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腹膜透析治療裝置及其操作方法.pdf

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腹膜 透析 治療 裝置 及其 操作方法
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摘要
申請專利號:

CN201310728997.8

申請日:

20131225

公開號:

CN103751871B

公開日:

20160629

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61M1/28 主分類號: A61M1/28
申請人: 北京智立醫學技術股份有限公司
發明人: 王洪利
地址: 100085 北京市海淀區上地開拓路5號中關村生物醫藥園B108室
優先權: 2013101626291,2013101626624,2013101617818
專利代理機構: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 代理人: 王桂霞
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310728997.8

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法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了腹膜透析治療裝置及其操作方法,其中腹膜透析治療裝置包括用于與人體腹腔相連通的灌排通道、用于將灌排通道從腹腔內排出的液體進行排出的排廢通道和用于與容納透析液的液袋相連的供液通道,灌排通道、排廢通道和供液通道與三通閥非均勻分布的三個液體流通口一一對應地連接并實現至少兩兩通道中各兩個對應通道之間某一狀態下的連通,灌排通道還設有灌排泵,灌排泵為雙向泵,供液通道還設有用于加熱透析液的加熱器和將透析液泵入加熱器的加熱泵。本發明解決的技術問題在于克服現有的腹膜透析機輸液系統結構復雜、加工的精度要求高、操作復雜的缺點,提供一種結構簡單、易于加工且操作便捷的腹膜透析治療裝置及其操作方法。

權利要求書

1.一種腹膜透析治療裝置,其特征在于:包括用于與人體腹腔相連通的灌排通道、用于將灌排通道從腹腔內排出的液體進行排出的排廢通道和用于與容納透析液的液袋相連的供液通道,所述灌排通道、排廢通道和供液通道與三通閥非均勻分布的三個液體流通口一一對應地連接并實現至少兩兩通道中各兩個對應通道之間某一狀態下的連通,所述三通閥包括閥體和閥芯,所述閥芯具有至少三個彼此連通并貫通的液體流通道,所述閥體設有三個與所述液體流通道的兩兩液體流通道中各兩個液體流通道在不同狀態對應連通的所述液體流通口,所述灌排通道還設有灌排泵,所述灌排泵為雙向泵,以控制灌排通道液流方向,所述供液通道還設有用于加熱透析液的加熱器和將所述透析液泵入所述加熱器的加熱泵。2.根據權利要求1所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述至少兩個對應通道之間某一狀態的連通包括灌排通道與排廢通道之間連通,灌排通道與供液通道之間連通,供液通道與排廢通道之間連通,或灌排通道與排廢通道和供液通道三個通道之間的連通。3.根據權利要求2所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述三通閥的閥體為具有內筒的圓柱狀閥體,所述閥芯為位于所述閥體內并緊貼所述閥體的內壁、相對于所述閥體旋轉的柱狀閥芯,所述閥芯具有三個彼此連通并貫通的液體流通道,三個所述液體流通道在水平面的投影構成“T”形或“Y”形,且T形或Y形兩支臂段的長度與豎直段的長度相等,所述閥體設有三個與所述液體流通道的兩兩液體流通道中各兩個液體流通道在不同狀態對應連通的所述液體流通口。4.根據權利要求3所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:當三個所述液體流通道在水平面的投影構成“Y”時,其中兩個液體流通道的投影之間的夾角為60°,另一個液體流通道的投影與該兩個液體流通道的投影之間的夾角均為150°。5.根據權利要求3或4所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述閥芯連接有驅動所述閥芯旋轉的驅動裝置,所述驅動裝置為閥驅動電機或機械能旋轉裝置。6.根據權利要求1-4中任一項所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述灌排泵和/或所述加熱泵為蠕動泵或隔膜泵。7.根據權利要求5所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述灌排通道上設有至少一個用于檢測所述灌排通道內的壓力的第一路壓力傳感器,所述第一路壓力傳感器位于腹腔和灌排泵之間,所述供液通道上設有至少一個用于檢測所述供液通道內的壓力的第二路壓力傳感器,所述排廢通道上設有至少一個用于檢測所述排廢通道內的壓力的第三路壓力傳感器。8.根據權利要求7所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述第一路壓力傳感器與所述灌排通道之間、所述第二路壓力傳感器與所述供液通道之間和所述第三路壓力傳感器與所述排廢通道之間均設有隔膜器。9.根據權利要求8所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述灌排通道、供液通道和/或排廢通道還設有至少一個用于檢測透析液的溫度的溫度傳感器和/或所述灌排通道、供液通道和/或排廢通道與設于該通道的溫度傳感器之間設有隔膜器。10.根據權利要求9所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述灌排通道、排廢通道和/或供液通道上設有至少一個流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器,各通道與設于該通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器之間設有隔膜器。11.根據權利要求9或10所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述隔膜器包括殼體和位于所述殼體內的隔膜,所述隔膜將所述殼體圍成的內腔分割成為與灌排通道或供液通道或排廢通道相連通的第一腔和與所述溫度傳感器或所述第一路壓力傳感器或第二路壓力傳感器或第三路壓力傳感器連接的第二腔。12.根據權利要求11所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述隔膜由無脫落的顆粒或散粒釋放到流體中并生物相容性良好的材料制成。13.根據權利要求12所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述隔膜由硅酮或聚亞安酯中任一種材料制成。14.根據權利要求10所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述腹膜透析治療裝置還包括控制裝置,所述控制裝置與所述第一路壓力傳感器、第二路壓力傳感器、第三路壓力傳感器、驅動裝置、灌排泵和加熱泵連接以根據灌排通道、供液通道和排廢通道內壓力或各通道內壓力之間的關系控制驅動裝置和/或灌排泵和/或加熱泵。15.根據權利要求14所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述控制裝置還與所述溫度傳感器連接以根據透析液的溫度控制驅動裝置和/或灌排泵和/或加熱泵。16.根據權利要求15所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述控制裝置與所述灌排通道、供液通道和排廢通道上設置的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器連接。17.根據權利要求1-4中任一項或7-10中任一項或12-16中任一項所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述灌排通道、供液通道和排廢通道由與所述三通閥和加熱器密封連接的輸液管構成。18.根據權利要求1-4中任一項或7-10中任一項或12-16中任一項所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述灌排通道、供液通道、排廢通道、泵管和三通閥集成于一個可置換卡盒上。19.根據權利要求18所述的腹膜透析治療裝置,其特征在于:所述加熱器包括設于所述可置換卡盒上且允許所述透析液通過的加熱管道和設于所述可置換卡盒上用于向所述加熱管道內的透析液傳遞熱量的加熱片或者加熱膜,所述加熱管道的進液口和出液口均與所述供液通道相連通。

