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1、呼吸是人體的重要生理過(guò)程,在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)技術(shù)中,呼吸監(jiān)測(cè)是一個(gè)重要組成部分。在醫(yī)學(xué)科學(xué)研究、運(yùn)動(dòng)學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)中,呼吸監(jiān)測(cè)都是一項(xiàng)重要的生理指標(biāo)。目前,隨著人們生活水平的提高,越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注包括呼吸監(jiān)測(cè)在內(nèi)的身體狀況的監(jiān)測(cè)。而在呼吸監(jiān)測(cè)中,呼吸力學(xué)參數(shù)的監(jiān)測(cè)是對(duì)呼吸功能的評(píng)價(jià)的重要方法,有助于對(duì)呼吸病理和生理的了解。呼吸力學(xué)參數(shù)監(jiān)測(cè)在一些醫(yī)療應(yīng)用中已經(jīng)成為一項(xiàng)重要工具。目前,國(guó)內(nèi)外在呼吸監(jiān)測(cè)領(lǐng)域主要是監(jiān)測(cè)出入呼吸出的二氧化碳濃度,參
2、數(shù)較為單一。然而隨著現(xiàn)在人們對(duì)呼吸監(jiān)測(cè)的關(guān)注的逐步提高以及對(duì)自身呼吸功能監(jiān)測(cè)的重視,不再滿足于僅僅這一個(gè)呼吸參數(shù)的監(jiān)測(cè)。
本研究從呼吸力學(xué)的角度去考慮人呼吸功能的監(jiān)測(cè),以工程學(xué)的觀點(diǎn)和方法研究呼吸力學(xué)相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè),主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)人體呼吸氣體的與力學(xué)相關(guān)的參數(shù),從而表征人的身體狀況以及指導(dǎo)臨床診治。本研究借鑒傳統(tǒng)的二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)平臺(tái),研制一種主流式的基于伯努利定律的呼吸力學(xué)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該主流式呼吸力學(xué)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)采用高精度
3、的差壓式壓力傳感器和低功耗的處理器元件,通過(guò)采用數(shù)字濾波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)患者呼吸力學(xué)參數(shù)信息的采集。在本研究中呼吸氣壓是主要的采集對(duì)象,而呼吸氣壓的采集與設(shè)計(jì)的呼吸管道密切相關(guān),通過(guò)有限元分析法對(duì)呼吸管道進(jìn)行仿真分析,繪制出結(jié)構(gòu)圖,然后通過(guò)3D打印加工出呼吸管道。然后,采用已選擇好的元器件和設(shè)計(jì)好的電路板搭建電路,之后對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)試,包括氣壓傳感器供電電壓的確定,電源電路的設(shè)計(jì)等,解決由于電源帶來(lái)的信號(hào)不穩(wěn)等問(wèn)題。最后通過(guò)在預(yù)熱階段標(biāo)定
4、進(jìn)行線性補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)信號(hào)監(jiān)測(cè)的精確度。
最后采用該系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),包括呼吸管道驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),傳感器電壓選擇實(shí)驗(yàn),標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和呼吸實(shí)驗(yàn)。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)性實(shí)驗(yàn)測(cè)試,該主流式呼吸力學(xué)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠直接在呼吸管道上對(duì)人呼吸力學(xué)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè),而且不需要對(duì)人呼吸氣體進(jìn)行任何處理。多名志愿者進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確對(duì)呼吸力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,具有良好的實(shí)時(shí)性和長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)性。此外,該系統(tǒng)具有小型化,便攜性和簡(jiǎn)單操作特點(diǎn),方便患者
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