人体表面温度监控方法及系统的研究

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在围手术期间,常会发生因人体核心温度下降而引起的低体温并发症,直接影响着手术的成败和治疗的效果,而且其发生率比较高。针对这一普遍问题,医疗中通常使用水循环、加热毯、充气式保温毯等保温设备对人体进行保温。但是,水循环式保温容易出现泄露而烫伤患者,加热毯容易折断漏电,因此充气式保温毯有较大的前景。目前市场上的充气式保温毯,通常是手动控制,其温度测量不够准确,存在整体操作繁琐等问题。  针对上述医疗保温设备中存在的安全性问题,本文研究人体表面温度监控方法及系统,并针对其几个关键问题进行系统的、深入的研究。重点研究人体表面温度控制系统的结构设计及试验平台的建立方法,可视化嵌入式操作系统的移植与基本功能实现方法,研究保温气囊内侧出气口结构及分布与气流形态之间的关系。提出了一种快速调节人体核心温度的方法,该方法是通过控制控制吹拂到人体表面的气体的流量和温度,来控制人体表面皮肤与周围环境的热交换来实现人体核心温度的调节该方法。在此基础上,开出了一个人体表面温度监控装置。  对人体表面温度监控系统的整体功能进行分析,给出了系统的结构、硬件以及软件的实现方案,建立基于ARM嵌入式实验平台,实现了控制界面的可视化;针对气体温度控制过程中的波动情况,制订了一种基于专家经验的模糊推理机制;针对气体的流量和温度的检测与控制,给出了一种模糊的PID控制算法;对实验平台进行了调试安装和验证。  通过实验验证了通过控制吹拂气体的温度和流量来间接控制人体表面温度的可行性和正确性。研究结果还表明,人体表面特征部位的温度值与人体核心温度相差不大,可以通过人体表面特征部位温度值来近似估算人体核心温度,人体表面温度监控系统对吹拂气体具有快速、稳定、高效的调节作用。  本文研究成果将为医用充气式医疗保温设备的设计和智能化提供了切实可行的方案,为研究具有自主知识产权的智能化人体核心温度调节设备奠定了理论基础和技术支持。
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