說明書

技術領域

本發明涉及醫療器械領域。具體為腹膜透析治療裝置及其操作方法。

背景技術

腹膜透析(PeritonealDialysis,英文縮寫PD)是一種目前比較有效的血液凈化方式之一,適用于人體腎損傷后進行腎臟功能的替代性治療。其主要原理是將配制好的無菌、無熱源的透析液經導管灌入病人的腹膜腔,利用腹膜的半滲透膜特性進行彌散、滲透、交換,并通過腹腔透析液不斷地更換,達到清除體內代謝廢物或毒素,并糾正水、電解質、酸堿失衡的目的。腹膜透析治療的工作原理是向腹腔灌注透析液并保留一段時間后,將交換后的廢液排除體外,即由灌注、停留、排出三個重要環節組成。腹膜透析的主要有兩種類型,持續非臥床腹膜透析(英文縮寫CAPD)與自動化腹膜透析(英文縮寫APD)。CAPD是人工操作的,每天更換3-5次,通常每次2000ml,APD是借助腹膜透析機實現。腹膜透析機或稱為循環控制裝置(Cycler),通常病人在家里每天晚上進行,多個液袋灌注、停留、排出的整個循環控制過程由機器自動完成。

APD是一項近年來飛速發展的腹膜透析技術,其不僅可以幫助解決病人長期治療的技術問題,還可以幫助許多腎功能衰竭的病人重返社會,為社會、家庭創造價值。APD的技術核心是液體輸送方式,特別是專利CN1829545B、200680012708.2對于目前APD液體輸送方式具有代表性。但在其流體施用系統設計中,均采用了眾多的專用閥門或空氣閥門進行邏輯組合,以實現各管路的通斷控制,致使其管路結構設計復雜,加工精度要求高,因而成本很高,且其操作比較復雜。

發明內容

本發明解決的技術問題在于克服現有的腹膜透析輸液系統結構復雜、加工的精度要求高、操作復雜的缺點,提供一種結構簡單、易于加工且操作便捷的腹膜透析治療裝置。

本發明的腹膜透析治療裝置,包括用于與人體腹腔相連通的灌排通道、用于將灌排通道從腹腔內排出的液體進行排出的排廢通道和用于與容納透析液的液袋相連的供液通道,所述灌排通道、排廢通道和供液通道與三通閥非均勻分布的三個液體流通口一一對應地連接并實現至少兩兩通道中各兩個對應通道之間某一狀態下的連通,所述灌排通道還設有灌排泵,所述灌排泵為雙向泵,以控制灌排通道液流方向,所述供液通道還設有用于加熱透析液的加熱器和將所述透析液泵入所述加熱器的加熱泵。

作為優選,所述至少兩個對應通道之間某一狀態的連通包括灌排通道與排廢通道之間連通,灌排通道與供液通道之間連通,供液通道與排廢通道之間連通,或灌排通道與排廢通道和供液通道三個通道之間的連通。

作為優選,所述第一三通閥和第二三通閥均包括閥體和閥芯,所述閥芯具有至少三個彼此連通并貫通的液體流通道,所述閥體設有三個與所述液體流通道的兩兩液體流通道中各兩個液體流通道在不同狀態對應連通的所述液體流通口。

作為優選,所述三通閥的閥體為具有內筒的圓柱狀閥體,所述閥芯為位于所述閥體內并緊貼所述閥體的內壁、相對于所述閥體旋轉的柱狀閥芯,所述閥芯具有三個彼此連通并貫通的液體流通道,三個所述液體流通道在水平面的投影構成“T”形或“Y”形,且T形或Y形兩支臂段的長度與豎直段的長度相等,所述閥體設有三個與所述液體流通道的兩兩液體流通道中各兩個液體流通道在不同狀態對應連通的所述液體流通口。

作為優選,當三個所述液體流通道在水平面的投影構成“Y”時,其中兩個液體流通道的投影之間的夾角為60°,另一個液體流通道的投影與該兩個液體流通道的投影之間的夾角均為150°。

作為優選,所述閥芯連接有驅動所述閥芯旋轉的驅動裝置,所述驅動裝置為閥驅動電機或機械能旋轉裝置。

作為優選,所述灌排泵和/或所述加熱泵為蠕動泵或隔膜泵。

作為優選,所述加熱器為加熱袋,所述加熱袋包括袋體和位于所述袋體一側或兩側的加熱片,所述袋體具有與供液管道連接通的進液口和出液口。

作為優選,所述灌排通道上設有至少一個用于檢測所述灌排通道內的壓力的第一路壓力傳感器,所述第一路壓力傳感器位于腹腔和灌排泵之間,所述供液通道上設有至少一個用于檢測所述供液通道內的壓力的第二路壓力傳感器,所述排廢通道上設有至少一個用于檢測所述排廢通道內的壓力的第三路壓力傳感器。

