CN102500004A - 血液净化治疗给氧仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械，即血液净化治疗给氧仪。目前临床给氧方式有：鼻导管、面罩吸氧、人工机械通气、紫外线辐射血液输注或者高压氧舱等，均为单一途径给氧并且存在一定的局限性。本发明的目的是血液净化治疗给氧仪。结构是连接口A一端串接电磁阀后分两路，一路通过串接压力感应器连通注射器，另一路串接电磁阀、保护罩和连接口B；连接口C一端用输氧管依次串接保护罩、压力感应器和电磁阀，电磁阀另一端分为两路，一路连通注射器，一路串接电磁阀后与大气贯通。用途是弥补目前技术中对血液净化患者氧疗方法局限性的问题，实现新途径或双途径给氧，改善氧疗效果、缓解因缺氧造成机体组织的损伤。

Description

血液净化治疗给氧仪

一、技术领域

本发明涉及医疗器械，专门对血液净化治疗过程中的病人进行给氧治疗的仪器或称装置，即血液净化治疗给氧仪。

二、背景技术

氧(O₂)是人体生存一刻也分不开的重要物质。当各种疾病导致机体缺氧后将引起细胞代谢紊乱、功能障碍直至死亡。因此，给氧治疗(简称氧疗)是改善或者和纠正机体低氧血症重要手段。慢性肾功能衰竭病人(依赖血液净化治疗生存，每周治疗三次，每次4～8小时)常常存在不同程度的缺氧，血液净化治疗过程中给氧治疗非常普遍。目前临床常规给氧方式有：鼻导管或面罩吸氧、人工机械通气、紫外线辐射血液输注以及高压氧舱等，均存在一定的局限性：①吸氧或人工机械通气所提供的氧气(O₂)在肺换气功能障碍或血液运氧能力下降(一氧化碳中毒，严重贫血)时，给氧效果下降或不适合进行；②紫外线辐射充氧血液输注，给氧量有限、效果短暂；③血液净化治疗过程中的病人无法采用高压氧舱方式给氧。

国家知识产权局网上在2005年11月9日公告一种“血液净化和体外膜氧合一体化装置”专利号：CN200420091118.1，内容涉及一种血液净化和体外膜氧合一体化装置，由转换接口，滚轴泵，血液净化器，体外膜氧合器，开放式氧气接口，通过无菌聚乙烯管道连接而成，构成血液流动回路，通过血液净化机来控制整个血液回路中的血流量以及血液净化的相关设置。仅适用于重症急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的患者进行救治，如果用于血液净化治疗中的给氧，不足之处：①体外膜氧合器增加体外循环血量，凝血因素增加，医疗风险加大；②使用体外膜氧合器医疗成本增加，对长期依赖血液净化治疗而生存的病人难以承受；③操作复杂，不能作为血液净化治疗时常规给氧治疗的方法。

三、发明内容

本发明的目的是利用血液净化治疗时特有的体外循环管路，采用新途径方式给氧而研制的一种仪器，即血液净化治疗给氧仪。弥补目前技术中对血液净化患者氧疗方法局限性或不足的问题，实现新途径常规给氧，以达到改善氧疗效果、缓解因缺氧造成机体组织损伤的目的。

本发明的技术方案：为了技术上理解方便，同时参看附图，图中零部件标号在括号内表示。

血液净化治疗给氧仪，主要是由输氧管(1)、注射器、电磁阀、保护罩、自动控制组件(21)组成，其特征是：可连接医用氧气储存容器的连接口A一端用输氧管(1)串接电磁阀(2)后分两路，一路通过串接压力感应器(3)连通注射器(4)，另一路依次串接电磁阀(6)、保护罩(7)和连接口B；连接口C一端用输氧管(1)依次串接保护罩(10)、压力感应器(9)和电磁阀(8)，电磁阀(8)另一端分为两路，一路连通注射器(5)，一路串接电磁阀(11)后与大气贯通。

本发明的技术方案还包括：

所述的血液净化治疗给氧仪，其特征是：同步互逆工作的注射器(4)和注射器(5)的推拉杆连接驱动步进电机输出组件，总控制器是自动控制组件(21)。

所述的血液净化治疗给氧仪，其特征是：注射器(4)和注射器(5)的推拉杆连接驱动步进电机输出组件中，其推拉杆均为齿条(19)，驱动步进电机输出组件中的齿轮(20)与齿条(19)啮合。

