CN109224161A - 一种可调钾离子浓度的血液透析系统 - Google Patents

一种可调钾离子浓度的血液透析系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可调钾离子浓度的血液透析系统，包括：电机驱动电路、角速度传感器、位置传感器、处理器和蠕动泵，角速度传感器和位置传感器通过电机驱动电路控制，电机驱动电路通过处理器控制，使得蠕动泵的泵轴各圆周位置均达到目标角速度值，从而实现蠕动泵的快速调节和转动速度稳定，解决了可调钾离子浓度的血液透析系统在使用时容易出现血液回流的问题；可调钾离子浓度的血液透析系统还包括第一吸液泵、第二吸液泵、第三吸液泵，分别泵入B液、第一A液和第二A液，通过控制三种液体泵入的比例，能够自动调节钾离子在血液中的浓度与常规下钾离子弥散量相等，提高血液透析系统的治疗效果。

Description

一种可调钾离子浓度的血液透析系统
技术领域
本发明涉及透析设备领域，特别是涉及一种可调钾离子浓度的血液透析系统。
背景技术
透析相关心律失常是血液透析患者常见的并发症，以心房颤动、室性心律失常等多见，常影响透析的正常进行，透析中低血钾是可能的原因之一。钾是人体内重要的电解质之一，是细胞内的主要阳离子，是心肌细胞电生理活动的基本离子，正常钾离子水平是维持心脏电生理活动的基础。尿毒症患者透析前多数有高血钾，严重的高血钾会容易诱发患者心跳骤停甚至猝死，但是在透析过程中，随着钾离子通过透析膜而被清除，以及酸中毒的纠正，使钾离子从细胞外进入细胞内进一步使血钾降低。会使患者的心肌复极化异常，诱发心律失常。对于有高龄、有心脏基础疾病的患者来说更易发生。对于透析相关性心律失常，通常采取的措施是吸氧、减慢血流量、限制体重、降低超滤率、加强营养、改善心肌功能及应用抗心律失常药物等治疗，透析液可使用相对高钾的浓度。但是采用高钾透析液带来的后果就是对于K的清除不够充分，加之透析间期摄食、代谢产生的钾，极易造成下次透析前的高血钾，使患者猝死的风险较大。
因此，如何能够在保证透析清除钾充分的基础上调整透析液中钾的浓度来减少此类心律失常的发生，是临床面临的重要课题。
低钾相关的心律失常多发生于透析初期，因为此时透析液中的钾浓度与血钾浓度差较大，易诱发心律失常。随着透析治疗的继续进行，对于血钾的清除增加，透析液钾与血钾浓度梯度变小,心律失常风险减少。因此，在治疗过程中，不断调整透析液的钾离子浓度是非常关键的。
目前市场上的全部血液透析系统均不具有钾离子调节功能，因此，需要开发一种新的血液透析系统，以解决现有技术存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调钾离子浓度的血液透析系统，达到自动调节钾离子浓度，提高治疗水平的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，包括：电机驱动电路、角速度传感器、位置传感器、处理器和蠕动泵；
所述蠕动泵的电机输出轴上分别设置所述角速度传感器和所述位置传感器，所述处理器分别与所述角速度传感器和所述位置传感器连接，所述角速度传感器用于测量所述蠕动泵的泵轴在各圆周位置上对应的角速度值，并将数据传给所述处理器，所述位置传感器用于记录蠕动泵的泵轴的圆周位置，并将数据传给所述处理器，根据所述角速度传感器和所述位置传感器传输至所述处理器的数据，得出所述蠕动泵的泵轴各圆周位置的目标角速度值；
所述处理器通过所述位置传感器和所述角速度传感器采集所述蠕动泵的所述泵轴的各圆周位置的实际角速度值，并将所述目标角速度值减去所述实际角速度值，得出所述蠕动泵的所述泵轴各圆周位置的速度变化差值；
将所述速度变化的差值与固定的控制信号量求和，作为所述蠕动泵的所述泵轴各圆周位置的校正控制信号量；所述处理器输出所述校正控制信号量，控制所述蠕动泵转动，直到所述蠕动泵的所述泵轴各圆周位置均达到所述目标角速度值，从而快速调节所述蠕动泵的转动速度，使得所述蠕动泵转速稳定；
所述电机驱动电路与所述处理器连接，所述处理器用于控制所述电机驱动电路；
所述所述电机驱动电路还与两个所述蠕动泵连接，所述电机驱动电路可控制两个所述蠕动泵。
可选的，所述蠕动泵包括进液蠕动泵和排液蠕动泵，为透析过程中的血液循环提供动力。
可选的，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括血液透析器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一吸液泵、第二吸液泵、第三吸液泵、第一电导度传感器和第二电导度传感器，所述第一流量传感器、所述第一电导度传感器、所述第二电导度传感器和所述第二流量传感器依次连接，在所述第一流量传感器和所述第一电导度传感器之间设置所述第一吸液泵，在所述第一电导度传感器和所述第二流量传感器之间依次设置所述第二吸液泵和所述第三吸液泵；