作為優選,所述第一路壓力傳感器與所述灌排通道之間、所述第二路壓力傳感器與所述供液通道之間和所述第三路壓力傳感器與所述排廢通道之間均設有隔膜器。

作為優選,所述灌排通道、供液通道和/或排廢通道還設有至少一個用于檢測透析液的溫度的溫度傳感器和/或所述灌排通道、供液通道和/或排廢通道與設于該通道的溫度傳感器之間設有隔膜器。

作為優選,所述灌排通道、排廢通道和/或供液通道上設有至少一個流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器,各通道與設于該通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器之間設有隔膜器。

作為優選,所述隔膜器包括殼體和位于所述殼體內的隔膜,所述隔膜將所述殼體圍成的內腔分割成為與灌排通道或供液通道或排廢通道相連通的第一腔和與所述溫度傳感器或所述壓力傳感器連接的第二腔。

作為優選,所述隔膜由無脫落的顆粒或散粒釋放到流體中并生物相容性良好的材料制成,如由硅酮、聚亞安酯、BiopureTM、KratonTM、PebaxTM或者SantopreneTM中任一種材料制成。

作為優選,所述腹膜透析治療裝置還包括控制裝置,所述控制裝置與所述第一路壓力傳感器、第二路壓力傳感器、第三路壓力傳感器、驅動裝置、灌排泵和加熱泵連接以根據灌排通道、供液通道和排廢通道內壓力或各通道內壓力之間的關系控制閥驅動裝置和/或灌排泵和/或加熱泵。

作為優選,所述控制裝置還與所述溫度傳感器連接以根據透析液的溫度控制驅動裝置和/或灌排泵和/或加熱泵。

作為優選,所述控制裝置與所述灌排通道、供液通道和排廢通道上設置的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器連接。

作為優選,所述灌排通道、供液通道和排廢通道由與所述三通閥和加熱器密封連接的輸液管構成。

作為優選,所述灌排通道、供液通道、排廢通道、泵管和三通閥集成于一個可置換卡盒上。

作為優選,所述加熱器包括設于所述可置換卡盒上且允許所述透析液通過的加熱管道和設于所述可置換卡盒上用于向所述加熱管道內的透析液傳遞熱量的加熱片或者加熱膜,所述加熱管道的進液口和出液口均與所述供液通道相連通。

本發明還提供一種上述腹膜透析治療裝置的操作方法,其特征在于,包括以下操作模式:

加熱模式:調節三通閥使供液通道與灌排通道之間被切斷,開啟加熱泵,透析液在加熱泵的作用下自透析液袋流出,并流入加熱器被加熱器加熱后流入供液通道;

灌注模式:當被加熱器加熱后的透析液的溫度符合灌注要求的溫度范圍時,連通灌排通道和人體腹腔,調節三通閥使灌排通道和供液通道相連通,同時,排廢通道與供液通道之間和排廢通道與灌排通道之間均不連通,開啟灌排泵并設定灌排泵的工作方向,灌排泵的工作方向使得透析液在灌排泵的作用下通過供液通道和三通閥進入灌排通道并流向人體的腹腔,從而實現將透析液注入到人體腹腔內;

排廢模式:調節三通閥使灌排通道和排廢通道連通,同時,供液通道與灌排通道之間和供液通道與排廢通道之間均不連通,使灌排泵的運轉方向與灌注模式下的工作方向相反,使腹腔內的液體順序通過灌排通道、三通閥進入排廢通道并流出,從而實現將腹腔內的廢液排出體外。

作為優選,還包括過熱保護模式:當供液通道或者灌排通道內的透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,關閉灌排泵和加熱器,調節三通閥,使供液通道與排廢通道相連通,同時,灌排通道與供液通道之間和灌排通道與供液通道之間的連通被切斷,過熱的透析液自供液通道、三通閥和排廢通道排出,或者當供液通道或者灌排通道內透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,進入排廢模式。

作為優選,在加熱模式之前還具有對管道進行預沖洗的模式,具體為:調節三通閥使供液通道與灌排通道和排廢通道均相互連通,透析液自透析液袋經過供液通道分別流入灌排通道和排廢通道并排出,實現對管道的預沖洗。

本發明還提供另外一種上述腹膜透析治療裝置的操作方法,包括以下操作模式:

加熱模式:調節三通閥使供液通道與灌排通道之間被切斷,開啟加熱泵,透析液在加熱泵的作用下自透析液袋流出,并流入加熱器被加熱器加熱后流入供液通道,控制裝置根據供液通道設置的溫度傳感器傳來的數據控制三通閥、加熱泵和加熱器,當供液通道透析液的溫度低于灌注要求的溫度范圍時,繼續加熱,當供液通道透析液的溫度符合灌注要求的溫度范圍時,進入灌注模式;

灌注模式:連通灌排通道和人體腹腔,控制裝置調節三通閥使灌排通道和供液通道相連通,排廢通道與供液通道之間和排廢通道與灌排通道之間均不連通,同時控制裝置開啟灌排泵并設定灌排泵的工作方向,灌排泵的工作方向使得透析液在灌排泵的作用下通過供液通道和三通閥進入灌排通道并流向人體的腹腔,從而實現將透析液注入到人體腹腔內,第一路壓力傳感器檢測供液通道的壓力和/或第二路壓力傳感器檢測灌排通道壓力并反饋到控制裝置,所述控制裝置根據反饋得到的壓力數值控制三通閥和灌排泵的動作;

