一、呼吸机中的流量触发方式（论文文献综述）
齐亚洲[1]（2021）在《基于双重控制的无创呼吸机的研制》文中指出近年来,各种慢性呼吸系统疾病发病率逐年攀升,患病人数也随之越来越多,给患者的健康造成了极大的威胁,在一定程度上也影响患者的日常生活。呼吸机可以有效治疗一些呼吸系统方面的疾病,而其中的无创呼吸机凭借着操作简单、对患者创伤小等优点备受人们的关注,走进了更多人的日常生活中。由于国内对于呼吸机的起步较晚,并且大多数的关键技术被国外呼吸机公司所垄断,导致市场占有率低,技术上与国外产品也存在一定差距。因此,本课题根据无创呼吸机行业的相关标准,对其内部核心算法进行深入分析与研究,设计了 一款基于双重控制的无创呼吸机。本文首先对研究课题的背景和呼吸机的发展历程进行了介绍,然后将国内外无创呼吸机的研究现状进行了对比,通过分析呼吸机的工作原理,参考行业标准,制定了无创呼吸机的主要功能要求,并规定了重要技术参数的指标。本文研制的无创呼吸机是以NXP公司的MIMXRT1052芯片作为系统的主控芯片,在此基础上搭载无创呼吸机所必需的各种外部功能模块,完成无创呼吸机整个硬件系统的设计。本文将定压型通气和定容型通气两种模式相结合,并根据目前有关通气模式的特点,在本系统中对双重控制模式进行了专门的设计,使得无创呼吸机可以根据预设的目标潮气量动态调节治疗压力,保障患者潮气量供应,并且可以根据需要来选择不同的压力上升时间。在风机控制方面,采用了位置式PID控制,利用遗传算法对PID控制参数进行了优化,实现了呼吸机稳定输出压力,并且在压力切换时,减少了压力超调,呼吸机具有较好的压力控制能力。同时,本文还对无创呼吸机的部分关键算法进行了研究与设计,包括智能启动、漏气量测量、呼吸触发等算法。在无创呼吸机的软件系统设计中,本文将国产实时操作系统RT-Thread移植到MIMXRT1052中,利用此操作系统的任务管理和调度机制,对呼吸机的数据采集、压力调节、按键检测、报警和数据传输等各个功能对应的任务进行设计和开发,实现呼吸机系统的多任务运行。为了验证研制的无创呼吸机的各项技术指标和性能,本文利用主动模拟肺ASL5000作为主要测试工具,搭建了呼吸机的测试环境。本文对无创呼吸机的功能各项参数进行了全面详细的测试,测试结果表明,本文研制的无创呼吸机功能满足设计要求,各项参数也都符合相关标准,工作可靠、压力输出平稳,达到了预期的设计目标。
南智懿[2]（2020）在《呼吸机流量传感器原理分析》文中进行了进一步梳理呼吸机是生命支持类设备中最重要的设备之一,目前在临床上已广泛地应用于急诊、手术室和ICU中。而呼吸机中的流量传感器,作为呼吸机中不可或缺的组成部分,呼吸机参数的采集与分析都离不开它,甚至直接影响其的准确性和有效性。文章对几种常用呼吸机流量传感器的结构以及工作原理进行分析,并且探讨常见几种常用流量传感器的维护及保养,希望对相关人员有所帮助。
张安盟[3]（2020）在《双水平呼吸机控制策略的设计与实现》文中研究说明双水平呼吸机是一种辅助人体呼吸的设备,对睡眠呼吸暂停综合征和慢性阻塞性肺病有良好的治疗效果。本文针对双水平呼吸机家庭使用场景下的功能要求,对双水平呼吸机的控制策略进行了研究,并完成了相关软件设计和测试,对打破国外同类产品的垄断,提升国产产品竞争力有重要意义。本文基于实验室的呼吸机硬件平台,以实现精确的压力控制和舒适准确的人机同步效果为目标,完成了双水平呼吸机控制策略的设计,包括压力控制算法的设计和关键检测算法设计。完成软件设计后,实现了呼吸同步和压力切换功能,呼吸事件检测与通气调节功能,呼吸参数计算功能等双水平呼吸机的核心功能。首先,通过阅读相关文献图书和研究同类产品,了解了双水平呼吸机的治疗原理和通气模式,根据相关标准明确了双水平呼吸机的各项性能指标和功能要求。对国产产品较为落后的压力控制和检测技术展开研究。针对呼吸机的双水平工作模式的特点,为了提高用户使用的舒适度,本文创新性地提出了基于呼吸状态切换的模糊-PID双模控制算法。通过对呼吸机硬件结构的分析,以及相关文献的阅读,发现被控系统难以建立精确的数学模型,其特性与用户的呼吸状态相关。为了解决PID控制算法在双水平模式压力切换时出现的稳定性与调节速度的矛盾,本文设计了在压力上升阶段使用模糊控制算法,在压力平稳阶段使用PID控制算法的双模控制器,满足了压力调节快速性与准确性的要求,还可调节压力变化的速度,满足舒适度的要求。通过MATLAB设计了模糊-PID控制器,使用系统的近似模型进行仿真,说明了该控制器的有效性。本文对双水平呼吸机的关键检测算法进行了研究,根据患者呼吸时的气道流量变化规律,设计了呼吸触发算法、呼吸事件检测算法和通气调节算法。针对传统的流量阈值触发算法容易受漏气影响的缺点,本文提出了一种基于流量和流量变化率的触发算法,具有较强的抗漏气干扰能力。针对呼吸事件,本文提出了基于流量值波动的呼吸暂停检测算法和基于潮气量的低通气检测算法。此外,本文设计了两种通气模式下的通气调节方法。本文根据设计完成的算法,基于μC/OS-II系统进行了多任务的软件设计,完成了数据处理任务、压力控制任务、呼吸状态切换任务和呼吸事件检测与处理任务的编写。设计了呼吸状态有限状态机,实现了呼吸状态的检测和切换,呼吸参数的检测和呼吸事件的检测与处理等功能,达到了良好的人机同步效果。最后,本文对呼吸机的压力控制效果、呼吸事件检测功能和呼吸参数精度进行了测试。测试结果表明,该呼吸机的压力控制效果达到了预定水平,能够准确检测到呼吸暂停和低通气事件,其呼吸参数计算误差较小,符合相关标准要求,达到了预期的设计目标。
