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血液透析機漏血系統原理分析與內窺鏡技術


    [摘  要] 血液透析機是通過人工的方式取代腎臟的功能,把人體內多余的液體和無用的溶質排出體外,以及調節電解質和酸堿平衡。而檢測透析

器漏血的系統是透析機保障病人安全的重要組成部分,但在工作中經常出現漏血誤報警。下面就漏血系統的電路原理加以闡述。
    [關鍵詞]  電壓信號;放大;報警
    德國產Fresenius血液透析機在全國務大醫院中應用相當普遍。它的安全報警系統是相當完善的,不僅有動、靜脈壓報警,空氣報警,電導率報警,流量、溫度報警,還有漏血報警(BloodLeak),其中出現任何一個報警,儀器都停止進行正常透析工作,進人透析液旁路狀態,從而保證病人的安全。其中2008A透析機的漏血檢測是通過發光二極管發光照射透析液后,通過光敏三極管(光電池)接收,并將此信號變成電壓信號,放大后經A/D轉換器轉換后,送至中央處理系統,與CPU2儲存的基準值比較,當超出預定范圍時就會出現報警,告知醫護人員透析器有漏血發生。為保證病人的安全,機器在報警的同時進人透析液旁路狀態。當在預定范圍時,儀器正常工作,漏血系統仍不斷地進行周期性檢測。
    透析機在DIASYS狀態下,即在病人透析狀態下,晶振Q1和電容器C8、C9組成三點式電路,產生一個32.768kHz的脈沖信號,從10腳給分頻器IC6(4060B),此系統的時鐘脈沖信號均由此發出,它是一個16腳的二進制分頻器。經分頻器從IC6的Q10端輸出經B23、B22提供32Hz的脈沖給晶體管T1,從而激勵綠色LED(A2)。同時經連接在發射極的電阻B34和晶體管T2去激勵紅色LED(A1),其中A1接有一穩壓管將其穩定在4.7V,使A1產生紅光的光強度穩定。這兩種發光管通過分頻器IC6時鐘脈沖控制交替發出紅、綠光。照射透析液后,經光電池接收,將通過量轉換成與光強度成對數關系的電壓送出。IC2a的2腳接B33與C4構成積分電路,積分放大后的信號經A/D轉換后送至CPU2儲存起來。此交替在照射紅、綠光線產生的方波振幅與紅、綠光線的份額的對數成比例。
    當紅光發射時,通過透析液的紅光照射到光電池D2上產生電壓信號,此信號被送往運放IC2a的3腳。同時通過裝在傳感器的棱鏡,實現把未照射透析液的紅光,照射到光電池D1上產生的電壓信號由同相比例放大器IC2b,放大后與前者構成取樣電路送至CPU2。這兩個信號主要是用于鈣報警的。我們知道一般透析用的是重鈣酸鹽透析,因此在透析期間,鈣在測量容器(梭形玻璃管)內壁沉淀,形成白色沉淀,從而影響了光線的透過。然而,由于顏色上的特殊衰減,鈣輸送了一個與漏血相反的信號,這就是為什么在透析時容器通道與參考通道之間是不同的。因此為了克服鈣引起的誤報警,后來綠光通過透析液經同樣通道送來的信號,經IC2a、IC2b后送至CPU2與先前紅光來的信號做減法運算,其值與參與值(基準值)比較,超出則出現報警,此即常出現的漏血誤報警。
    通過透析液的光電池D2上產生電壓信號同時經電容C2又被送到ICla的3腳,由運放ICla放大,輸出到IC5(4052)選通開關的14腳,同時又經R17接至反相比例放大器IC3a后至IC5(4052)的11腳后被選通送出。此選通開關4052是此系統的核心部分,它是一個14腳雙列直插式集成塊,有X通道與Y通道同時還接有一譯碼器,通道的輸出就受到此譯碼器的控制。此譯碼器的輸入信號是由分頻器IC6的13、15腳送出的脈沖控制,同步激勵OX、OY通道,OY輸出則用于補償,OX通道13腳送出的信號經R12、C3濾波,ICAb積分放大后經A/D轉換至CPU2/LP632儲存。此信號值與下一個綠色光經同樣通道的信號在CPU2中做減法運算,再與儲存在CPU2中的基準值通過比較器檢測之是否在警示范圍之內,超出就會發出漏血報警(Blood Leak)。此過程通過IC6分頻器不斷檢測是否漏血。檢測原理是當透析液中出現一定數目的紅細胞時,紅、綠光的吸收就各不一樣,綠光大部分被吸收,而紅光則濾過,其信號差值即為測量依據。
    一臺先進的設備不僅僅在于有良好的安全報警措施,而且還應有溫度波動和元器件老化的補償電路。2008A透析機的漏血系統當然有溫度波動與發光管老化的問題存在,因此有補償電路。未通過透析液的光通過D1基準信號實現以光管的修正。信號經C1至運放IClb送到選通開關(4052)的5腳,經IClb的信號經反相比例放大器IC3b后至4052的4腳,此兩信號選通后,從(OY,3)端輸出此信號和(OX,13)腳輸出是同步的。此信號經I{6,運放IC4a和場效應管D去控制紅、綠LED,從而補償了不同的溫度系數和紅色、綠色LED的老化。
    在開機自檢中(TEST),測試是通過高電平法,Test信號從LP632/25a送來經R5,使晶體管T4導通,通過1t38、R28的電壓分割后,使綠、紅LED的控制回路比率失調,這樣就模擬了漏血信號。
    常見故障是漏血誤報警,一般是由于梭形管太臟,管壁附著大量主要成份為碳酸鈣白色沉淀。解決辦法是用血管鉗夾住梭形管進出管路,取下梭形管,用過氧乙酸清洗后裝上。再用血管鉗夾各部分管路,使附著在管壁上的沉淀脫落下來,然后做一個沖洗RINSE程序,開機自檢后故障一般即可消除。另一個常見原因是漏血傳感器本身受潮或老化。取下傳感器用吹風機吹干后裝上,再將機器工作模式設置為維修模式,按CONFIRM鍵選擇CALIBRATION,按上下鍵至CALIBRATE BLD,進入漏血校正(Adjust Blood Leak)和漏血模糊校正(Adjust Dimness),通過上下鍵調整漏血電壓(volt.bll)和漏血模糊電壓(volt.dimn)為5.0V,然后按override鍵保存。這兩電壓值作為參考值即CPU2中的基準值。

