血浆分离式血液透析机人机交互功能开发

摘要

血液净化是肾病患者治疗和维持生命的主要手段，随着全世界肾病患者的持续增加，对高品质的血液净化设备的需求也日益迫切。而且血液净化技术治疗的疾病已不再局限于肾病患者的治疗，在临床上，血液净化已经推广到肝脏疾病、药物中毒、风湿、农药中毒、败血症等。我国需要透析治疗的终末期肾脏病患者，治愈率不到发达国家的十分之一，还有80％的患者没有得到透析治疗。而我国的血液净化设备市场长期被欧美国家垄断，国产设备市场占有额不到10%。目前国家正在加强医疗改革建设和完善医疗保障制度，血液净化的市场需求变得更加迫切。因此研发出安全可靠的血液净化设备是当务之急。
　　目前市场上的透析机人机交互操作复杂，有些还是运用反应不太灵敏的电阻屏，操作板按钮太多，界面太复杂，且操作时需频繁切换界面，时常误导医护人员，出现误操作，甚至发生医疗事故，带来很大的负面影响。在自检、预充、治疗过程中，设置项太多，特别是有一些完全不必要的设置，并且可一次性操作项很少，急需进行优化，以提升国产血液净化设备的质量和市场占有率，打破国外垄断企业在中国高中端医疗器械市场的垄断。研究表明，血浆分离后单独利用血浆进行血液净化比全血治疗的清除率更高、治疗效果亦更好。因此，本课题设计了血浆分离式血液透析机人机交互界面并使其功能得以实现，完成了人机交互设计、数据库设计和串口通信的主体工作。
　　首先，确定了系统的开发平台和软件架构。选择linux操作系统下运用QT作为开发工具。为整个人机交互界面和功能的实现设计了软件架构。新颖的人机交互界面的设计，主要包括了人性化的开机欢迎界面、自检界面、模式选择界面、治疗界面、实时信息界面、新型合理的设置界面的界面设计和操作方法，以及预充、回血的设计与实现。
　　其次，嵌入式数据库与病人信息界面结合讲述了数据库的实现，其中包括用户登录界面、密码修改界面、病人信息界面和病人治疗信息界面。能实现用户的登录，修改密码，查看、查询、添加、删除、修改病人信息，查询、查看病人治疗信息。嵌入式数据库选择SQLite数据库，设计了三个数据表：用户信息表、病人信息表、病人治疗信息表。运用 E-R模型图展示了三个表的内容和这三个表之间的联系，并且讲述了数据库的实现方法。
　　最后，完成了上位机与下位机的通信，运用串口通信，实现发送和接收数据。制定了上位机与下位机串口通信的协议 MODBUS，并实现 CRC校验。详细描述了在QT开发环境下串口通信的实现方法和CRC校验的计算和实现方法。

目录

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1 绪 论

1.1课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 课题研究内容

2 系统总体设计

2.1简介

2.2需求分析

2.3总体设计

2.4血浆分离式透析机控制系统软件开发环境

2.5本章小结

3 软件界面设计及其控制流程

3.1 开机欢迎界面

3.2 自检界面

3.3 模式选择界面

3.4预充

3.5治疗界面

3.6回血

3.7实时信息界面

3.8设置界面

3.9数字输入键盘

3.10 功能测试

3.11本章小结

4 用户信息数据库设计

4.1SQLite数据库

4.2数据库体系结构

4.3数据表设计

4.4数据库实现与用户信息界面

4.4本章小结

5 与下位机通信实现

5.1串口通信介绍

5.2通信协议

5.3实现方法

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目