CN105477712A - 一种可携带的血液净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可携带的血液净化装置。该系统包括具有主管、次管、洗涤管和导流管的渗透机，主管上依次串联着主动阀、主动控压装置和蠕动泵；次管上依次串联着被动阀、被动控温装置、测气装置、被动控压装置，构成体外循环单元；洗涤管上串联着控制阀并连通着洗涤装置，导流管上依次串联着温度控制器、导流管收气机和出液泵，并连通着废液容器，构成废液处理单元；还包括出液泵、温度控制装置、导流管、阀门及主导流管支路和第二导流管支路，构成输液单元。本结构简化，便于携带；作为居家治疗设备适合患者在家里多次短时透析或夜间透析治疗，降低医护成本的同时降低透析病人在透析间期的毒素耐受。

Description

一种可携带的血液净化装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于救治急、慢性肾功能衰竭、多器官衰竭、重度药物和毒物中毒的用于非常规透析的医疗器械，即一种血液净化系统。

背景技术

肾功能衰竭及尿毒症是在世界范围内都非常普遍的危重疾病。据美国肾脏数据库显示，在2005年全美有超过45万的晚期肾功能衰竭患者。在我国，据中华肾脏病学会不完全统计，目前需要治疗的尿毒症患者多达百万以上。

目前，肾功能衰竭及尿毒症治疗所应用的主要方法为透析，包括血液透析和腹膜透析。血液透析具有清除毒素充分、适于长期应用等优点，是临床上应用最多的治疗方法。血液透析过程中需要应用的关键设备为血液透析机，现代的血液透析机为了实现较好的治疗效果，结构形式都非常复杂。一般地，血液透析主要包括透析液供给装置、自动监护系统及体外血液循环系统等部分。透析液供给装置包括动力系统和控温系统，前者能自动配制电解质含量接近人体的无菌透析液，并提供透析液回路的负压；后者主要维持透析液恒温供给。自动监护装置是为了保证透析过程的体外血液循环安全进行而设置的，一般由透析液及血液流率调控系统、透析液浓度监测系统、动被动压监护系统、漏血监护系统等部分组成。

基于复杂的设备结构和工作过程，血液透析机能较有效地去除尿毒症患者体内的毒素。但目前血液透析机及相应的治疗模式仍具有较大弊端，主要体现在：

1）净化效率低。血液透析机治疗的主要原理是在膜两侧的浓度差驱动下，血液中的毒素渐渐向透析液侧扩散。现代透析方法能够高效去除血液中的小分子毒素，但是对尿素症患者体内的关键的中分子毒素的去除效率明显不足。为了达到充分的解毒效果，一般每次透析治疗需要多达120升以上清洗液。

2）治疗成本高。血液透析中的透析液一般在治疗过程中在线配制，因此血液透析机中需要复杂的透析液供给装置，以实现自动配制电解质含量接近人体的无菌透析液。而且为了保证运行安全，血液透析机中还需要附设浓度监护及误配报警，以预防机器及人为故障造成的误配透析液发生。复杂的系统结构造成设备成本高昂。另一方面，血液透析过程中需要耗费大量的透析液，从而导致设备的使用成本也居高不下。而且，为了满足透析用水需要，血液透析要求配备复杂的水处理设备，进一步提高了血液透析的治疗成本。在美国，仅2000年一用用于晚期肾功能衰竭治疗的费用就高达142亿美元。而在中国，住院血液透析人均年医疗费用约为6至10万元，高昂的费用造成很多患者得不到有效的治疗而死亡。

3）病人生活质量差。现有的血液透析机体型庞大，且需要大型水净化系统支持，因此对设备的使用场地提出了很高的要求。因此，当前的血液透析方式主要还是所谓的透析中心血透（In-centerhemodialysis），即病人前往医院透析中心，每周透析2～3次，每次透析4～6小时。这样繁琐的往返治疗会严重干扰患者的日常工作和生活，降低患者的生存质量，长期治疗会容易使病人产生心理障碍。据统计，高达27%的血透病人有自杀倾向。

发明内容

为了解决现有的血液透析机及相应的治疗模式存在的血液净化效率低、治疗成本高、病人生活质量差的问题，本发明提供一种治疗质量高、治疗成本低和提高病人生活质量的一种可携带的血液净化装置。

