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。