单片机静脉麻醉靶控输注系统的研制与应用

摘要

以往麻醉医师多凭借手术患者生理监测指标的变化和自己的临床经验采用分次静脉注射和持续滴注给药的方法进行静脉麻醉.这两种方法均存在着一定的缺点:分次静脉给药会使血药浓度产生较大的波动,首先静脉注射药物后血药浓度会迅速升高,高峰浓度会给患者带来副作用,然后由于药物从血浆通过分解、转化和排泄作用消除迅速,血药浓度将很快下降,如果没有及时补充药物,当血药浓度低于有效浓度时又达不到应有的药理作用.恒速静脉滴注方式,需要4个以上半衰期方达到稳态,由于不同药物半衰期长短不一,血药浓度难以控制.因此改进静脉麻醉的给药方法势在必行.为提高静脉麻醉血药浓度控制的准确性,保证病人术中安全,我们研制出一套采用ATmega128单片机,基于国人药代动力学模型的智能化静脉麻醉控制系统.该系统通过串行通信接口控制注射泵按国人药代、药效学参数给药,系统由ATmega128单片机及其外围电路组成,包括了数据内存的扩展、串行通信的实现、液晶显示的软、硬件设计.它具有如下特点:1)系统自动计算,按照药代、药效学参数给药,通过控制患者血药浓度而有效调节静脉麻醉的深浅;2)系统程序采用单片机C高级语言编写,采用模块化设计,升级方便,具有非常强的功能扩展能力;3)整机体积小,控制精度高,稳定性好;4)临床应用证实其实测血药浓度与目标血药浓度之间的误差可控制在20％以内,优于国外报道.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1静脉麻醉常规方法简介

1.2静脉麻醉给药方法的改进

1.2.1药代动力学基本原理

1.2.2药效学基本原理

1.2.3 药代动力学-药效学给药在麻醉诱导和维持中的意义

1.2.4 药代动力学-药效学给药用于患者的自控镇静和镇痛

1.2.5 药代动力学-药效学给药提供了复合药效研究的有力手段

1.3国外应用概况

1.4本文主要研究工作及创新点

1.5本文的结构

第二章单片机静脉麻醉控制系统硬件实现

2.1总体要求

2.1.1 单片机的选择及性能要求

2.1.2 ATmega128单片机性能特点

2.2单片机静脉麻醉控制系统的硬件设计

2.2.1 中央处理器模块

2.2.2液晶显示模块20.5V偏压电路

2.2.3 液晶显示器与单片机的接口

2.2.4 串口通信驱动模块

2.2.5键盘输入模块

2.2.6报警模块

2.2.7电源电路

2.3印刷电路板的设计

第三章静脉麻醉控制系统的软件设计

3.1核心控制模块

3.2显示子模块

3.3键盘管理模块

3.4定时器模块

3.5错误处理模块

3.6整机调试与仪器组装

第四章静脉麻醉控制系统数学模型简介

4.1基于药代动力学的房室模型

4.2基于药效动力学的房室模型

4.3以血浆药物浓度为目标的静脉麻醉控制

4.4以效应室药物浓度为目标的静脉麻醉控制

第五章临床应用

5.1临床应用病例1

5.2临床应用病例2

第六章总结和展望

6.1本文研究工作的总结

6.2后续工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表或完成论文情况

致谢