实现上述目的的技术解决方案如下：

一种可携带的血液净化装置包括渗透机4，所述渗透机4的内腔入口401连通着主管100的一端，从另一端起主管上依次串联着主动阀101、主动控压装置103和蠕动泵104；渗透机4的出液处402连通着次管110的一端，从另一端起次管上依次串联着被动阀109、被动控温装置108、测气装置107、被动控压装置106，构成体外循环单元；所述主动控压装置103和被动控压装置106上分别设有收气机；

所述渗透机4的外腔入口403连通着洗涤管的一端，洗涤管的另一端连通着洗涤装置201，洗涤装置201上设有清洗液控重装置202，洗涤管上串联着控制阀306；洗涤装置201的出口连通着导流管200的一端，导流管200的另一端连通着输液阀门206的主端口，导流管200上依次串联着温度控制器203、导流管收气机204和出液泵205；输液阀门206的第二端口连通着主导流管支路210的一端，主导流管支路210的另一端通过连接器连通着渗透机的出液处402和被动控压装置106的进口之间次管110；输液阀门206的第三端口连通着第二导流管支路220的一端，第二导流管支路220的另一端通过连接器连通着主动阀101和主动控压装置103之间的主管100；

渗透机4的外腔出口404连通着废液管的一端，废液管的另一端连通着废液容器301，废液容器301上设有废液控重装置302，废液管上串联着检漏装置305、废液控压装置304、超滤泵303，废液控压装置304上设有控压装置。

所述渗透机4的外腔入口403连通着废液阀门307的主端口，废液阀门307的第二端口连通着洗涤装置201，废液阀门307的第三端口连通着再生管的一端，再生管的另一端连通着废液容器301的出口，从废液容器301出口起的再生管上依次串联着吸附器310、除菌过滤器309、再生泵308。

所述温度控制器203为电热式加热器。

所述主动控压装置103、被动控压装置106和废液控压装置304上带有收气机。

所述蠕动泵104、出液泵205和超滤泵303为蠕动泵，转速精确可调。

所述主动阀101、被动阀109及控制阀306为双向夹管阀，输液阀门206及废液阀门307为三向夹管阀。

本发明可以实现两种功能：单纯血液滤过和血液透析滤过。当本发明实现血液透析滤过功能时，输液单元包括瓶装或袋装无菌清洗液、出液泵、导流管、阀门等元件，其中导流管经阀门分别与体外血液循环系统的主管和次管相连通，通过设备阀门状态可灵活选择前稀释（“先灌注后超滤”）或后稀释（“先灌注后超滤”）；废液处理单元包括超滤泵、废液管、清洗液再生装置和废液容器等元件，废液在泵的驱动下在吸附器被吸附净化，进入渗透机或滤过器以透析的作用持续清除血液中的毒素。当本发明实现单纯血液滤过功能时，超滤液直接形成废液收集在废液容器里。

在两种工作模式下，本发明均采用了如下一种非侵入性测量和控制流速的方法：通过读取控重装置所测得的清洗液和废液的重量变化，反馈控制清洗液和废液流速，并间接地控制净超滤量。

在输液单元，本发明的温度控制器为一种电热式加热器，以实现非浸入式的清洗液加热。在温度控制器内部，清洗液流经一个特殊形状的液袋，且在该液袋中回形流动，流动过程中被硅胶加温恒温器逐渐加热。

系统中的清洗液再生机构包括含有活性炭、树脂等吸附剂的吸附器310、再生泵308和除菌过滤器309。来自清洗废液在再生泵308的驱动下进入吸附器310被吸附净化，成为再生透析液重新进入渗透机，以透析的作用持续清除血液中的小分子毒素。

通过以上设计，本发明相对血液透析机具有以下几方面的优点：

1）具有高效的中、小分子毒素清除能力，血液净化效率明显提高。

2）治疗所需清洗液大大减少，每次治疗只需要小于8升的清洗液，一方面使得系统摆脱了对水净化设备的依赖，治疗成本也大大降低。

3）系统运行所用清洗液可预先配制，无需复杂的透析液在线配制系统及相应的浓度监控等系统，设备结构大大简化，运行可靠性和安全性也相对提高。

4）系统运行过程简单，无需复杂的专业操作，病人可以自主进行治疗。系统中的智能控制系统能够将病人的生理数据远程传输到透析监测中心，从而有效地保障治疗安全和治疗疗效。

