CN115715829B - 便携式体外循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式体外循环系统，通过控制泵、阀等使透析废液由患者腹腔引入废液存储器，再使透析废液经溶质去除装置去除所有溶质得到纯水，再精确添加所需溶质形成新鲜透析液，并重新注入患者腹腔，从而实现腹膜透析液循环再生。通过对实施例的补充说明，详细描述了便携式体外循环系统的实施过程。本发明提供的技术方案，可减少系统所需传感器数量，降低系统的复杂性，可靠性、安全性更高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其是一种便携式体外循环系统。
背景技术
据统计，我国终末期肾脏病患者约有300万，治疗终末期肾脏病的方式有肾移植、血液透析和腹膜透析。肾移植受制于肾脏供体数量限制，移植比例偏低；血液透析费用较高，且需要占用较多的医疗资源；腹膜透析具有可居家治疗、节省医疗资源等优点，近年来以较高的应用增长率得到快速发展。
腹膜透析是利用人体围绕腹部或腹壁的腹膜作为半透膜，在腹膜透析治疗过程中，将腹膜透析液注入患者腹腔，在其中留存数小时，从而通过渗透和弥散作用，将人体血液内的毒素、代谢产物和体内多余的水分引入腹腔溶液。这样毒素、代谢产物和多余水分与腹腔溶液构成腹膜透析废液被共同引出人体腹腔排除，达到净化血液、替代肾脏功能的目的。
虽然腹膜透析具有较多优点，但患者通常需要每天早、中、晚各治疗一次，每次使用透析液约2000ml，由于所需透析液较多，不易携带，因此患者的出行收到很大的限制，无法回归社会，导致家庭负担较重。
采用腹膜透析原理的便携式体外循环装置是解决上述问题的一种方式，通常采用一定方法使腹膜透析液具有一定的可重复利用性（即可再生），装置可随身携带，使患者可以最大限度的回归社会。
然而现有技术通常采用的方式为，利用一定手段将透析废液中的毒素清除，保留原有透析液中有益物质，并通过相应的传感器检测这些保留物质的含量，再根据需求添加不足部分。该种方式虽然可减少部分有益物质的添加，但所需传感器较多，系统设计较复杂，可靠性也较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式体外循环系统。
实现本发明目的的技术方案为：
一种便携式体外循环系统，其包括：
管路组合、泵、阀、流量传感器、废液存储器、溶质去除装置、新鲜透析液存储器、新溶质增补装置 、纯水存储器、废液排放存储器、气泡传感器、控制器，管路组合包括但不限于透析液引注管、第一分支管、第二分支管、第三分支管、第四分支管、第五分支管、第六分支管、第七分支管；泵包括但不限于第一泵、第二泵，且包含至少一个非接触式泵，作用于管路组合部分分支管，用于驱动液体向一定方向流动；阀作用于管路组合部分分支管，为电磁阀，包含但不限于两通电磁阀和三通电磁阀，用于控制或切换液体流动方向；流量传感器包括但不限于第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器，作用于管路组合部分分支管，用于计量通过流量传感器的液体剂量；废液存储器与管路组合部分分支管联通，为柔软可形变材质，用于存储由人体腹膜腔引入的透析废液；溶质去除装置与管路组合部分分支管联通，至少包含活性炭、RO反渗透膜、水分子通道蛋白膜、尿素吸附剂、肌酐吸附剂中的一种，用于将透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水；新鲜透析液存储器与管路组合部分分支管联通，为柔软可形变材质，用于将纯水与新溶质混合；新溶质增补装置与新鲜透析液存储器联通，用于将新溶质补充进入新鲜透析液存储器；纯水存储器为柔软可形变材质，用于储存部分备用纯水溶液；废液排放存储器为柔软可形变材质，用于储存部分多余的透析废液；气泡传感器，用于监测透析液引注管中是否存在空气；控制器用于控制泵、阀、溶质增补装置等器件的运行，以及采集流量传感器、气泡传感器等传感器的数据。
进一步的，控制器控制泵使透析废液由人体腹膜腔经透析液引注管和第一阀，进入废液存储器；使透析废液由废液存储器经溶质去除装置，将透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水后流入新鲜透析液存储器；使新溶质增补装置 将新溶质与纯水混合，形成新鲜透析液，并通过透析液引注管重新注入患者腹膜腔。
进一步的，所述系统在监测到第二流量传感器的值小于设定值后，控制器控制第二阀，将纯水存储器中的纯水经第五分支管注入新鲜透析液存储器，从而实现纯水增补。
进一步的，所述系统在监测到第二流量传感器的值大于设定值后，控制器控制第三阀，将废液存储器中多余的废液经第六分支管排入废液排放存储器，从而实现废液排放。
进一步的，所述系统在气泡传感器监测到透析液引注管中存在空气后，控制器控制第四阀，将空气排入废液排放存储器，从而达到防止空气进入患者腹腔的目的。
进一步的，所述系统还包含加热器，用于对新鲜透析液存储器中的新鲜透析液进行加热。
本发明与现有技术相比，其显著效果为：
