专利名称：医用血液滤过机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗设备，特别是一种医用血液滤过机。
本发明是一种用途较为广泛的血液净化设备，可有效清除患者体内的外源性和内源性毒物、废物或其他有害物质。在清除中分子物质和血液动力学稳定性等方面，其性能优于血液透析机。
本发明适用于各级医疗机构治疗尿毒症、急性肾衰、急性左心衰、多脏器衰竭、毒物中毒、药物中毒、食物中毒、腹水回收、高脂血症、肝昏迷和流行性出血热等病症。
目前，国产血液滤过机存在如下缺点或不足之处有1、无重量平衡系统，无负反馈和自适控制功能，不能实现补液、废液排出和超滤三者之间的平衡和精确控制，影响治疗效果。
2、无漏血监测装置，不能自动对漏血进行监测，不能保证治疗过程中的安全性；3、无加温装置，不能对置换液进行自动加温；4、无置换液滤清器，不能完全保证置换液的清洁和无菌要求；5、无动脉压监测器和跨膜压监测器，监测功能不完善；6、无液晶显示屏，不便于实现人机直接对话；目前，进口血液滤过机(通称CRRT)的缺点或不足之处有1、采用挂钩式重量平衡系统，机器工作过程中需多次停机换液袋，操作繁琐；2、需从专业厂家购买价格昂贵的袋装置换液，增加了患者的治疗费用。
3、机器价格昂贵，增加医院和患者的经济负担；4、结构复杂，操作不便，易出故障，维修困难；5、操作控制面板和液晶显示屏为英文显示，对操作人员的英文水平要求较高，不便于操作和对报警作出及时反应。
本发明的目的在于针对国产血液滤过机功能不齐全、安全监控不完善且自动化程度不高而进口血液滤过机又结构复杂、操作繁琐、价格昂贵且对操作人员英文水平要求高等不足和缺陷而发明的一种新型血液滤过机。
本发明采用一种具有负反馈和自适应功能的台式重量平衡系统，通过对补液泵转速和负压泵转速的自动平衡调节，来实现对补液、废液排出和超滤三者的速度及总量进行实时精确自动控制和平衡。这既实现了血液滤过过程的精确自动控制，又避免了反复停机换液袋的繁琐操作。
本发明通过采取在血液流入管上增加动脉压监测器、动脉除泡器、动脉空气监测器和肝素泵，在血液流出管上增加静脉压监测器、静脉空气监测器、静脉除泡器和阻流器，在补液管路上增加置换液滤清器和自动加温装置，在废液管上安装跨膜压监测器、漏血监测器等措施来完善血液滤过机的安全监控和自动功能，从而提高了血液滤过过程安全可靠性和自动化程度。
本发明通过采用中文操作控制界面和液晶显示屏来实现了人机中文对话，勿需要求操作人员的英文水平，操作更加方便且能够对报警提示作出快速准确的反应；中文操作控制面板上有完善的监测按键开关，可以方便实现对整个机器操作的安全监测和实施实时监控。
因此本发明实现了血液滤过过程中对各参数的精确控制，完善了血液滤过机的功能，不仅增加了血液滤过机的安全可靠性，并使操作更自动化和简便，而且降低了机器的成本和操作要求，从而有利于血液滤过机在全国各级医疗机构的普及和推广。
本发明的目的是这样实现的它主要由机体、操作控制系统、血液回路系统、补液系统、废液排出系统和重量平衡系统等部分组成。其中机体由主机、侧杆和滤过器夹等组成；操作控制系统由中文操作控制面板、液晶显示屏和监测器按键开关等组成；血液回路系统由血液滤过器、血液流入管、血液流出管、血泵、肝素泵、动脉空气监测器、动脉除泡器、动脉压监测器、静脉空气监测器、静脉除泡器、静脉压监测器和阻流器等组成；补液系统由补液泵、置换液容器、补液管、置换液滤清器和置换液加热器等组成；废液排出系统由负压泵、废液管、跨膜压监测器、漏血监测器和废液容器等组成；重量平衡系统由称重台、称重传感器、置换液容器、废液容器、补液泵和负压泵等组成。
其结构特征为血液滤过器通过滤过器夹固定在侧杆上；血液滤过器的上端与血液流出管相连，下端与血液流入管相连；补液管的上端与静脉除泡器相连，下端与置换液容器相连；废液管上端与血液滤过器的侧管口相连，下端与废液容器相连。
