一种解决血液净化引血不畅的自动化装置的制作方法

本发明涉及一种血液净化辅助装置，具体为一种解决血液净化引血不畅的自动化装置。

背景技术：

连续性血液净化技术可以缓慢、持续、稳定地清除患者体内的各种毒素、炎症介质及多余水分，调节人体内环境，目前已广泛应用于各种危重患者的救治。在连续治疗过程中，床旁血液净化装置的正常运转是治疗顺利进行的关键。血液净化装置的监测系统可以保证患者治疗过程中的安全，当患者的治疗过程出现异常状态时，机器会通过报警来提示医护人员。但是，机器频繁报警，使患者的治疗过程中断，血泵停止运转，血液停留在患者体外，凝血事件发生的风险增加，严重者甚至威胁患者生命；同时，频繁报警的声音使患者及家属内心感到恐慌。其中压力报警比例最高中，压力报警最主要的原因是血流量不足，临床中引起血流量不足最常见的原因是血管通路的问题如导管贴壁，因此，血液净化治疗时调整置入的引血管路在合适位置，保证合适的血流量是连续性血液净化技术治疗的前提。临床常用引血管路与血液净化装置增连一三通装置与一袋生理盐水，当发生导管贴壁时转动三通位置使生理盐水引入血液净化装置解决贴壁导致的引血不畅问题。但是此操作会增加患者液体入量增加且无法监测准确的液体入量；操作无法智能化需手动操作不可以自动化。鉴于此，我们提出一种解决血液净化引血不畅的自动化装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决血液净化引血不畅的自动化装置，以解决上述背景技术中提出的增加患者液体入量增加且无法监测准确的液体入量；操作无法智能化需手动操作不可以自动化的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种解决血液净化引血不畅的自动化装置，包括安装板、安装在所述安装板一侧的三通装置以及设置在所述三通装置顶部的生理盐水放置装置，所述三通装置包括连接管，所述连接管的外壁设置有三个分管，所述分管的外壁设置有外螺纹，所述连接管的左右两侧分别设置有引血接管和血液净化装置接管，所述连接管的顶部设置有阀门管件，所述引血接管、所述血液净化装置接管和所述阀门管件的内壁分别设置有内螺纹，所述阀门管件的顶部设置有插管，所述连接管的背侧安装有滑块和所述滑块外壁开设有定位孔。

作为优选，所述外螺纹和所述内螺纹螺纹连接。

作为优选，所述插管和所述阀门管件相通。

作为优选，所述安装板的上下两端分别设置有安装螺钉，所述安装板的外表面开设有直线滑槽，所述安装板的侧壁开设有侧滑槽，所述侧滑槽的内部开设有内槽，所述安装板靠近所述侧滑槽一侧设置有锁紧装置，所述锁紧装置包括设置有所述侧滑槽内部的定位环，所述定位环的外壁设置有滑柱，所述定位环的内部设置有螺柱。

作为优选，所述滑柱和所述内槽滑动配合。

作为优选，所述定位环和所述侧滑槽滑动配合。

作为优选，所述生理盐水放置装置包括夹持在所述安装板一侧的夹板，所述夹板的上下两端分别安装有定位螺栓，所述夹板的一侧设置有放置框，所述放置框的底部设置有底板，所述夹板的一侧设置有流量显示屏，所述底板包括称重板，所述称重板的两侧分别设置有侧板，所述称重板的中心位置开设有通孔。

作为优选，所述夹板和所述安装板滑动配合。

作为优选，所述侧板和所述放置框紧密粘接。

另一方面，本发明还提供一种解决血液净化引血不畅的自动化装置的操作步骤，包括上述任意一项所述的解决血液净化引血不畅的自动化装置，具体操作步骤如下：

s1、安装：将引血接管、血液净化装置接管和阀门管件分别螺入至分管上，将引血管路接入至引血接管上，血液净化装置接管接入解决血液净化引血不畅的自动化装置内，并将阀门管件的插管插入生理盐水袋内；

s2、压力监控：通过数据采集模块用于采集连接管内部压力值、通过a/d转换模块对数据采集模块采集的压力信号进行数字转化，通过数据处理模块对a/d转换模块输出的频率信号进行数据处理，通过频率与气压之间的关系计算出气压值，通过数据显示模块对检测的压力信号进行数显，通过阈值设定模块用于设定压力阈值，当超过阈值时，通过异常警报模块发出报警，同时，通过电磁阀控制模块控制阀门管件内的电磁阀工作，将生理盐水注入连接管内，保证合适的血流量，提高连续性血液净化效果；