本发明采用将透析废液中的所有溶质去除得到纯水后，再精确添加所需物质的技术方案，可减少系统所需传感器数量，降低方法和系统的复杂性，可靠性、安全性更高。可为终末期肾脏病患者提供一种可选择的便携式治疗方式，具有较大的社会效益，可实现较好的经济效益。
附图说明
图1为本发明提供的腹膜透析液循环再生系统的一个实施例示意图。
图2为本发明提供的便携式体外循环系统的一个实施例的系统示意图。
图3为本发明提供的便携式体外循环系统的两个实施例的详细流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合附图对本发明做进一步详细描述。
如图1所示，是本发明提供的一种腹膜透析液循环再生系统的一个实施例示意图，在该实施例中，一种腹膜透析液循环再生系统，其包括：
管路组合101、三通阀102、废液存储器 103、溶质去除装置104、非接触式流量传感器105、新鲜透析液存储器106、新溶质增补装置 107，管路组合101包括透析液引注管100、第一分支管108、第二分支管109、第三分支管110、第四分支管111。
将废液存储器 103放置于低于患者112腹腔的位置，当三通阀102使a、b联通后，透析废液在重力作用下由患者经透析液引注管100进入第一分支管108，进而进入废液存储器103；将溶质去除装置104、新鲜透析液存储袋106放置于低于废液存储器 103的位置，透析废液在重力作用下由废液存储器 103进入第二分支管109，经溶质去除装置104吸附和过滤作用后得到纯水进入第三分支管110，进而进入新鲜透析液存储袋106；根据非接触式流量传感器105检测到进入新鲜透析液存储器106的纯水量，新溶质增补装置 107按比例添加相应溶质后形成新鲜透析液；在所有透析废液完成过滤和新鲜透析液再生后，将新鲜透析液存储器106放置于高于患者112腹腔的位置，当三通阀102使a、c联通后，新鲜透析液在重力作用下由新鲜透析液存储器106经第四分支管111，进入透析液引注管100，进而进入患者112腹腔。
如图2所示，是本发明提供的一种便携式体外循环系统的一个实施例示意图，在该实施例中，一种便携式体外循环系统，其包括：
管路组合101、第一蠕动泵201、第二蠕动泵202、三通电磁阀203、第一两通电磁阀204、第二两通电磁阀205、第三两通电磁阀217、第一流量传感器206、第二流量传感器207、第三流量传感器208、废液存储器 103、溶质去除装置104、新鲜透析液存储器106、新溶质增补装置 107、纯水存储器209、废液排放存储器210、气泡传感器211、控制器212、加热器216；管路组合101包括透析液引注管100、第一分支管108、第二分支管109、第三分支管110、第四分支管111、第五分支管213、第六分支管214、第七分支管215。
系统控制器212控制第一蠕动泵201使透析废液由患者112腹膜腔经透析液引注管100和三通电磁阀203（此时被控制为a、b联通），进入废液存储器 103；在所有透析废液进入废液存储器 103后，控制器212控制第二蠕动泵202使透析废液由废液存储器 103经溶质去除装置104，将透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水后流入新鲜透析液存储器106；控制器212读取第二流量传感器207的值得到进入新鲜透析液存储器106的纯水量，并控制新溶质增补装置 107按比例精确添加相应溶质后形成新鲜透析液；完成系统设置的新鲜透析液再生量，并经过加热器216加热至设定温度后，控制器212控制三通电磁阀203切换为a、c联通，并控制第一蠕动泵201将新鲜透析液由新鲜透析液存储器106经第四分支管111，进入透析液引注管100，进而进入患者112腹腔。
进一步的，系统在监测到第二流量传感器207的值达到设定值，且第一流量传感器206的值大于该设定值时，控制器212控制第二两通电磁阀205由默认关闭状态切换为联通状态，将废液存储器 103中多余的透析废液经第六分支管214排入废液排放存储器210，从而实现多余废液排放功能。
进一步的，系统在监测到第二流量传感器207的值小于设定值后，控制器212控制第一两通电磁阀204由默认关闭状态切换为联通状态，将纯水存储器209中的纯水经第五分支管213引入到新鲜透析液存储器106，直到第二流量传感器207检测到新增的纯水达到需求后，控制器212控制第一两通电磁阀204由联通状态切换为默认关闭状态，从而实现纯水增补。
进一步的，系统在气泡传感器211监测到透析液引注管中存在空气后，控制器212控制第三两通电磁阀217由默认关闭状态切换为联通状态，将空气排入废液排放存储器210，从而达到防止空气进入患者腹腔的目的。
图3为本发明提供的一种便携式体外循环系统的两个实施例的详细流程图。
例如：
本发明提供的便携式体外循环系统实现腹膜透析液循环再生和多余废液排放过程：
1)系统控制器212控制第一蠕动泵201使透析废液由患者112腹膜腔经透析液引注管100和三通电磁阀203（此时被控制为a、b联通），进入废液存储器 103；
2)控制器212采集到第一流量传感器206返回值为568ml；
3)控制器212控制第二蠕动泵202使透析废液由废液存储器 103经溶质去除装置104，将透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水后流入新鲜透析液存储器106；
