专利名称：一种配液供液方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及血液透析医疗技术，特别涉及一种应用于血液透析设备中透析液回路的配液及平衡供液的方法和装置。
背景技术：
血液透析治疗是将血液通过一种只能让小分子物质(如电解质、小分子肾性毒素)通过的半透膜制成的透析器，使血液在膜的一侧，透析液在膜的另一侧，两侧的溶液通过弥散、渗透作用，即溶质由浓度高的一侧向浓度低的一侧流动，让血液中的中、小分子毒素可渗透到透析液中，电解质也可以通过渗透作用达到平衡，从而实现血液净化目的的治疗装置。现有的血液透析设备主要包括血液回路和透析液回路两大组成部分，血液回路是指从患者的动脉将血液引出，经透析器隔着半透膜与透析液进行等渗离子交换，纠正酸碱平衡紊乱，清除毒素和多余的水分之后，返回患者的静脉；透析液回路是指将引入的反渗水经加热和按比例配置成标准的透析液之后，流经平衡装置，在平衡装置的作用下，保证进出透析器的透析液的平衡，使透析液在透析器中与血液隔着半透膜进行有效的等渗离子交换，从而达到治疗的效果。现有的血液透析设备的主要结构如图1所示，由透析器1、平衡装置2、超滤泵3、加热配液装置4、热交换器5等组件连接构成，反渗水在热交换器5中与排出的废液进行热交换，获得一定的温度，在加热配液装置4中进行加热到人体所需的温度，并与按比例打进的浓缩透析A、B浓缩液进行混合稀释成与人体血液中等浓度(等渗)的标准透析液，通过平衡装置(平衡腔或平衡泵)2的作用，使透析液进出透析器1与出入平衡装置2的流量达到平衡，并经超滤泵3抽出人体多余的水分，从而实现透析治疗的目的。由前述透析过程可见，血液透析设备要实现透析治疗的目的，其关键技术在于透析液回路中标准透析液的配液及平衡供液过程。在现有技术中，德国专利(专利号DE4116177)公开了一种平衡腔，这种平衡腔是在一个密闭的腔体中由一片膜隔成两个相互独立的空间，一个空间进液，另一空间排出液体，从而实现进出透析器与出入平衡腔的流量平衡。日本专利(专利号2002-028230)公开了一种配液装置，这种配液装置的腔体由两片活动薄膜隔成I、II、III三个室，I室进液后，经回路抽到III室，在回路上设置溶解槽，溶解透析粉(A、B粉)与透析液相混合，而中间的II室用于调节水量，以达到配置标准透析液的目的。前述两个专利中，德国专利解决了透析液回路供液平衡的问题，但配液需要另外设置配液装置来实现，而且需要采用供液时同步配液的方法，这种根据流量和流速来配液的方法，常常会出现在透析液回路上(平衡腔)任何一个电控阀体衰减都会导致流量的改变而出现电导率的不稳定的问题，直接影响治疗效果；日本专利解决了配液的问题，而透析液供液平衡亦要利用另外的平衡装置才能实现，这种配液装置的电导率相对稳定，但由于受空间的限制，不仅增加了硬件设备，而且要与平衡装置达成同步，因此，透析液回路上透析液流经透析器的流速(单位时间的流量)很难实现随意可调。前述两个专利的原理都是在透析液回路的配液与平衡供液分两个装置完成的基础上实现的，这就导致透析液配液过程中反渗水与浓缩A、B透析液的混合比例以及反渗水流量(即透析液流量)、电导率浓度必须事先设好，治疗中不能随意改变，要调节这些参数，必须先停机才能重新设置，重新开机后需要很长的时间才能达到所需的电导率浓度，而且透析过程中停机操作很繁杂，可能会造成重大医疗事故，因此，所有现有的血液透析设备都没有中途停机改参数的功能，而当前随着血液透析治疗技术的发展，利用血液透析原理开展的治疗项目增多，原来国际上公认为500ml/min的透析液流速已不能满足临床治疗的要求，而且现有技术也无法实现在临床透析过程中依患者的状况(如血压、脉搏)对透析液浓度进行在线调整，因此临床治疗希望可以提供在透析过程中可调整透析液流速及电导率浓度的血液透析设备，而现有的在透析液回路中配液与平衡供液分别由两个装置实现的方法及装置较难满足这方面的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、容易控制、安全可靠、稳定性高、体积小、造价低，在治疗过程中可随时依需求调整透析液流速的透析液回路中透析液配液供液的方法。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的配液供液装置。
