基礎醫(yī)學血氣分析儀講

1、血氣分析儀,,血氣分析儀的發(fā)展狀況,一、血氣分析儀的發(fā)展歷史自上世紀50 年代末丹麥的POULASTRUP, 研制出第一臺血氣分析儀40多年來，血氣分析技術一直在急性呼吸衰竭診療、外科手術、搶救與監(jiān)護過程中發(fā)揮著至關重要的作用。隨著科學技術的迅猛發(fā)展，血氣分析儀的各項性能也得到極大的提高?，F將其總的發(fā)展歷程作一簡要回顧。根據血氣分析的時代特點，大致可將其分為三個發(fā)展階段：,,（一）．50年代60 年代這一時期血氣分析儀發(fā)展和應用起步

2、不久，一直處于手動時代，結構笨重（ 約100KKG），所需樣品量大（ 約為45ML），可測定值較少，有PH、PCO2、PO2以丹麥RADIOMETER公司的AME-1 型為代表。,,（二）．70 年代80 年代計算機和電子技術的應用導致血氣分析儀進入全自動時代。由于采用了集成電路，儀器結構得到重要改進，重量降至30KG 左右。傳感器探頭小型化使得所需樣品量降至幾百至 幾十微升，可測量和計算的參數也不斷增多。各公司生產的儀器均實現了自動定

3、標、自動進樣、自動清洗、自動檢測儀器故障和電極狀態(tài)，并自動報警，電極的使用壽命和穩(wěn)定性不斷提高，儀器的預熱和測量時間也逐步縮短。丹麥RADIOMETER 公司的ABL 系列、瑞士AVL公司的AVL 系列等都屬于該類產品。,,（三）90年代以來計算機技術進一步滲透到血氣分析領域，先進的界面幫助模式、圖標模式使操作更為直觀，許多廠家把血氣和電解質等分析結合在一起，生產出了血氣電解質分析儀。軟件和硬件的進步使現代血氣分析儀具有超級的數據處理、

4、維護、儲存和專家診斷功能。為滿足日益增長的PCOT（ POINT-OF-CARE-TESTINGA 即時診斷） 需要，血氣分析儀正朝著便攜式、免維護、易操作的方向發(fā)展。,二、血氣分析儀的新發(fā)展,當今醫(yī)院在病人護理和成本管理方面，對血氣分析技術提出了更高的要求。由于其檢測參數的特殊性，血氣分析要求樣本在采出的最短時間內得到測定，以保證獲得的數據有高的可信度，從而幫助臨床醫(yī)生進行快速準確的診斷并進而及時有效地采取治療。,,血氣和酸堿穩(wěn)態(tài)管理

5、對保證心血管手術的安全有特殊意義。這就要求血氣分析儀能夠進行動態(tài)監(jiān)護血氣和酸堿穩(wěn)態(tài)，準確、綜合地反映出機體心肺功能和組織代謝狀況，因此，這些參數對手術方案的制定、實施和修正有非常重要的意義。,,總之，先進的血氣分析儀能夠大大提高診斷和治療的效率，成為危重病人監(jiān)護室、心臟病人監(jiān)護室、手術室和急診等部門必不可少的裝備，同時也成為實驗診斷科室的良好工具。在繁瑣的血氣分析檢驗過程得以簡化的基礎上，及時、準確的參數測定結果也對血氣分析設備提出了高

6、于傳統(tǒng)血氣設備的新要求。新的需求正是血氣分析儀新的發(fā)展方向。,（一）． 系列化,產品的系列化可以適應不同的需求，加快更新換代的步伐。大量的通用部件，如電極，測量室，印制板，甚至軟件，使得多品種小批量生產能迅速地組織起來。而對用戶來講，可以根據需要隨時向廠家提出更新換代的要求。所以幾乎所有生產廠家都按系列化來進行設計和生產。典型的如美國NOVA 公司，它采用積木式結構，只要將所需部件組合在一起，就成為用戶要求的儀器。系列化發(fā)展并不總是向越

7、來越高級的方向進行。在某些時候，生產一些所謂簡易型儀器，既價廉實用，又去掉一些次要功能的儀器，恰好是開拓與占領市場的有力措施。,（二）．適度微量的樣品量,早期的平衡儀需要幾百毫升的樣品才能進行測量，最初帶微機的ABL-1 型也要400ml 的樣品。近代的血氣分析儀一般樣品量都在100ml 以下，甚至少到27ml。但從趨勢來看，不會再進一步減少。因為在目前測量方式中，不論桿狀或塊狀電極，其測量通道中的殘留液是必然存在的，過少的樣品量會大大

