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多重反馈闭环控制便携式呼吸机的设计
在便携式呼吸机中引入闭环控制,能够增强便携式呼吸机的性能,使便携式呼吸机的使用更为安全、有效.将肺的力学性质、呼气末期二氧化碳分压(PetCO2),血氧饱和度(SaO2)作为反馈信号.控制呼吸机的工作与调整,在不影响便携性能的基础上,增强便携式呼吸机治疗效果.
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基于BIS指数的麻醉给药系统研究设计
麻醉给药研究的关键问题之一是如何保证麻醉药品在人体效应室中的理想浓度.以药代动力学为基础的靶控输注(TCI)是一种可实现的方法,基于BIS指数的实时闭环麻醉给药系统实时控制靶控输注给药可以获得理想的麻醉效果.本文对这一麻醉给药系统的研究提出临床工程设计方案,并加以实现.
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闭环控制在呼吸机上的应用
本文运用工程技术原理和方法,通过在工程中被广泛应用的闭环控制方法,建立适宜的环路和装置,阐述闭环控制技术在呼吸机中的临床应用.
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信息化管理系统在血液净化 临床中的应用探讨
目的 探讨信息化管理系统在我院血液净化临床中的使用效果.方法 本文介绍了我院血液净化中心信息化管理系统基于网络、计算机、IPDA等设备的构建过程与基本构架的建立,然后利用该系统进行数据采集与生成,并利用该信息系统的监管方法生成管理系统评估体系,应用于血液透析患者的信息管理、临床护理管理、透析设备、数据统计分析等方面.结果 血液净化信息化管理系统实现闭环控制、模块管理及大数据分析,从而降低了医护人员的工作量,方便了医护人员和患者,提升了医院血液净化管理的整体水平,提高了医疗服务质量,促进了医疗安全.结论 血液净化信息化管理在临床上行之有效,不仅能显著提医护人员的工作效率,还能保证医疗质量和医疗安全,这种管理模式是今后血液净化管理的必然趋势.
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基于风险分析的医疗设备预防性维护策略探讨
由于通用的风险评价方法只能做到静态评估,无法对设备的动态特性做出评价.本研究参照美国佛蒙特大学基于风险的医疗设备管理系统,结合我院的现状,初步制定了医疗设备维护检测计划,提出了执行中维护策略再评价的办法,定期评估计划有效性并进行改善,实现医疗设备维护的正反馈闭环管理.本文给出了设备的分类选取方案,介绍了基于风险分析的设备检测与预防性维护周期决策方法,并在医疗设备计算机管理系统的基础上探讨了维护策略的效果评估.
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新型保偏光纤温度传感器及其在半导体激光治疗领域的应用
基于保偏光纤的温度双折射效应,提出一种高精度、低成本、具有良好互易性的反射式保偏光纤温度传感器(Polarization-Maintaining Fiber Temperature Sensor,PMF-TS).采用体积小、重量轻的光纤温度探头,可与半导体激光器激光输出光纤集成,组成多功能激光治疗仪探针,通过实时、精确监测靶组织的温度变化,闭环控制半导体激光器的输出能量及脉冲频率,满足体内深度肿瘤组织精准微创激光热疗的应用需求.完成了样机研制及测试,结果表明,PMF-TS的测温分辨率为0.01℃,远优于18B20数字温度传感器及PT100铂电阻温度传感器.经过PMF-TS的闭环控制以后,半导体激光器在-40℃～70℃环境温度范围内,输出功率的波动可以控制在±0.1 W以内.
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中药质量源于设计应用:工艺控制策略
在药品质量源于设计(Quality by Design,QbD)框架下,工艺控制策略是用于确保产品质量和工艺性能符合预期目标的一套计划性控制方法和步骤的组合.工艺控制策略的先进程度取决于对药品和制药工艺的理解和相关知识水平的积累.目前,国内制药工艺控制正经历从质量源于检验(QbT)模式向QbD模式的转变.本文总结并比较了分别由美国FDA的Lawrance Yu和国际制药工程协会PQLI工作组提出的工艺控制策略等级模型.介绍了药物产品质量实时放行测试、工艺设计空间、工艺前馈控制和反馈控制、工艺闭环控制、工艺智能控制等先进工艺控制方法和策略,及其在中药和药品生产中的应用.