所述血液透析器与所述第二流量传感器和所述排液蠕动泵连接，所述血液透析器的两个血液管都与病人连接；所述血液透析器在与所述病人的血液进行物质交换后，将交换的代谢废物通过所述排液蠕动泵泵出，将透析完成的血液传输至所述病人，实现调节所述病人在血液透析过程中体内的钾离子浓度。
可选的，所述第一吸液泵泵入的液体是B液，所述第二吸液泵和所述第三吸液泵泵入的液体分别是第一A液和第二A液，所述第一电导度传感器监测的是反渗水与所述B液混合后的浓度，所述第二电导度传感器监测的是所述反渗水与所述B液、所述第一A液、所述第二A液四种液体混合后的浓度；
所述B液、所述第一A液和所述第二A液均有固定的浓度，所述B液的作用是作为缓冲剂，用于调节血液内的酸碱平衡，所述第一A液和所述第二A液具有不同的钾离子浓度，通过控制所述第一A液和所述第二A液泵入的比例，调节最终输入至所述透析器的钾离子的浓度；
所述第一电导度传感器监测的是所述反渗水与所述B液混合后的浓度，所述第一电导度传感器监测的是所述反渗水与所述B液、所述第一A液和所述第二A液混合后的浓度。
可选的，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括血液渗透装置检测仪，所述血液渗透装置检测仪与所述第一电导度传感器和所述第二电导度传感器连接，用于实施检测所述反渗水混合液体后的浓度变化，进而对所述反渗水中钾离子浓度进行调节。
可选的，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括反渗水进口和废液排出口，所述反渗水进口与所述进液蠕动泵连接，所述反渗水经所述反渗水进口，进入所述血液透析装置，所述废液排出口与所述排液蠕动泵连接，所述代谢废物通过所述排液蠕动泵泵出所述废液排出口。
可选的，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括血泵、主电路板和控制电路板，两个所述血泵分别连接所述反渗水进口和所述废液排出口，所述主电路板与所述控制面板连接，所述主电路板由电源供电。
可选的，与所述反渗水进口连接的所述血泵为第一血泵，与所述废液排除口连接的所述血泵为第二血泵。
可选的，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括加热器和夹钳，所述加热器与所述电源连接，用于将电能转化成热能，从而加热反渗水，所述夹钳位于所述第二血泵与所述病人之间，用于防止液体流量发生突然变化。
可选的，所述控制面板用来控制所述加热器、所述夹钳、所述第一血泵和所述第二血泵。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明设置了角速度传感器和位置传感器，经过对蠕动泵各圆周位置和各圆周位置对应角速度的检测，能够快速调节蠕动泵的转速，并达到稳定速度，解决了血液容易回流的问题，同时设置第一吸液泵、第二吸液泵、第三吸液泵，分别泵入B液、第一A液和第二A液，通过控制三种液体泵入的比例，能够自动调节钾离子在血液中的浓度与常规下钾离子弥散量相等，提高血液透析系统的治疗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明可调钾离子浓度的血液透析系统的实施例1的结构连接图；
图2为本发明可调钾离子浓度的血液透析系统的实施例2的结构连接图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够自动调节钾离子浓度的血液透析系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1为本发明可调钾离子浓度的血液透析系统的实施例1的结构连接图。如图1所示，为可调钾离子浓度的血液透析系统中的血液透析装置的连接图，该装置包括主电路板4、流量传感器10、进液蠕动泵11、反渗水进口12、废物排出口13、血液透析装置检测仪14、血液透析器15、流量传感器16、电导度传感器17、电导度传感器18、吸液泵19、吸液泵20、吸液泵21和排液蠕动泵22，主电路板4包括角速度传感器、处理器、位置传感器和电机驱动电路。
进液蠕动泵11的电机输出轴上分别设置角速度传感器和位置传感器，处理器分别与角速度传感器和位置传感器连接，角速度传感器用于测量进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴在各圆周位置上对应的角速度值，并将数据传给处理器，位置传感器用于记录进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴的圆周位置，并将数据传给处理器，从而得出进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴各圆周位置的目标角速度值。
