本文關(guān)鍵詞：高精度離體器官恒溫灌注儀的研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 離體器官 恒溫灌注儀 TSic506溫度傳感器 模糊控制 Fuzzy-PID 改進(jìn)貝葉斯估計(jì)

【摘要】：隨著醫(yī)療手術(shù)水平的提升,器官移植由于能夠有效治療終末期器官疾病而獲得大力發(fā)展,然而龐大的器官需求和有限的器官供給之間矛盾日益突出,并限制了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣和臨床應(yīng)用,故降低離體器官保存期間的死亡率,延長(zhǎng)器官體外保存時(shí)間顯得尤為重要。本論文研究設(shè)計(jì)一款高精度離體器官恒溫灌注儀,其能夠通過(guò)機(jī)械灌注方式促進(jìn)離體器官血液流動(dòng)、補(bǔ)充物質(zhì)能量,并且對(duì)器官的多個(gè)重要生理參數(shù)(如溫度、酸堿度、灌注流速和流動(dòng)阻力)實(shí)施采集檢測(cè)、分析處理和過(guò)程控制,從而模擬人體內(nèi)環(huán)境,進(jìn)一步通過(guò)合理選擇血液替代液(如UW液)以最大化地保護(hù)缺血組織,延長(zhǎng)器官保存時(shí)間。所設(shè)計(jì)的離體器官恒溫灌注儀分別利用TSic506溫度傳感器、霍爾脈沖式傳感器、液壓傳感器和PH電極測(cè)量環(huán)境溫度、灌注流速、流動(dòng)阻力和酸堿度等生理參數(shù),其測(cè)量依據(jù)為：A)維持低溫能夠有效降低器官惡化反應(yīng)進(jìn)程,保護(hù)其細(xì)胞組織;B)控制灌注流速既能沖走代謝廢物,又能防止器官水腫;C)流動(dòng)阻力和酸堿度指標(biāo)有效表征器官惡化狀態(tài)。灌注儀軟件設(shè)計(jì)采用DSP和FPGA相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn),其中DSP關(guān)鍵技術(shù)為：A)利用模糊控制器和Fuzzy-PID控制器相結(jié)合以驅(qū)動(dòng)直流變頻壓縮機(jī)實(shí)施恒溫控制;B)利用改進(jìn)貝葉斯估計(jì)算法融合多路溫度數(shù)據(jù)以降低采集錯(cuò)誤率,提升系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；C)醫(yī)護(hù)人員的觸摸感應(yīng)控制。FPGA關(guān)鍵技術(shù)為：A)針對(duì)上述生理參數(shù)的液晶屏顯示和閾值報(bào)警；B)建立DSP和FPGA的有效通訊連接。此外,灌注儀選用隔溫性能良好的ABS樹(shù)脂作為箱體設(shè)計(jì)材料,選用安全無(wú)毒的硅膠導(dǎo)管作為溶液導(dǎo)管,充分考慮密封性能、傳感器和通風(fēng)口布局等因素對(duì)保溫效果的影響,并且為滿足車載需求,低功耗和小型化也是其設(shè)計(jì)的主要考慮方面�？傮w而言,本論文設(shè)計(jì)的高精度離體器官恒溫灌注儀,從器官保存所必須的生理參數(shù)角度出發(fā),以DSP和FPGA為核心架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),測(cè)試表明,系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠,操作簡(jiǎn)單方便,在滿足其保存需求的同時(shí),大大緩解離體器官供需矛盾,在器官移植的臨床應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：離體器官 恒溫灌注儀 TSic506溫度傳感器 模糊控制 Fuzzy-PID 改進(jìn)貝葉斯估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題的研究背景與意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀綜述12-17
• 1.2.1 離體器官灌注系統(tǒng)研究綜述12-15
• 1.2.2 智能化參數(shù)控制方法綜述15-17
• 1.3 應(yīng)用前景與目前存在的主要問(wèn)題17-18
• 1.3.1 應(yīng)用前景17-18
• 1.3.2 目前存在的主要問(wèn)題18
• 1.4 課題來(lái)源、研究?jī)?nèi)容和論文安排18-20
• 1.4.1 課題來(lái)源18
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容和論文安排18-20
• 第二章 離體器官灌注系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)20-49
• 2.1 離體器官灌注系統(tǒng)工作原理20-24
• 2.1.1 裝置結(jié)構(gòu)與參數(shù)要求20-21
• 2.1.2 電路框架與關(guān)鍵技術(shù)21-24
• 2.2 數(shù)據(jù)采集模塊24-35
• 2.2.1 高精度溫度測(cè)量24-27
• 2.2.2 灌注流速測(cè)量27-28
• 2.2.3 灌注阻力測(cè)量28-32
• 2.2.4 溶液酸堿度測(cè)量32-35
• 2.3 機(jī)械傳動(dòng)模塊35-44
• 2.3.1 直流變頻壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制35-40
• 2.3.2 蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)控制40-44
• 2.4 數(shù)據(jù)輸入和顯示模塊44-48
• 2.4.1 TFT7液晶屏顯示44-47
• 2.4.2 觸摸感應(yīng)開(kāi)關(guān)47-48
• 2.5 本章小結(jié)48-49
• 第三章 離體器官灌注系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-77
• 3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境49-50
• 3.1.1 F2812芯片及CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境49-50
• 3.1.2 FPGA芯片及Quartus Ⅱ開(kāi)發(fā)環(huán)境50
• 3.2 軟件總體設(shè)計(jì)思路50-57
• 3.2.1 主程序流程50-51
• 3.2.2 外圍設(shè)備接口配置51-52
• 3.2.3 內(nèi)部資源分配52-53
• 3.2.4 中斷控制53-57
• 3.3 DSP關(guān)鍵技術(shù)57-68
• 3.3.1 溫度數(shù)據(jù)幀格式讀取57-58
• 3.3.2 霍爾脈沖上升沿捕獲58-60
• 3.3.3 液壓和PH值模數(shù)轉(zhuǎn)換60-64
• 3.3.4 壓縮機(jī)串行幀格式控制64-68
• 3.4 FPGA關(guān)鍵技術(shù)68-75
• 3.4.1 液晶屏預(yù)處理69-71
• 3.4.2 液晶屏寄存器控制71-73
• 3.4.3 FPGA實(shí)現(xiàn)液晶屏顯示73-75
• 3.5 本章小結(jié)75-77
• 第四章 高精度恒溫控制及性能分析77-97
• 4.1 離體器官灌注儀內(nèi)箱工藝設(shè)計(jì)77-81
• 4.1.1 材料工藝77-78
• 4.1.2 外形與布局設(shè)計(jì)78-81
• 4.2 基于改進(jìn)貝葉斯估計(jì)的溫度數(shù)據(jù)融合81-84
• 4.3 基于模糊控制與Fuzzy-PID控制的溫度控制算法84-90
• 4.3.1 模糊控制算法85-87
• 4.3.2 Fuzzy-PID控制算法87-90
• 4.4 灌注儀性能分析90-96
• 4.4.1 高精度恒溫控制性能分析91-94
• 4.4.2 離體器官恒溫灌注儀適用性分析94-96
• 4.5 本章小結(jié)96-97
• 第五章 結(jié)論與展望97-99
• 5.1 本文工作總結(jié)97-98
• 5.2 未來(lái)展望98-99
• 致謝99-100
• 參考文獻(xiàn)100-113
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果113

