应用于无创连续血压测量的模糊PID控制系统的研究

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目前,高血压已经成为了全球最常见的心血管疾病,对人类的健康威胁很大。对血压进行精确测量,有利于早期发现和鉴别高血压类型,提出合理的治疗建议,对于防治高血压,具有非常重要的意义。同时,它是人体重要的生理指标之一,能够反应出人体血管和心脏功能状况的重要生理参数,是反映人体循环系统功能的重要参数,也是临床上诊断疾病、对治疗效果进行观察、以及进行预后判断的非常重要的依据。在个人情绪、生理周期、内部和外界的各种不同作用下,人体的血压会发生改变,呈现出比较大的波动。并且由于人体的血压的参数指标会随着生理规律、环境条件、身体状况等许多其他原因发生改变,断续测量或单次测量所得出的数据有很大的误差,而采用连续的方法来测量血压时,我们可以从每一个的心动周期处得到血压值,这在医学研究以及临床上是有具有非常重大的意义。当前使用的无创连续血压的测量设备很复杂,对传感器的定位比较难,不适合应用在长时间的连续血压测量中,必须寻找新的连续血压测量的方法。论文提出了一种基于容积补偿法的无创连续血压测量的方法,并在此基础上构建了一种无创连续血压测量的系统。在系统的开环状态,应用示波法,提取出测量血压的无载状态,作为系统闭环阶段的参考血压状态。在系统的闭环状态,利用容积补偿法和负反馈控制,控制血管的趋向并保持无载状态,连续测量的外加伺服压力,即为连续动脉血压。论文中无创连续血压测量系统的搭建工作可分为下位机控制和上位机的控制优化两个部分。下位机的设计,包括对气泵、电磁阀、气囊、压力传感器、血氧探头、血管容积波采集板等部分的搭建。并将实时采集的光电信号作为系统的负反馈信号,使用DSP开发板产生实时变化的PWM信号,实现对气泵的转速、电磁阀的开度的控制,从而实现对压力信号的实时采集;上位机的控制优化部分通过使用模糊PID控制对系统的控制参数进行优化处理,使获得的连续血压能够满足所需的精确度,实现高精度的连续血压测量。实验结果表明,论文中提出的连续无创血压测量的方法是可行的,搭建的无创连续血压测量系统具有很好的可靠性。
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