由于血液滤过器是由大量的空心纤维管组成的，这些空心纤维管是一种具有高通透性的半透膜，中小分子物质可以自由通过，所以血液在血泵的作用下从患者体内泵出后经血液流入管流到血液滤过器进行过滤时，血液滤过器便可将血液中的新陈代谢废物(如肌酐、尿素氮、尿酸等)、多余的水分、无机盐以及其他外源性或内源性毒物等有害物质以废液形式从血液中过滤出去，血液经血液滤过器进行滤过净化后经监测器监测从血液流出管安全流回患者体内，如此反复循环，实现对患者血液的净化。
由于血液流入管上装有肝素泵，所以肝素泵可自动将肝素溶液(一种抗凝剂)均匀稳定地推注到血液流入管中抗凝，从而避免了血液体外循环发生凝血现象。血液施入管和血液流出管上均装有超声波空气监测器和除泡器，可以有效检测并清除血液中的空气以避免空气进入患者体内引起空气栓塞。
血液经血液滤过器进行滤过净化后形成的废液在负压泵的作用下从血液滤过器的侧管口流入废液管，然后经跨膜压监测器和漏血监测器监测，若跨膜压过大，跨膜监测器便会发出报警提示并自动调低负压泵转速以避免血液滤过器破膜，若血液滤过器破膜后血液就会流到废液中，漏血监测器就会发出漏血报警提示并中断运行，以保证患者的安全，最后流到废液容器中。
一方面由于许多尿毒症或急性肾衰患者在体内因有大量的水潴留而形成浮肿，因此这类患者在做滤过治疗时，需将体内潴留的水分超滤出来，以消除浮肿，我们把潴留的水分通过血液滤过器进行过滤而排出患者体外的过程叫超滤，超滤出来的水的量叫超滤量。另一方面由于血液经滤过器进行过滤时，血液中的正常水分和电解质将会随着有害物质一起经血液滤过器滤出而形成废液，从而使血液中的正常水分和电解质大量丢失，故血液经血液滤过器过滤后需在血液流出管(或在血液流入管)补入置换液以补充丢失的正常水分和维持电解质平衡，我们把这个过程叫补液，补充的置换液的量叫补液量。
置换液的补入是通过补液泵将置换液从置换液容器中泵出，再经过置换液滤清器进行清洁过滤后流入置换液加热器中加热，最后从血液流出管上的静脉除泡器处补入到血液中来实现的，以使从血液滤过器滤出的正常水分与补入的置换液相平衡并维持电解质平衡。
因此血液滤过过程中，滤出的废液中包含了补入的置换液和超滤出的水分。为了既保证将患者体内潴留的水分排出，又保证将丢失的正常水分补充到血液中，所以血液滤过必须保证补液量、废液量与超滤量三者的平衡关系，即废液量＝补液量+超滤量。否则若补液量过大而废液量过小(即出现负超滤)则会使大量的水分潴留在患者体内而导致出现心衰和肺水肿；若补液量过小而废液量过大(即超滤量过大)会使患者因大量脱水而出现低血压或休克；若患者的超滤量过小，患者不能消除浮肿，而超滤量过大患者又会出现低血压和头晕等症状。
由于本发明具有台式重量平衡系统，能保证补液量、废液量与超滤量三者的平衡关系，亦即能保证补液泵和负压泵之间的平衡关系。当补液量、超滤量和滤过运行时间这三个参数确定后，操作控制面板的计算机控制系统会自动计算出一个相应的补液泵速度和超滤速度，然后根据这个补液泵速度和超滤速度计算出补液泵和负压泵的转速，并使其自动满足废液量＝补液量+超滤量。由于废液量与补液量的差值就是超滤量，且废液容器和置换液容器放置在同一个称重台上，所以称重台上液体总重量的变化量就是超滤量。为了让患者体内潴留的水分均匀稳定地超滤出来，必须使称重台的总重量的变化量是一个随时间而变化的一个正比例函数关系。当超滤过快或过慢(即称重台上液体的总量变化太快或太慢)时，称重平衡系统会自动将此信息传输到中文操作控制面板，操作控制面板的控制系统便会发出指令，自动调整负压泵的转速，直至达到平衡为止。因此，本发明的台式重量平衡系统能精确保证补液、超滤和废液排出三者的速度和总量的平衡，从而保证了血液滤过运行过程的安全性和精确性。
本发明若将血液滤过器改为血液透析器，将补液管上端接入透析器侧管口，可以做血液透析；若将血液滤过器改为血液灌流器，还可以做血液灌流，故本发明可做血液滤过来治疗尿毒症、急性肾衰、急性左心衰和腹水回收等病症，也可通过做血液透析来治疗慢性肾功能衰竭和尿毒症或通过做血液灌流来治疗各种毒物、药物和食物中毒等病症。因此本发明是一种具有多种用途的血液净化设备。
采用以上方案具有以下优点1、采用台式重量平衡系统，能自动实现血液滤过过程中补液、超滤和废液排出三者的速度和总量的平衡关系，从而保证了血液滤过过程的安全可靠性和精确性。
2、避免了采用挂钩式重量平衡系统方式的频繁停机更换置换液袋的繁琐操作。
