CN106730091A - 一种自动腹膜透析系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动腹膜透析系统及其控制方法，其特点是：主机包括液体交换盒、控制系统控制的注入蠕动泵、引流蠕动泵及压力传感器，液体交换盒由中间的弹性隔膜分隔为液体腔和气体腔，气体腔与压力传感器连接，压力传感器通过控制系统对注入或引流速度进行控制；液体腔通过管路与补充袋、最末袋、加热袋、废液桶及患者端依次连接，且均设置液阀，加热袋与加热袋液阀之间安装所注入蠕动泵，引流管上安装引流蠕动泵和引流阀，注入管上设置注入阀，各种阀均与控制系统连接。解决注入和引流压力对患者造成的不适感，避免压力检测设备易造成液体泄漏的缺陷。精确控制液体注入、引流量，避免因注入液体少而进入人体的风险和采用相同管路引起的污染。

Description

一种自动腹膜透析系统及其控制方法

技术领域

本产品属于医疗器械领域，具体涉及临床腹膜透析设备，是一种自动腹膜透析系统及其控制方法。

背景技术

腹膜透析和血液透析是尿毒症的常用治疗方法，腹膜透析疗法利用患者身体自身天然过滤膜--腹膜清洁血液，排除毒素和多余液体。腹膜是腹腔壁周围的膜，包覆着胃、脾、肝和肠。腹透液留置在腹膜腔内，患者血液内的废物和液体通过腹膜过滤到腹透液中。含有废物的的腹透液在数小时后排出腹膜腔，随后输入新的腹透液，这就是腹膜透析的简单过程。

腹膜透析与血液透析相比一个最重要的优点就是可以保全病人的残余肾功能。病人的肾发生病变，若残余20%左右的肾功能，这时若立即使用血液透析，大量清除体内毒素，剧烈的变化会损害残余的肾功能，改变人体血流常态而导致心力衰竭、心律失常，相比之下，腹膜透析可减缓肾功能下降的速度，对人体心脏、血液循环动力影响较小。此外，腹透总费用要比血透低15%左右，相对较少的透析费用使腹透得到越来越广泛的应用。

腹膜透析分为：持续性不卧床腹膜透析(CAPD)和自动化腹膜透析(APD)。

持续性不卧床腹膜透析(CAPD)：手工操作，每天做几次腹膜透析液的更换进行透析,病人自己手工注入腹膜透析液，并根据医生处方，通过每天做几次腹膜透析液的更换进行透析。有经验的护士会在医院教刚插管的腹透患者如何进行腹膜透析操作。大多数普通人，通过这样的培训都能学会如何进行腹膜透析（PD）。如果患者有任何担心或问题，可以随时电话联系医生或护士解决。一般患者需要每个月去医院看一次门诊。自动化腹膜透析(APD)：由一台全自动腹膜透析机完成，病人可在夜间睡眠时进行透析。自动化腹膜透析(APD)是一项近年来飞速发展的腹膜透析技术，其操作过程由一台全自动腹膜透析机完成。很多发达国家有近半腹膜透析病人在使用自动腹膜透析机。

