体外循环血氧饱和度实时监测技术的研究

发布时间：2016-12-12 13:12

  本文关键词：一种抗干扰穿戴式血氧饱和度监测仪的研制，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工业大学》 2010年

体外循环血氧饱和度实时监测技术的研究

张静  

【摘要】： 体外循环过程不是生理状态,而是一种控制状态,是在低温、血液稀释的情况下进行的。为了确保体外循环手术病人的安全,需对病人的各项生理指标进行监测。混合静脉血氧饱和度能及时准确反映病人的组织血流灌注和氧供情况;血红细胞比容可以反映手术过程中血液被稀释的程度。这两个参数可以指导灌注师调节流量和压力等。根据这两者的变化,及时采取措施,可以减少体外循环并发症,促使病人早日康复。 本文旨在设计一款适用于体外循环手术的实时血氧/血红细胞比容监测仪。完成了基于MSP430F149的硬件电路的设计与实现,对系统各个模块的功能与电路搭建进行了详尽的分析,并完成了单片机程序的设计与调试。单片机采集的数据通过串口发送至上位机,数据的处理及、计算及结果显示在上位机完成,同时绘制了实时监测的曲线,并建立了数据库用以存储结果及患者信息,使医生能够对患者的监测信息进行随机访问。 在信号处理方面,本文采用差分放大、低通滤波技术,并在VC++软件中通过引擎的方式嵌入了Matlab对信号的滤波、线性拟合及数字平均算法的处理以降低噪声干扰及消除基线漂移。 应用本文设计的体外循环监测样机进行了模拟样品的实验及血液样品的实验设计,实验结果验证了系统的灵敏度和准确性。 本文的研究工作和成果对于推动临床医疗保健业的发展将起到十分积极的作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP29-AI
【目录】：

摘要4-5

Abstract5-6

目录6-8

第1章 绪论8-16

1.1 血氧饱和度与血红细胞比容的研究意义8-9

1.2 血氧检测仪的发展9-11

1.3 体外循环监测系统11-14

1.3.1 静脉血氧饱和度(SvO_2)监测的特点与发展12-13

1.3.2 血红细胞比容(Hematocrit, Hct)监测的特点与发展13-14

1.4 本课题的目标及主要研究内容14-16

第2章 体外循环血氧监测技术的原理与方法16-22

2.1 监测的理论16-18

2.1.1 Lambert-Beer定律16

2.1.2 血氧饱和度(SvO_2)算法的理论推导16-17

2.1.3 血球比容(Hct)算法的理论推导17-18

2.2 测量光波长的选择18-19

2.3 传感探头及其特性19-21

2.4 本章小结21-22

第3章 体外循环血氧仪的硬件系统设计22-30

3.1 概述22

3.2 硬件系统模块设计22-29

3.2.1 光源驱动模块设计22-24

3.2.2 信号调理电路设计24-26

3.2.3 单片机及外围电路设计26-27

3.2.4 电源模块设计27-28

3.2.5 串行通讯模块设计28-29

3.3 本章小结29-30

第4章 体外循环血氧仪的软件系统设计30-43

4.1 单片机软件程序设计30-35

4.1.1 主程序设计30-32

4.1.2 光源控制模块32

4.1.3 A/D转换模块32-33

4.1.4 USART异步串口通讯模块33-35

4.2 上位机软件设计35-42

4.2.1 系统结构35

4.2.2 算法设计35-38

4.2.3 串口设计38-39

4.2.4 界面设计39-40

4.2.5 存储数据库的建立40-42

4.3 本章小结42-43

第5章 实验及结果分析43-51

5.1 实验43-46

5.1.1 模拟样品实验43-46

5.1.2 血液样品实验设计46

5.2 影响监测精度的因素分析46-47

5.3 消除干扰信号的方法讨论47-50

5.4 本章小结50-51

总结与展望51-52

参考文献52-57

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果57-59

致谢59

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本文编号：210579