-68
• 5.4.2 数据库抽象访问的实现68-69
• 5.5 小结69-70
• 第六章 抗凝剂用量的研究70-76
• 6.1 概述70
• 6.2 抗凝剂用量的理论计算70-72
• 6.2.1 抗凝剂用量的定义70
• 6.2.2 已知条件70
• 6.2.3 计算过程70-71
• 6.2.4 结论公式71-72
• 6.3 抗凝剂用量的现状72
• 6.3.1 抗凝剂比例的设置72
• 6.3.2 抗凝剂用量统计72
• 6.4 影响抗凝剂用量的因素72-75
• 6.4.1　影响精度的因素73-74
• 6.4.2 影响准度的因素74-75
• 6.5 小结75-76
• 第七章 抗凝剂精确控制方案的设计76-84
• 7.1 概述76
• 7.2 精度控制76-79
• 7.2.1 蠕动泵管的特征值76-77
• 7.2.2 抗凝泵的特征值校准77-78
• 7.2.3 血泵的特征值校准78
• 7.2.4 初始特征值的选择78-79
• 7.3 准度控制79-81
• 7.3.1 准确设置抗凝剂比例79-81
• 7.3.2 抗凝剂预充回退81
• 7.4 精确控制流程设计81-83
• 7.5 小结83-84
• 第八章 系统测试与临床试验84-93
• 8.1 概述84
• 8.2 子系统测试84-89
• 8.2.1 下位机子系统的测试84-85
• 8.2.2 上位机子系统的测试85-86
• 8.2.3 后台服务器的测试86-87
• 8.2.4 集成测试87-89
• 8.3 抗凝剂精确控制的验证89-90
• 8.4 临床试验90
• 8.4.1 临床试验的组织90
• 8.4.2 临床试验的流程90
• 8.5 临床试验的效果90-92
• 8.5.1 抗凝剂用量90-91
• 8.5.2 献浆员反馈91
• 8.5.3 血浆蛋白质量91-92
• 8.6 小结92-93
• 第九章 总结与展望93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-97

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本文编号：606085