Загрузка...
Учебная работа. Блок процессора, гидравлики и режим работы аппарата «искусственная почка». Перспективы развития аппарата «искусственная почка»
кафедра ЭТТ
РЕФЕРАТ на тему:
«Блок микропроцессора, гидравлики и режим работы аппарата «искусственная почка». Перспективы развития аппарата «искусственная почка»»
МИНСК, 2008
Блок микропроцессора аппарата «искусственная почка».
Блок микропроцессора аппарата «искусственная почка» является системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) определяется как физическая и био работу блоков и узлов, производит мониторинг всех характеристик гемодиализа. Разглядим работу неких из его многофункциональных блоков.
Блок гидравлики готовит диализирующую жидкость из концентрата методом смешивания одной части концентрата с 34 частями за ранее чистой воды и подает приготовленную жидкость в диализатор. Задачей блока микропроцессора является мониторинг осмотической концентрации диализирующей воды. Изменение осмолярности ведет к изменению электропроводимости воды. Потому что электропроводимость зависит от температуры, то принципиально, чтоб кондуктометр был компенсирован по температуре. Необходимость точности и надежности контроля за электропроводимостью диализирующей воды связана с тем, что нарушение осмотической концентрации воды может привести к очень томным, часто смертельным осложнениям.
Блок микропроцессора производит неизменный контроль за артериальным и венозным давлением перед входом в диализатор и опосля выхода крови из него в области венозной ловушки. Контроль за венозным давлением имеет принципиальное давления является нарушение оттока крови , связанное с тромбозом фистульной иглы, венозной магистрали и перегибом крайней. Увеличение венозного давления ведет к увеличению трансмембрального давления. Контроль за артериальным давлением отражает проходимость артериальной фистульной иглы, артериальной магистрали и величину артериального давления хворого. Для получения наиболее четких данных о величине гидростатического давления крови нужно определять кровеное давление как на входе в диализатор, так и на выходе из него.
Рис. 1 Состав блока микропроцессора аппарата Fresenius 4008B.
Блок микропроцессора регулирует скорость диализирующей воды. Хорошей принято считать скорость, равную 500 мл/мин. Предстоящее повышение скорости диализирующей воды не приводит к существенному повышению скорости чистки крови , в то же время необоснованно увеличивает расход диализирующей воды, что увеличивает нагрузку на моторы, удорожает стоимость диализа.
Задачей температурного мониторинга является поддержание температуры диализирующей воды в границах 37-38 градусов Цельсия. Снижение температуры ведет к остыванию крови и организма хворого, увеличение ее может вызвать ряд томных, иногда смертельных, осложнений.
Блок микропроцессора контролирует утечку крови из диализатора. Современные сенсоры крови — очень чувствительные приборы и разрешают найти микроскопичные примеси крови в диализате, в то же время они требуют кропотливого ухода и высочайшего свойства изготовления концентрата.
Принципиальным элементом аппарата «искусственная почка» является система деаэрации. В поступающей на аппарат воде постоянно растворено огромное количество воздуха. При отсутствии надежной деаэрации воздух просачивается через полупроницаемую мембрану в крови . Воздух в систему крови может попадать также в итоге негерметичности ряда соединений и разъемов, имеющихся в экстракорпоральном кровяном контуре. Для контроля за возникновением воздуха в крови и незамедлительного автоматического прекращения диализа служит ультразвуковой сенсор обнаружения пузырьков газа в крови .
Блок микропроцессора также контролирует работу насоса крови и гепаринового насоса, в случае возникновения сигнала о угрозы проведения диализа останавливает подачу крови на диализатор и дозированную подачу гепарина в образованная водянистой соединительной тканью . Состоит из плазмы и форменных частей: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов»> образованная жидкой соединительной тканью. Состоит из плазмы и форменных элементов: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов»>кровь .
