一种利用流量平衡式蠕动泵实现流量平衡控制的装置的制作方法

本发明涉及血液净化的技术领域，尤其涉及一种用于血液净化的流量平衡式蠕动泵。

背景技术：

血液净化技术包括血液透析、滤过、吸附、血浆置换等，以血液透析应用最为普遍。血液净化的一种重要任务是精确清除患者体内多余的水分，称为超滤。在技术上，超滤的实现通过控制两路液体的流量来完成，两路流量的控制分两个部分来实现，即“平衡系统+超滤泵”结构。申请号200610054252.8发明专利记载了一种血液净化用容量平衡及超滤装置；申请号201210403479.4发明专利记载了一种平衡泵，申请号201210403480.7的发明专利记载了一种连续流量平衡装置；它们的一些共同特点是：1，安装于复杂的血液透析设备内部的水路结构中；2，需要庞大复杂的机械和电气部件；3，仅适用于流过透析液而不能流过人体血液；4，管路非一次性使用，每次使用后需要消毒清洗。

适合流过人体血液、结构简单、可一次性使用的泵体，最普遍的就是滚轮式(或滚子式)蠕动泵，几乎所有血液净化设备中都有使用，但是这些蠕动泵的作用只是提供动力，而不能实现流量平衡，各类连续性血液净化设备(crrt)就是只使用了普通蠕动泵，其液体平衡控制只能通过电子称或计量袋来实现，电子称方式占用较大空间，使用要求苛刻。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的第一目的是：提供一种用于血液净化的流量平衡式蠕动泵，该平衡式蠕动泵具有流量平衡功能，能建立起超滤所需的流量平衡系统。

本发明的第二目的是提供一种利用平衡式蠕动泵实现流量平衡控制的装置，该装置可用于透析液流量平衡和血液流量平衡。

本发明的第三目的是提供一种利用平衡式蠕动泵实现流量平衡控制的装置，可实现在血液透析滤过治疗时不需要电子称就能完成液体总量控制的治疗效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于血液净化的流量平衡式蠕动泵，包括基座、上盖、第一泵管、第二泵管、泵头、两个平衡腔体；盖在基座上的上盖转动式安装在基座上，基座的内部设有泵头槽，沿着横向方向设置的泵头置于泵头槽内，上盖上设有用于盖住泵头的泵头盖，第一泵管和第二泵管沿着纵向方向放置在基座内，第一泵管的一部分和第二泵管的一部分均压在泵头的圆周侧面上，泵头的两侧设有用于限制第一泵管和第二泵管移动的限位片，两个平衡腔体均设置在第一泵管和第二泵管上，每个平衡腔体内设有将平衡腔体分为第一空腔和第二空腔的隔膜，第一泵管与第一空腔相通，第二泵管与第二空腔相通，两个平衡腔体分居泵头的两边。

进一步的是：泵头内设有4个沿着圆周方向均匀布置的滚轮。当泵头转动时，滚轮按顺序依次滚压泵管，驱动泵管内的液体向前流动，并确保任何时刻都至少有一个滚轮在压住泵管，以防止液体回流。

进一步的是：基座内设有平衡腔体卡槽，平衡腔体置于平衡腔体卡槽内。使得平衡腔体不容易晃动。

进一步的是：基座内设有用于放置第一泵管所在的第一管路和第二泵管所在的第二管路的管路卡槽，管路卡槽的一端与泵头槽相接，管路卡槽的另一端位于基座的端部；上盖上设有与管路卡槽相适应的缺口槽。缺口槽防止上盖盖住基座时，上盖会压迫第一泵管和第二泵管。管路卡槽用于固定第一管路和第二管路，使得第一管路和第二管路不容易晃动。

进一步的是：上盖上设有定位柱，基座的相应位置上设有定位孔；定位孔处设有位置开关。能保证上盖和基座准确的配合，确保基座和上盖内的部件准确地配合在一起。当上盖的两个定位柱位于基座的两个定位孔内时，才能触发位置开关动作，则能够检测到上盖是否盖合完好，在没有盖合完好的情形下泵头禁止工作。

进一步的是：上盖上设有锁扣柱，基座上设有锁扣。上盖盖在基座上时，锁扣扣在锁扣柱上，从而将上盖和基座紧固在一起。

进一步的是：锁扣包括一体形成的转动杆和弯折杆，转动杆转动式地安装在基座上，弯折杆上设有扣在锁扣柱上的缺口。锁扣柱和锁扣结构简单，使用方便。

进一步的是：泵头盖上设有盖槽，盖槽的截面形状呈弧形；盖槽所对应的轴线和泵头所对应的轴线在同一直线上。上盖盖在基座上时，在泵头槽和盖槽的共同作用下，泵头只能转动，而不能在横向方向上发生位移，两条泵管内液体所获得的驱动力相等，是第一泵管和第二泵管实现流量平衡的一个重要条件。

