發(fā)布時間：2020-05-26 09:57

【摘要】：信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical System,CPS)是一種智能系統(tǒng),它是將通信、計算與信息控制合為一體的復(fù)雜系統(tǒng),并實現(xiàn)了物理資源和計算資源的緊密結(jié)合。信息物理融合系統(tǒng)通過傳感器等感知器、網(wǎng)絡(luò)通信、嵌入式等系統(tǒng)工程使其具有強大的功能,它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的人類與物理世界交互的方式。CPS自提出以來得到了國內(nèi)外相關(guān)科研機構(gòu)的高度重視,并且在多個領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景,例如航天航空、智能建筑、制造業(yè)、智能醫(yī)療等。面向醫(yī)療的信息物理融合系統(tǒng)(MCPS)是本文的主要研究內(nèi)容。本文提出了一個基于最佳醫(yī)療實踐守則的心肺復(fù)蘇MCPS,通過實時采集病人的生理參數(shù)和心肺復(fù)蘇時的操作參數(shù)(如按壓深度、按壓頻率等),將其與編碼好的心臟復(fù)蘇最佳醫(yī)療實踐守則有限狀態(tài)機進行計算與分析,判斷當(dāng)前的操作是否符合最佳醫(yī)療實踐守則,若不符合則進入相應(yīng)的警告狀態(tài),并且根據(jù)最佳醫(yī)療實踐守則對醫(yī)護人員的下一步治療行動進行明確的提示,從而提高心肺復(fù)蘇的質(zhì)量。論文的主要工作如下。首先是獲取和制定用于心臟復(fù)蘇的最佳醫(yī)療實踐守則,通過查閱文獻和與醫(yī)護人員進行溝通制定出最佳的心肺復(fù)蘇醫(yī)療實踐守則,然后對其進行編碼,使用Simulink/Stateflow將用于心臟復(fù)蘇的最佳醫(yī)療實踐守則編碼成心肺復(fù)蘇自動機。第二部分對系統(tǒng)進行建模及驗證。本文采用模型驅(qū)動(MDA)的體系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計語言AADL對系統(tǒng)進行建模,AADL是一種基于系統(tǒng)組件的建模語言,能夠?qū)⑾到y(tǒng)描繪成各不相同的軟件組件和硬件組件以及他們的交互,適用于對復(fù)雜實時嵌入式系統(tǒng)進行建模,并將建模好的心臟復(fù)蘇最佳醫(yī)療實踐守則自動機的Stateflow模型通過語義映射轉(zhuǎn)換為AADL的行為模型。最后對系統(tǒng)的實時性、調(diào)度性、安全性、可靠性、合理性等進行分析驗證。首先通過AADL本身工具集OSATE對系統(tǒng)進行流延遲分析,其次使用AADL Inspector對系統(tǒng)的可調(diào)度性進行驗證與仿真,最后使用matlab對編碼好的心肺復(fù)蘇最佳醫(yī)療守則自動機進行仿真與驗證,以驗證其行為模型的正確性,保證系統(tǒng)的每個層級都符合要求。通過上述分析驗證證明本文建模的系統(tǒng)的安全可靠性都符合要求。
【圖文】：

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 用于心肺復(fù)蘇的最佳醫(yī)療實踐守則有限狀態(tài)機建模在進行心肺復(fù)蘇搶救時需每兩分鐘檢測一次是否能電擊，并每 4 分鐘進行腎上腺素的注射，總共持續(xù)時間應(yīng)為 30 分鐘左右。若符合出現(xiàn)以下狀況： CPR>30分鐘、呼吸未恢復(fù)、心電圖呈直線瞳孔散大固定、對光反應(yīng)消失、深反射活動消失，建議終止 CPR。在 CPR 過程中的藥物治療：腎上腺素 IV/IO 劑量：每 3-5分鐘 1mg。除顫電擊能量：雙相波：生產(chǎn)廠推薦值，如果未知則是用最大值，單相波：360J。圖 3-3 為心肺復(fù)蘇最佳醫(yī)療實踐守則狀態(tài)圖。通過圖 3-1 的用于心肺復(fù)蘇的最佳醫(yī)療實踐守則流程圖并結(jié)合系統(tǒng)實際需求，構(gòu)建了心肺復(fù)蘇最佳醫(yī)療實踐守則狀態(tài)圖，由于本文系統(tǒng)的用戶為醫(yī)護人員所用，而且本系統(tǒng)為心肺復(fù)蘇 MCPS，所以系統(tǒng)實際構(gòu)建時只進行心肺復(fù)蘇急救時的狀態(tài)。

昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 用于心肺復(fù)蘇的最佳醫(yī)療實踐守則有限狀態(tài)機的心肺復(fù)蘇質(zhì)量進行監(jiān)測與提示，圖 3-3 中已經(jīng)給出 CPR 中的 normal 與態(tài)，在 3-4 中對兩個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換進行了詳細的解釋。在心肺復(fù)蘇流程狀態(tài)用了四個操作、生理參數(shù)來對 CPR 質(zhì)量進行監(jiān)測，，包括：按壓深度、按、呼氣末二氧化碳和胸腔回彈。在進行 CPR 期間只要有一個參數(shù)不符合療實踐守則，CPR 的狀態(tài)就會轉(zhuǎn)移到 alert 狀態(tài)，并且激活其中的子狀態(tài)符合最佳醫(yī)療實踐守則的參數(shù)進行提示，告知醫(yī)護人員。圖中 alert 中的狀態(tài)是并行狀態(tài)，可同時激活，也可只激活其中部分。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R459.7;TP202

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