血液体外循环治疗仪改进分析-analysis on improvement of blood extracorporeal circulation therapeutic apparatus.docxVIP

摘要随着老龄化人口的增多，高血压、糖尿病、内风湿等老年常见病的发生率逐 年增加。因这些常见病引起的肾衰竭也呈现出高增长势态，作为治疗肾脏病的常 用医疗器械——血液体外循环治疗仪，它控制的稳定性和安全性能是决定广大患 者选择血液净化治疗手段的一个重要因素。随着仪器自动化与生物材料相关研究 的不断推动，血液体外循环治疗仪朝着稳定，安全，人性化，生理关怀的方向发 展。本文介绍了血液净化学的基本分类与研究进展，阐述了各个净化治疗模式的 原理与应用，针对血液净化设备研究的进展与不足提出了主要的改进方案。根据设备的功能与模块的划分介绍文中软硬件设计的思路与流程。介绍了根 据步进电机细分技术设计的动力驱动部分。文中使用的传感器数量较多，硬件模 块介绍以 AD7799 为主要转换芯片的数据采集模块，模块抗干扰设计， STM 32 的 SPI 控制， Jlink 下载程序接口等。气泡检测部分根据本文的应用要求，设计了气泡传感器与电磁阀联合阻止气泡进入人体的装置，数据处理部分都使用了 AD7799采集模块。透析中血液温度控制方案基于近年来比较热门的“生理性透析”概念提出， 根据使用超过人体血液温度的透析液净化将会提高净化后人体血液温度，带来低 血压并发症的风险这一原理，设计能根据患者有无低血压病史，合理设定血液透析加热部分的温度，降低低血压并发症的产生的风险。设计抗干扰能力强的 485 分模块多点通信，使用 Modbus ??RTU 通信协议模式， 能根据上位机命令解析，控制动力部分与监控模块部分，实现对硬件模块的监控 与读写操作，提高通信的可靠程度。整个硬件模块使用了 uC / 0S ?????系统进行任务的调度，使每一个任务都能实时 有序的进行，单个模块均使用 STM 32 控制， AD 数据采集使用 SPI 通信控制，对所采集的数据使用了中值滤波和滑动平均滤波，提高了 AD 的抗干扰能力和系统的安全可靠性。系统分模块实验结果表明，数据稳定性良好，符合血液体外循环治疗仪的使 用要求。通用的 AD 转换，上位机通过 485 总线分模块控制下位机硬件，确保在发 生故障时能够以最快速度切断危险源。温度控制能够降低因血液净化造成的并发症，提高血液净化设备的安全性能和治疗过程的人性化，维护患者的生命安全。关键词：血液净化，AD 数据采集，modbus 通信ABSTRACTAs the aging population increases, the incidence of geriatric diseases, such as hypertension, diabetes, rheumatism etc. increases year by year. Because of thesecommon diseases caused kidney disease also present a growth trend，as a commonlyused medical devices for the treatment of kidney disease—Extracorporeal blood circulation therapeutic apparatus, Its stability and safety performance is a key factor, decided the majority of patients treated with blood purification means. Instrument Automation and biomaterials research changing, extracorporeal circulation therapeutic towards stability, security, human and physical care direction.This paper introduces the basic classification and research progress of disciplines of blood purification. This paper expounds the principle and application of various purification treatment model. For blood purification equipment research progress and deficiency, major improvements are put forward .According to the function of the equipment, and the divisio