CN1058193C - 便移式人工肾 - Google Patents

Abstract

一种医用便移式人工肾，由透析液双向循环和体外血液循环***构成，适合于各级医疗单位用于救治急性肾衰、慢性肾衰***、多器官衰竭，毒物、药物中毒等。本发明象一静脉输液架，把满透析液袋置于高位保温箱中与透析液导管相接，空透析液袋置于低位保温箱中亦与透析液导管相连，接好体外血液循环***，启动透析液双向循环***，两个透析液保温箱交替上下恰似缆车样运动，透析液往返流动于透析器或滤过器中，定时更换实施治疗。

Description

便移式人工肾

本发明涉及一种医疗设备，特别是一种便移式人工肾；并可作为穿戴式血液透析滤过(WHDF)，穿戴式血液透析超滤(WHDU)，穿戴式单纯血液超滤(WSHU)和穿戴式单纯血液滤过(WSHF)——穿戴式人工肾(WAK)配套的透析液双向循环和体外血液循环装置；亦可用于膜式血浆分离，进行血浆置换治疗。本发明适合于各级医疗单位用于治疗急性肾衰，慢性肾衰***，多器官衰竭，毒物、药物中毒，红斑狼疮等。

目前的常规血液透析机(常规人工肾机)有不少缺点：1.价格昂贵(以瑞典Gambro AK-10型和美国SPS-550型为例，每台套15-18万元人民币，如加上反渗透水处理***装置24万元左右共40万元左右)。2.体积笨重，不能根据患者的病情临时紧急搬到患者的床旁进行抢救治疗。3.依赖水电源，且目前的常规进口人工肾机对水、电源都要求必须保持一定的水压、电压，过低的水压、电压都不能运行，停水即刻不能做治疗。4.透析液单向流动，一次性通过透析器未充分应用而排弃，造成能源浪费。5.副反应大，治疗中常常发生失衡综合征，低血压，甚者休克。国外的便携式、穿戴式人工肾，其基本原理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***，如REDY***，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。国外穿戴式人工肾的总重最轻者为4.5公斤，依靠电池供电或外接电源供电。由于本身不完善，到目前仍未大量普及，国内至今尚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抢救急性肾衰、慢性肾衰***、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.仅能卧床进行治疗缓慢连续血液透析(SCHD)和/或连续动静脉血液透析(CAVHD)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，一次性应用仍浪费。2，治疗时间长，长时间抗凝易致出血。3.治疗仅能卧床进行。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***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***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Tohrn Morilka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***”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Paul R.Prince发明的“标准复合泵液体引流***装置与方法”是用于血浆置换时的血浆分离。该***应用了两个泵，不能进行血液透析，可行血浆分离和滤过，其缺点是两个泵增加了装置的体积和重量。

