专利名称：自动血透机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种系列医疗设备，特别是一种系列自动血透机。本发明适合于各级医疗单位用于治疗急性肾衰，慢性肾衰尿毒症，多器官衰竭、毒物，药物中毒等。
目前的常规人工肾机有不少缺点1.价格昂贵。2.体积笨重，不能根据患者的病情临时搬到患者的床旁进行救治。3.依赖水源、电源，进口的常规人工肾机对水、电源要求较高，水、电源压力过低都不能运行，停水即刻停止运行不能治疗。4.透析液呈单向流动，一次性通过透析器未经充分应用即排弃，造成能源浪费。5.副反应大，治疗中发生失衡综合征，低血压，甚至休克。国外的便携式、穿戴式人工肾，其基本方案是把常规人工肾机自动监控部分缩小，应用透析液再生装置缩小透析液供给系统，如REOY系统，透析液在透析器中循环流动的方式和传统的常规人工肾机一样，呈单向流动。国外的穿戴式人工肾总重量最轻者为4.5公斤，依靠电池或外接电源供电。由于本身不完善，到目前仍未大量普及，国内至今无进口的穿戴式人工肾应用报告。连续动静脉血液滤过(CAVH)，虽然可行床旁治疗，对救治急性肾衰、慢性肾衰尿毒症、多器官衰竭的患者带来便利，但是，CAVH仍有其缺点1.对小分子清除率差；2.治疗中需补充大量的置换液而易导致严重感染，且治疗成本高；3.仅能卧床进行治疗。连续动静脉血液滤过透析(CAVHD)改善了CAVH的部分疗效，但其缺点是1.透析液仍模仿传统的流程方法，呈单向流动，每分钟15ml，一次性应用仍较浪费。2.治疗时间长，易致出血。3.仅能卧床进行治疗。美国专利，专利号4.631,050。Int.Cl4.A61M1/03。由Charles C.Reed等发明的“自动输液系统和方法”主要由三个转子泵，两个滤过单位和一个超滤单位及管道系统构成，用于创伤、手术中自体血的清洗，浓缩，回输，不能进行血液透析治疗。美国专利，专利号4,650,457。Int.Cl4.A61M1/03。由TohrnMorioka等发明的“体外肺辅助装置”主要用于治疗急性呼吸衰竭。美国专利，专利号4,755,168。Int.Cl4.A61M1/03由Pat Romanelli等发明的“医用引流泵与冲洗方法”主要用于器官的引流冲洗。美国专利，专利号4.838,865。Int.Cl4,A61M1/03。由Hans P.Flank等发明的“液体监测系统”可用于血液透析，血液滤过，但设计太复杂，体积大。美国专利，专利号4,769,001 Int.Cl4,A61M1/03。由PaulR.Pince发明的“标准复合泵液体引流系统装置与方法”是用于血浆置换时的血浆分离。该系统应用了两个泵，不能进行血液透析，可行血浆分离和滤过，其缺点是体积大而笨重。
本发明的目的，就是针对以上不足而设计的一种系列自动血透机。自动血透机大大地简化了常规人工肾机的透析液供给系统，不依赖水源，可自由搬移到患者身边进行抢救治疗，不受场所限制。自动血透机把复杂的常规人工肾机简化成恰似一个医用小治疗车，这就是本发明的基本点，这就是本系列发明的目的所在。这样一来，可使众多的需要得到血液净化治疗的患者都能获得治疗，从而改善目前众多单位，尤其是县及县以下医疗单位面对昂贵的进口常规人工肾机望洋兴叹的局面。自动血透机系列技术方案可使所进行的血液透析、血液透析滤过等实现自动化或半自动化，提高个体医护人员的工作效率。本发明适合于各级医院，尤其是开展专科治疗的大中型医院，县、市、区、乡级医院，厂矿医院，部队卫生队，个体诊所等，具有大规模的应用前景。
