CN201692386U - 血液净化动静脉壶液位控制装置 - Google Patents

Abstract

血液净化动静脉壶液位控制装置，属于医疗器械领域。在动脉壶(6)和静脉壶(16)上下端分别设置上传感器(7、15)和下传感器(5、17)，在动脉回路(2)上设置血液泵(3)，在动脉壶通气管(8)末端依次设置动脉壶疏水性过滤器(9)和动脉壶空气泵(10)，在动脉回路(2)上设置动脉回路阻流夹(4)，在静脉壶通气管(12)上设置静脉壶疏水性过滤器(13)和静脉壶空气泵(14)，在静脉回路(19)上设置静脉回路阻流夹(18)。使用人工手动控制避免了用空注射器抽吸气体易出现交叉感染的情况；使用自动控制方式，省去人工密切看护，减小工作力度，不会因液位变化造成液位过低出现的治疗终端情况。

Description

血液净化动静脉壶液位控制装置

技术领域

血液净化动静脉壶液位控制装置，属于医疗器械领域。具体涉及一种具有自动和手动控制功能的血液净化动静脉壶液位控制装置。

背景技术

在血液净化中，血液回路上的动静脉壶液位要求稳定在一定范围内，但由于压力、气泡进入等原因，液位经常变化。动脉壶液位较低会造成空气进入血液净化器，静脉壶液位较低会造成空气进入人体静脉的危险。为了使血液净化治疗能够顺利进行，国内外产品采用了一些方法控制动静脉壶液位。目前，国内产品通常采用超声或光学方法检测静脉壶液位，当静脉壶液位低于设置最低液面时，阻流夹动作，夹住静脉回路，阻止空气进入人体，血液泵停转。要想不出现液位过低现象，通常采用操作人员现场观察，当发现液位偏低时用空的注射器将部分空气吸出，从而提高了液位。国外公司产品通常也采用超声或光学方法检测静脉壶液位，当静脉壶液位低于设置最低液面时，阻流夹动作，夹住静脉回路，阻止空气进入人体，血液泵停转。要想不出现液位过低现象，通常采用操作人员人工观察，若发现动、静脉壶液位偏低，则按住对应的上升键，待液位升到合理位置时松开键；若发现液位偏高，则按住对应的下降键，待液位降到合理位置时松开键。这些方法不仅需要耗费大量的精力去看护，而且用注射器抽吸气体易出现交叉感染的情况，血液泵停转还会中断治疗，影响治疗正常进行，故不是最佳的方法。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本发明克服现有技术的不足，提供一种具有自动和手动功能的血液动静脉壶液位控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该血液净化动静脉壶液位控制装置，包括动脉回路、静脉回路、血液泵、动脉壶、静脉壶、血液净化器及动、静脉壶通气管，动脉壶一端连接动脉回路和动脉壶通气管，另一端通过动脉回路与血液净化器连接，血液净化器通过静静脉回路与静脉壶连接，其特征在于：在动脉壶和静脉壶上下端分别设置上传感器和下传感器，在动脉回路上设置血液泵，在动脉壶通气管末端依次设置动脉壶疏水性过滤器和动脉壶空气泵，在动脉回路上设置动脉回路阻流夹，在静脉壶通气管上设置静脉壶疏水性过滤器和静脉壶空气泵，在静脉回路上设置静脉回路阻流夹；上传感器和下传感器、血液泵、动脉壶空气泵、静脉壶空气泵、静脉回路阻流夹、动脉回路阻流夹和静脉壶空气泵与控制装置相连。上、下传感器的作用是用来检测血液在动静脉壶中的位置。

所述的控制装置包括信息处理单元、编码器电路1、编码器电路2、键盘电路、上传感器缓冲隔离电路和下传感器缓冲隔离电路，键盘电路的8个功能开关与编码器电路1相连、上传感器缓冲隔离电路的上传感器和下传感器缓冲隔离电路的下传感器与编码器电路2相连，编码器电路1、编码器电路2与信息处理单元相连，信息处理单元分别与血液泵、动脉壶空气泵、动脉回路阻流夹、静脉回路阻流夹和静脉壶空气泵相连。

