醫用血液濾過機的製作方法

2023-07-27 11:31:41 2

專利名稱：醫用血液濾過機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療設備，特別是一種醫用血液濾過機。
本發明是一種用途較為廣泛的血液淨化設備，可有效清除患者體內的外源性和內源性毒物、廢物或其他有害物質。在清除中分子物質和血液動力學穩定性等方面，其性能優於血液透析機。
本發明適用於各級醫療機構治療尿毒症、急性腎衰、急性左心衰、多臟器衰竭、毒物中毒、藥物中毒、食物中毒、腹水回收、高脂血症、肝昏迷和流行性出血熱等病症。
目前，國產血液濾過機存在如下缺點或不足之處有1、無重量平衡系統，無負反饋和自適控制功能，不能實現補液、廢液排出和超濾三者之間的平衡和精確控制，影響治療效果。
2、無漏血監測裝置，不能自動對漏血進行監測，不能保證治療過程中的安全性；3、無加溫裝置，不能對置換液進行自動加溫；4、無置換液濾清器，不能完全保證置換液的清潔和無菌要求；5、無動脈壓監測器和跨膜壓監測器，監測功能不完善；6、無液晶顯示屏，不便於實現人機直接對話；目前，進口血液濾過機(通稱CRRT)的缺點或不足之處有1、採用掛鈎式重量平衡系統，機器工作過程中需多次停機換液袋，操作繁瑣；2、需從專業廠家購買價格昂貴的袋裝置換液，增加了患者的治療費用。
3、機器價格昂貴，增加醫院和患者的經濟負擔；4、結構複雜，操作不便，易出故障，維修困難；5、操作控制面板和液晶顯示屏為英文顯示，對操作人員的英文水平要求較高，不便於操作和對報警作出及時反應。
本發明的目的在於針對國產血液濾過機功能不齊全、安全監控不完善且自動化程度不高而進口血液濾過機又結構複雜、操作繁瑣、價格昂貴且對操作人員英文水平要求高等不足和缺陷而發明的一種新型血液濾過機。
本發明採用一種具有負反饋和自適應功能的臺式重量平衡系統，通過對補液泵轉速和負壓泵轉速的自動平衡調節，來實現對補液、廢液排出和超濾三者的速度及總量進行實時精確自動控制和平衡。這既實現了血液濾過過程的精確自動控制，又避免了反覆停機換液袋的繁瑣操作。
本發明通過採取在血液流入管上增加動脈壓監測器、動脈除泡器、動脈空氣監測器和肝素泵，在血液流出管上增加靜脈壓監測器、靜脈空氣監測器、靜脈除泡器和阻流器，在補液管路上增加置換液濾清器和自動加溫裝置，在廢液管上安裝跨膜壓監測器、漏血監測器等措施來完善血液濾過機的安全監控和自動功能，從而提高了血液濾過過程安全可靠性和自動化程度。
本發明通過採用中文操作控制界面和液晶顯示屏來實現了人機中文對話，勿需要求操作人員的英文水平，操作更加方便且能夠對報警提示作出快速準確的反應；中文操作控制面板上有完善的監測按鍵開關，可以方便實現對整個機器操作的安全監測和實施實時監控。
因此本發明實現了血液濾過過程中對各參數的精確控制，完善了血液濾過機的功能，不僅增加了血液濾過機的安全可靠性，並使操作更自動化和簡便，而且降低了機器的成本和操作要求，從而有利於血液濾過機在全國各級醫療機構的普及和推廣。