本发明的目的，就是针对以上不足而设计的一种便移式人工肾并可作为穿戴式血液透析滤过(WHDF)和穿戴式血液透析超滤(WHDU)穿戴式单纯血液超滤(WSHU)和穿戴式单纯血液滤过(WSHF)，穿戴式血液透析与滤过、穿戴式血液透析与超滤同时进行——穿戴或人工肾(WAK)配套的透析液双向循环和体外血液循环装置；亦可用于膜式血浆分离，置换。便移式人工肾大大地简化了常规人工肾机的透析液供给***，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。便移式人工肾把复杂的常规人工肾机简化成恰似一个静脉输液架，使血液透析治疗变成类似普通静脉输液一样，这就是本发明的基本点，这就是本发明的目的所在。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，从而改变目前众多单位面对昂贵的进口常规人工肾机望洋兴叹的局面。便移式人工肾可使所进行的血液透析等治疗基本实现自动化，提高个体医务人员的工作效率。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：它是由空心圆柱或空心正方体柱(1)，空心圆形、凹形、三角形或其他形槽柱(2)，电源导线(3)，传动带(4)，滑行控制管或控制柱(5-1；5-2)，透析液滑行保温箱(6-1；6-2)，透析液袋(7-1；7-2)，透析液滑行保温箱内挂钩(8-1；8-2)，超声波探测器探头或压力传感器(9-1；9-2)，血泵固定台(10)，电源插头线(11)，支柱与脚盘衔接板(12)，脚盘(13)，万向脚轮(14)，透析液导管(15-1；15-2)，监控仪(16)，可逆电机(17)，制动阀(18)，制动齿轮(19)，传动轴(20)，传动轴支架(21)，超声波监测器或压力监测器(22)，传呼器(23)，计数器(24)，计算机单片机(25)，显示屏(26)，“T”形挂钩(27)，面板外壳(28)血泵(29a；29b)，动静脉导管(30)，抗凝剂注射器(31)，肝素泵(32a；32b)，透析器、滤过器或血浆分离器(33)组成，如图1所示。空心圆柱或空心正方体柱(1)的上方衔接监控仪(16)，(1)的下方通过脚盘衔接板(12)与脚盘(13)相衔接，在(1)的两个侧面，固定有空心圆形、凹形、三角形或其他形的槽柱(2)，两个透析液滑行保温箱(6-1；6-2)通过滑行控制管或控制柱(5-1；5-2)在(2)的槽中上下运行时，依靠可逆电机(17)驱动传动轴(20)，通过传动带(3)牵拉(6-1；6-2)实现运行，恰似缆车样上下活动，当满透析液袋(7-1或7-2)运行至高位，为防止可逆电机(17)自行逆转引起满透析液袋(7-1或7-2)下移，设计的制动阀(18)可在满透析液袋(7-1或7-2)运行到高位后，伸出制动手臂到制动齿轮(19)缝中，制止传动轴(20)自行逆转，当满透析液袋流空，空透析液袋流满，在两袋交换高低位启动的同时，伸出的制动臂同时退回，周而复始地运动、如图2-3所示。不用透析液，把动静脉导管(30)的动脉导管，一端与透析器、滤过器或血浆分离器(33)相连接，通过血泵(29a或29b)和肝素泵(32a或32b)，或无血泵和肝素泵，另一端与患者的动脉或静脉相连接，把动静脉导管的静脉导管，一端与透析器、滤过器或血浆分离器(33)相连接，另一端与患者的静脉相连接，把透析液导管(15-2)接在透析器或滤过器(33)一端的透析液或滤过液孔上，堵塞(33)的另一透析液或滤过液孔，采用现有血泵和肝素泵(29a、32a)或改进血泵和肝素泵(29b、32b)，或不用血泵和肝素泵即可进行单纯血液超滤或单纯血液滤过，如图4-6所示。把透析液导管(15-2)换成输液、输血无菌管，连接在膜式血浆分离器(33)的血浆流出孔上，堵塞另一血浆流出孔，即可进行血浆分离，实施血浆置换治疗，如图7所示。本发明是这样实现工作程序的：开始，将新鲜的透析液挂入高位透析液滑行保温箱(6-1或6-2)，通过压力传感器、压力监测器测定新鲜透析液量，在显示屏(26)上显示新鲜透析液的毫升数，累加新鲜用液量一次，1号液袋(高位透析液7-1)的透析液经透析液导管(15-1)流入透析器或滤过器(33)，流出透析器或滤过器(33)后经透析液导管(15-2)流入2号液袋(低位透析液袋7-2)，经超声波探测器探头或压力传感器(9-1)探测，并经计算机单片机(25)分析判断1号液袋(7-1)是否流空？是，已流空，可逆电机(17)即行顺种向转动，交换1、2号(高、低位)透析液袋的位置，同时计数1次，并在显示屏(26)显示每分钟流量，此时2号液袋(高位透析液袋7-2)在上，1号液袋(7-1)在下，透析液经2号液袋(高位透析液袋7-2)流入透析液导管(15-2)，流入透析器或滤过器(33)，再流出透析器或滤过器(33)，经透析液导管(15-1)流入1号液袋(低位透析液袋7-1)，经超声波监测器探头或压力传感器(9-2)探测，并经计算机单片机(25)分析判断2号液袋(7-2)是否流空？是，2号液袋(7-2)已流空，可逆电机(17)逆钟向转动，交换2、1号(7-2；7-1)液袋的位置，计数1次，显示流量于屏(26)上，经计算机单片机(25)判断是否到了预定时数？否，未到预定时数，周而复始，继续前述过程；是，已到预定时数，暂停翻转，传呼器(23)传呼：“××床，××人应换液”。传呼内容可在定点使用前由操作者定，也可由专人在使用前输入。在传呼的同时测定低位液袋液量(用过的透析液7-2或7-1)，累加记数，计算显示超滤量(超滤量＝新鲜液量/袋-用过液量/袋，正数为负超滤，负数为正超滤，如3,000ml-3300ml＝-300ml即正超滤300ml，表示自患者体内超出300ml液体，相反，表明有300ml液体被留于患者体内)。超滤总量(把超滤量相加，正数为负超滤，负数为正超滤)。更换新鲜的透析液后，继行前述过程，治疗时间到，指令结束一次治疗，治疗期间突然停电，传呼器(23)传呼人工换液，换液后停止传呼，即可把一透析液袋挂在“T”形挂钩上，另一透析液袋置于低位，反复交换两袋的位置，定时更换新鲜的透析液，手工操作继行治疗，转动血泵(29a)，推注肝素或转动血泵(29b)及肝素泵(32b)维持血液体外循环至来电或终止治疗，如图8所示。本发明透析液每分钟流量的测量方法不同于传统的采用转子流量计连续测量法，而是采用透析液量(ml)/袋，乘交换次数(t)，除单位时间(min)的方法进行计算获得，应用计算机进行连续计算并显示，以公式表示，即：