    總之,在工作中只要我們仔細分析原理,其出現的問題就會迎刃而解。


    內窺鏡是一種光學儀器,從它的出現到現在已經有200年的歷史了。隨著先進科學技術的迅速發展,內窺鏡的種類和水平也有了突飛猛進的進展,已經從硬管鏡和纖維內窺鏡發展到電子內窺鏡和超聲電子鏡。由于電子內窺鏡的外徑更細,圖像更加清晰和直觀,操作方便等優點,使得光導纖維內窺鏡正在逐漸被電子內窺鏡所代替。

六十年代后期,光導纖維制作技術作為一門新的科技問世以后,很快就被應用在醫療設備方面,由于光導纖維傳導光的能力和質量特別好,而且具有柔韌型,可以彎曲,適合制作可以軟性的內窺鏡。

纖維內窺鏡系統由內窺鏡鏡體和冷光源兩部分組成,鏡體內有兩條光導纖維束: 一條叫光束,它是用來將冷光源產生的光線傳導到被觀測的物體表面,將被觀測物表面照亮;另一條叫像束,它是把數萬根直徑在1微米以下的光導纖維按一行一行順序排列成一束,它的一端對準目鏡,另一端通過物鏡片對準被觀測物表面,它可以不失真的把圖像從一端傳向另一端,醫生通過目鏡能夠非常直觀地看到臟器表面的情況,便于及時準確地診斷病情。由此可以看出,纖維內窺鏡的質量好壞關鍵在于像束的質量,像束中光導纖維的數量越多,圖像質量就越好。進口纖維胃鏡的光導纖維數量大約在3萬根左右。除此之外,鏡體上還設計了可以控制鏡子前端向上下左右四個方向彎曲的牽引機構;有可以向被檢查物體表面注水和通氣的管道;有可以插入活組織檢查鉗的專用鉗道。這些設計可以方便醫生在檢查病人的同時,進行一些簡單的治療和處置,操作非常方便。根據臨床工作不同部位診斷的要求,光導纖維消化道內窺鏡有胃鏡、十二指腸鏡和結腸鏡,還有其他科室使用的支氣管鏡和喉鏡等等。這些鏡子除了長度、插入部外徑尺寸有所變化和區別以外,其它部分基本相同。

冷光源產生均勻的白色光,通過光導纖維束傳導到被檢查物體表面,讓醫生能夠看得清清楚楚,并且保持原來顏色不失真。不能使光線照射部位局部產生高溫造成灼傷。在機器上把亮度作成可調方式。氣泵也放在光源機箱內,整個光源為一體。

硬管鏡在臨床上使用非常廣泛。它是在一根細的金屬管內放上一組鏡片,在鏡體側面有一個光導纖維的接口,與冷光源連接,用于對視野的照明。硬鏡使用時要配合鏡鞘插入被檢查部,在鏡鞘上有手術鉗信道,便于檢查和治療。硬管鏡前端面與垂直軸線的夾角有00、300、700幾種。

電子內窺鏡是在半導體材料制成的電荷耦合器件(CCD--)問世以后出現的代替光導纖維內窺鏡的新一代產品,由于CCD可以把光信號直接轉變成電信號,電信號的傳輸顯然變得十分容易,而且避免了光導纖維容易折斷的重大缺陷。電子內窺鏡在設計上比原有的纖維內窺鏡體積減小,操作上增加為前端六方向可調彎曲角度,在高分辨率大屏幕的監視器上圖像清晰、色澤鮮艷、視野比較寬,目前電子胃鏡可達四十萬以上像素。

| 發布時間:2018/3/23    來源:    查看次數:1051
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