一种利用蠕动泵实现流量平衡控制的装置，包括平衡式蠕动泵、透析器、置换液袋、第一加压泵、超滤泵、第二加压泵、第一压力监测器和第二压力监测器；蠕动泵的第一泵管的一端通过管道与置换液袋相接，蠕动泵的第一泵管的另一端通过管道与透析器相接，蠕动泵的第二泵管的一端通过管道与透析器相接，蠕动泵的第二泵管的另一端通过管道排出废液；第一加压泵设置在置换液袋和第一泵管之间的管道上，第二加压泵设置在透析器和第二泵管之间的管道上，超滤泵设置在透析器和第二加压泵之间的管道上，第一压力监测器设置在第一加压泵和第一泵管之间的管道上，第二压力监测器设置在第二加压泵和第二泵管之间的管道上。该装置可用于血液透析(hd)，平衡式蠕动泵可建立实现超滤所需的透析液或置换液流量平衡系统。

一种利用蠕动泵实现流量平衡控制的装置，包括平衡式蠕动泵、血液滤过器、置换液袋、前稀释加压泵、第一加压泵、超滤泵、第二加压泵、第一压力监测器和第二压力监测器；蠕动泵的第一泵管的一端通过管道引进血液，蠕动泵的第一泵管的另一端通过管道与血液过滤器相接，蠕动泵的第二泵管的一端通过管道与血液过滤器相接，蠕动泵的第二泵管的另一端通过管道排出血液；第一加压泵设置在用于引进血液的管道上，第二加压泵设置在血液滤过器和第二泵管之间的管道上，第一压力监测器设置在第一加压泵和第一泵管之间的管道上，第二压力监测器设置在第二加压泵和第二泵管之间的管道上；超滤泵的一端连接在第一压力监测器和第一加压泵之间管道上，超滤泵的另一端连接在第一泵管和血液过滤器之间的管道上；置换液袋通过置换液管道连接在血液过滤器和第一泵管之间的管道上，前稀释加压泵设置在置换液管道上。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.本发明提供的平衡式蠕动泵可安装于方便操作的设备表面，既可以使用于透析液回路，也可以使用于人体血液回路，同时具有流量平衡功能，使用简便，管路可以一次性使用，不需要清洗。

2.本发明的一个特别之处是采用两条相同的泵管，第一泵管和第二泵管的大小尺寸和材质完全相同；本发明的两路液体经过同一个蠕动泵的滚轮驱动，采用相同的两条泵管，泵管的材质、内径、外径和壁厚相同，从而保证两路液体流速基本相同。

3.本发明的另一特别之处是与两条泵管相连的左右两个平衡腔体，液体流速既取决于泵头的转速，也跟泵管左右两边的压力有很大关系，而平衡腔体中间由弹性软隔膜分隔，两侧为对称的结构，分别连接一路泵管，隔膜有较好的弹性能够前后移动，隔膜用来保持液体进入蠕动泵前以及液体流出蠕动泵后，能相互传递压力，保持两路液体压力相等，当一侧压力高于另一侧时，弹性软隔膜会向低压侧移动，最终隔膜两侧压力相等；泵头转动时两路液体同时流动。

4.一种利用蠕动泵实现流量平衡控制的装置，因为平衡腔体内隔膜的压力调节并非无限可调，由于隔膜的实际尺寸限制其调节范围有限，所以压力监测器检测到压力过低时，加压泵可以适当提高液体的流量，以确保平衡腔体内的隔膜始终处于靠近中间而非极限的位置。

5.本发明的第一管路和第二管路可简单地安装在基座上，整个蠕动泵可安装于方便操作的设备表面，既可以使用于透析液回路，也可以使用于人体血液回路，同时具有流量平衡功能，使用简便，管路可以一次性使用，不需要清洗。

