智能檢傷分類系統(tǒng)的研究與開發(fā)
摘要：目的:重大自然災(zāi)害和戰(zhàn)爭行動的發(fā)生,會導致大批量傷員的涌現(xiàn).然而災(zāi)難和戰(zhàn)爭現(xiàn)場醫(yī)療資源極其有限.檢傷分類作為災(zāi)害醫(yī)學的重要組成部分,是開展應(yīng)急醫(yī)療救援的首要環(huán)節(jié).檢傷分類的意義在于對傷員傷情進行有效分類,合理整合急救資源,依照傷員傷情開展針對性的急救處置,提高傷員的救治效率.傳統(tǒng)的檢傷分類方法通常為人工辨識,如:呼吸頻率的測量就是通過一看,二聽,三感的方式測量,大概耗時1~2min,分檢整個過程大約需要5min.此種方式的不足之處在于:耗時長,準確性差,缺乏量化指標.為了提高檢傷分類的時效性和準確性,擬開展智能自動檢傷分類系統(tǒng)的設(shè)計與研究,其目的在于研發(fā)一款智能化的檢傷分類系統(tǒng),實時檢測傷員呼吸,心電,血壓等決定傷情狀態(tài)的關(guān)鍵生理信號,整合神志狀態(tài),自動對傷情程度進行量化分級,并給出處置意見,快速,準確,高效地對傷員傷情進行分類辨識,縮短處置時間,提高分檢效率,提升現(xiàn)場救治水平.此外,該系統(tǒng)可使得傳統(tǒng)復雜耗時的檢傷分類技術(shù)自動化,非專業(yè)人員即可完成高質(zhì)量分檢,可大幅減少專業(yè)急救人力資源的消耗,提高現(xiàn)場緊急救治人員的使用效率.方法:針對傳統(tǒng)檢傷分類方法的時效性和準確性較差這一問題,綜合利用生理信號實時采集技術(shù),智能量化分級算法和一體化集成技術(shù),設(shè)計自動檢傷分類算法程序,搭建基于軍用PAD的分檢平臺,研發(fā)智能自動檢傷分類系統(tǒng),實現(xiàn)傷員傷情快速,準確的自動量化分級,并給出優(yōu)化的急救處置建議.利用一個信號采集控制器整合傷員身份信息和生理信息傳輸給上位機進行處理,根據(jù)分檢算法對數(shù)據(jù)進行分析處理得出分類結(jié)果,并加入了心電信號和呼吸信號的濾波算法,可以更加準確地觀察傷員傷情,提高分類結(jié)果的準確性.基于C Sharp軟件開發(fā)平臺實現(xiàn)分檢算法,生理信號處理算法以及最終結(jié)果顯示.最終,設(shè)計了心電濾波算法驗證試驗,呼吸信號濾波算法驗證實驗以及分檢實驗來驗證系統(tǒng)的可靠性.內(nèi)容:本文主要研究工作包括以下幾個方面:①.系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn).利用生理信號采集卡和手持PAD終端搭建智能自動檢傷平臺,整套系統(tǒng)具有"射頻身份識別","血壓","呼吸"和"心電"信號自動采集功能和數(shù)據(jù)存儲功能,并能夠根據(jù)監(jiān)護終端的要求,將存儲數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)護終端.硬件平臺搭建包括各個硬件部件選型,通訊協(xié)議設(shè)計和信號采集控制器設(shè)計.整個硬件系統(tǒng)包括身份信息存儲模塊,身份信息采集模塊,生理信息采集模塊,信號采集控制器以及手持終端顯示模塊.其中采用S50手環(huán)存儲傷員身份信息,并設(shè)計射頻槍掃描IC手環(huán)實現(xiàn)傷員身份信息的采集,利用PM6750生理信號采集卡獲取傷員的生理信息.最終,設(shè)計一個信號采集控制器,其目的是為了節(jié)省I/O口資源,提高手持終端的使用效率,采用了多進單出的分時復用方式,用一個信號采集控制器將各個生理信號以及射頻識別信號整合起來經(jīng)過一個串口將數(shù)據(jù)傳輸給上位機.