本發明的目的是這樣實現的它主要由機體、操作控制系統、血液迴路系統、補液系統、廢液排出系統和重量平衡系統等部分組成。其中機體由主機、側杆和濾過器夾等組成；操作控制系統由中文操作控制面板、液晶顯示屏和監測器按鍵開關等組成；血液迴路系統由血液濾過器、血液流入管、血液流出管、血泵、肝素泵、動脈空氣監測器、動脈除泡器、動脈壓監測器、靜脈空氣監測器、靜脈除泡器、靜脈壓監測器和阻流器等組成；補液系統由補液泵、置換液容器、補液管、置換液濾清器和置換液加熱器等組成；廢液排出系統由負壓泵、廢液管、跨膜壓監測器、漏血監測器和廢液容器等組成；重量平衡系統由稱重臺、稱重傳感器、置換液容器、廢液容器、補液泵和負壓泵等組成。
其結構特徵為血液濾過器通過濾過器夾固定在側杆上；血液濾過器的上端與血液流出管相連，下端與血液流入管相連；補液管的上端與靜脈除泡器相連，下端與置換液容器相連；廢液管上端與血液濾過器的側管口相連，下端與廢液容器相連。
由於血液濾過器是由大量的空心纖維管組成的，這些空心纖維管是一種具有高通透性的半透膜，中小分子物質可以自由通過，所以血液在血泵的作用下從患者體內泵出後經血液流入管流到血液濾過器進行過濾時，血液濾過器便可將血液中的新陳代謝廢物(如肌酐、尿素氮、尿酸等)、多餘的水分、無機鹽以及其他外源性或內源性毒物等有害物質以廢液形式從血液中過濾出去，血液經血液濾過器進行濾過淨化後經監測器監測從血液流出管安全流回患者體內，如此反覆循環，實現對患者血液的淨化。
由於血液流入管上裝有肝素泵，所以肝素泵可自動將肝素溶液(一種抗凝劑)均勻穩定地推注到血液流入管中抗凝，從而避免了血液體外循環發生凝血現象。血液施入管和血液流出管上均裝有超聲波空氣監測器和除泡器，可以有效檢測並清除血液中的空氣以避免空氣進入患者體內引起空氣栓塞。
血液經血液濾過器進行濾過淨化後形成的廢液在負壓泵的作用下從血液濾過器的側管口流入廢液管，然後經跨膜壓監測器和漏血監測器監測，若跨膜壓過大，跨膜監測器便會發出報警提示並自動調低負壓泵轉速以避免血液濾過器破膜，若血液濾過器破膜後血液就會流到廢液中，漏血監測器就會發出漏血報警提示並中斷運行，以保證患者的安全，最後流到廢液容器中。
一方面由於許多尿毒症或急性腎衰患者在體內因有大量的水瀦留而形成浮腫，因此這類患者在做濾過治療時，需將體內瀦留的水分超濾出來，以消除浮腫，我們把瀦留的水分通過血液濾過器進行過濾而排出患者體外的過程叫超濾，超濾出來的水的量叫超濾量。另一方面由於血液經濾過器進行過濾時，血液中的正常水分和電解質將會隨著有害物質一起經血液濾過器濾出而形成廢液，從而使血液中的正常水分和電解質大量丟失，故血液經血液濾過器過濾後需在血液流出管(或在血液流入管)補入置換液以補充丟失的正常水分和維持電解質平衡，我們把這個過程叫補液，補充的置換液的量叫補液量。
置換液的補入是通過補液泵將置換液從置換液容器中泵出，再經過置換液濾清器進行清潔過濾後流入置換液加熱器中加熱，最後從血液流出管上的靜脈除泡器處補入到血液中來實現的，以使從血液濾過器濾出的正常水分與補入的置換液相平衡並維持電解質平衡。
因此血液濾過過程中，濾出的廢液中包含了補入的置換液和超濾出的水分。為了既保證將患者體內瀦留的水分排出，又保證將丟失的正常水分補充到血液中，所以血液濾過必須保證補液量、廢液量與超濾量三者的平衡關係，即廢液量＝補液量+超濾量。否則若補液量過大而廢液量過小(即出現負超濾)則會使大量的水分瀦留在患者體內而導致出現心衰和肺水腫；若補液量過小而廢液量過大(即超濾量過大)會使患者因大量脫水而出現低血壓或休克；若患者的超濾量過小，患者不能消除浮腫，而超濾量過大患者又會出現低血壓和頭暈等症狀。