本发明是这样实现的它是由滚柱泵(1)，动脉导管(2)，动脉端采血孔(3)，A端输液短管(4)，追加肝素管(5)，肝素注射器(6)，透析器或滤过器(7)，静脉导管(8)，除泡器(9)，排气管(10)，静脉压管(11)，静脉压表(12)，V端输液短管(13)，静脉端采血孔(14)，滚柱泵(15)，透析液池(16)，透析液循环管(17)、(18)，电子测量器(19)，穿戴装置(20)，推车(21)，血透机显示屏(22)，血透机显示屏按钮(23)，输液支架(24)组成，如
图1、图2、图3所示。图1所示的滚柱泵(1)其滚柱呈凸形，如图4、图5所示。图4、图5所示的凸形滚柱，其各段的直径分别为20mm和15mm，20mm直径段长度为18mm，15mm直径段长度为23mm，其它附件依据凸形滚柱的尺寸确定。图2、图3所示的滚柱泵(1)和(15)为非凸形滚柱。
本发明可以是这样实现的采用机加工按图4、图5所示制成凸形滚柱及其附件，安装成凸形滚柱泵(1)，凸形滚柱15mm直径段在内，靠近泵体，20mm直径段在外。把透析液循环管(17)置于泵壳内靠近泵体，透析液循环管(17)的两端，一端置入透析液池(16)中，另一端与透析器或滤过器(7)的一边透析液孔相接。透析液循环管(18)的一端与透析器或滤过器(7)的一边透析液孔相接，另一端置入透析液池(16)中。肝素注射器(6)置入其支架中，动脉导管(2)一端与透析器或滤过器(7)相接，另一端与患者肢体外瘘管或穿刺针尾管相接；把血液循环静脉导管(8)的一端与透析器或滤过器(7)相接，与(8)相连的除泡器(9)置入其支架中，另一端与患者肢体的外瘘管或穿刺针尾管相接，把透析器或滤过器(7)置于穿戴装置(20)中，穿戴装置(20)放在床旁。至此，血液循环和透析液循环两系统的静态连接即完成，如图1所示。滚柱泵(1)置于推车(21)的上方，透析液池(16)置于推车(21)的下方，位于电子测量器(19)之上。开动滚柱泵(1)后，滚柱泵(1)的凸形滚柱同时碾压透析液循环管(17)和血液循环动脉导管(2)，驱动透析液循环和辅助血液循环。滚柱泵(1)呈逆钟向转动，患者血液自体内→动脉导管(2)→滚柱泵(1)→透析器或滤过器(7)→静脉导管(8)→除泡器(9)→回流进入至患者体内。透析液池(16)中的透析液从透析液池(16)流出→通过透析液循环管(17)→滚柱泵(1)→透析器或滤过器(7)的静脉端→透析器或滤过器(7)的动脉端→透析液循环管(18)→回流入透析液池(16)中，完成动态循环，如图1所示。
本发明也可以是这样实现的，滚柱泵(1)和(15)的滚柱均用非凸形滚柱，把两个滚柱泵(1)和(15)分别置于推车(21)上，透析液池(16)置于推车(21)下方的电子测量器(19)之上，把血液循环动脉导管(2)的一端与患者肢体的动、静脉外瘘管或穿刺针尾管相接，肝素注射器(6)置于其支架中，动脉导管(2)通过滚柱泵(1)，另一端与透析器或滤过器(7)的动脉端相连接，把静脉导管(8)的一端与透析器或滤过器(7)的静脉端相接，除泡器(9)置于其支架中，静脉导管(8)的另一端与患者肢体的动、静脉外瘘管或穿刺针尾管相接，把透析器或滤过器(7)置于穿戴装置(20)中，把穿戴装置(20)置于床边。把透析液循环管(17)的一端插入至透析液池(16)中，透析液循环管(17)通过滚柱泵(15)另一端与透析器或滤过器(7)一边的透析液入孔相接，透析液循环管(18)的一端与透析器或滤过器(7)的透析液出孔相接，其另一端置入透析液池(16)中，如图2所示。当开动滚柱泵(1)后，血流自患者体内流至→动脉导管(2)→通过滚柱泵(1)→进入透析器或滤过器(7)动脉端→自透析器或滤过器(7)静脉端流出后→至静脉导管(8)→通过除泡器(9)→回流至患者体内。开动滚柱泵(15)后，透析液池(16)中的透析液→通过透析液循环管(17)→再通过滚柱泵(15)→进入透析器或滤过器(7)一端的透析液孔→自透析器或滤过器(7)的另一端透析液孔流出→通过透析液循环管(18)→回流至透析液池(16)中，如图2所示。