4)当控制器212采集到第二流量传感器207返回值达到设定值500ml时，控制器212控制第二两通电磁阀205由默认关闭状态切换为联通状态，将废液存储器 103中多余的透析废液经第六分支管214排入废液排放存储器210，从而实现多余废液排放功能；
5)根据第二流量传感器207返回的进入新鲜透析液存储器106的纯水量为500ml，系统控制器212控制新溶质增补装置 107按比例精确添加相应溶质后形成新鲜透析液；
6)加热器216将新鲜透析液存储袋中的液体加热至设定的37℃；
7)控制器212控制三通电磁阀203切换为a、c联通，并控制第一蠕动泵201将500ml新鲜透析液由新鲜透析液存储袋106经第四分支管111，进入透析液引注管100，进而进入患者112腹腔。
本发明提供的便携式体外循环系统通过纯水量补充实现腹膜透析液循环再生的过程：
1)系统控制器212控制第一蠕动泵201使透析废液由患者112腹膜腔经透析液引注管100和三通电磁阀203（此时被控制为a、b联通），进入废液存储器 103；
2)控制器212采集到第一流量传感器206返回值为490ml；
3)控制器212控制第二蠕动泵202使透析废液由废液存储器 103经溶质去除装置104，将透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水后流入新鲜透析液存储器106；
4)系统控制器212采集到第二流量传感器207的返回值为488ml，控制器212控制第一两通电磁阀204由默认关闭状态切换为联通状态，将纯水存储器209中的纯水经第五分支管213引入到新鲜透析液存储器106，直到第二流量传感器207检测到新增的纯水共达到500ml后，控制器212控制第一两通电磁阀204由联通状态切换为默认关闭状态，从而实现纯水增补；
5)根据第二流量传感器207返回的进入新鲜透析液存储器106的纯水量为500ml，系统控制器212控制新溶质增补装置 107按比例精确添加相应溶质后形成新鲜透析液；
6)加热器216将新鲜透析液存储袋中的液体加热至设定的37℃；
7）控制器212控制三通电磁阀203切换为a、c联通，并控制第一蠕动泵201将500ml新鲜透析液由新鲜透析液存储器106经第四分支管111，进入透析液引注管100，进而进入患者112腹腔。
Claims (20)
1.一种便携式体外循环系统，其特征在于：
管路组合（101），包括：透析液引注管（100）、第一分支管（108）、第二分支管（109）、第三分支管（110）、第四分支管（111）、第五分支管（213）、第六分支管（214）、第七分支管（215）；
泵，包括第一泵（201）、第二泵（202），所述泵作用于管路组合部分分支管，用于驱动液体向一定方向流动；
阀，包括三通电磁阀（203）、第一两通电磁阀（204）、第二两通电磁阀（205）和第三两通电磁阀（217），作用于管路组合部分分支管，用于控制或切换液体流动方向；
流量传感器，包括第一流量传感器（206）、第二流量传感器（207）、第三流量传感器（208），所述流量传感器作用于管路组合部分分支管，用于计量通过流量传感器的液体剂量；
废液存储器（103），所述废液存储器与管路组合部分分支管联通，用于存储由人体腹膜腔引入的透析废液；
溶质去除装置（104），所述溶质去除装置（104）与管路组合部分分支管联通，用于将所述透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水；
新鲜透析液存储器（106），所述新鲜透析液存储器（106）与管路组合部分分支管联通，用于将所述纯水与新溶质混合；
新溶质增补装置 （107），所述新溶质增补装置与所述新鲜透析液存储器（106）联通，用于将所述新溶质补充进入所述新鲜透析液存储器；
纯水存储器（209），所述纯水存储器用于储存部分备用纯水溶液；
废液排放存储器（210），所述废液排放存储器用于储存部分多余的透析废液；
气泡传感器（220），所述气泡传感器用于监测透析液引注管（100）中是否存在空气；
控制器，所述控制器用于控制所述泵、阀、溶质增补装置器件的运行，以及采集所述流量传感器、气泡传感器传感器的数据；
控制器使透析废液由人体腹膜腔（112）经透析液引注管（100）和三通电磁阀（203），进入废液存储器（103）；使透析废液由废液存储器（103）经溶质去除装置（104），将透析废液中除了水之外的所有溶质进行去除得到纯水后流入新鲜透析液存储器（106）；使新溶质增补装置（107）将新溶质与纯水混合，形成新鲜透析液，并通过透析液引注管（100）重新注入患者腹膜腔（112）。
2.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述系统在监测到第二流量传感器（207）的值大于设定值后，控制器控制第二两通电磁阀（205），将废液存储器（103）中多余的废液经第六分支管（214）排入所述废液排放存储器（210）。
3.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述系统在监测到所述第二流量传感器（207）的值小于设定值后，控制器控制第一两通电磁阀（204），将纯水存储器（209）中的纯水经第五分支管（213）注入所述新鲜透析液存储器（106）。