处理器通过位置传感器和角速度传感器采集进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴的各圆周位置的实际角速度值，并将目标角速度值减去实际角速度值，得出进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴各圆周位置的速度变化差值。
将速度变化的差值与固定的控制信号量求和，作为进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴各圆周位置的校正控制信号量；处理器输出校正控制信号量，控制进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的转动，直到进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的泵轴各圆周位置均达到目标角速度值，从而快速调节进液蠕动泵11和排液蠕动泵22的转动速度，使得进液蠕动泵11和排液蠕动泵22转速稳定，保证可调钾离子浓度的血液透析系统在使用时不易出现回流现象。
电机驱动电路与处理器连接，处理器用于控制电机驱动电路；
电机驱动电路还与进液蠕动泵11和排液蠕动泵22连接，电机驱动电路可控制两个所述蠕动泵，为透析过程中的血液循环提供动力。
流量传感器16、电导度传感器17、电导度传感器18和流量传感器10依次连接，在流量传感器16和电导度传感器17之间设置吸液泵19，在电导度传感器17和流量传感器10之间依次设置吸液泵20和吸液泵21。
血液透析器15与流量传感器10和进液蠕动泵22连接，血液透析器15的两个血液管都与病人连接；血液透析器15在与病人的血液进行物质交换后，将交换的代谢废物通过排液蠕动泵22泵出。
吸液泵19泵入的液体是B液，吸液泵20和吸液泵21泵入的液体分别是第一A液和第二A液，电导度传感器17监测的是反渗水与B液混合后的浓度，电导度传感器18监测的是反渗水与B液、第一A液和第二A液混合后的浓度。
B液、第一A液和第二A液均有固定的浓度，B液的作用是作为缓冲剂，用于调节血液内的酸碱平衡，第一A液和第二A液具有不同的钾离子浓度，通过控制第一A液和第二A液泵入的比例调节最终进入血液透析器15中的钾离子浓度。
电导度传感器17监测的是反渗水与B液混合后的浓度，电导度传感器17监测的是反渗水与B液、第一A液和第二A液混合后的浓度。
血液渗透装置检测仪14与第一电导度传感器16和第二电导度传感器18连接，用于实施检测反渗水混合液体后的浓度变化，进而对反渗水中钾离子浓度进行调节。
反渗水进口12与进液蠕动泵11连接，反渗水经反渗水进口12，进入血液透析装置，废液排出口13与进液蠕动泵22连接，代谢废物通过进液蠕动泵22泵出废液排出口13。
本申请的可调钾离子浓度的血液透析系统的角速度传感器和位置传感器通过电机驱动电路控制，电机驱动电路通过处理器控制，使得蠕动泵的泵轴各圆周位置均达到目标角速度值，从而实现蠕动泵的快速调节和转动速度稳定，解决了可调钾离子浓度的血液透析系统在使用时容易出现血液回流的问题；可调钾离子浓度的血液透析系统的第一吸液泵、第二吸液泵、第三吸液泵，分别泵入B液、第一A液和第二A液，通过控制三种液体泵入的比例，能够自动调节钾离子在血液中的浓度与常规下钾离子弥散量相等，提高血液透析系统的治疗效果。
实施例2
图2为本发明可调钾离子浓度的血液透析系统的实施例1的结构连接图。如图2所示，所述可调钾离子浓度的血液透析系统包括外壳1、电源2、加热器3、主板电路4、控制面板5、夹钳6、传感器7、血液透析装置8和血泵9。
主电路板4与控制面板5连接，主电路板4由电源2供电，主电路板4的下端分别与加热器3和夹钳6连接，由控制面板5控制加热器3加热和控制夹钳6发挥作用。
血泵9分为第一血泵和第二血泵，第一血泵与血液透析装置8的反渗水进口12连接，第二血泵与血液透析装置8的废液排除口13连接。
加热器3与所述电源连接，用于将电能转化成热能，从而加热反渗水，以适应人体温度。
夹钳6位于第二血泵与病人之间，用于防止液体流量发生突然变化。
控制面板5通过主电路板4还可以控制第一血泵和第二血泵，为血液循环提供动力。
本申请的加热器可以加热反渗水，以更加适应人体温度，避免出现其他不适应症状，并且还设置夹钳，防止液体流量发生突然变化，因此可以提高可调钾离子浓度的血液透析系统的安全性，实用性高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，包括：电机驱动电路、角速度传感器、位置传感器、处理器和蠕动泵；
所述蠕动泵的电机输出轴上分别设置所述角速度传感器和所述位置传感器，所述处理器分别与所述角速度传感器和所述位置传感器连接，所述角速度传感器用于测量所述蠕动泵的泵轴在各圆周位置上对应的角速度值，并将数据传给所述处理器，所述位置传感器用于记录蠕动泵的泵轴的圆周位置，并将数据传给所述处理器，根据所述角速度传感器和所述位置传感器传输至所述处理器的数据，得出所述蠕动泵的泵轴各圆周位置的目标角速度值；
