一种HD单泵机血室压力降检测方法及HD单泵机与流程

本发明涉及血液透析，特别是涉及一种hd单泵机血室压力降检测方法及hd单泵机。

背景技术：

1、血液透析系统是一种肾脏替代治疗系统，它将患者的血液引出体外，并通过一个含有半透膜的透析器将患者血液净化后输送回体内。其利用血液与透析液在半透膜两层流动时的浓度梯度特性、渗透压梯度特性、水压梯度特性和半透膜本身的特性，通过扩散、对流和吸附等原理清除血液中的代谢废物和多余水分，解决患者血液的电解质失衡与酸碱平衡紊乱。

2、目前，针对不同病情的患者需要使用不同种类的血液透析方法与仪器，其中包括使用单泵机的血液透析(hd)，其主要用于清除小分子毒素，适用于血液透析初期；使用双泵机的血液透析滤过(hdf)，其主要清除中分子毒素，适用于血液透析中期。由于hdf双泵机对小分子毒素的清除作用相比hd单泵机较差，且hdf双泵机与hd单泵机对应的医学疗程不同，两者不能混用。

3、现有的hdf双泵机具有检测透析器血室入口端的压力传感器与检测透析器血室出口端的静脉压力传感器，能够通过比较血室入口端压力值与血室出口端压力值，较为方便地检测透析器血室压力降。血室压力降是指血液透析设备在正常工作状态下，在血室内外血液压力之差。通俗地说，就是指在透析过程中，血液在通过血液透析设备时所需要克服的阻力，也可以理解为透析器内部的阻力。血室压力降的大小直接影响透析器的透析效果和透析过程中对患者的影响。然而，现有的hd单泵机并没有用于检测透析器血室入口端的压力传感器，因此现有的hd单泵机无法检测透析器血室压力降，导致医护人员无法通过血室压力降检测血液透析(hd)过程中患者的凝血和血液通透情况。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种hd单泵机血室压力降检测方法，解决hd单泵机在缺乏检测透析器血室入口端的压力传感器的基础下，无法检测血室压力降的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种hd单泵机血室压力降检测方法，所述hd单泵机包括透析器、透析液回路和血液回路，所述透析器包括半透膜，所述透析液回路流经所述半透膜外侧，所述半透膜内侧为血室，所述血液回路流经所述血室，该方法包括以下步骤：

3、当透析器进行血液透析时，令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值；获取所述透析液回路的回液端压力值、血室出口端压力值、透析流量和透析液压力差系数；基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降，将所述血室压力降作为检测结果。

4、上述一种hd单泵机血室压力降检测方法，在单泵机透析器进行血液透析时，令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值。在此条件的基础上，本发明获取半透膜外侧的透析液回路的回液端压力值、透析流量和透析液压力差系数，并获取半透膜内侧的血室出口端压力值，利用半透膜外侧数据间接得到半透膜内侧的血室压力降，从而在单泵机缺乏检测血室入口端的压力传感器，无法获取血室入口端压力值的情况下，检测得到血室压力降，解决了现有hd单泵机无法检测血室压力降的技术问题。并且，本发明仅利用hd单泵机现有的设备条件即可完成血室压力降的检测，不需要在透析器血室入口端额外加装压力传感器，易于在本领域上推广和使用，具有突出的实用性。

5、需要说明的是，由于在hd单泵机的透析器血室入口端额外加装压力传感器，获取血室入口端压力值在实际操作中面临技术上的困难，会带来不好的技术效果。为进一步进行说明，本技术通过以下内容对“hd单泵机的透析器血室入口端额外加装压力传感器”的技术手段在实际操作中所面临的困难进行补充说明。

6、首先，值得注意的是，在现有的hd单泵机中，所述透析器血室入口端还具有血泵，所述血泵用于调节血液回路中的压力，推动血液在血液回路中循环流动。具体的，人体动脉血经过动脉穿刺针流入血液回路中后，经血泵加压，从血室入口端泵入透析器血室，在透析器血室中完成血液透析过程后从血室出口端流出，经过血液回路与静脉穿刺针回流人体静脉。而血泵泵送血液流体的机械运动会引入周期性的波动与振动，在血室入口端额外加装压力传感器将受到血泵机械运动的干扰，影响压力传感器的稳定测量，使所测数据产生误差；压力传感器长期在上述环境下工作，其使用寿命还会受到影响，甚至产生损坏。

7、其次，在现有的hd单泵机的血室入口端额外加装压力传感器后，需要重新设计对应血液管路的连接结构，可能改变血液在血液回路中流动的流体动力学特性，对hd单泵机的血液透析功能产生不好的技术效果。且额外加装的压力传感器需要定期进行校准与维护，增加了设备的使用复杂性，降低了hd单泵机本身的实用性。