虽然目前市场已有自动腹膜透析机在售，但现有产品和技术都有不同缺陷：1、现有产品液体注入和废液引流一般采用压力泵、重力或者重力+蠕动泵方式，注入、引流过程忽略人体腹腔内压力，临床时患者有不适感，有些患者甚至引起疼痛，从而放弃腹膜透析，转向血液透析治疗；2、压力传感器直接与液体交换盒相连，通过测量液体上方空气的压力间接测量液体压力，当测量通道破损或传感器损坏容易造成液体泄漏，对环境造成影响；3、现有技术注入、引流量依靠称重或模拟计算，误差大，当出现错误无法得到修正；4、注入液和引流液采用相同管路，易造成患者感染。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种自动腹膜透析系统及其控制方法，主要解决注入和引流压力对患者造成的不适感和传统压力检测设备易造成液体泄漏的缺陷；进一步的目的是精确控制液体注入、引流量，解决注入管路与引流管路采用相同管路引起的污染，避免因注入液体少而进入人体的风险。另外，还增加管道破损检测、冲洗、排气等功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动腹膜透析系统，包括：主机、显示器、加热称重台、称重台、支架、透析液袋、废液桶，其特征在于，所述主机包括液体交换盒、控制系统控制的注入蠕动泵、引流蠕动泵及压力传感器，所述液体交换盒由中间设置的弹性隔膜分隔为相互独立的液体腔和气体腔，所述气体腔与压力传感器连接，所述压力传感器通过控制系统对注入或引流速度进行控制；所述透析液袋包括补充袋、最末袋、加热袋，所述液体腔通过管路与补充袋、最末袋、加热袋、废液桶以及患者端依次连接，所述补充袋、最末袋、加热袋与管路连接端上分别安装有补充袋液阀、最末袋液阀、加热袋液阀，所述加热袋与加热袋液阀之间安装所述注入蠕动泵，所述废液桶与引流阀之间的引流管上安装所述引流蠕动泵和一个引流阀，在液体交换盒连通患者端的注入管上设置注入阀，所述各种阀均为电控阀，并均与所述控制系统连接。

对上述技术方案的改进：所述显示器为触摸显示器，所述触摸显示器内部设有信号收发装置，通过无线电与远程控制器进行通信，所述远程控制器为手机APP、微信公众号或电脑；所述触摸显示器、加热称重台及称重台与所述控制系统连接，所述注入蠕动泵及引流蠕动泵配合所述加热称重台及称重台通过所述控制系统精确计算注入、引流量。

对上述技术方案的进一步改进：所述加热称重台包括加热器和温度传感器，所述加热器和温度传感器分别与所述控制系统连接，通过所述控制系统控制注入液温度。

对上述技术方案的进一步改进：所述注入管与引流管相互独立，在所述注入管上安装有安全阀，所述安全阀的主体上设有管道安装槽，上述管道安装槽中间设有电机安装孔，在电机安装孔上方设有调节块，有一电机通过电机固定架安装在电机安装孔背面的安全阀主体上，在所述电机的轴上安装凸轮和定位片，上述定位片下方设有光耦，所述电机及所述光耦均与所述控制系统连接，所述控制系统通过定位片和光耦用来检测安全阀的开关状态，所述电机带动凸轮旋转，通过改变凸轮的角度来实现注入管的开关，调节块可上下调节，用来调节安全阀关闭的效果。

对上述技术方案的进一步改进：所述支架包括底座、支撑杆，所述底座上设置所述称重台，所述废液桶放置在所述称重台上，所述主机设置在支架支撑杆的中部，所述加热称重台设置在所述主机上方的支架支撑杆上，所述加热袋置于加热称重台上，其余所述透析液袋均悬挂于所述支架支撑杆的上部。

对上述技术方案的进一步改进：所述注入蠕动泵及引流蠕动泵均为步进电机。

对上述技术方案的进一步改进：所述支架的底座上设置移动轮。

本发明一种上述腹膜透析系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）准备阶段

患者连接好管路，将加热袋放置在加热称重台上，废液桶放置在下方称重台上，设置好透析量、透析速度参数；

（2）管路检测

打开加热袋液阀，关闭其余阀门，注入蠕动泵逆时针工作，往液体腔注入气/液体，液体交换盒内压强升高，且压强通过弹性隔膜传递到压力传感器，压力传感器压力增至预设值时停止注入气/液体，关闭加热袋液阀，若压力不变，说明注入管道密封性良好，同理，检测引流管道密封性；

（3）管路冲洗、排气

管路冲洗：打开最末袋液阀、引流阀，引流蠕动泵顺时针运行，当废液桶重量增加，关闭最末袋液阀；打开补充袋液阀，引流蠕动泵顺时针运行，当废液桶重量持续增加，关闭补充袋液阀和引流蠕动泵；打开加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针工作，当废液桶重量持续增加，关闭引流阀和注入蠕动泵；