如透析液量(ml)/袋＝3,000ml/袋；交换次数5次；单位时间30分钟，即： $\frac{\mathrm{3,000}\mathrm{ml}\×5}{30}=500\mathrm{ml}/\min$

每分钟流量等于500毫升，与常规人工肾机透析液每分钟流量相同，但实际应用透析液量比常规人工肾机大大地减少，而实际用于治疗的透析液交换量仍大，关键在于充分应用了透析液。

本发明所用的透析液袋(7-1；7-2)是特制的，其结构和容量和现有技术的持续不卧床性腹膜透析(CAPD)所用的透析液袋不同，现有技术透析液袋为长方形，进出液管直径为4.5-5mm，容量为1,000ml/袋、1,500ml/袋、2,000ml/袋，材料为塑料；本发明所用透析液袋采用直径为7-9mm的接头管做进出液管，容量为3,000ml/袋，透析液袋的材料为塑料，硅化塑料、硅橡胶、聚氨脂硅橡胶等软包装材料。

本发明采用的血泵(29a)肝素泵(32a)其特征在于体积比常规人工肾机的血泵、肝素泵小。血泵(29b)和肝素泵(32b)的特征在于把两个泵并在一个泵头上，利用血泵滚柱一边的空转空间，使其滚压注射肝素导管，达到推注肝素的目的，减少了机械结构，提高了血泵单机功效，如图1、2、4、7所示。将肝素液导管卡在卡管架中即可实现既滚压动脉导管驱动血液循环，又可滚压肝素液导管驱使肝素液进入动脉导管，以肝素液导管的内径和配制的浓度控制注入量，达到注射肝素自动化的目的。

Claims (6)

1.一种医用便移式人工肾，其特征在于：便移式人工肾是由空心圆柱或正方体柱(1)，空心圆形、凹形、三角形或其它形槽柱(2)，电源导线(3)，传动带(4)，滑行控制管或控制柱(5-1；5-2)，透析液滑行保温箱(6-1；6-2)，透析液袋(7-1；7-2)，透析液滑行保温箱内挂钩(8-1；8-2)，超声波探测器探头或压力传感器(9-1；9-2)，血泵固定台(10)，电源插头线(11)，支柱与脚盘衔接板(12)，脚盘(13)，万向轮(14)，透析液导管(15-1；15-2)，监控仪(16)，可逆电机(17)，制动阀(18)，制动齿轮(19)，传动轴(20)，传动轴支架(21)，超声波监测器或压力监测器(22)，传呼器(23)，计数器(24)，计算机单片机(25)，显示屏(26)，“T”形挂钩(27)，面板外壳(28)，血泵(29a；29b)，动静脉导管(30)，抗凝剂注射器(31)，肝素泵(32a；32b)，透析器或滤过器或血浆分离器(33)组成。