本发明的目的通过下述技术方案实现本配液供液方法为利用一腔体进行配液并利用同一腔体进行平衡供液。
所述腔体内利用膜分隔出最少两个空间，其中一个空间与配液组件相连接形成配液回路。
所述配液组件包括液体输送构件、浓度微调装置、电导率检测装置。
所述膜可为一片或多片弹性薄膜。
利用两组所述腔体配合使用，一组(包括一个或一个以上的腔体)在配液的同时另一组(包括一个或一个以上的腔体)进行平衡供液；反之亦然。这样即可使血液透析过程连续不断地进行。
实现上述方法的配液供液装置包括一独立腔体、配液组件，所述腔体内设置有膜，将腔体分隔出最少两个空间，其中一个空间与配液组件相连接。
所述腔体的壁面开孔安装有可从外部微调腔体内空间体积的伸缩螺塞。
所述膜为弹性薄膜，其数量可为一片或多片；所述膜与独立腔体的连接方式为将膜的边缘固定连接于腔体内壁上，膜相对两侧的空间并不直接连通。
所述配液组件包括液体输送构件、浓度微调装置、电导率检测装置，液体输送构件、浓度微调装置及电导检测探头与所述腔体的一个空间的进、出水口相连接。
所述液体输送构件包括A、B浓缩液输送泵、透析液混合驱动泵。
所述浓度微调装置包括步进电机、齿轮传动结构、拉杆、弹性膜、底座，步进电机通过齿轮传动结构与拉杆相连接，所述拉杆的端部连接有弹性膜，弹性膜紧贴在底座上，在底座上与弹性膜紧贴的表面设置有凹腔，弹性膜对凹腔进行密封，所述底座内设有进水口及出水口分别与凹腔相连通；即使在弹性膜紧贴底座表面的时候，底座内的进水口与出水口都是可连通的，步进电机可通过拉杆拉动薄膜改变弹性膜与凹腔之间的容积来调节补液量，从而调节透析液浓度。
所述浓度微调装置可与独立腔体分开设置并通过导管相连接，亦可直接设置在独立腔体上，与独立腔体连接在一起，当采用连接在一起的形式时，直接将独立腔体作为浓度微调装置的底座，所述弹性膜直接密封安装在独立腔体的腔壁上。
所述配液供液装置可采用两个独立腔体结合在一起使用，以使一个独立腔体在配液的同时另一个独立腔体进行平衡供液，反之亦然，这样即可使装置连续不继地运行，以保证血液透析过程不间断进行。由于一腔体供液时不受另一腔体配液过程的影响，供液时的流速流量就可以实现随临床治疗的需要随时调节；同样，一腔体配液时不影响另一腔体的供液，因此，配液时其浓度电导率就可以实现随患者如血压脉搏的情况需要，随时进行调节，亦即实现了在临床透析治疗过程中不需停机而随时依患者治疗的需要调整透析液的流量和透析液电导率浓度的效果。
本发明相对现有技术具有如下的优点及效果(1)克服了现有技术在治疗过程中不可调整透析液流量及电导率浓度的缺点，提供一种在临床治疗过程中不需停机便可依临床治疗的需要调节透析液流量的技术，为临床开展多项血液净化治疗项目，满足患者在治疗过程采取不同的透析液流量及浓度提供了可能性。(2)结构简单，控制容易，制造成本低，维护费用少；由于本发明所采用的方法及其装置实现配液与平衡供液在同一腔体内完成，省去了现有技术中采用的配液结构，以及配液后输向平衡装置的大量硬件设置以及电控部件，控制原理大为简化，直接生产成本低，而基于这一技术生产的血液透析设备在调试方面节省了大量的时间，设备的维护过程也可简化，间接的成本亦低，有利于产品的市场推广。(3)安全性高，稳定性好；由于透析液配液在一独立的回路上完成，透析液的配置是在电导率和微调的调节下，在使用前即精确配置完成，在转向透析器进行透析时，不存在电导率波动的情况，而且透析液都在同一腔体实现平衡，作用过程可以准确控制，操作比较简单，设备的安全性较高，稳定性好。
图1是现有血液透析设备的工作原理图。
图2是本发明配液供液装置的结构示意图。
图3是图2所示配液供液装置中的浓度微调装置的结构示意图。
图4是本发明配液供液装置的另一结构示意图。
图5是本发明配液供液装置的又一结构示意图。