由於本發明具有臺式重量平衡系統，能保證補液量、廢液量與超濾量三者的平衡關係，亦即能保證補液泵和負壓泵之間的平衡關係。當補液量、超濾量和濾過運行時間這三個參數確定後，操作控制面板的計算機控制系統會自動計算出一個相應的補液泵速度和超濾速度，然後根據這個補液泵速度和超濾速度計算出補液泵和負壓泵的轉速，並使其自動滿足廢液量＝補液量+超濾量。由於廢液量與補液量的差值就是超濾量，且廢液容器和置換液容器放置在同一個稱重臺上，所以稱重臺上液體總重量的變化量就是超濾量。為了讓患者體內瀦留的水分均勻穩定地超濾出來，必須使稱重臺的總重量的變化量是一個隨時間而變化的一個正比例函數關係。當超濾過快或過慢(即稱重臺上液體的總量變化太快或太慢)時，稱重平衡系統會自動將此信息傳輸到中文操作控制面板，操作控制面板的控制系統便會發出指令，自動調整負壓泵的轉速，直至達到平衡為止。因此，本發明的臺式重量平衡系統能精確保證補液、超濾和廢液排出三者的速度和總量的平衡，從而保證了血液濾過運行過程的安全性和精確性。
本發明若將血液濾過器改為血液透析器，將補液管上端接入透析器側管口，可以做血液透析；若將血液濾過器改為血液灌流器，還可以做血液灌流，故本發明可做血液濾過來治療尿毒症、急性腎衰、急性左心衰和腹水回收等病症，也可通過做血液透析來治療慢性腎功能衰竭和尿毒症或通過做血液灌流來治療各種毒物、藥物和食物中毒等病症。因此本發明是一種具有多種用途的血液淨化設備。
採用以上方案具有以下優點1、採用臺式重量平衡系統，能自動實現血液濾過過程中補液、超濾和廢液排出三者的速度和總量的平衡關係，從而保證了血液濾過過程的安全可靠性和精確性。
2、避免了採用掛鈎式重量平衡系統方式的頻繁停機更換置換液袋的繁瑣操作。
3、增加了置換液加熱器、置換液濾清器、肝素泵和負壓泵等自動裝置，從而提高了操作過程的自動化。
4、增加了漏血監測器、跨膜壓監測器、動脈壓監測器、動脈除泡器等安全監控裝置，從而充分保證了血液濾過過程的安全性。
5、無需複雜、龐大的水處理系統，既簡化了結構，又降低了成本，便於在各級醫療機構普及推廣。
6、可以任意移動，既可用於血液淨化中心的常規血液淨化治療，也可用於ICU和急診科的床旁急救治療。
附圖
是本發明醫用血液濾過機的結構示意圖。
下面結合附圖和實施例對本發明作更進一步說明。
如附圖所示，本發明主要由主機(1)、側杆(2)、動脈壓監測器(3)、動脈空氣監測器(4)、動脈除泡器(5)、血液流出管(6)、血液濾過器(7)、濾過器夾(8)、血泵(9)、廢液管(10)、血液流入管(11)、跨膜壓監測器(12)、漏血監測器(13)、負壓泵(14)、漏血監測器(13)、廢液容器(15)、稱重臺(16)、稱重傳感器(17)、置換液容器(18)、補液管(19)、補液泵(20)、置換液濾清器、(21)、阻流器(22)、置換液加熱器(23)、肝素泵(24)、靜脈空氣監測器(25)、靜脈除泡器(26)、靜脈壓監測器(27)、液晶顯示屏(28)、中文操作控制面板(29)和監測器按鍵開關(30)等組成。
