辅以体外反搏的充气背心的辅助循环实验装置控制系统

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1、中山大学硕士学位论文辅以体外反搏的充气背心的辅助循环实验装置控制系统姓名：杨俊华申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：袁衡新2003.5.30辅以体外反搏的充气背心的辅助循环实验装置控制系统专业：生物医学工程硕士研究生：杨俊华指导教师：袁衡新副教授摘要，＼一(心衰是各种心脏疾病的共同归宿和主要死亡原因，死亡率很高。目前临床上主、要有药物、手术、辅助循环三大类治疗方法。对于药物难治性严重心衰，辅助循环由于同时具有减少心脏做功和增加心肌供血供氧的独特优点，取得了较好的l晦床治疗效果。由于心衰、心源性休克等发病急、病情进展快，要求辅助循环装置操作

2、简单、方便、灵活，但是目前临床应用的辅助循环方法大多是有刨侵入性的，操作技术要求高，并发症发生率高，应用范围受到很大限制，因此研究一种适应临床急救的操作简便的辅助循环方法是十分必要的。胸部充气背心(Thoracicpneumaticvest，VEST)和增强型体外反搏(EnhancedExternalCounterpulsation，EECP)都是试图用于治疗心衰的无创辅助循环方法，动物结果表明对心衰都有一定的循环辅助作用，但各有不足，单独治疗心衰的效果欠佳，因此都未能应用到l临床。我们在“以充气背心为主体的新型双泵复苏术”的血流动力学研究基础上，

3、考虑到以上两种方法在作用机制上有协同互补作用，提出一种新型的体外无创辅助循环方法一一辅以体外反搏的充气背心辅助循环方法(VESTwithEECPAssistedCirculation，VEAC)，期望通过两者的协调配合，达到有效无创辅助循环的目的。并gN用VEAC辅助循环实验装置，用犬药物心衰模型进行动物实验，结果表明VEAC同时具有VEST和EECP的优点且互补，能增强心脏射血和改善心肌供血，基本达到了预期的治疗心衰的目的。由于我们新型的VEAC辅助循环方法目前仍处于研究阶段，要求VEAC实验装置控制系统灵活方便、具有可扩展性，但是现有的VEAC

4、实验装置控制系统设计不合理，没有可扩展性，不能满足科研的需要，因此研制一套遁用于科研需要，具有良好扩展性的VEAC实验装置控制系统是很有必要的。＼／，本论文是以该新型辅助循环方法为理论依据，在分析了现有的VEAC实验装置控制系统的不足的基础上，研制一套全新的VEAC实验装置的控制系统。该控制系统采用上下位机结构进行设计，上位机采用IBMPC兼容机，下位机采用单片机系统，上下位机之间的通讯采用USB接口。单片机系统由16位单片机80C196KC、可编程单片机外围芯片PSD813F1、模拟输入接口电路、USBl00模块、输出控制电路、心电模块和扩展插槽

5、组成。80C196KC是整个下位机的核心；PSD813F1作为程序存储器和I／O扩展；USBl00模块作为上下位机进行数据通讯的接口：输出控制电路由锁存器、总线驱动器和光电耦合器组成，用于输出控制脉冲信号，控制电磁阀动作；心电模块完成对心电、脉搏、血氧等重要生理指标的监测，并通过RS一232串口与单片机进行通讯：扩展电路由四个扩展插槽组成，并引入了8路模拟输入接口、8路I／O口、IZC总线、外部片选信号和数字模拟电源等，以备今后系统的扩展。计包括下位机软件和上位机软件。下位机软件采用INTEL公司的PLM-96主要功能是根据上位机系统传递下来的控制

6、参数，按照特定的算法，产生8路控制脉冲信号，控制电磁阀动作。另外，还具有与心电模块之间的串口通讯、模拟信号采集，以及通过USB接口将下位机采集到的模拟信号和产生的控制信号上传到上位机等功能。上位机软件采用BORLAND公司的可视化编程语言DELPHI4．0开发，主要功能是对整个系统的进行协调控制；同时具有ECG的R波识别、模拟信号显示和存盘、控制脉冲波形的显示，监测参数的设置与存盘、工作模式的设置、控制参数方案设置与存盘，以及为用户提供友好的人机交互界面，方便用户进行各种操作。另外，将设置好的工作模式及对应的控制参数通过USB接口传递给下位机，控制

7、下位机的工作状态。、本论文完成了该控制系统硬件设计和软件设计，研制出了一套设计合理、灵活方便、安全可靠、可扩展性强，能够满足科研发展的需要的VEAC实验装置控制系统，有利于该辅助循环方法的进一步研究。关键词辅助循环装置控制系统革瀑凯P$IBusBIITheControlSystemofAssistedCirculationApparatusofThoracicPneumaticVestwithEnhancedExternalCounterpulsationMajor：BiomedicalEngineeringName：Yangjun-huaSupe

8、rvisor：ProfYuanheng-xinABSTRACTHeartfailureistheendofallkinds