s3、排出液体量显示：通过重量采集模块检测生理盐水袋的重量，通过单片机模块对重量采集模块的模拟信号转化为可识别的数字信号，通过流量算法模块对重量采集模块采集的重量数字信号转化为流量信息，通过显示屏模块对液体流出的流量进行数显。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该解决血液净化引血不畅的自动化装置，通过将阀门管件的插管插入生理盐水袋内，当发生导管贴壁时，血液净化装置接管内压力较大，将生理盐水注入连接管内，保证合适的血流量，提高连续性血液净化效果。

2、该解决血液净化引血不畅的自动化装置，通过数据采集模块采集连接管内部压力值，通过电磁阀控制模块控制阀门管件内的电磁阀工作，实现自动注入生理盐水工作，实现工作自动化。

3、该解决血液净化引血不畅的自动化装置通过重量采集模块检测生理盐水袋的重量，通过流量算法模块对重量采集模块采集的重量数字信号转化为流量信息，通过显示屏模块对液体流出的流量进行数显，能够显示液体的流量数据，检测准确的液体入量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的三通装置结构示意图；

图3为本发明的实施例2中三通装置结构示意图；

图4为本发明的压力检测流程模块图；

图5为本发明的数据采集模块电路图；

图6为本发明的a/d转换模块电路图；

图7为本发明的数据处理模块电路图；

图8为本发明的数据处理模块引脚图；

图9为本发明的数据显示模块电路图；

图10为本发明的异常警报模块电路图；

图11为本发明的电磁阀控制模块电路图；

图12为本发明的安装板图；

图13为本发明的图12中a处结构放大图；

图14为本发明的锁紧装置结构爆炸图；

图15为本发明的生理盐水放置装置结构示意图；

图16为本发明的底板结构示意图；

图17为本发明的液体流出量检测模块图；

图18为本发明的重量采集模块电路图；

图19为本发明的显示屏模块电路图。

图中：1、安装板；11、安装螺钉；12、直线滑槽；13、侧滑槽；14、内槽；2、三通装置；21、连接管；22、分管；23、外螺纹；24、引血接管；25、血液净化装置接管；26、阀门管件；27、内螺纹；28、插管；29、滑块；210、定位孔；211、压力显示屏；3、锁紧装置；31、定位环；32、滑柱；33、螺柱；4、生理盐水放置装置；41、夹板；42、定位螺栓；43、放置框；44、底板；441、称重板；442、侧板；443、通孔；45、流量显示屏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

一方面，本发明提供一种解决血液净化引血不畅的自动化装置，如图1和图2所示，包括安装板1、安装在安装板1一侧的三通装置2以及设置在三通装置2顶部的生理盐水放置装置4，三通装置2包括连接管21，连接管21的外壁设置有三个分管22，分管22的外壁设置有外螺纹23，连接管21的左右两侧分别设置有引血接管24和血液净化装置接管25，连接管21的顶部设置有阀门管件26，引血接管24、血液净化装置接管25和阀门管件26的内壁分别设置有内螺纹27，阀门管件26的顶部设置有插管28，连接管21的背侧安装有滑块29和滑块29外壁开设有定位孔210，外螺纹23和内螺纹27螺纹连接，插管28和阀门管件26相通。

本实施例中，阀门管件26为管线球阀，便于控制阀门管件26和连接管21之间的相通状态。

具体的，引血接管24、血液净化装置接管25和阀门管件26的内部均设置有环形密封圈，便于引血接管24、血液净化装置接管25和阀门管件26分别安装在三个分管22上，整体密封性好，避免空气进入分管22内。

引血接管24通过连接管26和血液净化装置接管25相通，便于血液通过引血接管24和连接管26汇合后通过血液净化装置接管25进入血液净化装置。

本实施例中的解决血液净化引血不畅的自动化装置在进行安装时，将引血接管24、血液净化装置接管25和阀门管件26分别螺入至分管22上，将引血管路接入至引血接管24上，血液净化装置接管25接入解决血液净化引血不畅的自动化装置内，并将阀门管件26的插管28插入生理盐水袋内，平时状态下，阀门管件26为锁止状态，引血管路将血液从引血接管24引入至连接管21内，液继续通过血液净化装置接管25流向解决血液净化引血不畅的自动化装置内，实现连续性血液净化，当发生导管贴壁时，导致血流量不足，同时表现为血液净化装置接管25内压力较大，将转动阀门管件26，此时阀门管件26为连通状态，将生理盐水注入连接管21内，保证合适的血流量，提高连续性血液净化效果。