5）相对传统血液透析机，本发明结构大大简化，可以方便地移动，且便于携带。本发明可以作为居家治疗设备，更适合患者在家里多次短时透析或夜间透析治疗，在降低医护成本的同时降低透析病人在透析间期的毒素耐受。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为具有清洗液再生模块的结构示意图。

上述图中，100主管、101主动阀、102连接器、103主动控压装置、104蠕动泵、105连接器、106被动控压装置、107测气装置、108被动控温装置、109主动阀、110次管、200导流管、201洗涤装置、202清洗液控重装置、203温度控制装置、204导流管收气机、205出液泵、206导流管阀门、210导流管支路、220导流管支路、301废液容器、302废液控重装置、303超滤泵、304废液控压装置及控压装置、305检漏装置、306控制阀、307废液管阀门、4渗透机、401渗透机的内腔入口、402渗透机的外腔出口、403渗透机的外腔入口、404渗透机的外腔出口。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例：

参见图1，一种可携带的血液净化装置包括渗透机4，渗透机4的内腔入口401连通着主管100的一端，从另一端起主管上依次串联着主动阀101、主动控压装置103和蠕动泵104；渗透机4的出液处402连通着次管110的一端，从另一端起次管上依次串联着被动阀109、被动控温装置108、测气装置107、被动控压装置106，构成体外循环单元；主动控压装置103和被动控压装置106上分别安装有收气机；

渗透机4的外腔入口403连通着洗涤管的一端，洗涤管的另一端连通着洗涤装置201，洗涤装置201上安装有清洗液控重装置202，洗涤管上串联着控制阀306；洗涤装置201的出口连通着导流管200的一端，导流管200的另一端连通着输液阀门206的主端口，导流管200上依次串联着温度控制器203、导流管收气机204和出液泵205；输液阀门206的第二端口连通着主导流管支路210的一端，主导流管支路210的另一端通过连接器连通着渗透机的内腔出402和被动控压装置106的进口之间次管110；输液阀门206的第三端口连通着第二导流管支路220的一端，第二导流管支路220的另一端通过连接器连通着主动阀101和主动控压装置103之间的主管100；

渗透机4的外腔出口404连通着废液管的一端，废液管的另一端连通着废液容器301，废液容器301上安装有废液控重装置302，废液管上串联着检漏装置305、废液控压装置304、超滤泵303，废液控压装置304上安装有收气机。

参见图2，渗透机4的外腔入口403连通着废液阀门307的主端口，废液阀门307的第二端口连通着洗涤装置201，废液阀门307的第三端口连通着再生管的一端，再生管的另一端连通着废液容器301的出口，从废液容器301出口起的再生管上依次串联着吸附器310、除菌过滤器309、再生泵308；这一部份机构形成清洗液再生机构。

渗透机4型号为日本旭化成医疗器械株式会社的APS系列旭化成聚砜膜血液透析器。

温度控制器203为电热式加热器，产品型号：ANIMECAM-2SFluidWarme（r美国）。

主动控压装置103、被动控压装置106和废液控压装置304中包括收气机，传感器硬件通过空气测量压力值，而不与液体直接接触。

蠕动泵104、出液泵205和超滤泵303皆为蠕动泵，泵体不与管内流体直接接触。

主动阀101、被动阀109及控制阀306为双向夹管阀，输液阀门206及废液阀门307为三向夹管阀。

单纯血液滤过工作模式如下：

如图1所示，系统的主管100与次管110分别连接到人体的主动与被动。在体外血液循环单元1中，主动血液经主动阀101、连接器102和主动控压装置103，被蠕动泵104泵入渗透机4的内腔入口401。血液由渗透机4的出液处402流出，经被动连接器105、被动控压装置106、测气装置107、控温装置108、被动阀109，由次管110流回人体。

在输液单元中，无菌透析液从洗涤装置201由导流管200流经温度控制器203、导流管控压装置204，由出液泵205泵入体外血液循环。清洗液的注入点有两种选择。其中，清洗液注入主管100中与血液混合，称为前稀释即“先稀释后超滤”；而清洗液注入次管110中与血液混合，称为后稀释即“先超滤后稀释”。