Плата LP 450 — сенсор уровня Плата LP 493 — сенсор утечки крови Плата LP 624 — управление насоса крови Плата LP 630 — материнская плата Плата LP 631 — ЦПУ 1 Плата LP 632 — ЦПУ 2 Плата LP 633 — входные сигналы Плата LP 634 — выходные сигналы Плата LP 635 — плата монитора Плата LP 636 — наружные соединения Плата LP 638 — блок питания Плата LP 643 — управление блока гепарина Плата LP 644 — экран блока гепарина Плата LP 645 — позиция мембраны помпы Плата LP 647 — крови Плата LP 763 — интерфейс СОММСО 3
Блок гидравлики аппарата «искусственная почка».
Разглядим работу блока гидравлики аппарата «искусственная почка» Fresenius-4008B. Блок гидравлики данного аппарата построен по принципу закрытого контура диализирующей воды, протекающей через диализатор. Балансировочная камера состоит из 2-ух схожих и герметичных камер, размер которых разбит эластичной непроницаемой мембраной. Любая камера имеет 2 входа и 2 выхода для диализирующей воды, любой из которых коммутируется подходящим клапаном.
Рис. 2. Работа балансировочной камеры:
1-ый цикл — клапаны 31, 34, 36 и 37 закрыты, помпа потока 21 через открытый клапан 38 теснит диализирующую жидкость из диализатора в размер А2. За счет создаваемого помпой 21 давления гибкая мембрана теснит жидкость из размера F2, которая через открытый клапан 33 поступает в диализатор. сразу диализирующая жидкость поступает через открытый клапан 35 в размер F1. Гибкая мембрана выгибается и теснит жидкость, находящуюся в объеме А1, которая через открытый клапан 32 уходит в мелкие камешки.
2-й цикл работы — закрыты клапаны 32, 33, 35 и 38, помпа потока 21 через открытый клапан 36 теснит диализирующую жидкость из диализатора в размер А1. За счет создаваемого помпой 21 давления гибкая мембрана теснит жидкость из размера F1, которая через открытый клапан 31 поступает в диализатор. сразу
диализирующая жидкость поступает через открытый клапан 37 в размер F2. Гибкая мембрана выгибается и теснит жидкость, находящуюся в объеме А2, которая через открытый клапан 34 уходит в мелкие камешки.
Таковым образом, для всякого цикла работы балансировочной камеры диализирующая жидкость, протекающая через диализатор, находится в замкнутом объеме. Зто исключает возможность оборотной ультрафильтрации. сразу с сиим возникает воплотить волюметрический контроль ультрафильтрации за счет дозированного забора воды из данного размера.
Разглядим работу блока гидравлики аппарата «искусственная почка» Fresenius — 4008 в режиме работы — проведение гемодиализа.
Очищенная вода через входной фильтр 63, клапан регулировки входного давления 61 и клапан подачи входной воды 41 поступает в камеру подачи воды 66а. Перед клапаном 41 стоит порт измерения давления входной воды — порт А. В камере находится датчик температуры 2, который управляет нагревом поступающей воды. К камере 66а подсоединен вентиляционный клапан, осуществляющий подачу воздуха при падении размера воды в камере. При достижении определенного уровня жидкость из камеры 66а попадает в камеру 66в, в какой происходит ее нагревание при помощи нагревательного элемента 54. Камеры 66а и 66в сообщаются меж собой в нижней части через теплообменник 77, где происходит доп нагрев поступающей воды нагретой жидкостью, уходящей в мелкие камешки. сразу туда же подается экстракт через заборник 71, фильтр концентрата 94 и помпу концентрата 23. Таковым образом, в камере 66а происходит предварительное смешение концентрата с поступающей водой. Дальше из камеры 66в жидкость поступает в сообщающуюся с ней камеру 66с, в какой находится датчик уровня 5. Данный датчик управляет клапаном 41 и поддерживает в камере 66с неизменный уровень. Дальше жидкость через плату адаптера, который содержит датчик измерения давления, и инжектор 89 поступает в камеру 88а, которая именуется камерой деаэрации. Деаэрация происходит за счет отрицательного давления, создаваемого мотором дегазации 29 и инжектора 89 перед камерой деаэрации. Из воды удаляются присутствующие в ней маленькие пузырьки воздуха. Перед насосом 29 подключен порт D для измерения давления, создаваемого насосом деаэрации. Предназначение камеры 88с, куда поступает жидкость — удалить из камеры воздух, который совместно с избытками воды через порт В, клапан 65 поступает назад в камеру 66в. сразу с сиим в камеру 88с бикарбонат, который закачивается помпой 25 через заборник 72 и фильтр бикарбоната 95. Потому что поступающая в камеру 88с жидкость уже размешана с концентратом, тут происходит окончательное изготовление диализирующей воды за счет смешивания с бикарбонатом.
