透析液pH值和電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、腎臟是人體的主要器官，通過排泄功能清除體內(nèi)代謝產(chǎn)物及某些廢物、毒物等，同時(shí)經(jīng)重吸收功能保留水分及其它有用的物質(zhì)，以調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)平衡及維持酸堿平衡。腎臟疾病是常見病、多發(fā)病且患病人數(shù)眾多，通常由于腎臟血流供應(yīng)不足、腎臟因某種因素阻塞造成功能受損或受毒物的傷害，引起急性腎功能衰竭。由于長(zhǎng)期的腎臟病變，隨著時(shí)間和疾病的惡化，腎功能逐漸下降，造成慢性腎功能衰竭的發(fā)生，最終導(dǎo)致尿毒癥。近年來，血液透析作為治療急慢性腎功能衰竭的有效方法，已在臨床

2、上得到廣泛應(yīng)用。通過血液透析治療，緩解病情維持人體細(xì)胞的正常生理功能，清除毒素和減少腦血管事件的發(fā)生，預(yù)防并發(fā)多臟器的衰竭來降低致殘率和死亡率，促進(jìn)患者回歸社會(huì)。
　　 在血液透析過程中，血液隔著透析膜與透析液的溶質(zhì)進(jìn)行交換，達(dá)到清除代謝廢物、糾正水電解質(zhì)和調(diào)節(jié)酸堿平衡的目的。因此透析液直接影響血液透析患者的臨床狀況及預(yù)后，作用十分關(guān)鍵。目前在血液透析過程中伴隨并發(fā)癥的發(fā)生，是患者治療過程中不容忽視的問題，常見的有低血壓、高血壓

3、和失衡綜合征等。通過透析液對(duì)患者的電解質(zhì)、酸堿及血壓控制等影響的研究，根據(jù)患者的臨床癥狀情況進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化透析，降低患者血液透析并發(fā)癥的發(fā)生，減輕治療過程中的痛苦、提高生活質(zhì)量具有重要意義。同時(shí)血液透析通過監(jiān)測(cè)和控制透析液的pH值來達(dá)到糾正患者體內(nèi)電解質(zhì)的平衡，當(dāng)pH監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)時(shí)，引起沉淀和酸、堿中毒等，達(dá)不到治療的目的而貽誤病情，甚至還會(huì)危及到病人生命。通過監(jiān)測(cè)透析液的pH值，減少透析液對(duì)血透機(jī)及透析效果的不良影響。
　　

4、 隨著個(gè)體化透析的發(fā)展，可以根據(jù)患者的各種病情的需要，制定適合個(gè)體化患者的透析治療，因此對(duì)透析液濃度的測(cè)量要求也越來越高。目前血液透析機(jī)上的透析液電導(dǎo)率主要采用電極電導(dǎo)率測(cè)量法，由于電極的極化效應(yīng)和電容效應(yīng)的影響測(cè)量精度不高、誤差較大，同時(shí)測(cè)量的電路較復(fù)雜，影響了實(shí)時(shí)性。而透析液的pH值測(cè)量由于pH電極的高電阻、易受外界環(huán)境的干擾等，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。因此本課題研制了一種透析液pH和電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x，提出一種頻率可調(diào)的雙極性脈沖方法應(yīng)用于透

5、析液電導(dǎo)率的測(cè)量，極大地減弱極化效應(yīng)和電容效應(yīng)對(duì)測(cè)量的影響，并對(duì)現(xiàn)行的電導(dǎo)率溫度補(bǔ)償公式進(jìn)行了改進(jìn)。同時(shí)采用兩點(diǎn)校正法對(duì)pH值進(jìn)行標(biāo)定，利用能斯特斜率的溫度補(bǔ)償方法，提高pH值測(cè)量的準(zhǔn)確度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)透析液濃度快速而準(zhǔn)確的測(cè)量，滿足血液透析機(jī)對(duì)透析液濃度的檢測(cè)要求。本文從硬件和軟件上設(shè)計(jì)了透析液pH和電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x，并進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)和分析。
　　 本文重點(diǎn)介紹了三個(gè)方面。
　　 第一個(gè)方面是介紹了pH值和電導(dǎo)率的測(cè)量原理

6、及測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì)。首先分析了pH值和電導(dǎo)率測(cè)量的原理和要解決的問題，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的解決方法。然后根據(jù)測(cè)量?jī)x的功能，采用模塊化進(jìn)行詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)，主要分為主控系統(tǒng)、電導(dǎo)率測(cè)量模塊、pH值測(cè)量模塊以及溫度測(cè)量模塊四個(gè)部分的模塊設(shè)計(jì)。
　　 第二方面是測(cè)量?jī)x的軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要包括:軟件總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)、數(shù)字濾波程序的設(shè)計(jì)和采用軟件編程實(shí)現(xiàn)的電導(dǎo)率溫度補(bǔ)償。軟件設(shè)計(jì)是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上展開，分析各模塊功能，

7、設(shè)計(jì)出相應(yīng)的軟件流程圖，然后進(jìn)行程序的編寫。
　　 第三方面是對(duì)設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x進(jìn)行了相關(guān)的標(biāo)定試驗(yàn)和驗(yàn)證試驗(yàn)，采用SPSS Statistics 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗(yàn)，并進(jìn)行了相關(guān)分析。分別對(duì)pH值和電導(dǎo)率進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)，確定測(cè)量?jī)x的靜態(tài)性能參數(shù)。測(cè)量?jī)x樣機(jī)在實(shí)際的透析液中進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。通過對(duì)pH的驗(yàn)證試驗(yàn)進(jìn)行獨(dú)立T檢驗(yàn)分析，pH值的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值之間沒有顯著性差異，且具有很高的一致性。說明測(cè)量?jī)x可以準(zhǔn)確地測(cè)量透析液的p