8、地突出殘留液的影響，使測量結果不正確或重復性變差。從另一角度來看，創(chuàng)傷性動脈血采樣不易也沒有必要來控制到微升數量級。此外，過少的樣品易受容器和空氣污染，產生血氣分析特有的分析前誤差。,（三）． 塊狀電極,早期的毛細管pH 電極由于結構復雜和操作不便，逐漸被敏感玻璃膜電極取代，它與參比和PC O2、P O2電極一起以桿狀電極形式安裝在測量管道的側面，這種風行一時的結構帶來了測量室結構復雜的弊病。而電極的大量日常維護工作，如換膜，換內液等，

9、給使用者帶來很大煩惱，影響儀器的正常開機率。據估計，電極故障約占儀器總故障的80% 左右。,,現代科技的發(fā)展使毛細管pH 電極又重新登上血氣分析儀舞臺，新的塊狀pH 電極帶動了其他電極也塊狀化，并借助現代科技使它們成為“ 免維護” 或更準確地講是“ 少維護” 電極。換言之，在其壽命期內基本不需要進行維護。雖然全部電極完全免維護在目前還不能達到，但隨著其不斷完善，塊狀電極無疑是血氣電極今后發(fā)展的主流。,（四）． 功能不斷提高,自動化程度提

10、高并向智能化發(fā)展。現代的血氣分析越來越發(fā)揮計算機的優(yōu)點，達到了全自動的程度，即自動進行一點和兩點校正，自動進樣，自動測量，自動清洗，自動計算，自動顯示結果，自動打印輸出。許多儀器還具有自動監(jiān)測電極漂移，自動故障報警（ 溫度超差，電源故障，軟件運行故障等） 等功能，有的還可在較長時間無樣品時自動轉入節(jié)省模式運行。,,屏幕顯示技術。加大了顯示信息量，可以同時顯示數據、儀器狀態(tài)、故障信息等，還能提示下一步操作動作并可用多層次菜單提供操作者選擇

11、。,,外部計算機聯網功能。配備可與外部計算機通信的標準計算機接口（ 如RS232接口），使儀器能夠方便地與通用型計算機相接。這樣一來，對具有多種儀器的實驗室，就可以由一臺計算機來統(tǒng)一管理和統(tǒng)一進行信息處理，并可將測試結果通過聯網計算機迅速地傳送到所需要的地方。,,數據處理功能。病例資料的儲存便于檢查和資料整理，而質控資料的儲存則便于長期監(jiān)測儀器的性能，甚至可通過質控圖表預知儀器性能變化趨勢，進而防止可能故障的發(fā)生。,,專家診斷系統(tǒng)。它在

12、儀器與臨床之間架設起直達的橋梁。臨床醫(yī)生不必再化費精力去分析那些數據，可直接按圖形和診斷意見的提示進行處理。這特別適用于對血氣分析，技術不熟悉的臨床醫(yī)生。動態(tài)圖。通常按一次測量結果來作為指導臨床的依據，這在很多情況下往往不夠全面。通過若干次測量后作出的動態(tài)圖來分析，就能連續(xù)動態(tài)地監(jiān)測病情發(fā)展和觀察療效，更充分地發(fā)揮儀器的作用。,,增加電解質測量 。根據血氣結果來判斷病人酸堿狀態(tài)時，特別在代謝性酸堿紊亂中，必須結合其電解質平衡狀況。自然

13、地產生了血氣與電解質合一的儀器，國外有人稱之為“ 急診室系統(tǒng)”。它在一次進樣后，迅速提供有關血氣電解質和酸堿平衡的數據，臨床醫(yī)生立即可依據這些數據結合臨床狀況采取措施。血氣加電解質的多電極測量隨著電極性能日臻完善而逐漸成熟。,,兩個令人感興趣的新技術 （1） 點狀電極。該儀器測量血氣和電解質參數的電極（pH，PC O2、P O2、K，Na，和參比），是在一塊印刷電路基板上的一個個金屬點，每個點滴上電極液并覆以不同的電極膜就形

14、成電極，彼此由作為測量通道的溝槽相連通，再與外部管道相接。而此印刷板插入相應插座使各電極與外部電路相連接。,,（2） 溶液標定。采用密封含氣的標準液來對全部電極（ pH，PC O2，P O2電極） 一次校正。這些溶液（ 兩種校正液，沖洗液，質控液等） 與廢液袋全部是密封金屬膜軟包裝，與電極一起封裝在一個“ 電極試劑盒” 中，大小如同錄像帶盒。,,這些新技術的應用不僅使電極完全免維護，而且擺脫了笨重的鋼瓶，使儀器可以移動到所需的任何地方，

