CN101862481A - 简便型自动腹膜透析设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备，特别是一种简便型自动腹膜透析设备。它包括：由原水过滤器、EDI电去离子器和I、II级反渗透器构成的原水处理装置；由双腔比例泵、腹透液配制三通电磁阀和腹透液容器构成的腹透液配制装置；由腹透治疗三通电磁阀、腹腔内导管连接器、废液容器、负压泵构成的腹透治疗装置；由一个对收集到的信号进行整理和编程的ARM单片机构成的自动控制系统，该ARM单片机的信号输入接口分别接有原水处理程序模块、治疗程序模块、修正治疗程序模块和安全监测程序模块，其信号输出接口接有受ARM单片机指令控制外围部件的功率驱动器。本发明集水处理、腹透液制造和自动化腹膜透析治疗于一体，全封闭式一机治疗，治疗费可大幅下降。

Description

简便型自动腹膜透析设备

技术领域

本发明涉及医疗设备，特别是一种简便型自动腹膜透析设备。

背景技术

目前，腹膜透析是尿毒症替代治疗的常用方法。包括：(1)CAPD-持续性不卧床腹膜透析，它是一种不用设备患者即能自行透析的方法。采用这种方法事先要通过小手术将一段透析管永久放置在腹腔内，一端开口在腹壁上。透析时，将一装有2升透析液的软包装袋悬挂在身体(平卧)上方1米处，透析液靠重力经透析管接口注入腹腔，保留4-6小时后，腹腔内的液体引流出体外。每日重复早、中、下午、晚上各进行一次。目前腹腔内置的腹透管及腹透液、管路均为进口或合资产品，每袋腹透液价格为40元，每日需用量为4～5袋。该CAPD是我国目前开展的最主要腹透方法。(2)APD-自动化腹膜透析。该技术利用腹膜透析机在夜间进行腹透液交换，效果基本令人满意，不影响患者正常的日间活动，可使大部分患者回归社会。在西方国家，自动化腹膜透析已成为增长最快的腹膜透析方式，其使用比例欧美国家为20～30％，全世界为15％；美国使用自动化腹膜透析方式的年增长率为33％。我国APD治疗尚处起步阶段，仅个别腹透中心备有1～3台进口自动腹膜透析机。购买一台进口的全自动腹膜透析治疗设备(APD)需十余万元，加上袋装腹透液和管件，购价相当昂贵，故国内大多采用简便的CAPD治疗法。

发明内容

本发明旨在解决现有自动化腹膜透析设备造价昂贵，不适宜目前我国国情的问题，而提供一种将CAPD和APD工作原理有机结合，集水处理、腹透液配制、自动化腹透治疗为一体，利用比例泵配制腹透液，结构简单、操作便捷、价格低廉、适合基层家庭化治疗的简便型自动腹膜透析设备。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：

一种简便型自动腹膜透析设备，包括原水处理装置、腹透液配制装置、腹透治疗装置及自动控制系统。

所述原水处理装置包括原水过滤器、EDI电去离子器、I级反渗透器和II级反渗透器，该原水过滤器其进水口直接与水源连接，其出水口与该I级反渗透器进水口连接，该I级反渗透器出水口与该EDI电去离子器进水口连接，该EDI电去离子器出水口与该II级反渗透器进水口连接，该II级反渗透器出水口通过连接管路与腹透液配制装置中的三通电磁阀一接口连接，该连接管路上装有导电率计和光浊度计；

所述腹透液配制装置包括第一双腔比例泵、第二双腔比例泵、腹透液配制三通电磁阀和腹透液容器，该第一双腔比例泵其两个入液口分别连接渗透剂和软包装的腹透液浓缩剂，其出液口通过连接管路与该腹透液配制三通电磁阀的另一接口连接，该腹透液配制三通电磁阀的第三个接口通过连接管路与该第二双腔比例泵的入液口连接，该连接管路上装有导电率计，该第二双腔比例泵的出液口通过连接管路与该腹透液容器的腹透液进口连接，该连接管路上装有流量计，该腹透液容器通过支架置于患者身体上方1米处，其内设置有紫外线消毒器和恒温电加热器，该腹透液容器的腹透液自然重力排液口通过连接管路与腹透治疗装置中的腹透治疗三通电磁阀一接口连接；

