基于Cortex-M3的血液动力学监护仪系统的设计

【摘要】心输出量是临床手术过程重要的血液动力学参数之一,其连续监护具有重要意义。目前临床心输出量监测的金标准为Swan-Ganz导管热稀释法,该方法需要在心内插管,具有较高手术风险,国内尚未有更为安全的有效替代方法。因此,研制基于外周生理信号进行心输出量的准确连续监护是该领域的研究热点。论文提出了一种基于有创血压、心电、光电容积脉搏波等外周生理信号进行心输出量监护的系统研制方案。在分析算法对生理信号采集需求基础上,设计了一种可以同步检测采集有创血压、心电、光电容积脉搏波的生理信号监护仪。仪器采用了32位Cortex-M3微处理器,并进行了电源、采集系统等设计,所研制的仪器满足医疗仪器安全性标准。论文分析了系统各任务设计需求,并对系统任务进行了执行时间测定。基于软件使用需求和执行时间进行了系统下位机软件设计,实现了高时间精度的采样模块,满足了PTT精确计算的需求。系统还实现了通信协议、上位机软件设计、信号实时采样传输与计算等功能。论文对研制的样机进行了主要模块的电性能测试,包括功耗测试和运行可靠性测试。结果表明,监护仪工作电流小于95mA,功耗小于500mW；可连续168小时无故障工作,满足了运行可靠性要求。样机还进行了临床测试,在恶劣的临床电气环境下进行了7例手术全程的实时监测,承受了术中高压电刀等复杂干扰的影响,仪器工作稳定。数据的监测结果与美国Vigileo/Flotrac的监测数据相关性较好,证明了系统准确性。
【作者】刘汉承；
【导师】叶树明；
【作者基本信息】浙江大学，生物医学工程，2014，硕士
【关键词】血液动力学；心输出量；监护仪；低功耗；光电容积脉搏波；

【参考文献】
[1]魏宗梅.硼、钙对苹果果实发育的调控机制初探[D].中国农业大学,果树学,2004,硕士.
[2]乔俊叁.竹材径向分切与缝帘一体机结构设计及动力学分析[D].中南林业科技大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[3]潘向雪.符号学视角下《聊斋志异》官职相关词语英译[D].北京外国语大学,翻译,2014,硕士.
[4]刘凡儒.江泽民的科学技术思想研究[D].大连理工大学,科学技术哲学,2003,硕士.
[5]胡腾.城市商业银行中小企业信贷策略研究[D].山东大学,金融学（专业学位）,2012,硕士.
[6]刘余香.律师执业机构合伙人（成员）有限责任初探[D].吉林大学,诉讼法学,2004,硕士.
[7]朱旭洋.突跳式温控器的可靠性分析[D].浙江理工大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[8]王绍让,朱成康,张伟锋.开放式校园安全管理现状及对策分析[J].中国成人教育,2012,06:32-33.
[9]代男.动物隐喻的喻义及其翻译策略研究[D].吉林大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[10]岳向泉.远程自动计量分水闸门控制系统开发[D].北方工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[11]阎星娥,鞠时光,蔡涛,辛燕.OLAP中基于FP-增长的关联规则挖掘[J].计算机科学,2004,04:113-116+122.
[12]任少峰.基于模糊关键链的港铁列车项目进度计划优化设计[D].吉林大学,工程项目管理,2014,硕士.
[13]邢程.发展型社会政策视角下我国城市住房保障问题研究[D].吉林大学,社会保障,2013,硕士.
[14]付学青.窑制玻璃工艺品内空间视觉效应的研究与应用[D].山东工艺美术学院,设计艺术学,2013,硕士.
[15]唐娇.无氰金配合物的合成及应用研究[D].中南林业科技大学,林产化学加工工程,2013,硕士.
[16]杜子威.支撑液膜萃取回收高浓度煤气化含酚废水研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[17]安天琪.基于半张量积稳定性分析的高压SVC负面效应抑制研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2014,硕士.