陈龙[4]（2020）在《睡眠呼吸机中无刷直流电机控制系统的研究与设计》文中研究指明睡眠呼吸机作为一种辅助人体呼吸的通气装置,在睡眠过程中提供持续且舒适的通气压,帮助阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）患者进行治疗,达到消除病症的目的,同时改善患者的睡眠生活质量。无刷直流电机作为睡眠呼吸机的核心动力气源,其性能直接决定了呼吸机的整体通气性能,论文主要针对无刷电机控制系统进行研究与设计。根据无刷直流电机及其控制器的发展历程和研究现状,结合睡眠呼吸机相关理论和技术标准,提出了无刷电机控制系统的设计要求。采用无槽无铁芯结构的空心杯无刷电机作为被控对象,通过分析空心杯电机的结构与特性、工作原理、调速原理,构建了空心杯无刷电机数学模型。结合分数阶理论和模糊控制理论,提出了自适应模糊分数阶控制策略,分别设计了传统PI、分数阶PI、自适应模糊分数阶PI三种调速控制器,借助Matlab/Simulink仿真平台搭建了空心杯无刷电机控制系统仿真模型,完成了不同控制器作用下的仿真对比实验与控制系统性能分析,结果表明自适应模糊分数阶PI控制器较另两种更优。根据控制系统设计的目标要求,选取STM32F103作为控制系统硬件设计的主控芯片,完成了电源、驱动、逆变、霍尔传感器检测、电流电压采样等关键模块的硬件电路设计。以MDK开发工具中的Keil uVision5作为系统开发环境,设计了系统主要功能模块的软件程序,并给出了关键算法的流程图。最后,通过对所设计的无刷直流电机控制系统及睡眠呼吸机样机进行测试,处理且分析了实验数据,实验结果表明模糊自适应PI控制算法能有效提高系统的控制性能,满足设计性能指标要求,验证了所设计控制系统的可行性与合理性。
武云珍,焦芳芳,刘伟丽,高福泉[5]（2019）在《呼吸机压力-时间曲线与流量-时间曲线的原理推导分析》文中认为目的 以PB840呼吸机为例,从通气原理角度进一步分析压力-时间曲线与流量-时间曲线,从而更好地理解曲线的意义。方法 ①机械原理：PB840呼吸机是由中央处理器根据气路中分布的压力（送气端P1、呼气端P2）与流量传感器（送气端为空气Q1、氧气Q2、呼气端Q3）监测的数据来调控送气阀（空气、氧气）与呼气阀,以实现所设置的通气目标（容量或压力）。②曲线本质：通气曲线是点的集合,每个点是指某个时刻气路中传感器直接测得或系统计算所得的压力或流量数值。③将呼吸过程分为吸气、呼气、呼气转吸气衔接（触发）3个部分,根据曲线形式来推断三部分气路运行状态及呼吸力学关系。结果 ①吸气过程：定容恒流通气时,因气流X与阻力R恒定,根据欧姆定律,肺泡内压（Pa）与回路压力（Pc）存在"Pc－Pa＝XR",即Pa＝Pc－XR,所以,此时的Pc压力-时间曲线能够间接反映Pa的变化。定压通气时,维持Pc在目标水平是通气的目标,所以,当面对各种呼吸状态变化时,其压力-时间曲线在目标压力部分的稳定程度反映了送气阀与呼气阀的配合能力。②呼气过程：从气流的组成机制可以分为呼气前段〔没有基础流量（Ba）或偏流（Bi）〕、呼气后段（有基础Ba或Bi）,其中Ba或Bi等于Q1+Q2,所以,呼气流量-时间曲线的前段曲线函数X（t）＝Q3t,后段X（t）＝Q3t－（Q1t+Q2t）。压力与流量在呼气峰流量点的对应关系：拉伸流量-时间曲线横坐标轴后,可发现呼气流量从呼气开始点0值至呼气峰流量（Fpeak）点间存在明显的时间跨度及曲线下面积形成,这意味着在峰流量点,已有部分气体从肺内排出,Pa会小于通气末点的平台压（Pplat）,且拉伸后图可见峰流量点对应的Pc明显高于呼气末正压（PEEP）,这些情况意味着用Fpeak计算呼气阻力（RE）的公式"RE＝（Pplat－PEEP）/Fpeak",从欧姆定律角度存在不合理性。③呼气转吸气过程：根据两者转换开始点不同可分为两种：呼气完全结束后再开始进入吸气程序,此时流量-时间曲线吸气起点在横坐标轴；以及呼气未结束便开始进入吸气程序（存在内源性PEEP）,此时流量-时间曲线吸气起点在横坐标轴以下,曲线斜率明显大于自然呼气曲线斜率。根据开始点至触发努力结束的结果不同可分为两种：达到触发点,呼气曲线自横轴或横轴以下向上延伸直至触发有效送气；未达触发点,呼气曲线自横轴或横轴以下向上延伸后再次向下运行（呼气）,其间未触发有效送气（无效触发）。结论 熟知呼吸机的通气原理与气路图,将曲线信息回归通气本质,对分析掌握患者的通气状态、通气故障、人机对抗原因等有一定的帮助。
张淼[6]（2019）在《基于分数阶PID控制器的家用无创呼吸机的研制》文中研究指明家用呼吸机是一种可在家庭日常生活中使用的便携式呼吸机,采用经面罩无创性正压机械通气的方式,在患者因睡眠出现呼吸道塌陷和阻塞时,提供合适的压力撑开气道,保证呼吸顺畅,对于阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）具有良好的治疗效果。国内对于家用呼吸机的研究起步较晚,缺乏核心技术,高端呼吸机市场被国外品牌垄断。因此,本课题根据相关标准和技术指标,对家用呼吸机的核心算法进行研究,并结合分数阶PID控制技术、物联网技术,设计了一款基于分数阶PID控制器的家用呼吸机。本文介绍了家用呼吸机的发展历史和研究现状,分析了呼吸机的基本原理、通气方式和组成结构,并参考呼吸机相关标准,确定了家用呼吸机的主要技术参数和技术指标,从而制定出家用呼吸机的总体设计方案,以及各模块的功能要求。