麻醉的穩(wěn)定實施是臨床手術順利進行的基礎。隨著對麻醉控制問題研究的逐步深入,如何實現(xiàn)精確的麻醉控制已經(jīng)成為神經(jīng)工程和臨床的一個挑戰(zhàn)性難題。在目前的臨床手術中,對麻醉藥物的控制方面仍主要依靠麻醉醫(yī)生的經(jīng)驗,在麻醉監(jiān)測指標和麻醉藥物的控制之間缺少科學有效的控制方法,加之麻醉醫(yī)生的工作時間較長,導致在麻醉的控制方面難免出現(xiàn)偏差。因此,如何實現(xiàn)麻醉藥物的精確控制已經(jīng)成為亟待解決的科學問題和現(xiàn)實需求。本研究的目標為建立一個靜脈麻醉的閉環(huán)控制系統(tǒng),從而實現(xiàn)手術過程中的麻醉自動控制。這樣一方面能夠減輕麻醉醫(yī)生的工作壓力,使其能夠關注更重要的手術節(jié)點,另一方面能夠提升麻醉控制精度,實現(xiàn)麻醉藥物的個體化、精細化控制。本文的研究內(nèi)容主要分為,靜脈麻醉控制系統(tǒng)中監(jiān)測指標的選取、麻醉控制過程中監(jiān)測指標的回歸預測、基于監(jiān)測指標的控制器設計、靜脈麻醉控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。首先,通過對比分析熵指數(shù)、腦電雙頻指數(shù)及Narcotrend指數(shù)的算法復雜度、指標量化程度及時延等性能參數(shù),選擇腦電雙頻指數(shù)作為系統(tǒng)的監(jiān)測指標。由于腦電雙頻譜指數(shù)在臨床手術的過程中無法直接獲取且其算法不公開,使得以其進行控制系統(tǒng)的設計時存在一定的困難。本... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 靜脈麻醉控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 靜脈麻醉控制中存在的主要問題
    1.4 靜脈麻醉控制系統(tǒng)的設計流程
    1.5 論文主要研究內(nèi)容
第2章 靜脈麻醉控制系統(tǒng)中監(jiān)測指標的選取
    2.1 數(shù)據(jù)的采集
    2.2 麻醉深度監(jiān)測指標概述
        2.2.1 熵指數(shù)的算法與性能
        2.2.2 BIS指數(shù)的算法與性能
        2.2.3 Narcotrend指數(shù)的算法與性能
    2.3 三種監(jiān)測指標的性能分析比較
    2.4 本章小結(jié)
第3章 靜脈麻醉控制系統(tǒng)中BIS指標的回歸預測
    3.1 數(shù)據(jù)處理
    3.2 回歸預測算法介紹
        3.2.1 嶺回歸算法
        3.2.2 梯度提升決策樹算法
        3.2.3 長短期記憶網(wǎng)絡算法
    3.3 基于藥代藥效動力學模型的BIS指標的回歸預測
        3.3.1 藥代藥效動力學模型介紹
        3.3.2 PD模型的參數(shù)辨識
        3.3.3 實驗結(jié)果
    3.4 基于機器學習的BIS指標的回歸預測
        3.4.1 特征提取
        3.4.2 實驗結(jié)果
    3.5 基于深度學習的BIS指標的回歸預測
        3.5.1 LSTM-前饋神經(jīng)網(wǎng)絡模型構(gòu)建
        3.5.2 實驗結(jié)果
    3.6 三種回歸預測模型的對比分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 靜脈麻醉控制系統(tǒng)中基于BIS指標的控制器設計
    4.1 誘導階段的麻醉控制
    4.2 維持階段的麻醉控制
        4.2.1 蟻群優(yōu)化PID控制算法
        4.2.2 模型預測控制算法
        4.2.3 基于蟻群PID控制算法的控制結(jié)果分析
        4.2.4 基于模型預測控制算法的控制結(jié)果分析
    4.3 兩種控制器性能的對比分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 靜脈麻醉控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
    5.1 靜脈麻醉控制系統(tǒng)組成簡介
    5.2 軟件平臺的功能設計
        5.2.1 開發(fā)環(huán)境
        5.2.2 通信協(xié)議設計
        5.2.3 波形顯示界面
        5.2.4 數(shù)據(jù)存儲和標定
        5.2.5 輔助安全設定
    5.3 軟件平臺的算法實現(xiàn)
        5.3.1 BIS指標預測算法的實現(xiàn)
        5.3.2 控制器算法的實現(xiàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3174561