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闭环复苏技术在失血性休克液体治疗中的应用
失血性休克的复苏理论与技术是急救医学、创伤外科学和危重病医学等相关学科研究的焦点.闭环复苏技术以目标血压为复苏终点,通过优化输液“容量”和“速度”制定佳的治疗方案,在失血性休克治疗的科学研究中应用广泛.文中介绍了当前几种主要的液体复苏闭环控制系统,包括基于PID控制器的线性控制系统,还有基于模糊逻辑、决策支持等智能控制器的非线性控制系统.同时结合现代复苏理论和医学应急救援的发展需求,讨论了闭环复苏技术目前存在的问题和未来发展的趋势.
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人工胰脏:现状、挑战与展望
目前医学界还没有根治糖尿病的手段,人工胰脏被广泛地认为是治疗和管理糖尿病有前途的手段之一.在此就动态血糖监测系统(CGMS)、胰岛素泵、闭环算法、及其之间的通信和临床试验等5个方面,对人工胰脏研究的发展现状进行了综述,并对所面临的挑战以及有前途的研究方向进行了讨论.
关键词： 人工胰脏 糖尿病 闭环控制 胰岛素 动态血糖监测系统(CGMS) -
发育性协调障碍儿童的运动控制缺陷
目的:从运动控制学角度探讨发育性协调障碍(Developmental Coordination Disorder,DCD)的发生机制,为其病因学研究提供理论基础.方法:以DSM-Ⅳ为诊断标准结合发育性协调障碍问卷在两所小学中进行筛查,筛选出41名DCD儿童,研究儿童闭环控制和开环控制缺陷,及运动控制缺陷和实际运动障碍程度的关系.结果:①DCD儿童的闪光临界频率低于对照组(22.7±3.1/27.5±5.9,22.3±4.1/26.0±5.9,21.0±4.8/25.5±4.7,P均＜0.01).在有、无视觉反馈协同下DCD组的右臂位移差值均高于对照组(9.8±4.0/7.9±3.5,15.7±4.3/8.5±5.1,P＜0.05或0.01).直视条件下DCD儿童描画轨迹的完成时间长于对照组(21.6±5.9/12.5±5.2,P＜0.01),错误次数多于对照组(25.3±14.2/17.6±12.4,P＜0.05).DCD儿童在连续作业和第一次、第二次间断作业中的直线目标运动错误数均高于对照组(24.2±10.0/12.2±6.1,2.6±1.0/1.7±1.2,2.0±1.2/1.4±1.0,P＜0.01或＜0.05).②相关分析结果显示,儿童手灵巧度和动/静态平衡能力障碍与黄、绿色闪光临界频率存在负相关(r=-0.33～-0.39);儿童手灵巧度、球类运动技能、动/静态平衡能力障碍分别与无视觉反馈协同下右臂位移差值、直视下描画轨迹完成时间、直线目标运动连续作业呈正相关(r=0.35～0.61);儿童手灵巧度障碍分与第一次间断作业错误数呈正相关(r=0.46).结论:DCD儿童存在时间视敏度、运动感觉、感觉-运动内化能力的不足,并导致了闭环控制运动障碍;运动计划能力的缺陷导致了开环控制运动障碍.受试儿童的运动控制能力与实际运动表现存在相关关系.DCD儿童运动控制机制的缺陷提示DCD病因可能存在于小脑.
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容积标限压力控制通气时吸入沙丁胺醇对呼吸衰竭患者通气参数的影响
目的探讨在容积标限压力控制(VTPC)通气时吸入沙丁胺醇后对呼吸衰竭患者通气参数的变化.方法21例呼吸衰竭患者,年龄(67±4)岁,均接受气管插管与机械通气支持治疗24 h以上,采用Newporte 500型呼吸机,先实施定容型通气(VCV)30 min,潮气量(VT/Tinflation).随后转为VTPC通气30min,并同样记录上述参数.通过同轴吸入装置吸入沙丁胺醇600μg后重复VCV和VTPC通气,并记录上述通气参数.结果VCV通气时21例患者的系统静志顺应性(Cst)为(39.2±2.4)ml/cm H2O,气道阻力(Raw)为(19.3±2.2)cm H2O/(L·S).VTPC时气道峰压值(PIP)和VT/Tin/Tinflation较VCV时显著降低(均P＜0.05),PIF则显著增高,二种通气时的平台压Ppplateau差异无显著性(22.4 cm H2O±0.9 cm H2O与23.2 cmH2O±1.2 cm H2O,P＞0.05).吸入沙丁胺醇后患者的Raw有显著降低,而Cst无明显变化,VCV时的PIP有所降低,但Pplateau无变化;VTPC时的PIP和Pplateau与吸入前比较无明显改变,PIF由(49.7±3.0)L/min增至(53.0±4.1)L/min(P＞0.05),但PEF出现明显增高(42.3L/min±1.8 L/min与52.3L/min±1.6L/min,P＜0.05),Tinflation则相应缩短(1.9 s±0.2 s与1.2 s±0.2 s,P＜0.05).结论与VCV相比,VTPC可在较低气道压的情况下完成预期的通气目标,人机协调性更佳.VTPC时气道压的高低取决于Cst,而不受Raw变化的影响.