15、如手術室或病床邊，甚至可以隨身攜帶，這近乎完美的儀器給血氣分析儀今后的發(fā)展指出了方向。,,采用的技術是在80年代提出的。它不是采用電化學分析而是采用光化學傳感器得到血氣數據值。這些傳感器測量血樣對光的吸收、反射和散射的程度。它們可以被放在光纖中，通過傳統(tǒng)的動脈導管，放入病人的動脈中，與動脈相連。因為這些傳感器置于連續(xù)的血流中，不需采集血樣，可提供真正的實時監(jiān)測的血氣數據。,,首先點狀電極性能目前不夠穩(wěn)定，壽命較短（ 每個電極試劑盒只能測

16、幾十個樣品）。 其次，它缺少人體主要陰離子CL-（ 氯） 的測量，在臨床應用中有所欠缺。 再者，作為一次性消耗品的電極試劑盒成本較高。,血氣分析儀發(fā)展方向,采用傳統(tǒng)的氣液雙重定標法，利用內置定標氣和定標液進行有效定標，保證了測定結果的準確性。 采用專利微型平板感應技術。各種電極集成為一平板電極，具有面積小、免維護、可靠性高、無需氣體鋼瓶進行校正等特點。,,一體化分析包設計。既將所有的電極、定標氣、定標液、廢液包等都設計包含在一個可

17、拋棄型的分析包內，當分析包使用完畢后這些元件也隨之拋棄，中間無須更換任何元件，因此無需維護措施，做到了真正意義上的免維護，減少了操作者的工作量和維護所帶來的不便。同時這種包含了廢液池在內的拋棄型分析包設計也大大降低了血液樣本對操作者的生物危害性。,,快速的檢測時間。10 秒即可得到檢測結果，數據精確度高，與傳統(tǒng)血氣分析儀有良好的相關性。 具有多種全血檢測項目。pH、PC O2、P O2、Na+ 、K+ 、Ca2+ 、HEC、GLU、L

18、AC、等，并計算出HCO3-、 TC O2、 S O2等參數。如果醫(yī)院想要增加電解質或代謝物的測試項目時，只要選擇增加電解質或代謝物的分析包即可，無須更換機器或對原有機器進行升級。,,血氣分析作為一項重要的檢測技術正在與先進的計算機技術密切結合，不斷進行技術創(chuàng)新，相信在不久的將來，血氣分析儀會有飛躍式的發(fā)展，它將以適宜床邊診斷的形式，為監(jiān)床提供更好的輔助診斷服務。,血氣生理學基礎,血氣是指血液中所含的O2和CO2氣體。血氣分析是評價病人

19、呼吸、氧化及酸堿平衡狀態(tài)的必要指標。它包括血液的pH、PC O2、P O2的測定值，還包括經計算求得如TC O2、AB、BE、STAT O2、CONT O2等參數。血氣分析的有關數據對臨床疾病的診斷和治療發(fā)揮著重要的作用。,,氧在血液中的存在形式有兩種：一是物理溶解，只占總數的4% ，二是與血紅蛋白（Hb） 結合成HbO2，這部分占總數的96% ，可見氧在血液中主要是以和血紅蛋白結合形式存在的。我們通常用血氧飽和度來表示，正常人為：動脈

20、0.93～0.98，靜脈0.6～0.7。血氣分析中測量的氧分壓（PO2） 是指血漿中物理溶解O2的張力，其參考范圍在10.66～13.33KPA（ 即80-100mmHg）。,,二氧化碳CO2在血液中的存在形式有三種：一是物理溶解，占總量的7.3%；二是與血紅蛋白（Hb） 結合成氨基甲酸血紅蛋白，占總量的24.4% ；三是與水結合形成H CO3- ，占總數的68.3% 。血氣分析中測量的二氧化碳分壓（ P CO2） 也是物理溶解于血

21、漿中的CO2 張力，其參考范圍在4.65～5.98KPa（ 即35～45mmHg）。,,人體血液氣體的生理變化過程是這樣的：正常人血液中H+濃度增高（ 即pH 變低） 或CO2分壓增高時，Hb與氧親合力降低；H+ 濃度降低（ 即pH變高） 或CO2分壓降低時，Hb 與氧親合力增高。當血液流經組織時，因細胞的PH比血液低，而CO2分壓較血液高，有利于HbO2釋放O2，同時又促進了H+和Hb、CO2的結合。,,當血流經肺時，肺泡的O2分壓

