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血液透析机漏血系统原理分析与内窥镜技术


    [摘  要] 血液透析机是通过人工的方式取代肾脏的功能,把人体内多余的液体和无用的溶质排出体外,以及调节电解质和酸碱平衡。而检测透析

器漏血的系统是透析机保障病人安全的重要组成部分,但在工作中经常出现漏血误报警。下面就漏血系统的电路原理加以阐述。
    [关键词]  电压信号;放大;报警
    德国产Fresenius血液透析机在全国务大医院中应用相当普遍。它的安全报警系统是相当完善的,不仅有动、静脉压报警,空气报警,电导率报警,流量、温度报警,还有漏血报警(BloodLeak),其中出现任何一个报警,仪器都停止进行正常透析工作,进人透析液旁路状态,从而保证病人的安全。其中2008A透析机的漏血检测是通过发光二极管发光照射透析液后,通过光敏三极管(光电池)接收,并将此信号变成电压信号,放大后经A/D转换器转换后,送至中央处理系统,与CPU2储存的基准值比较,当超出预定范围时就会出现报警,告知医护人员透析器有漏血发生。为保证病人的安全,机器在报警的同时进人透析液旁路状态。当在预定范围时,仪器正常工作,漏血系统仍不断地进行周期性检测。
    透析机在DIASYS状态下,即在病人透析状态下,晶振Q1和电容器C8、C9组成三点式电路,产生一个32.768kHz的脉冲信号,从10脚给分频器IC6(4060B),此系统的时钟脉冲信号均由此发出,它是一个16脚的二进制分频器。经分频器从IC6的Q10端输出经B23、B22提供32Hz的脉冲给晶体管T1,从而激励绿色LED(A2)。同时经连接在发射极的电阻B34和晶体管T2去激励红色LED(A1),其中A1接有一稳压管将其稳定在4.7V,使A1产生红光的光强度稳定。这两种发光管通过分频器IC6时钟脉冲控制交替发出红、绿光。照射透析液后,经光电池接收,将通过量转换成与光强度成对数关系的电压送出。IC2a的2脚接B33与C4构成积分电路,积分放大后的信号经A/D转换后送至CPU2储存起来。此交替在照射红、绿光线产生的方波振幅与红、绿光线的份额的对数成比例。
    当红光发射时,通过透析液的红光照射到光电池D2上产生电压信号,此信号被送往运放IC2a的3脚。同时通过装在传感器的棱镜,实现把未照射透析液的红光,照射到光电池D1上产生的电压信号由同相比例放大器IC2b,放大后与前者构成取样电路送至CPU2。这两个信号主要是用于钙报警的。我们知道一般透析用的是重钙酸盐透析,因此在透析期间,钙在测量容器(梭形玻璃管)内壁沉淀,形成白色沉淀,从而影响了光线的透过。然而,由于颜色上的特殊衰减,钙输送了一个与漏血相反的信号,这就是为什么在透析时容器通道与参考通道之间是不同的。因此为了克服钙引起的误报警,后来绿光通过透析液经同样通道送来的信号,经IC2a、IC2b后送至CPU2与先前红光来的信号做减法运算,其值与参与值(基准值)比较,超出则出现报警,此即常出现的漏血误报警。
    通过透析液的光电池D2上产生电压信号同时经电容C2又被送到ICla的3脚,由运放ICla放大,输出到IC5(4052)选通开关的14脚,同时又经R17接至反相比例放大器IC3a后至IC5(4052)的11脚后被选通送出。此选通开关4052是此系统的核心部分,它是一个14脚双列直插式集成块,有X通道与Y通道同时还接有一译码器,通道的输出就受到此译码器的控制。此译码器的输入信号是由分频器IC6的13、15脚送出的脉冲控制,同步激励OX、OY通道,OY输出则用于补偿,OX通道13脚送出的信号经R12、C3滤波,ICAb积分放大后经A/D转换至CPU2/LP632储存。此信号值与下一个绿色光经同样通道的信号在CPU2中做减法运算,再与储存在CPU2中的基准值通过比较器检测之是否在警示范围之内,超出就会发出漏血报警(Blood Leak)。此过程通过IC6分频器不断检测是否漏血。检测原理是当透析液中出现一定数目的红细胞时,红、绿光的吸收就各不一样,绿光大部分被吸收,而红光则滤过,其信号差值即为测量依据。
    一台先进的设备不仅仅在于有良好的安全报警措施,而且还应有温度波动和元器件老化的补偿电路。2008A透析机的漏血系统当然有温度波动与发光管老化的问题存在,因此有补偿电路。未通过透析液的光通过D1基准信号实现以光管的修正。信号经C1至运放IClb送到选通开关(4052)的5脚,经IClb的信号经反相比例放大器IC3b后至4052的4脚,此两信号选通后,从(OY,3)端输出此信号和(OX,13)脚输出是同步的。此信号经I{6,运放IC4a和场效应管D去控制红、绿LED,从而补偿了不同的温度系数和红色、绿色LED的老化。
    在开机自检中(TEST),测试是通过高电平法,Test信号从LP632/25a送来经R5,使晶体管T4导通,通过1t38、R28的电压分割后,使绿、红LED的控制回路比率失调,这样就模拟了漏血信号。
    常见故障是漏血误报警,一般是由于梭形管太脏,管壁附着大量主要成份为碳酸钙白色沉淀。解决办法是用血管钳夹住梭形管进出管路,取下梭形管,用过氧乙酸清洗后装上。再用血管钳夹各部分管路,使附着在管壁上的沉淀脱落下来,然后做一个冲洗RINSE程序,开机自检后故障一般即可消除。另一个常见原因是漏血传感器本身受潮或老化。取下传感器用吹风机吹干后装上,再将机器工作模式设置为维修模式,按CONFIRM键选择CALIBRATION,按上下键至CALIBRATE BLD,进入漏血校正(Adjust Blood Leak)和漏血模糊校正(Adjust Dimness),通过上下键调整漏血电压(volt.bll)和漏血模糊电压(volt.dimn)为5.0V,然后按override键保存。这两电压值作为参考值即CPU2中的基准值。

