【摘 要】
：
麻醉靶控输注（Target-Controlled Infusion,TCI）是基于生理药代动力学（Physiolocally Based Pharmacokinetic,PBPK）模型的条件下,通过计算机控制程序调节血浆或效应室的药物浓度到达目标浓度的一个过程。在实际手术中,通常采用单通道开环TCI系统,其缺陷是需要麻醉医生在整场手术过程中根据患者生命体征的变化及时设定新的药物浓度,这种策略会让麻
论文部分内容阅读
麻醉靶控输注（Target-Controlled Infusion,TCI）是基于生理药代动力学（Physiolocally Based Pharmacokinetic,PBPK）模型的条件下,通过计算机控制程序调节血浆或效应室的药物浓度到达目标浓度的一个过程。在实际手术中,通常采用单通道开环TCI系统,其缺陷是需要麻醉医生在整场手术过程中根据患者生命体征的变化及时设定新的药物浓度,这种策略会让麻醉效果很依赖麻醉医师的专业程度且不能实时监测患者生命体征,存在较大的安全隐患。为了降低手术风险,本文提出了基于长短期记忆人工神经网络（Long Short-Term Memory,LSTM）的麻醉靶控输注系统,通过单片机与TCI输注泵以及NI监护仪之间进行通信以及数据传输,上位机软件对数据实时采集、处理、显示并存储并给出监护仪指数的预测值,能有效减小对麻醉医师专业性的依赖程度,提高了给药精准度。在麻醉深度监测指标选取上,本文讨论了脑电图（Electroencephalogram,EEG）、脑电双频指数（Bispectral Index,BIS）、Narcotrend指数（Narcotrend Index,NI）这三个指数的原理,并选取NI作为本实验的监测指标;在硬件选择上,根据实际设计需求和产品种类有限的情况下,最终选择了BCP-100输注泵、NI监护仪、路由器、STM32F103单片机以及笔记本电脑。在算法选择方面,对比了几种神经网络与不同形式的PID控制算法,最终也根据实际情况选择了LSTM神经网络与PID控制算法相结合的方案。本实验还收集了中国人民解放军医院的90例真实患者数据,而每个病例都是由成千上万条文本数据所组成,为此本文也专门设计了MySQL数据库来存储它们,该数据也为本文中的LSTM神经网络的训练提供了样本。以STM32F103单片机与笔记本电脑为核心,搭建一个基于LSTM神经网络PID控制的麻醉靶控输注系统。主要包括硬件平台的搭建、通信设计、算法研究及软件程序开发、功能实现和人机交互界面设计这五个方面。基于整体系统的功能需求进行分析,对主要功能模块原理进行研究,对主要算法进行了仿真实验,最后证明了该系统的稳定性与可行性,实现了整体系统的相关功能。
其他文献
创新是推动中国经济转向高质量发展的内在动力。在加强区域创新体系建设的国家战略背景下,京津冀协同发展战略已实施7年有余。京津冀作为全国创新驱动经济增长的新引擎,却始终面临城市群内部创新差距较大、协同创新问题严峻的现实困境,区域内部长期的不均衡发展导致区域整体在全国城市群中的头部优势有所下降。而大量研究发现,创新在空间分布上并不均衡,既存在空间集聚也存在空间差异,其影响因素由于研究尺度与对象的不同也不
遥感场景三维点云语义分割越来越受到关注,由于遥感场景背景复杂、投影方向不定、目标尺度大等特点,现有三维点云语义分割算法应用于遥感场景,存在目标背景复杂、目标尺度不一、目标轮廓结构相似辨识难等问题。针对以上问题,本文的具体工作包括以下两部分:（1）针对遥感场景中目标背景复杂、目标尺度不一等问题,本文基于串行结构的多尺度特征融合网络提出了一种融合方向密度的多尺度特征学习语义分割算法。该算法充分结合物体