各部件的連接關係為血液濾過器(7)通過濾過器夾(8)固定在側杆(2)上，血液濾過器(7)的上端與血液流出管(6)相連，下端與血液流入管(11)相連。血液流入管(11)上裝有血泵(9)、肝素泵(24)、動脈除泡器(5)和動脈壓監測器(3)和動脈空氣監測器(4)。血液流出管(6)上裝有靜脈壓監測器(27)、靜脈空氣監測器(25)、靜脈除泡器(26)和阻流器(22)等。廢液管(10)的上端與血液濾過器(8)的側管口相連，下端與廢液容器相連。廢液管(10)由下往上裝分別裝有負壓泵(14)和漏血監測器(13)和跨壓監測器(12)。補液管(19)的上端與血液流出管(6)上的靜脈除泡器(26)相連，下端與置換液容器(18)相連。補液管(19)由下往上分別裝有補液泵(20)、置換液濾清器(21)和置換液加熱器(23)等。置換液容器(18)和廢液容器(15)放置在稱重臺(16)上，稱重臺(16)放在稱重傳感器(17)上，稱重傳感器(17)通過電路與中文操作控制面板(29)相連。中文操作控制面板(29)上的監測器按鍵開關(30)通過電路分別與漏血監測器(13)、置換液加熱器(23)、空氣監測器(4)、動靜壓監測器(3)、靜脈壓監測器(27)、跨膜壓監測器(12)、稱重傳感器(17)、肝素泵(24)、血泵(9)、補液泵(20)等相連。
本發明的血液濾過機工作過程如下當患者做血液濾過時，首先用濾過器夾(8)將血液濾過器(7)夾持在側杆(2)上，連接好血液流入管(11)和血液流出管(6)以及補液管(19)和廢液管(10)，將置換液容器(18)和廢液容器(15)放在稱重臺(16)上，然後打開主機(1)電源，在中文操作控制面板(29)上設定好「補液量」、「超濾量」、「肝素用量」及「濾過運行時間」等參數，最後打開中文操作控制面板(29)上的監測器按鍵開關(30)，按下運行鍵，這樣機器便開始濾過運行。
機器開始運行時，患者的血液便在血泵(9)的作用下經血液流入管(11)上的動脈空氣監測器(4)、動脈壓監測器(3)進行空氣監測和動脈壓監測後，通過血液流入管(11)流入血液濾過器(7)進行過濾，將患者血液中的新陳代謝產物(如肌酐、尿素氮、多餘的水分、無機鹽等)以及其他有毒有害的物質濾出。經過濾過淨化後的血液經靜脈壓監測器(27)和靜脈空氣監測器(25)進行靜脈壓和空氣監測後，從血液流出管(6)流回到患者體內。
置換液在補液泵(20)的作用下，通過補液管(19)從置換液容器(18)中泵出，先經置換液濾清器(21)過濾清除熱源物質後，再經過置換液加熱器(23)進行加溫，最後從血液流出管(6)上的靜脈除泡器(26)處補入到血液中，以補充血液流經血液濾過器(7)進行過濾時丟失的正常水分，並維持電解質平衡。濾出的廢液在負壓泵(14)的作用下，先經跨膜壓監測器(12)進行跨膜壓監測，再經漏血監測器(13)進行漏血監測，最後經廢液管(10)流入廢液容器(15)中。
當血泵(9)將血液從患者身體泵出後，肝素(一種抗凝劑)便在肝素泵(24)的作用下按預先設定好的參數值持續勻速地注入血液流入管(11)中抗凝。
負壓泵(14)和補液泵(20)的轉速將在重量平衡系統的控制下，自適平衡，從而實現補液、廢液排出和超濾三者的速度和總量的自動平衡。每個監測器和傳感器監測的數值以及肝素用量、補液量、超濾量、補液泵(20)轉速、負壓泵(14)轉速以及運行時間等數值可在中文操作控制面板(29)上進行實時中文顯示，也可根據臨床需要進行調整和修正參數，進行人機對話，從而實現整個操作過程的精確控制。
當機器運行達到設定的時間時，機器會自動發出報警提示，此時便可結束操作。
權利要求