22、高，HbO2的生成促使Hb 釋放Hb 和CO2，同時CO2呼出也有利于HbO2的形成。這就是血液氣體的生理變化過程。正常情況下，人體的這些氣體和血液中的酸堿度（ pH） 等指標都處在一定的生理范圍之內，一旦超出了正常范圍，就說明人體發(fā)生了病變。,人體血氣酸堿生理指標常用參數,,,血氣分析儀基本結構,血氣分析儀（BLOOD GAS ANALYZER），是用來測量血液中的酸堿度（pH）、二氧化碳分壓（PCO2） 和氧分壓（ PO2） 的儀器

23、。由于該儀器分析快速、準確、可靠，從而為病因的分析和制定治療方案提供可靠的、科學的依據，因此，目前它已是當今醫(yī)院中不可缺少的高擋檢驗設備之一。,,生產血氣分析儀的廠家很多，型號也很多，自動化程度也不盡相同，但是，各種儀器的結構組成是基本一致的，一般包括電極（ pH、PC O2、P O2）、進樣室、C O2空氣混合器、放大器元件、數字運算顯示屏和打印機等部件。,一、電極系統(tǒng),電極是血氣分析儀信號拾取部分。一般血氣分析儀使用四只電極，它們是

24、pH 極、pH 參比電極、二氧化碳分壓電極（ PC O2） 和氧分壓電極（ P O2）。電極部件十分貴重，工作時對其要加倍小心，并注意對電極的保養(yǎng)，以延長其壽命。不同廠商生產的電極的大小、尺寸各不一樣，它們之間都不能通用，但是，它們的工作原理是相同的，結構也類似。,離子選擇電極,利用各種活性膜直接測量溶液中特定離子濃度的電極叫離子選擇電極。簡稱ISE。它能選擇性地響應待測離子濃度而對其它離子不響應，或響應很弱，其電極電位與待測離子濃度的

25、對數呈線形關系，即遵循能斯特方程。其響應機制是由于在相界面上發(fā)生離子交換和擴散，而非電子轉移。,離子選擇電極的分類,玻璃電極：這類電極的使用和保存比較簡單，而且易于制成不同形狀以用于特殊場合。但內阻較高、選擇性不太理想并局限于一價離子等缺點。壓片膜電極：將膜片用適當的黏合劑黏結在玻璃管一端，管內填充溶液，插入內參比電極即構成離子選擇電極。,,單晶膜膜電極：電極膜是由難溶鹽的單晶制成。此類電極具有很寬的濃度適應范圍。非均相膜電極：由難

26、溶鹽的沉淀作為電極膜的活性材料，均勻分布于惰性材料中，制成電極膜。,離子選擇電極的特點,直接測定。不需要對樣品做稀釋及其他處理。選擇性強。特別是酶電極的出現，進一步提高了這種方法的選擇性。響應快，測量迅速。一般只需十幾秒即可完成。,,適應性強，應用廣泛?？梢詽M足不同環(huán)境的要求。所需樣品少。僅需幾十微升的樣品。其它優(yōu)點。還具有總體價格低廉，攜帶方便以及容易實現儀器微型化等特點。,（一）pH電極和pH 參比電極,血氣分析儀中所使用的

27、PH 電極和pH參比電極與酸度計中所使用的電極基本一致，它們共同完成對pH值的測量。pH電極是利用電位法原理測量溶液的H+ 濃度。,,血氣分析儀上所用的玻璃電極有平頭型和毛細管型兩種，但多數為平頭型的。因為在血氣分析儀中，為了一次進樣獲得多項參數，一份樣品要經過好幾個電極，采用平頭型電極可方便樣品流動。兩種實用的電極，即玻璃電極和甘汞電極。,（二）．PC O2電極,PC O2電極是一個氣敏電極。電極前端有一層半透膜，它只允許C O2氣體

28、分子通過，而阻止其他氣體分子和離子通過。薄膜的材料多用高分子有機化合物制成。,PC O2電極示意圖,,,PCO2電極內有玻璃電極和參比電極（Ag/AgCl），這兩電極被封裝在充滿碳酸氫鈉（NaHCO3)、蒸餾水和氯化鈉（NaCl） 溶液的外電極殼里，當電極的端部插到樣品室壁時，溶解在血液樣品中的CO2通過半透膜擴散進入電極殼內。擴散一直進行到樣品和電極殼里的CO2濃度相同為止。 CO2+H2O←→H2CO3←→H++ HCO3-,,樣

