CN102089020A - 血液透析装置 - Google Patents

Abstract

一血液透析装置，包括一血液透析过滤器，其利用血液和透析液之间的压力差进行血液透析的，和一供给装置，其用于向血液透析过滤器供给血液和透析液，目的在于交替产生血压高于透析液的状态和透析液压力高于血压的状态。该血液透析装置在短时间内透析大量血液而不增加血液透析过滤器的大小，并通过调整血液和透析液的供应压力而简单地控制透析血液的量。

Description

血液透析装置

技术领域

本发明涉及一种血液透析装置，其通过位于流动血液和透析液之间的膜被清除血液中的废物，更特别地，涉及一种被构造为通过增加或降低血液和透析液的压力从而提高透析效率的血液透析装置。

背景技术

如果肾功能完全丧失或者只有一部分起作用，体内的电解质开始失去平衡，此外废物在血液内聚集，而不是随着尿液一起排出体外。作为一种治疗该肾衰竭的方式，使用血液透析装置形成体外血液循环回路被广泛应用。基于同时进行扩散或过滤的原则，通过从血液中排出废物促进了电解质平衡的平衡。

血液透析装置通常被构造成利用血液透析过滤器从血液中排出废物，为了使废物穿过位于血液室和透析液室之间的膜，所述血液透析过滤器装备有位于壳体内的膜。

通常来说有两种膜，平坦型和中空纤维型。最广泛使用的是中空纤维型，其由被安装在圆柱形壳体内的一捆中空纤维构成，并且两端封装有树脂层。中空纤维型被广泛使用的原因是膜表面与血液或透析液接触较大并且与其紧凑的体积相比，扩散效率高。

以下将连同附图对常规的血液透析装置进行更详细地描述。

图1 是典型的血液透析装置的结构的示意图，和图2是用于血液透析装置中的中空纤维透析过滤器的剖视图。

如图1所示，血液透析装置通常包括一血液透析过滤器100，其被构造为允许血液和透析液从其中穿过，以使血液中的废物排出到透析液中；一个纯透析液槽200，用于向血液过滤器供应干净的透析液；一个透析液收集槽300，用于收集通过血液透析过滤器100的透析液；一平衡器400，通过将收集自血液透析过滤器100中的干净的透析液和收集透析液进行比较，以对透析液的供应量与收集量维持稳定的控制；一血泵500，用于将病人的血液供应给血液透析过滤器100；和一透析液泵600，用于从纯透析液槽200向血液透析过滤器100供应透析液。

如图2所示的血液透析过滤器100，包括一壳体110，具有中空的内部空间和中空纤维型膜120，其安装在壳体110中空的内部空间内。一血液入口112和一血液出口114分别形成于壳体110的顶部和底部；一透析液入口116和一透析液出口118分别形成于壳体110的顶部侧和底部侧；血液从血液入口112进入，穿过膜120内部并且经由血液出口114排出；透析液从透析液入口116进入，穿过膜120与壳体110之间的空间并且经由透析液出口118排出。

图3 示出了当使用常规血液透析装置时，血液和透析液的压力变化图。

配置为如图2所示的血液透析过滤器100被构造成能够使血液和透析液以反方向流动，并且由于血泵500和透析液泵600分别形成于血液入口112和透析液入口116，所以当血液和透析液分别接近血液出口114和透析出口118时，血液和透析液的压力降低。

如图3所示，在壳体110的顶部部分，即血液入口112和透析液出口118之间的区域，血压高于透析液压力。在壳体110的底部部分，即血液出口114和透析液入口116之间的区域，透析液压力高于血压。同时，血压线（B）和透析液压力线（D）几乎形成一条直线，因为血压泵500和透析液泵600分别连续供应预定量的血液和透析液。

在血压高于透析液压力的点上，如图3所示斜线区域中的水、电解质和废物将穿过透析液室进行扩散。在透析液压力高于血压的点上，在交叉条纹区域内的透析液将穿过血液室进行扩散。随着连续扩散，血液中的废物将逐步从血液中清除并且可以向病人提供已经清除废物的血液。

发明内容

技术问题

然而，在常规的血液透析装置的上述配置中，在短时间不能进行内大量血液的透析，因为血液和透析液的压力下降很小，并且无法达到足够的压力差。尽管如果血液和透析液的接触面更大的话能够实现大量血液的透析，但这需要更长的血液透析过滤器，并且需要使用大量的膜。

