胰島素泵實(shí)驗(yàn)報告

胰島素泵實(shí)驗(yàn)報告■■■■網(wǎng)絡(luò)工0903班第一小組

目錄第一章可行性研究報告 趙雨佳第二章需求分析 黃新宇第三章總體設(shè)計(jì) 劉杰、李方第四章詳細(xì)設(shè)計(jì) 胡慧、張娜第五章軟件編碼 黃思南、李方第六章系統(tǒng)集成與測試 陳熙第七章運(yùn)行與維護(hù) 龍巨源、楊明喜說明：網(wǎng)絡(luò)工程0903班第一小組姓名學(xué)號組長：李方（05）04093079組員：黃思南（01）04093075張娜（02）04093076楊明喜（03）04093077黃新于（04）04093078龍巨源（06）04093080趙雨佳（07）04093081周一川（09）04093082胡慧（10）04093084劉杰（12）04093086陳熙（13）04093087

第一章可行性研究報告一、 什么是胰島素英文名稱：insulin定義：胰腺朗格漢斯小島所分泌的蛋白質(zhì)激素。由A、B鏈組成，共含51個氨基酸殘基。能增強(qiáng)細(xì)胞對葡萄糖的攝取利用，對蛋白質(zhì)及脂質(zhì)代謝有促進(jìn)合成的作用。胰島素是由胰島0細(xì)胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，同時促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成。二、 胰島素有什么作用調(diào)節(jié)糖代謝調(diào)節(jié)脂肪代謝3?調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)代謝4.其它功能分析：由于胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，也是唯一同時促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。作用機(jī)理屬于受體酪氨酸激酶機(jī)制。所以當(dāng)胰島素分泌不足時，則無法調(diào)節(jié)血糖平衡，即換上糖尿病。三、 糖尿病常見治療方法以及副作用目前對于糖尿病來講，最好的方法是注射胰島素，可以平穩(wěn)的控制血糖從而降低并發(fā)癥的發(fā)病率。但是普通方法注射胰島素還是會產(chǎn)生很多副作用：疼痛：糖尿病患者經(jīng)常注射胰島素會產(chǎn)生疼痛感。一般而言，胰島素腹部皮下注射，疼痛感最小，且吸收穩(wěn)定和注射方便。2?脂肪墊：糖尿病女性患者最討厭的胰島素的副作用是脂肪墊的形成，由于長期在相同部位注射，胰島素刺激皮下脂肪增生而形成的。這種脂肪墊的存在，會影響局部胰島素的吸收。胰島素抗體：某些糖尿病患者在應(yīng)用胰島素治療數(shù)月后，體內(nèi)可產(chǎn)生胰島素抗體，使胰島素活性下降影響療效，并導(dǎo)致胰島素用量逐漸增加。這是針對胰島素的副作用。

4?體重增加：II型糖尿病患者連續(xù)使用胰島素一段時間后，隨著血糖得到控制，有時會發(fā)現(xiàn)自己的體重常有所增加。5?水腫:胰島素引起過敏反應(yīng)者并不多見，這種反應(yīng)與胰島素制劑中的雜質(zhì)蛋白、患者個體差異以及免疫功能強(qiáng)弱有較大關(guān)系。6?低血糖：糖尿病患者注射胰島素的危害最常見的就是低血糖，而且很可怕，尤其是無癥狀性低血糖，有可能在毫無前兆的情況下直接導(dǎo)致患者昏迷。不過II型糖尿病患者發(fā)生嚴(yán)重低血糖的可能性較小。四、針對胰島素的作用以及治療糖尿病的方法可以研制胰島素泵胰島素注射是現(xiàn)在大部分患者所選擇的治療方法，但是由于人體在不同時期對胰島素的需求是不一樣的，所以注射胰島素又會很繁瑣，一天注射好幾次，很可能一不小心就忘記注射而發(fā)病。眾所周知，糖尿病的危害主要來自于它的并發(fā)癥，特別是慢性并發(fā)癥。胰島素泵是一種微電腦控制的、可根據(jù)人體需要連續(xù)微量注射胰島素的裝置。它可以模擬人體胰島素生理分泌模式給病人補(bǔ)充胰島素，同時我可以隨時根據(jù)病人的血糖控制情況來調(diào)節(jié)胰島素的注入量，其中一部分胰島素根據(jù)人體基礎(chǔ)需要全天24小時持續(xù)自動輸注，以保證體內(nèi)胰島素水平維持在一個合理的基礎(chǔ)水平，稱為基礎(chǔ)率；另一部分胰島素則根據(jù)進(jìn)餐的具體情況輸注，稱為餐前量。