本文研究的家用呼吸机以Cortex-M4微控制器STM32F407为核心,基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统,进行了呼吸机控制系统和智能报警系统的设计,实现了呼吸识别与处理、数据存储与通信、人机交互、智能报警等功能。本文创新性地使用分数阶PID控制器进行呼吸机气道压力的控制。呼吸机使用无刷直流电机作为风机,带动周围空气进入呼吸机气道,实现正压通气治疗,使用分数阶PID控制器控制无刷直流电机,通过调节电机转速进行压力调节,从而稳定地输出压力,减少压力过冲和振荡的现象,提高系统通气安全性和患者舒适度。同时,本文对家用呼吸机的核心算法进行了研究,采用基于流量触发的呼吸过程识别技术,通过传感器测得呼吸机气道流量值,从而进行呼吸过程的识别与处理,主要包括面罩脱落检测、漏气量计算、呼吸触发识别、呼吸状态转换、潮气量计算、呼吸暂停检测、低通气检测等算法,并可以根据呼吸状态调整治疗压力,达到良好的人机同步效果。本文结合物联网技术,呼吸机可以通过蓝牙和Wi-Fi两种方式与移动客户端通信,用户可使用移动客户端对呼吸机进行监控,并由移动客户端将呼吸数据上传至远程医疗服务器,从而实现远程医疗监测与诊断功能。本文设计了良好的人机交互界面,采用基于双核CPU的液晶显示屏,使用组态软件进行页面的美化和布局,使用户操作起来更加友好方便。同时,本文基于优先级队列实现了呼吸机的智能报警功能,能够及时提示用户最紧急的报警事件,使患者得到安全有效的治疗。最后,本文对呼吸机的控制效果、远程监控功能、智能报警功能进行了测试,测试结果表明,本文设计的家用呼吸机能够达到最初的设计要求,并且符合相关标准和技术指标,能够稳定地输出压力,人机同步效果良好,远程监控和智能报警功能完备,经过临床测试后,可用于家庭生活中使用。
张宇[7]（2019）在《基于无创呼吸机的一种新通气模式设计及有效性研究》文中指出急性呼吸窘迫综合征（ARDS:Acute Respiratory Distress Syndrome）是一种急性弥漫性炎症性肺损伤,临床上证明高水平的呼气末正压通气对ARDS患者治疗有一定的效果,可以扩张塌陷的肺泡。ARDS患者治疗主要采用双水平气道正压通气（BiPAP:Bi-Level Positive Airway Pressure）模式,该模式可以稳定的在吸气相提供吸气压支持和在呼气相提供呼气压支持,但是持续高水平的呼气末正压通气会带来很多负面影响。针对持续高水平的呼气末正压通气对患者肺部造成二次损害的问题,本文创新性地设计一种变压双水平气道正压新通气模式（DPAP:Double Positive Airway Pressure）,并验证其有效性。经检索,尚没有人提出此通气模式,属于原创性研究。本文主要研究内容如下:（1）在设计新的可变压力双水平气道正压通气模式时,无创呼吸机可以交替呼出两种不同大小的基础正压以及在基础正压上输出一定的吸气支持正压新的通气方法,无创呼吸机可以根据设定的动作时间变化交替输出不同的压力。DPAP新通气模式的有效性研究分为模拟肺实验,正常人实验和临床应用三部分。（2）模拟肺实验利用泰斯心肺仿生仪模拟正常人和ARDS患者,Test Chest Basic软件监测不同情况下潮气量、气道压的变化,然后进行图像处理,整理数据并分析。利用Rx64 3.4.0软件对基础正压和吸气支持正压做线性回归分析。模拟肺实验中验证了DPAP通气模式下监测气压波形与设计气压波形基本一致,该模式设定的基础正压在提供压力支持满足通气量需求的同时,也避免了患者长时间处于高压状态。（3）正常人实验中采用30例样本进行测试,用Flexo SD卡记录数据,导入到Flexo ST30无创呼吸机专业软件莲花Auto Manager V3-31Auto Manager V331分析压力和流量波形,计算出无效触发率,通过随机区组方差分析并进行配对t检验,验证了不同压力水平即不同的吸气正压和呼气正压是影响人机同步性的重要因素。从Pearson相关系数,Bland-Altman分析对照组BiPAP通气模式与实验组DPAP新通气模式的无效触发率相关性分析和一致性分析,从而验证人机同步性。（4）根据患者的实际情况,采用DPAP新通气模式,观察动脉血气的变化,追踪治疗效果。验证了临床应用中应用DPAP新通气模式治疗患者相较于BiPAP通气模式治疗效果更好。综上所述:DPAP新通气模式优于BiPAP通气模式,成功验证了 DPAP通气模式可以实现两个不同的基础正压上按照各自的作用时间进行通气,是一种较佳的呼吸机通气模式,对于ARDS患者的治疗有很大的帮助。
武云珍,王鹏,任国亮,王春亭[8]（2019）在《持续雾化吸入气流导致呼吸机无效触发的呼吸力学原因分析》文中认为目的 以呼吸力学方法分析雾化吸入导致无效触发的原因。方法 将模拟肺连接PB840呼吸机,同时回路中接入氧气驱动雾化器,在雾化关闭或打开时分别在不同流量触发模式〔流量触发灵敏度（VTrig）3 L/min及5 L/min〕与压力触发模式〔压力触发灵敏度（PTrig）2 cmH2O及4 cmH2O,1 cmH2O＝0.098 kPa〕下,手动牵拉模肺触发一次有效送气。通过调节呼吸机显示屏内的曲线幅度,观察不同触发情况下流量与回路压力的对应关系及特点。应用呼吸力学方法分析达到有效触发所需要的最低肺泡内压（Pa）及Pa在触发期间的变化幅度。