智能睡眠呼吸机研制及其关键技术研究

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临床实践证明,相比手术治疗,持续气道正压通气睡眠呼吸机(continuous positiveairway pressure,CPAP)是目前世界通用治疗呼吸暂停最有效的、公认的治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的首选方法,国外产品在市场和技术上处于垄断地位。本课题工作在于采用嵌入式技术实现自动调整目标压力持续正压睡眠呼吸机样机的研制。并将对睡眠呼吸机的控制策略进行优化,力求采用较简单的结构实现优良的呼吸同步性及顺应性。  1)本课题通过分析睡眠呼吸机的功能,设计睡眠呼吸机的总体结构原理及气路结构,并根据呼吸机行业标准及实际产品需求对风机,微处理器,传感器等关键元件进行选型。根据电路原理进行电路设计,绘制电路板,完成睡眠呼吸机结构及电路硬件的设计。  2)根据睡眠呼吸机的设计要求,划分了睡眠呼吸机的各程序模块并进行相应设计。对软件流程及菜单界面进行了设计,详细介绍了初始化,模式菜单选择,延时升压选择界面设计及程序流程,及加温加湿及面罩漏气检测程序流程设计。对睡眠呼吸机进行软硬件联合调试,实验结果表明本课题所设计的睡眠呼吸机样机可达到设计标准,各项指标符合睡眠呼吸机企业标准及行业标准YY0671.1-2009(睡眠呼吸暂停治疗第一部分:睡眠呼吸暂停治疗设备标准)的要求,现本课题设计的睡眠呼吸机已进行企业标准备案及送至广东省医疗器械质量监督检验所进行样机检测。  3)本课题提出了不通过呼气泄压阀而仅仅通过对风机的控制实现呼吸同步控制的方法,基于呼吸系统与CPAP呼吸机的压力响应,为了提高CPAP呼吸机的顺应性消除呼气初期的压力上升,需在呼气相前减小风机输出。因此,本课题采用快速的自预测算法预测吸气周期。并且本课题采用定时器实现呼气末正压支持的功能。实验结果表明合适的提前时间及呼气周期预测可以明显的减小呼气初期的压力冲击并且避免了高的呼气支持压力。采用带呼气末压力支持的快速自预测(AF-EEPAP)控制策略。压力在吸气初期快速上升以打开塌陷气道,在吸气末期机呼气初期压力下降以增加顺应性;在呼气末期压力保持利用塌陷气道的重开并增加肺顺应性。实验结果表明AF-EEPAP提供一个与呼吸生理相适应的缓和的压力曲线。
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