血液净化系统的离子浓度监测设计与实现

摘要

血液净化已经成为一项重要的、不可取代的临床救治技术，广泛应用于急慢性肾衰、尿毒症、多器官衰竭、重症肝炎和中毒等多种危重症的治疗。但我国因其关键技术仍未掌握，导致国产设备质量较差，存在如监测系统不先进、不灵敏，设备性能不稳定、可靠性差等问题。
　　 血液净化关键技术主要包括:血流动力学稳定控制、血液循环回路和液体循环回路监测、人机交互功能。离子浓度监测是血液净化系统中血路和液路监测核心技术之一。
　　 本文介绍了一种应用于血液净化系统中液体循环回路安全监测环节的离子浓度监测装置。对监测装置在血液净化技术中的临床应用原理和安全监测功能进行了分析。针对现有监测装置存在的不足，设计了一种新型电导率传感器，采用以双向脉冲电压源作为激励源的电导率/电压测量方法，有效的克服了极化效应和电容效应对电导率测量的影响，采用红外温度传感器进行非接触式温度测量，并借助单片机进行温度补偿。完成了以MSP430单片机为核心的监测装置电路设计，包括激励源的设计、A/D转换电路设计和串口通讯电路设计;完成了监测装置软件设计，包括主程序设计、数据采集与处理部分软件设计，并采用线性修正算法和温度补偿程序进一步提高了监测装置电导率测量精度。
　　 本文设计的离子浓度监测装置实现了对透析液电导率的快速在线监测，满足血液净化设备的要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 血液净化技术

1．2．1 血液透析设备

1．2．2 相关监测技术

1．3 论文结构

第二章 溶液电导率

2．1 电导与电导率

2．2 影响电导率测量的因素

2．3 几种常见的电极电导率测量方法

2．3．1 平衡电桥测量法

2．3．2 相敏检波测量法

2．3．3 电导率／频率测量法

2．3．4 电导率／电压测量法

2．4 本章小结

第三章 硬件设计

3．1 总体设计

3．2 单片机的选择

3．3 电导率测量模块

3．3．1 电导率测量原理

3．3．2 电导率传感器

3．3．3 电导率测量电路

3．4 温度测量模块

3．4．1 红外温度测量原理

3．4．2 非接触式红外温度传感器

3．5 辅助电路

3．5．1 串口通讯电路

3．5．2 键盘电路

3．5．3 报警控制电路

3．6 本章小结

第四章 软件设计与数据处理

4．1 软件开发环境介绍

4．2 软件设计

4．2．1 时钟的初始化

4．2．2 定时器的初始化

4．2．3 A／D转换

4．2．4 通讯部分

4．3 线性修正

4．4 温度补偿

4．4．1 传统的温度补偿方法

4．4．2 利用单片机进行温度补偿

4．5 本章小结

第五章 结论及未来的工作

5．1 结论

5．2 未来的工作

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的科研工作及成果