基于模糊神经网络控制的结肠灌注透析治疗机

　　0　引言

　　灌肠术是临床上一种常规操作手段,是将一定量的灌洗液或药液从肛门灌入大肠,以治疗疾病。灌肠术具有重要的临床意义,是继口服、注射外的一种全新的给药、治疗途径。过去,由于灌肠术的方法落后,过程繁琐,其临床价值一直未得到充分发挥。传统灌肠只能进行低位结肠的灌注,灌注量少,不能达到很好的治疗和清洁肠道的效果;操作过程十分繁琐,增加了护士的工作强度;病人腹痛,腹涨,频繁上厕所,给患者带来诸多不便和痛苦,急待改善提高。结肠治疗仪的目的在于提供一种“单片机自控结肠治疗机装置”。采用单片机(W78E516)控制,实现对治疗用液体或药物的压力,温度,流量,流速和浓度容积等的自动化设置和测量控制。使病人感觉舒适,保证了患者的安全;数字程序化设计完全代替过去繁琐的手工操作,减轻了护士的劳动强度,提高了工作效率;特色探头设计可实现全结肠的灌注,增大了灌注量,同时还可有效的排出废液,大大增强了治疗的效果,提供了一种全新的有效的治疗工具。近几年,医学界又开始对灌肠治疗进行研究,但不是在设备方面而主要是在药物方面。国内有多家医疗设备研究单位曾对结肠治疗机作过研究,但都只是停留在理论阶段,很少有单位的研究到了制作阶段。湖南省长沙无线电通用技术研究所开发了TRH-1A型微机自控结肠灌注透析治疗机,但因其设备费用较高,使得大多数中小型医院无力购买此设备,造成大多数患者无力或无法得到此设备的治疗效果。因此,急待开发出功能更强、体积更小、价格更便宜、使用更方便、安全、可靠、适用范围更广的单片机自控结肠灌注透析治疗机。

　　本文研制一套基于单片机的自控结肠灌注透析治疗机。治疗机除继承了原有结肠仪的优点,它同时开发了单片机上网,模糊神经网络控制,上下位机对温度、储液量等参数实行双重的监控,使系统的安全性和稳定性进一步加强。文中从灌肠术原理分析,上、下位机硬件实现,灌注液温度、灌注液液量等精确算法,结肠仪的专家模糊控制系统的建立及软件实现进行阐述。

　　1　结肠灌注透析治疗机原理

　　如图1所示,该机主要分为上位机与下位机两部分,上位机采用W78E516、液晶显示器实现(灌注液温度、肠腔压力、灌注液量、灌注速度等)数据存储、运算处理、实时显示、打印、参数设定等功能;下位机主要采用AT89C52单片机对灌注液温度、蠕动泵转速、肠腔压力、灌注液量等进行采集、测试、监控及各种异常(超温、堵塞、溢液等)报警及处理。

　　结肠灌注透析治疗机的工作过程:护士根据病人的处方,准备病人灌注药液,并在上位机上设置好各种参数如灌注速度,灌注量等。当各种传感装置采集数据符合灌注的要求时,系统的蠕动泵启动对病人实施灌注,并监控灌注过程,实时控制与报警等控制功能。