附图说明

图1是本发明蠕动泵的结构示意图。

图2是泵头盖盖在泵头上的结构示意图。

图3是第一管路和第二管路的结构示意图。

图4是本发明装置的原理示意图。

图5是本发明实现血液流量平衡控制的装置的原理示意图。

其中，1为基座，2为上盖，3为泵头，4为泵头盖，5为盖槽，6为泵头的滚轮，7为限位片，8为进端平衡腔体卡槽，9为出端平衡腔体卡槽，10为管路卡槽，11为转轴，12为缺口槽，13为锁扣柱，14为锁扣，15为定位孔，16为定位柱，17为第一位置开关，18为第二位置开关，19为进端平衡腔体，20为出端平衡腔体，21为隔膜，22为进端平衡腔体的第一空腔，23为出端平衡腔体的第一空腔，24为进端平衡腔体的第二空腔，25为出端平衡腔体的第二空腔，26为第一管路，27为第二管路，28为第一泵管，29为第二泵管，30为泵头槽，31为泵头转轴，32为置换液袋，33为透析器，34为第一加压泵，35为第二加压泵，36为第一压力监测器，37为第二压力监测器，38为超滤泵，39为血液滤过器，40为前稀释加压泵，41为置换液管道，42为引进管道。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：液体流动的方向为纵向方向，即第一泵管和第二泵管铺设的方向，纵向方向即是指左右方向；泵头铺设的方向为横向方向，横向方向即是指前后方向。

一种用于血液净化的流量平衡式蠕动泵，包括基座、上盖、第一泵管、第二泵管、泵头，两个平衡腔体。盖在基座上的上盖转动式安装在基座上，上盖通过转轴转动式地安装在基座上，上盖和基座的打开方式是翻转式的，结构简单，打开方式方便。基座的内部设有泵头槽，沿着纵向方向设置的泵头置于泵头槽内，可在基座内部的中间位置挖设弧形槽(泵头槽)，弧形槽的大小和形状与泵头相适应，使得泵头能在弧形槽内转动；泵头内设有滚轮和泵头转轴，泵头内的滚轮做圆周运动，从而驱动泵管内的液体流动；泵头设置有4个滚轮，当泵头转动时，滚轮按顺序依次滚压泵管，驱动泵管内的液体向前流动，并确保任何时刻都至少有一个滚轮在压住泵管，以防止液体回流。泵头属于现有的成熟的技术。上盖上设有用于盖住泵头的泵头盖，泵头盖上设有盖槽，盖槽的截面形状呈弧形，上盖盖在基座上时，在泵头槽和盖槽的共同作用下，泵头只能转动，而不能在横向方向上发生位移，从而保证蠕动泵的正常工作，是第一泵管和第二泵管实现流量平衡的一个重要条件。第一泵管和第二泵管沿着纵向方向放置在基座内，第一泵管和第二泵管相互平行，第一泵管的一部分和第二泵管的一部分均压在泵头的圆周侧面上，即先将泵头放置在泵头槽内，然后再铺设第一泵管和第二泵管，泵头应该具有足够的长度，保证第一泵管的一部分和第二泵管的一部分均贴着泵头的圆周侧面。泵头的两侧(横向方向的两侧)设有用于限制第一泵管和第二泵管移动的限位片，即限位片有两个，一个限位片位于泵头的后边，另一个限位片位于泵头的前边，限位片可保证第一泵管和第二泵管不会滑出泵头，是保证泵头始终能驱动液体流动的重要条件。两个平衡腔体均设置在第一泵管和第二泵管上，平衡腔体内设有将平衡腔体分为第一空腔和第二空腔的隔膜，第一泵管与第一空腔相通，第二泵管与第二空腔相通，两个平衡腔体分居泵头的两边，即一个平衡腔体位于泵头的左侧，另一个平衡腔体位于泵头的右侧。两个平衡腔体分别为进端平衡腔体和出端平衡腔体，进端平衡腔体内区分为第一空腔和第二空腔，出端平衡腔体内也区分第一空腔和第二空腔。进端平衡腔体的第一空腔、第一泵管、出端平衡腔体的第一空腔及其相应的管道构成第一管路；进端平衡腔体的第二空腔、第二泵管、出端平衡腔体的第二空腔及其相应的管道构成第二管路。

基座内设有平衡腔体卡槽，平衡腔体置于平衡腔体卡槽内。平衡腔体卡槽有进端平衡腔体卡槽和出端平衡腔体卡槽，进端平衡腔体和出端平衡腔体放在相应的平衡腔体卡槽内。使得平衡腔体不容易晃动。

基座内设有用于放置第一管路和第二管路的管路卡槽，管路卡槽的一端与泵头槽相接，管路卡槽的另一端位于基座的端部；管路卡槽有两段，一段管路卡槽位于泵头的左边，另一段管路卡槽位于泵头的右边；进端平衡腔体卡槽位于左边的管路卡槽上，出端平衡腔体卡槽位于右边的管路卡槽上。使得第一泵管和第二泵管不会晃动，保证液体的顺利流通。上盖上设有与管路卡槽相适应的缺口槽，防止上盖盖住基座时，上盖会压迫第一管路和第二管路。

