基于STM32睡眠呼吸机的系统设计

摘要

为了有效地减轻阻塞性睡眠呼吸暂停综合症(OSAS)对我们人体的伤害,设计了一款双水平无创呼家用睡眠吸机。基于STM32运用自适应逆控制理论实现了电机的控制,把输入信号和输出响应之间的差值作为误差信号,并由该信号驱动自适应算法。根据采集到的呼吸波波形,运用卡尔曼滤波对下一个周期吸气与呼气的时机进行预测,进而控制电机达到目标气压值。为了方便用户体验,增加了上位机波形实时显示,在用户体验呼吸机辅助呼吸的同时可以清楚的看到呼吸波的调整。此次设计不仅使电机达到设定的响应速度的时间控制在100 ms左右,还实现了CPAP模式、S模式、T模式3种呼吸模式:在CPAP模式下,呼吸机持续输出气道正压;在S模式下,可通过患者呼吸波波形来预估下一次呼气及吸气时间节点,并给予正确气压来辅助患者呼吸;在T模式下,通过定时器控制实现气压的高低,进而辅助患者呼吸。这不仅提高了患者的顺应性,使患者感觉更加舒适,还有利于长期治疗。