2 в крови.
Для изготовления электрода рO2 два электрода из серебра помещаются в трубку с буферным раствором. Буферный раствор отделен от крови полу проницаемой мембраной. Когда молекулы кислорода проникают сквозь мембрану и вступают во взаимодействие с буферным раствором, проводимость буферного раствора меняется пропорционально парциальному давлению кислорода в крови. Блок электроники просто измеряет проводимость раствора, пропуская через него известный ток и измеряя разность потенциалов на электродах.
Описанные приборы кажутся пока очень простыми. Проблема заключается в том. что эти электроды нестабильны вследствие химической природы их работы. Величина напряжения, например, электрода рН будет со временем изменяться. хотя pH остается прежним. Следовательно, необходимо регулярно проводить калибровку электронных усилителей для обеспечения правильного соответствия выходных сигналов измеряемым величинам. Современные анализаторы выполняют калибровку автоматически стой частотой, которая необходима. Это выполняется с помощью двух калибровочных растворов, один с высоким значением рН, рСО2, рО2, а другой — с низким. Раствор с низкими значениями величин подается в измерительную камеру, и производятся расчеты. Затем результаты корректируются для соответствия известным показателям калибровочного раствора, а жидкость смывается. Процесс повторяется с калибровочным раствором с высокими значениями указанных параметров.
В большинстве случаев обслуживание газового анализатора выходит далеко за пределы электроники. Специалист должен разбираться в гидро- и газодинамике для решения проблем в трубопроводной секции. Важное значение имеют поток воздуха и контроль температуры, поскольку устройство с трубопроводами должно иметь температуру ровно 37° — такова температура человеческого тела. Химический состав калибровочных растворов оказывает решающее значение на точность прибора, при возникновении загрязнений специалист должен решить, как они возникли, как их исправить и предотвратить их повторение.
Для помощи в процессе поиска неисправностей многие газовые анализаторы крови имеют встроенные диагностические функции, которые позволяют выполнять различные операции: вручную работать с насосами и клапанами для их проверки, тестировать функции клавиатуры и дисплея, получать данные о напряжении и токе непосредственно с датчиков. Обычно вход в диагностический режим осуществляется с помощью переключателей, расположенных непосредственно на платах. Способ перехода в диагностический режим описан в руководстве по техническому обслуживанию. Трубопроводную секцию часто можно извлечь или выдвинуть из основного корпуса прибора, чтобы получить более удобный доступ и предотвратить протекание жидкостей на электронные компоненты.
В случае электронных неисправностей, проблема обычно располагается в одной из трех следующих секций:
1. Системы управления потоком жидкостей.
2. Контрольно-измерительной системы.
3. Системы управления на основе микрокомпьютера.
Искать неисправности в системе управления потоком жидкостей достаточно легко, поскольку можно увидеть неработающий клапан или насос и выявить причину неисправности. Микрокомпьютерную систему можно проанализировать как и любую другую систему на основе микрокомпьютера (см. главу 9). Самая большая проблема связана с обслуживанием контрольно-измерительной системы. Если контрольно-измерительные схемы неисправны, очень трудно найти необходимые прецизионные элементы. Кроме того, необходимы чрезвычайно точные инструменты для повторной калибровки, а их обычно нет в наличии. Печатные платы этих узлов часто можно послать изготовителю и заменить работающими, откалиброванными платами, которые были восстановлены.
Регулярное техническое обслуживание такого оборудования не только желательно, оно необходимо! Насосы, предназначенные для движения жидкости внутри установки, называются перистальтическими (рис. 10.35). Они проталкивают жидкость через резиновые трубки, сжимая трубку между роликом и корпусом насоса. Со временем резина рвется. Обычно перед разрывом трубок насоса изменяются его характеристики. Поэтому трубки надо регулярно заменять.
Рис. 10.35.Перистальтический насос
Многие резиновые части также изнашиваются, небольшие трубки и пластиковая арматура засоряются. Сгустки крови всегда представляют собой потенциальную проблему. Необходима регулярная тщательная очистка для промывания белковых остатков в трубопроводной системе. Систему регулирования температуры необходимо проверять и настраивать точно на уровень температуры тела. Электроды извлекаются и очищаются, мембраны и буферные растворы следует заменять. Для обеспечения надежной работы нужно также заменять воздушные фильтры, смазывать подвижные части, проверять расход жидкости и функционирование прибора.