29、品液中二氧化碳含量越高擴散到電極殼里的二氧化碳越多，生成的碳酸越多，從而使溶液的PH 值下降也越大。電極殼里的玻璃電極和參比電極將此pH 的變化測量出來，這樣就間接地測得了PCO2的高低。 在使用前，必須使用兩種已知CO2氣體對儀器進行校準。一般是采用大氣中的空氣和純CO2兩種氣體，按一定比例混合產生。,（三）．PO2電極,PO2電極也是個氣敏電極，氧的測量是基于電解氧的原理而實現的電極前端為一允許O2分子通過的透氣膜。電極殼內由一個

30、鉑陽極和一個銀/氯化銀（Ag/AgCl） 陽極浸在電解溶液中。內充電解質溶液由磷酸二氫鉀（KH2PO4）、磷酸二氫鈉（ NaH2PO4）、氯化鉀（ KCl） 和蒸餾水組成。,PO2電極結構圖,,,KH2PO4和NaH2PO4可穩(wěn)定電解液的pH 值。KCl可增加電解液的電導，并參與離子導電。在兩極之間加有0.7V 左右的極化電壓。在極化電壓的作用下，進入內充液的氧被電解。電極上所發(fā)生的反應為： 陰極反應：O2+2H2O+4e→4OH-

31、電解質反應：KCl+ OH-→NaOH+Cl陽極反應：Ag++Cl-→AgCl+e-,,此電解電流的大小正比于氧分壓PO2的高低。即通過電極的轉換，PO2的高低便轉換成了電流的大小。PO2電極產生的電流很小，通常只有幾十納安（10-9A）。所以PO2電極所配的放大器為高輸入阻抗、低噪聲的微電流放大器。,,當PO2的值為零時，電路中電流并不為零，也有一個微小的電流值，通常稱其為基流。校準PO2電極時，也采用兩種氣體。先用不含氧的純CO

32、2氣體通過測量管，將電路中的基流調為零。然后，用第二種標準氣體去測定PO2，便可得出PO2和電流的標準曲線。,二.管路系統(tǒng),管路系統(tǒng)是血氣分析儀測量樣品的通路，它在微機的控制下，能夠自動完成氣體和液體的定標，自動完成樣品的測量，以及自動完成對電極和通道的清洗過程。管路系統(tǒng)比較復雜，它通常是由氣瓶、液瓶、管道、電磁閥、泵、以及轉換裝置等部分組成。在實際工作中，這部分出現的故障也是最多。所以一定要注意對管路系統(tǒng)的了解。,,,,恒溫測量室是整

33、個儀器的心臟，也是管路系統(tǒng)的中心，四只測量電極就安裝在上面。為保證儀器的準確性，測量室嚴格恒溫，保證電極、管道及所有進入的液體、氣體均恒溫在37℃±0.1℃，其內部設有溫度傳感器、加熱器、過溫開關和液位檢測器。為了向測量室抽吸樣品和定標液，一般血氣分析儀均采用蠕動泵來吸液。,,我們知道，參比電極內充有KCl溶液，當套內的KCl 溶液揮發(fā)或被污染后，就需要更換。很多血氣分析儀采用自動更換KCl 液體的方法，即在KCl 瓶內加以正

34、壓，靠壓力將KCl液體送入參比電極套內。,,沖洗泵通常采用真空泵產生的強大負壓，使沖洗液快速沖洗管道。轉換器完成各種液、氣路轉換。它是在微機的控制下， 使不同的電磁閥通或斷，從而讓不同的液體或氣體按預先設置好的程序進入測量室。它的一邊接有各種氣體和液體管路，另一邊是液體或氣體的出口。,,緩沖液｜、Ⅱ用于pH 定標，定標氣1、2用于PCO2、PO2定標。每種氣體中含有不同比例的氧和二氧化碳。一種含有5% 的二氧化碳和20%的氧；另一種含1

35、0% 的二氧化碳，不含氧。氣體經過減壓閥減壓后，首先經過濕化器，飽和濕化后（ 同時也起凈化作用），再經過預熱器將定標氣體加熱到37℃，再經轉換器送到測量室中，對PCO2、和. PO2電極進行定標。,,濕化器的結構很簡單，通常是一個帶有進氣和出氣孔的小容器，容器里裝有一半左右的蒸餾水。定標氣體從容器的下部輸入，以氣泡的形式從水中冒出。這樣容器上方的定標氣體中的水蒸汽便是飽和水蒸汽了，且水蒸汽產生的壓力為恒定值。這樣，定標時，只要從總的壓力