長期注射胰島素的病人一般需要每日注射3-4次，這種注射雖然能夠較均勻的提供外源性的胰島素，彌補(bǔ)內(nèi)源性的胰島素不足，但畢竟和胰島素生理分泌曲線有顯著不同，而胰島素泵則可以根據(jù)病人的生活習(xí)慣不同，進(jìn)餐及運(yùn)動的時間和量的不同而設(shè)定胰島素的注入方法，這樣更接近人體分泌胰島素的生理曲線，最大可能的減少血糖的波動，減少并發(fā)癥的發(fā)生，還可能使早期的并發(fā)癥得到緩解。下圖中，我們可以清晰地看到常規(guī)治療與胰島素泵強(qiáng)化治療在血糖控制方面的巨大差別：

■人骨正倉髓島黨分應(yīng)曲世鯛索注人二迪莊商玄誥耳的瑚俺收■世桓民當(dāng)非甲一人直命的血惟由程卻亙藕島弟席療的■人骨正倉髓島黨分應(yīng)曲世鯛索注人二迪莊商玄誥耳的瑚俺收■世桓民當(dāng)非甲一人直命的血惟由程卻亙藕島弟席療的m庇信況--.后 】如_適島素慕強(qiáng)出占存的皿覆去況価島親更袒擬人伸屬職皮下筒主屣烏帝進(jìn)一步探討一下常規(guī)治療與胰島素泵強(qiáng)化治療在糖尿病治療中的差別。第一：胰島素泵使用短效胰島素。第二：胰島素泵可以連續(xù)地、以精確的微量輸注胰島素。第三：患者可以選擇在想吃的時候就餐。第四：患者在使用胰島素泵治療后，可以有效的控制血糖，預(yù)防和抑制各種糖尿病并發(fā)癥的產(chǎn)生和發(fā)展，可以為患者節(jié)省在此方面龐大的醫(yī)療費(fèi)用。第五：過更自由健康的生活沒有一成不變的注射，不再有固定不變的飲食安排，生活質(zhì)量更高，更加的自由。由此可見，使用胰島素泵來進(jìn)行強(qiáng)化治療是糖尿病目前最為科學(xué)合理的有效治療方式。〃以上分析為趙雨佳所作第二章需求分析一，分析報告基礎(chǔ)率的輸出量必須非常準(zhǔn)確，并更夠在很短的時間內(nèi)輸出微量胰島素必須能夠很微量的調(diào)整（增加或減少）基礎(chǔ)率，如每小時增加/減少0.1U胰島素能夠提供24個可變基礎(chǔ)率--可選擇每個小時不同的基礎(chǔ)率，這對兒童和青少年患者特別重要患者能夠簡單的操作變更的基礎(chǔ)率，但又不至于因錯誤操作而使基礎(chǔ)率出現(xiàn)錯誤的改變。具有多種不同的報警功能，能及時發(fā)出諸如電池?zé)o電?導(dǎo)管阻塞?儲藥器內(nèi)無胰島，泵的電子部分或機(jī)械部分發(fā)生故障等報警信號。應(yīng)具有提醒功能，當(dāng)泵運(yùn)行10~12小時主人始終未給泵任何指令（如未輸出進(jìn)食前追加量），該“提醒功能”能啟動報警，提醒主人是否忘記了在進(jìn)食前輸入追加量或有無其他意外情況發(fā)生，如仍無指令，泵將自動關(guān)機(jī)。這項(xiàng)功能對那些獨(dú)居的糖尿病患者非常重要，可以避免嚴(yán)重的致死性低血糖事件發(fā)生。泵應(yīng)該很容易關(guān)閉和停機(jī)，在停機(jī)無輸入時能以警報提醒主人：“泵目前處于停止?fàn)顟B(tài)”，需要主人再次開啟并運(yùn)行泵。這一功能可以避免因?yàn)橥涢_機(jī)而停止向體內(nèi)注射胰島素導(dǎo)致的高血糖事件發(fā)生。泵應(yīng)該能記憶，保存并顯示所有的胰島素治療信息，如當(dāng)前時間（X年X月X日X時X分）.預(yù)設(shè)的每小時基礎(chǔ)率.當(dāng)前的基礎(chǔ)率.上一餐輸入的飯前追加量.已輸入人體的胰島素計(jì)量?當(dāng)前儲藥器還剩余的胰島素劑量等，以便查詢。泵應(yīng)該堅(jiān)固。最好能防震，防水。應(yīng)輕??小?便于佩帶和易于遮掩。輸出餐前追加量的造作應(yīng)簡單易行，最好能閣著衣褲不必觀看即可完成操作。餐前追加劑量應(yīng)盡可能以較小劑量的遞增或減少，這一功能能使泵治療者在餐前根據(jù)所吃的不同食物的數(shù)量輸注非常小量的追加劑量，這對于食量不大的兒童、青少年糖尿病患者非常必要。泵應(yīng)允許關(guān)閉所有功能鍵的聲響信號，保證其保密性，但同時警報聲音不能關(guān)閉，以確保使用安全。二?