排廢模式:根據治療要求需要排出人體腹腔內的廢液時,控制裝置調節三通閥使灌排通道和排廢通道連通,同時,供液通道與灌排通道之間和供液通道與排廢通道之間均不連通,使灌排泵的運轉方向與灌注模式下的工作方向相反,使腹腔內的液體順序通過灌排通道、三通閥進入排廢通道并流出,從而實現將腹腔內的廢液排出體外。

作為優選,當供液通道的壓力和/或灌排通道壓力數值達到第一設定值時,控制裝置控制腹膜透析治療裝置進入排廢模式。

作為優選,在灌注模式中,控制裝置計算供液通道的壓力和灌排通道的壓力二者之間的差值,當差值到第二設定值時,控制裝置控制腹膜透析治療裝置進入排廢模式。

作為優選,還包括過熱保護模式:當供液通道或者灌排通道內透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,控制裝置根據溫度傳感器反饋的數據關閉灌排泵和加熱器,同時調節三通閥使供液通道與排廢通道相連通并使灌排通道與供液通道之間和灌排通道與排廢通道之間切斷,使過熱的透析液經供液通道、三通閥和排廢通道排出;或者當供液通道或者灌排通道內透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,控制裝置控制腹膜透析治療裝置進入排廢模式。

作為優選,控制裝置根據灌排通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器傳來的數據計算出每次灌注灌入人體腹腔內的透析液的量及多次灌注所灌入人體腹腔內的透析液累計量,控制裝置根據排廢通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器傳來的數據可計算出每次排廢排出的廢液的量及多次排廢排出的廢液的累計量。

本發明的腹膜透析治療裝置及其操作方法和現有技術相比,具有以下有益效果:

1、本發明的腹膜透析治療裝置及其方法僅通過三通閥和雙向的灌排泵至少可完成向患者腹腔灌注透析液、從患者腹腔向外排泄液體等操作,通過加熱泵和加熱器對透析液進行加熱,和現有的依靠眾多的閥門進行通斷的邏輯組合來實現多種操作的切換的技術相比,大大簡化了結構,降低了對加工精度的要求,從而使得其成本降低,同時還使得操作簡便可靠。

2、本發明的腹膜透析治療裝置及其方法還可通過使供液通道、排廢通道和灌排通道一一對應地與三通閥的三個液體流通道相通,從而實現對通道進行預沖洗的操作。

3、其三通閥的結構簡單、工作可靠,且其閥芯由閥驅動電機進行驅動,可使閥芯的旋轉動作更精確、可靠。

4、其灌排泵和加熱泵采用隔膜泵或蠕動泵,防止泵的內壁與透析液接觸而污染透析液。

5、其溫度傳感器和壓力傳感器均通過隔膜器與通道連接,可防止溫度傳感器和壓力傳感器與透析液直接接觸而污染透析液。

6、本發明的腹膜透析治療裝置及其方法還可在透析液溫度過高時調節三通閥使供液通道與灌排通道不相通從而進行過熱保護。

7、其控制裝置可根據灌排通道、供液通道和排廢通道的液壓或各通道液壓之間的關系或者溫度傳感器的溫度控制閥驅動裝置,使三通閥自動調整到需要的位置,使得三通閥的動作及時且可靠,避免了操作人員遺忘或者遲延操作產生的問題;還控制了灌排泵的啟停及旋轉方向以及加熱泵的啟停,使得配合三通閥實現透析液的灌入和排出。

附圖說明

圖1為本發明的腹膜透析治療裝置一個實施例的結構示意圖。

圖2為本發明的腹膜透析治療裝置的三通閥的三個位置示意圖。

圖3為本發明的腹膜透析治療裝置進行預沖洗通道操作時的原理圖。

圖4為本發明的腹膜透析治療裝置進行向患者腹腔灌注透析液操作時的原理圖。

圖5為本發明的腹膜透析治療裝置進行從患者腹腔向外排泄液體的操作時的原理圖。

圖6為本發明的腹膜透析治療裝置進行過熱保護操作時的原理圖。

圖7為本發明的腹膜透析治療裝置的三通閥的結構示意圖,其中左圖為三通閥的橫截面示意圖,右圖為三通閥的縱截面及閥驅動電機的結構示意圖。

圖8為本發明的腹膜透析治療裝置的蠕動泵的示意圖。

圖9為本發明的腹膜透析治療裝置的隔膜器的示意圖。

圖10為本發明的腹膜透析治療裝置的可置換卡盒式示意圖。

附圖標記

1-灌排通道,2-供液通道,3-排廢通道,4-三通閥,6-灌排泵,7-液袋,8-加熱器,9-加熱泵,10-閥體,11-閥芯,11a-閥芯后端,12-液體流通道,13-液體流通口,14-閥驅動電機,15-泵頭,16-泵驅動電機,17-滾輪,18-軸承,19-溫度傳感器,20-隔膜器,21-第一路壓力傳感器,22-第二路壓力傳感器,23-第三路壓力傳感器,24-殼體,25-隔膜,26-第一腔,27-第二腔,28-泵管,29-第一接頭,30-第二接頭,31-控制裝置。

具體實施方式

圖1本發明的腹膜透析治療裝置一個實施例的結構示意圖。如圖1所示,本發明的腹膜透析治療裝置,包括用于與人體腹腔相連通的灌排通道1、用于與容納透析液的液袋相連的供液通道2和用于將灌排通道從腹腔內排出的液體進行排出的排廢通道3,所述灌排通道1、供液通道2和排廢通道3與三通閥4的三個液體流通口13一一對應地連接并實現至少兩兩通道中各兩個對應通道之間某一狀態下的連通。所述灌排通道1還設有灌排泵6,所述灌排泵6為雙向泵,以控制灌排通道液流方向。所述供液通道2設有或連接用于容納透析液的液袋7、用于加熱透析液的加熱器8和將所述液袋7內的透析液泵入加熱器8的加熱泵9,在本實施例中,加熱泵9位于液袋7和加熱器8之間。

