● 摘要
呼吸机是一种治疗心肺疾病的重要医疗设备，根据不同的治疗目的，可以为呼吸功能不全的患者提供通气支持，在手术室、家庭和转运等多种场合发挥着重要作用。其中通气控制是其核心技术，目前国产呼吸机与世界主流智能呼吸机在这方面存在一定的差距，主要体现在通气模式少，通气效果比较差，通气控制可靠性低，氧浓度难以实现连续调整且误差较大。针对以上问题，本文首先在Labview呼吸机测控平台上对恒流和恒压下氧浓度控制算法进行了研究，创新性地提出了一种恒压通气氧浓度控制方法，并分别介绍了恒流和恒压下氧浓度控制算法的设计、实现和测试。论文重点研究了基于ARM的嵌入式呼吸机通气控制算法，包括确定系统的开发方案，对平台结构进行总体设计，并进行了硬件电路和驱动软件设计，基于该设计平台开发了ASV、SIMV、Bi-Level和CPAP四种通气模式，及每种模式的氧浓度控制，完成了呼吸机的通气控制算法的设计及实现。对本文设计完成的呼吸机通气控制算法，使用标准的测试设备OM-25A、VT Plus和ASL5000进行测试，结果表明呼吸机通气控制算法和氧浓度控制算法达到了预期的设计指标。本文开发的设计平台、通气控制算法和氧浓度控制算法可以直接用于多种呼吸产品开发，具有一定的推广应用价值。