3、增加了置换液加热器、置换液滤清器、肝素泵和负压泵等自动装置，从而提高了操作过程的自动化。
4、增加了漏血监测器、跨膜压监测器、动脉压监测器、动脉除泡器等安全监控装置，从而充分保证了血液滤过过程的安全性。
5、无需复杂、庞大的水处理系统，既简化了结构，又降低了成本，便于在各级医疗机构普及推广。
6、可以任意移动，既可用于血液净化中心的常规血液净化治疗，也可用于ICU和急诊科的床旁急救治疗。
附图
是本发明医用血液滤过机的结构示意图。
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步说明。
如附图所示，本发明主要由主机(1)、侧杆(2)、动脉压监测器(3)、动脉空气监测器(4)、动脉除泡器(5)、血液流出管(6)、血液滤过器(7)、滤过器夹(8)、血泵(9)、废液管(10)、血液流入管(11)、跨膜压监测器(12)、漏血监测器(13)、负压泵(14)、漏血监测器(13)、废液容器(15)、称重台(16)、称重传感器(17)、置换液容器(18)、补液管(19)、补液泵(20)、置换液滤清器、(21)、阻流器(22)、置换液加热器(23)、肝素泵(24)、静脉空气监测器(25)、静脉除泡器(26)、静脉压监测器(27)、液晶显示屏(28)、中文操作控制面板(29)和监测器按键开关(30)等组成。
各部件的连接关系为血液滤过器(7)通过滤过器夹(8)固定在侧杆(2)上，血液滤过器(7)的上端与血液流出管(6)相连，下端与血液流入管(11)相连。血液流入管(11)上装有血泵(9)、肝素泵(24)、动脉除泡器(5)和动脉压监测器(3)和动脉空气监测器(4)。血液流出管(6)上装有静脉压监测器(27)、静脉空气监测器(25)、静脉除泡器(26)和阻流器(22)等。废液管(10)的上端与血液滤过器(8)的侧管口相连，下端与废液容器相连。废液管(10)由下往上装分别装有负压泵(14)和漏血监测器(13)和跨压监测器(12)。补液管(19)的上端与血液流出管(6)上的静脉除泡器(26)相连，下端与置换液容器(18)相连。补液管(19)由下往上分别装有补液泵(20)、置换液滤清器(21)和置换液加热器(23)等。置换液容器(18)和废液容器(15)放置在称重台(16)上，称重台(16)放在称重传感器(17)上，称重传感器(17)通过电路与中文操作控制面板(29)相连。中文操作控制面板(29)上的监测器按键开关(30)通过电路分别与漏血监测器(13)、置换液加热器(23)、空气监测器(4)、动静压监测器(3)、静脉压监测器(27)、跨膜压监测器(12)、称重传感器(17)、肝素泵(24)、血泵(9)、补液泵(20)等相连。
本发明的血液滤过机工作过程如下当患者做血液滤过时，首先用滤过器夹(8)将血液滤过器(7)夹持在侧杆(2)上，连接好血液流入管(11)和血液流出管(6)以及补液管(19)和废液管(10)，将置换液容器(18)和废液容器(15)放在称重台(16)上，然后打开主机(1)电源，在中文操作控制面板(29)上设定好“补液量”、“超滤量”、“肝素用量”及“滤过运行时间”等参数，最后打开中文操作控制面板(29)上的监测器按键开关(30)，按下运行键，这样机器便开始滤过运行。
机器开始运行时，患者的血液便在血泵(9)的作用下经血液流入管(11)上的动脉空气监测器(4)、动脉压监测器(3)进行空气监测和动脉压监测后，通过血液流入管(11)流入血液滤过器(7)进行过滤，将患者血液中的新陈代谢产物(如肌酐、尿素氮、多余的水分、无机盐等)以及其他有毒有害的物质滤出。经过滤过净化后的血液经静脉压监测器(27)和静脉空气监测器(25)进行静脉压和空气监测后，从血液流出管(6)流回到患者体内。
置换液在补液泵(20)的作用下，通过补液管(19)从置换液容器(18)中泵出，先经置换液滤清器(21)过滤清除热源物质后，再经过置换液加热器(23)进行加温，最后从血液流出管(6)上的静脉除泡器(26)处补入到血液中，以补充血液流经血液滤过器(7)进行过滤时丢失的正常水分，并维持电解质平衡。滤出的废液在负压泵(14)的作用下，先经跨膜压监测器(12)进行跨膜压监测，再经漏血监测器(13)进行漏血监测，最后经废液管(10)流入废液容器(15)中。