本发明的效果和优点：

1、对于血液净化治疗的患者，是一种新的给氧治疗方式。

2、操作简便，可以作为血液净化治疗时常规给氧途径；也可与吸氧管/或吸氧面罩同时使用(双途径给氧)，增强给氧疗效。

3、给氧治疗不受肺换气功能障碍的限制；当血液运氧能力下降，可以通过提高血液中氧的溶解含量，改善给氧治疗效果，弥补目前给氧方式的不足。

4、血液净化治疗全过程可以持续给氧；患者机体无需附加医疗设备，不会产生任何不适感，而目前常规给氧所附加吸氧管/吸氧面罩在实际工作中患者会有不适感。

5、设计结构简单，针对不同患者更换一次性注射器和保护罩即可重复使用，成本低廉，无交叉感染，临床实用性强。易于推广。

四、附图说明

附图1是体外循环管路的局部结构示意图；附图2是给氧仪22组成结构示意图；附图3是给氧仪22工作原理之一示意图；附图4是给氧仪22工作原理之二示意图。

上述图中标号：1-输氧管(聚乙烯材料)，2、6、8、11-电磁阀门，3、9-压力感应器，4、5-注射器，7、10-保护罩，12-血路管，13-除气壶。14-血液部分(除气壶13内)，15-气体部分(除气壶13内)，16-压力监测通道，17-药品注入通道，18-氧气瓶，19-齿条，20-齿轮，21-自动控制组件，22-给氧仪。A、B、C-连接口。说明：上述相同的零部件，而标号却不同的，都是为了技术的上描述和理解方便而设定的。

五、具体实施方式

人体摄取氧(O₂)是通过呼吸来完成的，即是人体肺部可以将吸入的氧与血液中血红蛋白结合[同时释放出二氧化碳(CO₂)]成为氧合血红蛋白、以及氧(O₂)通过弥散原理直接溶解到血液中，之后通过心脏和动脉系统将氧(O₂)运送全身以供给器官、组织、细胞利用。对血液净化治疗的病人给氧仪22是利用血液在体外循环管路内流动过程中与氧(O₂)直接接触，完成氧(O₂)与血红蛋白结合和氧(O₂)溶解到血液中，达到摄取氧(O₂)的目的。

参看附图1，是体外循环管路的局部结构：(也就是现有血液净化技术中使用体外循环管路的局部结构)除气壶13为圆台状封闭的空腔体，垂直放置，上端并接输入血路管12、压力监测通道16、药品注入通道17；下端连接输出血路管12。病人在血液净化治疗时，体外循环管路呈密闭状态，压力监测通道16和药品注入通道17为盲端封闭状态；从人体内引出的血液通过除气壶13上端的血路管12以200～300ml/分的速度流入壶内，再以同样流速由除气壶13下端的血路管12流出回输人体内。此时，除气壶13内分为两部分：上部分为气体15，下部分为血液14。此结构作用：可使体外循环内流动的血液中所含气泡在回输人体之前得到清除，同时可进行外循环压力监测和临时注入药品。类似我们日常打“吊针”时输液管中间膨大的壶(莫非氏壶)，在液体输入体内之前清除其内含气泡，同时也可注射药品，并可观察输液速度。除气壶13内的压力是在一定范围内(50～200mmHg)波动，在此压力范围内，不同患者压力波动范围又是不同的，但是均在此(50～200mmHg)范围内，也就是说不同患者压力波动范围的中间值(P)是不同的。如果除气壶13内气体部分15更换为流动的氧气(O₂)，新的氧气(O₂)在除气壶13内不断单向流入，等体积的气体(O₂和CO₂)(也就是废气)能够不断单向排出，并且能够保持除气壶13内固有波动的压力不受影响，即可实现氧(O₂)与持续流入血液的直接接触，达到摄取氧(O₂)或者说给氧治疗的目的。

参看附图2，这是本发明的整体结构，是给氧仪22结构示意图。可连接医用氧气储存容器的连接口A一端通过输氧管1串接电磁阀2，之后分为(并接)两路：一路通过压力感应器3串接连通注射器4；另一路串接电磁阀6、保护罩7、连接口B。连接口C一端通过输氧管1依次串接保护罩10、压力感应器9和电磁阀8，电磁阀8另一端分为(并接)两路：一路连通注射器5；一路串接电磁阀11后与大气贯通。其中注射器4和注射器5大小型号相同，抽吸、推注动作均由步进电机通过齿轮20、齿条19(也可通过皮带轮等传动机构)来驱动，注射器4和注射器5工作顺序同步互逆，即此进彼退；上述电器组件分别利用现有技术的自动控制组件21来控制。保护罩7、保护罩10都是采用现有血液净化体外循环管路中所使用的技术，其作用：①过滤微生物和固体微粒，达到净化氧气的目的；②当给氧仪22意外发生漏气时可以阻隔血液外溢。在实际中，按照医疗规范要求，注射器、保护罩、保护罩与连接口B和连接口C之间的短管为一次性使用。