排气：打开补充袋液阀、加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针运行，将液体交换盒上部空气排入补充袋，当压力传感器压力恒定，排气完成,；关闭补充袋液阀，打开注入阀和安全阀，患者端有液体流出，此时管路清洗、排气完成；

（4）引流

患者端与患者连接，打开安全阀、注入阀，引流蠕动泵顺时针工作，系统根据压力传感器及设置压力控制引流蠕动泵的转速，从而控制流速，同时对废液桶称重，控制流量，当引流量大于设定值且人体内无液体时，停止引流；

（5）注入、留置

引流结束，当加热袋温度达到预设值，打开注入阀、加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针工作，开始注入，系统根据压力传感器及设置压力控制注入蠕动泵的转速，同时对加热袋14称重，从而控制流量，当注入量达到设定值，关闭注入阀、加热袋液阀，注入蠕动泵停止工作，停止注入，进入留置过程，留置时间到，开始引流；

加热袋液体补充：留置过程中，检测加热袋内液体若少于单次注入量，打开加热袋液阀和补充液液阀，依靠重力或注入蠕动泵将补充袋液体注入加热袋进行加热，以便进行下次注入；

最末袋液体注入：最末袋液体浓度若与其它透析液袋不同，当完成中间过程注入进行最末袋注入时，先将加热袋内液体排空，具体方法为：打开加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针运行，将加热袋液体排空，然后补充最末袋液体，原理同补充液补充。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（4）的引流过程中，当发生电源中断，所述安全阀自动关闭，并发出报警提示，防止液体进入或排出。

本发明的优点和积极效果是：

本发明为一种自动腹膜透析系统及其控制方法，注入或引流过程中，通过压力传感器对注入或引流速度进行控制，避免速度过快引起患者不适适感，大大提高腹膜透析使用率。气体腔与压力传感器连接，压力传感器不与液体直接接触，防止因传感器损坏造成的液体泄漏；解决了传统压力检测设备易造成液体泄漏的缺陷；增加管道破损检测、冲洗、排气等功能，提高使用安全性，定期排气，避免因注入液体少而进入人体的风险；蠕动泵采用步进电机，结合称重同时检测注入、引流量，精确控制液体量；注入液和引流液采用不同管路，防止患者感染；在注入管连接患者端上安装有安全阀，避免电源中断发生危险。

附图说明

图1是本发明一种自动腹膜透析系统结构示意图；

图2是本发明一种自动腹膜透析系统原理示意图；

图3是本发明一种自动腹膜透析系统控制方法的流程框图；

图4是本发明一种自动腹膜透析系统中安全阀的主体结构示意图；

图5是本发明一种自动腹膜透析系统中安全阀上电机的安装结构示意图。

图中：1-主机、2-触摸显示器、3-加热称重台、4-支架、5-称重台、6-废液桶、7-液体交换盒、8-弹性隔膜、9-压力传感器、10-注入阀、11-安全阀、12-补充袋、13-最末袋、14-加热袋、15-补充袋液阀、16-最末袋液阀、17-加热袋液阀、18-引流阀、19-注入蠕动泵、20-引流蠕动泵、21-调节块、22-管道安装槽、23-凸轮、24-安全阀主体、25-光耦、26-电机固定架、27-定位片、28-电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参见图1、图2，本发明一种自动腹膜透析系统的实施例，包括：主机1、触摸显示器2、加热称重3台、称重台5、支架4、透析液袋、废液桶6。上述主机1包括液体交换盒7、控制系统控制的注入蠕动泵19、引流蠕动泵20及压力传感器9。上述液体交换盒7由中间设置的弹性隔膜8分隔为相互独立的液体腔和气体腔，气体腔与压力传感器9连接（当液体腔内压力发生变化，引起弹性隔膜8的变形，将压力传递到气体腔，压力传感器通过检测气体腔的压力间接检测到液体腔内液体的压力），压力传感器9通过控制系统对注入或引流速度进行控制。上述透析液袋包括补充袋12、最末袋13、加热袋14，液体腔通过管路与补充袋12、最末袋13、加热袋14、废液桶6以及患者端依次连接，补充袋12、最末袋13、加热袋14与管路连接端上分别安装有补充袋液阀15、最末袋液阀16、加热袋液阀17。在加热袋14与加热袋液阀17之间安装注入蠕动泵19，在废液桶6与引流阀之间的引流管上安装引流蠕动泵20和一个引流阀18，在液体交换盒7连通患者端的注入管上设置注入阀10，上述各种阀均为电控阀，并均与控制系统连接。

