本文關(guān)鍵詞：醫(yī)用呼吸二氧化碳、笑氣、氧氣測量系統(tǒng)的研制

  更多相關(guān)文章： 多氣體檢測 NDIR 旁流 一體化氣路 校準

【摘要】：呼吸中的二氧化碳和氧氣參與人體的新陳代謝,在人體的肺部完成氣體的交換,這兩種物質(zhì)的濃度變化直接反映著人體的代謝、通氣以及循環(huán)的狀態(tài)。笑氣在臨床應(yīng)用中作為一種麻醉氣體被使用,在婦產(chǎn)科、牙科以及麻醉科應(yīng)用十分廣泛。在臨床手術(shù)過程中對二氧化碳、氧氣、笑氣的濃度進行監(jiān)測,可以監(jiān)測病人的生理狀況和呼吸機的通氣故障,指導(dǎo)醫(yī)生操作治療,有效的提高了手術(shù)的安全性,為保障手術(shù)過程中病人的生命安全提供一道保護機制,減少醫(yī)療事故的發(fā)生,對于醫(yī)療衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大[1]。目前,國內(nèi)對于多氣體測量技術(shù)的研究極少,多氣體監(jiān)測模塊大都來自國外,且價格昂貴,因此,本文提出研制一款小型的旁流式二氧化碳、笑氣、氧氣測量模塊。本文所研制的旁流式二氧化碳、笑氣以及氧氣測量模塊采用非彌散紅外吸收的檢測方法(NDIR,Non-Dispersive Infra-Red)以及數(shù)字式氧氣傳感器完成二氧化碳、笑氣和氧氣濃度的檢測,主要工作包含基于紅外光譜測量方法以及關(guān)鍵部件的調(diào)研情況,測量系統(tǒng)的方案設(shè)計,并對模塊系統(tǒng)的機械設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、補償算法的研究以及模塊的工程化校準等幾個方面進行了詳細設(shè)計,特別是在信號提取與特征分析方面進行深入研究,同步提取高清晰的二氧化碳和笑氣成分信號,進行參數(shù)計算。本文中還考慮多種氣體檢測的軟件資源需求和多通道需求,采用STM32F4系列單片機和8路斬波的多信號同步獲取方案,為未來多種醫(yī)用麻醉氣體監(jiān)測研究提供了硬件和機械系統(tǒng)平臺。本文以呼吸氣體監(jiān)護儀的醫(yī)療器械行業(yè)標準為依據(jù),制定了二氧化碳和笑氣等多氣體模塊的驗證方案。通過氣體模塊的系統(tǒng)測試,以及驗證的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果顯示,本文所研制的多氣體模塊具有很好的穩(wěn)定性、準確性以及有效性,其中二氧化碳和笑氣精度:±(0.2 vol%+讀數(shù)的2%)和±3.0 vol%,都超過標準的要求,并且最小抽氣流量可達到50ml/min的微流程度。本文最后總結(jié)了模塊目前存在的不足,氣體檢測研究的當前進展,以及多氣體測量研究工作的未來展望。
【關(guān)鍵詞】：多氣體檢測 NDIR 旁流 一體化氣路 校準
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R318.6;TP212.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 醫(yī)用呼吸末二氧化碳、笑氣、氧氣監(jiān)測研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 存在的問題12
• 1.4 本論文的內(nèi)容12-14
• 第2章 研究內(nèi)容與意義、測量原理與方法14-25
• 2.1 研究內(nèi)容與臨床應(yīng)用意義14-16
• 2.1.1 課題研究內(nèi)容14
• 2.1.2 臨床應(yīng)用意義14-16
• 2.2 測量原理和測量方法16-25
• 2.2.1 測量原理16-23
• 2.2.2 氣體采樣方法23-25
• 第3章 系統(tǒng)平臺設(shè)計說明25-38
• 3.1 概述25
• 3.2 機械方案設(shè)計25-28
• 3.2.1 氣路系統(tǒng)的設(shè)計25-26
• 3.2.2 探頭斬波結(jié)構(gòu)的設(shè)計26-28
• 3.3 硬件方案設(shè)計28-36
• 3.3.1 關(guān)鍵部件選型28-30
• 3.3.2 電路系統(tǒng)設(shè)計需求30-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第4章 軟件設(shè)計38-52
• 4.1 PC機評估軟件的設(shè)計38-40
• 4.1.1 環(huán)境說明38
• 4.1.2 功能說明38
• 4.1.3 架構(gòu)說明38-40
• 4.2 模塊軟件設(shè)計說明40-51
• 4.2.1 環(huán)境說明40
• 4.2.2 功能說明40-41
• 4.2.3 架構(gòu)說明41-42
• 4.2.4 詳細設(shè)計說明42-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 自動化校準設(shè)計52-57
• 5.1 自動化校準PC軟件的介紹53
• 5.2 校準主控板的設(shè)計53-56
• 5.2.1 校準主控板的硬件設(shè)計53-54
• 5.2.2 校準主控板的軟件設(shè)計54-55
• 5.2.3 校準主控板軟件設(shè)計55-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第6章 測試與驗證57-70
• 6.1 硬件系統(tǒng)測試57-61
• 6.1.1 功耗測試57
• 6.1.2 電源測試57-58
• 6.1.3 模擬電路測試58-61
• 6.1.4 結(jié)論61
• 6.2 標準測試與驗證61-65
• 6.2.1 測量準確度61-63
• 6.2.2 測量準確性漂移63-64
• 6.2.3 系統(tǒng)總響應(yīng)時間64-65
• 6.2.4 結(jié)論65
• 6.3 與成熟產(chǎn)品對比驗證65-69
• 6.3.1 測試方法65-66
• 6.3.2 評估參數(shù)66
• 6.3.3 測試結(jié)果66-68
• 6.3.4 結(jié)果分析68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 第7章 總結(jié)與展望70-72
• 7.1 本文總結(jié)70-71
• 7.2 展望71-72
• 參考文章72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學位期間的研究成果76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張旭;宋學東;葉繼倫;陳思平;汪天富;;旁流呼氣末二氧化碳測量在臨床全身麻醉手術(shù)中有效性評估[J];生物醫(yī)學工程與臨床;2015年05期