参看附图3，是给氧仪22工作原理之一示意图(也是吸氧储存待用和排除废气过程)，首先将连接口A另外一端与氧气瓶18连通；连接口B另外一端与压力监测管道16并接连通，作为氧气(O₂)输入通道；连接口C另外一端与药品注入通道17并接连通，作为气体(O₂和CO₂)(废气)排出通道。当启动给氧仪22对患者进行给氧治疗时，①压力感应器9测量该患者除气壶13内压力波动范围，通过自动控制组件21系统自动计算并记忆压力波动范围的中间值(P)(该患者的压力波动范围一定是在前述总体压力波动范围50～200mmHg之内，不同患者范围不同，因此需实际测量方可得出P值)。②电磁阀6、8关闭，同时电磁阀2、11打开；注射器4进行抽吸向后拉动到固定位置，一定体积的氧气抽吸入到注射器4内，见箭头所示，当压力感应器3监测压力值(注射器4内压力)等于上述记忆压力(P)值后，电磁阀2关闭。此时为保证注射器4内氧气的压力等于(P)值，设计为：氧气瓶内高压气体通过减压阀使压力适当减小(但一定高于体外循环管路内的压力)，再通过一个很细小孔径的通道，使氧气输出量的速度比注射器4抽动吸入氧气量的速度慢，致注射器4抽吸动作完成后其内的压力较低，后续氧气不断通过小孔注入，压力逐渐上升，达到压力(P)值。同时注射器5同步进行向前推注运动到固定位置，将注射器5内的气体(废气)通过连接电磁阀11的输氧管1排出，之后电磁阀11关闭。即完成了氧气吸储待用和排除废气过程。

参看附图4，给氧仪22工作原理之二(也是氧气注入和废气抽出储存待排除过程)，在自动控制组件21的控制下，电磁阀2关闭，电磁阀6、8打开；注射器4以注入量小于5ml/秒的速度进行向前推注到固定位置，见箭头所示，将注射器4内的定量新鲜氧气通过保护罩7注入除气壶13内，电磁阀6关闭；同时注射器5以相同速度(小于5ml/秒)同步进行抽吸向后拉动到固定位置，将除气壶13内的定量原气体(废气)通过保护罩10抽吸入注射器5内；当压力感应器9监测的压力值(也就是除气壶13和注射器5内在前述范围波动的压力)等于(P)值时，电磁阀8关闭。即完成了氧气注入和废气抽出储存待排除过程。

给氧仪22中使用两个相同的一次性注射器4和注射器5，分别采用两个通道同时或者称作同步进行抽吸和推注互逆运动，动作幅度保持一致；注射器4和注射器5推注前和抽吸结束后其内压力值均为(P)，从而在除气壶13的气体部分15实现了等容积的气体注入和等容积的气体的排出。在工作原理之二过程中(图4)，当电磁阀2关闭和电磁阀6、8打开，也就是注射器4、注射器5在与除气壶13相互连通、压力相同条件下，同步进行推注和抽吸互逆运动，抽吸和推注气体量速度小于5ml/秒，不会对除气壶13内固有压力波动范围造成影响。给氧仪22不断有序的重复工作原理一、二，结果使除气壶13内的气体部分15在不影响固有压力波动范围和容积的条件下不断有新的氧气(O₂)注入和等体积原气体(废气)的排出，对患者最终达到持续给氧治疗的目的。

Claims (3)

1.血液净化治疗给氧仪，主要是由输氧管(1)、注射器、电磁阀、保护罩、自动控制组件(21)组成，其特征是：可连接医用氧气储存容器的连接口A一端用输氧管(1)串接电磁阀(2)后分两路，一路通过串接压力感应器(3)连通注射器(4)，另一路依次串接电磁阀(6)、保护罩(7)和连接口B；连接口C一端用输氧管(1)依次串接保护罩(10)、压力感应器(9)和电磁阀(8)，电磁阀(8)另一端分为两路，一路连通注射器(5)，一路串接电磁阀(11)后与大气贯通。

2.根据权利要求1所述的血液净化治疗给氧仪，其特征是：同步互逆工作的注射器(4)和注射器(5)的推拉杆连接驱动步进电机输出组件，总控制器是自动控制组件(21)。

3.根据权利要求2所述的血液净化治疗给氧仪，其特征是：注射器(4)和注射器(5)的推拉杆连接驱动步进电机输出组件中，其推拉杆均为齿条(19)，驱动步进电机输出组件中的齿轮(20)与齿条(19)啮合。

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