消費(fèi)者分析A、消費(fèi)人群分類糖尿病患者B、 患者需要什么：在進(jìn)行的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)糖尿病患者有三個層次的心理需求：治愈糖尿病；不出現(xiàn)糖尿病的并發(fā)癥；出現(xiàn)并發(fā)癥時，延緩并發(fā)癥的加重。C、 消費(fèi)購買習(xí)慣分析：糖尿病患者有幾個特點(diǎn)制約了產(chǎn)品的推廣：患者以中老年人為主，消費(fèi)層次相對較低，且一部分降糖藥可以報銷；除了初期患者，大部分人久病成醫(yī)，較為理智；I型糖尿病絕大部分為青少年，家庭經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)沉重，購買能力差。但是許多家長一旦了解到控制血糖對青少年兒童生長發(fā)育的重要性之后，在經(jīng)濟(jì)許可的情況下達(dá)成購買意向的比例較高；II型糖尿病絕大部分為中老年人，其中中年人為家庭和社會的有生力量、是頂梁柱，而且經(jīng)濟(jì)承受能力最強(qiáng)，只要是患病后了解到產(chǎn)品的優(yōu)越性以及給家庭生活工作帶來的便利和對健康的長久利益，其考慮購買的機(jī)率較大；另外在II型糖尿病患者中，有一群特殊人群，他們是社會成功人士，多為企事業(yè)老板、政府官員等。他們身負(fù)重任對健康和病情無暇顧及糖尿病控制較差，并發(fā)癥頻現(xiàn)，但是出于事業(yè)和工作的要求又無暇正規(guī)治療。他們經(jīng)濟(jì)上有雄厚的保障，一旦了解到使用胰島素泵的便利性，購買的機(jī)率最高。（參考資料：百度百科）〃以上分析為黃新宇所作第三章總體設(shè)計(jì)一?數(shù)據(jù)流模型圖〃上圖為劉杰所作二.總體分析如數(shù)據(jù)流模型圖，數(shù)據(jù)經(jīng)過的模塊，即是胰島素泵的核心部件，包括：血糖傳感器，血糖分析儀，標(biāo)準(zhǔn)比較器，顯示器，胰島素分泌控制器，胰島素泵，胰島素檢測器，警報器，寄存器，具體的數(shù)據(jù)流分析描述如下：血糖傳感器會靈敏的監(jiān)測血糖濃度的變化，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)交付給血糖分析儀，分析出血糖濃度，送給標(biāo)準(zhǔn)比較器，得到此時所需的胰島素量，并通過顯示器顯示出來；若選擇人工操作，則人工設(shè)置胰島素分泌量，不然通過胰島素分泌控制器，向胰島素泵發(fā)出命令，控制此時的胰島素分泌量。胰島素檢測器用來檢測泵內(nèi)胰島素量，胰島素兩不足時會通知警報器發(fā)出警報，及時注入胰島素，胰島素分泌情況通過memory存儲起來備用。（參考資料：百度百科，軟件工程中文版）〃以上分析為李方所作第四章胰島素泵的詳細(xì)設(shè)計(jì)我們的胰島素泵是分為兩大部分的，一是核心部分，即關(guān)于分泌，控制等。在核心部件中又分為1?血糖分析部分，其中包括血糖傳感器用來靈敏檢測血糖濃度的變化，將數(shù)據(jù)交付給血糖分析儀。血糖分析儀，用來分析血糖傳感器發(fā)送來的數(shù)據(jù)并將其送到標(biāo)準(zhǔn)對比器。標(biāo)準(zhǔn)對比器將血糖分析儀發(fā)送來的血糖與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值對比。2?胰島素管理部分，包括胰島素手動設(shè)置器，胰島素分泌泵以及胰島素分泌控制器和胰島素檢測器，其中要有寄存器存儲不同時刻胰島素的分泌情況利于對患者的分析及治療。3?外部顯示器提供關(guān)于胰島素注射劑量、注射速度、電池剩余電量、時間、日期、提示信息及系統(tǒng)報警條件（例如：閉鎖或胰島素儲量過低）。4?報警裝置，又分為聽覺報警（在電池?zé)o電、導(dǎo)管阻塞、儲藥器內(nèi)無胰島素、泵的電子部分或機(jī)械部分發(fā)生故障等時發(fā)出聲音信號，且聲音的大小可更改，以免在公共場合造成尷尬的局面）和視覺警報（使用LED作為遠(yuǎn)端血糖監(jiān)測和胰島素泵的視覺指示器，綠光LED閃爍通常代表工作正常，紅光LED信號則用來表示報警或預(yù)警狀態(tài)）。另一部分是遙控器，用一種對人體無害可穿過衣服與核心部分相連的射線來控制（類似于電視的遙控器），這樣，人們可以維護(hù)自己的隱私，方便操作。