Абсолютно необходимо, чтобы приборы, подобные этому, давали очень точные цифры. Для полной уверенности в том, что установка работает правильно, медперсонал должен каждый день выполнять программу- контроля качества. Для этого приобретаются небольшие стеклянные ампулы с жидкостью, которая имеет гарантированную величину рН, рСО2, рО2. Каждый день три таких ампулы пропускаются через установку, одна с высоким значением другая с типичным, третья с низким значением показателей. Для контроля состояния прибора следует вести ежедневные записи результатов проверок, чтобы негативные отклонения не сказались на пациентах.
Сервисное обслуживание терапевтического оборудования
Все приборы, которые мы рассматривали выше, предназначены для измерений и визуального контроля за состоянием человека, для того чтобы помочь врачу в диагностике заболевания. С годами было обнаружено, что электронные системы могут использоваться для управления процессами, которые фактически лечат физические недуги пациента. Их обычно называют терапевтическими процедурами. В эту общую категорию входят приборы для:
♦ лечения;
♦ эмуляции или замены органов;
♦ облегчения симптомов;
♦ врача (электрические или электронные инструменты).
Как мы знаем, лучшее — враг хорошего. Специалист по техническому обслуживанию биомедицинского оборудования должен быть уверен, что воздействие терапевтического прибора соответствует норме и не может произвольно меняться. Ограничение выходных величин приборов на безопасном уровне очень важно для терапевтических приборов. Многие из этих устройств снабжены средствами безопасности, которые для обеспечения их правильной работы необходимо тестировать.
Процесс проверки или калибровки этого оборудования обычно предполагает использование тестовой нагрузки, которая представляет собой электрическую или механическую модель части человеческого тела, подвергающуюся лечению. Анализатор безопасности, описанный выше, использовал тестовую нагрузку 1000 Ом. Большинство приборов имеют такие установки выходных сигналов, которые калибруются с учетом того, что прибор работает со стандартной тестовой нагрузкой.
Для некоторых терапевтических приборов, например аппаратов искусственной почки, вентиляторов, аппаратов сердце-легкие, инфузионных насосов неправильная работа может оказаться смертельной. Специалист должен проявить высочайшую осторожность и внимание ко всем деталям при обслуживании такого оборудования. Необходимо проводить полное тестирование операций, систем подачи тревоги и средств электрической безопасности, прежде чем возвращать прибор в эксплуатацию.
Диализ почек
Почки действуют, как установка по переработке отходов тела и удаляют токсины и другие ненужные вещества из крови. Если по каким-либо причинам почки перестают правильно работать, то через некоторое время пациент умрет вследствие уремического отравления. Для лечения были разработаны два основных типа терапии: гемодиализ и перитонеальный диализ.
Перитонеальной полостью называют похожую на мешок часть живота вокруг кишечника. Поскольку это основная область, в которой происходит переваривание пищи и передачи веществ в кровь, здесь очень высокая концентрация кровеносных сосудов и капилляров. Тонкие стенки капилляров полупроницаемы, что позволяет происходить процессу осмоса.
Рис. 10.36.Установка перитонеального диализа
Осмос — эго передача веществ из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией через полупроницаемую мембрану. Наполнение перитонеальной полости раствором с очень высоким содержанием необходимых организму электролитов и очень малым содержанием веществ, которые приводят к образованию токсинов и отходов, вызывает переход вредных веществ из крови в диализат, а необходимых элементов из диализата в кровь через стенки капилляров. После достаточного для адекватной фильтрации крови времени, диализат сливается из полости живота.
Эту операцию часто можно выполнить, когда пациент спит ночью в кровати дома. Поскольку она не требует времени в течение рабочего дня, этот метод называется хроническим перитонеальным диализом в амбулаторных условиях.
К животу пациента хирургическим способом прикреплен специальный катетер, который позволяет подавать диализат в перитонеальную полость, и выводить его. Аппарат, подобный показанному на рис. 10.36, представляет собой, в первую очередь, систему контроля расхода раствора и времени. Раствор обычно подогревается до температуры тела.
Процесс гемодиализа требует более сложного оборудования и должен выполняться медицинским персоналом (рис. 10.37).
Рис. 10.37.Установка для гемодиализа
Ключевым элементом гемодиализа является искусственная почка, или диализатор (рис. 10.38).
Рис. 10.38. Аппарат искусственной почки
Это цилиндр, наполненный тысячами крошечных полупроницаемых капиллярных трубок. Кровь течет из артерии пациента через капиллярные трубки, а диализат течет в цилиндре, окружающем трубки. Профильтрованная кровь возвращается в вену пациента, а отработанный диализат удаляется. Вся работа диализной установки заключается в пропускании крови через диализатор и контроле температуры, расхода, давления и концентрации раствора диализата.