1.一種數(shù)字化麻醉控制系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)字化麻醉控制系統(tǒng)包括:
自動(dòng)實(shí)時(shí)采集監(jiān)護(hù)儀,用于采集麻醉患者術(shù)中的血壓、心率、血氧、體溫、脈搏生命體征參數(shù),并通過(guò)云端服務(wù)器將采集的麻醉患者術(shù)中的血壓、心率、血氧、體溫、脈搏生命體征參數(shù)信息傳輸給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng);
后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),根據(jù)預(yù)存的麻醉患者的正常生命體征參數(shù)與自動(dòng)實(shí)時(shí)采集監(jiān)護(hù)儀傳輸?shù)男g(shù)中生命體征參數(shù)信息進(jìn)行比較,比較后將控制命令信號(hào)通過(guò)云端服務(wù)器傳輸給麻醉控制裝置;同時(shí),對(duì)麻醉控制裝置進(jìn)行監(jiān)控;
麻醉控制裝置,用于接收后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)目刂泼钚盘?hào),對(duì)術(shù)中麻醉藥物氣體的濃度和流量進(jìn)行控制;
所述自動(dòng)實(shí)時(shí)采集監(jiān)護(hù)儀包括:
用于采集麻醉患者術(shù)中血壓的血壓檢測(cè)器;
用于采集麻醉患者術(shù)中心率的心率檢測(cè)器;
用于采集麻醉患者術(shù)中血氧的血氧檢測(cè)器;
用于采集麻醉患者術(shù)中體溫的體溫檢測(cè)器;
用于采集麻醉患者術(shù)中脈搏的脈搏檢測(cè)器;
通過(guò)信號(hào)線分別與血壓檢測(cè)器、心率檢測(cè)器、血氧檢測(cè)器、體溫檢測(cè)器、脈搏檢測(cè)器連接的監(jiān)護(hù)儀處理器,所述監(jiān)護(hù)儀處理器通過(guò)云端服務(wù)器與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器連接;
所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器包括:
用于預(yù)存的麻醉患者的正常生命體征參數(shù)的存儲(chǔ)器;
用于對(duì)預(yù)存的麻醉患者的正常生命體征參數(shù)與監(jiān)護(hù)儀處理器傳輸?shù)男g(shù)中生命體征參數(shù)信息進(jìn)行比較的比較器;
用于傳輸比較器的比較信號(hào)并對(duì)麻醉控制裝置進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控器;
所述麻醉控制裝置包括:
控制器,通過(guò)云端服務(wù)器與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器連接,用于對(duì)周圍環(huán)境的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)檢測(cè)的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和無(wú)線定位,經(jīng)無(wú)線定位后輸出控制指令,調(diào)節(jié)麻醉控制裝置的霧化裝置 中麻醉藥物氣體的濃度和流量;
顯示屏,與控制器連接,通過(guò)顯示屏內(nèi)嵌的圖像信息脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)控制器調(diào)節(jié)的麻醉藥物氣體的濃度和流量信號(hào)處理后進(jìn)行顯示;
所述控制器包括:
用于采集周圍環(huán)境的溫度信號(hào)、濕度信號(hào)的信號(hào)檢測(cè)模塊;
用于對(duì)信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的信號(hào)預(yù)處理模塊;所述信號(hào)檢測(cè)模塊的信號(hào)檢測(cè)方法的具體步驟為:
第一步,利用混頻器將射頻或者中頻信號(hào)與單頻混頻獲得信號(hào)x1;
第二步,利用低通濾波器A去除信號(hào)x1的高頻分量,低通濾波器A的3dB帶寬大于分析帶寬Bs,獲得信號(hào)x2,此時(shí)x2是零中頻的信號(hào),并且?guī)挒锽s的信號(hào)受到濾波器A的影響很小,忽略不計(jì);
第三步,由于x2已經(jīng)是零中頻信號(hào)了,故Fo=0,對(duì)信號(hào)x2進(jìn)行NFFT點(diǎn)數(shù)的FFT運(yùn)算,然后求模,并將前NFFT/2個(gè)點(diǎn)存入VectorF中,VectorF中保存了信號(hào)x2的幅度譜;
第四步,將分析帶寬Bs分為N塊相等的Block,N=3,4,.....,每一個(gè)Block要進(jìn)行運(yùn)算的帶寬為Bs/N,設(shè)要分析帶寬Bs的最低頻率為FL,F(xiàn)L=0,則nBlock塊,n=1...N,所對(duì)應(yīng)的頻率區(qū)間范圍分別是[FL+(n-1)Bs/N,F(xiàn)L+(n)Bs/N],將VectorF中對(duì)應(yīng)的頻段的頻率點(diǎn)分配給每個(gè)block,其中nBlock分得的VectorF點(diǎn)范圍是[Sn,Sn+kn],其中表示每段分得的頻率點(diǎn)的個(gè)數(shù),而表示的是起始點(diǎn),fs是信號(hào)采樣頻率,round(*)表示四舍五入運(yùn)算;
第五步,對(duì)每個(gè)Block求其頻譜的能量Σ||2,得到E(n),n=1...N;
第六步,對(duì)向量E求平均值
第七步,求得向量E的方差和
