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由于患者樣本和試劑通常是液體形式的，如樣本（血液、唾液、尿液等）、試劑、緩沖液和洗滌液等，因此診斷儀器中的關鍵功能部件主要是負責流體處理和控制的部件。在分析過程中，準確可靠地將流體在整個系統(tǒng)中移動是醫(yī)療診斷設備系統(tǒng)設計人員面臨的主要挑戰(zhàn)。
近年來，應用到醫(yī)療診斷中的流體系統(tǒng)的研發(fā)趨勢是處理精度越來越高，而液體量越來越少。制造商開發(fā)臨床分析儀或家庭護理產(chǎn)品時更注重產(chǎn)品是否具備使用極小的樣本進行多種測試的能力。因此，診斷儀器中使用的樣本、試劑、緩沖液、洗滌液和廢液通常盡量控制在微升范圍之內(nèi)就可進行完整的測試過程。
泵、閥門和連接器是常用的流體處理元件，具有多功能性、可靠性、一致性、可重復性和易于維護的特點，廣泛應用于診斷和生物技術領域。當設計的系統(tǒng)涉及泵、閥門和連接器時，制造商應該考慮以下幾個因素。
閥門
尺寸
在決定閥門的尺寸之前，設計師必須確定系統(tǒng)按預期工作所需的流速。一旦確定了這一點，就能夠選擇控制該流速的閥門。
溫度
在選擇閥門時要考慮的另一個關鍵因素是閥門運行的溫度，包括閥門將控制的介質(zhì)的溫度和環(huán)境的正常運行溫度。溫度波動可能導致密封件膨脹和收縮，導致快速磨損，從而導致液體故障和泄漏。
材料
重要的是要了解流經(jīng)系統(tǒng)的流體對閥門的影響，并相應地選擇正確的材料。兼容性是關鍵，閥門應采用與其他較軟材料配合使用的材質(zhì)。如果組件由不兼容的材料制成，可能會導致腐蝕、脆化或開裂。除了相互兼容外，閥門的選擇還應與它們將要運行的環(huán)境兼容。
壓力
設計師還應考慮閥門在特定應用中的壓力。其包括兩個方面：
工作壓力：系統(tǒng)中的正常工作壓力
設計壓力：閥門制造商提供的最大壓力極限；不得超過其他流體系統(tǒng)部件的設計壓力，除非在受控的測試條件下可運行。
壓力限制由系統(tǒng)中的最低額定部件決定，其中閥門是系統(tǒng)的重要組成部分。壓力波動會對部件的性能產(chǎn)生重大影響。選擇閥門時，應考慮閥門是否設計為在一定溫度和壓力范圍內(nèi)運行，以確保所選閥門能夠承受嚴格的運行條件。
液體特性
與系統(tǒng)“潮濕部分”接觸的流體的化學兼容性是一個重要考慮因素。當不兼容的材料接觸時，可能導致組件材料的退化和故障，可能會讓儀器壽命縮短、性能不佳，提供錯誤結果、運行失敗和浪費樣品的情況。為您的系統(tǒng)選擇合適的泵將確保流體系統(tǒng)正確設計，保證系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。
流量控制
流量控制是泵送系統(tǒng)的流體效率和生命周期成本的重要因素。通過閥門來控制流量是一種常常采用的控制流量的方法，但從長遠來看，通常效率非常低且成本高昂。
泵的流量可以通過簡單地調(diào)節(jié)泵的尺寸或泵頭的轉速來控制或調(diào)節(jié)。這些泵可以根據(jù)其尺寸控制液體流速。
系統(tǒng)壓力
計算系統(tǒng)中高點的壓力水平。系統(tǒng)中的壓力可能會低到無法移動管道中的液體，這將對系統(tǒng)的性能不利。因此通?？梢酝ㄟ^在高點之后的某個點安裝閥門來增加該點的壓力，并通過關閉該閥門來調(diào)整高點的壓力。
液體粘度
粘度將會影響系統(tǒng)設計和泵的選擇，因為它會影響通量和液體處理參數(shù)。具有高粘度的液體需要緩慢的泵速和每次抽吸或分配后的停留時間，以使液體完全沉降。樣品之間也可能需要額外的清洗或廢液處理。在泵集成和系統(tǒng)測試期間，應注意確定液體類別參數(shù)，以使泵運行期間產(chǎn)生的壓力不超過規(guī)定或功能限制。
隨著診斷和醫(yī)療技術的不斷改進和發(fā)展，市場更偏向使用更小、更快、更可靠及更集成化的系統(tǒng)來完成更復雜的應用，這給制造商應帶來了壓力。
整合和簡化
較小的設備提供了較大的競爭優(yōu)勢，因為此類產(chǎn)品將更容易滿足當前的市場需求。這些小型的醫(yī)療產(chǎn)品可以運輸?shù)綄嶒炇抑饣颥F(xiàn)場使用。
然而系統(tǒng)的縮小和簡化使制造商面臨著許多不同的挑戰(zhàn)，特別是在流體流量管理和公差差異等方面。因為醫(yī)療診斷設備的流體通道的體積極小，控制少量的流體反而更加困難。
成本控制
制造商們通常承受著持續(xù)降低開發(fā)、設計和生產(chǎn)成本的壓力。因此當權衡流體處理系統(tǒng)等非核心部件的輔助功能時，制造商更加需要注意保持這些系統(tǒng)（流體處理部件）的性能的同時降低成本。
流體處理系統(tǒng)要求敏捷和注重細節(jié)，從選擇和集成合適的閥門、管道和泵到使用正確的測試流程來提高流體處理質(zhì)量和可靠性而不影響其可用性，這些過程都需要液體監(jiān)測、混合和分配、清洗系統(tǒng)和廢液控制方面的專業(yè)知識以及獨特的解決方案。