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人工电触觉反馈对手抓握力的影响
目的:为了给受试者提供触觉反馈来完成抓取力的闭环控制,提出各种方法和相应的控制策略,以探究触觉反馈对手抓握力的影响,为假肢手的研究提供参考.方法:主要根据动态系统的输出特性提出了四类考察变量(三种失败次数、完成时间、握力的均值和握力的标准差),以及稳定性、快速性和经济性指标,依据上述准则来比较基于经皮电刺激的触觉反馈和无反馈对于控制握力的影响.结果:对于三种失败次数,无反馈模式下的表现均高于触觉反馈模式,尤其是在由摔碎和捏碎引起的失败次数上,无反馈模式下的结果分别为4.3次和4.9次,而电触觉反馈模式下的结果仅为0.6次和0.5次.对于反映时间,无反馈模式下的受试者完成实验的时间为26.4s,而在电触觉反馈模式下,受试者仅用17.7s.在对6个物体的抓取中,电触觉反馈下的握力始终小于无反馈模式下的结果.触觉反馈模式下的等效握力的稳定性要高于无反馈模式下的结果.结论:经皮电刺激的触觉反馈在四类考察变量以及3种目标上均优于无反馈,提示经皮电刺激的触觉反馈对于假肢手握力控制的重要性.随着物体重量的增加,无反馈和经皮电刺激的触觉反馈下抓取力的经济性和稳定性差异逐渐的减小.
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第三军医大学SPF级动物设施环境参数的自动化控制
在SPF级实验动物设施中,换气次数、气流速度、空气洁净度、落下菌数、氮浓度、噪声、照度、照明时间等参数在建成后即相对稳定,而温度、相对湿度、压强梯度等参数是随着外界环境条件及工作情况变化而变化的.为保证上述参数在高湿度环境下保持稳定,我们采取了一套闭环控制系统对其进行控制,经测试,所测各项指标均达到设计要求.
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SPF级实验动物设施环境参数的自动化控制
SPF级实验动物设施的环境参数(温度、相对湿度、压强梯度、换气次数、气流速度、空气洁净度、落下菌数、氨浓度、噪声、照度等参数)是由国家有关部门根据实验动物行业的特点制定的国家标准所限定的.其中温度、相对湿度、压强梯度等参数是随外界气象环境条件而变的,其余参数在建设过程中由建设部门设计确定,一旦设施建设完毕,这些参数是相对稳定的.为了保证一个SPF级实验动物设施的正常运行,就必须在建设过程中建立一个完备的自动化保证体系,确保上述几个随外界环境变化而变的重要参数的稳定.
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基于BI系统的个性化电子病历设计
BI工具已被广泛应用于各个领域,包括医疗领域.通过BI系统能够发掘出大量信息,但怎样有效利用发掘出的信息仍是当前没有完美解决的问题.同时,怎样提高电子病历的交互设计也是当下的一个难题.基于BI系统设计了一个电子病历的闭环控制框架,以完善医院信息系统的运行效能,提供了改善电子病历交互设计的新思路.在此基础上,使用InterSystem DeepSee作为BI工具,对医嘱日志记录数据进行统计,得到医生所下药嘱使用药物的频率排序,然后基于统计出的频率排序,对电子病历医嘱界面的药名排序进行实时控制,从而提高医生下医嘱的速度.由此阐明了利用BI系统对电子病历进行自动实时控制的重要应用,也进一步验证了药名自动排序的实用性.
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闭环控制的抗菌药物使用监管干预一体化系统设计与实现
目的:为加强抗菌药物的临床应用管理,提高其使用合理性,设计抗菌药物使用、监管和干预一体化系统.方法:利用计算机技术和闭环控制原理,建立抗菌药物辅助决策知识库和规则库,实现抗菌药物使用、监管和干预一体化,搭建统计分析平台,实现医院、科室和医生不同层级对抗菌药物使用详细情况的统计分析和追溯.结果:该系统对临床医生使用抗菌药物实现了全方位的指引监管,抑制了医疗资源和费用的浪费,减少了不良反应现象的发生.结论:该系统界面友好、操作简单,为全面监管抗菌药物临床合理使用提供了有效的解决方案,值得推广应用.
