[发明专利]一种数字化麻醉控制系统

权利要求书

1.一种数字化麻醉控制系统，其特征在于，所述数字化麻醉控制系统包括：

自动实时采集监护仪，用于采集麻醉患者术中的血压、心率、血氧、体温、脉搏生命体征参数，并通过云端服务器将采集的麻醉患者术中的血压、心率、血氧、体温、脉搏生命体征参数信息传输给后台监控系统；

后台监控系统，根据预存的麻醉患者的正常生命体征参数与自动实时采集监护仪传输的术中生命体征参数信息进行比较，比较后将控制命令信号通过云端服务器传输给麻醉控制装置；同时，对麻醉控制装置进行监控；

麻醉控制装置，用于接收后台监控系统传输的控制命令信号，对术中麻醉药物气体的浓度和流量进行控制；

所述自动实时采集监护仪包括：

用于采集麻醉患者术中血压的血压检测器；

用于采集麻醉患者术中心率的心率检测器；

用于采集麻醉患者术中血氧的血氧检测器；

用于采集麻醉患者术中体温的体温检测器；

用于采集麻醉患者术中脉搏的脉搏检测器；

通过信号线分别与血压检测器、心率检测器、血氧检测器、体温检测器、脉搏检测器连接的监护仪处理器，所述监护仪处理器通过云端服务器与后台监控系统的监控服务器连接；

所述后台监控系统的监控服务器包括：

用于预存的麻醉患者的正常生命体征参数的存储器；

用于对预存的麻醉患者的正常生命体征参数与监护仪处理器传输的术中生命体征参数信息进行比较的比较器；

用于传输比较器的比较信号并对麻醉控制装置进行监控的监控器；

所述麻醉控制装置包括：

控制器，通过云端服务器与后台监控系统的监控服务器连接，用于对周围环境的温度信号和湿度信号进行检测，并对检测的温度信号和湿度信号进行预处理和无线定位，经无线定位后输出控制指令，调节麻醉控制装置的雾化装置 中麻醉药物气体的浓度和流量；

显示屏，与控制器连接，通过显示屏内嵌的图像信息脉冲耦合神经网络模型，对控制器调节的麻醉药物气体的浓度和流量信号处理后进行显示；

所述控制器包括：

用于采集周围环境的温度信号、湿度信号的信号检测模块；

用于对信号检测模块检测的温度信号和湿度信号进行预处理的信号预处理模块；所述信号检测模块的信号检测方法的具体步骤为：

第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；

第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，忽略不计；

第三步，由于x2已经是零中频信号了，故Fo＝0，对信号x2进行NFFT点数的FFT运算，然后求模，并将前NFFT/2个点存入VectorF中，VectorF中保存了信号x2的幅度谱；

第四步，将分析带宽Bs分为N块相等的Block，N＝3，4，.....，每一个Block要进行运算的带宽为Bs/N，设要分析带宽Bs的最低频率为FL，FL＝0，则nBlock块，n＝1...N，所对应的频率区间范围分别是[FL+(n-1)Bs/N，FL+(n)Bs/N]，将VectorF中对应的频段的频率点分配给每个block，其中nBlock分得的VectorF点范围是[Sn,Sn+kn]，其中表示每段分得的频率点的个数，而表示的是起始点，fs是信号采样频率，round(*)表示四舍五入运算；

第五步，对每个Block求其频谱的能量Σ||2，得到E(n)，n＝1...N；

第六步，对向量E求平均值

第七步，求得向量E的方差和

第八步，更新标志位flag，flag＝0，表示前一次检测结果为无信号，此种条件下，只有当σ_sum>B2时判定为当前检测到信号，flag变为1；当flag＝1，表示前一次检测结果为有信号，此种条件下，只有当σ_sum<B1时判定为当前未检测到信号，flag变为0，B1和B2为门限值，由理论仿真配合经验值给出，B2>B1；

第九步，根据标志位控制后续解调线程等是否开启：flag＝1，开启后续解调线程等，否则关闭后续解调线程；

对接收信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：

其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，f_c表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后可得到：

用于对信号预处理模块预处理的信号进行无线定位并进行控制雾化装置中麻醉药物气体浓度和流量的无线定位模块；信号预处理模块的预处理方法包括：对M路离散时域混合信号进行重叠加窗短时傅里叶变换，得到M个混合信号的时频域矩阵p＝0,1,…,P-1,q＝0,1,…,N_fft-1，其中P表示总的窗数，N_fft表示FFT变换长度；对得到的跳频混合信号时频域矩阵 进行预处理；对跳频混合信号时频域矩阵 进行预处理，即在每一采样时刻p，将 幅值小于门限ε的值置0，得到 门限ε的设定可根据接收信号的平均能量来确定；找出p时刻(p＝0,1,2,…P-1)非零的时频域数据，用表示，其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引，对这些非零数据归一化预处理，得到预处理后的向量b(p,q)＝[b₁(p,q),b₂(p,q),…,b_M(p,q)]^T，其中：