При использовании централизованной подачи концентрата употребляется цепь — коннектор 121, фильтр 119, клапан проверки 117, переключатель 123 и клапан 102 для подачи концентрата и цепь — коннектор 122, фильтр 120, клапан проверки 118, переключатель 124 и клапан 104 для подачи бикарбоната.
Приготовленная диализирующая жидкость из камеры 88с поступает в балансировочную камеру 68, работа которой описана выше. Из балансировочной камеры жидкость поступает на датчики температуры и проводимости 109, 3, дальше через фильтр диализирующей воды 114, клапан диализатора 24, индикатор потока 75 подается на диализатор. Из диализатора жидкость через фильтр 73, клапан диализатора 24в и сенсор утечки крови поступает в камеру 88в. В камере имеется датчик уровня 6, который поддерживает неизменный уровень при помощи насоса вентиляции 97, клапана перелива 43. Насос вентиляции врубается при опускании уровня, клапан перелива — при переполнении сливает избыток воды в мелкие камешки.
Циркуляцию воды через диализатор производит насос потока 21, который имеет регулятор давления 78 и порт измерения давления С.
Из балансировочной камеры 68 жидкость удаляется в мелкие камешки через клапан дренажа 30, теплообменник 77 и клапан 87. сразу в мелкие камешки поступает избыток воды и деаэрированный воздух из камеры 66а через клапан рециркуляции 86.
Имеется режим BYPASS, при котором поток воды через диализатор прекращается, запираются клапаны 24 и 24в и жидкость идет в обход через клапан 26.
Ультрафильтрация осуществляется методом забора воды из камеры 88в помпой ультрафильтрации 22 и удаления ее в мелкие камешки через клапан 87. Размер камеры помпы ультрафильтрации составляет 1 мл, что упрощает контроль размера забираемой из хворого воды во время диализа.
Рис. 3. Схема блока гидравлики аппарата искусственная почта Fresenius-4008.
Обозначения на схеме гидравлики Fresenius-4008
2,3 — датчики температуры, 5 — поплавковый выключатель, 6. датчик уровня воздуха, 7 ячейка проводимости , 8. датчик утечки крови , 9. датчик давления ТМР, 10. датчик положения конектора, 12. датчик положения конектора, 21. насос потока, 22. насос ультрафильтрации, 23. насос концентрата, 24. клапан диализа 1, 24Ь — клапан диализа 2, 25. насос бикарбоната, 26. клапан байпаса, 29. помпа дегазации, 30. выходной клапан, 31. клапан 1 балансировочной камеры, 32. клапан 2 балансировочной камеры, 33. клапан 3 балансировочной камеры, 34. клапан 4 балансировочной камеры, 35. клапан 5 балансировочной камеры, 36. клапан 6 балансировочной камеры, 37. клапан 7 балансировочной камеры 38. клапан 8 балансировочной камеры, 41 — клапан входной воды, 43 — клапан наполнения, 54 — нагревательный элемент, 61 — редукционный клапан входной воды, 63 — фильтр аква воды, 65 — редукционный клапан давления, 66 — блок нагревателя, 66а — камера входной воды, 66Ь — камера нагревательного элемента, 66с — камера поплавкового выключателя, 68 — балансировочная камера, 71. фильтр концентрата, 72. фильтр бикарбоната, 73. наружный фильтр диализата, 74. фильтр ультрафильтрации, 75. наружный индикатор потока, 76. фильтр клапана наполнения, 77. теплообменник перепускной клапан, 84. клапан забора дезинфектанта, 85. коннектор дезинфектанта, 86. рециркуляционный клапан, 87 клапан слива, 88 функциональный блок, 88а — камера дегазации, 88Ь вторичный воздушный, 88с — первичный воздушный сепаратор, 89 — жиклер дегазации, 90а — ацетатная промывочная камера концентрата, 90в — бикарбонатная промывочная камера бикарбоната, 91 — клапан промывки заборников, 92 — воздушный бактериологический клапан, 94 — трубка конектора забора, 95 — трубка конектора забора, 97 — насос