结果 ①流量触发模式下,无雾化时Pa需要从呼气末正压（PEEP）或内源性呼气末正压（PEEPi）降至"PEEP－VTrigR"水平,式中R为气道阻力,此时跨度为"VTrigR"或"PEEPi－PEEP+VTrigR"；有雾化时Pa需要从PEEP或PEEPi降至"PEEP－（VTrig+N）R"水平,式中N为雾化气流流量,此时跨度为"（VTrig+N）R"或"PEEPi－PEEP+（VTrig+N）R"。②压力触发模式下,无雾化时Pa需要从PEEP或PEEPi降至"PEEP－PTrig－1R"水平,此时跨度为"PTrig+1R"或"PEEPi－PEEP+PTrig+1R"；有雾化时Pa需要从PEEP或PEEPi降至"PEEP－PTrig－（N+1）R"水平,此时跨度为"PTrig+（N+1）R"或"PEEPi－PEEP+PTrig+（N+1）R"。结论 雾化吸入气流增加了机械通气时的吸气触发难度,PEEPi的存在也加重了吸气触发难度。
杜敏宁[9]（2018）在《基于物联网技术的家用呼吸机的研制》文中提出随着全球环境污染的日益加重,各种肺部疾病与呼吸道疾病患者数量不断增加。阻塞性睡眠呼吸暂停综合征对人体健康的危害较大,具有较高的患病率,其致病机理为呼吸道的部分塌陷,通过家用呼吸机采取持续气道正压的方式来实现无创通气治疗可以达到显着的疗效。但是国内家用呼吸机研究起步较晚,核心技术掌握不足,在性能质量与治疗效果上,较国外产品仍有不小的差距。另一方面,随着物联网技术在医疗监护领域的应用,家用呼吸机市场对于远程医疗监控与诊断等功能具有较大需求。因此,本文针对家用呼吸机的发展情况,设计了一款基于物联网的家用呼吸机。本文分析了国内外家用呼吸机研究的发展情况,根据相关标准规范的要求,确定了家用呼吸机的整体框架和各项功能。本文设计的家用呼吸机系统由呼吸机控制系统与湿化器控制系统构成。呼吸机控制系统以采用Cortex-M4内核的微控制器STM32F407为核心,在移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统的基础上进行应用任务的开发,来实现人机交互、呼吸信号处理、数据通信等功能。湿化器控制系统以采用Cortex-M3内核的微控制器STM32F103为核心,来完成湿化器的水箱水温控制功能。本文研究了呼吸流量触发、潮气量处理,以及湿化器水温控制等呼吸机核心算法。呼吸机控制系统通过传感器检测气道流量信号,根据呼吸流量信号完成呼吸切换过程,实现人机同步功能。系统通过检测气道压力信号,根据治疗方案的参数设定与患者的呼吸状态,来进行风机转速的调节,从而使气道压力维持在设定范围内,采用潮气量处理算法来进行患者吸气潮气量的测量,并完成对低通气异常的检测与处理。湿化器水温控制过程分为间接测温、快速加热、稳态加热,以及过热冷却四个过程,间接测温过程用于对水箱水温进行间接测量,快速加热过程用来使水温快速达到设定档位的稳态阈值,稳态加热过程可以将水温维持在设定范围内,过热冷却过程用于实现系统过调节后的保护功能。为实现远程医疗服务功能,家用呼吸机系统采用了 Wi-Fi与蓝牙技术与移动客户端建立数据通信,可以进行实时参数、呼吸报告、远程治疗方案的传递,通过与远程医疗服务器进行数据交互,可以实现远程医疗监控和诊断等功能。本文最后对家用呼吸机系统进行了各项功能测试,包括呼吸机控制系统的呼吸信号检测与处理、数据通信等功能,以及湿化器控制系统的间接测温和水温控制等功能。测试结果表明,本文设计的家用呼吸机可以准确进行呼吸触发动作,及时完成呼吸治疗策略的调整,能够达到较好的人机同步效果;对于湿化器水温控制可以达到较高精度,能够满足治疗需求;可以进行稳定的数据传输,可靠地实现远程医疗监护功能。
李洁[10]（2018）在《基于μC/OS的呼吸机软件关键技术研究与系统设计》文中提出飞行员行为是影响航空安全的主要人为因素之一。患有阻塞型睡眠呼吸暂停综合症（Obstructive Sleep Apnea Syndrome,OSAS）的飞行员的认知能力、反应能力和操作能力等均受到不同程度的影响。呼吸机是医学上公认的预防和治疗OSAS的有效手段。本文对呼吸机软件中的关键技术:气流数据信号滤波、呼吸触发检测方法、低通气检测方法、呼吸暂停检测方法、漏气检测与补偿方法、通气舒适度技术等进行了研究并基于μC/OS操作系统进行了软件系统设计。在分析气流压力、气流流量信号中的噪声特点基础上,提出了一种中值滤波和高斯滤波相结合的方法有效滤除了信号噪声。为了提高呼吸状态判断的准确性,在基于流量的图形触发/撤换方法的基础上设计了触发误判识别器,有效区分了由咳嗽、吞咽、抽泣等特殊行为引起的气流流量变化,从而避免错误的通气压力切换。采用潮气量变化率和分钟通气量双参数监测,同时实现人体低通气预判和准确检测,提高了低通气状态的检测效率。对气流流量功率进行监测以实现呼吸暂停检测,同时能够区分微弱呼吸与呼吸暂停。采用流量均值监测法实现漏气检测,并通过升高治疗压力实现漏气补偿。为了提高使用舒适度,提出了自适应通气和压力缓变技术,柔化了气体压力曲线,保证良好的治疗效果。基于μC/OS III实时操作系统实现了软件系统设计。根据呼吸机的功能需求,设计了数据采集、报警、通气治疗、参数设置、显示和数据存储六个任务,并为每个任务设置特定的优先级。采用消息队列、事件标志组、互斥信号量等作为任务间的通信方式,减少全局变量的使用,优化系统内存资源。最后,实验验证了呼吸机软件设计符合系统功能需求。
二、呼吸机中的流量触发方式（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、呼吸机中的流量触发方式（论文提纲范文）