图6是本发明配液供液装置的再一结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1图2示出了本发明的具体结构形式，由图2可见，本配液供液装置包含有一个独立腔体6，该腔体内部由薄膜7、8隔成两个室9、10，其中一薄膜8紧靠独立腔体6的腔壁，在腔壁上开孔安装有可从外部微调腔体内空间体积的伸缩螺塞11；两薄膜7、8之间的一个室10设有配液入口和配液出口；在与配液出口及配液入口连接的管道上设有电磁阀N3、N4，室10还设有输液出口，在与输液出口连接的管道上设有电磁阀N2，配液入口及配液出口经管道与液体输送泵12、浓度微调装置、电导率检测探头13相连接，形成透析液配液回路；腔体内另一室9设有进出液口(即液体的进口和出口，亦可分别单独设置有进液口和出液口)，与该进出液口相连接的管道上设有电磁阀N5、N6。
所述浓度微调装置的具体结构如图3所示，由步进电机14、齿轮套15、拉杆16、压块17、弹性薄膜18、底座19构成，步进电机14通过齿轮套15与拉杆16相连接，拉杆16的端部密封连接有弹性薄膜18，弹性薄膜18紧贴在底座19上，压块17紧压住弹性薄膜18，在底座19上与弹性薄膜18紧贴的表面设置有凹腔20，弹性薄膜18可对凹腔20进行密封，所述底座19内设有分别与凹腔20相连通的进水口21及出水口22，即使在弹性薄膜18紧贴底座19表面的时候，底座19内的进水口21与出水口22都是可连通的。本浓度微调装置的工作原理是步进电机14通过拉杆16拉动弹性薄膜18改变弹性薄膜18与凹腔20之间的容积来调节补液量，从而调节透析液浓度，具体调节过程是步进电机14正转时，驱动齿轮套15，齿轮套15拉动拉杆16，拉杆16拉起弹性薄膜18，使弹性薄膜18与底座19表面之间的空间增大，从而增加进液量；步进电机14反转时，齿轮套15反向旋转，拉杆16推动弹性薄膜18复位，弹性薄膜18回复贴紧底座19表面，使弹性薄膜18与底座19表面之间的空间回复原始状态，从而减少进液量。
将本配液供液装置连接于血液透析设备中，如图2所示，独立腔体6的输液出口及进出液口分别通过管道与透析器23相连接，形成透析液回路；独立腔体6的配液入口通过管道同时与加热器24及浓度微调装置的出水口22(如图3所示)相连接，独立腔体6的配液出口通过管道与浓度微调装置的进水口21(如图3所示)相连接，浓度微调装置的出水口22及进水口21分别与A、B浓缩液存储罐通过浓缩液泵26、27及管道相连接；此外，反渗水供应管道通过热交换器25与加热器24相连接。
本发明工作方法如图2所示反渗水(RO水)经热交换器25进入加热器24，经加热至37℃后，由输送泵12压入室10内，在进水期间由浓缩液泵26、27将A、B浓缩液依比例送入室10内，形成按比例混合稀释后的透析液；室10内透析液将该室的两片薄膜7、8推向腔体6的两侧内壁，使整个腔体6内充满稀释后的透析液。在关闭RO水(即关闭电磁阀N1)后，在配液回路的输送泵12驱动下，开始循环室10中的透析液，同时通过电导率检测探头13检测电导率，如果电导率偏低，则指令浓缩液泵26、27补进A、B浓缩液，同时步进电机14拉动拉杆16，拉杆16拉动薄膜18，增大空间供补进A、B浓缩液；如果电导率偏高，同样指令步进电机14拉动薄膜18，增大空间供补进RO水(此时打开电磁阀N1，同时停止浓缩液泵26、27运转)；如此微调补进浓缩A、B浓缩液和相应的RO水，最终得到所需浓度的标准透析液。
当配置好标准透析液后，在透析液输送泵28的作用下，透析液由室10的输液出口(此时开启电磁阀N2)被抽入透析器23，与此同时开启电磁阀N5，关闭电磁阀N6，使原在室10的新鲜透析液经在透析器23中与血液进行毒素等离子交换后形成的废液被送入另一室9。室9与室10之间的薄膜7向室10侧移动，因此送进室9的液体量与挤出室10的液体量达成平衡；同样，进出透析器23的液体亦达成平衡，这样即实现了透析液的配液以及向透析器平衡供液在同一腔体内完成的操作方法。
当置于室10的液体完全被送入室9后，腔内的薄膜7、8完全紧贴腔体6内壁的一侧，这时整个腔体6充满了已用过的废液。在下一次的配液供液过程开始时，37℃的RO水混合A、B浓缩液后被输入室10，位于室10、9之间的薄膜7向室9侧移动，位于室9内的废液被挤出(此时开启电磁阀N6，关闭电磁阀N5)，废液经热交换器25加热RO水后被丢弃。当室10充满液体后，即开始与前述过程相同的下一循环过程。