实施例2

作为本发明的第二种实施例，为了便于对连接管21的压力进行监控，并实现阀门管件26自动化工作，本发明人员对连接管21作出改进，作为一种优选实施例，如图3和图4所示，连接管21内设置有用于管内压力检测的数据采集模块，连接管21的外壁还设置有压力显示屏211，压力显示屏211内设置有a/d转换模块、数据处理模块、数据显示模块、阈值设定模块、异常警报模块和电磁阀控制模块，阀门管件26内设置有电磁阀。

本实施例中，数据采集模块由气压传感器mpx4115构成，其中1脚是输出信号端，输出的是与气压值相对应的模拟电压信号，数据采集模块电路如图5所示，mpx4115系列压电电阻传感器是一个硅压力传感器，mpx4115传感器结合了高级的微电机技术，薄膜镀金属，能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力，在0℃-85℃的温度下误差不超过1.5％，温度补偿是-40℃-125℃，数据采集模块用于采集连接管21内部压力值。

进一步的，由于气压传感器mpx4115输出的是模拟电压，因此，必须进行模拟到数字的转换才能交由单片机处理，本实施例中采用a/d转换模块对数据采集模块采集的压力信号进行数字转化，a/d转换模块采用adc0832芯片设计，adc0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道a/d转换芯片，adc构成的a/d转换器的电路如图6所示,图6中的2号引脚是数据采集后的输入，5号引脚和6号引脚是转换后信号的输出，adc0832为8位分辨率a/d转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求，其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0-5v之间，芯片转换时间仅为32μs，独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便，通过di数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择，正常情况下adc0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是cs、clk、do、di，但由于do端与di端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将do和di并联在一根数据线上使用。

具体的，数据处理模块用于对a/d转换模块输出的频率信号进行数据处理，通过频率与气压之间的关系计算出气压值，本实施例中数据处理模块基于at89c52单片机设计，at89c52是一款低电压，高性能cmos8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器perom和128bytes的随机存取数据存储器ram，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准mcs-51指令系统，片内置通用8位中央处理器cpu和flash存储单元，功能强大，其电路如图7所示。

值得说明的是，at89c52引脚如图8所示，其中，vcc接+5v电源，为单片机芯片提供电能；vss接地；xtal1在单片机内部，它是一个反向放大器的输入端，该放大器构成了片内的振荡器，可提供单片机的时钟控制信号；xtal2在单片机内部，接至上述振荡器的反向输出端；rsr/vpd9脚：复位信号输入端，高电平有效，当振荡器运行时，在此引脚加上两个机器周期的高电平将使单片机复位rest，复位后应使此引脚电平保持为不高于0.5v的低电平，以保证单片机正常工作；ale/prog：ale为地址锁存允许信号；psen：程序存储器允许输出控制端。此输出为单片内访问外部程序存储器的读选通信号，在从外部程序存储器取指令或取常数期间，每个机器周期均psen两次有效，但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的psen信号将不会出现，psen同样可以驱动8个lsttl负载；ale/prog：ale为地址锁存允许信号，掉电期间，此引脚可接上备用电源vpd，以保持内部ram中的数据不丢失，当vcc下降到低于规定值，而vpd在其规定的电压范围内5±0.5v时，vpd就向内部ram提供备用电源；ea/vpp：ea功能为内外程序存储器选择控制端，当ea端保持高电平时，单片机访问内部程序存储器，但在pc值超过0fffh时将自动转向执行外部程序存储器内的程序；p0p0.0-p0.7是一个8位三态双向i/o口，在不访积压处部存储器时，做通用i/o口使用，用于传送cpu的输入/输出数据，当访问外部存储器时，此口为地址总路线低8位及数据总路线分时复用口，可带8个lsttl负载；p1p1.0-p2.7是一个8位准双向i/o口，带有内部上拉电阻，可带4个lsttl负载；p2p2.0-p2.7是一个8位准双向i/o口，与地址总路线高8位复用，可驱动4个lsttl负载。

