时间切换机械通气过程的建模与仿真

摘要

目的:在时间切换通气模式的五个物理过程函数中，增加吸气末平台通气物理过程，完善机械通气的流体力学理论。研发时间切换机械通气过程的仿真软件，为进一步的开发具有各种通气模式的机械通气仿真奠定基础。
　　方法：整理完善具有吸气末平台物理过程的数学模型，推导出机械通气过程中流速v(t)，流率Q(t)，潮气量V(t)，肺内压PA(t)，气道压Paw(t)五个随时间变化的过程函数的分段表达式。采用MATLAB语言建立仿真模型，进行仿真得出五个物理过程函数曲线图。
　　结果：仿真曲线与理论曲线对照验证了仿真模型的正确性。仿真模型可模拟出具有吸气末平台物理过程的曲线。仿真软件可以方便修改参数，模拟不同状态下的机械通气过程。
　　结论：通过对模型的仿真结果分析，说明时间切换通气模式下的物理过程模型得出的结果与理论曲线吻合。编制的软件可以模拟通气机时间切换机械通气过程的理论曲线，同时具有动态演示功能。该仿真模型还可以模拟不同患者情况，为构建理想的机械通气流体力学分析演示平台打下良好的技术基础，且可进一步开发用于医学多媒体教学。

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1 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本课题的研究目的、涉及软件及主要内容

1.4本章小结

2 机械通气的基本理论

2.1 机械通气的工作原理

2.2 通气机的基本组成

2.3 通气机的主要工作参数及变量

2.4 通气机及通气对象的相关物理参量

2.5 改善通气效果的辅助功能

2.6 流体力学基本理论

2.7 本章小结

３ 时间切换通气模式物理过程分析及数学模型的建立

3.1 时间切换通气模式物理过程分析

3.2 时间切换通气模式物理过程数学模型的建立

3.3 本章小结

４ 时间切换通气模式的计算机仿真系统

4.1 仿真工具及编程原理

4.2 单位换算

4.3 模拟系统流程示意图

4.4 模拟系统运行界面

4.2 仿真设置界面

4.5 仿真界面设计原则和步骤

4.6 本章小结

５ 时间切换通气模式的MATLAB仿真

5.1 初始值赋值

5.2 时间机械通气过程中五个物理量的仿真

5.3未增加吸气末平台物理过程的仿真曲线与理论图对照

5.4 增加吸气末平台物理过程的仿真

5.5 MATLAB仿真界面的动态仿真

5.6 结论

5.7 本章小结

６ 总结与展望

6.1 总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