本发明也可以是这样实现的容积为1500ml/个，2500ml/个，3000ml/个的透析液池(16)，采用非金属高分子材料制成。容积为5000ml/个，10000ml/个的透析液池(16)采用非金属高分子材料制成；或由内壁层用陶瓷材料加超强力磁化材料和电阻丝，导电线构成，外壳用非金属绝缘材料构成，由内壁层至外壳，其部件的位置关系为陶瓷、超强力磁化材料、电阻丝、导电线、陶瓷，非金属绝缘材料外壳，如图1(16)，图2(16)所示。透析液池(16)的电阻丝通过导电线导入电能，达到加温、衡温的目的。
本发明还可以是这样实现的滚柱泵(1)采用非凸形滚柱位于推车(21)之上，动脉导管(2)与患者肢体的外瘘管或穿刺针尾管相接，追加肝素管(5)和与其相连的肝素注射器(6)置于注射器支架中，动脉导管(2)通过滚柱泵(1)与透析器或滤过器(7)的动脉端相连，静脉导管(8)一端与透析器或滤过器(7)的静脉端相连，与其相连的除泡器(9)置于除泡器支架中，与除泡器(9)相连的静脉压管(11)与滚柱泵(1)背后的静脉压表(12)的连接管相连，静脉导管(8)的另一端与患者肢体的外瘘管或穿刺针尾管相连。把透析器或滤过器(7)置于穿戴装置(20)中，穿戴装置(20)放在患者的床旁。透析液池(16)为软包装材料，透析液池(16)的一端悬挂在输液支架(24)上，另一端与透析液循环管(17)相连接，透析液循环管(17)的一端与透析液池(16)相接，另一端与透析器或滤过器(7)相接，两根透析液循环管(17)和(18)其一端分别与透析器或滤过器(7)相接，另一端分别与满、空透析液池(16)相接。开动滚柱泵(1)后，滚柱泵(1)呈逆钟向转动，患者体内的血液经外瘘管或穿刺针尾管流至动脉导管(2)，通过滚柱泵(1)，进入透析器或滤过器(7)的动脉端，自透析器或滤过器(7)的静脉端流出后进入静脉导管(8)，通过除泡器(9)至静脉导管(8)的另一端从外痿管或穿刺针尾管回流到患者体内。透析液循环的方式是，悬挂于高位的透析液池(16)中的透析液，通过透析液循环管(17)→至透析器或滤过器(7)→从透析器或滤过器(7)的另一侧流出后→至透析液循环管(18)→最后流至另一透析液池(16)即低位透析液池(16)，当悬挂于高位的透析液池(16)流空，置于低位的透析液池(16)流满，即交换高、低位两个透析液池(16)的位置，交换一定次数后更换成新鲜的透析液，如图3所示。
本发明还可以是这样实现的滚柱泵(1)采用非凸形滚柱位于自动血透机监测仪上，动脉导管(2)的一端与患者肢体的外瘘管或穿刺针尾管相连接，动脉导管(2)上有采血孔(3)，输液短管(4)，追加肝素管(5)，注射器(6)。动脉导管(2)的另一端与透析器或滤过器(7)的一端相连接，透析器或滤过器(7)的另一端与静脉导管(8)的一端相连接，静脉导管(8)上有除泡器(9)，除泡器(9)上有排气管(10)，静脉压管(11)，和静脉压表(12)相连接，静脉导管(8)上有输液短管(13)，采血孔(14)，静脉导管(8)的另一端与患者肢体的外瘘管或穿刺针尾管相连接。透析液循环系统由透析液袋(16—1；16—2)，透析液循环管(17)和(18)构成。透析液循环管(17，18)采用机加工或模具制成“直形”和“Y”形尼龙接头，硅橡胶管的直径为5mm，12mm，18mm和20mm。透析液监测系统由恒温箱(26)，控温开关及显示灯(27)，热敏传感器(28)，加热器(29)，电子测量器(19；36)，显示屏(30)，计算机单片机开关(25)，电子线路(31)构成。血流量监测控制系统由血泵(1)，血流量表(32)，总电源开关(33)，暂停开关(34)构成。整机支持由恒温箱(26)下的万向脚轮(35)，透析液台轮(37)构成。如图6所示。