实施例2本实施例除下述特征外与实施例1相同采用两个相同的腔体连接在一起使用，具体连接方式见图4，两个相同的独立腔体并接在一起。这样，利用同样结构的两个腔体，当一腔体配液时，另一腔体进行平衡供液，该腔体供液完毕进入配液时，另一配液状态的腔体则进入平衡供液，两腔体交替使用，即可实现向透析器23不间断平衡供液。由于两腔体都使用同一配液控制，两腔体腔内的容积要一致，否则标准透析液的电导率会出现偏差；为此，利用腔体壁上的伸缩螺塞11来调整腔体内容积的变化，使两腔体的容积达到一致。
实施例3本实施例除下述特征外与实施例2相同如图5所示，在两个腔体内都只设置一片薄膜；这一结构要求在腔体壁上的伸缩螺塞11既可调整两个腔体内的容积，又必须经受腔体内液体压力而不渗漏。
实施例4本实施例除下述特征外与实施例3相同如图6所示，取消实施例3中的浓度微调装置，将浓度微调装置直接安装在两个腔体的腔壁上，将腔壁作为浓度微调装置的底座，浓度微调装置的弹性薄膜分别密封安装在两个腔体的腔壁上。这样，两个腔体内各自形成的透析液配液回路上，不需经管道连接伸缩微调装置。当RO水与A、B浓缩液混合，进入腔体一个室后，透析液在配液回路上循环流动时，需要补进A、B浓缩液或RO水，则分别指令位于两个腔壁上的步进电机进行微调，以此来取得所指定电导率的标准透析液。
本实施例中的结构亦可取消一个腔体，其作用过程与实施例1相近似。
实施例5本实施例除下述特征外与实施例4相同在两个腔体内都设置两片薄膜，取消密封安装在两个腔体腔壁上的浓度微调装置的弹性薄膜；这种结构的作用原理同实施例4。
此外，在两个以上的腔体内分别设置两片以上的薄膜的结构形式及其变形，只要其采用在同一腔体进行配液并平衡供液的作用方式都属本发明方案的等效替换，应属本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种配液供液方法，其特征在于利用一腔体进行配液并利用同一腔体进行平衡供液。
2.根据权利要求1所述的配液供液方法，其特征在于所述腔体内利用膜分隔出最少两个空间，其中一个空间与配液组件相连接形成配液回路。
3.根据权利要求1所述的配液供液方法，其特征在于利用两组所述腔体配合使用，一组在配液的同时另一组进行平衡供液。
4.一种配液供液装置，其特征在于包括一独立腔体、配液组件，所述腔体内设置有膜，将腔体分隔出最少两个空间，其中一个空间与配液组件相连接形成配液回路。
5.根据权利要求3所述的配液供液装置，其特征在于所述腔体的壁面开孔安装有伸缩螺塞。
6.根据权利要求3所述的配液供液装置，其特征在于所述腔体内的膜的数量为一片或多片。
7.根据权利要求3所述的配液供液装置，其特征在于所述配液组件包括液体输送构件、浓度微调装置、电导率检测装置，液体输送构件通过浓度微调装置及电导检测探头与独立腔体的一个空间相连接。
8.根据权利要求7所述的配液供液装置，其特征在于所述浓度微调装置包括步进电机、齿轮传动结构、拉杆、弹性膜、底座，步进电机通过齿轮传动结构与拉杆相连接，所述拉杆的端部连接有弹性膜，弹性膜紧贴在底座上，所述底座内设有进水口及出水口。
9.根据权利要求7所述的配液供液装置，其特征在于所述浓度微调装置与独立腔体分开设置并通过导管相连接；或直接设置在独立腔体上，与独立腔体连接在一起。
10.根据权利要求4～9所述的配液供液装置，其特征在于所述配液供液装置包括两个独立腔体，两个独立腔体连接在一起。
全文摘要
本发明提供一种配液供液方法，主要是利用一腔体进行配液并利用同一腔体进行平衡供液；一种配液供液装置，包括一独立腔体、配液组件，所述腔体内设置有膜，将腔体分隔出最少两个空间，其中一个空间与配液组件相连接形成配液回路。本发明不需停机便可依要求调节透析液流量，具有结构简单，控制容易，制造成本低，维护费用少、安全性高，稳定性好的优点，可较好地应用于血液透析临床治疗过程中。
文档编号A61M1/14GK1569265SQ20041002696
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月23日 优先权日2004年4月23日
发明者尹良红 申请人:暨南大学