本发明的目的在于解决上述问题，本发明的具体实施例提供了一血液透析装置，其可对大量血液进行有效地透析，而不需要增加血液透析过滤器的尺寸。

技术方案

在本发明的一典型实施例中，血液透析装置包括一血液透析过滤器，其利用血液和透析液之间的压力差进行血液透析；和一供给装置，其用于向血液透析过滤器供给血液和透析液，以交替产生血压高于透析液压力的状态和透析液压力高于血压的状态。

供给装置可周期地改变供应给血液透析过滤器的血压和透析液压力。

该供给装置被构造成在血液脉动波形和透析液脉动波形之间具有135度或者225度的相位差。

血液透析过滤器构造为允许血液和透析液以反方向流动。

有益效果

该血液透析装置的优点在于在短时间内透析大量血液而不增加血液透析过滤器的尺寸，并通过调整血液和透析液的供应压力而简单地控制透析血液的量。

附图说明

图1 示出了典型的血液透析装置的结构的示意图。

图2是用于血液透析装置的中空纤维透析过滤器的剖视图。

图3示出了当使用常规血液透析装置时，血液和透析液的压力变化。

图4示出了当使用根据本发明的血液透析装置时的血液供应压力和透析液供应压力的图示。

图5示出了一根据本发明的血液透析装置的实施例的示意图。

图6示出了根据本发明的应用于血液透析装置中的供应装置的实施例的示意图。

主要附图标记的说明

100：血液透析过滤器  110：壳体 

112：血液入口   114：血液出口

116：透析液入口

118：透析液出口

120：膜  200：纯透析液槽

300：透析液收集槽

400：平衡器  500：血泵

600：透析液泵

700：双动泵。

具体实施例

以下将连同附图对根据本发明的血液透析装置的具体实施例进行描述。

图4示出了当使用根据本发明的血液透析装置时的血液供应压力和透析液供应压力。

当与具有如图1所示的血泵500和透析泵600驱动系统的常规血液透析装置相比时，根据本发明的血液透析装置的不同点在于具有向血液透析过滤器100供给血液和透析液的供给装置。

更详细地，在血液透析过滤器100内的血压和透析液压力以固定的时间间隔上升和下降，因为本发明的血液透析装置以固定的周期，伴随压力的上升和下降，提供血液和透析液的供应压力，与常规的血液透析装置相比较，其中在血液透析过滤器100内的血压和透析液压力保持稳定，不随时间变化，因为供应给血液透析过滤器100的血液和透析液的压力是固定的。在本文中，本发明的血液透析装置中的供应装置交替改变血液和透析液的供应压力，以使在血液透析过滤器100内的血液和透析液的压力交替升高，从而使血压线（B）和透析液压力线（D）具有相反的方向。 

当血压上升时，如果透析液压力下降，与图3中的示图相比，血压与透析液压力之间的压力差变得更大，血液中的水和废物将更快和大量的扩散到透析液中。反之亦然，当透析液压力上升时，如果血液下降，透析液压力与血液之间的压力差大于图3中的示图，并且更大量的透析液将以更快的速度扩散到血液中。

在图3和图4中，如果将血压高于透析液压力的区域（斜线区）与透析液压力高于血压的区域（交叉条纹区）进行比较，可以看出，在本发明中水、电解质和废物从血液中扩散到透析液中的现象和透析液扩散到水中的现象发生更快并且比图4所示的例子更有效率。使用本发明的血液透析装置，通过增加血液透析过滤器内血液和透析液之间的压力差，大量血液可以更快速的进行透析，而不需要改变血液透析过滤器100的尺寸和配置。

当血压线和透析液压力线形成完美的正弦曲线时，在使相位差达到180度时，通过增加血压高于透析液压力的区域（斜线区）与透析液压力高于血压的区域（交叉条纹区），透析效率可以最大化到极值。然而，如果血液和透析液受限于实际压力状况，当血液和透析液受限于压力时，压力线具体上升，并且当释放在血液和透析液上的压力时，压力线平滑地下降。随后，将出现图4中的向一个方向倾斜一点的示图。

结果，使用者能适当地调整在180 ± 45度内的两个压力线之间的相位差，换句话说，在135度到225度的区域内，使用者可根据血压线和透析液压力线的形状调整两个压力线之间的相位差。现在，相位差之所以限定在180 ± 45度之间的原因是在该区域血压高于透析液压力（斜线区域）并且透析液压力高于血压（横条区域）的区域变得更小，当两条压力线之间的相位差少于135度或大于225度时，血液透析效率增加不显著。