（1）基于双重控制的无创呼吸机的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 呼吸机的发展历程 |
| 1.3 课题的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 课题的研究内容和创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 无创呼吸机相关知识与设计目标 |
| 2.1 呼吸机工作原理 |
| 2.2 呼吸机通气模式 |
| 2.2.1 传统通气模式 |
| 2.2.2 新型通气模式 |
| 2.3 无创呼吸机设计目标 |
| 2.3.1 功能要求 |
| 2.3.2 技术参数 |
| 第3章 无创呼吸机控制系统硬件设计 |
| 3.1 无创呼吸机整体结构设计 |
| 3.2 无创呼吸机主板设计 |
| 3.2.1 微控制器模块 |
| 3.2.2 传感器模块 |
| 3.2.3 人机交互模块 |
| 3.2.4 数据存储和传输模块 |
| 3.2.5 智能报警模块 |
| 3.3 无创呼吸机副板设计 |
| 第4章 无创呼吸机关键算法设计 |
| 4.1 智能启动 |
| 4.2 漏气量测量 |
| 4.3 风机控制算法设计 |
| 4.3.1 PID控制简介 |
| 4.3.2 PID控制参数优化 |
| 4.4 双重控制模式的设计 |
| 4.4.1 双重控制模式简介 |
| 4.4.2 呼吸触发与灵敏度设计 |
| 4.4.3 上升时间设计 |
| 第5章 无创呼吸机控制系统软件设计 |
| 5.1 操作系统RT-Thread简介与应用 |
| 5.1.1 RT-Thread简介 |
| 5.1.2 RT-Thread系统移植 |
| 5.2 无创呼吸机程序整体设计 |
| 5.3 无创呼吸机多任务设计 |
| 5.3.1 数据采集任务 |
| 5.3.2 压力调节任务 |
| 5.3.3 按键检测任务 |
| 5.3.4 报警任务 |
| 5.3.5 数据传输任务 |
| 第6章 无创呼吸机性能测试 |
| 6.1 无创呼吸机测试环境搭建 |
| 6.2 呼吸机压力控制测试 |
| 6.3 无创呼吸机双重控制模式效果测试 |
| 6.4 重要呼吸参数测量精度测试 |
| 6.4.1 漏气量测量精度测试 |
| 6.4.2 潮气量测量精度测试 |
| 6.5 呼吸机报警功能测试 |
| 6.6 呼吸机数据传输功能测试 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）呼吸机流量传感器原理分析（论文提纲范文）
| 1. 流量传感器 |
| 2. 流量传感器工作原理 |
| 2.1 压差流量传感器 |
| 2.2 热丝式流量传感器 |
| 2.3 压力应变流量传感器 |
| 2.4 超声流量传感器 |
| 3. 流量传感器的维护保养 |
| 3.1 压差式流量传感器 |
| 3.2 热丝式流量传感器 |
| 3.3 压力应变式流量传感器 |
| 3.4 超声式流量传感器 |
| 4. 小结 |
（3）双水平呼吸机控制策略的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容和创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第2章 双水平呼吸机与实验平台简介 |
| 2.1 双水平呼吸机简介 |
| 2.1.1 呼吸机的分类和治疗原理 |
| 2.1.2 双水平呼吸机通气模式介绍 |
| 2.2 双水平呼吸机平台介绍 |
| 2.2.1 双水平呼吸机硬件平台介绍 |
| 2.2.2 双水平呼吸机实验平台 |
| 第3章 压力控制算法的设计 |
| 3.1 PID控制算法 |
| 3.1.1 PID控制原理 |
| 3.1.2 PID控制的优势和局限 |
| 3.2 模糊控制算法 |
| 3.2.1 模糊控制系统 |
| 3.2.2 模糊控制器的结构 |
| 3.2.3 模糊控制的优势和局限 |
| 3.3 模糊-PID双模控制方案 |
| 3.3.1 双水平呼吸机压力控制的特点和要求 |
| 3.3.2 模糊-PID双模控制方案的提出 |
| 3.4 模糊-PID双模控制器的设计 |
| 3.4.1 模糊控制器的设计 |
| 3.4.2 PID控制器的设计 |
| 3.5 压力控制算法的仿真 |
| 3.5.1 仿真模型的建立 |
| 3.5.2 MATLAB仿真及结果分析 |
| 第4章 关键检测算法设计 |
| 4.1 流量数据的处理 |
| 4.1.1 流量标定原理 |
| 4.1.2 数字滤波器的设计 |
| 4.2 呼吸触发算法 |
| 4.2.1 呼吸触发方式的分类 |
| 4.2.2 呼吸触发算法的设计 |
| 4.3 呼吸事件的检测 |
| 4.3.1 呼吸暂停检测 |
| 4.3.2 低通气检测 |
| 4.4 通气调节 |
| 4.4.1 AutoCPAP模式下的通气调节 |
| 4.4.2 BiPAP ST模式下的通气调节 |
| 第5章 基于μC/OS-Ⅱ的软件设计 |
| 5.1 嵌入式系统的移植和应用 |
| 5.1.1 μC/OS-Ⅱ系统移植 |
| 5.1.2 μC/OS-Ⅱ的多任务调度 |
| 5.2 双水平呼吸机的多任务开发 |
| 5.2.1 呼吸状态有限状态机的设计 |
