多功能医疗模型人训练系统硬件开发

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本课题主要是针对医学模拟教学和临床技能培训而开发的多功能模拟人系统。这是一款集操作、教学、监测和考核于一体的多媒体互动模拟人系统,可模拟上百种疾病的治疗和救护过程。本系统可以进行口、鼻插管技术;人工呼吸及胸外心脏按压技术;静脉注射技术;体外除颤与起搏技术;血压及血氧饱和度监测等医学常规操作培训。帮助培训者了解、掌握各种急救设备的功能和使用方法,如心电图仪、除颤器、体外起博技术、生命体征监测技术、心肺听诊等,同时可实现对培训者的医疗技术考核。   本系统具有独立的软、硬件结构,能够逼真地模拟临床环境并重现病人的各种病理特征,用户可以在一个如同真实的临床环境下实现对病人的医疗操作。本系统研究范围涵盖了医学、电子、材料等领域。融合了数据采集技术、电磁兼容(Electro-magnetic Compatibility, EMC)设计、印制电路设计、USB通讯技术开发、低功耗设计、电源管理等技术,形成一套由模拟病人(Simulation Patient,SP)、控制箱及上位机同步教学演示软件等构成的综合性医学模拟教学平台。在当前医学模拟教学产品主要依赖国外进口的背景下,本系统的成功研制对于建立拥有我国自主知识产权的医学模拟实验中心具有积极的推动作用。   本文在深入研究USB总线协议的基础上,设计了以单片机进行现场数据采集、以USB进行高速数据传输、最终在上位主机上完成数据后续处理的系统,并完成了系统的软件、硬件和数据处理方法的调试。   编写了USB的应用程序和基于Windows平台的驱动程序。固化在控制器中的代码能在上电后自动完成USB设备的配置与初始化,并提供总线的数据传输中断服务。基于Windows平台的驱动程序为终端USB设备的自动检测、识别与正常工作提供支持。
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