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概述
人工肾透析机执行大多数，但不是全部，谁的病人有长期或临时的肾功能衰竭肾功能。 该机器使用血液透析，以净化血液，平衡的成分。有了这个过程中，病人的血液循环通过其所在过滤和机器 平衡 的电解质，pH值，浓度和液之前被返回给患者。 其中肾功能衰竭常见的问题是保水，因此它是常见的过程中删除从患者的血液流体几品脱。
有两种基本类别的透析机：临床单位，通常由经过培训的技术人员操作柜大小的机器，和家庭使用的透析机，它体积较小，有时可移植的。
通常情况下，与肾功能完全丧失的患者需要访问该诊所至少每周三次，花大约连接到本机四个小时。 随着家用机，病人有更多的调度透析的灵活性，他们可以透析更长时间和更频繁。 因此，家用机越来越受欢迎，因为它们提供更大的方便和更好的临床结果。
（图片） FDA监管的医疗设备
透析机医疗设备的设计和制造是由美国食品和药物管理局（FDA）监管。 这意味着，他们的设计和建设必须遵循准确记录过程，其性能必须符合严格的文档，开发测试，生产测试，现场维护的要求。
该设备还必须包含全面自检和故障显示功能，这需要额外的电路和元件，包括自检功能的使用。
漏电的患者是一个重大的问题。 医疗设备开发商必须满足IEC 60601-1电气医疗器械产品的安全标准的要求。
鉴于所需的时间和费用，以达到FDA的批准，制造商必须确保系统组件的长期可用性。 因此，重要的是要选择一个与客户为导向的政策，以确保终止该系统组件将被使用了很多年的供应商。
医疗客户依靠美的产品，因为多年来，我们谨慎地避免停止部分。 我们知道如何毁灭性的产品停产，可以给客户，所以我们努力工作， 转移 到新的一些产品的生产线，建立 晶圆 缓冲区，允许最后一次购买，或开发升级的设备。 很少Maxim产品曾经被终止，而需求依然存在。 美中止政策是我们的同行中最灵活的供应商公司之一。
一般操作
体外循环
病人的血液不断从动脉泵，大静脉，手术或修改的静脉，使血液流速高。 它的压力进行监控上游，从血泵蠕动起伏- tream。 在血液进入透析器，肝素被添加，以防止凝血。 注射泵是用来提供精确控制率在肝素。
血液透析器，然后进入它跨越了另一边透析液大表面积，通过半透膜。 保持一个压力梯度穿过细胞膜的化合物，以确保适当的流出来，进入血液。 经过清洗和透析器内的平衡，血液是通过空气陷阱，以消除任何气泡，然后才返回给患者。 一个气泡传感器可确保无气泡存在。
血压，氧饱和度，有时红细胞压积水平（血细胞浓度）是监测机器的正常运行，确保患者安全。 为了获得最大的效益，不断注入新鲜的透析液通过透析器在运行过程中。
透析液电路
在临床上，透析液通常是预混，以便直接使用适当的浓度。 在家庭单位，使容器的大小下来，透析液浓缩形式通常用于与灭菌机水稀释。因此，家庭单位必须包括热水器，阀门，泵，传感器和执行这些额外的步骤等。 为了降低功率家单位消费，透析液配制过程中往往进行提前，分别从透析。
这两种类型的机器功能，包括添加碳酸氢盐缓冲液的透析液。 此子电路包括额外的泵，阀和传感器。
消毒电路
经过透析过程中，机必须清洗和消毒。 规定是在关闭的管道进入一个循环电路和系统运行通过生理盐水和/或无菌水冲洗带走所有的杂质。
民政单位的特殊要求
对于一般的方便，家庭系统体积较小，有时可移植的。 由于他们需要透析液配制附加功能，为小型，紧凑的设计需要的是在临床机器增加。
低功耗也是重要的家庭透析单位。 早期的系统往往需要重新布线，使家庭比一个典型的110V交流电源分支电路15A的能力等等。 今天，低功耗设计可以消除对这些昂贵的修改需要。
而在治疗结束消毒周期也是一个耗电的过程。 为了实现在合理的时间内所需的加热，电池或超级电容器包括提供短期高功率能力，以补充电源线需要。 当线的用电量低于15A的限制下降，电池或超级电容器充电。（图片）
关于Maxim推荐的透析机方案，请访问： www.maxim-ic.com/dialysis 。
操作员控制
显示和背光。 临床透析机通常有比较大的显示器（约一台计算机的屏幕大小），而家单位都小得多显示。 现代的机器一般采用图形用户界面（ GUI 的易用性）。 他们用液晶显示器代替阴极射线管（液晶显示器），（ CRT ）显示器，以减轻重量和功耗。
Maxim供应 LVDS 串行解串器和独特的适合 液晶 面板。 这些解决方案涵盖广泛的位宽（从1到27），速度高 达2.5Gbps。 他们可以在不同的逻辑电平转换（如从LVCMOS到LVDS），以确保视频处理器之间的接口和显示模块的兼容性。
一个完整的产品组合提供给平衡， 多元 ，缓冲和电平转换的需要，以确保信号的完整性这些接口。 例如， MAX3803 可以平衡LVDS，PECL 或 CML 信号高达3.2Gbps的补偿高达40英寸的FR4电路板材料，从而保证了在其中显示距离远的图形处理器系统中的数据正确显示。