воздухоотделения, 99 — клапан промывки, 100 — клапан промывки, 102 — клапан центральной раздачи концентрата, 104 — клапан центральной раздачи бикарбоната, 109 — датчик температуры NTS -109, 111- гидрофобный фильтр, 112 — клапан фильтрации Diasafe, 114 — фильтр диализата Diasafe, 115 — датчик обнаружения дезинфектанта, 116 — клапан забора проб диализата, 117 — контрольный клапан концентрата, 118 — контрольный клапан бикарбоната, 119 — фильтр концентрата наддува, 120-фильтр бикарбоната, 121 — коннектор центральной подачи концентрата, 122 — коннектор центральной подачи бикарбоната, 123 — микровыключатель для клапана102, 124 — микровыключатель для клапана104, 125 — теплообменник датчикадавления, 126 — 4008 HDF вентиляционныйклапан, 130 — BIBAG — клапан опорожнения, 131 — BIBAG — блок камер, 131 а — BIBAG — камера воздухоотд, 131b — BIBAG — камера смешивания, 132. BIBAG — ячейка проводимости, 133. BIBAG — датчик температуры, 134. BIBAG — датчик давления, 135. BIBAG — датчик уровня воздуха, 136. BIBAG — коннектор мешка, 137. BIBAG — микропереключатель, 138 — BIBAG — микропереключатель 2, 148,149 — фильтр промывочной камеры, 150. фильтр клапана, 151. 43жиклер, 152. 4008 HDF гидрофобный фильтр,181. плата температурной компенсации, 182. датчик давления 2, 183. тестовый клапан, 184. фильтр тестового клапана, 185 — компрессор, 188 — клапан эвакуации воздуха, 189 — промывочный клапан, 190 — фильтр Online, 191 — клапан ONLINE 3, 192 — клапан Online 2, 193 — клапан Online 1, 194 — порт промывки, 195 — порт субституата, 201 — камера отделения воздуха, 202 — датчик уровня концентрата, 203 — камера отделения воздухабикарбонат, 204 — датчик уровня бикарбоната, 205 — камера смешиванияконцентрат + бикарбонат, 206 — буферная камера, 210 — фильтр
А — контрольная точка входного давления В — контрольная точка давления наддува С — контрольная точка давления помпы потока D — контрольная точка давления дегазации
Режимы работы аппарата «искусственная почка».
Аппарат «искусственная почка» может работать в последующих рабочих режимах:
преддиализная промывка
самотестирование
подготовка к диализу
режим диализа
-режим окончания диализа
-дезинфекция аппарата
—технический режим, включая режим калибровки аппарата и режим диагностики.
Преддиализная промывка аппарата «искуетвенная почка» — это нужная процедура при включении аппарата, сплетенная с необходимостью вымыть из аппарата остатки хим дезинфектантов, также для предотвращения роста в гидравлике аппарата колоний микробов. В конце программки промывки аппарат проходит интегрированный тест гидравлики, который описывает готовность аппарата к следующим процедурам. При выполнении программки промывки аппарат обеспечивает прохождение чистой воды через все узлы гидравлики со скоростью потока 500 мл/мин.
Переход к режиму самотестирования аппарата происходит автоматом при опускании заборников концентрата в канистры, при всем этом аппарат конфискует экстракт и приготовляет из него диализирующую жидкость. За время, когда аппарат наберет нужную проводимость и температуру, он поочередно проходит испытания гидравлической и процессорной части аппарата. При всем этом тест, прошедший с ошибками, фиксируется. часть тестов, связанных с работой гидравлики, быть может повторена троекратно. По окончании теста аппарат выдает сообщение о успешном выполнении тестов и дает перейти к режиму подготовки к диализу. В случае прохождения какого-нибудь теста с ошибками аппарат выдает на экран наименование теста, код ошибки. Возможность перехода к режиму подготовки к диализу при всем этом исключается, другими словами провести диализ на неисправном аппарате недозволено.