信息处理单元包括单片机U1、反相驱动器U2、电阻排R19、晶振Y1和电容C1，单片机U1的18脚和19脚之间接晶振Y1，单片机U1的19脚和20脚之间连接电容C1，并且20脚接地，单片机U1的12脚、13脚、14脚和15脚依次与反相驱动器的1脚、2脚、3脚、4脚连接；电阻排R19与反相驱动器U2的5脚、6脚、7脚连接，电阻排R19另一端接电源，反相驱动器U2的12脚、13脚、14脚、15脚和16脚依次连接血液泵、静脉回路阻流夹、静脉壶空气泵、动脉回路阻流夹和动脉壶空气泵。

所述的编码器电路1和编码器电路2分别包括编码器U3和编码器U4，编码器U3的6脚、7脚、9脚依次和单片机U1的21脚、22脚、23脚连接，单片机U1的27脚接入编码器U3的5脚，编码器U3的1脚、2脚、3脚、4脚、10脚、11脚、12脚、13脚依次连接键盘电路的手动控制HM2开关K5、自动控制AUT02开关K6、向上UP2开关K7、向下DN2开关K8、手动控制HM1开关K1、自动控制AUT0开关K2、向上UP1开关K3、向下DN1开关K4；编码器U4的6脚、7脚、9脚也依次和单片机U1的21脚、22脚、23脚连接，编码器U4的1脚、2脚、3脚、4脚分别连接电阻排R18，电阻另一端共同接电源，编码器U4的5脚接入单片机U1的28脚，编码器U4的10脚、11脚、12脚、13脚依次接动脉壶下传感器、动脉壶上传感器、静脉壶下传感器和静脉壶上传感器经缓冲隔离后对应动脉壶下传感器、动脉壶上传感器、静脉壶下传感器和静脉壶上传感器输出信号CG1、信号CG2、信号CG3和信号CG4。

所述的键盘电路包括电阻排R1和手动控制HM2开关K5、自动控制AUT02开关K6、向上UP2开关K7、向下DN2开关K8、手动控制HM1开关K1、自动控制AUT0开关K2、向上UP1开关K3、向下DN1开关K4；电阻排R1的8个电阻分别并联接入到开关K1～K8，电阻排R1的公共端接电源。

所述的动脉壶下传感器缓冲隔离电路包括传感器J1、电阻R2、电阻R6、电阻R10、电阻R14、发光二极管D1和三极管V1，传感器J1信号经电阻R2和电阻R6的分压后，进入三极管V1，通过三极管V1的集电极与编码器电路2相连。

所述与动、静脉壶连接的通气管，主要用来排出或吸入动、静脉壶中的气体，在通气管末端依次设置的动静脉疏水性过滤器和动静脉壶空气泵，分别为选择只有气体才能通过和引导气体流动的作用。

所述键盘分别与控制装置相连，控制装置与动静脉壶空气泵、血液泵、动静脉回路阻流夹连接，用来控制动静脉壶空气泵、血液泵的转动和动静脉回路阻流夹的动作。

所述信息处理单元采用单片机P89C51RD2FN和反相驱动器MC1413连接组成。单片机P89C51RD2FN用来处理编码器电路1、编码器电路2接收的键盘电路的控制信息和传感器缓冲隔离电路的信息，处理后的输出信息经反相驱动器MC1413控制血液泵、动静脉壶空气泵和动静脉回路阻流夹的动作。

所述编码电路1和编码电路2，采用三态输出的8-3编码器74HC348，两个编码器中，一个连接键盘的8个功能开关，另一个连接动静脉壶上下四个传感器缓冲隔离电路。

与现有技术相比，本实用新型的所具有的有益效果是：既有通过手动控制键，手动控制液位的功能，又有自动控制液位的功能；使用人工手动控制避免了用空注射器抽吸气体易出现交叉感染的情况；使用自动控制方式，省去人工密切看护，减小工作力度，不会因液位变化造成液位过低出现的治疗终端情况。

附图说明

图1为血液净化动静脉壶液位控制装置结构示意图；

图2为血液净化动静脉壶液位控制装置控制原理结构框图；

图3为键盘电路；

图4为动脉壶下传感器缓冲隔离电路；

图5为动脉壶上传感器缓冲隔离电路；

图6为静脉壶下传感器缓冲隔离电路；

图7为静脉壶上传感器缓冲隔离电路；

图8为8-3编码器电路1；

图9为8-3编码器电路2；

图10和图11为信息处理单元电路。

其中1、人体2、动脉回路3、血液泵4、动脉阻流夹5、动脉壶下传感器6、动脉壶7、动脉壶上传感器8、动脉壶通气管9、动脉壶疏水性过滤器10、动脉壶空气泵11、血液净化器12、静脉壶通气管13、静脉壶疏水性过滤器14、静脉壶空气泵15、静脉壶上传感器16、静脉壶17、静脉壶下传感器18、静脉阻流夹19、静脉回路、20键盘；

