發(fā)布時間：2018-06-02 08:32

  本文選題：NDIR + 呼吸末二氧化碳��； 參考：《天津科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在醫(yī)學(xué)臨床監(jiān)測中,呼吸末二氧化碳(簡稱EtC02)是一項十分重要的生理參數(shù),它可以同時反映患者的肺部通氣功能狀況和患者的血液循環(huán)功能與肺部血流狀況。由于EtCO2監(jiān)測具有無創(chuàng)、連續(xù)性等優(yōu)點,近年來在醫(yī)學(xué)臨床中具有非常廣泛的應(yīng)用。患者呼氣的溫度、水汽、大氣壓都能影響EtC02檢測的精度。目前,EtC02檢測設(shè)備主要由國外廠家生產(chǎn),國內(nèi)較少見到。因此,我國自主研發(fā)高精度的EtC02檢測系統(tǒng)應(yīng)該有很大的市場潛力。本文研究的EtC02檢測系統(tǒng)是基于非分光紅外吸收氣體檢測技術(shù)(NDIR),并考慮了患者呼氣的溫度、水汽、大氣壓對EtCO2濃度檢測結(jié)果的影響。這種技術(shù)基于Lambert-Beer定律,也就是利用探測器探測出紅外光的衰減量來計算CO2濃度,具有靈敏度高、系統(tǒng)穩(wěn)定和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點。本文基于NDIR原理搭建了一套針對呼吸末二氧化碳中的溫度、濕度、氣體壓力、C02氣體濃度的智能監(jiān)測系統(tǒng),并對CO2氣體濃度進(jìn)行了標(biāo)定,研究了溫度、濕度、氣體壓力對CO2測量濃度的影響。本文利用CC2530芯片構(gòu)成ZigBee無線傳輸系統(tǒng),利用ATmega16A芯片構(gòu)建硬件系統(tǒng),在硬件平臺部分介紹了系統(tǒng)功能實現(xiàn)的硬件構(gòu)建,包括ATmega16A芯片電路、電平轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓電路以及液晶顯示模塊的設(shè)計。為提高CO2檢測結(jié)果的精度,本文研究了測量呼出氣體中溫度、濕度和氣壓對二氧化碳測量濃度的影響,并對溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器提前進(jìn)行了標(biāo)定,提高了傳感器的測量精度。在軟件部分主要介紹了上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件。上位機(jī)軟件是利用LabVIEW編寫的。下位機(jī)程序主要是用IAR開發(fā)的。本文設(shè)計了便于醫(yī)療人員操作的更加直觀、方便的上位機(jī)操作界面,具有參數(shù)信息采集、信息顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲四大功能。論文軟件部分首先是對上位機(jī)開發(fā)平臺進(jìn)行了簡單介紹,而后重點介紹了上位機(jī)參數(shù)信息采集、信息顯示功能、數(shù)據(jù)處理與存儲功能模塊的實現(xiàn)。本文為了提高EtCO2測量精度,建立了溫度、濕度、氣體壓力對CO2測量濃度的校正模型,對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。首先用仿真數(shù)據(jù)建立了校正模型,利用驗證集數(shù)據(jù)對校正模型進(jìn)行了驗證,結(jié)果表明,該校正模型提高了 EtCO2的測量精度。
[Abstract]:In medical clinical monitoring, end-respiratory carbon dioxide (EtC02) is a very important physiological parameter, which can reflect the pulmonary ventilation function, blood circulation function and pulmonary blood flow status of patients at the same time. EtCO2 monitoring has been widely used in medical clinic in recent years because of its advantages of noninvasive and continuous. Patient breath temperature, water vapor, atmospheric pressure can affect the accuracy of EtC02 detection. At present, EtC02 testing equipment is mainly produced by foreign manufacturers, less seen in China. Therefore, China's independent development of high-precision EtC02 detection system should have great market potential. In this paper, the EtC02 detection system is based on the non-spectroscopic infrared absorption gas detection technique. The effects of the patient's breath temperature, water vapor and atmospheric pressure on the detection results of EtCO2 concentration are considered. This technique is based on the Lambert-Beer law, that is, using detectors to detect the attenuation of infrared light to calculate the concentration of CO2, which has the advantages of high sensitivity, system stability and strong anti-interference ability. Based on the principle of NDIR, an intelligent monitoring system for temperature, humidity and pressure of CO _ 2 at the end of respiration is set up in this paper. The concentration of CO2 gas is calibrated, and the temperature and humidity are studied. The effect of gas pressure on the measured concentration of CO2. In this paper, CC2530 chip is used to construct ZigBee wireless transmission system, and ATmega16A chip is used to construct hardware system. In the part of hardware platform, the hardware construction of system function is introduced, including ATmega16A chip circuit, level conversion circuit. The design of voltage stabilizing circuit and liquid crystal display module. In order to improve the accuracy of CO2 detection results, the effects of temperature, humidity and pressure on the measurement concentration of carbon dioxide in the exhaled gas are studied in this paper, and the temperature and humidity sensors and carbon dioxide sensors are calibrated in advance. The measuring accuracy of the sensor is improved. In the software part, the host computer software and the lower computer software are mainly introduced. The upper computer software is written by LabVIEW. The lower computer program is mainly developed with IAR. In this paper, a more intuitive and convenient operation interface for medical personnel is designed, which has four functions: parameter information collection, information display, data processing and data storage. In the software part of the paper, the development platform of the host computer is introduced briefly, and then the realization of the module of the upper computer parameter information collection, information display, data processing and storage is introduced. In order to improve the accuracy of EtCO2 measurement, the calibration model of temperature, humidity and gas pressure for CO2 measurement concentration is established, and the measurement data are processed. First, the correction model is established with the simulation data, and the calibration model is verified by using the data of the validation set. The results show that the correction model improves the measurement accuracy of EtCO2.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1968112