以下结合附图对本发明作进一步详细描述图1是本发明一种工作状态原理示意图。图中1—凸形滚柱泵，2—动脉导管，3—动脉端采血孔，4—A端输液短管，5—追加肝素管，6—肝素注射器，7—透析器或滤过器，8—静脉导管，9—除泡器，10—排气管，11—静脉压管，12—静脉压表，13—V端输液短管，14—静脉端采血孔，16—透析液池，17、18—透析液循环管，19—电子测量器，20—穿戴装置，21—推车，22—血透机显示屏，23—血透机显示屏按钮，24—输液支架。
血液经2—动脉导管流经1—凸形滚柱泵到7—透析器或滤过器，出7—透析器或滤过器后，经8—静脉导管到9—除泡器之后回流到患者体内。
透析液池(16)中的透析液经17—透析液循环管通过1—凸滚形柱泵到7—透析器或滤过器，出7—透析器或滤过器后经18—透析液循环管回流到16—透析液池，透析液池(16)中的透析液，经循环应用一定时间后即更换成新鲜的透析液。
图2是本发明的另一种工作状态原理示意图。图中1—非凸形滚柱泵，2—动脉导管，3—动脉端采血孔，4—A端输液短管，5—追加肝素管，6—肝素注射器，7—透析器或滤过器，8—静脉导管，9—除泡器，10—排气管，11—静脉压管，12—静脉压表，13—V端输液短管，14—静脉端采血孔，15—非凸形滚柱泵，16—透析液池，17、18—透析液循环管，19—电子测量器，20—穿戴装置，21—推车，22—血透机显示屏，23—血透机显示屏按钮，24—输液支架。
血液经2—动脉导管流经1—非凸形滚柱泵到7—透析器或滤过器，流出7—透析器或滤过器后，经8—静脉导管到9—除泡器之后回流至患者体内。
透析液从透析液池(16)经17—透析液循环管通过15—非凸形滚柱泵到7—透析器或滤过器，流出7—透析器或滤过器后经18—透析液循环管回流到16—透析液池中，透析液池(16)中的透析液，经循环一定时间后，即更换成新鲜的透析液。
图3是本发明的又一种工作状态原理示意图。图中1—非凸形滚柱泵，2—动脉导管，3—动脉端采血孔，4—A端输液短管，5—追加肝素管，6—肝素注射器，7—透析器或滤过器，8—静脉导管，9—除泡器，10—排气管，11—静脉压管，12—静脉压表，13—V端输液短管，14—静脉端采血孔，16—透析液池，17、18—透析液循环管，20—穿戴装置，21—推车，22—血透机显示屏，23—血透机显示屏按钮，24—输液支架。
血液经2—动脉导管流经1—滚柱泵到7—透析器或滤过器，流出7—透析器或滤过器之后，经8—静脉导管到9—除泡器，流出9—除泡器之后回流至患者体内。
透析液由16—高位透析液池经17—透析液循环管流至7—透析器或滤过器，流出7—透析器或滤过器之后经18—透析液循环管至16—低位透析液池，当16—高位透析液池流空，16—低位透析液池流满，即交换高低位16—透析液池的位置，维持透析液循环，交换一定次数后，即更换成新鲜的透析液，继续交换直至治疗时间到时停止。
图4是本发明的凸形滚柱泵泵头，图中显示凸形滚柱泵的形状，滚柱分为两段，细段和粗段。粗段直径20mm，长度18mm；细段直径15mm，长度23mm，凸形滚柱泵头的其它附件依凸形滚柱的形状尺寸确定。
图5是本发明的凸形滚柱泵泵头的剖面图，滚柱粗段和细段各自的直径和长度与图4是一致的。滚柱粗段用于碾压2—动脉导管，辅助血液循环。滚柱的细段用于碾压17—透析液循环管，驱动透析液循环。