图3-11中 R1-R19电阻 C1电容 J1-J4传感器 V1-V4三极管 D1-D4发光二极管 Y1晶振 K1-K8开关 U1单片机 U2反相驱动器 U3、U4 8-3编码器。

具体实施方式

如图1所示：本血液净化动静脉壶液位控制装置，由动脉回路2、血液泵3、动脉回路阻流夹4、动脉壶下传感器5、动脉壶6、动脉壶上传感器7、动脉壶通气管8、动脉壶疏水性过滤器9、动脉壶空气泵10、血液净化器11、静脉壶通气管12、静脉壶疏水性过滤器13、静脉壶空气泵14、静脉壶上传感器15、静脉壶16、静脉壶下传感器17、静脉回路阻流夹18、静脉回路19、键盘20组成。动脉壶6一端连接动脉回路2和动脉壶通气管8，另一端通过动脉回路2与血液净化器11连接，血液净化器11通过静脉回路19与静脉壶16连接，其特征在于：在动脉壶6和静脉壶16上下端分别设置上传感器7、15和下传感器5、17，在动脉回路2上设置血液泵3，在动脉壶通气管8末端依次设置疏水性过滤器9和动脉壶空气泵10，在动脉回路2上设置动脉回路阻流夹4，在静脉壶通气管12上设置静脉壶疏水性过滤器13和静脉壶空气泵14，在静脉回路19上设置静脉回路阻流夹18；上传感器7、15和下传感器5、17、血液泵3、动脉壶空气泵10、静脉壶空气泵14、动脉回路阻流夹4和静脉回路阻流夹18与控制装置相连。

如图2所示：控制装置包括信息处理单元、编码器电路1、编码器电路2、键盘电路20、上传感器缓冲隔离电路和下传感器缓冲隔离电路，键盘电路的8个功能开关与编码器电路1相连、上传感器缓冲隔离电路的上传感器7、15和下传感器缓冲隔离电路的下传感器5、17与编码器电路2相连，编码器电路1、编码器电路2与信息处理单元相连，用来处理编码器的输出信号，该信号经信息处理单元处理后输出控制信号。信息处理单元分别与血液泵3、动脉壶空气泵10、动脉回路阻流夹4、静脉回路阻流夹18和静脉壶空气泵14相连。信息处理单元控制血液泵3、动脉壶空气泵10和静脉壶空气泵14和动脉回路阻流夹4、静脉回路阻流夹18的动作。

如图10和图11所示：信息处理单元包括单片机U1、反相驱动器U2、电阻排R18、晶振Y1和电容C1。单片机U1的18脚和19脚之间接晶振Y1，单片机U1的19脚和20脚之间连接电容C1，并且20脚接地，单片机U1的12脚、13脚、14脚和15脚依次与反相驱动器的1脚、2脚、3脚、4脚连接；电阻排R19与反相驱动器U2的5脚、6脚、7脚连接，电阻排R19另一端接电源，反相驱动器U2的12脚、13脚、14脚、15脚和16脚依次连接血液泵3、静脉回路阻流夹18、静脉壶端空气泵14、动脉回路阻流夹4和动脉壶端空气泵10。

如图8～9所示：编码器电路包括编码器U3和编码器U4，编码器U3的6脚、7脚、9脚依次和单片机U1的21脚、22脚、23脚连接，单片机U1的27脚接入编码器U3的5脚，编码器U3的1脚、2脚、3脚、4脚、10脚、11脚、12脚、13脚依次连接键盘电路的手动控制HM2开关K5、自动控制AUT02开关K6、向上UP2开关K7、向下DN2开关K8、手动控制HM1开关K1、自动控制AUT0开关K2、向上UP1开关K3、向下DN1开关K4；编码器U4的6脚、7脚、9脚依次和单片机U1的21脚、22脚、23脚连接，编码器U4的1脚、2脚、3脚、4脚分别连接电阻排R18，电阻另一端共同接电源，编码器U4的5脚接入单片机U1的28脚，编码器U4的10脚、11脚、12脚、13脚依次接动脉壶下传感器5、动脉壶上传感器7、静脉壶下传感器17和静脉壶上传感器15。

