Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

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.

Обслуживание диализной установки требует навыков водопроводчика и специалиста по электронике. Знание гидродинамики и гидравлики очень помогает в понимании работы подобной системы. Для измерения давления жидкостей, расхода и температуры необходимы специальные приборы. Система управления с замкнутым циклом подаст концентрированный диализат, который смешивается с необходимым количеством воды. Контроль расхода диализата и воды основан на проводимости смеси. Проводимость отражает концентрацию раствора диализата. Второй датчик проводимости используется в системе подачи тревожного сигнала для предотвращения подачи неправильного или в несоответствующих пропорциях смешанного раствора в диализатор.

Очень важна температура диализата. Слишком горячий нагреет кровь пациента в диализаторе и может вызвать цепную реакцию в крови с фатальным исходом. Для контроля температуры обычно используются отдельные датчики для управления температурой и для системы подачи тревожного сигнала, которая предупреждает о проблемах в системе управления.

Специальные оптические сенсоры осуществляют мониторинг диализата для выявления крови, которая может пройти через трещины в диализаторе. Другой датчик может использовать ультразвук для отслеживания линии движения крови, чтобы обнаружить пузырьки воздуха, которые могут быть опасными и даже фатальными. При возникновении какого-либо из этих аварийных состояний. линия подачи крови перекрывается и подается сигнал тревоги до того, как испорченная кровь попадет в организм.