血液净化用超滤流量监控系统的制作方法

专利名称：血液净化用超滤流量监控系统的制作方法
技术领域：
本发明属于一种血液净化超滤系统，具体的说是一种血液净化用超滤流量监控系统。
背景技术：
在血液净化设备中，患者的血液从体内流出经血液净化系统净化回到体内，在血
液净化设备中包括血路、液路和监控系统三个部分。血路系统是将患者体内的血液引出体
外，进入血液净化设备，再流回患者体内；液路系统是通过血液与透析液之间的溶液弥散和
超滤来达到治疗目的；监控系统是通过血液净化设备各个参数进行监控。 在治疗的过程中，患者体内的血液经管路引出通过血泵的作用进入透析器中，并
从另一端引出经管路留回到体内；而标准浓度的透析液经管路从透析器测端进入，通过透
析器中的膜与血液之间实现弥散、对流、超滤作用并从透析器侧另一端作为废液排除；为了
满足患者体内的体液平衡，在此过程中超滤控制系统控制透析液回路进出液体的压力和流
量，确保进入患者体内的透析液量、排除的废液量和设定从患者体内需要排除的水分及其
他成分三者平衡，即置换液=废液+脱水量。 现有的血液净化超滤系统主要采用两种方法一种是压力控制法，通过调节血液
回路中静脉端和透析器废液排除端之间的压力，从而控制检测超滤流量； 其缺点是由于无流量监测及相关反馈环节，治疗中还会受透析器膜的通透性能
影响，出现误差，引发医疗事故。 第二种是采用流量计方式，通过光电流量计或者电磁流量计来检测透析器中透析液的流量，计算出超滤率，并与设计超滤率比较，再调节透析液压力，通过控制跨膜压来实现对超滤率的控制以最终控制超滤量，即超滤量=透析液流出量_透析液流入量；
其缺点是由于流量检测误差，特别是小流量下的分辨率误差，导致超滤故障，引发医疗事故。

发明内容
本发明的目的是提供一种血液净化用超滤流量监控系统，能精确获得血液净化设备中各种输液管道中液体的流量，准确有效地控制液体流量和流速，特别是小流量下的流量和流速控制。 为达到上述目的，发明提供一种血液净化用超滤流量监控系统，设置有输液管道，在输液管道上装有超滤装置，其关键是所述超滤装置为血液净化用陶瓷泵，该血液净化用陶瓷泵上的进液嘴和出液嘴与所述输液管道相通，所述血液净化用陶瓷泵上安装有转速检测装置和电机，其中该转速检测装置的输出端连接控制电路的输入端；控制电路连接有驱动电路，该驱动电路输出端连接所述电机的输入绕组。 血液净化用陶瓷泵中的电机转动，带动液体流动，转速检测装置通过对电机转速的检测，获取液体流量和流速，并反馈给控制电路，控制电路通过驱动电路自动调节电机转速，实现输液管道中液体的流量和流速的准确控制。 所述血液净化用陶瓷泵设置有固定座，该固定座上固定有带所述进液嘴和出液嘴 的外壳，该外壳内装有柱塞套，柱塞套上相对进液嘴的位置开有进液孔与所述进液嘴相通， 相对出液嘴的位置开有出液孔与所述出液嘴相通；在柱塞套内装有陶瓷柱塞，该陶瓷柱塞 的外端伸出外壳外，并插入轴套圆周面上的安装孔中，该轴套通过连接轴与关节轴承连接， 所述关节轴承位于联轴拐一端的定位孔中，联轴拐的另一端与电机的输出轴连接，并且电 机输出轴的轴心线与陶瓷柱塞的轴心线之间具有夹角a ;所述陶瓷柱塞与柱塞套之间具 有连接通道，当陶瓷柱塞转动时连接通道有选择地与柱塞套上的进液孔或出液孔相连通或 断开。 所述陶瓷柱塞的周边由一圆弧面和一平面组成，该平面与柱塞套的内壁之间形成 弓形连接通道。 所述电机输出轴的轴心线与陶瓷柱塞的轴心线之间的夹角a为10 20° 。
在外壳的相对侧设有润滑液接头，所述柱塞套上相对润滑液接头的位置开有通孔 与对应的润滑液接头相通。 在陶瓷柱塞上活套有密封套，该密封套插入柱塞套外端面的凹槽中，由套装在外 壳上的螺母套压紧。 所述固定座安装在底架上，并相对于底架悬空。 所述关节轴承上固定有永磁体，所述转速检测装置为霍尔元件，该霍尔元件固定 在所述固定座上，并靠近所述永磁体的旋转轨迹。 所述转速检测装置为光电传感器，该光电传感器固定在所述固定座上，并朝向所 述关节轴承的旋转轨迹。 所述控制电路设置有方向控制端、步进脉冲端、脱机信号端与所述驱动电路连接， 该驱动电路的正转输出端组连接所述电机的正转输入绕组，驱动电路的反转输出端组连接 所述电机的反转输入绕组。 转速检测装置获取电机转速后，发送给控制电路，控制电路将当前转速与设置参