8、最后，由于现有的hdf双泵机配置有额外的血泵，除了一个血泵用于推动血液在血液回路中循环流动，还需要另一个血泵控制置换液注入血液回路，使得hdf双泵机相比hd单泵机具有体积更大的设备布局和管路更长的血液回路设计，可以承载血室入口端的压力传感器。而现有的hd单泵机，由于仅需要使用一个血泵，其总体结构相比hdf双泵机更加精简，其管路设计更集中，并不具备更多位置能够承载在血室入口端配置一个额外的压力传感器。若强行在现有hd单泵机透析器血室入口端额外加装压力传感器，还有可能破坏hd单泵机本身的精简结构，对hd单泵机结构简单、操作方便的技术效果产生负面影响，使hd单泵机不再适用于血液透析初期疗程的需求。

9、应当理解的是，在医疗设备技术领域，血液透析设备的积极技术效果并非由设备体积或设备血泵数量等因素简单决定。对于不同病情和不同疗程的患者，需要正确使用对应的血液透析方法与仪器，才能使医疗设备产生相应的技术效果。具体的，hdf双泵机适用于血液透析滤过疗程，其主要清除中分子毒素，用于血液透析中晚期。虽然hdf双泵机相比于hd单泵机具有额外的血泵与压力传感器，但对于血液透析初期疗程的患者而言，hdf双泵机对小分子毒素的清除作用相比hd单泵机较差，且hdf双泵机的复杂功能性可能给血液透析初期疗程的患者带来额外的风险，例如hdf双血泵对于该时期患者而言其带来的血流速度过高，双泵机将置换液注入血液回路对于该时期的患者还可能造成体液管理失衡。因此，即便hdf双泵机具有透析器血室入口端的压力传感器与检测透析器血室出口端的静脉压力传感器，能够通过比较血室入口端压力值与血室出口端压力值，较为方便地检测透析器血室压力降，也不能替代hd单泵机用于血液透析初期疗程，对患者进行血液透析治疗。

10、综上所述，现有的hd单泵机对应于其适用的医疗疗程具有不可替代性，在现有的hd单泵机的基础上额外加装压力传感器不仅实现过程困难，实现效果欠佳，还可能破坏现有hd单泵机原本的精简结构，带来不好的技术效果。在此基础上，本发明仅利用hd单泵机现有的设备条件即可完成血室压力降的检测，不需要在透析器血室入口端额外加装压力传感器，易于在本领域上推广和使用，具有突出的实用性。

11、在一种可能的实现方式中，所述基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降的具体计算公式为下式1：

12、pb ＝ (pdo + pdo + k*fd) - 2pv (式1)

13、其中，pb为所述血室压力降，pv为所述血室出口端压力值，pdo为所述回液端压力值，k为所述透析液压力差系数，fd为所述透析流量。

14、需要说明的是，所述血室压力降具体指血室入口端压力值减去血室出口端压力值。在医学领域，血室入口端压力又被称为滤器前压，所述血室出口端压力值又被称为静脉压，因此，透析器血室压力降还可以描述为等于滤器前压减去静脉压，可以用下式2表示：

15、pb ＝ pa- pv (式2)

16、其中，pb为所述血室压力降，pv为所述血室出口端压力值，pa为所述血室入口端压力值。

17、对于流经血室的血液回路而言，由于血液在血液回路中流动的过程中会存在阻力，因此血液流出透析器血室时的压力会小于流入透析器血室时的压力，即血室出口端压力小于血室入口端压力，而且这个压力下降过程是一种线性下降过程。因此，透析器半透膜内侧的血室压力值等于血室入口端压力值和血室出口端压力值的平均值，其可以表述为下式3：

18、pb ＝ ( pa+ pv )/2 (式3)

19、其中，pb为所述血室压力值，pa为所述血室入口端压力值，pv为所述血室出口端压力值。

20、还需要说明的是，在医学领域，hd单泵机中透析液回路流入透析器的一端具有供液阀，可以被称作供液端，透析液回路流出透析器的一端具有回液阀，可以被称作回液端。对于供液端压力值和回液端压力值而言，具有如下式4所示的数学关系：

21、pn ＝ pdi - pdo ＝ k*fd (式4)

22、其中，pn为透析液流入透析器和流出透析器的压力差值，即供液端和回液端的压力差值，pdi为供液端压力值，pdo为回液端压力值，k为所述透析液压力差系数，fd为所述透析流量。