图6是本发明的又一种工作状态原理示意图。图中1—非凸形滚柱泵，2—动脉导管，3—动脉导管采血孔，4—输液短管，5—追加肝素管，6—注射器，7—透析器或滤过器，8—静脉导管，9—除泡器，10—排气管，11—静脉压管，12—静脉压表，13—输液短管，14—采血孔，16-1；16-2—透析液袋，17和18—透析液循环管，26—恒温箱，27—控温开关及显示灯，28—热敏传感器，19；36—电子测量器，30—显示屏，25—计算机单片机开关按钮，31—电子线路，32—血流量表，33—总电源开关，34—暂停开关，35—万向脚轮，37—透析液台轮。
血液经2—动脉导管流经1—滚柱泵到7—透析器或滤过器，流出7—透析器或滤过器之后，经8—静脉导管到9—除泡器，流出9—除泡器之后回流至患者体内。
透析液由16-1—高位透析液袋经17—透析液循环管至7—透析器或滤过器，流出7—透析器或滤过器之后经18—透析液循环管至16-2—低位透析液袋，当16-1—高位透析液袋流空，16-2—低位透析液袋流满，即交换高低位(16-1；16-2)透析液袋的位置，维持透析液循环，交换一定次数后，即更换成新鲜的透析液，继续交换直至治疗时间到时停止。
图6中25—计算机单片机开关按钮所控制的单片机工作程序为高位透析液袋(16-1)挂于电子测量器挂钩(36)后，单片机接收来自电子测量器(36)的信息，计算实用液量一次(L)。高位透析液袋(16-1)的透析液经透析液循环管(17)，透析器或滤过器(7)，透析液循环管(18)至低位透析液袋(16)的过程中，单片机(25)以递减法计算电子测量器(36)的信息，表示透析液流速度(ml/min)。当高位液袋(16-1)的透析液经透析液循环管(17)，透析器或滤过器(7)，透析液循环管(18)到达低位透析液袋(16-2)后，电子测量器(19)传递信息到单片机(25)，单片机把电子测量器(36和19)的信息进行累加，计算出超滤液量并存记，单片机(25)把高位液袋(16-1)所传至(36)的信息(液量)全部相加，即计算出透析液交换总量，如图7所示。
本发明与目前的各类型常规人工肾机相比具有以下优点或积极效果①功能多，可行醋酸钠、碳酸氢钠、乳酸钠、高钠、低钠透析；可行血液透析超滤；血液透析滤过；单纯血液超滤；单纯血液滤过；血液透析与超滤同时进行；血液透析与滤过同时进行，血液灌流；外出诊血液透析超滤等抢救。②体积小巧，便于移动，治疗时不受场所限制。③价格便宜，仅有进口常规人工肾机的1/10左右。④不依赖水源，对电源无特殊要求。⑤透析液重复使用，节约能源。⑥透析液呈双向流动，恰似肾小管的逆流倍增系统。①治疗中能随时掌握患者的体液平衡，而不用复杂的监测仪器。⑧基本部件材料来源广泛，价格便宜，制造工艺简单，容易实施。⑨医疗单位按处方可自配透析液。
实施例按附图1、图2、图3、图6所示准备各部件和器材，按附图4、图5所示用机加工制造滚柱泵凸形滚柱。具体实施步骤建议1.采用非凸形滚柱泵两台，动、静脉导管一套，透析器或滤过器一只，透析液循环管一套，医用小推车一辆，电子称传感测量系统一套，注塑制成透析液池及外壳，陶冶制成透析液池内层，用机加工制成穿戴装置，按图2所示进行组合装配。
2.采用机加工制成凸形滚柱后，安装凸形滚柱泵一台，其他部件基本同建议1，按图1所示进行组装。
3.采用非凸形滚柱泵一台，动、静脉导管一套，透析器或滤过器一只，透析液循环管一套，透析液池(袋)若干，穿戴装置一套，医用小推车一辆，按图3所示进行组装。
4.采用机加工等制成血透机监测仪及其它部件，按图6进行组装。
权利要求