具体而言：上述显示器2为触摸显示器，在触摸显示器2内部设有信号收发装置，通过无线电与远程控制器进行通信，远程控制器为手机APP、微信公众号或电脑；所述触摸显示器2、加热称重台3及称重台5与所述控制系统连接，所述注入蠕动泵19及引流蠕动泵20配合加热称重台3及称重台5通过所述控制系统精确计算注入、引流量。

上述加热称重台3包括加热器和温度传感器，所述加热器和温度传感器分别与所述控制系统连接，通过所述控制系统控制注入液温度。

本发明的注入路与引流管路相互独立，并在所述注入管上安装有安全阀11。如图4、图5所示，在安全阀主体24上设有管道安装槽22，在管道安装槽22中间设有电机安装孔，在电机安装孔上方设有调节块21。有一电机28通过电机固定架26安装在电机安装孔背面的安全阀主体24上，在电机28的轴上安装凸轮23和定位片27，上述定位片27下方设有光耦25，电机28及光耦25均与所述控制系统连接，所述控制系统通过定位片27和光耦25用来检测安全阀11开关状态，所述电机28带动凸轮23旋转，通过改变凸轮23的角度来实现注入管的开关，调节块21可上下调节，用来调节安全阀11关闭的效果。

如图1所示，上述支架4包括底座、支撑杆，在底座上设置称重台5，废液桶6放置在称重台5上，可称量患者的引流量，以此确定患者需注入的透析液重量。主机1设置在支架4支撑杆的中部，加热称重台3设置在主机1上方的支架4支撑杆上，加热袋14置于加热称重台3上，既可对腹透液进行加热，又能精确称量注入量。其余所述透析液袋（补充袋12、最末袋13）均悬挂于所述支架4支撑杆的上部，这样，只需对加热袋14进行称重，即可得到注入患者体内的液体量。

为了方便移动，在支架4的底座上设置移动轮。

本发明一种上述腹膜透析系统的控制方法的实施例，包括如下步骤：

（1）准备阶段

患者连接好管路，将加热袋放置在加热称重台上，废液桶放置在下方称重台上，设置好透析量、透析速度参数；

（2）管路检测

打开加热袋液阀17，关闭其余阀门，注入蠕动泵13逆时针工作，往液体腔注入气/液体，液体交换盒7内压强升高，且压强通过弹性隔膜8传递到压力传感器9，压力传感器9压力增至预设值时停止注入气/液体，关闭加热袋液阀17，若压力不变，说明注入管道密封性良好，同理，检测引流管道密封性；

（3）管路冲洗、排气

管路冲洗：打开最末袋液阀16、引流阀18，引流蠕动泵20顺时针运行，当废液桶6重量增加，关闭最末袋液阀16；打开补充袋液阀15，引流蠕动泵20顺时针运行，当废液桶6重量持续增加，关闭补充袋液阀15和引流蠕动泵20；打开加热袋液阀17，注入蠕动泵19逆时针工作，当废液桶6重量持续增加，关闭引流阀18和注入蠕动泵19；

排气：打开补充袋液阀15、加热袋液阀17，注入蠕动泵19逆时针运行，将液体交换盒7上部空气排入补充袋，当压力传感器9压力恒定，排气完成,；关闭补充袋液阀15，打开注入阀10和安全阀11，患者端有液体流出，此时管路清洗、排气完成；