23、同样的，对于流经半透膜外侧的透析液回路而言，由于透析液在透析液回路中流动的过程中同样存在阻力，因此透析液流出透析器时的压力会小于流入透析器时的压力，即透析液回路回液端压力小于透析液回路供液端压力，而且这个压力下降过程是一种线性下降过程。因此，透析器半透膜外侧的透析液压力值等于供液端压力值和回液端压力值的平均值，其可以表述为下式5：

24、pd ＝ ( pdi + pdo )/2 (式5)

25、其中，pd为半透膜外侧的透析液压力值，pdi为供液端压力值，pdo为回液端压力值。

26、在该实现方式中，通过令半透膜外侧的透析液压力值pd等于所述半透膜内侧的血室压力值pb，使得此时刻hd单泵机中的物理量存在如下式6所述的物理关系：

27、pb ＝ ( pa+ pv )/2 ＝ pd ＝ ( pdi + pdo )/2 (式6)

28、其中，pb为所述血室压力值，pa为所述血室入口端压力值，pv为所述血室出口端压力值，pd为半透膜外侧的透析液压力值，pdi为供液端压力值，pdo为回液端压力值。在此基础上，将式6、式4和式2的物理关系相联立，即可得到如式1所示的物理计算式。通过上述技术手段，该实现方式不需要获取血室入口端压力值即可检测当前时刻的血室压力降，解决了现有hd单泵机无法检测血室压力降的技术问题，并且不需要在透析器血室入口端额外加装压力传感器，易于在本领域上推广和使用。

29、在一种可能的实现方式中，所述hd单泵机还包括超滤泵，所述超滤泵位于所述透析液回路的回液端，所述当透析器进行血液透析时，令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值，包括：控制所述超滤泵暂停运行，从而令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值。

30、在该实现方式中，所述超滤泵用于调节透析液回路中的压力，驱使透析液在回路中循环流动。当超滤泵暂停运行，透析液回路中的透析液压力不再受到超滤泵施加的额外压力干扰，只受静态压力影响。此时，基于半透膜的物理特性，半透膜外侧的透析液压力将逐渐与半透膜内侧的血室压力趋于一致，最终达到半透膜内外侧的动态压力平衡，实现令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值。

31、在一种可能的实现方式中，所述基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降，将所述血室压力降作为检测结果后，还包括：控制所述超滤泵恢复运行，以使所述透析器继续进行血液透析。

32、在该实现方式中，在计算出当前时刻的血室压力降作为检测结果后，使超滤泵恢复运行，进而使超滤泵对透析液回路中的透析液进行加压，推动透析液在透析液回路中循环流动，从而使透析器继续进行血液透析。

33、本发明第二方面提供一种hd单泵机，包括透析器、透析液回路、血液回路、检测模块和主控模块，其中：所述透析器用于进行血液透析，其包括半透膜，所述透析液回路流经所述半透膜外侧，所述半透膜内侧为血室，所述血液回路流经所述血室；所述检测模块和所述主控模块电连接，用于获取所述透析液回路的回液端压力值、血室出口端压力值、透析流量和透析液压力差系数并发送至所述主控模块；所述主控模块用于令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值，进而基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降。

34、在该实现方式中，透析液经透析液回路流入透析器的一侧为供液端，透析液经透析液回路流出透析器的一侧为回液端。检测模块安装于单泵机上，检测模块获取所述透析液回路的回液端压力值、血室出口端压力值、透析流量和透析液压力差系数后，通过电路传输将上述数据发送至所述主控模块。所述主控模块具有处理器，能够基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降。

35、在一种可能的实现方式中，所述主控模块基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降的具体计算公式如式1所示：

36、pb ＝ (pdo + pdo + k*fd) - 2pv (式1)

37、其中，pb为所述血室压力降，pv为所述血室出口端压力值，pdo为所述回液端压力值，k为所述透析液压力差系数，fd为所述透析流量。

38、在该实现方式中，所述主控模块中存储有如式1所示的计算公式，在接收到所述检测模块通过电路传输来的所述主控模块具有处理器，能够基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数数据后，自动运行相关计算程序计算得到血室压力降。

39、在一种可能的实现方式中，所述hd单泵机还包括超滤泵，所述超滤泵位于所述透析液回路的回液端；所述主控模块用于令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值，包括：所述主控模块用于控制所述超滤泵暂停运行，从而令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值。

40、在该实现方式中，所述超滤泵用于调节透析液回路中的压力，驱使透析液在回路中循环流动。所述主控模块与所述超滤泵电连接，从而通过电子信号控制超滤泵正常运行或者暂停运行。当主控模块控制超滤泵暂停运行，透析液回路中的透析液压力不再受到超滤泵施加的额外压力干扰，只受静态压力影响。此时，基于半透膜的物理特性，半透膜外侧的透析液压力将逐渐与半透膜内侧的血室压力趋于一致，最终达到半透膜内外侧的动态压力平衡，实现令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值。

