基于μC/OS的呼吸机软件关键技术研究与系统设计

发布时间：2021-03-01 17:15

　　飞行员行为是影响航空安全的主要人为因素之一。患有阻塞型睡眠呼吸暂停综合症（Obstructive Sleep Apnea Syndrome,OSAS）的飞行员的认知能力、反应能力和操作能力等均受到不同程度的影响。呼吸机是医学上公认的预防和治疗OSAS的有效手段。本文对呼吸机软件中的关键技术:气流数据信号滤波、呼吸触发检测方法、低通气检测方法、呼吸暂停检测方法、漏气检测与补偿方法、通气舒适度技术等进行了研究并基于μC/OS操作系统进行了软件系统设计。在分析气流压力、气流流量信号中的噪声特点基础上,提出了一种中值滤波和高斯滤波相结合的方法有效滤除了信号噪声。为了提高呼吸状态判断的准确性,在基于流量的图形触发/撤换方法的基础上设计了触发误判识别器,有效区分了由咳嗽、吞咽、抽泣等特殊行为引起的气流流量变化,从而避免错误的通气压力切换。采用潮气量变化率和分钟通气量双参数监测,同时实现人体低通气预判和准确检测,提高了低通气状态的检测效率。对气流流量功率进行监测以实现呼吸暂停检测,同时能够区分微弱呼吸与呼吸暂停。采用流量均值监测法实现漏气检测,并通过升高治疗压力实现漏气补偿。为了提高使用舒适度,提出... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 飞行员的肺通气研究
    1.3 无创正压呼吸机发展现状
    1.4 论文组织架构安排
第二章 呼吸机的功能要求及整体设计
    2.1 呼吸机系统功能要求
    2.2 呼吸机整体设计
    2.3 呼吸机理论分析
        2.3.1 呼吸机常用参数
        2.3.2 呼吸参数计算
        2.3.3 呼吸机通气模式
        2.3.4 呼吸机控制理论
    2.4 本章小结
第三章 呼吸机软件关键技术研究
    3.1 数字滤波技术
        3.1.1 数字信号分析
        3.1.2 数字滤波器设计
        3.1.3 数字转换
    3.2 呼吸信号监测技术
        3.2.1 呼吸触发监测
        3.2.2 低通气检测
        3.2.3 呼吸暂停检测
        3.2.4 漏气检测与补偿
    3.3 通气调节技术
        3.3.1 自适应通气模式转换
        3.3.2 压力缓变调节
    3.4 本章小结
第四章 基于嵌入式系统的软件设计
    4.1 嵌入式系统选择与移植
        4.1.1 嵌入式系统选择
        4.1.2 嵌入式系统移植
    4.2 多任务设计
        4.2.1 数据采集任务
        4.2.2 报警任务
        4.2.3 参数设置任务
        4.2.4 通气治疗任务
        4.2.5 emWin显示任务
        4.2.6 数据存储和通讯任务
        4.2.7 多任务通信
    4.3 人机交互界面设计
        4.3.1 人机交互界面设计要求
        4.3.2 界面架构设计
        4.3.3 功能界面的实现
        4.3.4 软键盘设计
    4.4 系统安全性保障
    4.5 本章小结
第五章 无创呼吸机功能测试
    5.1 实验内容与测试环境
    5.2 通气模式测试
    5.3 报警功能测试
    5.4 界面参数显示测试
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高斯滤波的回波信号去噪方法的研究[J]. 梁敏,马凯.  测绘与空间地理信息. 2017(01)
[2]飞行人员阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的护理规范[J]. 李丽,李娟,李平,吴迪.  解放军医学院学报. 2014(08)
[3]数据采集系统中信号滤波分析方法的优化[J]. 刘培林,张晟,李锋.  计算机工程与设计. 2013(11)
[4]睡眠无创呼吸机发展及其新技术[J]. 陈正龙,李淼,胡兆燕,谢海明.  医疗卫生装备. 2009(02)
[5]呼吸机操作界面实用性分析与设计[J]. 刘亚杰,丰继华,朱玲,张榆锋,施心陵.  北京生物医学工程. 2006(06)
[6]CPAP呼吸机治疗充血性心力衰竭临床观察[J]. 王好义,张垚,潘登.  中国民康医学. 2006(03)
[7]呼吸机技术和市场现状[J]. 惠斌,陈海荣.  上海生物医学工程. 2005(04)
[8]飞行员睡眠呼吸暂停综合征的护理策略[J]. 张素红,高燕红,崔丽,涂艳,刘玉华.  空军总医院学报. 2005(02)
[9]飞行员睡眠呼吸暂停综合征五例[J]. 崔丽,徐先荣,张素红.  中华航空航天医学杂志. 2005(01)
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硕士论文
[1]基于μC/OS-Ⅱ和嵌入式Linux的家用呼吸机的研制[D]. 武亚文.山东大学 2016
[2]睡眠呼吸暂停综合征的监测与治疗关键算法研究[D]. 孙薇.南方医科大学 2014
[3]呼吸机的人机界面设计与远程监测[D]. 展慕霞.北方工业大学 2013
[4]航空人为因素适航审定中生理参数检测技术的研究与实现[D]. 周勇邦.上海交通大学 2013
[5]基于OMAP3530的实时Linux数控系统软件设计与研究[D]. 苏鹏飞.南京航空航天大学 2012
[6]用于飞行员智能模型的上肢行为研究[D]. 刘振华.上海交通大学 2012
[7]基于PI控制算法的CPAP呼吸机控制器设计[D]. 包涵.北京交通大学 2011
[8]睡眠呼吸暂停综合症的检测与远程监护[D]. 邵秀稳.华南理工大学 2011
[9]基于构件的无创双水平呼吸机软件系统设计[D]. 黄皓轩.湖南大学 2011
[10]呼吸机软件设计及嵌入式Linux系统的搭建[D]. 牛菀漓.汕头大学 2008



本文编号：3057780