所述腹透治疗装置包括腹透治疗三通电磁阀、腹腔内导管连接器、废液容器、负压泵，该腹透治疗三通电磁阀的两个接口分别通过腹透液充注管路和废液排出管路与腹腔内导管连接器和废液容器连接，该腹透液充注管路上装有压力计，该废液排出管路上装有光浊度计，该负压泵通过抽气管路与废液容器内部连通，该废液容器置于称重计上，其底侧部设置有废液排出电磁阀；

所述自动控制系统包括一个对收集到的信号进行整理和编程的ARM单片机，该ARM单片机的信号输入接口分别接有原水处理程序模块、治疗程序模块、修正治疗程序模块和安全监测程序模块，其信号输出接口接有功率驱动器，该功率驱动器驱动受ARM单片机指令控制的加压水泵、双腔比例泵、负压泵、三通电磁阀、废液排出电磁阀、紫外线消毒器、恒温电加热器，完成原水处理、腹透液配制及腹透治疗全过程，所述ARM单片机连接有用于显示和修改治疗程序的液晶触摸屏和记录重要信息、并可打印、绘制图表的IC卡记录装置及声光报警器。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：

1.本发明主要优势旨在集水处理、腹透液制造和自动化腹膜透析治疗为一体，实现了全封闭式一机治疗，减少了感染机会。中间环节减少、耗材量降低，使治疗费用大幅度下降。

2.本设备吸收了CAPD和APD各自的优点，实现了患者夜间自动化透析治疗、日间照常学习和工作的目的。设备结构和操作程序明显简化，造价大幅降低。优点1和2可使尿毒症治疗成本下降到国内大多数患者都能接受的水平。

3.本发明的质量要求关键是“安全”；最关键的技术要求是“无菌”；防止腹膜炎为治疗中预防的重点。因在基层家庭化使用，设计了重复灭菌工艺和多种安全监测手段。并对系统的运行、使用、维护、相关人员的培训考核制定了一整套规定。

4.本发明立足于基层家庭化使用，要求性能可靠，便于操作，便于维护和备件更换。因此，系统结构设计选用了模块组装式。针对病人一天也不能停止治疗的需要，本系统设计有备用功能。一旦某些环节出现故障，可临时采用CAPD方式代替。本发明的应用推广，要求县级医疗单位设有腹膜透析中心，负责医疗指导和设备维修。要求新病人首先在中心住院治疗1～3个月，以便调整治疗方案，家属同期接受培训，之后再转入家庭化治疗。

5.本发明的社会效益是，使因经济问题和地方医疗条件限制得不到透析治疗而濒临死亡的尿毒症患者重新得到治疗机会，摆脱病痛的折磨和死亡的威胁，也使他们的家庭重新获得安宁与和谐。让因病丧失工作机会的青壮年和中断学业的青少年恢复工作和学习，重新回归社会；为国家节约大量的物质资源和每年数以百亿计的医疗经费开支。

附图与说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明自动控制系统示意图。

图中：水源1，原水过滤器2，I级反渗透器3，EDI电去离子器4，II级反渗透器5，导电率计6、12，光浊度计7、21，腹透液配制三通电磁阀8，第一双腔比例泵9，渗透剂10，腹透液浓缩剂11，第二双腔比例泵13，流量计14，腹透液容器15，紫外线消毒器16，恒温电加热器17，腹透治疗三通电磁阀18，腹腔内导管连接器19，压力计20，压力泵22，废液容器23，废液排出电磁阀24，称重计25，患者26，支架27。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明。