[18]李璐.我国行为保全制度建构之完善[D].中国政法大学,诉讼法学,2014,硕士.
[19]肖飞.用于强化学习的值函数逼近方法研究[D].苏州大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[20]李婷.中国企业海外并购中的企业文化价值观对比研究[D].华中科技大学,英语语言文学,2013,硕士.
[21]高超.AZ31镁合金及Zr702高速撞击损伤行为研究[D].哈尔滨工业大学,空间材料与加工,2013,硕士.
[22]于佳彦.英语教师培训中教师主体性培养个案研究[D].河北师范大学,学科教学,2014,硕士.
[23]沈玫.采前草酸、钙结合萘乙酸处理对猕猴桃果实贮藏性的影响[D].浙江工商大学,食品科学与工程,2013,硕士.
[24]刘洁.DSP处理器的功能测试[D].复旦大学,集成电路工程,2012,硕士.
[25]许惠子.于红梅二胡艺术初探[D].中央音乐学院,二胡演奏,2012,硕士.
[26]刘国强.县级职教中心“校企合作”的困境与对策研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[27]肖刚,邓力,张本爱,朱建士.马尔可夫系统瞬态不可用度计算的高效率蒙特卡罗方法(英文)[J].自动化学报,2004,02:183-190.
[28]柯俊.基于数据挖掘技术的客户关系管理系统[D].武汉理工大学,2003.
[29]王丽华.大连北三市发展生态农业的潜力、途径与对策研究[D].辽宁师范大学,人文地理,2003,硕士.
[30]喻琨皓.预应力锚索桩板墙与岩土体相互作用分析[D].西南交通大学,岩土工程,2014,硕士.
[31]邵国良,信世堡,胡毅军,宗培.低强匹配焊接接头匹配特性研究[J].船舶工程,2005,06:23-27.
[32]白瑞.天顶仪面阵CCD半导体温控系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[33]乔大勇.大众文化背景下高校思想政治教育研究[D].中北大学,思想政治教育,2013,硕士.
[34]林宇华.房地产企业信息化建设研究[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[35]厉燕新.ARMA模型在两相流检测中的应用研究[D].浙江大学,检测技术与自动化装置,2004,硕士.
[36]胡桂香.中国的计划生育政策与农村妇女[D].华东师范大学,中国近现代史,2014,博士.
[37]何晓飞.微型逆变器与变换器控制策略研究[D].南京航空航天大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[38]万敬宾.对查尔斯·泰勒的“承认的政治”的批判性分析[D].华东师范大学,政治学理论,2013,硕士.
[39]王宏雨.关节镜下同种异体肌腱重建前交叉韧带的临床疗效分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[40]金军伟.改良手法复位夹板固定治疗桡骨远端屈曲型骨折的临床观察[D].福建中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[41]孙文江.自适应神经—模糊推理系统在隧道结构安全评估中的应用[D].浙江大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[42]陈鹏鹏,袭锴.石墨烯/凹凸棒土复合聚乙烯醇材料的制备及性能研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第30分会：低维碳材料[C].中国化学会:,2014:1.
[43]吕海明.利用拉曼散射光谱研究芳香羧酸有机物在TiO_2的吸附机理[D].吉林大学,2013.
[44]杨靓.高等学校内部治理创新[D].沈阳师范大学,高等教育学,2013,硕士.
[45]张华.研究生职业决策自我效能感及其与成就动机、社会支持、人格特质的关系研究[D].上海师范大学,2007.
[46]邱倩.中江丹参植株中重金属的分布和形态分析[D].成都理工大学,矿产资源化学,2013,硕士.
[47]孙聃.林语堂《浮生六记》英译本的“变译”现象研究[D].武汉理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[48]刘亚雄.几种新型化学修饰电极的构建及其在环境与生物分析中的应用[D].湖南大学,2009.
[49]周晶.三类生态流行病模型的稳定性分析[D].渤海大学,基础数学,2014,硕士.
[50]陈冲,钱逸昀.探因与求解:文科研究生的学术规范养成[J].教育理论与实践,2013,09:6-8.