数进行比较，有效地控制电机的转速和转向。 所述控制电路还设置有输入端和输出端与外界连接。 控制电路通过TXD和RXD信号线连接到外部的参数设置、报警电路，用于设置获取 设定流量参数或发出报警信息。 所述输液管道上还安装有流量检测器，该流量检测器的输出端连接所述控制电路 的验证输入端。 流量检测器获取输液管道中液体的当前流量和流速，并与转速检测装置获得的流 量和流速进行比较，两组数据进行印证，以取保流量的可靠控制。 本发明的显著效果是陶瓷柱塞和陶瓷柱塞套精确定位，陶瓷柱塞每旋转一次吸 入的水量能精确控制，保证了计量精度；通过测量陶瓷柱塞旋转运动的转速，计算出超滤 率，当实际超滤率与设定超滤率偏差较大或出现计量泵停转等异常情况时，能精确获得血 液净化设备中各种输液管道中液体的流量，准确有效地控制液体流量和流速，特别是小流 量下的流量和流速控制。


图1是本发明的原理框图；图2是血液净化用陶瓷泵的结构示意图； 图3是图2的俯视图； 图4是图3的A-A剖视放大图； 图5是本发明的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。 如图1、2、3所示，一种血液净化用超滤流量监控系统，设置有输液管道19，在输液 管道19上装有超滤装置，所述超滤装置为血液净化用陶瓷泵，该血液净化用陶瓷泵上的进 液嘴3a和出液嘴3b与所述输液管道19相通，所述血液净化用陶瓷泵上安装有转速检测装 置15和电机18，其中该转速检测装置15的输出端HS连接控制电路17的输入端；控制电 路17连接有驱动电路17，该驱动电路17输出端连接所述电机18的输入绕组。
如图2、3、4所示，所述血液净化用陶瓷泵设置有固定座2，该固定座2上固定有带 所述进液嘴3a和出液嘴3b的外壳3，该外壳3内装有柱塞套4，柱塞套4上相对进液嘴3a 的位置开有进液孔4a与所述进液嘴3a相通，相对出液嘴3b的位置开有出液孔4b与所述 出液嘴3b相通；在柱塞套4内装有陶瓷柱塞5，该陶瓷柱塞5的外端伸出外壳3夕卜，并插入 轴套6圆周面上的安装孔中，该轴套6通过连接轴7与关节轴承8连接，所述关节轴承8位 于联轴拐9 一端的定位孔中，联轴拐9的另一端与电机18的输出轴连接，并且电机18输出 轴的轴心线与陶瓷柱塞5的轴心线之间具有夹角a ;所述陶瓷柱塞5与柱塞套4之间具有 连接通道5a，当陶瓷柱塞5转动时连接通道5a有选择地与柱塞套4上的进液孔4a或出液 孔4b相连通或断开。 血液净化用陶瓷泵的具体结构及工作原理可见本申请人的另一项专利 ZL200610054393. X。 所述陶瓷柱塞5的周边由一圆弧面和一平面组成，该平面与柱塞套4的内壁之间 形成弓形连接通道5a。 所述电机18输出轴的轴心线与陶瓷柱塞5的轴心线之间的夹角a为10 20° 。
在外壳3的相对侧设有润滑液接头10，所述柱塞套4上相对润滑液接头10的位置 开有通孔11与对应的润滑液接头10相通。 在陶瓷柱塞5上活套有密封套12，该密封套12插入柱塞套4外端面的凹槽中，由 套装在外壳3上的螺母套13压紧。 所述固定座2安装在底架14上，并相对于底架14悬空。 所述关节轴承8上固定有永磁体，所述转速检测装置15为霍尔元件，该霍尔元件 固定在所述固定座2上，并靠近所述永磁体的旋转轨迹。 所述转速检测装置15为光电传感器，该光电传感器固定在所述固定座2上，并朝 向所述关节轴承8的旋转轨迹。 如图5所示，所述控制电路17设置有方向控制端DIR、步进脉冲端PLUS、脱机信号 端EN与所述驱动电路17连接，该驱动电路17的正转输出端组A+、 A-连接所述电机18的
6正转输入绕组，驱动电路17的反转输出端组8+、8-连接所述电机18的反转输入绕组。
所述控制电路17还设置有输入端TXD和输出端RXD与外界连接。
如图1所示，所述输液管道19上还安装有流量检测器22，该流量检测器22的输出 端连接所述控制电路17的验证输入端。 所述控制电路17由单片机P89LPC925及其外设复位电路和时钟振荡电路构成；该
单片机的P0. 7端口接转速检测装置15的信号输出端，VSS端接地，VDD端接3. 3V电源；该
单片机的PO. 1端口为其信号输入端；该单片机的PO. 2 PO. 4端口为其信号输出端；该单
片机还通过自身的TXD和RXD端口与外部的参数设置与报警电路连接。 所述控制电路17能够按照设定规律对来自所述接转速检测装置15的信号进行计
算得出实际超滤流量，并与来自所述参数设置与报警电路的超滤流量预设值进行比对并将
比对结果发送至所述参数设置与报警电路和所述电机驱动电路，所述参数设置与报警电路
根据该比对结果对液路中的堵转、超、欠流量的情况进行报警处理。
权利要求
一种血液净化用超滤流量监控系统，设置有输液管道(19)，在输液管道(19)上装有超滤装置，其特征是所述超滤装置为血液净化用陶瓷泵，该血液净化用陶瓷泵上的进液嘴(3a)和出液嘴(3b)与所述输液管道(19)相通，所述血液净化用陶瓷泵上安装有转速检测装置(15)和电机(18)，其中该转速检测装置(15)的输出端(HS)连接控制电路(16)的输入端；控制电路(16)连接有驱动电路(17)，该驱动电路(17)输出端连接所述电机(18)的输入绕组。