（4）引流

患者端与患者连接，打开安全阀11、注入阀10，引流蠕动泵20顺时针工作，系统根据压力传感器9及设置压力控制引流蠕动泵20的转速，从而控制流速，同时对废液桶6称重，控制流量，当引流量大于设定值且人体内无液体时，停止引流；

（5）注入、留置

引流结束，当加热袋14温度达到预设值，打开注入阀10、加热袋液阀17，注入蠕动泵19逆时针工作，开始注入，系统根据压力传感器9及设置压力控制注入蠕动泵19的转速，同时对加热袋14称重，从而控制流量，当注入量达到设定值，关闭注入阀10、加热袋液阀17，注入蠕动泵19停止工作，停止注入，进入留置过程，留置时间到，开始引流；

加热袋14液体补充：留置过程中，检测加热袋14内液体若少于单次注入量，打开加热袋液阀17和补充液液阀15，依靠重力或注入蠕动泵19（顺时针工作）将补充袋12液体注入加热袋14进行加热，以便进行下次注入；

最末袋13液体注入：最末袋13液体浓度若与其它透析液袋不同，当完成中间过程注入进行最末袋13注入时，先将加热袋14内液体排空，具体方法为：打开加热袋液阀17，注入蠕动泵19逆时针运行，将加热袋14液体排空，然后补充最末袋13液体，原理同补充液补充。

当发生电源中断，安全阀11自动关闭，并发出报警提示，防止液体进入或排出。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动腹膜透析系统，包括：主机、显示器、加热称重台、称重台、支架、透析液袋、废液桶，其特征在于，所述主机包括液体交换盒、控制系统控制的注入蠕动泵、引流蠕动泵及压力传感器，所述液体交换盒由中间设置的弹性隔膜分隔为相互独立的液体腔和气体腔，所述气体腔与压力传感器连接，所述压力传感器通过控制系统对注入或引流速度进行控制；所述透析液袋包括补充袋、最末袋、加热袋，所述液体腔通过管路与补充袋、最末袋、加热袋、废液桶以及患者端依次连接，所述补充袋、最末袋、加热袋与管路连接端上分别安装有补充袋液阀、最末袋液阀、加热袋液阀，所述加热袋与加热袋液阀之间安装所述注入蠕动泵，所述废液桶与引流阀之间的引流管上安装所述引流蠕动泵和一个引流阀，在液体交换盒连通患者端的注入管上设置注入阀，所述各种阀均为电控阀，并均与所述控制系统连接。

2.按照权利要求1所述的腹膜透析系统，其特征在于，：所述显示器为触摸显示器，所述触摸显示器内部设有信号收发装置，通过无线电与远程控制器进行通信，所述远程控制器为手机APP、微信公众号或电脑；所述触摸显示器、加热称重台及称重台与所述控制系统连接，所述注入蠕动泵及引流蠕动泵配合所述加热称重台及称重台通过所述控制系统精确计算注入、引流量。

3.按照权利要求1或2所述的腹膜透析系统，其特征在于，所述加热称重台包括加热器和温度传感器，所述加热器和温度传感器分别与所述控制系统连接，通过所述控制系统控制注入液温度。

4.按照权利要求1或2所述的腹膜透析系统，其特征在于，所述注入管与引流管相互独立，在所述注入管上安装有安全阀，所述安全阀的主体上设有管道安装槽，上述管道安装槽中间设有电机安装孔，在电机安装孔上方设有调节块，有一电机通过电机固定架安装在电机安装孔背面的安全阀主体上，在所述电机的轴上安装凸轮和定位片，上述定位片下方设有光耦，所述电机及所述光耦均与所述控制系统连接，所述控制系统通过定位片和光耦用来检测开关状态，所述电机带动凸轮旋转，通过改变凸轮的角度来实现注入管的开关，调节块可上下调节，用来调节安全阀关闭的效果。