本文通过开展室内静态吸附-解吸试验,进行三种重金属离子在粉土中的吸附-解吸试验,使用非线性吸附-解吸模型、Freundlich模型、Langmuir模型进行拟合,并对负载有重金属污染物的粉土颗粒进行微观特征分析。为深入研究重金属离子作用下非饱和土中污染物迁移过程,利用一维短土柱污染物迁移试验,考察重金属污染物浓度、种类对土体含水率分布的影响以及不同重金属污染物迁移能力的差异。最后,基于非饱和土中污
透镜作为最常见的光学元器件,在摄像头、天文望远镜和显微镜等光学设备中是不可或缺的存在,其表面加工质量直接决定着设备的成像质量。如何实现对透镜表面三维轮廓高精度测量具有重要的研究意义。目前,表面轮廓测量方法可分为接触式和非接触式两大类。其中接触式测量由于机械探针与被测件接触易对器件表面造成划伤损坏的原因,现已很少应用在表面轮廓测量领域中。而激光波数扫描干涉法作为非接触式光学测量的一种,具有检测速度快
异常检测（outlier detection）是数据挖掘的重要任务之一,其研究目的是发现与预期结果显著偏离的数据。在数据流环境下,异常点即明显偏离其附近数据的数据点。异常检测方法广泛地应用于计算机诸多领域,例如网络检测、水文检测、金融欺诈检测和医疗病理检测等。关于异常检测方法的研究是计算机应用领域的热点课题之一。有很多问题可能促使异常值出现,例如机器故障、欺诈行为、恶意活动、人为错误、采样错误,以
交通智能化是当前科技发展的一个重要趋势,自动驾驶目前还未能实现完全自主的无人驾驶,因此,智能辅助驾驶系统依然存在很大的实用价值。基于智能辅助驾驶系统实时检测识别驾驶员的驾驶行为,当驾驶员出现不符合安全规范的驾驶行为时,智能辅助驾驶系统可以及时发出预警以提醒驾驶员及时纠正不安全的驾驶行为,因此,合理利用智能辅助驾驶系统可以有效降低交通事故发生的几率。驾驶行为识别方法实际应用于智能辅助驾驶系统时依然存
近年来,在有限状态机上高维数字混沌系统可以产生真实可证明的混沌,已经在理论和实践上取得了许多进展,本文是该进展中的一部分,旨在完善和拓展高维数字混沌系统的理论框架以及提供更多的应用实例,在理论方面为提供了拓扑混合证明。拓扑混合意味着在紧致空间上的Devaney混沌,但反之则不一定。因此,拓扑混合性证明完善和拓展了高维数字混沌系统的理论框架。本文给出了基于回路结点收缩算法构建高维数字混沌系统的一般设
随着人工智能的快速发展以及人们对生物神经网络认识的不断深入,具有复杂随机拓扑结构的人工神经网络和生物神经网络中的同步现象得到了研究者们的重点关注。众所周知,在网络同步的过程中,拓扑结构起着非常重要的作用。当网络无法自同步或者对同步还有其他要求时,需要对节点施加控制作用,使其能够与给定的参考轨迹同步。在同步控制中,所采用的控制策略包括模糊控制、牵制控制、间歇控制和脉冲控制等。作为一种实用的、能够降低
改革开放以来,我国保险业取得了长足进步,无论是保险市场还是监管力度都发生了前所未有的变化。目前,家用汽车已步入千家万户,投保汽车保险已成为消费者抵御风险的重要保障,车险业务也已占据财产险公司业务的最大比例。然而,随着社会经济和车险业务的快速发展,车险欺诈现象应运而生,这个与保险共生的“毒瘤”已成为行业不得不处处小心的“地雷”,违法犯罪活动日益频繁,严重危害了消费者的合法权益,影响了行业正常经营,破
功率分配是频谱分配中的一大问题,当今时代有效的方法是建立合理的认知无线网络模型来模拟真实环境,随着网络环境动态变化,认知用户为了不影响授权用户通信,能够调整其功率控制策略,认知用户以机会式接入频谱来有效提升频谱利用率。很多学者使用强化学习算法（Reinforcement Learning,RL）来解决模型构建的问题,但RL本身由一个智能体控制所有决策,其具有维数诅咒,等局限性,在面对无线网络环境中