在本發明中,“三通閥4”是指具有至少三個液體流通口13,且可實現以下操作:三個液體流通口13均彼此連通,或三個液體流通口13中的任意兩個相互連通,同時另一個液體流通口13被封閉,或三個液體流通口13均互不連通。因此,本發明的三通閥4可采用各種具體形式和結構的閥,只要實現以上功能。

在本發明中,所述至少兩個對應通道之間某一狀態的連通包括灌排通道與排廢通道之間連通,灌排通道與供液通道之間連通,供液通道與排廢通道之間連通,當然,灌排通道與排廢通道和供液通道三個通道之間在某一狀態下也可全部連通。

在本發明中,“雙向泵”是指可實現進液口切換成為出液口同時出液口切換成為進液口的泵,即,可實現使液體流向可在正反兩個方向切換的泵。

在本發明中,作為優選的方案,所述第一三通閥4和第二三通閥5均包括閥體和閥芯,所述閥芯具有至少三個彼此連通并貫通的液體流通道,所述閥體設有三個與所述液體流通道的兩兩液體流通道中各兩個液體流通道在不同狀態對應連通的所述液體流通口。作為進一步的優選,三通閥4的閥體為具有內筒的圓柱狀閥體10,閥芯為位于所述閥體10內并可緊貼所述閥體10的內壁、相對于所述閥體10旋轉的柱狀閥芯11,如圖7所示,所述閥芯11具有三個彼此連通并貫通液體流通道12,三個液體流通道12在水平面的投影構成“T”形或“Y”形,且T形或Y形兩支臂段的長度與豎直段的長度相等。在本實施例中,三個液體流通道12在水平面的投影構成“T”形,其中兩個液體流通道12設置在同一水平面上,另一個液體流通道12設置在另一個水平面上。所述閥體10設有三個與所述液體流通道的兩兩液體流通道中各兩個液體流通道在不同狀態對應連通的所述液體流通口13。

在其他的實施例中,三個液體流通道亦可共同構成“Y”形(圖中未示出),如,當三個所述液體流通道在水平面的投影構成“Y”時,其中兩個液體流通道的投影之間的夾角為60°,另一個液體流通道的投影與該兩個液體流通道的投影之間的角度均為150°,當然三個液體流通道之間也可為其他角度。

當然,閥芯亦可設置更多個液體流通道,液體流通道可以均勻設置,亦可非均勻設置,只要能實現上述所說的三個液體流通口之間的相通或斷開的幾種情況。

通過以上方案,本發明的腹膜透析治療裝置至少可實現以下操作:加熱透析液、向患者腹腔灌注透析液,從患者腹腔向外排泄液體。

當供液通道、排廢通道和灌排通道一一對應地與三通閥的三個液體流通道相通時,本發明的腹膜透析治療裝置還可實現對通道進行預沖洗。圖3為本發明的腹膜透析治療裝置進行預沖洗通道操作時的原理圖,如圖3和圖2中左數第1圖所示,對通道進行預沖洗時,三通閥4的三個液體流通道12與三個液體流通口13一一相對,三通閥4與供液通道2、灌排通道1和排廢通道3均連通,此時灌排泵6正向運轉使液體向圖中的左方流動。透析液被加熱泵9泵入加熱器8,經過加熱器8和供液通道2后,進入三通閥4并通過三通閥4流入灌排通道1和排廢通道3,透析液的流向如圖3中的箭頭所示。透析液充滿灌排通道1和排廢通道3后即可停止預沖洗操作,此操作可趕走各通道內的空氣并對通道進行清洗。

圖4為本發明的腹膜透析治療裝置進行向患者腹腔灌注透析液操作時的原理圖,如圖4和圖2中左數第2圖所示,向患者腹腔灌注透析液時,三通閥4的兩個液體流通道12對準分別與供液通道2和灌排通道1相連的兩個液體流通口13使得供液通道2和灌排通道1通過三通閥4相連通,另一個液體流通道12被封閉,此時灌排泵6正向運轉使得透析液向圖中的左方流動,即,流入人體的腹腔內。透析液被加熱泵9泵入加熱器8進行加熱,經過加熱的透析液通過供液通道2后,進入三通閥4并通過三通閥4流入灌排通道1,經灌排泵6泵入人體的腹腔內,透析液的流向如圖4中的箭頭所示。

圖5為本發明的腹膜透析治療裝置進行從患者腹腔向外排泄液體的操作時的原理圖,如圖5和圖2中左數第3圖所示,三通閥4的兩個液體流通道12對準分別與灌排通道1和排廢通道3相連的兩個液體流通口13使得灌排通道1和排廢通道3通過三通閥4相連通,另一個液體流通道12被封閉。灌排泵6反向運轉,使腹腔中的液體流出來進入灌排通道1,進而進入排廢通道3排出。同時,加熱泵9停止運轉,液體的流向如圖5所示。

本發明的腹膜透析治療裝置還可實現當透析液溫度過高時的過熱保護,圖6為本發明的腹膜透析治療裝置進行過熱保護操作時的原理圖。當感知透析液的溫度高于體溫時,使三通閥4的兩個液體流通道12對準分別與供液通道2和排廢通道3相連的兩個液體流通口13使得供液通道2和排廢通道3通過三通閥4相連通,另一個液體流通道12封閉,同時灌排泵6停止運行,如圖6和圖2中左數第4圖所示,使透析液經排廢通道3排出,防止高于體溫的透析液進入人體對人身健康造成危害。

