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临床检验仪器学血气分析仪发展及现状

2018.8.08
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韩金龙

致力于为分析测试行业奉献终身

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血气分析仪发展

早期酸碱平衡仪

AstrupRadiometer公司的工程师们合作研制出了酸碱平衡仪,它测定和计算出患者动脉血样的酸碱度pH和二氧化碳分压PCO2

中期手工血气分析仪

1956Clark提出用覆膜极谱电极作氧分压P02的测量,完善了血气参数(pHPCO2P02)的定量测量。

1957Siggarderson等改进了毛细管pH电极,并随后发展成广泛应用的敏感玻璃膜pH电极。同时,Severinghous研究出直接测量PC02的气敏电极。 由电极(pH电极,参比电极,PCO2电极,PO2电极)直接测量样品中的pHPC02PO2值,并通过图表或计算得到血浆碳酸氢浓度HCO3,二氧化碳总量T-C02,碱超BE和血氧饱和度S02等参数的仪器大量涌现,其代表为Roche公司的cobas系列产品。

现代自动血气分析仪

近代血气分析仪都以电极加计算机这种基本格局所构成。计算机配到仪器上使仪器向自动化和智能化方向迈进,仪器可以自动校正,自动进样、自动清洗、计算,显示,打印,并且自动故障检测和报警,甚至提供临床参考诊断意见等 。

血液酸碱度和气体生理学基础

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pH测量原理(血液酸碱度)

血液的pH值为血液的全血或血浆(血液的氢离子)的酸度,即它的氢离子浓度,称作氢离子活性效应和氢离子浓度的产物

pH=-Log(H+)

式中的[H+]指定为氢离子的摩尔浓度。

pH与电压之间的关系可用能斯特方程表示:


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pCO2测量原理

CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-

pH= -lgPC02

image.pngpO2测量原理



O2+2H2O---H2O2

H2O2+2e----2OH-

image.png血气分析仪原理


包含:

液体管道系统、测量室、电极电路、控制系统及后处理电路



传统血气仪流体系统

主要包括:测量仓、蠕动泵、液体气体进样阀、各种管道等组成



现代血气仪流体系统

主要包括:测量仓、蠕动泵、液体气体进样阀、各种管道等组成


W型管路结构紧凑,电极两侧排列,分析箱尺寸小,缺点是电极顶端容易滞留气泡。

水平型管路结构电极水平排放,液体通透性好,缺点是当电极较多时仪器体积大。


血气分析仪的工作原理


电极电路


当样本通过电极,测量到信号时,通过电路的高增益高阻抗信号放大器、比例信号放大器以及多路选择器,最终通过电脑的数据处理,显示结果。

控制系统及后处理电路


电脑程序通过对泵、阀控制以及恒温控制、液位检测来实现仪器的稳定运行。

为了重症病人在一次性测量中,测试血气、电解质、生化项目,所以现在血气分析仪测试项目基本上覆盖了急救医学的所有需要


电极技术发展迅速


免维护保养电极——>离子选择性电极——>酶电极

多种检测技术综合

点状电极、块状电极的应用


电极集成化血气分析仪

将pH、PCO2 、PO2 、K、 Na 、Cl 、Ca及参比电极集成在一块半导体硅晶片上,形成一个个金属点,每个点上覆盖不同的电极膜并在膜内填充电解液,彼此由作为测量通道的沟槽相连通。此硅印刷板每个电极的引线做成金属触点与外部电路相连。



电极集成化血气分析仪


采用密封含气的标准对全部电极(pH 、PCO2、PO2等电极)一次校正,这些溶液(两种校正液、冲洗液、质控液等)、废液袋与电极一起全部密封在金属膜软包装中,封装成一个“电极试剂盒”,大小如同录像带盒。

小型化手掌式血气分析仪



最新血气仪

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