В режиме самотестирования аппарат проходит последующие испытания:
RAM тест проверки микропроцессора
тест CRC проверки микропроцессора
тест проводимости
тест температуры
тест отрицательного трансмембрального давления
тест положительного трансмембрального давления
тест артериального измерителя давления
тест венозного измерителя давления
тест сенсора утечки крови
тест воздушного сенсора венозной ловушки
тест венозного клапана
тест насоса по крови
тест гепаринового насоса
тест ультрафильтрации.
В любом из перечисленных тестов аппарат делает критичную ситуацию с появлением тревожных сигналов и инспектирует реакцию систем сохранности. Неисправности фиксируются в памяти и выводятся на экран в виде кода ошибок. Инженер по коду ошибок может стремительно найти неисправный узел. Применение системы кода ошибок значительно упрощает диагностику дефектов аппарата.
При успешном прохождении тестов аппарат перебегает к режиму подготовки к диализу. При всем этом машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор перекрывает все тревожные сигналы. На аппарат навешивается система по крови , диализатор. Потом артериальная линия системы по крови опускается в емкость с физраствором, врубается мотор кровяной полосы и система совместно с диализатором автоматом заполняется до установления малого уровня в венозной ловушке. Опосля этого аппарат останавливает кровяной мотор и перекрывает линию венозным клапаном. Последующую подготовку проводит оператор, который отбивает венозную ловушку от пузырьков воздуха, оставшихся в системе, снимает тревогу венозной ловушки и ставит систему по крови на радиальное воззвание физраствора. Система по крови подготовлена к подключению хворого. Оператор устанавливает характеристики диализа:
—время диализа (обычное время составляет 4 часа)
-объем ультрафильтрации),
проводимость диализирующей воды
температуру диализирующей воды
скорость подачи крови в диализатор
скорость потока диализирующей воды (обычное
скорость подачи гепарина в человека и животных) во время диализа).
Дальше насос подачи крови останавливается, к системе по крови подключается нездоровой, Скорость насоса крови плавненько возрастает до рабочего значения. При достижении крови венозной ловушки оптический датчик венозного клапана описывает давления
включение системы ультрафильтрации
активизация мониторинга утечки крови из диализатора
активизация воздушного датчика в венозной ловушке
активизация программки диализа с выводом характеристик в режиме настоящего времени
включение всех систем сохранности.
По окончании диализа аппарат возвращает крови заполняется дезинфектантом и снимается с аппарата. Последующим шагом является дезинфекция самого аппарата.
Имеется несколько типов дезинфекции аппаратов «искусственная почка» зависимо от предназначения:
хим дезинфекция с применением лимоновой кислоты
хим дезинфекция с применением дезинфектантов
термическая дезинфекция
смешанный тип дезинфекции.
процесс диализа с применением 2-ух компонент концентрата- концентрата А и бикарбоната связан с образованием труднорастворимого осадка, который оседает на стенах трубопроводов и в механизмах гидравлики аппаратов «искусственная почка». Если не сделать никаких мер опосля проведения диализа, это приведет в кратчайшие сроки к выходу из строя гидравлики аппарата. Потому опосля проведения всякого диализа требуется проводить чистку гидравлики, В главном это делается при помощи лимоновой кислоты с концентрацией 20-30%. В неких аппаратах имеется режим термический дезинфекции с лимоновой кислотой, что наращивает эффективность отмывки гидравлики.
С иной стороны, в процессе диализа с применением ультрафильтрации из крови Зольного удаляется некое количество воды, проходя при всем этом через гидравлику аппарата. При всем этом существует большая опасность инфецирования вирусными инфекциями персонала либо другого хворого через аппарат. Для исключения данной способности употребляется хим дезинфекция с применением современных дезинфектантов, уничтожающих возбудителей небезопасных болезней. Одним из более применяемых в истинное время дезинфектантов является PURESTERIL.
Аналогичным действием владеет термическая дезинфекция аппарата, при которой опосля промывки находящаяся в гидравлике жидкость греется до 85 град., потом циркулирует в аппарате и соединяется в мелкие камешки.