| 5.2.2 数据处理任务 |
| 5.2.3 压力控制任务 |
| 5.2.4 呼吸状态切换任务 |
| 5.2.5 呼吸事件检测与处理任务 |
| 第6章 测试与结果 |
| 6.1 呼吸机相关标准 |
| 6.2 压力控制测试 |
| 6.2.1 压力控制精度的测试 |
| 6.2.2 压力切换时间的测试 |
| 6.3 呼吸事件检测功能的测试 |
| 6.3.1 呼吸暂停检测功能的测试 |
| 6.3.2 低通气检测功能的测试 |
| 6.4 呼吸参数的测试 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）睡眠呼吸机中无刷直流电机控制系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 无刷直流电机的发展历史及研究现状 |
| 1.2.1 无刷直流电机的发展历程 |
| 1.2.2 无刷直流电机控制器发展概况 |
| 1.2.3 研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 睡眠呼吸机理论及空心杯无刷直流电机 |
| 2.1 睡眠呼吸机相关理论 |
| 2.1.1 睡眠呼吸机简介 |
| 2.1.2 睡眠呼吸机的基本原理与结构 |
| 2.1.3 睡眠呼吸机的通气方式 |
| 2.1.4 设计技术指标 |
| 2.2 空心杯无刷直流电机 |
| 2.2.1 无刷直流电机的基本结构 |
| 2.2.2 空心杯无刷直流电机的特性 |
| 2.2.3 空心杯无刷直流电机的工作原理 |
| 2.2.4 数学模型 |
| 2.2.5 调速原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 无刷直流电机控制策略研究与仿真 |
| 3.1 PID控制理论 |
| 3.1.1 PID控制原理 |
| 3.1.2 PID控制实现 |
| 3.2 分数阶控制理论 |
| 3.2.1 基本函数 |
| 3.2.2 分数阶微积分定义 |
| 3.2.3 分数阶微积分性质 |
| 3.2.4 分数阶PID控制器 |
| 3.2.5 分数阶控制器参数整定方法 |
| 3.2.6 分数阶算子的数值实现 |
| 3.3 模糊控制理论 |
| 3.3.1 模糊控制原理 |
| 3.3.2 模糊控制器 |
| 3.4 模糊自适应分数阶PI控制器设计 |
| 3.4.1 分数阶PI控制器 |
| 3.4.2 模糊自适应分数阶PI控制器 |
| 3.5 空心杯无刷电机控制系统仿真 |
| 3.5.1 无刷电机控制系统仿真模型的建立 |
| 3.5.2 传统PI控制调速系统仿真 |
| 3.5.3 分数阶PI控制调速系统仿真 |
| 3.5.4 模糊自适应分数阶PI控制调速系统仿真 |
| 3.6 仿真结果与分析 |
| 3.6.1 系统跟随性能 |
| 3.6.2 系统抗扰性能 |
| 3.6.3 系统鲁棒性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 无刷直流电机控制系统硬件设计 |
| 4.1 主控芯片的选型 |
| 4.2 无刷直流电机控制系统的整体框架 |
| 4.3 系统硬件电路设计 |
| 4.3.1 主控芯片 |
| 4.3.2 电源电路 |
| 4.3.3 功率驱动和逆变电路 |
| 4.3.4 霍尔传感器位置检测电路 |
| 4.3.5 电流采样与过流保护电路 |
| 4.3.6 母线电压采样与温度检测电路 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无刷直流电机控制系统软件设计 |
| 5.1 系统开发环境简介 |
| 5.2 系统软件整体设计 |
| 5.2.1 系统主程序设计 |
| 5.2.2 中断服务程序 |
| 5.2.3 PWM定时器输出 |
| 5.2.4 霍尔换相控制程序 |
| 5.2.5 转速电流双闭环实现 |
| 5.2.6 故障保护程序 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 测试与分析 |
| 6.1 实验测试平台 |
| 6.2 电机性能参数测试与分析 |
| 6.3 风机压力与转速标定测试分析 |
| 6.4 风机周期变速测试与分析 |
| 6.5 睡眠呼吸机样机测试与分析 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间相关研究成果 |
| 附录B 攻读学位期间参与工程项目实践 |
（6）基于分数阶PID控制器的家用无创呼吸机的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 课题的研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容和创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第2章 家用呼吸机相关理论 |
| 2.1 家用呼吸机简介 |
| 2.1.1 呼吸机的基本原理 |
| 2.1.2 呼吸机的通气方式 |
| 2.2 家用呼吸机的基本结构 |
| 2.3 家用呼吸机的主要技术参数和技术指标 |
| 2.3.1 主要技术参数 |
| 2.3.2 主要技术指标 |
| 第3章 家用呼吸机硬件设计方案 |