胰島素泵應(yīng)具有自動開啟功能，當(dāng)患者在10至12小時內(nèi)未開啟，胰島素泵會自動開啟并發(fā)出警報聲音，防止意外發(fā)生。再者就是胰島素泵的外部設(shè)計(jì)，為了達(dá)到便于攜帶的目的，必須具備小尺寸、輕便等特點(diǎn)，這種小型化需求，使得設(shè)計(jì)人員在選擇元器件時必須將尺寸、功耗作為優(yōu)先考慮的因素，為節(jié)省空間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要高度集成、超小封裝的器件。〃以上分析為胡慧、張娜所作第五章程序編碼Definition//標(biāo)準(zhǔn)血糖濃度及正常范圍bls,blsmax,blsminFor//循環(huán)每五分鐘運(yùn)行一次程序{Bloodsugarf血糖傳感器bssIf(blsminvbssvblsmax)End〃等待下一個五分鐘Else{Bssf血糖分析儀bsa分析出具體的數(shù)值blssBlssf標(biāo)準(zhǔn)比較器(Blss-bls)〃胰島素需求系數(shù)nf需要的胰島素bslevlOuputbslevlf顯示器對應(yīng)位置〃以上編碼為黃思南編寫〃以下編碼為李方編寫If(chose=手動設(shè)置){Scanfsetamount//輸入胰島素注射量Commond(){insulinamount=setamount〃胰島素泵分泌胰島素if(noinsulin) alarm警扌報Else{Commod(){insulinamount=bslevl〃胰島素泵分泌胰島素if(noinsulin) alarm警扌報}}}Input(insultamount，:memory)//將此時胰島素分泌量記錄在memory}//for循環(huán)(參考資料：軟件工程中文版)第六章系統(tǒng)集成與測試一?集成和測試集成單個的程序單元或程序并對系統(tǒng)整體進(jìn)行測試以確保其滿足需求。在測試之后，軟件系統(tǒng)交付給客戶使用。二軟件有效性驗(yàn)證主要看系統(tǒng)是否符合它的描述及是否符合客戶的預(yù)期目標(biāo)。它包括檢查過程，和從用戶需求定義到程序開發(fā)的每個軟件過程階段。絕大多數(shù)的有效性驗(yàn)證成本發(fā)生在系統(tǒng)完成測試的時候。除了很小的程序，應(yīng)把系統(tǒng)作為分部與整體進(jìn)行分別測試。我們對測試過程做出過程圖如下：組件測試組件測試三?測試過程中的階段組件測試測試單個的組件，以確保其操作的正確性。獨(dú)立的測試每個組件，而不受其他系統(tǒng)組件的影響。在組件測試中，要對以下幾個分部進(jìn)行測試：血糖傳感器，測試該部件的工作性能，準(zhǔn)確性，實(shí)效，能耗等。首要任務(wù)是提供的血參數(shù)正確無誤。血糖分析：確保其能根據(jù)血參數(shù)正確分析得出患者的血糖水平。胰島素需求計(jì)算：該部分程序要求根據(jù)血糖水平計(jì)算出所需要的胰島素量，在該部分中要根據(jù)所研究得到的生物醫(yī)學(xué)等數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。胰島素傳輸控制器：根據(jù)輸入的信息（胰島素的需求量），在進(jìn)行輸送胰島素時能夠?qū)崟r監(jiān)測流量，達(dá)到準(zhǔn)確控制。同時應(yīng)該滿足在手動情況下的智能判斷與措施，以保護(hù)患者。胰島素泵：根據(jù)上層的命令能夠?qū)崿F(xiàn)提供動力，輸送胰島素藥液進(jìn)入人體，并提供反饋裝置。定時器：能夠提供準(zhǔn)確無誤的定時功能。系統(tǒng)測試組件得以集成形成系統(tǒng)。這個過程側(cè)重于找出組件間非預(yù)期的交互行為和組件接口問題。也關(guān)注系統(tǒng)是否滿足功能和非功能上的需求并測試系統(tǒng)的總體特性。接收測試在系統(tǒng)運(yùn)行之前的最后階段測試。這個測試不再用模擬數(shù)據(jù)來測試系統(tǒng)，而用客戶提供的真實(shí)數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)?？梢哉页銎渲械倪z漏與錯誤。此外，還能