5.按照权利要求3所述的腹膜透析系统，其特征在于，所述注入管与引流管相互独立，在所述注入管上安装有安全阀，所述安全阀的主体上设有管道安装槽，上述管道安装槽中间设有电机安装孔，在电机安装孔上方设有调节块，有一电机通过电机固定架安装在电机安装孔背面的安全阀主体上，在所述电机的轴上安装凸轮和定位片，上述定位片下方设有光耦，所述电机及所述光耦均与所述控制系统连接，所述控制系统通过定位片和光耦用来检测安全阀的开关状态，所述电机带动凸轮旋转，通过改变凸轮的角度来实现注入管的开关，调节块可上下调节，用来调节安全阀关闭的效果。

6.按照权利要求1或2所述的腹膜透析系统，其特征在于，所述支架包括底座、支撑杆，所述底座上设置所述称重台，所述废液桶放置在所述称重台上，所述主机设置在支架支撑杆的中部，所述加热称重台设置在所述主机上方的支架支撑杆上，所述加热袋置于加热称重台上，其余所述透析液袋均悬挂于所述支架支撑杆的上部，所述支架的底座上设置移动轮。

7.按照权利要求5所述的腹膜透析系统，其特征在于，所述支架包括底座、支撑杆，所述底座上设置所述称重台，所述废液桶放置在所述称重台上，所述主机设置在支架支撑杆的中部，所述加热称重台设置在所述主机上方的支架支撑杆上，所述加热袋置于加热称重台上，其余所述透析液袋均悬挂于所述支架支撑杆的上部，所述支架的底座上设置移动轮。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的腹膜透析系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）准备阶段

患者连接好管路，将加热袋放置在加热称重台上，废液桶放置在下方称重台上，设置好透析量、透析速度参数；

（2）管路检测

打开加热袋液阀，关闭其余阀门，注入蠕动泵逆时针工作，往液体腔注入气/液体，液体交换盒内压强升高，且压强通过弹性隔膜传递到压力传感器，压力传感器压力增至预设值时停止注入气/液体，关闭加热袋液阀，若压力不变，说明注入管道密封性良好，同理，检测引流管道密封性；

（3）管路冲洗、排气

管路冲洗：打开最末袋液阀、引流阀，引流蠕动泵顺时针运行，当废液桶重量增加，关闭最末袋液阀；打开补充袋液阀，引流蠕动泵顺时针运行，当废液桶重量持续增加，关闭补充袋液阀和引流蠕动泵；打开加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针工作，当废液桶重量持续增加，关闭引流阀和注入蠕动泵；

排气：打开补充袋液阀、加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针运行，将液体交换盒上部空气排入补充袋，当压力传感器压力恒定，排气完成,；关闭补充袋液阀，打开注入阀和安全阀，患者端有液体流出，此时管路清洗、排气完成；

（4）引流

患者端与患者连接，打开安全阀、注入阀，引流蠕动泵顺时针工作，系统根据压力传感器及设置压力控制引流蠕动泵的转速，从而控制流速，同时对废液桶称重，控制流量，当引流量大于设定值且人体内无液体时，停止引流；

（5）注入、留置

引流结束，当加热袋14温度达到预设值，打开注入阀、加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针工作，开始注入，系统根据压力传感器及设置压力控制注入蠕动泵的转速，同时对加热袋14称重，从而控制流量，当注入量达到设定值，关闭注入阀、加热袋液阀，注入蠕动泵停止工作，停止注入，进入留置过程，留置时间到，开始引流；

加热袋液体补充：留置过程中，检测加热袋内液体若少于单次注入量，打开加热袋液阀和补充液液阀，依靠重力或注入蠕动泵将补充袋液体注入加热袋14进行加热，以便进行下次注入；

最末袋液体注入：最末袋液体浓度若与其它透析液袋不同，当完成中间过程注入进行最末袋注入时，先将加热袋内液体排空，具体方法为：打开加热袋液阀，注入蠕动泵逆时针运行，将加热袋液体排空，然后补充最末袋液体，原理同补充液补充。

9.按照权利要求8所述的腹膜透析系统的控制方法，其特征在于，所述步骤（4）的引流过程中，当发生电源中断，所述安全阀自动关闭，并发出报警提示，防止液体进入或排出。