2. 根据权利要求1所述血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述血液净化用陶瓷泵设置有固定座(2)，该固定座(2)上固定有带所述进液嘴(3a)和出液嘴(3b)的外壳(3)，该外壳(3)内装有柱塞套(4)，柱塞套(4)上相对进液嘴(3a)的位置开有进液孔(4a)与所述进液嘴(3a)相通，相对出液嘴(3b)的位置开有出液孔(4b)与所述出液嘴(3b)相通；在柱塞套(4)内装有陶瓷柱塞(5)，该陶瓷柱塞(5)的外端伸出外壳(3)夕卜，并插入轴套(6)圆周面上的安装孔中，该轴套(6)通过连接轴(7)与关节轴承(8)连接，所述关节轴承(8)位于联轴拐(9) 一端的定位孔中，联轴拐(9)的另一端与所述电机(18)的输出轴连接，并且电机(18)输出轴的轴心线与陶瓷柱塞(5)的轴心线之间具有夹角a ;所述陶瓷柱塞(5)与柱塞套(4)之间具有连接通道(5a)，当陶瓷柱塞(5)转动时连接通道(5a)有选择地与柱塞套(4)上的进液孔(4a)或出液孔(4b)相连通或断开。
3. 根据权利要求2所述的血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述陶瓷柱塞(5)的周边由一圆弧面和一平面组成，该平面与柱塞套(4)的内壁之间形成弓形连接通道(5a)。
4. 根据权利要求2所述的血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于在外壳(3)的相对侧设有润滑液接头(IO)，所述柱塞套(4)上相对润滑液接头(10)的位置开有通孔(11)与对应的润滑液接头(10)相通。
5. 根据权利要求2所述的血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于在陶瓷柱塞(5)上活套有密封套(12)，该密封套(12)插入柱塞套(4)外端面的凹槽中，由套装在外壳(3)上的螺母套(13)压紧。
6. 根据权利要求2所述血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述关节轴承(8)上固定有永磁体，所述转速检测装置(15)为霍尔元件，该霍尔元件固定在所述固定座(2)上，并靠近所述永磁体的旋转轨迹。
7. 根据权利要求2所述血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述转速检测装置(15)为光电传感器，该光电传感器固定在所述固定座(2)上，并朝向所述关节轴承(8)的旋转轨迹。
8. 根据权利要求1所述血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述控制电路(16)设置有方向控制端(DIR)、步进脉冲端(PLUS)、脱机信号端(EN)与所述驱动电路(17)连接，该驱动电路(17)的正转输出端组(A+、A-)连接所述电机(18)的正转输入绕组，驱动电路(17)的反转输出端组(B+、B-)连接所述电机(18)的反转输入绕组。
9. 根据权利要求1所述血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述控制电路(16)还设置有输入端(TXD)和输出端(RXD)与外界连接。
10. 根据权利要求1所述血液净化用超滤流量监控系统，其特征在于所述输液管道(19)上还安装有流量检测器(22)，该流量检测器(22)的输出端连接所述控制电路(16)的验证输入端。
全文摘要
本发明涉及一种血液净化用超滤流量监控系统，设置有输液管道，在输液管道上装有超滤装置，其特征是所述超滤装置为血液净化用陶瓷泵，血液净化用陶瓷泵上的进液嘴和出液嘴与所述输液管道相通，所述血液净化用陶瓷泵上安装有速度检测装置和电机，其中该速度检测装置的输出端连接控制电路的输入端；控制电路的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路输出端连接所述电机的输入端。本发明的显著效果是通过测量计量泵的转速，计算出超滤率，当实际超滤率与设定超滤率偏差较大或出现计量泵停转等异常情况时，监控系统发出警报信息，来达到安全监控的目的，从而保障了患者治疗的安全。
文档编号A61M1/14GK101695592SQ200910191190
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者卢继珍, 张义, 彭佑铭, 李昔华, 童锦, 高光勇 申请人:重庆山外山科技有限公司;