基于SPCE061A处理器医疗模型人训练系统设计

2．6 CPR信息数据处理

学员对模型人胸部按压压力的测量是模型人系统所要完成的一项主要功能之一，这里采用的是心肺气囊加传感器的方法来测量学员对模型人胸部按压压力。学员按压模型人胸部气囊时会造成心肺气囊内压强的变化，从而使得压力传感器的输出电压波形也发生相应的变化。如何从传感器的输出电压来得到学员按压的压力值，并与标准值比对是要解决的首要问题。

由于受心肺气囊形状、传感器灵敏度等许多因素的影响，采集到的电压不可避免出现许多干扰。在实际的应用过程中，采用通过硬件滤波和软件滤波相结合的方法来消除噪声。硬件滤波可以通过低通滤波器来实现，软件滤波采用中值滤波的方法。

经过大量的实验表明，在相同的实验条件下，压强的大小对传感器的输出波形是有影响的。不同的压强下传感器的初始电压V0是不同的，而整个按压过程本身也是一个变力的过程，所以胸部按压力度随时间t而变化的，跟电压V(t)以及初始电压V0均有关系，即：



当初始电压V0固定时，假设胸部按压力度与电压之间的关系是线性的，则按压值可以用以下公式表示：



　

由式(7)可知，k值实际上可以通过试验数据求得一个固定值。再由式(2)得，要计算按压值F(t)的最大值，实际上就是求传感器输出电压V的最大值Vmax。然而式(2)是在假设V0固定的前提下成立的，事实上，即使在相同的实验条件下，不同的V0下得到的Vmax是不同的，计算出来的最大按压Fmax也是不同的。为了使不同气囊压强下仍然得到相同的最大胸部按压力度Fmax，可以调整k值，使得k值和初始电压V0满足某种关系，即：



则计算最大胸部按压力度可以用下列关系表示：



而函数g可以通过统计的方法从大量实验得出的k值和V中求得，可考虑采用数据拟合的方法来进行。

3 系统软件设计
设计将采用Visual Studio 2005的MFC为工具进行软件设计。Visual Studio 2005是微软公司新一代数据开发平台，有更和谐的解决方案，可以高效地产生最严格的应用程序。

上位机界面由控制界面和虚拟监护仪界面分双屏显示。在控制界面里根据功能的不同又分为生命体征状态设置和保存模块、生命体征数据管理模块、模拟病程的模块、记录和治疗模块、病史模块、心肺复苏模块和网络功能模块。虚拟监护仪界面主要由心电图波形显示、血压波形显示、呼吸波形显示、呼吸CO2的含量波形显示构成。界面中还包含急救措施时使用的起搏器，除颤器等设置按钮等。

控制界面主要实现的功能：

(1)生命体征状态设置和保存模块。生命体征的状态主要包括心肺状态和体温，怎样设置生命体征的状态和保存是上位机模块一切功能的基础。

(2)生命体征数据管理模块。这里主要包括生命体征的查找、删除、查看详细数据、编辑、运行和排序等功能。

(3)模拟病程的模块。模拟病程就是模拟真人生病的过程，是一个变化的过程，通过虚拟监护仪表现出来。

(4)记录和治疗模块。记录模块是记录了模拟人的生命体征变化以及治疗的过程。治疗模块是根据模型人的生命体征做出相应的治疗的过程。

(5)病史模块。病史模块是对病人以前病史和现在的病情的记录，病史对医生诊断治疗是一个很重要的环节，根据病史不同治疗方法也会不同。

(6)心肺复苏模块。心肺复苏是急救最重要的一项，本模块可以训练CPR按压和通气的频率。也可以考核学生对CPR的掌握。

(7)网络功能模块。可以实现主机对从机监控及主机和从机对话功能。

(8)虚拟监护仪模块。虚拟监护仪模块是最重要的一个模块，这个模块包括人体生命体征的显示和生命体征曲线的合成。人体生命体征的显示中包括心电图、血压图、呼吸图、呼吸CO2图、体温等，以及这些波形图的显示的调节。生命体征的曲线的合成主要包括心电图曲线、血压图曲线、呼吸图曲线、呼吸CO2图曲线的合成。这些图形有规则的周期波形，有不规则的周期波形，还有没有周期型的波形。

4 结语

该系统具有齐全的功能模块，可以使更多的医学生在安全、受保护的模拟环境里进行训练和科研，不仅增强了学生的实践能力，而且保护了病人的合法权益。该系统是计算机交互式系统，其功能强大，扩展性强，且为今后功能的扩展预留了很大空间。