用于发射无线定位模块信息的发射模块，所述发射模块通过云端服务器与后台监控系统的监控服务器连接；

所述控制器设置有无线定位模块，所述无线定位模块的无线定位方法具体包括以下步骤：待定位节点O通信范围内的锚节点坐标为A_i(x_i，y_i)，其中i＝0，1，…，n(n≥4)；

步骤一，待定位节点对接收信号r t进行采样得到采样信号r n，其中，n＝0,1,…,N-1，N表示OFDM符号包含的子载波个数，同时记录所接收到的信号的发送节点为A_i；

步骤二，根据采样信号r n，计算互相关值E；

步骤三：根据对数距离路径损耗模型，如下公式计算待定位节点与锚节点A_i之间的距离：

Pr d′_i＝Pr d₀-10·γlg d′_i+X_σ；

其中，Pr d′_i表示距离发送端距离为d′_i时获取的互相关值，Pr d₀表示距离 发送端d₀＝1米处获取的互相关值，γ表示路径损耗因子，lg·表示底为10的对数运算X_σ，服从均值为0、标准差为σ的高斯分布；

利用上式计算出各个锚节点与待定位节点O之间的距离分别为d′_i，对应的锚节点的坐标分别为A_i x_i,y_i，其中i＝0,1,2,…,n；

步骤四：根据自适应距离修正算法，估计出待定位节点的坐标O x,y；

所述无线定位模块设置有数据传输控制单元，所述数据传输控制单元的数据传输控制方法包括以下步骤：

步骤一，接入节点将进入通信范围内的移动节点的移动信息上传至中间代理节点；

步骤二，当下载移动节点进入接入节点的通信范围时，向接入节点发送下载请求；接入节点将下载请求转发至中间代理节点；中间代理节点基于当前接入节点向下载移动节点传输数据；接入节点并记录当前传输进度上传至中间代理节点；

步骤三，中间代理节点基于收到的下载请求、移动节点的移动信息，在预设范围内选择接入节点作为转发接入节点；并基于下载移动节点的最近传输进度，向转发接入节点传输部分下载数据，转发接入节点的通信范围内存在移动节点与下载移动节点相遇；

步骤四，中间代理节点在转发接入节点的通信范围内选择移动节点作为携带转发移动节点，并基于转发接入节点向携带转发移动节点传输下载数据；当携带转发移动节点与下载移动节点进入彼此的通信范围时，携带转发移动节点向下载移动节点传输所携带的下载数据。

2.如权利要求1所述的数字化麻醉控制系统，其特征在于，所述麻醉控制装置还包括：壳体、温湿度表、压力表、流量计、显示屏、开关；控制器通过导线与雾化装置、温湿度表、压力表、流量计、显示屏、开关连接，控制器通过导线与电子输注微泵连接，电子输注微泵与麻醉导管连接；

壳体上端设置有压力表、流量计、显示屏和开关，显示屏和开关相连接，壳体中部设有温湿度表和雾化装置，温湿度表和雾化装置下面设置有工作台，壳体底部设置有储物箱，壳体顶部设置有麻醉导管，麻醉导管的首段与雾化装置相连接，麻醉导管末端设置有面罩，压力表和流量计与麻醉导管相连接；

所述雾化装置包括：麻醉瓶、加热管、温控装置、蒸发室，麻醉瓶上部设 置有蒸发室，麻醉瓶内部安装有加热管，加热管与温控装置相连接；

所述温湿度表包括连接端、传感器、数显屏；所述的连接端设置在温湿度表的底端，所述的传感器设置在连接端的上端，所述的数显屏设置在传感器的上端；

所述显示屏包括底座、调节支架、保护框、可调节屏幕；所述的底座设置在显示屏的底端，所述的调节支架设置在底座的上端，所述的保护框设置在调节支架的上端，所述的可调节屏幕设置在保护框的内部；所述显示屏的图像信息脉冲耦合神经网络模型：

F_ij[n]＝S_ij；

U_ij[n]＝F_ij[n](1+β_ij[n]L_ij[n])；

θ_ij[n]＝θ₀e^-αθ(n-1)；

其中，β_ij[n]为自适应链接强度系数；

S_ij、F_ij[n]、L_ij[n]、U_ij[n]、θ_ij[n]分别为输入图像信号、反馈输入、链接输入、内部活动项及动态阈值，N_w为所选待处理窗口W中的像素总数，Δ为调节系数，选取1～3；

所述工作台包括升降轴、台面、记录夹；所述的升降轴设置在工作台的下端，所述的台面设置在升降轴的上端，所述的记录夹设置在台面的右侧；

所述储物箱包括上层固定箱、下层抽屉；所述的上层固定箱设置在储物箱的上端，所述的下层抽屉设置在上层固定箱的下端；

所述温湿度表具体采用精确型温湿度表testo608-H2，设置LED报警灯；

所述下层抽屉具体采用木质烤漆材质，表面设置YH-338-22mm厚度自动斜舌抽屉锁。