在废液处理单元中，超滤液在超滤泵305的驱动下从渗透机的外腔出口404流出形成废液，废液依次流经检漏装置305、废液控压装置304流回废液容器301。其中，废液控压装置304用于跨膜压力的检测。

洗涤装置201和废液容301中液体的重量分别由清洗液控重装置202和废液控重装置302测量，以反馈控制清洗液和废液的流速，并间接精确控制灌注和超滤的速率。

血液透析滤过工作模式如下：

在此工作模式下，系统的体外血液循环单元和输液单元与单纯血液滤过模式下相同。所不同在于，废液处理单元中增加了吸附器310及再生泵308等元件，如图2所示。从渗透机的外腔出口404流出的废液进入废液容器301后，在再生泵308的驱动下入吸附器310，废液再生为透析液，然后经过除菌过滤器309自渗透机和渗透机4的外腔入口403重新进入渗透机4。在吸附器310中废液中含有的大部分毒素被吸附剂吸附，经处理后的再生透析液中毒素含量远低于血液，因此在渗透机4内血液侧的毒素尤其是能够持续扩散至透析液侧。此外，通过控制再生泵310和超滤泵303使得废液流速大于再生透析液流速，即可实现连续的超滤作用，系统通过透析滤过的方式持续清除血液内的毒素。

Claims (6)

1.一种可携带的血液净化装置，包括渗透机（4），其特征在于，所述渗透机（4）的内腔入口（401）连通着主管（100）的一端，从另一端起主管上依次串联着主动阀（101）、主动控压装置（103）和蠕动泵（104）；渗透机（4）的出液处（402）连通着次管（110）的一端，从另一端起次管上依次串联着被动阀（109）、被动控温装置（108）、测气装置（107）、被动控压装置（106），构成体外循环单元；所述主动控压装置（103）和被动控压装置（106）上分别设有收气机；

所述渗透机（4）的外腔入口（403）连通着洗涤管的一端，洗涤管的另一端连通着洗涤装置（201），洗涤装置（201）上设有清洗液控重装置（202），洗涤管上串联着控制阀（306）；洗涤装置（201）的出口连通着导流管（200）的一端，导流管（200）的另一端连通着输液阀门（206）的主端口，导流管（200）上依次串联着温度控制器（203）、导流管收气机（204）和出液泵（205）；输液阀门（206）的第二端口连通着主导流管支路（210）的一端，主导流管支路（210）的另一端通过连接器连通着渗透机的出液处（402）和被动控压装置（106）的进口之间次管（110）；输液阀门（206）的第三端口连通着第二导流管支路（220）的一端，第二导流管（220）的另一端通过连接器连通着主动阀（101）和主动控压装置（103）之间的主管（100）；

渗透机（4）的外腔出口（404）连通着废液管的一端，废液管的另一端连通着废液容器（301），废液容器（301）上设有废液控重装置（302），废液管上串联着检漏装置（305）、废液控压装置（304）、超滤泵（303），废液控压装置（304）上设有控压装置。

2.根据权利要求1所述的一种可携带的血液净化装置，其特征在于：所述渗透机（4）的外腔入口（403）连通着废液阀门（307）的主端口，废液阀门（307）的第二端口连通着洗涤装置（201），废液阀门（307）的第三端口连通着再生管的一端，再生管的另一端连通着废液容器（301）的出口，从废液容器（301）出口起的再生管上依次串联着吸附器（310）、除菌过滤器（309）、再生泵（308）。

3.根据权利要求1所述的一种可携带的血液净化装置，其特征在于：所述温度控制器（203）为电热式加热器。

4.根据权利要求1所述的一种可携带的血液净化装置，其特征在于：所述主动控压装置（103）、被动控压装置（106）和废液控压装置（304）上带有收气机。

5.根据权利要求1所述的一种可携带的血液净化装置，其特征在于：所述蠕动泵（104）、出液泵（205）和超滤泵（303）为蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的一种可携带的血液净化装置，其特征在于：所述主动阀（101）、被动阀（109）及控制阀（306）为双向夹管阀，输液阀门（206）及废液阀门（307）为三向夹管阀。