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中国组织工程研究 2018年第22期22卷 3569-3574页

作者：王莉新姬军高佳硕肖宏南方医科大学生物医学工程学院广东省广州市510515 解放军第三0五医院医学工程科北京市100017

背景:目前以数字信号处理器和齿轮泵为核心的尿流率计校准装置,由于设计中未考虑齿轮泵的脉动和泄露问题,仅利用齿轮泵转速数据拟合出的流量和流率数据对尿流率计进行校准,会对尿流率计校准结果产生错误引导。目的:在现有尿流率计校准... 详细信息

背景:目前以数字信号处理器和齿轮泵为核心的尿流率计校准装置,由于设计中未考虑齿轮泵的脉动和泄露问题,仅利用齿轮泵转速数据拟合出的流量和流率数据对尿流率计进行校准,会对尿流率计校准结果产生错误引导。目的:在现有尿流率计校准装置基础上,利用数字信号处理定时器控制齿轮泵运转时间,使齿轮泵输出流量和流率均固定的标准水流,测量标准水流的流量,并对测量结果进行分析,以检验装置产生的标准水流能否用于临床对尿流率计进行校准。方法:使用B2000S电子天平,由不同测量人员在不同的时间测量校准装置产生的标准水流流量,利用SPSS20.0软件画出测量结果的分布直方图,观察测量结果的分布形态;利用系统分析的方法,分析影响测量结果不确定度的来源,计算测量结果的不确定度参数。结果与结论:(1)由不同测量人员在不同时间测量得到各流率下的标准水流流量值符合正态分布,流率为15 mL/s时,标准差最大,为0.549 m L;流率为10 mL/s时,标准差最小,为0.147 mL,说明校准装置产生的标准水流流量值波动性很小,水流流率、流量稳定性很高,可用多次测量结果的平均值作为标准水流流量最佳估计值;(2)系统分析显示,流率为50 mL/s时,不确定度参数最大,为0.75 mL;流率为10 mL/s时,不确定度参数最小,为0.29 m L,满足标准装置与被量器具之间不确定度量传比小于1∶3的要求,可用于临床对尿流率计进行校准。

关键词：尿动力学校准组织工程医学工程尿流率计校准装置标准水流稳定性不确定度生物材料

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基于DSP和齿轮泵的尿流率计校准装置的标准水流的研究

基于DSP和齿轮泵的尿流率计校准装置的标准水流的研究

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作者：王莉新南方医科大学

学位级别：硕士

研究背景:尿流率的测定是一项检查排尿功能是否正常的临床诊断技术。测定尿流率的方法是应用尿流率计测定患者单位时间内经尿道外口排出的尿量,以尿流率曲线的形式输出检查结果。为了保证尿流率计输出结果的准确性,必须利用已知流率曲... 详细信息

研究背景:尿流率的测定是一项检查排尿功能是否正常的临床诊断技术。测定尿流率的方法是应用尿流率计测定患者单位时间内经尿道外口排出的尿量,以尿流率曲线的形式输出检查结果。为了保证尿流率计输出结果的准确性,必须利用已知流率曲线的水流对尿流率计进行定期校准。流率曲线中最重要的参数为流率和累积流量。以数字信号处理器(Digital signal processor，DSP)和齿轮泵为核心的尿流率计校准装置是用来对尿流率计进行定期校准的设备。此装置设计的核心思想是利用DSP控制齿轮泵的转速,使齿轮泵输出不同流率的水流,记录水流产生过程中齿轮泵电机转速,拟合出水流的流率和累积流量理论值。将该水流代表尿流注入尿流率计,比较尿流率计输出的尿流率和排尿量与拟合出流率和累积流量的理论值,来对尿流率计进行校准。由于齿轮泵排水过程中多种因素的相互作用,单纯以齿轮泵转速拟合出的水流的流率和累积流量的理论值与实际值并不相符,若仅仅用拟合出的理论值与尿流率计测量得到的尿流率和排尿量进行比较,会对尿流率计的准确性产生错误的判断。研究目的:排除齿轮泵排水过程中对齿轮泵产生水流影响较大的因素,依据齿轮泵电机转速拟合出的水流累积流量的理论值与测量得到的实际值之间的相关关系,对校准装置的软硬件进行改进,使校准装置输出的水流流率和累积流量值与实际值相符,并利用改进后的校准装置产生的标准水流对尿流率计进行校准。研究内容:本课题的研究内容包含以下五个方面:(1)分析影响标准水流实际流量的因素并对其进行控制。本文选取了在实验中发现的两种因素:水箱中水的种类和齿轮泵管道长度。对纯水和自来水形成的水流进行测量,分析两种水形成的水流累积流量的差异,确定产生标准水流使用水的种类;对齿轮泵不同管道长度下产生的标准水流进行测量,利用MATLAB拟合出各管道长度下标准水流累积流量实际值与理论值的关系曲线,比较拟合结果,选出齿轮泵的最佳管道长度。(2)标准水流的产生。在已有的尿流率计校准装置的基础上,编写设备软件控制程序,控制齿轮泵的运转时间,使其输出选定流率下流率和累积流量均固定的标准水流。(3)标准水流稳定性分析。对校准装置产生的各流率下的标准水流进行多次独立重复测量,对测量结果进行的分析,以检验标准水流的稳定性。(4)标准水流流率和累积流量理论值的修正。利用回归分析原理拟合出理论值与实际值之间的相关关系,对校准装置的输出值进行修正。(5)尿流率计校准实验。利用校准装置产生的标准水流对尿流率计进行校准,完成尿流率计校准实验。

关键词：尿流率计校准装置标准水流流量流率不确定度

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基于回归分析的尿流率计校准装置排水量模型研究

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医疗卫生装备 2018年第1期39卷 16-18,36页

作者：姬军张金萍张延王莉新高佳硕肖宏解放军305医院医学工程科北京100017 解放军305医院医务部北京100017 解放军305医院心胸外科北京100017

目的:寻找尿流率计校准装置齿轮泵理论排水量与实际排水量之间的相关关系,构建实际排水量与理论排水量之间的模型,以通过齿轮泵理论排水量得出实际排水量。方法:利用B2000S电子天平称量尿流率计校准装置各流率下标准水流的质量,画出理... 详细信息

目的:寻找尿流率计校准装置齿轮泵理论排水量与实际排水量之间的相关关系,构建实际排水量与理论排水量之间的模型,以通过齿轮泵理论排水量得出实际排水量。方法:利用B2000S电子天平称量尿流率计校准装置各流率下标准水流的质量,画出理论排水量与实际排水量之间的散点图,寻找最佳拟合曲线,利用MATLAB的Curve Fitting Tool进行拟合,得到理论值与实际值之间的拟合关系式。结果:通过拟合关系式得出的拟合结果与实际排水量的误差最大为1.494%,最小为-0.010%,未超过尿流率计测量不超过5%的要求。结论:利用回归分析的方法构建尿流率计校准装置理论排水量与实际排水量之间的关系,拟合误差小,方法简单,易于实现。

关键词：尿流率计校准装置排水量回归分析 MATLAB 拟合曲线

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