如图3所示：所述的键盘电路包括电阻排R1和手动控制HM2开关K5、自动控制AUT02开关K6、向上UP2开关K7、向下DN2开关K8、手动控制HM1开关K1、自动控制AUT0开关K2、向上UP1开关K3、向下DN1开关K4；，电阻排R1的8个电阻分别并联接入到开关K1-K8，电阻排R1的公共端接电源。

如图4所示：所述的动脉壶下传感器缓冲隔离电路包括传感器J1、电阻R2、电阻R6、电阻R10、电阻R14、发光二极管D1和三极管V1，传感器J1信号经电阻R2和电阻R6的分压后，进入三极管V1，通过三极管V1与编码器电路2相连。

所述传感器缓冲隔离电路图5～7与图4结构相同，不做叙述。

工作过程：该实用新型有两种调节方式，分别为手动调节和自动调节。

(1)手动调节，按该装置键盘HM1按键，该装置为手动调节，按住动脉壶6液位控制键向上UP1，动脉回路阻流夹4动作，将动脉回路2夹住，然后，动脉壶空气泵10顺时针转动，从动脉壶内6排出气体，在血液泵3的作用下，不断有血液进入动脉壶6，从而提高了动脉壶6的液位高度；松开向上键UP1，动脉回路阻流夹4松开，动脉壶空气泵10停止转动。按住动脉壶6液位控制键向下键DN1，动脉壶空气泵10逆时针转动，向动脉壶6内注入气体，这样，降低了动脉壶6的液位高度；松开向下键DN1，动脉壶空气泵10停止转动。

按住静脉壶16液位控制键向上键UP2，静脉回路阻流夹18动作，将静脉回路19夹住，然后，静脉壶空气泵14顺时针转动，从静脉壶16内排出气体，这样在血液泵3的作用下，不断有血液进入静脉壶16，从而提高了静脉壶16的液位高度；松开向上键UP2，静脉回路阻流夹18松开，静脉壶空气泵14停止转动。按住静脉壶16液位控制键向下键DN2，静脉壶空气泵14逆时针转动，向静脉壶16内注入气体，这样降低了静脉壶16液位高度；松开向下键DN2，静脉壶空气泵14停止转动。

(2)自动调节：按该装置键盘上的自动控制键AUT01被按下时，启动动脉壶6的自动调节功能。当信息处理单元接收到动脉壶下传感器5传送来的动脉壶6的液位低于设置液位高度信号时，信息处理单元通过指令命令动脉回路阻流夹4动作，将动脉回路2夹住，然后，信息处理单元命令动脉壶空气泵10顺时针转动，从动脉壶6内排出气体，这样，在血液泵3的作用下，不断有血液进入动脉壶6，从而提高了动脉壶6的液位高度；当液位上升到设置高度，动脉壶上传感器7向信息处理单元反馈液位已达到设置高度，信息处理单元输出控制信号令动脉壶空气泵10停转和动脉回路阻流夹4松开。此时，控制键向上UP1和向下键DN1无效。

该装置键盘上的自动控制AUT02键被按下时，启动静脉壶16的自动调节功能。当信息处理单元接收到静脉壶上传感器17传送来的静脉壶16的液位低于设置液位高度信号时，信息处理单元通过指令命令静脉回路阻流夹18动作，将静脉回路19夹住，然后，信息处理单元输出控制信号令静脉壶空气泵14顺时针转动，从静脉壶16内排出气体，这样，在血液泵3的作用下，不断有血液进入静脉壶16，从而提高了静脉壶16的液位高度，当液位上升到设置高度，静脉壶上传感器15向信息处理单元反馈液位已达到设置高度，信息处理单元输出控制信号令静脉壶空气泵14停转和静脉回路阻流夹18松开，此时，控制键向上UP2和向下键DN2无效。

Claims (6)