此外，数据显示模块用于对检测的压力信号进行数显，数据显示模块基于液晶显示器lcd1602设计，lcd1602可以显示两行，每行16个字符，采用+5v电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比，其电路如图9所示，lcd1602的外围引脚及作用：

第1脚：vss为地电源；

第2脚：vdd接5v正电源；

第3脚：v0为液晶显示器对比度调整端，接正极电源时对比度最弱，接地电源时

对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度；

第4脚：rs为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器；

第5脚：rw为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作，当rs和rw共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平，rw为高电平时可以读取忙信号，当rs为高电平rw为低电平时可以写入数据；

第6脚：e端为使能端，当e端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；

第7-14脚：d0-d7为8位双向数据线；

第15-16脚：空脚。

除此之外，阈值设定模块用于设定压力阈值，当超过阈值时，通过异常警报模块发出报警，同时，通过电磁阀控制模块控制阀门管件26内的电磁阀工作。

具体的，异常警报模块电路如图10所示，电磁阀控制模块电路如图11所示，abs压力调节器的4个常开进油电磁阀的最大起动电流约为3.6a；4个常闭出油电磁阀最大起动电流约为2.4a，而l9349的工作电压4.5～32v，两路通道内阻0.2ω，最大负载电流3a；另两路内阻0.3ω，最大负载电流5a，恰好能满足abs常开和常闭电磁阀的驱动电流要求，而且较低的导通内阻又能保证低功耗，因此l9349非常适合进行abs电磁阀的驱动控制，图10中，每片l9349能驱动4个电磁阀工作，属于典型的低端驱动，通过vs端口给芯片提供12v供电电压；当给输入端in1～in4pwm控制信号，就能方便地控制输出端以驱动4路电磁阀工作，out1和out2端口的最大驱动能力为5a，应该连接abs的常闭电磁阀；out3和out4端口最大驱动能力为3a，应连接abs常开电磁阀，不可接反；en端口为使能端，能通过mcu快速关闭芯片；l9349的数字地和模拟地分开，提高了驱动模块的抗干扰能力。

本实施例中的解决血液净化引血不畅的自动化装置的连接管21在压力检测时，通过数据采集模块采集连接管21内部压力值、通过a/d转换模块对数据采集模块采集的压力信号进行数字转化，通过数据处理模块对a/d转换模块输出的频率信号进行数据处理，通过频率与气压之间的关系计算出气压值，通过数据显示模块对检测的压力信号进行数显，通过阈值设定模块用于设定压力阈值，当超过阈值时，通过异常警报模块发出报警，同时，通过电磁阀控制模块控制阀门管件26内的电磁阀工作。

实施例3

作为本发明的第三种实施例，三通装置2的高度位置进行调节，本发明人员对安装板1的结构作出改进，作为一种优选实施例，如图12-图14所示，安装板1的上下两端分别设置有安装螺钉11，安装板1的外表面开设有直线滑槽12，安装板1的侧壁开设有侧滑槽13，侧滑槽13的内部开设有内槽14，安装板1靠近侧滑槽13一侧设置有锁紧装置3，锁紧装置3包括设置有侧滑槽13内部的定位环31，定位环31的外壁设置有滑柱32，定位环31的内部设置有螺柱33，滑柱32和内槽14滑动配合，定位环31和侧滑槽13滑动配合。

本实施例中，定位环31内设置有与螺柱33相适配的螺纹，使得螺柱33和定位环31螺纹连接。

进一步的，滑块29和直线滑槽12滑动配合，便于滑块29在直线滑槽12内滑动，实现三通装置2在安装板1上的直线滑动。

具体的，螺柱33和定位孔210螺纹连接，便于将螺柱33螺入至定位孔210内，对三通装置2进行锁紧固定。

本实施例中的解决血液净化引血不畅的自动化装置的锁紧装置3在使用时，推动三通装置2，通过滑块29在直线滑槽12内滑动，便于调节三通装置2整体的高度，当三通装置2位置调节完毕后，将定位环31推动至三通装置2的滑块29一侧，此时将螺柱33从定位环31一侧螺入，并将螺柱33螺入至定位孔210内，实现三通装置2的固定。