本实施例所述简便型自动腹膜透析设备，由原水处理装置、腹透液配制装置、腹透治疗装置及自动控制系统四部分组成。

参见图1，本实施例所述原水处理装置由原水过滤器2、EDI电去离子器4、I级反渗透器3和II级反渗透器5构成，该原水过滤器2其进水口直接与水源1连接，其出水口与该I级反渗透器3进水口连接，该I级反渗透器3出水口与该EDI电去离子器4进水口连接，该EDI电去离子器4出水口与该II级反渗透器5进水口连接，该II级反渗透器5出水口通过连接管路与腹透液配制装置中的腹透液配制三通电磁阀8一接口连接，该连接管路上装有导电率计6和光浊度计7。

图1中所示水源1为自来水。除自来水外，有条件者还可采用蒸馏水/纯净水为水源。这类水较大城市均有供应(如北京每桶200升的蒸馏水售价160元)。当水源1采用蒸馏水/纯净水时，上述水处理装置中可去除原水过滤器2和I级反渗透器3，水源1直接经过EDI电去离子器4和II级反渗透器5，或者单独经过双级反渗透处理即可达到质量要求。

另外，在条件较差的农村，还可采用井水和泉水为水源1。井水和泉水取自自然环境，相对水质较差。由水泵自水井抽出后，需经沉淀池沉淀，由过滤器过滤，再用超滤器去除水中的胶体微粒、病原微生物、热原、蛋白质等高分子有机物，然后经小型蒸馏器制成蒸馏水。之后即可移送至EDI电去离子器4和II级反渗透器5处理，或经双级反渗透器处理，制成达标的腹透液配制用水。

上述原水过滤器2为多层滤芯过滤器，其最底层为精密陶瓷滤芯，具有0.3～0.7μm的微孔；倒数第二层为活性炭和高密度不织布滤网；倒数第三层为离子交换树脂层；最上层为精密过滤层。

上述I级反渗透器3和II级反渗透器5均由一个加压水泵和一个反渗透器构成，该反渗透器由不锈钢或玻璃钢材料制成的反渗透膜壳及核心件反渗透膜构成，该反渗透膜采用醋酸纤维或聚酰胺材料，反渗透膜孔径≤10×10^-10m。

上述EDI电去离子器4一般由直流电源、水泵、水槽以及阴、阳离子交换膜和交换树脂构成，离子在电场的驱动下移动，将水分成浓水和淡水，去离子能力为99％。

上述电导率计6和光浊度计7作为辅助监测仪器，旨在证明处理后的注射水中上述物质是否被彻底清除，以排除造成感染的可能，且导电率和光浊度的检测结果可在腹膜透析自动控制系统中的液晶屏显示，并预先设定报警范围。因此，水经这上述原水处理装置处理后作为配制腹膜透析溶液，完全符合药典规定的质量要求。

仍参见图1，本实施例所述腹透液配制装置由第一双腔比例泵9、第二双腔比例泵13、腹透液配制三通电磁阀8和腹透液容器15等器件组成，该第一双腔比例泵9其两个入液口分别连接渗透剂10(渗透剂10一般为10％葡萄糖液)和软包装的腹透液浓缩剂11，其出液口通过连接管路与该腹透液配制三通电磁阀8的另一接口连接，该腹透液配制三通电磁阀8的第三个接口通过连接管路与该第二双腔比例泵13的入液口连接，该连接管路上装有导电率计12，该第二双腔比例泵13的出液口通过连接管路与该腹透液容器15的腹透液进口连接，该连接管路上装有流量计14，该腹透液容器15通过支架27置于患者26身体上方1米处，其内设置有紫外线消毒器16和恒温电加热器17，该腹透液容器15的腹透液自然重力排液口通过连接管路与腹透治疗装置中的腹透治疗三通电磁阀18的一个接口连接。