41、在一种可能的实现方式中，当所述主控模块基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数数据后，自动运行相关计算程序计算得到血室压力降后，所述主控模块通过电子信号控制所述超滤泵恢复运行，以使所述透析器继续进行血液透析。

42、在一种可能的实现方式中，所述主控模块还包括触控屏，其中：所述主控模块通过所述触控屏接收预设触控指令，从而基于所述触控指令控制所述超滤泵和/或所述检测模块；所述触控屏还用于显示所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量、所述透析液压力差系数和所述血室压力降。

43、在该实现方式中，触控屏上显示有操作界面，使用者能够通过点击和滑动等触控指令与触控屏交互，进而使主控模块基于所述触控指令控制所述超滤泵正常运行或暂停运行，或者控制检测模块检测所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数。该实现方式令使用者能够更加便捷控制hd单泵机血室压力降的检测过程，增加了该hd单泵机的易用性和实用性。并且，所述触控屏还能实时显示主控模块接收到的所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量、所述透析液压力差系数和所述血室压力降，便于使用者监测hd单泵机的使用情况。

44、在一种可能的实现方式中，所述主控模块还用于存储数据，其中：当所述主控模块完成一次所述血室压力降的检测，所述主控模块存储该次检测的时间，并存储该次检测中所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量、所述透析液压力差系数和所述血室压力降。

45、在该实现方式中，将所述主控模块控制超滤泵暂停运行，从而令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值，进而基于所述回液端压力值、所述血室出口端压力值、所述透析流量和所述透析液压力差系数计算得到血室压力降，最后控制所述超滤泵恢复运行的一次过程视为一次所述血室压力降的检测。该实现方式通过存储每次血室压力降检测的时间和相关检测数据，使得主控模块能记录hd单泵机的历史运行情况。使用者通过查看所述存储的数据，能够了解hd单泵机在不同时刻的运行情况，增强了所述hd单泵机的适用范围。

46、在一种可能的实现方式中，所述检测模块包括透析液压力传感器和静脉压力传感器，其中：所述透析液压力传感器位于所述透析液回路的回液端，并和所述主控模块电连接，用于获取所述回液端压力值，并将所述回液端压力值发送至所述主控模块；所述静脉压力传感器位于所述血室的出口端，并和所述主控模块电连接，用于获取所述血室出口端压力值，并将所述血室出口端压力值发送至所述主控模块。

47、在该实现方式中，透析液经透析液回路流入透析器的一侧为供液端，透析液经透析液回路流出透析器的一侧为回液端。所述透析液压力传感器安装于所述透析液回路的回液端，并检测回液端的透析液压力值，从而将回液端压力数据通过电路传输至主控模块。在医学领域，血室入口端压力又被称为滤器前压，所述血室出口端压力值又被称为静脉压，所述静脉压力传感器安装于所述血室出口端，并检测血室出口端的血液压力值，从而将血室出口端压力数据通过电路传输至主控模块。所述透析液压力传感器与所述静脉压力传感器的安装位置远离所述透析器血室入口端的血泵，并不会被血泵干扰其检测精度。

48、根据本发明提供的一种hd单泵机血室压力降检测方法及hd单泵机，相比于现有技术至少具有以下优点：

49、上述一种hd单泵机血室压力降检测方法，在单泵机透析器进行血液透析时，令所述半透膜外侧的透析液压力值等于所述半透膜内侧的血室压力值。在此条件的基础上，本发明获取半透膜外侧的透析液回路的回液端压力值、透析流量和透析液压力差系数，并获取半透膜内侧的血室出口端压力值，利用半透膜外侧数据间接得到半透膜内侧的血室压力降，从而在单泵机缺乏检测血室入口端的压力传感器，无法获取血室入口端压力值的情况下，检测得到血室压力降，解决了现有hd单泵机无法检测血室压力降的技术问题。并且，本发明仅利用hd单泵机现有的设备条件即可完成血室压力降的检测，不需要在透析器血室入口端额外加装压力传感器。

50、现有的hd单泵机对应于其适用的医疗疗程具有不可替代性，在现有的hd单泵机的基础上额外加装压力传感器不仅实现过程困难，实现效果欠佳，还可能破坏现有hd单泵机原本的精简结构，带来不好的技术效果。在此基础上，本发明仅利用hd单泵机现有的设备条件即可完成血室压力降的检测，不需要在透析器血室入口端额外加装压力传感器，易于在本领域上推广和使用，具有突出的实用性。