新型低温等离子体治疗仪的研究与开发

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1、学校代码10459学号或申请号201112182140密级却说1Ji%硕士学位论文新型低温等离子体治疗仪的研究与开发作者姓名：刘志彬导师姓名：毛晓波教授学科门类:工学专业名称：检测技术与自动化装置培养院系：电气工程学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchandDesignofAdvancedLow-TemperaturePlasmaDeviceByZhi-binLiuSupervisor:Prof.Xiao-boMaoDetectionTechniqueandAutoma

2、ticDeviceSchoolofElectricalEngineeringMay,2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本

3、人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。摘要摘要随着现代生物医学科技的不断发展，人们对外科手术安全性和低创伤性的要求也越来越高。理想的手术效果是能在尽可能小的创口和出血量的情况下实现手术目的，这就对有源医疗电子设备的功率控制技术水平提出了更高的要求。然而就其复杂性及技术难度而言，生物医学系统是世界上最难建模与控制的系统,所有生物系统无一例外都是非线性系统,其参数的时变性和个体间

4、的差异是不能准确测量的，其数学模型多数无法定量描述。针对普外科手术需求，为提高低温等离子治疗设备的功率稳定性,本文综合了模糊功率控制和PID功率控制的优点,提出一种基于模糊PID控制算法的功率控制器，设计了医用低温等离子体治疗仪。经实验分析验证，低温等离子体实验组的手术时间、术中出血量以及切口长度均少于射频等离子体手术组(P＜0.05)；低温等离子体手术组术后并发症发生率显著低于射频等离子体手术组(P＜0.05）。在实验应用中，低温等离子体治疗仪能够显著减少术中出血和切口长度，缩短手术时间，降低术后并发症，是安全、有效的电外科手术设备。第1章介绍了选题背景、研究意义和等离子体学科的研究现

5、状，并对本文的主要工作进行了介绍。第2章对被控对象进行了分析，介绍了医用低温等离子体的概念、低温等离子体作用机制与工作原理。第3章介绍了等离子体治疗仪各个模块的设计过程，对功率控制等关键技术进行了重点分析。第4章借助Matlab中的Simulink和Fuzzy工具箱对模糊PID功率控制系统进行仿真分析，仿真结果表明模糊PID功率控制器比传统PID控制器具有较小的超调量，更好的动态性能和较短的调节时间。第5章对应用此功率控制算法的低温等离子治疗仪进行了实验验证和统计分析，进一步验证了其实际功率控制效果。第6章总结了全文的工作，并对今后的工作进行展望。关键词：低温等离子体；模糊PID控制；功

6、率控制；仿真；临床试验IAbstractAbstractAsthecontinuousdevelopmentofmodernbiomedicalscienceandtechnology,itisgetingmoreneedofthelowsurgicaltraumaandsafetyrequirements.Theidealsurgicaleffectistoachievethepurposeoftheoperationwithsmallestamountofwoundsandbleeding.ThatisneedinghigherlevelStandardofpower-control

7、technologyinactivemedicalelectronicdevice.BiomedicalSystemsisthemostdifficultmodelingandcontrolsystemintheworld,speakingofitscomplexityandtechnicaldifficulty.Allbiologicalsystemsarenonlinearsystems.Itisimpossibletomeas