當腹膜透析治療裝置停止使用時,灌排泵6和加熱泵9均停止運行,三通閥4的三個液體流通道12均封閉,如圖2中的左數第5圖所示,此時灌排通道1、供液通道2和排廢通道3互不連通,可防止有液體流出。

本發明的腹膜透析治療裝置僅通過三通閥和雙向的灌排泵和單向的加熱泵即可完成上述所有操作,和現有的依靠十幾個閥門進行不同的邏輯組合來實現灌注和排廢的技術相比,大大簡化了結構,降低了對加工精度的要求,從而使得其成本降低,同時還使得操作簡便可靠。

作為本發明的優選,閥芯后端11a連接驅動裝置,驅動裝置優選為閥驅動電機14,如圖7所示,左圖為三通閥4的橫截面示意圖,右圖為三通閥4的縱截面和閥驅動電機14的示意圖,可通過操作閥驅動電機14,使閥芯11旋轉至需要的位置以進行相應的預沖洗、向腹腔灌注透析液、從腹腔排泄液體或過熱保護等操作。當然驅動裝置還可采用其他可驅動閥芯旋轉的驅動裝置,如,可由一個機械能旋轉裝置控制,該機械能旋轉裝置設計為一個旋鈕或旋轉手柄,以及其他通過機械能轉動的機構。

作為本發明的優選,所述灌排泵6和所述加熱泵9為蠕動泵或隔膜泵,使透析液不會與泵的內壁接觸,防止將其他物質帶入人體內對人體造成危害。蠕動泵的結構如圖8所示,左圖為蠕動泵的主視圖,右圖為蠕動泵的裝配結構圖,蠕動泵包括泵頭15、柔性的泵管28和驅動泵頭15旋轉的泵驅動電機16,泵頭15設有多個均勻布置的滾輪17。泵頭15還設有軸承18,并通過軸承18與泵驅動電機16連接。

在本領域內眾所周知,腹膜透析的效率與液體停留在腹膜腔內的時間直接相關,排出階段可就其持續時間進行限制,而該持續時間為排泄速度的函數。通常CAPD初始的排泄過程為200ml/min左右,隨著病人腹腔內壓力降低,該排泄速度也隨之降低,也就直接影響了整個透析時間。因此,在APD的設計中,如何動態調節用于灌排的泵速,以提高透析效率顯得尤為重要。

作為本發明的優選,本發明給予了一種解決方案:泵頭15與泵管28之間被設計成兩種接觸狀態:擠壓泵管狀態與非擠壓泵管狀態。具體地,通過泵頭軸承18連帶泵頭15上下移動來實現二種狀態的轉換,其中還包括了泵驅動電機16通過泵頭15內的齒輪轉動給予了動能。

當在擠壓泵管狀態下,泵頭15旋轉時,滾輪17擠壓柔性泵管28,使得柔性泵管28中的液體順著擠壓的方向流動,此時可按預想的要求設定灌排泵6的流速,此時,還可通過采用高精度的數字型、流量型蠕動泵計算出透析液的每次循環灌注量和累計灌注量。

在非擠壓泵管狀態下,泵頭15對泵管28沒有控制,保證在排出過程開始可依靠腹腔內的壓力實現廢液的自然排泄,并在腹腔內壓力降低并不值得繼續自然排泄時,再轉換泵管為擠壓狀態,此時還借助多個壓力傳感器間的壓力差進行動態調節灌排泵6的速度,一方面可縮短排出過程的時間,保證下一個循環的灌注量有效容積,以提高透析效率,另一方面還要保證排泄速度為病人安全的可接受范圍。在此后,還將描述所述的壓力傳感器的作用。

當然,以上僅為優選的方案,還可采用其他使得液體與泵不接觸的泵,并能滿足腹膜透析所需的灌注、保留、排出過程的操作要求。

加熱器8優選為加熱袋,所述加熱袋包括袋體和位于袋體一側或兩側的加熱片,所述袋體具有與供液管道連接通的進液口和出液口。為了保證加熱效率和均勻加熱,加熱袋在內含加熱膜或通過外側加熱片實現加熱功能的同時,結構上可設計為由多個彎曲管路的組成形式,保證液體從加熱器8進液口流入,以單向流動和保持給定流速的方式,從加熱器8出液口流出。

作為優選,所述灌排通道1、供液通道2和/或排廢通道3還設有至少一個用于檢測透析液的溫度的溫度傳感器19。在本實施例中,所述供液通道2和灌排通道1均設有用于檢測透析液的溫度的溫度傳感器19。排廢通道3可以設置亦可不設置溫度傳感器。溫度傳感器比人體感知透析液的溫度更可靠,可更準確、更及時地檢測出透析液的溫度,防止過熱的透析液流入人體。所述溫度傳感器與設有該溫度傳感器的通道之間設有隔膜器20,可防止溫度傳感器19與透析液接觸而污染透析液。

在本領域內眾所周知,腹膜透析過程中灌排壓力測量與控制是一個非常重要的因素,特別是如果連到病人的管路上的壓力增加超出警戒限制,可能對病人產生嚴重的傷害。作為優選,所述灌排通道1上設有至少一個用于檢測所述灌排通道1內的液壓的第一路壓力傳感器21,所述供液通道2上設有至少一個用于檢測所述供液通道2內的液壓的第二路壓力傳感器22,所述排廢通道3上設有至少一個用于檢測所述供排廢道內的液壓的第三路壓力傳感器23。通過各個壓力傳感器可獲知各個通道的壓力,當壓力過大時可調節三通閥或者相關的泵,以防止對患者造成傷害。本發明設計的上述三路壓力傳感器主要目的有以下作用:第一,實時動態監測灌注壓力及腹腔內的壓力,以此保證病人的安全。第二,在腹膜透析的排出過程中,利用壓力或管路間壓差的變化,通過流速計算出透析液每個循環的排出量和累計排出量。