2.根据权利要求1所述的便移式人工肾的工作方法，其特征在于：

a.工作程序是，开始，将新鲜透析液挂入高位保温箱(6-1或6-2)，测定新鲜透析液量，在显示屏(26)显示新鲜透析液的毫升数，累加新鲜用液量一次，1号液袋(高位透析液袋7-1)的透析液经透析液导管(15-1)，流入透析器或滤过器(33)，流出透析器或滤过器(33)后经透析液导管(15-2)流入2号液袋(低位透析液袋7-2)，经超声波探测器探头或压力传感器(9-1)探测，并经计算机单片机(25)分析判断1号液袋(7-1)是否流空？是，已流空，可逆电机(17)即行顺钟向转动，交换1.2号(高、低位)透析液袋的位置，同时计数1次，并在显示屏(26)显示每分钟流量，此时2号液袋(7-2)在上，1号液袋(7-1)在下，透析液经2号液袋(高位透析液袋7-2)流入透析液导管(15-2)，流入透析器或滤过器(33)，再流出透析器或滤过器(33)，经透析液导管(15-1)流入1号液袋(低位透析液袋7-1)，经超声波监测器探头或压力传感器(9-2)探测，并经计算机单片机(25)分析判断2号液袋(7-2)是否流空？是，2号液袋(7-2)已流空，可逆电机(17)逆钟向转动，交换2.1号(7-2；7-1)液袋的位置，计数1次，显示流量于屏(26)上，经计算机单片机(25)判断是否到了预定时数？否，未到预定时数，周而复始，继续前述过程；是，已到预定时数，暂停翻转，传呼器(23)传呼：“××床，××人，应换液”。同时测定低位液袋液量，累加，计算显示超滤量，超滤总量。更换新鲜的透析液后，继续前述过程，治疗时间到，指令结束一次治疗，治疗期间突然停电，传呼器(23)传呼人工换液，即可把一透析液袋挂在“T形挂钩上，另一透析液袋置于低位，反复交换两袋的位置，定时更换新鲜的透析液，手工操作继续进行治疗，转动血泵(29a)，推注肝素或转动血泵(29b)及肝素泵(32b)维持血液体外循环至来电或终止治疗；

b.不用透析液，把动静脉导管(30)的动脉导管，一端与透析器、滤过器或血浆分离器(33)相连接，通过血泵和肝素泵另一端与患者的动脉或静脉连接，把动静脉导管(30)的静脉导管，一端与透析器、滤过器或血浆分离器(33)相连接，另一端与患者的静脉相连接，把透析液导管(15-2)接在透析器或滤过器(33)一边的透析液或滤过液孔上，堵塞(33)的另一孔，即可进行单纯血液超滤或滤过，把透析液导管(15-2)换成输液或输血导管接在血浆分离器(33)的一端孔上，堵塞另一端孔，即可进行血浆分离；

c.透析液流量计算方法是，透析液量(ml/袋)，乘交换次数(t)，除单位时间(min)，以下式表示：

3.根据权利要求1所述的便移式人工肾，其特征在于：透析液滑行保温箱(6-1；6-2)的内壁由保温材料制成，滑行控制管或控制柱(5-1；5-2)以相应的结形式在空心圆形，凹形，三角形或其它形槽柱(2)中由可逆电机(17)驱动传动带(4)，传动带(4)牵拉着透析液滑行保温箱(6-1；6-2)上下，恰似缆车样运行。

4.根据权利要求2所述的便移式人工肾的工作方法，其特征在于：可逆电机(17)自动逆转致使满透析液袋下移，设计的控制阀(18)可在满透析液袋(7-1或7-2)上升到高位后，伸出制动臂到制动齿轮(19)缝中，阻止传动轴(20)逆转，当满透析液袋流空，空透析液袋流满，在两袋交换高、低位启动的同时，伸出的制动臂同时退回，周而复始地运动。

5.根据权利要求1所述的便移式人工肾，其特征在于：透析液袋(7-1；7-2)的材料是塑料，硅化塑料，硅橡胶，聚氨脂硅橡胶等包装材料，透析液袋的接头管直径为7-9mm，容量为3000ml/袋。

6.如权利要求1所述的便移式人工肾，其特征在于：血泵(29b)和肝素泵(32b)是由一组滚柱泵连续滚压血液动脉导管和肝素液管实现其泵血注肝素液的目的，即在“U”形弯曲的动脉导管的对侧设计有卡管架，将肝素液管卡在卡管架中即可完成。

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