Имеются также дезинфектанты двойственного деяния (DIALOX), которые владеют сразу бактерицидным действием и способностью удалять из гидравлики труднорастворимые осадки.
В любом аппарате «искусственная почка» имеется набор программ для проведения соответственной дезинфекции, при всем этом аппарат хранит в памяти время проведения крайней дезинфекции и просит очищающей промывки в случае нахождения остатков дезинфектанта в гидравлике аппарата.
В аппарате «искусственная почка» имеется так именуемый технический режим, созданный для калибровки аппарата, диагностики дефектов. Имеется режим SETUP, созданный для опции предустановок аппарата в разных режимах работы, включая язык вывода инфы на экран. Режим калибровки аппарата состоит из последующих разделов:
калибровка артериального давления
калибровка венозного давления
калибровка скоростей помп
калибровка размера помпы ультрафильтрации
калибровка давления дегазации
калибровка потока 300, 500, 800 мл/мин
калибровка температуры диализата
калибровка системы смешивания концентрата
калибровка проводимости
калибровка весов гемодиафильтрации
сброс записи в памяти о ошибках
инициализация памяти NO VRAM.
Перспективы развития аппарата «искусственная почка».
Предстоящее развитие аппарата «искусственная почка» соединено с внедрением новейших способов исцеления нездоровых.
Одним из таковых способов является одноигольный режим диализа (SINGLE NEEDLE). В этом режиме деток в связи с нехорошим доступом к кровяным сосудам. задачка аппарата — обеспечить наивысшую эффективность диализа в этом случае.
Остальным направлением в гемодиализе является гемодиафильтрация (HDF). В режиме гемодиафильтрации из крови хворого забирается огромное количество воды с одновременным восполнением этого размера замещающей жидкостью. При всем этом появляются специальные трудности, связанные с необходимостью четкого контроля веса хворого и размера замещающей воды, применением высокопроницаемых диализаторов. Предъявляются завышенные требования к стерильности концентрата, точности изготовления аппаратом «искусственная почка» диализирующей воды, к надежности и сохранности в работе всего аппарата «искусственная почка» в целом.
Разрабатываются низкопоточные аппараты «искусственная почка», в каких диализирующая жидкость подается в диализатор из подсоединяемых мешков в уже готовом виде. Преимущество таковых аппаратов заключается в том, что аппарату не требуется подвод чистой воды, недочет в том, что диализ должен проводится значительно подольше обыденного (в течение нескольких суток) и сам диализ выходит дороже. Данные аппараты отыскали применение в системе «диализ на дому».
В нашей стране аппараты «искусственная почка» используются в мед практике с начала 80-х годов. В истинное время парк аппаратов составляет около 200 единиц. Гемодиализные отделения есть во всех областных центрах, за крайние годы раскрылись новейшие отделения в Борисове, Бобруйске, Солигорске, Лиде, Кобрине, Жлобине. Планируется расширение уже имеющихся отделений.
На коллегии Минздрава РБ не один раз подымался вопросец о необходимости сотворения собственного производства аппаратов «искусственная почка», но в связи с тем, что необходимость в новейших аппаратах не превосходит количества 20 аппаратов в год, было признано нецелесообразно на данный момент развертывать создание аппаратов «искусственная почка» в РБ
ЛИТЕРАТУРА
1. Белова А.Н. Нейрореабилитация .-М. Антидор, 2000 г. — 568с.
2. Прикладная лазерная медицина. Под ред. Х.П. Берлиена, Г.И. Мюллера.- М.: Интерэкспорт, 2007г.
3. Александровский А.А. Компьютеризованная кардиология. Саранск; «Красноватый Октябрь» 2005: 197.
4. Разработка и постановка мед изделий на Создание. Муниципальный эталон Республики Беларусь СТБ 1019-2000.
5. Штарк М.Б., Скок А.Б. Применение электроэнцефалографического биоуправления в медицинской практике. М. — 2004 г
6. Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. М.,СПб.: СЛП, 2008.
7. Ультрафиолетовое излучение в профилактике заразных болезней./ А.Л. Вассерман, М.Г. Шандала, В. Г.Юзбашев. М. 2003г.
]]>