此外，在常规的血液透析装置中，当血液和透析液在血液透析过滤器100内流动时，血液与透析液之间的压力差能够通过压力的自然下降形成，并且血液与透析液之间的压力差不能轻易增加，结果是出现了许多关于调整血液透析量的问题。

然而，在本发明中的血液透析装置中，能够通过调整供给装置增加流进血液透析过滤器100的血液和透析液的压力值，换句话说，血泵500，透析液泵600和血液与透析液之间的压力差可以被容易地升高/降低，并且结果是，可以容易地控制血液透析量。

当血液和透析液穿过血液透析过滤器100的内部时，由于与血液透析过滤器100之间产生的摩擦力，可能会出现小程度的流动压下降，血液和透析液之间压力差可能上升（由于供给装置的可容许体积），因为当血液和透析液以相同的方向流动时，可能在血压和透析液之中都发生流动压下降，例如，血液和透析液都流向顶部部分并从血液透析过滤器100的底部排出。

如果压力差与供给装置供应的压力和特定区域的压力差（如图3所示的压力差）一致，血液透析效率能够增加的更多，因为在相同时间，当血液和透析液以反方向流动时，血液和透析液中的流动压都出现下降。这样，例如，当血液流到血液透析过滤器100顶部并从底部排出时，透析液流入血液透析过滤器100的底部并从顶部排出。

结果是，血液透析过滤器100可被构造为允许血液和透析液以反方向流动。

图5示出了一根据本发明的血液透析装置的实施例的示意图，和图6示出了根据本发明的应用于血液透析装置中的供应装置的实施例的示意图。

用于向血液透析过滤器100供给血液和透析液的供给装置包括单独分开的血泵500和透析液泵600，如图1所示，还包括一双动泵700，其交替地给血液和透析液液增压，如图5所示。

如图6所示的双动泵700，包括一血囊710，其可包含在血液流路中的一定量的血液，一透析液囊720，其可包含在透析液流路中的一定量的透析液，一压力构件730，其形成于血囊710和透析液囊720之间，以交替地给血液囊710和透析液囊720增压，检验阀740分别安装在血液和透析液流路上，以阻止当血液囊710和透析液囊720在压力下回到其原始状态下时，血液和透析液回流。

血液囊710和透析液囊720可由柔性材料制成，为了利用来自外部的压力使其变得更小，以使他们被压力构件730下压时，能够向血液透析过滤器100提供更大的血液和透析液压力，同样当压力构件730释放时，其能够回到原始状态。

压力构件730被构造为沿着位于血液囊710和透析液囊720的轴进行旋转。压力构件730在一侧形成一突起部分，以给血液囊710和透析液囊720增压，并且每旋转一次分别给血液囊710和透析液囊720增压。如图6所示，当压力构件730旋转180度时压力构件730给血液囊710增压，当压力构件从给血液囊710增压的位置处再次旋转180度时，其给透析液囊720增压。

当压力装置被构造为具有如图6所示的双动泵700时，可以通过以180度的间隔简单旋转压力构件730而交替地向血液和透析液增压；不需要任何特殊的控制工具就能获得具有如图4所示形状的血液线和透析液线。

在本发明的实施例中，本发明已经被典型的实施例所描述。在第一种情况下，通过独立地构造血液泵500和透析液泵600，压力装置交替地升高在血液透析过滤器100中的血液和透析液的增压。在第二种情况下，通过交替地向血液囊710和透析液囊720增压，从而交替地升高在血液透析过滤器100中的血液和透析液的压力。然而，压力装置不限于本发明上述实施例中所提到的结构，其可以修改成任何能够交替升高血液和透析液压力的结构。

当本发明用典型实施例进行描述时，并不仅限于此，其被附加的权利要求所限定。可以理解的是在不脱离本发明的范围和精神下，本领域技术人员能够以各种形式替代，改变和修改具体实施例。

Claims (4)

1.一血液透析液，其包括：一利用血液和透析液之间压力差进行血液透析的血液透析过滤器（100），所述血液和透析液在该血液透析过滤器内流动。

2.根据权利要求1所述的血液透析装置，其中供给装置周期地改变供应给血液透析过滤器（100）的血压和透析液压力。

3.根据权利要求2所述的血液透析装置，其中所述供给装置被构造成具有在血液脉动波形和透析液脉动波形之间的135度或者225度的相位差。

4.根据权利要求1到3任一项所述的血液透析装置，其中血液透析过滤器100构造为允许血液和透析液以反方向流动。

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