无论是需要使用背光冷阴极荧光灯（ 冷阴极荧光灯 ）或高亮度白光LED。 Maxim提供两种类型的背光驱动。 可用的功能包括扩频时钟，以减少 电磁干扰 （EMI）和宽调光比，支持的环境照明情况的范围。 随着美的环境光传感器等使用 MAX44009 ，具有人眼的响应，显示亮度 可以通过一个闭环控制系统自动调整到不断变化的光线条件。
触摸屏幕和键盘。 Maxim提供的键盘扫描仪，包括设备，允许多个同时按键等。 在许多应用中，键盘被触摸屏所取代，从而可以提高用户体验时，一个直观的图形用户界面配对。
在触摸屏应用，设计人员必须考虑使用电阻式与电容式触摸屏幕上的权衡。 如果有多个接触是被允许的话，电容式触摸屏是必要的。 如果只单点触摸输入是必需的，电阻的方法有几个优点。 例如，电阻触摸屏是在显示器，引人注目的是超过几英寸的成本的原因。 美有几个新的和更聪明的电阻和电容式两种类型进行接触管理职能，减少对管理此接口处理器的负担触摸屏控制器。
病人连接
对于基本的透析，对病人有没有电气连接。 然而，一些透析机监控，如心率，生命体征 温度 和呼吸率，除了病人的血压。 由于这些功能是不特定的透析过程中，他们将不会讨论进一步在本应用笔记。
数据接口
透析过程中的一个运行为每一个病人会议记录保持电子并在许多方面使用。 透析机可以包括 USB ， 以太网 ，以及各种 串口 （ RS - 232，RS - 485， RS - 422 等），以传统的医院信息系统的接口。 无线 （如Wi - Fi ®技术）接口，还可能包括直接连接到无线网络医院。
数据卡插槽也可在一些设计。 这使患者携带个人医疗上存储，使机器的许多参数的自动设置信息的ID卡。
机制
泵， 蠕动泵通常用于驱动机器的各种高容量液体使用：血液，透析液，水和盐。 该型泵是非常方便，因为它不直接接触液体。 相反，灵活的管段运行机制，通过泵它是由辊压缩流体向前推进。 这些泵需要大量的电力，并通过直流或交流电机驱动的变速控制。 必须提供电子手段，以确保电机在所需的速度转动。 Maxim的霍尔效应传感器，让一个完全独立的信号采摘从实际轴旋转，可用于冗余用完，如果电机已经建成了如肝素，注射泵机制，降低音量流体英寸霍尔效应传感器是常用的一个小步进电机或直流电机驱动。 适当的机制，推进精确的测量是必要的。
阀。 与电子驱动的几个阀门需要在机器，让变量混合比例。 不同的实现是可能的，从简单的开/关通过螺线管驱动精度变量位置由步进电机驱动阀门或其它方式阀门。
传感器。 透析机需要许多不同类型的传感器监控各种参数。 血液在不同点在体外循环，透析液的压力，温度，O压力 2 饱和，电机的转速，透析膜的压力梯度和空气都监测透析过程中正确的价值观。 除非他们有数字输出，传感器的 模拟 信号必须被放大，过滤，然后再发送到数字化 控制器 。 这些传感器需要的范围内 ADC 对其准确性取决于关键性的决议，以及采样的响应速度范围所需的时间而定。
清洗系统。 医患之间的会议，任何重用组件必须进行消毒。 一种方法是加热水或生理盐水到高杀菌温度，然后通过机器上运行都通过体外循环，并通过透析回路。 不管清洗模式时，机器可能需要额外的驾驶正确操作和监控。
加工
微控制器， 由于输入信号进行监测和泵和被控制的其他机制的大量数量众多，其中许多功能与执行该系统的部分专用微控制器。 控制整个系统将是一个主处理器运行一个完整的操作系统和图形用户界面的能力。 控制器之间的通讯需要发送数据，命令和警报。
故障保护电路。 与自检和故障报告功能IC是非常维持在单一故障条件患者安全有效。 其他监控电路通常用于监控电源电压，而 看门狗 电路是用来确保微处理器的运作在一定范围内仍然存在。 这两种声音和可视报警时提供警告，提醒用户需要或故障的情况发生。
电源
由于透析过程持续时间长，所有的透析设备交流线路供电。 标准AC - DC转换器满足医疗安全标准是就业。 由于功率器件的各种要求，各种 电压 轨需要在不同功率水平。 具有多输出开关稳压电源系统是需要有相当数量的 线性 调节在对噪声敏感的精密电路负载。
安全法规要求的电源电压，温度和电流自我监督。
过压和欠压检测器是常见的。 由于更高的功率水平，主动冷却需要使用不同的地点风扇和温度传感器。
家用机包括水杀菌能力，这可能需要更多的电力比从一个标准15A插座可用。 因此，电源必须限制从AC线路的电流，并能够在增加 并行 从电池功率（或超级电容器）。
电池管理
如上所述，家用透析机需要包括电池（或超级电容器），以补充电源的输出功率时，加热杀菌水。 这些必须收取尽可能和燃料衡量指示足够的能力时可进行水的灭菌过程。
9/19/2011
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