当血泵(9)将血液从患者身体泵出后，肝素(一种抗凝剂)便在肝素泵(24)的作用下按预先设定好的参数值持续匀速地注入血液流入管(11)中抗凝。
负压泵(14)和补液泵(20)的转速将在重量平衡系统的控制下，自适平衡，从而实现补液、废液排出和超滤三者的速度和总量的自动平衡。每个监测器和传感器监测的数值以及肝素用量、补液量、超滤量、补液泵(20)转速、负压泵(14)转速以及运行时间等数值可在中文操作控制面板(29)上进行实时中文显示，也可根据临床需要进行调整和修正参数，进行人机对话，从而实现整个操作过程的精确控制。
当机器运行达到设定的时间时，机器会自动发出报警提示，此时便可结束操作。
权利要求
1.一种医用血液滤过机，其特征在于A、主要由机体、操作控制系统、血液回路系统、补液系统、废液排出系统和重量平衡系统等部分组成。其中机体由主机(1)、侧杆(2)和滤过器夹(8)等组成；操作控制系统由中文操作控制面板(29)、液晶显示屏(28)和监测器按键开关(30)等组成；血液回路系统由血液滤过器(7)、血液流入管(11)、血液流出管(6)、血泵(9)、肝素泵(24)、动脉空气监测器(4)、动脉除泡器(5)、动脉压监测器(3)、静脉空气监测器(25)、静脉除泡器(26)、静脉压监测器(27)和阻流器(22)等组成；补液系统由补液泵(20)、置换液容器(18)、补液管(19)、置换液滤清器(21)和置换液加热器(23)等组成；废液排出系统由负压泵(14)、废液管(10)、跨膜压监测器(12)、漏血监测器(13)和废液容器(15)等组成；重量平衡系统由称重台(16)、称重传感器(17)、置换液容器(18)、废液容器(15)、补液泵(20)和负压泵(14)等组成。B、血液滤过器(7)通过滤过器夹(8)固定在侧杆(2)上，血液滤过器(7)的上端与血液流出管(6)相连，下端与血液流入管(11)相连；补液管(19)的上端与静脉除泡器(26)相连，下端与置换液容器(18)相连。废液管(10)上端与血液滤过器(7)的侧管口相连，废液管(10)的下端与废液容器(15)相连。
2.权利要求1所述的血液滤过机，其技术特征在于置换液容器(18)和废液容器(15)放置在称重台(16)上，称重台(16)放在称重传感器(17)上，称重传感器(17)通过电路与补液泵(20)和负压泵(14)相连。
3.权利要求1所述的血液滤过机，其技术特征在于血液流入管(11)上装有血泵(9)、肝素泵(24)、动脉除泡器(5)、动脉空气监测器(4)和动脉压监测器(3)。
4.权利要求1所述的血液滤过机，其技术特征在于血液流出管(6)装有静脉空气监测器(25)、静脉压监测器(27)、静脉除泡器(26)和阻流器(22)。
5.权利要求1所述的血液滤过机，其技术特征在于补液管(20)由下往上分别装有补液泵(20)、置换液滤清器(21)和置换液加热器(23)。
6.权利要求1所述的血液滤过机，其技术特征在于废液管(10)由下往上分别装有负压泵(14)、漏血监测器(13)和跨膜压监测器(12)。
7.权利要求1所述的血液滤过机，其技术特征在于中文操作控制面板(29)上有液晶显示屏(28)和监测器按钮开关(30)，其操作界面为中文界面。
8.权利要求1或7所述血液滤过机，其技术特征在于中文操作控制面板(29)通过电路与称重传感器(17)和所有监测器相连。
全文摘要
一种医用血液滤过机，适用于治疗尿毒症、急慢性肾衰、急性左心衰、腹水回收和各种毒物药物中毒等。主要由主机、中文操作控制面板、血液回路系统、补液系统、废液排出系统和重量平衡系统等部分组成。通过具有负反馈功能的重量平衡系统来实现补液、超滤和废液排出的自动平衡和精确控制；通过完善的安全监控系统和自动控制系统来提高安全性和自动化程度。勿需水处理装置，使用成本低，操作简便，可灵活移动。
文档编号A61M1/34GK1548169SQ0312878
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月11日 优先权日2003年5月11日
发明者高光勇 申请人:高光勇