高智能产妇急救模拟人训练系统设计与实现

摘要

随着材料技术，计算机技术以及嵌入式系统的不断发展，医学模拟人训练系统正在不断地被引入医学院校、各类医院以及医疗机构。但是目前大多数医学模拟人训练系统是专门为综合急救培训设计开发的，并不完全适合产科急救培训。因此，需要针对产科急救培训的要求设计新的医学模拟人训练系统。
　　高智能产妇急救模拟人训练系统是基于临床产妇急救培训的需要，使用目前国际上流行的生理驱动医学模型的设计方法来研制模型人（Manikin）。本系统不仅能进行口、鼻插管技术，人工呼吸及胸外按压技术，起搏和体外除颤技术，生命体征监测等医学常规操作技术的培训；还能进行产妇分娩过程的演示，胎儿心音听诊，产妇胸部听诊以及医生用药等操作技能的训练。
　　论文主要研究工作包括：
　　（1）研究产妇医学教学中所需要模拟的各项生命体征，分析高智能产妇急救模拟人训练系统的功能需求、整体结构以及各个功能单元的组成；
　　（2）分拆硬件系统功能，设计硬件系统的整体结构，完成硬件系统结构框图；
　　（3）确定系统中各项训练项目的具体实现过程，完成硬件各部分概念设计；
　　（4）使用Wifi转串口模块，并利用Wifi自组网技术，实现了上位机与下位机的信息交互，可以发送指令要求模拟人模拟生理体征，并收集操作人员对模拟人做的一系列操作信息。
　　（5）对于作为整个硬件系统核心的主控模块进行了详细地设计，完成了主要元器件和技术方案的选型工作，设计了基于TI MSP430F5438A微控制器的主控模块的控制电路；
　　（6）在由IAR Systems公司提供的集成开发环境（Embedded Workbench for MSP430 version，EW430）下，使用标准C语言结合专用指令集编写驱动程序和主控模块软件程序。
　　该系统已研制成功并投入市场。该系统在研制阶段通过单元测试、功能测试、系统测试、用户确认测试等一系列测试验证其正确性和有效性；并且量试了十套样机进行相同地测试，验证了系统的可靠性，而且确认其可以进行规模化生产。

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1绪论

1.1 背景意义

1.2 研究现状

1.3 研究内容

1.4 论文结构

1.5 本章小结

2 医学模拟教学在医学教学中的应用

2.1 医学模拟教学概述

2.2 穿刺类教学模型

2.3 CPR急救模型

2.4 听诊教学模型

2.5 心电图模拟人

2.6 高智能综合模拟人

2.7 本章小结

3 系统功能描述

3.1 医学功能描述

3.2 系统结构概述

3.3 模型人的结构

3.4 产妇模拟人硬件结构

3.5 上位机教学软件

3.6 本章小结

4 产妇模拟人硬件电路设计

4.1硬件模块电路概念设计

4.2主控模块MCU

4.3 模拟量转换技术

4.4压力采集电路设计

4.5 系统电源电路设计

4.6 Wifi自组网技术在模拟人硬件设计中的应用

4.7 本章小结

5 软件设计与实现

5.1 IAR集成开发环境简介

5.2 MSP430功能及设置解析

5.3 系统软件架构

5.4 系统软件设计

5.5 通信程序开发

5.6 评价测试

5.7 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 进一步工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的学术论文

答辩决议书