36、中減去飽和水蒸氣的分壓，再乘以某種氣體的含量，便是該氣體的分壓值。,三.工作原理,,,被測樣品在管路系統(tǒng)的抽吸下，被抽進樣品室內的測量管。測量管的管壁上開有四個孔，孔里面插有pH、PCO2和PO2三只測量電極和一只參比電極。待測液進入測量管后，同時被四個電極所感測。被電極轉換成pH、PCO2和PO2三項參數所對應的電信號。,,這些電信號分別經放大、模數轉換后，送給儀器的微機單元。經微機處理運算后，再分別送到各自的顯示單元顯示，或打印機打

37、出測量結果。微機還控制測量室溫度的高低和管道系統(tǒng)的動作。,,為了減少樣品量，測量毛細管做得很細，測量過程中，如果操作不當，很容易引起毛細管的堵塞，因此要注意正確的使用方法和維護保養(yǎng)。因電極的轉換穩(wěn)定性隨溫度變化非常敏感，所以測量室處在一個恒溫系統(tǒng)中。恒溫系統(tǒng)通常是將一塊鋁塊開槽、打孔后，裝人溫度加熱器、溫度感測裝置和透明的測量毛細管。由于是靠金屬導熱的，整個金屬塊就是一個恒溫體。所以固體恒溫式的加熱速度快，熱均勻性好。測量室的溫度通常

38、恒定在37℃。,AVL-995型血氣分析儀,AVL-995型血氣分析儀是一種全自動、性能較好、分析準確、操作簡便的先進儀器。AVL-995 型分析儀是改進發(fā)展的較新型儀器。由于該機樣品用量小、試劑消耗量也很少，而且電極的使用壽命較長，并且AVL的各種型號血氣分析儀的電極、試劑等消耗品均可互換等優(yōu)點。,,該機對全血進行pH值、二氧化碳分壓PCO2和氧分壓PO2測量；根據測量出的這三個參數，再結合儀器自身測出的當地當時大氣壓值，由鍵盤輸入的

39、病人血紅蛋白值，體溫和FI O2值計算下列各項數值： 全血剩余堿（ BE）、細胞外液剩余堿（ Bfeef）、緩沖堿（BB）、總二氧化碳（TC O2）、實際碳酸氫鹽（HC O3-）、標準碳酸氫鹽（ST. HC O3-）、標準酸堿度（ST. pH）、氧氣含量（O2CT）、氧氣飽合度（ O2Sat）、肺氣泡/動脈氧梯度（ Aa-D O2）、氫離子濃度（CH+ ） 等11 項參數。,,儀器工作時氣源僅使用二氧化碳氣體和壓縮空氣，由氣瓶和壓縮機提

40、供，并消耗量少，降低了檢驗成本。AVL-995 型血氣分析儀主要由電極、管路和電路三大部分組成，關于電極，本章已有詳細介紹，下面主要介紹它的管路和電路。,一、管路系統(tǒng),管路部分用于電極的定標、測量、沖洗及抽取標本血樣。它由測量室內的測量毛細管、轉換器、真空泵、蠕動泵、氣體管道、液體管道等組成。,,,（一）.測量室,測量室是一固體鋁塊，測量毛細管位于測量室內，是一根透明的細塑料管，管壁上留有四個小孔，分別用于漏出參比電極、pH電極、PC

41、O2電極和PO2電極的端部。在毛細管上還設有四個樣品接觸探測器頭，檢測取樣情況，測得樣品所到達的部位，發(fā)出信號給微機，完成取樣過程。測量室內還有加熱器和溫度傳感器，即為一熱敏電阻，以便測量室內保持37℃的恒溫，一旦溫度超出規(guī)定范圍，傳感器立即反饋信號到溫控電路，使停止或開始加熱。電極對溫度非常敏感，溫度不同，電極的轉換效率就不同，為保證轉換精度，即保證測量數值的準確性，溫度變化控制在±0.1℃ 之間。,（二）.轉換器,轉換器為

42、上面有七個圓孔的塑料圓盤，它將所有的管路和測量毛細管聯接起來，以便使定標液、沖洗液、定標氣體、標本能進入測量毛細管。轉換器上從左到右這7個孔分別為：一是備用孔；二是封閉位置，在此位置時，如果轉換盤落下，可以將進樣口蓋住，即封閉住，三是清洗位置（ 清洗液出口）；四是緩沖液2出口；五是緩沖液1的出口；六是定標氣體的出口；七是沖洗水位置。轉換器上共有十四個位置，前七個位置是為了向測量室流入液體、氣體，后七個位置為從毛細管流出的通道。轉換器可以