上盖上设有定位柱，基座的相应位置上设有定位孔。定位柱和定位孔均有两个，两个定位孔位于基座前端的左右两边，定位孔处设有位置开关。左边定位孔处的位置开关为第一位置开关，右边定位孔处的位置开关为第二位置开关。当上盖的两个定位柱位于基座的两个定位孔内时，才能触发位置开关动作，则能够检测到上盖是否盖合完好，在没有盖合完好的情形下泵头禁止工作；关于上盖没有盖完好，触发位置开关动作，则控制泵头禁止工作，这种控制的技术属于现有成熟的技术，这种控制技术也不是本发明的重点。

上盖上设有锁扣柱，基座上设有锁扣。上盖盖在基座上时，锁扣扣在锁扣柱上，从而将上盖和基座紧固在一起。锁扣包括一体形成的转动杆和弯折杆，转动杆转动式地安装在基座上，弯折杆上设有扣在锁扣柱上的缺口。锁扣柱和锁扣结构简单，使用方便。

本发明实现流量平衡的原理主要是：两路血液液体分别流入第一泵管和第二泵管，由于两路液体都经过相同的结构，使得两路血液在第一泵管和第二泵管内的流量实现平衡。

本发明具有以下优点：1，可安装于血液净化设备的表面而便于操作(传统平衡技术是安装在设备内部，固定结构)。2，结构简单(传统平衡腔需要两个容器，两个隔膜，四个腔体，8个电磁阀)，使用方便(普通蠕动泵滚轮和外壳结构和间距固定，安装泵管需要塞进去并用手转动泵头，容易夹手；本发明采用翻盖安转，合盖锁扣即可)。3，既可以使用于透析液回路，也可以使用于人体血液回路(传统平衡技术因重复使用、不同患者使用可能产生交叉感染而不可用于流动血液的平衡)。4，具有三重流量平衡功能(一是两管同泵；二是两路同压力；三是第一加压泵和第二加压泵联动)。5，泵管可以一次性使用，不需要每次使用后消毒清洗(传统平衡技术是固定的内部管道系统，重复使用，需要每次清洗消毒，不同患者可能产生交叉感染)。

下面介绍本发明蠕动泵的一种应用例子：

一种利用蠕动泵实现流量平衡控制的装置，包括透析器、置换液袋、第一加压泵、超滤泵、第二加压泵；蠕动泵的第一泵管的一端通过管道与置换液袋相接，蠕动泵的第一泵管的另一端通过管道与透析器相接，蠕动泵的第二泵管的一端通过管道与透析器相接，蠕动泵的第二泵管的另一端通过管道排出废液，第一加压泵设置在置换液袋和第一泵管之间的管道上，第二加压泵设置在透析器和第二泵管之间的管道上，超滤泵设置在透析器和第二加压泵之间的管道上。该装置还包括第一压力监测器和第二压力监测器，第一压力监测器设置在第一加压泵和第一泵管之间的管道上，第二压力监测器设置在第二加压泵和第二泵管之间的管道上。本装置可用于实现透析液或置换液的流量平衡控制。

新鲜的透析液从置换液袋流出，然后流向第一泵管(透析液依次经过进端平衡腔体的第一空腔、第一泵管、出端平衡腔体的第一空腔)，透析液从第一泵管流出后，然后流向透析器，再从透析器的另一端流出(此时流出的透析液已经成为废液)，废液再流向第二泵管(废液依次经过进端平衡腔体的第二空腔、第二泵管、出端平衡腔体的第二空腔)，废液流出第二泵管后，通过管道排出废液。

第一压力监测器可以监测进端平衡腔体的第一空腔内液体的压力，第二压力监测器可以监测进端平衡腔体的第二空腔内液体的压力；第一加压泵可以调节第一管路内的流量，实现调速加压，同样，第二加压泵可以调节第二管路内的流量，实现调速加压。当进端平衡腔体的第一空腔和进端平衡腔体的第二空腔内的压力差过大时，超出了平衡腔体隔膜调节压力的能力时，第一加压泵和第二加压泵可根据情况，分别调节第一泵管和第二泵管内的流量，确保进端平衡腔体的第一空腔和第二空腔内的压力平衡，进而实现第一泵管和第二泵管流量的平衡。该平衡式蠕动泵可以实现第一泵管和第二泵管内流量的平衡，使得透析液进入蠕动泵的流量和废液排出蠕动泵的流量是一致的。当患者体内有多余的水分时，患者多余的水分只能从超滤泵处排出，因此，在平衡式蠕动泵建立了此平衡体系的基础上，超滤泵泵出液体的容量就精确地等于患者需要超滤的总量。

