开题报告：基于arm的体外反搏控制系统设计

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1、江西理工大学本科毕业设计（论文）开题报告电气工程与自动化学院自动化专业10级（2014届）1班02曹晓亮题目：基于ARM的体外反搏控制系统设计专题题口（若无专题则不填）：本课题来源及研究现状：本课题通过对手指脉搏进行检测，对手指脉搏活动情况进行心脏活动情况分析，根据心脏的生理需要，最终实现体外反搏控制系统的研究和设计。体外反搏控制系统是一种基于计算机控制应用体外无创伤的机、电、气一体化的辅助循环设备。在保证心脏动作周期和生理要求的前提下，反搏控制系统通过对包裹在患者的下肢和臀部的密封气囊以特定的控制规律进行相关的动作以改变正常的血液流场分布。在心脏舒张过程中，反搏控制系统在保

2、证肢体和臀部受压引起血液返流回主动脉瓣处时正好是主动脉瓣关闭的瞬间，充分利用心脏舒张期的时间，使血管的压力持续得到保持，最大限度捉高心脏的舒张压，同理,通过反搏控制系统最大限度降低心脏的收缩压，最终实现减轻心脏的工作负荷。在计算机技术发展之路上，体外反搏控制系统设计取得了飞速发展，我国成功研制了微机化的增强型体外反搏装置。反搏装置在计算机的相关控制算法下，实现在相应时间点各组气囊的序贯式充气和排气。在现实生活中，市场上已经有相关的代表性产品，并得到了消费者一定的亲睐。经调查发现，市场上大多数反搏控制系统的检测与控制机理大多以QRS波为时间基准，同时结合手指脉搏波进行反搏控制，

3、最终达到治疗的效果。课题研究目标、内容、方法和手段：本课题所研究的控制系统的检测部分只有手指脉搏光电信号，按弃复杂的心电检测环节。控制系统检测到手指脉搏信号后，微控制器对手指脉搏信号进行分析，计算岀相关参数，女心脏活动周期T、当前手指脉搏活动强度等等。根据以上参数，反搏控制系统实现对患者的下肢和臀部的密封气囊以特定的控制规律进行相关的动作以改变止常的血液流场分布，最终实现减轻心脏的工作负荷，达到治疗效果。本课题通过对现有一台反搏控制设备进行一定的改造升级，用性能优越的ARM微控制器取代原有的单-片机微控制器，实现手指脉搏信号的检测和控制系统的准确控制，增加反搏系统智能调节控制

4、，使得整个反搏控制系统更加科学和可靠。通过反搏控制系统的软硬件设计，实现手指脉搏信号检测、手指脉搏信号分析处理和反搏控制系统动作等等，同时在保证反搏控制系统稳定运行前提下，拓展系统的其它相关治疗功能。木课题反搏控制系统设计关键点在于如何通过手指脉搏准确计算出心脏动作情况，其中包括手指脉搏信号的准确检测和根据手指脉搏信号计算心脏动作情况等。心脏动作情况直接影响密封气囊充气和排气动作的控制。通过对手指脉搏的和关参数进行分析，同时结合生理学相关知识，最终得出心脏和手指脉搏时间差、心瓣关闭时间点等等参数。本课题在市场相关产品的基础上进行了更加深入的研究，寻求更加简单可靠的反搏控制方案

5、，降低反搏控制系统生产成本，并达到更加优越的治疗效果。在实现反搏控制系统基本要求的基础上，根据人适应性的需求，实现反搏控制系统的智能治疗控制，使得控制系统更加人性化和科学化。设计（论文）提纲及进度安排：提纲第一章绪论课题的背景和意义1.2反搏控制系统的研究现状1.3系统设计的主要内容第二章体外反搏系统的总体设计2.1总体设计方案2.2硬件系统设计方案2.3软件系统设计方案第三章硬件系统设计3.1控制器概述3.1.1控制器的简介3.1.2控制器特性3.2脉搏信号釆集3.2.1光电传感器的原理3.2.2光电传感器的结构3.2.3光电传感器检测原理3.2.4信号采集电路3.3信号放

6、大3.3.1放人器的介绍3.3.2放大电路3.4波形整形电路3.5电磁阀驱动电路第四章软件系统设计4.1控制系统分析4.2控制系统设计4.3脉搏测量部分实现4.4反搏控制部分实现第五章抗干扰措施及使用方法5.1抗干扰措施5.1.1环境光对脉搏传感器测量的影响5.1.2电磁干扰对脉搏传感器的影响5.1.3测量过程中运动噪芦的影响5.2治疗仪使用方法第六章总结与展望致谢参考文献附录A参考程序附录B指脉测量原理图附录C系统模型实物进度安排第一阶段：2014年4月上旬，继续查阅反搏控制系统相关资料(相关书籍、论文和期刊等等)，进一步深入论证本课题设计方案的可行性，进一步明确反搏控制系

7、统设计要求；第二阶段：2014年4月屮旬和下旬，根据第一阶段的理论分析，进行反搏控制系统的整体设计，包括控制系统的硬件和软件设计，并达到反搏控制系统的基木要求；第三阶段：2014年5月上旬，在反搏控制系统达到基本要求的基础上，对系统的软皱件进行进一步的调试，实现反搏控制系统稳定可靠运行，并进行相关的数据分析；第四阶段：2014年5月屮旬，在完成整个反搏控制系统整体设计后，对整个反搏控制系统进行系统的总结，根据实际情况，完成论文的编写，准备答辩的相关资料。主要参考文献和书目：[1]钱孝贤，郑振声.体外反搏