1.一种用滚柱泵(1)、动脉导管(2)、动脉端采血孔(3)、A端输液短管(4)，追加肝素管(5)、肝素注射器(6)、透析器或滤过器(7)、静脉导管(8)、除泡器(9)、排气管(10)、静脉压管(11)、静脉压表(12)、V端输液短管(13)、静脉端采血孔(14)、滚柱泵(15)、透析液池(16)、透析液袋(16-1；16-2)；透析液循环管(17)、(18)，电子测量器(19)，穿戴装置(20)，推车(21)，血透机显示屏(22)，血透机显示屏按钮(23)，输液支架(24)组成的自动血透机，其特征在于所设计的整体结构中，由一个凸形滚柱泵(1)的凸形滚柱的粗段碾压动脉导管(2)，辅助血液循环，凸形滚柱泵(1)的凸形滚柱的细段，碾压透析液循环管(17)，驱动透析液循环。亦可由两个非凸形滚柱泵(1)和(15)，分别碾压动脉导管(2)和透析液循环管(17)，辅助血液循环和驱动透析液循环。还可以一个非凸形滚柱泵(1)碾压动脉导管(2)，辅助血液循环，采用交换两个透析液池(16)的高，低位置实现透析液循环。还可以一个非凸形滚柱泵(1)碾压动脉导管(2)，辅助血液循环，应用交换两组透析液循环管(17；18)和透析液袋(16-1；16-2)的高低位，实现透析液循环。透析液循环管为硅橡胶，直径为5mm，12mm，18mm，20mm，接头为尼龙，形状为“直形”和“Y形”。应用电子测量器(19)及计算机单片机(25)测量显示透析液流量(ml/min)，用液总量(L)，超滤量(L)、交换总量(L)。
2.根据权利要求1所述的自动血透机，其特征在于透析液池(16)的容积为1500ml/个、2500ml/个、3000ml/个，采用非金属高分子材料制成。容量为5000ml/个，10000ml/个的透析液池(16)采用非金属高分子材料制成；或由内壁层用陶瓷材料加超强力磁化材料和电阻丝，导电线构成，外壳用非金属绝缘材料构成，由内壁至外壳其部件的位置关系为陶瓷，超强力磁化材料，电阻丝，导电线，陶瓷，非金属绝缘材料外壳。
3.根据权利要求1所述的自动血透机，其特征在于透析液循环管(16；17)及与其相衔接的接头分别采用硅橡胶、塑料和尼龙制成。
4.根据权利要求1所述的自动血透机，其特征还在于凸形滚柱泵(1)的滚柱有两个，凸形滚柱的粗段直径为20mm，长度为18mm；细段直径为15mm，长度为23mm，凸形滚柱的其它附件依据凸形滚柱的形状和尺寸确定。
5.根据权利要求1所述的自动血透机，其特征还在于单片机测量、计算透析液流量(ml/min)，实用液量(L)，计算超滤液量(L)，透析液交换总量(L)是以分别显示的方式表示。
6.根据权利要求1所述的自动血透析，其特征还在于透析液循环管(17；18)为硅橡胶，接头为“直形”和“Y形”尼龙材料，硅橡胶管的直径为5mm、12mm、18mm和20mm。
7.根据权利要求1所述的自动血透机，其特征还在于透析液循环方式是依滚柱泵(1)和(15)碾压透析液循环管(17)驱动透析液循环，透析液的循环方向依滚柱泵的滚柱转动方向和透析液循环管(17；18)所置位置而定。
全文摘要
用于治疗肾衰、多器官衰竭、中毒等。本发明是由凸形滚柱泵、动脉导管、动脉端采血孔，A端输液短管、追加肝素管、肝素注射器、透析器或滤过器、静脉导管、除泡器、排气管、静脉压管、静脉压表、V端输液短管、静脉端采血孔、非凸形滚柱泵、透析液池、透析液循环管、透析液袋、电子测量器、恒温箱、推车、血透机显示屏、血透机显示屏按钮、计算机单片机、输液支架组成。所用材料来源广、价格便宜，制造工艺简单。
文档编号A61M1/10GK1122720SQ9510319
公开日1996年5月22日 申请日期1995年4月5日 优先权日1995年4月5日
发明者彭罗民 申请人:彭罗民, 程钰云, 彭程