论文总字数：22221字

摘 要

呼吸机是各大医院必备的医疗器械，它作为替代自主呼吸的有效手段，在现代医学中发挥着重要的作用。进入新世纪以来随着信息技术的不断发展，呼吸机上位机人机交互界面研发越发火热。本文设计了一款模拟控制软件来测试呼吸机人机交互界面，只需一台计算机就可以完成上位机的测试。

首先，本文介绍了呼吸机的发展和现状并对呼吸机的临床应用进行阐述，由此引出本文设计的目标和意义。然后本文介绍了呼吸机的基本理论原理，包括呼吸生理、呼吸机通气模式和呼吸机通气参数。

之后本文探究了呼吸机的工作原理、呼吸机上位机和下位机的功能以及交互通信。设计分析了模拟控制软件的功能需求，并将这些功能模块化，分为通信模块、自检校准模块、主界面模块和其他模块。然后使用Delphi可视化编程软件，应用多种控件，分模块编程实现模拟控制软件的功能。

最后本文将模拟控制软件与上位机人机交互界面连接进行测试，分析测试结果得到结论，结果表明本文的模拟控制软件能够很好的测试医用呼吸机上位机人机交互界面。

关键词：呼吸机，模拟控制软件，人机交互界面

Abstract

Ventilator is a necessary medical instrument in major hospitals, which plays an important role in modern medicine as an effective means to replace spontaneous breathing. With the continuous development of information technology in the new century, the research and development of human-machine interface for breathing machine has become more and more popular. In this paper, a simulation control software is designed to test the human-machine interface of the ventilator. Only one computer can complete the test of the upper computer.

Firstly, this paper introduces the development and current situation of ventilator and expounds its clinical application. Then this paper introduces the basic theory of ventilator, including respiratory physiology, ventilator ventilation mode and ventilator ventilation parameters.

Then this paper explores the working principle of the ventilator, the function of the ventilator and the lower ventilator, and the interactive communication. The functional requirements of analog control software are analyzed, and these functions are divided into communication module, self-check calibration module, main interface module and other modules. Then the use of Delphi visual programming software, the application of a variety of controls, module programming simulation control software functions.

Finally, the simulation control software is connected with the human-computer interaction interface of the upper computer for testing, and the test results are analyzed and a conclusion is drawn. The results show that the simulation control software in this paper can well test the human-computer interaction interface of the medical ventilator.

KEY WORDS: Ventilator, Simulation Control Software, Human-computer Interface

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1呼吸机的发展和现状 1

1.2呼吸机的临床应用 2

1.3 论文的目标和意义 3

1.4 论文的主要内容 4

第二章 呼吸机的基本原理 6

2.1呼吸生理 6

2.1.1肺容量 6

2.1.2肺通气和肺换气 7

2.2呼吸机的通气模式和通气参数 7

2.2.1呼吸机的通气模式 7

2.2.2通气模式的选择 8

2.2.3呼吸机的通气参数 9

第三章 模拟控制软件的设计 11

3.1呼吸机结构和各部分功能 11

3.1.1上下位机的功能 12

3.1.3上下位机的交互通信 13

3.2模拟控制软件的功能需求 14

3.3模拟控制软件的设计 15

3.3.1模拟控制软件的工作 15

3.3.2功能模块化 15

第四章 软件的实现 18

4.1软件界面的搭建 18

4.2控件的功能和使用 18

4.2.1内置控件 18

4.2.2通信和皮肤控件 19

4.3编程实现 19

4.3.1通信模块 19

4.3.2自检和校准模块 21

4.3.3主界面及其他模块 22

4.4测试和分析 23

4.4.1测试 23

4.4.2结果分析 28

第五章 总结与展望 29

5.1总结 29

5.2展望 29

参考文献 30

致 谢 31

第一章 绪论

1.1呼吸机的发展和现状

呼吸机作为现今各大医院急救和手术必备的医疗设备，在临床急救和患者辅助治疗等过程中发挥着难以替代的作用^[1]。

1940年以前就已经出现了早期呼吸机，当时呼吸机主要为人工控制的机械呼吸机。这种呼吸机需要人力摇动拉杆进行工作，十分费力，不能长时间工作并且治疗效果不理想。如1907年由德尔格公司设计出的普尔莫特急救呼吸机。该呼吸机工作模式单一，仅有控制机械通气一种工作模式，无监测功能^[2]。

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