【摘要】：我國終末期腎病患者數(shù)量龐大且逐年遞增,血液透析是比較成熟的替代療法,能緩解患者癥狀,延長患者壽命。目前我國血液透析機(jī)市場主要被進(jìn)口品牌占領(lǐng),研發(fā)質(zhì)優(yōu)價廉的國產(chǎn)血液透析機(jī)不僅是我國醫(yī)療企業(yè)的追求,也對科技進(jìn)步,醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。因此,本文做了相關(guān)研究工作。首先,本文在原有樣機(jī)的基礎(chǔ)上根據(jù)新的需求和更高的要求對其進(jìn)行了優(yōu)化,從系統(tǒng)完整性,安全性,精確性等各方面進(jìn)行考慮,完善了體外循環(huán)系統(tǒng)和透析液配制系統(tǒng)。體外循環(huán)系統(tǒng)中,更換了血泵,增加了壓力測量點(diǎn),增加了靜脈壺液位監(jiān)測,重新設(shè)計(jì)了靜脈夾結(jié)構(gòu)。透析液配制系統(tǒng)中,對流量控制模塊、超濾模塊、溫度控制模塊和電導(dǎo)率模塊均有不同程度的改進(jìn)。除了結(jié)構(gòu)優(yōu)化以外,本文還分析了控制系統(tǒng)的具體需求,對嵌入式控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),包括硬件平臺和軟件平臺,確定了硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對軟件系統(tǒng)采用的FreeRTOS實(shí)時操作系統(tǒng)作了初步配置。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系采用集成化與模塊化相結(jié)合的思想構(gòu)建。對電源模塊,通信電路,傳感器測量電路,驅(qū)動電路,反饋電路等應(yīng)用電路進(jìn)行了詳細(xì)分析與設(shè)計(jì)。對于傳感器測量電路,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成了傳感器及其測量電路的標(biāo)定,保證了測量系統(tǒng)的精度要求。接下來,設(shè)計(jì)了基于FreeRTOS實(shí)時操作系統(tǒng)的嵌入式軟件控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)需要將整體控制需求劃分成了不同的任務(wù),每個任務(wù)相互關(guān)聯(lián)又相對獨(dú)立,執(zhí)行各自功能,完成控制目標(biāo)。任務(wù)之間通過信號量、隊(duì)列、任務(wù)通知等進(jìn)行信息的同步,提高了系統(tǒng)的實(shí)時性與安全性。最后,分析并確定了任務(wù)優(yōu)先級,調(diào)度方式,并詳細(xì)設(shè)計(jì)了任務(wù)流程及控制算法。本文在對液路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化的基礎(chǔ)上,完成了新型血液透析機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研制,根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測試表明該樣機(jī)在流量控制、超濾控制、溫度控制、電導(dǎo)率控制等方面全面達(dá)標(biāo)。
【圖文】：

費(fèi)森尤斯4008S

（1） 費(fèi)森尤斯 4008S費(fèi)森尤斯公司自成立以來已經(jīng)推出了多款血液透析機(jī)，其 4008 系列血液透析機(jī)和5008系列血液透析機(jī)是目前市面上的主流機(jī)型，如圖1-1和圖1-2所示。其中，5008系列血透機(jī)功能強(qiáng)大，還可以作血液透析濾過等，4008 系列的最新產(chǎn)品 4008S 于 1999 年推出，該機(jī)型除了基本的血液透析功能以外，，還具有如下的新技術(shù)：1）血壓監(jiān)護(hù)儀（BPM）整合了各項(xiàng)功能，進(jìn)一步簡化了治療者的操作。同時將重要醫(yī)療數(shù)值以圖形化顯示出來，便于人們理解；2）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（TDMS）充分利用在線數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和管理工具，以一種更高效的方式進(jìn)行日常透析；3）在線清除率監(jiān)測系統(tǒng)（OCM）能夠持續(xù)監(jiān)控體內(nèi)尿素有效清除率（K）、累積清除的血漿（Kt）或當(dāng)前執(zhí)行的透析劑量（Kt/V），并且能夠在治療過程中立即檢測出血漿鈉濃度并矯正既定的治療目標(biāo)下出現(xiàn)的可能偏差；4）人體成分監(jiān)測儀（BCM）可以非侵入性的精確地測量出透析劑量應(yīng)達(dá)到的 Kt/V（尿素清除指數(shù)）和尿素分布容積 V 值；5）可以使用 DIASAFE puls 細(xì)菌過濾器生成超純透析液；6）可以使用碳酸氫鹽干粉以避免碳酸氫鹽濃縮液被微生物污染的潛在風(fēng)險。在醫(yī)院實(shí)際治療中
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2709577