使用山東浪潮的巧金剛TB3223平板計算機接收信號采集控制器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行處理顯示.②.系統(tǒng)算法的設(shè)計與實現(xiàn).本文總共實現(xiàn)了三個算法的設(shè)計,即心電信號濾波算法,呼吸信號濾波算法以及分檢算法.其中心電信號濾波算法與呼吸信號濾波算法同為e LMS濾波算法,但作用對象不同,分檢算法采用了簡易戰(zhàn)傷計分法,通過對傷員的血壓,呼吸以及神志狀況進行打分計算對傷員進行傷情分級.而e LMS算法是為了濾除在檢傷分類期間因胸外按壓等急救措施引起的干擾,使分檢人員可以更加準確,直觀的進行分類.利用C sharp軟件開發(fā)平臺實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集,處理以及顯示界面的編寫,并編寫了相關(guān)算法,使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實時濾波和顯示,并能根據(jù)分檢算法自動利用測得參數(shù)得到傷員的傷情等級.③.人機交互軟件系統(tǒng)的搭建.人機交互軟件系統(tǒng)大體分成三個個子系統(tǒng),分別是參數(shù)顯示子系統(tǒng),參數(shù)設(shè)置子系統(tǒng)以及記錄回顧子系統(tǒng).每個子系統(tǒng)之下又分有一個或多個模塊區(qū)域.整個系統(tǒng)主要實現(xiàn)了對傷員身份和生理信號的接收,顯示,處理,存儲等功能,并且也結(jié)合了分檢算法和生理信號抗干擾算法來對數(shù)據(jù)進行處理.使用Visual Studio2010作為軟件系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,C Sharp語言進行系統(tǒng)界面的編寫,通過界面以及部分按鍵實現(xiàn)上述功能,最終打包成安裝文件裝載到PAD上進行使用.④.系統(tǒng)可靠性及反饋監(jiān)測效率評估實驗.為了驗證系統(tǒng)及其算法的可靠性,設(shè)計了三個實驗,即心電濾波算法驗證實驗,呼吸濾波算法驗證實驗以及分檢系統(tǒng)驗證實驗.其中心電濾波算法驗證實驗是通過濾波后的心電節(jié)律辨識結(jié)果的敏感性,特異性以及準確率來說明算法的可靠性;而呼吸信號濾波算法驗證實驗則是通過對比濾波前后計算的呼吸頻率的準確性來進行論斷;分檢實驗是通過臨床患者進行實驗設(shè)計,同時使用傳統(tǒng)分類方法以及本文所述智能分類系統(tǒng)進行分類計算,對比分類耗時長短以及分類結(jié)果的準確性驗證系統(tǒng)可靠性.成果:研究了一種智能化的檢傷分類裝置,該裝置可自動采集測量血壓,心電,呼吸等決定傷情狀態(tài)的生理信號,記錄傷員神志狀態(tài),基于簡易戰(zhàn)傷計分法實現(xiàn)傷勢的快速智能量化分級和處置意見優(yōu)化提示.并整合了生理信號抗干擾處理算法,最終研制了一種智能檢傷分類裝置,并申報了國家專利專利號:ZL201520217734.5,搭建了分檢平臺,實現(xiàn)了對傷員相關(guān)信息的采集,處理以及顯示,并能實時對心電和呼吸信號進行濾波處理.結(jié)論:通過本研究為國內(nèi)檢傷分類提供了一個新的途徑,可有效克服傳統(tǒng)人工分類方法準確率低,時效性差等缺點,提高傷員在分檢環(huán)節(jié)的救治效率和救治水平.研制的智能檢傷分類裝置操作簡單易行,可降低對分檢人員的專業(yè)要求,可以更好的避免因?qū)I(yè)水平問題導致的錯誤分類.收起
關(guān)鍵詞：檢傷分類；系統(tǒng)集成技術(shù)；抗干擾處理；智能優(yōu)化
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