实施例4

作为本发明的第四种实施例，为了便于对生理盐水袋进行放置，并对生理盐水袋排出的液体量进行显示，本发明人员对生理盐水放置装置4作出改进，作为一种优选实施例，如图15-17所示，生理盐水放置装置4包括夹持在安装板1一侧的夹板41，夹板41的上下两端分别安装有定位螺栓42，夹板41的一侧设置有放置框43，放置框43的底部设置有底板44，夹板41的一侧设置有流量显示屏45，底板44包括称重板441，称重板441的两侧分别设置有侧板442，称重板441的中心位置开设有通孔443，夹板41和安装板1滑动配合，侧板442和放置框43紧密粘接。

本实施例中，夹板41的截面呈“凹”字形，便于将夹板41夹持在安装板1侧壁。

进一步的，夹板41采用塑料材质制成，其材质具有一定的韧性，使得夹板41具有一定弹性，便于夹板41夹持在安装板1侧壁上，并能够在夹板41上滑动。

具体的，称重板41内嵌设有多个重量采集模块，重量采集模块基于wsd单晶硅压阻式压力传感器设计，用于采集称重板41上的重量数据，wsd单晶硅压阻式压力传感器采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内，当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号，其电路如图18所示。

值得说明的是，流量显示屏45内设置有单片机模块、流量算法模块和显示屏模块。

具体的，单片机模块用于对重量采集模块的模拟信号转化为可识别的数字信号，本实施例中的单片机模块采用深圳市英锐恩科技有限公司生产的型号为stc12c5410ad的单片机，其配套电路也可由该厂家提供，除此之外，本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块的均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

具体的，流量算法模块用于通过重量采集模块采集的重量数字信号转化为流量信息，流量算法模块的公式如下：

式中，v为流出液体的流量，m为液体流出的质量，为流出液体的密度。

本实施例中，显示屏模块用于对液体流出的流量进行数显，本实施例中的显示屏模块采用深圳市晶惠迪电子有限公司生产的型号为lcd1602液晶显示屏，其配套电路也可由该厂家提供，除此之外，本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块的均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进，显示屏模块与单片机模块电路连接图如图19所示，stc12c5410ad的单片机输出端通过控制电路a连接有lcd1602液晶显示屏，控制电路a包括1602液晶寄存器，且1602液晶寄存器上的第三管脚通过10k电位器r1接地，第十五管脚通过1k电阻r2接电源，数据/命令选择端rs与单片机35输出接口电连接，使能端en与单片机35输出接口连接，使得流量显示屏45能够显示液体的流量数据，检测准确的液体入量。

本实施例中的解决血液净化引血不畅的自动化装置在进行液体流出量监测时，生理盐水袋放置在放置框43的称重板441上，通过重量采集模块检测生理盐水袋的重量，通过单片机模块对重量采集模块的模拟信号转化为可识别的数字信号，通过流量算法模块对重量采集模块采集的重量数字信号转化为流量信息，通过显示屏模块对液体流出的流量进行数显。

另一方面，本发明还提供一种解决血液净化引血不畅的自动化装置的操作步骤，包括上述任意一项所述的解决血液净化引血不畅的自动化装置，具体操作步骤如下：

s1、安装：将引血接管24、血液净化装置接管25和阀门管件26分别螺入至分管22上，将引血管路接入至引血接管24上，血液净化装置接管25接入解决血液净化引血不畅的自动化装置内，并将阀门管件26的插管28插入生理盐水袋内；

s2、压力监控：通过数据采集模块用于采集连接管21内部压力值、通过a/d转换模块对数据采集模块采集的压力信号进行数字转化，通过数据处理模块对a/d转换模块输出的频率信号进行数据处理，通过频率与气压之间的关系计算出气压值，通过数据显示模块对检测的压力信号进行数显，通过阈值设定模块用于设定压力阈值，当超过阈值时，通过异常警报模块发出报警，同时，通过电磁阀控制模块控制阀门管件26内的电磁阀工作，将生理盐水注入连接管21内，保证合适的血流量，提高连续性血液净化效果；

s3、排出液体量显示：通过重量采集模块检测生理盐水袋的重量，通过单片机模块对重量采集模块的模拟信号转化为可识别的数字信号，通过流量算法模块对重量采集模块采集的重量数字信号转化为流量信息，通过显示屏模块对液体流出的流量进行数显。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。