呼吸機(jī)檢測與控制算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、呼吸機(jī)是各個醫(yī)院不可或缺的醫(yī)療設(shè)備之一，在病人的搶救與治療中起著至關(guān)重要的作用。深入研究如何提高通氣平穩(wěn)度與漏氣檢測精確度對降低國內(nèi)呼吸機(jī)使用安全隱患，提升國產(chǎn)品牌的技術(shù)水平和市場競爭力有著重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　本文以提升定容通氣時的通氣平穩(wěn)度和漏氣檢測的準(zhǔn)確性為目標(biāo)。通過分析研究實驗室呼吸機(jī)平臺定容通氣的特性以及漏氣檢測的不足之處，并對比了現(xiàn)有控制理論的優(yōu)勢與適用場景，從而選取內(nèi)模PID算法控制定容通氣的流速，使用BP神經(jīng)

2、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測呼吸機(jī)系統(tǒng)的漏氣量。
　　首先，針對呼吸機(jī)的氣路組成以及實驗室現(xiàn)有設(shè)備，對氣路進(jìn)行改造，以便于采集呼吸機(jī)漏氣時的工作狀態(tài)，包括呼吸潮氣量以及漏氣量等。然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)與呼吸機(jī)的工作特點(diǎn)，確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型，并通過大量實驗選擇合適的傳遞函數(shù)與訓(xùn)練算法，借助MATLAB完成漏氣檢測系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。
　　其次，針對定容通氣的工作模式，提出內(nèi)模PID控制方案。通過對比機(jī)理法建模和測試法建模的優(yōu)缺點(diǎn)，選取測試法對

3、呼吸機(jī)流速控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。實驗選取三種不同幅值的階躍函數(shù)作為系統(tǒng)激勵，同時記錄流速控制系統(tǒng)的響應(yīng)，通過擬合的方式得出響應(yīng)曲線的函數(shù)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上添加濾波器得到內(nèi)模PID的控制模型，并通過試驗的方式對內(nèi)模PID控制的參數(shù)進(jìn)行了整定。
　　最后，對漏氣檢測系統(tǒng)與流速控制系統(tǒng)分別進(jìn)行了測試與驗證:結(jié)合MATLAB與Delphi上位機(jī)軟件對基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的漏氣檢測情況進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性與較高的精度，