| 3.1 家用呼吸机总体结构设计 |
| 3.2 家用呼吸机的主要功能模块设计 |
| 3.2.1 微控制器模块 |
| 3.2.2 压力与流量测量模块 |
| 3.2.3 风机驱动模块 |
| 3.2.4 湿化器模块 |
| 3.2.5 数据存储模块 |
| 3.2.6 人机交互模块 |
| 3.2.7 数据通信模块 |
| 第4章 呼吸机算法与分数阶PID控制器设计 |
| 4.1 呼吸机关键算法 |
| 4.1.1 呼吸过程识别 |
| 4.1.2 呼吸异常检测与处理 |
| 4.2 分数阶PID控制器设计 |
| 4.2.1 分数阶PID控制器描述 |
| 4.2.2 分数阶PID控制器的参数整定 |
| 4.2.3 分数阶PID控制器的实现 |
| 4.2.4 分数阶PID控制器在呼吸机系统中的应用 |
| 第5章 家用呼吸机软件设计方案 |
| 5.1 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植与应用 |
| 5.1.1 μC/OS-Ⅱ系统移植 |
| 5.1.2 μC/OS-Ⅱ系统多任务间同步与通信 |
| 5.2 呼吸机控制系统软件设计 |
| 5.2.1 呼吸机控制系统主程序设计 |
| 5.2.2 压力控制任务程序设计 |
| 5.2.3 呼吸识别与处理任务程序设计 |
| 5.2.4 数据存储任务程序设计 |
| 5.2.5 液晶显示任务程序设计 |
| 5.2.6 数据通信任务程序设计 |
| 5.3 呼吸机报警系统软件设计 |
| 5.3.1 呼吸机报警系统描述 |
| 5.3.2 呼吸机报警系统实现 |
| 第6章 家用呼吸机系统测试 |
| 6.1 测试系统的搭建与测试方法 |
| 6.2 呼吸机控制效果测试 |
| 6.2.1 分数阶PID控制器压力控制效果测试 |
| 6.2.2 漏气量检测算法精度测试 |
| 6.2.3 双水平下的人机同步效果测试 |
| 6.2.4 Auto模式下治疗压力自动调整效果测试 |
| 6.3 呼吸机远程监控功能测试 |
| 6.3.1 呼吸机与移动客户端通信测试 |
| 6.3.2 呼吸机与上位机通信测试 |
| 6.4 呼吸机智能报警功能测试 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）基于无创呼吸机的一种新通气模式设计及有效性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 无创呼吸机基本概念和工作原理 |
| 1.2.1 无创呼吸机正压通气 |
| 1.2.2 漏气补偿机制 |
| 1.2.3 无创呼吸机的触发过程 |
| 1.3 无创呼吸机国内外现状 |
| 1.4 急性呼吸窘迫综合征(ARDS) |
| 1.4.1 急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的概述 |
| 1.4.2 急性呼吸窘迫综合征无创呼吸机辅助通气 |
| 1.5 章节安排 |
| 第2章 无创呼吸机新通气模式设计-DPAP通气模式 |
| 第3章 基于无创呼吸机新通气模式DPAP的有效性研究实验 |
| 3.1 模拟肺实验 |
| 3.1.1 实验设备 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.3 数据收集与整理 |
| 3.2 正常人实验 |
| 3.2.1 实验设备 |
| 3.2.2 实验对象 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.2.4 数据收集与整理 |
| 3.3 临床应用 |
| 第4章 有效性实验结果与分析 |
| 4.1 模拟肺实验结果与分析 |
| 4.1.1 BiPAP通气方法实验结果与分析 |
| 4.1.2 DPAP新通气方法实验结果与分析 |
| 4.1.3 BiPAP通气方法与DPAP通气方法结果对比性分析 |
| 4.2 应用DPAP新通气模式下正常人实验结果与分析 |
| 4.2.1 不同压力水平对无效触发的影响 |
| 4.2.2 BiPAP通气模式与DPAP模式无效触发相关性及一致性研究 |
| 4.3 应用DPAP新通气模式下临床应用疗效跟踪 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）基于物联网技术的家用呼吸机的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 课题的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容和创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第2章 呼吸机相关理论与物联网技术 |
| 2.1 呼吸机相关理论 |
| 2.1.1 呼吸机的分类 |
| 2.1.2 家用呼吸机通气方式 |
| 2.1.3 家用呼吸机治疗原理 |
| 2.2 物联网技术 |
| 2.2.1 物联网应用的通用架构 |
| 2.2.2 物联网底层网络技术 |
| 第3章 家用呼吸机硬件设计方案 |
| 3.1 家用呼吸机整体结构设计 |
| 3.2 呼吸机控制系统功能模块设计 |
| 3.2.1 人机交互模块 |
| 3.2.2 压力与流量测量模块 |