4.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述系统在气泡传感器（220）监测到透析液引注管（100）中存在空气后，控制器控制第三两通电磁阀（217），将空气排入所述废液排放存储器（210）。
5.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第一泵（201）与透析液引注管（100）连接，第一泵（201）通过正转和反转可分别驱动透析液引注管（100）中的液体向人体腹腔（112）和三通电磁阀（203）运动。
6.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第二泵（202）与第二分支管（109）连接，第二泵（202）通过正转和反转可分别驱动第二分支管（109）中的液体向废液存储器（103）和溶质去除装置（104）运动。
7.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第一泵（201）、第二泵（202）包含至少一个非接触式泵。
8.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第一泵（201）、第二泵（202）包含至少一个蠕动泵。
9.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第一流量传感器（206）与第一分支管（108）连接，第二流量传感器（207）与第三分支管（110）连接，第三流量传感器（208）与第四分支管（111）连接，所述第一流量传感器（206）、第二流量传感器（207）、第三流量传感器（208），用于计量通过流量传感器的液体剂量。
10.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第一流量传感器（206）、第二流量传感器（207）、第三流量传感器（208）包含至少一个非接触式流量传感器。
11.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述三通电磁阀（203）分别与透析液引注管（100）、第一分支管（108）、第四分支管（111）连接，通过控制三通电磁阀（203）的通道选择，控制透析液引注管（100）中的液体进出第一分支管（108）和第四分支管（111）。
12.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第一两通电磁阀（204）与第五分支管（213）连接，通过控制第一两通电磁阀（204）的通断，来允许纯水存储器（209）中的液体进入第五分支管（213）。
13.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第二两通电磁阀（205）与第六分支管（214）连接，通过控制第二两通电磁阀（205）的通断，来允许所述废液存储器（103）中的液体进入第六分支管（214）。
14.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述第三两通电磁阀（217）与第七分支管（215）连接，通过控制第三两通电磁阀（217）的通断，来允许透析液引注管（100）中的液体和空气进入第七分支管（215）。
15.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述溶质去除装置（104）分别与第二分支管（109）、第三分支管（110）连接，至少包含活性炭、RO反渗透膜、水分子通道蛋白膜、尿素吸附剂、肌酐吸附剂中的一种。
16.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述系统还包含与新鲜透析液存储器（106）接触连接的加热器（216），用于对所述新鲜透析液存储器（106）中的新鲜透析液进行加热。
17.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述废液存储器（103）为柔软可形变材质，分别与第一分支管（108）、第二分支管（109）、第六分支管（214）连接。
18.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述新鲜透析液存储器（106）为柔软可形变材质，分别与第三分支管（110）、第四分支管（111）连接。
19.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于：所述纯水存储器（209）为柔软可形变材质，与第五分支管（213）连接。
20.根据权利要求1所述的便携式体外循环系统，其特征在于，所述废液排放存储器（210）为柔软可形变材质，分别与第六分支管（214）、第七分支管（215）连接。
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