图中，第一双腔比例泵9按自动控制系统中修正治疗程序设定的比例，将腹透液浓缩剂11、渗透剂10进行合理的混合，以提高腹透液的渗透压，增加超滤量。

图中，第二双腔比例泵13按自动控制系统中医嘱治疗程序设定的比例，用配制用水稀释浓缩剂，配制成标准的腹透液，并泵入高1米处的腹透液容器15。

图中，导电率计12监测已制成的腹透液导电率。其正常范围为13.8～14.1μs/cm。超出正常范围时报警。

图中，流量计14控制每次注入腹透液容器15的液量为2000毫升。

图中，紫外线消毒器16消灭可能残存在腹透液中的致病微生物。

图中，恒温电加热器17保证进入患者26腹腔的腹透液始终保持在37℃±1℃范围。超出此范围自动报警。

仍参见图1，本实施例所述腹透治疗装置由腹透治疗三通电磁阀18、腹腔内导管连接器19、负压泵22、废液容器23等器件组成，该腹透治疗三通电磁阀18的两个接口分别通过腹透液充注管路和废液排出管路与腹腔内导管连接器19和废液容器23连接，该腹透液充注管路上装有压力计20，该废液排出管路上装有光浊度计21，该负压泵22通过抽气管路与废液容器23内部连通，该废液容器23置于称重计25上，其底侧部设置有废液排出电磁阀24。

图中，腹透治疗三通电磁阀18接受自动控制系统部分指令，通过各阀门启闭完成腹透治疗中的充注、保留和排出功能。

图中，腹腔内导管连接器19与腹腔内手术予置的腹腔内导管20连接。该部件要求高精密度，防止渗液和感染。

图中，光浊度计21其作用是监测废液中是否存在感染，兼备报警功能。

图中，压力计20其重要功能是实时监测腹腔内压力变化，并将收集到的信息反馈到自动控制系统。通过IC卡记录装置绘制出压力曲线图，据此判断腹膜功能和管路是否通畅，尤其是可利用压力曲线图调整治疗方案，实现透析治疗智能化。

图中，废液容器23其位置应低于患者26平卧位置。利用虹吸作用使废液引流入容器中。

图中，负压泵22必要时为容器中提供负压，协助引流。

图中，秤重计25其作用是记录废液总重量。当废液充满容器时，废液排出电磁阀24排出废液。

参见图2，本实施例所述自动控制系统的核心部件是一个对收集到的信号进行整理和编程的ARM单片机，该ARM单片机的信号输入接口分别接有原水处理程序模块、治疗程序模块、修正治疗程序模块和安全监测程序模块，其信号输出接口接有功率驱动器，该功率驱动器接受可编程控制器ARM单片机的指令，控制I级反渗透器3和II级反渗透器5的加压水泵、第一双腔比例泵9、第二双腔比例泵13、负压泵22、腹透液配制三通电磁阀8、腹透治疗三通电磁阀18、废液排出电磁阀24、紫外线消毒器16、恒温电加热器17，完成原水处理、腹透液配制及腹透治疗全过程，所述ARM单片机连接有用于显示和修改治疗程序的液晶触摸屏和记录重要信息、并可打印、绘制图表的IC卡记录装置及声光报警器。

图2中信号输入部分包括：

(1)原水处理和腹膜透析液配制程序模块：

输入信息与水源开关、阀门、反渗透器的加压泵、尤其是腹透剂配制过程中两个双腔比例泵中泵送不同介质的混合比例有关。

(2)治疗参数模块：

为医嘱确定的治疗程序，如充注、保留、排出各期的时间，液体的容量，腹透剂的剂型，渗透剂的浓度，超滤液的容量等参数均可在液晶触摸屏上显示。

(3)修改治疗程序模块：

①修改渗透剂浓度，调整超滤量秤重计测出的排出废液总量减去总充注量等于超滤量。实测超滤量明显低于医嘱设定值时，应增加渗透剂浓度。

②利用腹腔压力曲线判断腹膜功能，充注期压力曲线上升波幅低而时间短，腹膜功能为高运转型；压力曲线上升波幅过高且时间过长，为低运转型。两者治疗效果差。高平均运转型介于两者之间，治疗效果好。