所述第一壓力路傳感器21與所述灌排通道1之間、所述第二路壓力傳感器22與所述供液通道2之間和所述第三路壓力傳感器23與所述排廢通道3之間均設有隔膜器20,可防止液壓傳感器與液體直接接觸。

所述灌排通道1、排廢通道3和/或供液通道2設有至少一個流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器(圖中未示出)。即,灌排通道1、和排廢通道3均設有一個流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器,供液通道2可以設置上述傳感器,亦可不設置。

所述隔膜器20包括殼體24和位于所述殼體24內的隔膜25,如圖9所示,殼體可以是圖左圖中的柱形,還可以是如右圖中的球形。所述隔膜25將所述殼體24圍成的內腔分割成為與灌排通道1或供液通道2或排廢通道3相連通的第一腔26和與所述溫度傳感器19或壓力傳感器連接的第二腔27。隔膜器的第一腔具有用于與通道連接的第一接頭29,第二腔具有用于與溫度傳感器或壓力傳感器連接的第二接頭30。溫度傳感器19可通過檢測與透析液直接接觸的隔膜25的溫度來確定透析液的溫度。壓力傳感器可通過檢測隔膜25的形變或者隔膜25形變造成的第二腔27內的氣壓或液壓變化來確定液體的液壓。隔膜25優選為由無脫落的顆粒或散粒釋放到流體中并生物相容性良好的材料制成,如由硅酮、聚亞安酯、BiopureTM、KratonTM、PebaxTM或者SantopreneTM中任一種或幾種材料制成。

作為優選,所述腹膜透析治療裝置還包括控制裝置31(如圖10所示),所述控制裝置31與所述第一路壓力傳感器21、第二路壓力傳感器22、第三路壓力傳感器23和閥驅動電機14、灌排泵6、加熱泵9連接以實時監測各個通道的壓力并根據灌排通道1、供液通道2和排廢通道3內壓力或各通道內壓力之間的關系及時地調整閥驅動電機14、灌排泵6和加熱泵9,實現動態調節灌排泵6的流速及實時控制三通閥4的狀態,其中還包括了當病人相對于腹膜透析機(APD)的位置以及透析液袋的位置變化,而影響到灌注腹腔內壓力時,考慮應調節流速的必要性,使壓力和流速控制在最合理的范圍內,從而更充分地發揮腹膜透析的治療功能。

本發明設計的三路壓力傳感器及控制裝置具有以下作用:第一,實時動態監測灌注壓力及腹腔內的壓力及其之間的壓力差防止灌注腹腔的液體流造成腹腔內產生過高的壓力以保證病人的安全。第二,如前所述,可利用上述三路壓力傳感器獨立的壓力數值變化或其之間的壓力差值變化,實現動態調節灌排泵6的流速并實時控制三通閥4的導通或關閉狀態,其中還包括了當病人相對于腹膜透析機(APD)的位置以及透析液袋的位置變化,而導致灌注腹腔內液體流產生過高的壓力時通過調節流速進行反饋控制。第三,在腹膜透析的排出過程中,可利用管路內壓力數值及管路間壓差的變化,與排出量建立一個動態相關性的數學模型,以保證灌注腹腔內液體流始終處于一個安全壓力閾值范圍內,或者保證灌注腹腔內的累計液體流量始終處于一個安全流量閾值范圍內。

在本實施例中,所述控制裝置還與所述溫度傳感器19連接以根據透析液的溫度控制閥調節驅動電機14、灌排泵6、加熱器8和加熱泵9,使得透析液的溫度維持在最適于人體或最能發揮其功能的范圍。以上方案實現了腹膜透析治療裝置的自動控制,使得三通閥4的動作及時且可靠,避免了操作人員遺忘或者遲延操作產生的問題。

所述控制裝置還與所述灌排通道、供液通道和排廢通道設置的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器連接,實現數據的自動計算和保存。

本發明的腹膜透析治療裝置可是設置成管路式,即,所述灌排通道1、供液通道2和排廢通道3由輸液管構成,并與三通閥4和加熱器8密封連接,如圖1所示。其中,所述灌排通道1、供液通道2、排廢通道3、三通閥4和加熱器8由醫用塑膠材料制成。

本發明的腹膜透析治療裝置還可以集成化設置為一個可置換的卡盒,即,所述灌排通道1、供液通道2、排廢通道3、泵管、三通閥和加熱器8集成于一個可置換卡盒上,如圖10所示,使用時,使可置換的卡盒與其他裝置相配合。所述的隔膜器根據其上述設計原理,也可整合到或設計在卡盒內,溫度傳感器可直接通過隔膜25測量透析液的溫度,壓力傳感器可分別直接通過隔膜25測量灌排通道1、供液通道2、排廢通道3內的壓力以及相互間的壓差。根據壓力或壓差變化以及卡盒固定容積,本發明還可精確地對透析液的灌注量、排出量進行計算,并有效控制病人腹腔的壓力。

作為優選,所述加熱器8包括設于所述可置換卡盒上且允許所述透析液通過的加熱管道(圖中未示出)和設于所述可置換卡盒上用于向所述加熱管道內的透析液傳遞熱量的加熱片或者加熱膜(圖中未示出),所述加熱管道的進液口和出液口均與所述供液通道相連通。

本發明還提供一種上述腹膜透析治療裝置的操作方法,包括至少以下操作模式:

加熱模式:調節三通閥使供液通道與灌排通道之間被切斷,開啟加熱泵,透析液在加熱泵的作用下自透析液袋流出,并流入加熱器被加熱器加熱后流入供液通道;

灌注模式:當被加熱器加熱后的透析液的溫度符合灌注要求的溫度范圍時,連通灌排通道和人體腹腔,調節三通閥使灌排通道和供液通道相連通,同時,排廢通道與供液通道之間和排廢通道與灌排通道之間均不連通,開啟灌排泵并設定灌排泵的工作方向,灌排泵的工作方向使得透析液在灌排泵的作用下通過供液通道和三通閥進入灌排通道并流向人體的腹腔,從而實現將透析液注入到人體腹腔內;

排廢模式:調節三通閥使灌排通道和排廢通道連通,同時,供液通道與灌排通道之間和供液通道與排廢通道之間均不連通,使灌排泵的運轉方向與灌注模式下的工作方向相反,使腹腔內的液體順序通過灌排通道、三通閥進入排廢通道并流出,從而實現將腹腔內的廢液排出體外。

作為優選,還包括過熱保護模式:當供液通道或者灌排通道內的透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,關閉灌排泵和加熱器,調節三通閥,使供液通道與排廢通道相連通,同時,灌排通道與供液通道之間和灌排通道與供液通道之間的連通被切斷,過熱的透析液自供液通道、三通閥和排廢通道排出;或者當供液通道或者灌排通道內透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,進入排廢模式。

作為優選,在加熱模式之前還具有對管道進行預沖洗的模式,具體為:調節三通閥使供液通道與灌排通道和排廢通道均相互連通,透析液自透析液袋經過供液通道分別流入灌排通道和排廢通道并排出,實現對管道的預沖洗。

在待機狀態時,使供液通道、灌排通道和排廢通道均互不連通,并關閉灌排泵。

本發明還提供另一種上述腹膜透析治療裝置的操作方法,在該種腹膜透析治療裝置中具有控制裝置,包括以下操作模式:

加熱模式:調節三通閥使供液通道與灌排通道之間被切斷,開啟加熱泵,透析液在加熱泵的作用下自透析液袋流出,并流入加熱器被加熱器加熱后流入供液通道,控制裝置根據供液通道設置的溫度傳感器傳來的數據控制三通閥、加熱泵和加熱器,當供液通道透析液的溫度低于灌注要求的溫度范圍時,繼續加熱,當供液通道透析液的溫度符合灌注要求的溫度范圍時,進入灌注模式;

灌注模式:連通灌排通道和人體腹腔,控制裝置調節三通閥使灌排通道和供液通道相連通,排廢通道與供液通道之間和排廢通道與灌排通道之間均不連通,同時控制裝置開啟灌排泵并設定灌排泵的工作方向,灌排泵的工作方向使得透析液在灌排泵的作用下通過供液通道和三通閥進入灌排通道并流向人體的腹腔,從而實現將透析液注入到人體腹腔內,第一路壓力傳感器檢測供液通道的壓力和/或第二路壓力傳感器檢測灌排通道壓力并反饋到控制裝置,所述控制裝置根據反饋得到的壓力數值控制三通閥和灌排泵的動作;

排廢模式:根據治療要求需要排出人體腹腔內的廢液時,控制裝置調節三通閥使灌排通道和排廢通道連通,同時,供液通道與灌排通道之間和供液通道與排廢通道之間均不連通,使灌排泵的運轉方向與灌注模式下的工作方向相反,使腹腔內的液體順序通過灌排通道、三通閥進入排廢通道并流出,從而實現將腹腔內的廢液排出體外。

作為優選,當供液通道的壓力和/或灌排通道壓力數值達到第一設定值時,控制裝置控制腹膜透析治療裝置進入排廢模式。

作為優選,在灌注模式中,控制裝置計算供液通道的壓力和灌排通道的壓力二者之間的差值,當差值到第二設定值時,控制裝置控制腹膜透析治療裝置進入排廢模式。

作為優選,還包括過熱保護模式:當供液通道或者灌排通道內透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,控制裝置根據溫度傳感器反饋的數據關閉灌排泵和加熱器,同時調節三通閥使供液通道與排廢通道相連通并使灌排通道與供液通道之間和灌排通道與排廢通道之間切斷,使過熱的透析液經供液通道、三通閥和排廢通道排出;或者當供液通道或者灌排通道內透析液的溫度高于灌注要求的溫度范圍時,控制裝置控制腹膜透析治療裝置進入排廢模式。

作為優選,控制裝置根據灌排通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器傳來的數據計算出每次灌注灌入人體腹腔內的透析液的量及多次灌注所灌入人體腹腔內的透析液累計量,亦可通過設置控制裝置設置每次灌注的透析液的量或者灌注時間,當灌注量達到設定的數值或者時間時,控制裝置調節三通閥和灌排泵,使整個用于腹膜透析的液體輸送系統從灌注模式轉到排廢模式。控制裝置根據排廢通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器傳來的數據可計算出每次排廢排出的廢液的量及多次排廢排出的廢液的累計量。當然,控制裝置還可根據供液通道上的流量傳感器和/或重量傳感器和/或光學傳感器傳來的數據計算出每次灌注所供應的透析液的量及多次灌注所供應的透析液累計量。

在本發明中,第一設定值、第二設定值和第三設定值可根據本領域的技術人員的基本常識及患者的狀況進行設定。

以上實施例僅為本發明的示例性實施例,不用于限制本發明,本發明的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員在本發明的實質和保護范圍內,對本發明做出的各種修改或等同替換也落在本發明的保護范圍內。

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