43、正轉，也可以反轉，由程序控制微機發(fā)出信號來驅動電機實現轉動。,（三）.真空泵、蠕動泵,血氣分析儀內部的兩個泵，用來完成儀器的定標、測量、沖洗。真空泵用來抽負壓，使廢液瓶內維持負壓，靠此負壓去吸引沖洗液和干燥空氣，用于沖洗和干燥測量毛細管。真空泵還用于濕化器的快速充液。,,蠕動泵在定標時用來抽取緩沖液（Buffer液） 到測量室。而測血樣時用來抽樣品，蠕動泵有快慢兩擋速度，用緩沖液定標和測量時，當樣品還未到達測量室時，蠕動泵快速轉動，當樣

44、品到達測量室內時，蠕動泵變?yōu)槁俣绒D動，以便確保樣品能夠充滿測量室而且沒有氣泡；同時蠕動泵抽出沖洗液充滿濕化器。濕化器出口部分裝有水位傳感器，用于保證濕化器水位恒定。,（四）氣路系統(tǒng),管中的氣路部分，由外接氣源提供氣體。外接氣源為一臺空氣壓縮機和二氧化碳CO2氣瓶，壓縮機提供406～608KPa（4-6個大氣壓力） 的干燥壓縮空氣。在氣體混合器中，壓縮空氣與二氧化碳氣體混合均勻，產生出合適比例的定標氣。此混合氣還用來向參比液瓶中加壓，使

45、氯化鉀溶液流入到參比電極中，并維持一定的滲透壓。在氯化鉀管路的管嘴部分有一個小孔，用于釋放系統(tǒng)中過高的壓力。,,混合器送出不同比例的氣體，供PCO2電極和PO2電極定標，在氣體輸入管線上有壓力傳感器，檢查監(jiān)測氣體壓力，使其確保恒定?；旌掀鞒隹谔幵O有兩個壓力傳感器；CO2和壓縮空氣的入口處設有一個壓力傳感器。各處氣體壓力若低于或者高于要求，儀器報警，停止工作，直到壓力合適為止。,,混合氣體1（ 含有氧氣O219.8% 、二氧化碳CO25.

46、5%） 先進入濕化器中濕潤；濕化器中裝有37℃的水，當壓力較高的干燥氣體由水的下部注入，變成一個個的小氣泡從上冒出，這樣一來，氣體便是飽和濕化的濕潤氣體，流入到測量室里供電極作氣體定標用。氣體之所以要經過濕化，是為了保護電極，提高電極的轉換效果，延長其使用壽命。,,混合氣體2（ 含9%～11% 的CO2） 由氣體混合器的下部送出，經氣閥、加熱管送往轉換器，僅用在PCO2電極兩點定標時，由轉換器上的出氣口送往測量室，一般儀器在6～12小時

47、之間，定一次標。氣體通過加熱管是將其溫高升到37℃，加熱管是一根通有2V電壓加熱絲的塑料管。,,用氣體定標時，其流程為：氣體1 或2→加熱管一轉換器位置6→進樣口→測量室→蠕動泵→廢液瓶此時，混合氣體在測量室被PCO2和PO2電極持續(xù)檢測。,（五）． 液路系統(tǒng),液體管路系統(tǒng)主要由裝各種液體的容器、連接管道、電磁閥以及兩個泵組成。用緩沖液進行定標時的流程為：緩沖液1或2在蠕動泵的抽吸下，經過轉換盤位置5或4由進樣口到達測量室。,,沖洗

48、時，在廢液瓶中負壓的抽吸下，液體流經：沖洗液→轉換器位置7→進樣口→測量室→蠕動泵→廢液瓶從而，完成對測量室以及整個管道的沖洗。每次兩點定標之前，儀器自動用清潔液對測量室清潔一次。這一過程是在蠕動泵的抽吸下進行的，其過程是：清潔液→轉換盤的位置3→進樣口→測量室→蠕動泵→廢液瓶,,測量時，轉換盤停在缺口處，樣品從進樣口輸入，在蠕動泵的抽吸下進入測量室。在AVL995血氣分析儀中，所有裝液體的瓶子蓋上，均裝有液面檢測傳感器。當緩沖液

49、瓶、參比液瓶和沖洗水瓶內的液體僅夠做10 個血樣的測試時，儀器的面板上會出現警告（ Statu閃爍），此時需更換新的液體。如不處理，面板上呈現報警（Statu常亮）并停止工作。,,廢液瓶蓋上的傳感器是在廢液瓶快滿時發(fā)出警告信號，提醒工作人員及時倒去廢液，儀器才工作。廢液瓶中還設有一個壓力傳感器，當真空泵所產生的壓力不夠時，儀器屏幕顯示無真空（NO VACUUM） 警告并停止工作。直到真空壓力正常為止。,,儀器的各個電磁閥和真空泵的線包內