第八步,更新標(biāo)志位flag,flag=0,表示前一次檢測(cè)結(jié)果為無(wú)信號(hào),此種條件下,只有當(dāng)σsum>B2時(shí)判定為當(dāng)前檢測(cè)到信號(hào),flag變?yōu)?;當(dāng)flag=1,表示前一次檢測(cè)結(jié)果為有信號(hào),此種條件下,只有當(dāng)σsum<B1時(shí)判定為當(dāng)前未檢測(cè)到信號(hào),flag變?yōu)?,B1和B2為門限值,由理論仿真配合經(jīng)驗(yàn)值給出,B2>B1;
第九步,根據(jù)標(biāo)志位控制后續(xù)解調(diào)線程等是否開(kāi)啟:flag=1,開(kāi)啟后續(xù)解調(diào)線程等,否則關(guān)閉后續(xù)解調(diào)線程;
對(duì)接收信號(hào)s(t)進(jìn)行非線性變換,按如下公式進(jìn)行:
其中A表示信號(hào)的幅度,a(m)表示信號(hào)的碼元符號(hào),p(t)表示成形函數(shù),fc表示信號(hào)的載波頻率,表示信號(hào)的相位,通過(guò)該非線性變換后可得到:
用于對(duì)信號(hào)預(yù)處理模塊預(yù)處理的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線定位并進(jìn)行控制霧化裝置中麻醉藥物氣體濃度和流量的無(wú)線定位模塊;信號(hào)預(yù)處理模塊的預(yù)處理方法包括:對(duì)M路離散時(shí)域混合信號(hào)進(jìn)行重疊加窗短時(shí)傅里葉變換,得到M個(gè)混合信號(hào)的時(shí)頻域矩陣p=0,1,…,P-1,q=0,1,…,Nfft-1,其中P表示總的窗數(shù),Nfft表示FFT變換長(zhǎng)度;對(duì)得到的跳頻混合信號(hào)時(shí)頻域矩陣 進(jìn)行預(yù)處理;對(duì)跳頻混合信號(hào)時(shí)頻域矩陣 進(jìn)行預(yù)處理,即在每一采樣時(shí)刻p,將 幅值小于門限ε的值置0,得到 門限ε的設(shè)定可根據(jù)接收信號(hào)的平均能量來(lái)確定;找出p時(shí)刻(p=0,1,2,…P-1)非零的時(shí)頻域數(shù)據(jù),用表示,其中表示p時(shí)刻時(shí)頻響應(yīng)非0時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率索引,對(duì)這些非零數(shù)據(jù)歸一化預(yù)處理,得到預(yù)處理后的向量b(p,q)=[b1(p,q),b2(p,q),…,bM(p,q)]T,其中:
用于發(fā)射無(wú)線定位模塊信息的發(fā)射模塊,所述發(fā)射模塊通過(guò)云端服務(wù)器與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器連接;
所述控制器設(shè)置有無(wú)線定位模塊,所述無(wú)線定位模塊的無(wú)線定位方法具體包括以下步驟:待定位節(jié)點(diǎn)O通信范圍內(nèi)的錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為Ai(xi,yi),其中i=0,1,…,n(n≥4);
步驟一,待定位節(jié)點(diǎn)對(duì)接收信號(hào)r t進(jìn)行采樣得到采樣信號(hào)r n,其中,n=0,1,…,N-1,N表示OFDM符號(hào)包含的子載波個(gè)數(shù),同時(shí)記錄所接收到的信號(hào)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)為Ai;
步驟二,根據(jù)采樣信號(hào)r n,計(jì)算互相關(guān)值E;
步驟三:根據(jù)對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型,如下公式計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)Ai之間的距離:
Pr d′i=Pr d0-10·γlg d′i+Xσ;
其中,Pr d′i表示距離發(fā)送端距離為d′i時(shí)獲取的互相關(guān)值,Pr d0表示距離 發(fā)送端d0=1米處獲取的互相關(guān)值,γ表示路徑損耗因子,lg·表示底為10的對(duì)數(shù)運(yùn)算Xσ,服從均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為σ的高斯分布;
利用上式計(jì)算出各個(gè)錨節(jié)點(diǎn)與待定位節(jié)點(diǎn)O之間的距離分別為d′i,對(duì)應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為Ai xi,yi,其中i=0,1,2,…,n;
步驟四:根據(jù)自適應(yīng)距離修正算法,估計(jì)出待定位節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)O x,y;
所述無(wú)線定位模塊設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸控制單元,所述數(shù)據(jù)傳輸控制單元的數(shù)據(jù)傳輸控制方法包括以下步驟:
步驟一,接入節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入通信范圍內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)信息上傳至中間代理節(jié)點(diǎn);
步驟二,當(dāng)下載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入接入節(jié)點(diǎn)的通信范圍時(shí),向接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送下載請(qǐng)求;接入節(jié)點(diǎn)將下載請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至中間代理節(jié)點(diǎn);中間代理節(jié)點(diǎn)基于當(dāng)前接入節(jié)點(diǎn)向下載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù);接入節(jié)點(diǎn)并記錄當(dāng)前傳輸進(jìn)度上傳至中間代理節(jié)點(diǎn);