| 3.2.3 Wi-Fi和蓝牙通信模块 |
| 3.2.4 风机驱动模块 |
| 3.3 湿化器控制系统功能模块设计 |
| 第4章 家用呼吸机控制算法 |
| 4.1 呼吸机控制系统相关算法 |
| 4.1.1 呼吸流量触发 |
| 4.1.2 潮气量处理 |
| 4.2 湿化器控制系统相关算法 |
| 4.2.1 湿化器控制算法整体设计 |
| 4.2.2 间接测温过程 |
| 4.2.3 快速加热过程 |
| 4.2.4 稳态加热过程 |
| 第5章 家用呼吸机软件设计方案 |
| 5.1 呼吸机控制系统软件设计 |
| 5.1.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植 |
| 5.1.2 呼吸机控制系统主程序设计 |
| 5.1.3 液晶显示任务程序设计 |
| 5.1.4 压力控制任务程序设计 |
| 5.1.5 呼吸信号处理任务程序设计 |
| 5.1.6 Wi-Fi通信任务程序设计 |
| 5.1.7 蓝牙通信任务程序设计 |
| 5.2 湿化器控制系统软件设计 |
| 第6章 家用呼吸机系统测试 |
| 6.1 呼吸机控制系统测试 |
| 6.1.1 气道压力控制功能测试 |
| 6.1.2 潮气量测量功能测试 |
| 6.1.3 人机同步功能测试 |
| 6.1.4 数据通信功能测试 |
| 6.2 湿化器控制系统测试 |
| 6.2.1 间接测温功能测试 |
| 6.2.2 水温控制效果测试 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（10）基于μC/OS的呼吸机软件关键技术研究与系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 飞行员的肺通气研究 |
| 1.3 无创正压呼吸机发展现状 |
| 1.4 论文组织架构安排 |
| 第二章 呼吸机的功能要求及整体设计 |
| 2.1 呼吸机系统功能要求 |
| 2.2 呼吸机整体设计 |
| 2.3 呼吸机理论分析 |
| 2.3.1 呼吸机常用参数 |
| 2.3.2 呼吸参数计算 |
| 2.3.3 呼吸机通气模式 |
| 2.3.4 呼吸机控制理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 呼吸机软件关键技术研究 |
| 3.1 数字滤波技术 |
| 3.1.1 数字信号分析 |
| 3.1.2 数字滤波器设计 |
| 3.1.3 数字转换 |
| 3.2 呼吸信号监测技术 |
| 3.2.1 呼吸触发监测 |
| 3.2.2 低通气检测 |
| 3.2.3 呼吸暂停检测 |
| 3.2.4 漏气检测与补偿 |
| 3.3 通气调节技术 |
| 3.3.1 自适应通气模式转换 |
| 3.3.2 压力缓变调节 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于嵌入式系统的软件设计 |
| 4.1 嵌入式系统选择与移植 |
| 4.1.1 嵌入式系统选择 |
| 4.1.2 嵌入式系统移植 |
| 4.2 多任务设计 |
| 4.2.1 数据采集任务 |
| 4.2.2 报警任务 |
| 4.2.3 参数设置任务 |
| 4.2.4 通气治疗任务 |
| 4.2.5 emWin显示任务 |
| 4.2.6 数据存储和通讯任务 |
| 4.2.7 多任务通信 |
| 4.3 人机交互界面设计 |
| 4.3.1 人机交互界面设计要求 |
| 4.3.2 界面架构设计 |
| 4.3.3 功能界面的实现 |
| 4.3.4 软键盘设计 |
| 4.4 系统安全性保障 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 无创呼吸机功能测试 |
| 5.1 实验内容与测试环境 |
| 5.2 通气模式测试 |
| 5.3 报警功能测试 |
| 5.4 界面参数显示测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、呼吸机中的流量触发方式（论文参考文献）
- [1]基于双重控制的无创呼吸机的研制[D]. 齐亚洲. 山东大学, 2021(12)
- [2]呼吸机流量传感器原理分析[J]. 南智懿. 中国医疗器械信息, 2020(21)
- [3]双水平呼吸机控制策略的设计与实现[D]. 张安盟. 山东大学, 2020(02)
- [4]睡眠呼吸机中无刷直流电机控制系统的研究与设计[D]. 陈龙. 长沙理工大学, 2020(07)
- [5]呼吸机压力-时间曲线与流量-时间曲线的原理推导分析[J]. 武云珍,焦芳芳,刘伟丽,高福泉. 中华危重病急救医学, 2019(12)
- [6]基于分数阶PID控制器的家用无创呼吸机的研制[D]. 张淼. 山东大学, 2019(09)
- [7]基于无创呼吸机的一种新通气模式设计及有效性研究[D]. 张宇. 山东大学, 2019(09)
- [8]持续雾化吸入气流导致呼吸机无效触发的呼吸力学原因分析[J]. 武云珍,王鹏,任国亮,王春亭. 中华危重病急救医学, 2019(02)
- [9]基于物联网技术的家用呼吸机的研制[D]. 杜敏宁. 山东大学, 2018(01)
- [10]基于μC/OS的呼吸机软件关键技术研究与系统设计[D]. 李洁. 中国民航大学, 2018(10)