50、部都安裝有一個熱敏電阻，作為過熱檢測器，當線包內的溫度過高時，屏幕顯示：電磁閥過熱（VALVE SOVERHEAT） 并停止工作，以保護電磁閥。在儀器門上裝有門的位置檢測器，門的內壁涂有導電漆，在定標和測量時要求門要關緊，防止電磁干擾。若門沒關緊，儀器發(fā)出報警，提醒操作人員關緊門，否則機器不工作。,樣品檢測器示意圖,,,在測量室毛細管的右邊和內部設有K1、K2、K3和K4四個樣品接觸檢測器， K1 和K2位于測量室右側，K3 位于PO

51、2和PCO2電極之間，第四個檢測器由參比電極兼任。,,用毛細管進樣時，血樣到達K1 時，不發(fā)信號，在血樣蓋住K2 和K4時，儀器開始自動測量。在血樣不足40µL 但多于25µL 時，在K2和K3之間充滿了血樣，儀器發(fā)出聲響，進行微量樣品測量。若樣品少于25µL，血樣不能接通K2和K3， 屏幕顯示無血樣（ NO SAMPLE）， 自動沖洗返回到準備（ STANDBY） 狀態(tài)。取樣時血樣到達K2 前，蠕動泵快

52、速轉動，樣品到達K2即為慢速，血樣一旦到達K4即參比電極時，蠕動泵停上轉動，儀器開始分析。,電路系統(tǒng),各部分的電信號均通過導線送到母板上，再由母板輸出到各執(zhí)行機構。,,,,前置放大器，是將pH、PCO2和PO2電極檢測出來的信號進行預放大后，再經母板送到模擬電路板去。母板還輸送許多控制信號，使數字電路板、接口電路板與真空泵信號、蠕動泵、熱敏打印機板、電源板、轉換器系統(tǒng)、鍵盤、門開關、測量室上的各檢測器件，各電磁閥的各種信號相連接。電源板

53、、熱敏打印機控制板、模擬電路板、數字電路板即計算機板和接口電路板。這五塊板直接插接在母板上，完成整機信號處理、控制。,,（一）. 模擬電路板模擬電路板的作用是放大由前置放大器送來的pH、PCO2和PO2信號。還有供各運放用的±12v 穩(wěn)壓單元和+10×(1±0.01)v、-8.14×(10.02)v的參比電壓。還有壓力計單元，測量室溫度控制單元、調節(jié)定標氣體1、2信號的電位器，進樣狀況檢測信號處

54、理單元、各液面高度檢測器、空氣、CO2壓力檢測器和真空度檢測器送來的信號的處理單元?？傊?，該板接收、處理所有的模擬信號，濾掉干擾，并將各種信號放大到需要的倍數。,,（二). 數字電路板該板主要由三部分組成，CPU 單元， 模/數轉換， 外圍設備。20、40、72K 只讀存儲器EPROM 用做地址驅動、控制地址編碼和開關啟動。模擬信號經過16通道模擬開關選通后，由模/ 數轉換器ADC電路轉換成數字信號，送到CPU的外圍設備，將ADC 電

55、路輸出的并行信號變成串行信號，以便CPU處理，計算后再送到顯示器和打印機，將結果顯示或打印出來。,,(三). 接口電路板此板包括CPU接口，外圍接口和總線接口。CPU 接口由地址、數據、控制總線驅動器、地址編碼邏輯開關和重新啟動開關等組成。外圍接口控制顯示、打印機與微機之間的信息交換，并控制鍵盤及pH、PCO2和PO2信號的選通等?？偩€接口通過緩沖器與數字電路板相聯。數據線和地址線均是由高電平控制讀取。,,（四）. 熱敏打印機控制板

56、此板包括電源及信號控制兩大部分。來自電源變壓器次級的交流22V電壓，經該板上的電源電路變成穩(wěn)定的直流電壓+18V，供本板和打印機使用。微機發(fā)出的打印信號到該板，由控制部分放大、發(fā)出信號驅動熱敏打印機工作，完成全部資料的打印。,,（五）. 電源板 由開關電源提供. + 18V、+24V、+5V直流電，供給上述幾塊板作工作電源，并為測量室提供. 20V電壓用于加熱，維持測量室恒溫。 為電磁閥提供 + 28V、+45V 電壓。為步進電