透析器主要利用半透膜的原理，将患者的血液与透析液同时引进透析器，血液与透析液在透析膜的两侧呈反方向流动，借助膜两侧的溶质梯度、渗透梯度和水压梯度，以达到清除毒素和体内滞留过多的水分，同时补充体内所需的物质。

下面介绍本发明平衡式蠕动泵用于血液流量平衡的应用例子：

为介绍方便对其中的一些管道进行了命名，本应用例子中有一条用于引进血液的管道，称为引进管道；有一条用于引入置换液的管道，称为置换液管道。一种利用蠕动泵实现流量平衡控制的装置，包括平衡式蠕动泵、血液滤过器、置换液袋、前稀释加压泵、第一加压泵、超滤泵、第二加压泵、第一压力监测器和第二压力监测器。蠕动泵的第一泵管的一端通过管道引进血液，蠕动泵的第一泵管的另一端通过管道与血液过滤器相接，蠕动泵的第二泵管的一端通过管道与血液过滤器相接，蠕动泵的第二泵管的另一端通过管道排出血液。第一加压泵设置在用于引进血液的管道(即引进管道)上，第二加压泵设置在血液滤过器和第二泵管之间的管道上。第一压力监测器设置在第一加压泵和第一泵管之间的管道上，即第一压力监测器设置在引进管道上，第一压力监测器应靠近进端平衡腔体的第一空腔。第二压力监测器设置在第二加压泵和第二泵管之间的管道上，第二压力监测器应靠近进端平衡腔体的第二空腔。超滤泵的一端连接在第一压力监测器和第一加压泵之间管道(引进管道)上，超滤泵的另一端连接在第一泵管和血液过滤器之间的管道上；置换液袋通过置换液管道连接在血液过滤器和第一泵管之间的管道上，前稀释加压泵设置在置换液管道上。

该装置可实现血液流量平衡的控制，可用于血液透析滤过(hdf)，平衡式蠕动泵可建立血液平衡系统，实现置换液平衡和所需的超滤控制，而不需要电子称。

患者的动脉端血液通过引进管道连接在蠕动泵的第一泵管上，第一加压泵抽吸使血液到达进端平衡腔体的第一空腔，之后流经第一泵管和出端平衡腔体的第一空腔，然后与从置换液袋流出的置换液汇合(置换液通过置换液管汇入)，一起进入血液滤过器；经血液滤过器滤过后的血液由第二加压泵泵入进端平衡腔体的第二空腔，之后流经第二泵管和出端平衡腔体的第二空腔，再回到患者静脉端。由于平衡式蠕动泵的平衡作用，确保了患者流出和流入的血液总量平衡，从置换液袋汇入管道内的置换液总量，就会等于血液滤过器滤过液的总量；在建立此平衡体系的基础上，如果患者需要适当超滤，则在第一加压泵之后由超滤泵泵入一定的血液，由超滤泵泵入的血液没有经过蠕动泵，是绕过平衡式蠕动泵，即绕过第一管路，直接到达出端平衡腔体的第一空腔和血液滤过器之间的管道，那么超滤泵流过血液的容量就精确地等于患者需要超滤的总量。

第一压力监测器可以监测进端平衡腔体的第一空腔内液体的压力，第二压力监测器可以监测进端平衡腔体的第二空腔内液体的压力；第一加压泵可以调节第一管路内的流量，实现调速加压，同样，第二加压泵可以调节第二管路内的流量，实现调速加压。当进端平衡腔体的第一空腔和第二空腔内的压力差过大时，超出了平衡腔隔膜调节压力的能力时，第一加压泵和第二加压泵可根据情况，分别调节第一泵管和第二泵管内的流量，确保进端平衡腔体的第一空腔和第二空腔内的压力平衡，进而实现第一泵管和第二泵管流量的平衡。该蠕动泵可以实现第一泵管和第二泵管内流量的平衡，使得患者血液从体内流出并进入蠕动泵的总量和经过血液滤过器滤过后，排出蠕动泵并返回到体内的总量是一致的。当患者体内有多余的水分时，可由超滤泵实现超滤，由于从第一加压泵之后经超滤泵泵入了一定的血液，从患者体内流出血液的总量将多于流入的总量，从而实现超滤，并且超滤泵流过的血液的容量就精确地等于患者需要超滤的总量。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。