步驟三,中間代理節(jié)點(diǎn)基于收到的下載請(qǐng)求、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)信息,在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)選擇接入節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)接入節(jié)點(diǎn);并基于下載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的最近傳輸進(jìn)度,向轉(zhuǎn)發(fā)接入節(jié)點(diǎn)傳輸部分下載數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)發(fā)接入節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)存在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與下載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)相遇;
步驟四,中間代理節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)接入節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)選擇移動(dòng)節(jié)點(diǎn)作為攜帶轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)節(jié)點(diǎn),并基于轉(zhuǎn)發(fā)接入節(jié)點(diǎn)向攜帶轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳輸下載數(shù)據(jù);當(dāng)攜帶轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與下載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入彼此的通信范圍時(shí),攜帶轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向下載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳輸所攜帶的下載數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字化麻醉控制系統(tǒng),其特征在于,所述麻醉控制裝置還包括:殼體、溫濕度表、壓力表、流量計(jì)、顯示屏、開(kāi)關(guān);控制器通過(guò)導(dǎo)線與霧化裝置、溫濕度表、壓力表、流量計(jì)、顯示屏、開(kāi)關(guān)連接,控制器通過(guò)導(dǎo)線與電子輸注微泵連接,電子輸注微泵與麻醉導(dǎo)管連接;
殼體上端設(shè)置有壓力表、流量計(jì)、顯示屏和開(kāi)關(guān),顯示屏和開(kāi)關(guān)相連接,殼體中部設(shè)有溫濕度表和霧化裝置,溫濕度表和霧化裝置下面設(shè)置有工作臺(tái),殼體底部設(shè)置有儲(chǔ)物箱,殼體頂部設(shè)置有麻醉導(dǎo)管,麻醉導(dǎo)管的首段與霧化裝置相連接,麻醉導(dǎo)管末端設(shè)置有面罩,壓力表和流量計(jì)與麻醉導(dǎo)管相連接;
所述霧化裝置包括:麻醉瓶、加熱管、溫控裝置、蒸發(fā)室,麻醉瓶上部設(shè) 置有蒸發(fā)室,麻醉瓶?jī)?nèi)部安裝有加熱管,加熱管與溫控裝置相連接;
所述溫濕度表包括連接端、傳感器、數(shù)顯屏;所述的連接端設(shè)置在溫濕度表的底端,所述的傳感器設(shè)置在連接端的上端,所述的數(shù)顯屏設(shè)置在傳感器的上端;
所述顯示屏包括底座、調(diào)節(jié)支架、保護(hù)框、可調(diào)節(jié)屏幕;所述的底座設(shè)置在顯示屏的底端,所述的調(diào)節(jié)支架設(shè)置在底座的上端,所述的保護(hù)框設(shè)置在調(diào)節(jié)支架的上端,所述的可調(diào)節(jié)屏幕設(shè)置在保護(hù)框的內(nèi)部;所述顯示屏的圖像信息脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型:
Fij[n]=Sij;
Uij[n]=Fij[n](1+βij[n]Lij[n]);
θij[n]=θ0e-αθ(n-1);
其中,βij[n]為自適應(yīng)鏈接強(qiáng)度系數(shù);
Sij、Fij[n]、Lij[n]、Uij[n]、θij[n]分別為輸入圖像信號(hào)、反饋輸入、鏈接輸入、內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng)及動(dòng)態(tài)閾值,Nw為所選待處理窗口W中的像素總數(shù),Δ為調(diào)節(jié)系數(shù),選取1~3;
所述工作臺(tái)包括升降軸、臺(tái)面、記錄夾;所述的升降軸設(shè)置在工作臺(tái)的下端,所述的臺(tái)面設(shè)置在升降軸的上端,所述的記錄夾設(shè)置在臺(tái)面的右側(cè);
所述儲(chǔ)物箱包括上層固定箱、下層抽屜;所述的上層固定箱設(shè)置在儲(chǔ)物箱的上端,所述的下層抽屜設(shè)置在上層固定箱的下端;
所述溫濕度表具體采用精確型溫濕度表testo608-H2,設(shè)置LED報(bào)警燈;
所述下層抽屜具體采用木質(zhì)烤漆材質(zhì),表面設(shè)置YH-338-22mm厚度自動(dòng)斜舌抽屜鎖。