③用腹腔压力曲线调整保留期和排出期时间，以提高治疗效果修改治疗程序模块通过液晶屏用人机对话的方式修改治疗方案，体现了智能化透析治疗。

(4)安全检测模块：

通过温度计、压力计、导电率计、光浊度计监测配制用水和腹膜透析液的质量和温度，透析液运行的管路是否通畅，治疗过程是否存在感染。

该部分设置声光报警范围，可触发声光报警装置。

Claims (3)

1.一种简便型自动腹膜透析设备，包括原水处理装置、腹透液配制装置、腹透治疗装置及自动控制系统，其特征在于：

a.所述原水处理装置包括原水过滤器、EDI电去离子器、I级反渗透器和II级反渗透器，该原水过滤器其进水口直接与水源连接，其出水口与该I级反渗透器进水口连接，该I级反渗透器出水口与该EDI电去离子器进水口连接，该EDI电去离子器出水口与该II级反渗透器进水口连接，该II级反渗透器出水口通过连接管路与腹透液配制装置中的三通电磁阀一接口连接，该连接管路上装有导电率计和光浊度计；

b.所述腹透液配制装置包括第一双腔比例泵、第二双腔比例泵、腹透液配制三通电磁阀和腹透液容器，该第一双腔比例泵其两个入液口分别连接渗透剂和软包装的腹透液浓缩剂，其出液口通过连接管路与该腹透液配制三通电磁阀的另一接口连接，该腹透液配制三通电磁阀的第三个接口通过连接管路与该第二双腔比例泵的入液口连接，该连接管路上装有导电率计，该第二双腔比例泵的出液口通过连接管路与该腹透液容器的腹透液进口连接，该连接管路上装有流量计，该腹透液容器通过支架置于患者身体上方1米处，其内设置有紫外线消毒器和恒温电加热器，该腹透液容器的腹透液自然重力排液口通过连接管路与腹透治疗装置中的腹透治疗三通电磁阀一接口连接；

c.所述腹透治疗装置包括腹透治疗三通电磁阀、腹腔内导管连接器、废液容器、负压泵，该腹透治疗三通电磁阀的两个接口分别通过腹透液充注管路和废液排出管路与腹腔内导管连接器和废液容器连接，该腹透液充注管路上装有压力计，该废液排出管路上装有光浊度计，该负压泵通过抽气管路与废液容器内部连通，该废液容器置于称重计上，其底侧部设置有废液排出电磁阀；

d.所述自动控制系统包括一个对收集到的信号进行整理和编程的ARM单片机，该ARM单片机的信号输入接口分别接有原水处理程序模块、治疗程序模块、修正治疗程序模块和安全监测程序模块，其信号输出接口接有功率驱动器，该功率驱动器驱动受ARM单片机指令控制的加压水泵、双腔比例泵、负压泵、三通电磁阀、废液排出电磁阀、紫外线消毒器、恒温电加热器，完成原水处理、腹透液配制及腹透治疗全过程，所述ARM单片机连接有用于显示和修改治疗程序的液晶触摸屏和记录重要信息、并可打印、绘制图表的IC卡记录装置及声光报警器。

2.根据权利要求1所述的简便型自动腹膜透析设备，其特征在于，所述原水过滤器为多层滤芯过滤器，其最底层为精密陶瓷滤芯，具有0.3～0.7μm的微孔；倒数第二层为活性炭和高密度不织布滤网；倒数第三层为离子交换树脂层；最上层为精密过滤层。

3.根据权利要求1所述的家庭用自动腹膜透析设备，其特征在于，所述I级反渗透器和II级反渗透器均由一个加压水泵和一个反渗透器构成，该反渗透器由不锈钢或玻璃钢材料制成的反渗透膜壳及核心件反渗透膜构成，该反渗透膜采用醋酸纤维或聚酰胺材料，反渗透膜孔径≤10×10^-10m。

Images