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李曉偉;趙加清;吳莘馨;雒曉衛(wèi);何樹(shù)延;;高溫氣冷堆螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器螺旋管流動(dòng)阻力測(cè)量[J];原子能科學(xué)技術(shù);2015年S1期

2 任康樂(lè);張興;王付勝;屠運(yùn)武;汪令祥;;中壓三電平并網(wǎng)逆變器斷續(xù)脈寬調(diào)制策略及其輸出濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年17期

3 白兆亮;李琳;;有壓輸水管道孔板局部阻力相鄰影響試驗(yàn)[J];水利水電科技進(jìn)展;2015年02期

4 易靜;袁觀明;李軒科;杜鴻達(dá);董志軍;李保六;林劍峰;;大直徑瀝青基炭纖維/ABS樹(shù)脂高導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與表征[J];新型炭材料;2015年01期

5 馬錦錦;李凱;阿木爾;;改進(jìn)阻力系數(shù)法在節(jié)制閘工程中的運(yùn)用[J];水利建設(shè)與管理;2014年12期

6 陳潔毅;徐銘恩;王玲;嚴(yán)明;郭淼;;腎臟仿生脈動(dòng)灌注保存和功能損傷研究[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年30期

7 郭曉勇;;觸摸屏技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行中的監(jiān)控[J];電子世界;2014年18期

8 劉吉超;李巴津;伍春生;;無(wú)刷直流電機(jī)用霍爾傳感器定位方法[J];微電機(jī);2014年07期

9 朱緒輝;薛文瑞;張強(qiáng);王偉;張際青;張小東;胡小鵬;;持續(xù)低溫灌注轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(Airdrive~(TM))影響犬腎保存的實(shí)驗(yàn)研究[J];首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

10 張品;董為浩;高大冬;;一種優(yōu)化的貝葉斯估計(jì)多傳感器數(shù)據(jù)融合方法[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2014年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王貴波;待移植器官體外支持系統(tǒng)初步研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 粘坤;預(yù)測(cè)控制在水泥回轉(zhuǎn)窯溫度控制中的應(yīng)用研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1072343