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基于嵌入式系统的超声造影剂振荡仪设计
目的 针对市场缺乏商业化超声造影剂制备设备的现状,研发了一种基于嵌入式系统的超声造影剂振荡仪.方法 采用ARM系列S3C2410作为主控芯片,以LQ080V3DG作为主控触摸屏,利用光电传感器采集振荡频率,通过闭环控制算法实现振荡频率的精确控制.结果 超声造影剂振荡仪高振荡频率为10 000 r/min以上,单次振荡时间长为120 s,其工作性能稳定、操作方便、人机界面友好.结论 基于本方案设计的振荡仪符合要求,能够制备粒径分布均匀的微气泡,具有良好的应用前景.
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瑞芬太尼和异丙酚联合闭环靶控输注麻醉的可行性
瑞芬太尼是一种新型的阿片类镇痛药,与其它阿片类镇痛药相比,起效迅速,作用时间短,消除快,适合靶控输注(TCI)给药[1,2].异丙酚是广泛使用的镇静药,常采用TCI给药.异丙酚以脑电双频谱指数(BIS)为反馈指标行闭环控制给药(CLTCI)已成为较成熟技术,而瑞芬太尼和异丙酚联合CLTCI是否可行尚无定论.本研究拟探讨以BIS、平均动脉压(MAP)和心率(HR)为反馈指标行瑞芬太尼和异丙酚CLTCI的可行性.
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功能性踝关节不稳者斜面着地动作的生物力学特征
背景:跳跃动作通过闭环(着地后的神经控制)与开环(着地前的神经控制)机制维持正确关节排列与稳定冲击关节的力量.功能性踝关节不稳患者在着地前后的踝回馈稳定机制较差,目前对于功能性踝关节不稳患者的神经反应特征目前仍不清楚.目的:通过观察功能性踝关节不稳者于斜板上着地时踝部运动学及相关肌群的肌电活化表现,揭示功能性踝关节不稳患者无法通过踝关节周边肌肉来回复适当姿势的神经反应机制.方法:共招募到11例单侧功能性踝关节不稳者及同等样本数量且年龄相仿的健康女性参与者.以运动图像拍摄与表面肌电测试系统同步,并利用两大测试配套的分析软件收集2组受试者完成斜板着地测验前、后各200 ms的运动学及肌电参数,运用SPSS 17.0对相关指数进行统计处理.结果与结论:①着地前,功能性踝关节不稳组伤侧与健侧的神经肌肉活化差异比较发现,伤侧腓肠肌活化程度显著高于健侧(P<0.05),而胫骨前肌、腓骨长肌与比目鱼肌两侧比较差异均无显著性意义(P>0.05);伤侧平均矢状面跖屈程度显著高于健侧(P<0.05),而其余各方面角度两侧比较差异均无显著性意义(P>0.05);②着地后,功能性踝关节不稳组伤侧的腓骨长肌活化程度显著低于健侧(P<0.05),而胫骨前肌、腓肠肌、比目鱼肌两侧比较差异均无显著性意义(P>0.05);着地后,运动学参数显示伤侧与健侧差异均无显著性意义(P>0.05);③着地前,功能性踝关节不稳组伤侧的腓骨长肌活化程度显著高于健康对照组的两侧(P<0.05),而胫骨前肌、腓肠肌、比目鱼肌功能性踝关节不稳组伤侧与健康对照组两侧比较则差异均无显著性意义(P>0.05);着地后,四块肌伤侧与健侧差异均无显著性意义(P>0.05);④着地前、后功能性踝关节不稳组与健康对照组两侧的关节角度差异均无显著性意义(P>0.05);⑤结果提示,不论是开环还是闭环机制均不利于功能性踝关节不稳者患侧在斜板上着地,但这种差异在功能性踝关节不稳者与健康者之间差异不大,很难区分,故根据功能性踝关节不稳者的开环神经机制功能设计动作控制干扰的评估方法还需要后续学者进一步开发研究.
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基于闭环控制理论的临床警报管理机制研究
针对临床警报面临的困难,该文提出一种基于闭环控制理论的临床警报管理机制,在闭环控制的基本框架下将临床警报管理机制分为预期标准,改善执行规则,规则执行人员,具有警报功能的医疗设备,结果分析策略和输出结果等几个环节,并做相关应用和讨论.结果表明,该机制可操作性强,可取得显著效果.