2 齊麗晶;;呼吸機產(chǎn)品關(guān)于YY0601-2009標準檢測項目介紹[J];中國醫(yī)療器械信息;2013年05期

3 蔡晶;鄭金菊;柳淵;何佳;周初凱;;一種新型巨磁阻抗磁敏開關(guān)的設(shè)計[J];浙江師范大學學報(自然科學版);2013年01期

4 李新平;王萍;常亮;張新強;楊玉軍;;臨床麻醉中呼末二氧化碳監(jiān)測的臨床應(yīng)用及意義[J];現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學;2012年01期

5 劉荊;;呼氣末二氧化碳監(jiān)測在急診氣管插管病人中的應(yīng)用[J];護理研究;2009年16期

6 葉繼倫;周惠玲;武志剛;顏彥;;在呼吸氣體監(jiān)測中的呼吸末二氧化碳測量的有效性評價[J];中國醫(yī)學物理學雜志;2009年01期

7 龐宏宣;唐娟;林高翔;;終末潮二氧化碳監(jiān)測下調(diào)整通氣量預(yù)防腹腔鏡手術(shù)中CO_2蓄積的作用[J];腹腔鏡外科雜志;2008年05期

8 肖小芬;趙瑋;;笑氣/氧氣吸入鎮(zhèn)靜技術(shù)在兒童口腔科的臨床應(yīng)用[J];國際口腔醫(yī)學雜志;2008年03期

9 周傳運;曹秀海;劉慶剛;;基于TDA5142T的無刷直流電機無位置傳感器的控制系統(tǒng)[J];自動化技術(shù)與應(yīng)用;2008年03期

10 黃志偉;葉繼倫;;呼吸氣道流量與壓力參數(shù)檢測系統(tǒng)的電路設(shè)計[J];瀘州醫(yī)學院學報;2008年01期

，

本文編號：590583