    总之,在工作中只要我们仔细分析原理,其出现的问题就会迎刃而解。


    内窥镜是一种光学仪器,从它的出现到现在已经有200年的历史了。随着先进科学技术的迅速发展,内窥镜的种类和水平也有了突飞猛进的进展,已经从硬管镜和纤维内窥镜发展到电子内窥镜和超声电子镜。由于电子内窥镜的外径更细,图像更加清晰和直观,操作方便等优点,使得光导纤维内窥镜正在逐渐被电子内窥镜所代替。

六十年代后期,光导纤维制作技术作为一门新的科技问世以后,很快就被应用在医疗设备方面,由于光导纤维传导光的能力和质量特别好,而且具有柔韧型,可以弯曲,适合制作可以软性的内窥镜。

纤维内窥镜系统由内窥镜镜体和冷光源两部分组成,镜体内有两条光导纤维束: 一条叫光束,它是用来将冷光源产生的光线传导到被观测的物体表面,将被观测物表面照亮;另一条叫像束,它是把数万根直径在1微米以下的光导纤维按一行一行顺序排列成一束,它的一端对准目镜,另一端通过物镜片对准被观测物表面,它可以不失真的把图像从一端传向另一端,医生通过目镜能够非常直观地看到脏器表面的情况,便于及时准确地诊断病情。由此可以看出,纤维内窥镜的质量好坏关键在于像束的质量,像束中光导纤维的数量越多,图像质量就越好。进口纤维胃镜的光导纤维数量大约在3万根左右。除此之外,镜体上还设计了可以控制镜子前端向上下左右四个方向弯曲的牵引机构;有可以向被检查物体表面注水和通气的管道;有可以插入活组织检查钳的专用钳道。这些设计可以方便医生在检查病人的同时,进行一些简单的治疗和处置,操作非常方便。根据临床工作不同部位诊断的要求,光导纤维消化道内窥镜有胃镜、十二指肠镜和结肠镜,还有其他科室使用的支气管镜和喉镜等等。这些镜子除了长度、插入部外径尺寸有所变化和区别以外,其它部分基本相同。

冷光源产生均匀的白色光,通过光导纤维束传导到被检查物体表面,让医生能够看得清清楚楚,并且保持原来颜色不失真。不能使光线照射部位局部产生高温造成灼伤。在机器上把亮度作成可调方式。气泵也放在光源机箱内,整个光源为一体。

硬管镜在临床上使用非常广泛。它是在一根细的金属管内放上一组镜片,在镜体侧面有一个光导纤维的接口,与冷光源连接,用于对视野的照明。硬镜使用时要配合镜鞘插入被检查部,在镜鞘上有手术钳信道,便于检查和治疗。硬管镜前端面与垂直轴线的夹角有00300700几种。

电子内窥镜是在半导体材料制成的电荷耦合器件(CCD--)问世以后出现的代替光导纤维内窥镜的新一代产品,由于CCD可以把光信号直接转变成电信号,电信号的传输显然变得十分容易,而且避免了光导纤维容易折断的重大缺陷。电子内窥镜在设计上比原有的纤维内窥镜体积减小,操作上增加为前端六方向可调弯曲角度,在高分辨率大屏幕的监视器上图像清晰、色泽鲜艳、视野比较宽,目前电子胃镜可达四十万以上像素。

| 发布时间:2018-3-23    来源:    查看次数:269
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