1.一種醫用血液濾過機，其特徵在於A、主要由機體、操作控制系統、血液迴路系統、補液系統、廢液排出系統和重量平衡系統等部分組成。其中機體由主機(1)、側杆(2)和濾過器夾(8)等組成；操作控制系統由中文操作控制面板(29)、液晶顯示屏(28)和監測器按鍵開關(30)等組成；血液迴路系統由血液濾過器(7)、血液流入管(11)、血液流出管(6)、血泵(9)、肝素泵(24)、動脈空氣監測器(4)、動脈除泡器(5)、動脈壓監測器(3)、靜脈空氣監測器(25)、靜脈除泡器(26)、靜脈壓監測器(27)和阻流器(22)等組成；補液系統由補液泵(20)、置換液容器(18)、補液管(19)、置換液濾清器(21)和置換液加熱器(23)等組成；廢液排出系統由負壓泵(14)、廢液管(10)、跨膜壓監測器(12)、漏血監測器(13)和廢液容器(15)等組成；重量平衡系統由稱重臺(16)、稱重傳感器(17)、置換液容器(18)、廢液容器(15)、補液泵(20)和負壓泵(14)等組成。B、血液濾過器(7)通過濾過器夾(8)固定在側杆(2)上，血液濾過器(7)的上端與血液流出管(6)相連，下端與血液流入管(11)相連；補液管(19)的上端與靜脈除泡器(26)相連，下端與置換液容器(18)相連。廢液管(10)上端與血液濾過器(7)的側管口相連，廢液管(10)的下端與廢液容器(15)相連。
2.權利要求1所述的血液濾過機，其技術特徵在於置換液容器(18)和廢液容器(15)放置在稱重臺(16)上，稱重臺(16)放在稱重傳感器(17)上，稱重傳感器(17)通過電路與補液泵(20)和負壓泵(14)相連。
3.權利要求1所述的血液濾過機，其技術特徵在於血液流入管(11)上裝有血泵(9)、肝素泵(24)、動脈除泡器(5)、動脈空氣監測器(4)和動脈壓監測器(3)。
4.權利要求1所述的血液濾過機，其技術特徵在於血液流出管(6)裝有靜脈空氣監測器(25)、靜脈壓監測器(27)、靜脈除泡器(26)和阻流器(22)。
5.權利要求1所述的血液濾過機，其技術特徵在於補液管(20)由下往上分別裝有補液泵(20)、置換液濾清器(21)和置換液加熱器(23)。
6.權利要求1所述的血液濾過機，其技術特徵在於廢液管(10)由下往上分別裝有負壓泵(14)、漏血監測器(13)和跨膜壓監測器(12)。
7.權利要求1所述的血液濾過機，其技術特徵在於中文操作控制面板(29)上有液晶顯示屏(28)和監測器按鈕開關(30)，其操作界面為中文界面。
8.權利要求1或7所述血液濾過機，其技術特徵在於中文操作控制面板(29)通過電路與稱重傳感器(17)和所有監測器相連。
全文摘要
一種醫用血液濾過機，適用於治療尿毒症、急慢性腎衰、急性左心衰、腹水回收和各種毒物藥物中毒等。主要由主機、中文操作控制面板、血液迴路系統、補液系統、廢液排出系統和重量平衡系統等部分組成。通過具有負反饋功能的重量平衡系統來實現補液、超濾和廢液排出的自動平衡和精確控制；通過完善的安全監控系統和自動控制系統來提高安全性和自動化程度。勿需水處理裝置，使用成本低，操作簡便，可靈活移動。
文檔編號A61M1/34GK1548169SQ0312878
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月11日 優先權日2003年5月11日
發明者高光勇 申請人:高光勇