1.血液净化动静脉壶液位控制装置，包括动脉回路(2)、静脉回路(19)、血液泵(3)、动脉壶(6)、静脉壶(16)、血液净化器(11)及动、静脉壶通气管(8、12)，动脉壶(6)一端连接动脉回路(2)和动脉壶通气管(8)，另一端通过动脉回路(2)与血液净化器(11)连接，血液净化器(11)通过静脉回路(19)与静脉壶(16)连接，其特征在于：在动脉壶(6)和静脉壶(16)上下端分别设置上传感器(7、15)和下传感器(5、17)，在动脉回路(2)上设置血液泵(3)，在动脉壶通气管(8)末端依次设置动脉壶疏水性过滤器(9)和动脉壶空气泵(10)，在动脉回路(2)上设置动脉回路阻流夹(4)，在静脉壶通气管(12)上设置静脉壶疏水性过滤器(13)和静脉壶空气泵(14)，在静脉回路(19)上设置静脉回路阻流夹(18)；上传感器(7、15)和下传感器(5、17)、血液泵(3)、动脉壶空气泵(10)、静脉壶空气泵(14)、静脉回路阻流夹(18)和动脉回路阻流夹(4)与控制装置相连。

2.根据权利要求1所述的血液净化动静脉壶液位控制装置，其特征在于：所述的控制装置包括信息处理单元、编码器电路1、编码器电路2、键盘电路、上传感器缓冲隔离电路和下传感器缓冲隔离电路，键盘电路的8个功能开关与编码器电路1相连、上传感器缓冲隔离电路的上传感器(7、15)和下传感器缓冲隔离电路的下传感器(5、17)与编码器电路2相连，编码器电路1、编码器电路2与信息处理单元相连，信息处理单元分别与血液泵(3)、动脉壶空气泵(10)、动脉回路阻流夹(4)、静脉回路阻流夹(18)和静脉壶空气泵(14)相连。

3.根据权利要求2所述的血液净化动静脉壶液位控制装置，其特征在于：信息处理单元包括单片机U1、反相驱动器U2、电阻排R19、晶振Y1和电容C1，单片机U1的18脚和19脚之间接晶振Y1，单片机U1的19脚和20脚之间连接电容C1，并且20脚接地，单片机U1的12脚、13脚、14脚和15脚依次与反相驱动器的1脚、2脚、3脚、4脚连接；电阻排R19与反相驱动器U2的5脚、6脚、7脚连接，电阻排R19另一端接电源，反相驱动器U2的12脚、13脚、14脚、15脚和16脚依次连接血液泵(3)、静脉回路阻流夹(18)、静脉壶空气泵(14)、动脉回路阻流夹(4)和动脉壶空气泵(10)。

4.根据权利要求2所述的血液净化动静脉壶液位控制装置，其特征在于：所述的编码器电路1和编码器电路2分别包括编码器U3和编码器U4，编码器U3的6脚、7脚、9脚依次和单片机U1的21脚、22脚、23脚连接，单片机U1的27脚接入编码器U3的5脚，编码器U3的1脚、2脚、3脚、4脚、10脚、11脚、12脚、13脚依次连接键盘电路的手动控制HM2开关K5、自动控制AUT02开关K6、向上UP2开关K7、向下DN2开关K8、手动控制HM1开关K1、自动控制AUTO开关K2、向上UP1开关K3、向下DN1开关K4；编码器U4的6脚、7脚、9脚也依次和单片机U1的21脚、22脚、23脚连接，编码器U4的1脚、2脚、3脚、4脚分别连接电阻排R18，电阻另一端共同接电源，编码器U4的5脚接入单片机U1的28脚，编码器U4的10脚、11脚、12脚、13脚依次接动脉壶下传感器(5)、动脉壶上传感器(7)、静脉壶下传感器(17)和静脉壶上传感器(15)经缓冲隔离后对应动脉壶下传感器(5)、动脉壶上传感器(7)、静脉壶下传感器(17)和静脉壶上传感器(15)输出信号CG1、信号CG2、信号CG3和信号CG4。

5.根据权利要求2所述的血液净化动静脉壶液位控制装置，其特征在于：所述的键盘电路包括电阻排R1和手动控制HM2开关K5、自动控制AUT02开关K6、向上UP2开关K7、向下DN2开关K8、手动控制HM1开关K1、自动控制AUTO开关K2、向上UP1开关K3、向下DN1开关K4；电阻排R1的8个电阻分别并联接入到开关K1～K8，电阻排R1的公共端接电源。

6.根据权利要求2所述的血液净化动静脉壶液位控制装置，其特征在于：所述的动脉壶下传感器缓冲隔离电路包括传感器J1、电阻R2、电阻R6、电阻R10、电阻R14、发光二极管D1和三极管V1，传感器J1信号经电阻R2和电阻R6的分压后，进入三极管V1，通过三极管V1的集电极与编码器电路2相连。

Images