所述处理器通过所述位置传感器和所述角速度传感器采集所述蠕动泵的所述泵轴的各圆周位置的实际角速度值，并将所述目标角速度值减去所述实际角速度值，得出所述蠕动泵的所述泵轴各圆周位置的速度变化差值；
将所述速度变化的差值与固定的控制信号量求和，作为所述蠕动泵的所述泵轴各圆周位置的校正控制信号量；所述处理器输出所述校正控制信号量，控制所述蠕动泵转动，直到所述蠕动泵的所述泵轴各圆周位置均达到所述目标角速度值，从而快速调节所述蠕动泵的转动速度，使得所述蠕动泵转速稳定；
所述电机驱动电路与所述处理器连接，所述处理器用于控制所述电机驱动电路；
所述电机驱动电路还与两个所述蠕动泵连接，所述电机驱动电路可控制两个所述蠕动泵。
2.根据权利要求1所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述蠕动泵包括进液蠕动泵和排液蠕动泵，为透析过程中的血液循环提供动力。
3.根据权利要求1所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括血液透析器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一吸液泵、第二吸液泵、第三吸液泵、第一电导度传感器和第二电导度传感器，所述第一流量传感器、所述第一电导度传感器、所述第二电导度传感器和所述第二流量传感器依次连接，在所述第一流量传感器和所述第一电导度传感器之间设置所述第一吸液泵，在所述第一电导度传感器和所述第二流量传感器之间依次设置所述第二吸液泵和所述第三吸液泵；
所述血液透析器与所述第二流量传感器和所述排液蠕动泵连接，所述血液透析器的两个血液管都与病人连接；所述血液透析器在与所述病人的血液进行物质交换后，将交换的代谢废物通过所述排液蠕动泵泵出，将透析完成的血液传输至所述病人，实现调节所述病人在血液透析过程中体内的钾离子浓度。
4.根据权利要求3所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述第一吸液泵泵入的液体是B液，所述第二吸液泵和所述第三吸液泵泵入的液体分别是第一A液和第二A液，所述第一电导度传感器监测的是反渗水与所述B液混合后的浓度，所述第二电导度传感器监测的是所述反渗水与所述B液、所述第一A液、所述第二A液四种液体混合后的浓度；
所述B液、所述第一A液和所述第二A液均有固定的浓度，所述B液的作用是作为缓冲剂，用于调节血液内的酸碱平衡，所述第一A液和所述第二A液具有不同的钾离子浓度，通过控制所述第一A液和所述第二A液泵入的比例，调节最终输入至所述透析器的钾离子的浓度；
所述第一电导度传感器监测的是所述反渗水与所述B液混合后的浓度，所述第一电导度传感器监测的是所述反渗水与所述B液、所述第一A液和所述第二A液混合后的浓度。
5.根据权利要求1所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括血液渗透装置检测仪，所述血液渗透装置检测仪与所述第一电导度传感器和所述第二电导度传感器连接，用于实施检测所述反渗水混合液体后的浓度变化，进而对所述反渗水中钾离子浓度进行调节。
6.根据权利要求1所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括反渗水进口和废液排出口，所述反渗水进口与所述进液蠕动泵连接，所述反渗水经所述反渗水进口，进入所述血液透析装置，所述废液排出口与所述排液蠕动泵连接，所述代谢废物通过所述排液蠕动泵泵出所述废液排出口。
7.根据权利要求1所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括血泵、主电路板和控制电路板，两个所述血泵分别连接所述反渗水进口和所述废液排出口，所述主电路板与所述控制面板连接，所述主电路板由电源供电。
8.根据权利要求7所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，与所述反渗水进口连接的所述血泵为第一血泵，与所述废液排除口连接的所述血泵为第二血泵。
9.根据权利要求1所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述可调钾离子浓度的血液透析系统还包括加热器和夹钳，所述加热器与所述电源连接，用于将电能转化成热能，从而加热所述反渗水，所述夹钳位于所述第二血泵与所述病人之间，用于防止液体流量发生突然变化。
10.根据权利要求9所述的可调钾离子浓度的血液透析系统，其特征在于，所述控制面板用来控制所述加热器、所述夹钳、所述第一血泵和所述第二血泵。
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