本發(fā)明涉及透析設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的血液透析裝置。

背景技術(shù)：

透析相關(guān)心律失常是血液透析患者常見的并發(fā)癥，以心房顫動、室性心律失常等多見，常影響透析的正常進(jìn)行，透析中低血鉀是可能的原因之一。鉀是人體內(nèi)重要的電解質(zhì)之一，是細(xì)胞內(nèi)的主要陽離子，是心肌細(xì)胞電生理活動的基本離子，正常鉀離子水平是維持心臟電生理活動的基礎(chǔ)。尿毒癥患者透析前多數(shù)有高血鉀，嚴(yán)重的高血鉀會容易誘發(fā)患者心跳驟停甚至猝死，但是在透析過程中，隨著鉀離子通過透析膜而被清除，以及酸中毒的糾正，使鉀離子從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)一步使血鉀降低。會使患者的心肌復(fù)極化異常，誘發(fā)心律失常。對于有高齡、有心臟基礎(chǔ)疾病的患者來說更易發(fā)生。對于透析相關(guān)性心律失常，通常采取的措施是吸氧、減慢血流量、限制體重、降低超濾率、加強(qiáng)營養(yǎng)、改善心肌功能及應(yīng)用抗心律失常藥物等治療，透析液可使用相對高鉀的濃度。但是采用高鉀透析液帶來的后果就是對于K的清除不夠充分，加之透析間期攝食、代謝產(chǎn)生的鉀，極易造成下次透析前的高血鉀，使患者猝死的風(fēng)險(xiǎn)較大。

因此，如何能夠在保證透析清除鉀充分的基礎(chǔ)上調(diào)整透析液中鉀的濃度來減少此類心律失常的發(fā)生，是臨床面臨的重要課題。

低鉀相關(guān)的心律失常多發(fā)生于透析初期，因?yàn)榇藭r(shí)透析液中的鉀濃度與血鉀濃度差較大，易誘發(fā)心律失常。隨著透析治療的繼續(xù)進(jìn)行，對于血鉀的清除增加，透析液鉀與血鉀濃度梯度變小,心律失常風(fēng)險(xiǎn)減少。因此，在治療過程中，不斷調(diào)整透析液的鉀離子濃度是非常關(guān)鍵的。

目前市場上的全部血液透析裝置均不具有鉀離子調(diào)節(jié)功能，因此，需要開發(fā)一種新的血液透析裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的血液透析裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種能夠自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的血液透析裝置，包括平衡腔、透析器、第一吸液泵、第二吸液泵及第三吸液泵，第一吸液泵用于泵入B液，以與反滲水混合形成第一混合液，第二吸液泵用于泵入第一A液，第三吸液泵用于泵入第二A液，第一A液和第二A液與第一混合液混合形成第二混合液；第二混合液進(jìn)入平衡腔后進(jìn)入透析器，與透析器內(nèi)的患者的血液進(jìn)行交互；其中，第一A液和第二A液為具有不同鉀離子濃度的液體，能夠通過調(diào)節(jié)第二吸液泵與第三吸液泵的泵入量，調(diào)節(jié)第一A液和第二A液的泵入比例，使得第二混合液中鉀離子的實(shí)際濃度值與第二混合液中的鉀離子的預(yù)設(shè)濃度值一致。

一種自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的方法，用于血液透析裝置，其中，血液透析裝置，包括平衡腔、透析器、第一吸液泵、第二吸液泵及第三吸液泵，第一吸液泵用于泵入B液，以與反滲水混合形成第一混合液，第二吸液泵用于泵入第一A液，第三吸液泵用于泵入第二A液，第一A液和第二A液為具有不同鉀離子濃度的液體，第一A液和第二A液與第一混合液混合形成第二混合液；第二混合液進(jìn)入平衡腔后進(jìn)入透析器，與透析器內(nèi)的患者的血液進(jìn)行交互，其中，自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的方法包括：

通過調(diào)節(jié)第二吸液泵與第三吸液泵的泵入量，調(diào)節(jié)第一A液和第二A液的泵入比例，使得第二混合液中鉀離子的實(shí)際濃度值與第二混合液中的鉀離子的預(yù)設(shè)濃度值一致。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的血液透析裝置通過第三吸液泵吸取不同鉀離子濃度的A液，完成在血液透析治療過程中不斷調(diào)整的鉀離子變化，夠在保證透析清除鉀充分的基礎(chǔ)上調(diào)整透析液中鉀的濃度，提高治療效果，減少患者并發(fā)癥的可能性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的能夠自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的血液透析裝置的連接示意圖。

圖2為透析治療過程中鉀離子濃度隨時(shí)間變化曲線圖。

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的能夠自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的血液透析裝置的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。

本實(shí)施例的血液透析裝置是尿毒癥等患者進(jìn)行日常治療的設(shè)備，不是急診設(shè)備，通常治療時(shí)間在4小時(shí)左右。

以下，對本實(shí)施例的血液透析裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的血液透析裝置的主要工作部件包括加熱腔2、齒輪泵31、32、第一吸液泵51、第二吸液泵52、第三吸液泵53及平衡腔7。另外，本發(fā)明實(shí)施例的透析機(jī)具有反滲水進(jìn)水口1、廢液排放口8和用于連接透析器40的透析器接口。本發(fā)明實(shí)施例的透析機(jī)也可以包括透析器40。

在將透析器40連接于透析器接口之后，透析器40的廢液側(cè)連接有第二齒輪泵32，第二齒輪泵32連接至平衡腔7的左腔側(cè)。

第一吸液泵51用于泵入B液，第二吸液泵52用于泵入第一A液，第三吸液泵53用于泵入第二A液。

在本發(fā)明實(shí)施例的血液透析裝置工作過程中，反滲水從反滲水進(jìn)水口1進(jìn)入，經(jīng)過第一齒輪泵31后，依次經(jīng)過第一吸液泵51、第二吸液泵52及第三吸液泵53，與上述吸液泵吸取的液體混合，混合后的透析液在平衡腔7內(nèi)配置好并流出，經(jīng)過透析器40與患者的血液交互，使得患者的血液完成凈化，廢液再通過第二齒輪泵32，移動到平衡腔7后排出。以此反復(fù)，直至治療結(jié)束。

圖3示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的能夠自動調(diào)節(jié)鉀離子濃度的血液透析裝置，其在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上具有以下改變。

血液透析裝置還包括流量傳感器41、42、電導(dǎo)度傳感器61、62。透析器40的透析液側(cè)連接有第二流量傳感器42，第二流量傳感器42連接至平衡腔7右腔側(cè)。而第一流量傳感器41則可設(shè)置在第一齒輪泵31與第一吸液泵51之間。

另外，在第一吸液泵51與第二吸液泵52之間，還設(shè)置有第一電導(dǎo)度傳感器61，用于檢測反滲水與B液混合后的濃度。在第三吸液泵53后，可設(shè)置有第二電導(dǎo)度傳感器62，用于檢測反滲水與B液、第一A液及第二A液混合后的濃度。本實(shí)施例中，第二電導(dǎo)度傳感器62設(shè)于平衡腔7與透析器40之間，透析液在平衡腔7得到充分混合，因此，第二電導(dǎo)度傳感器62檢測到的濃度值更加準(zhǔn)確。在其他實(shí)施例中，第二電導(dǎo)度傳感器62也可設(shè)于第三吸液泵53與平衡腔7之間。

第一吸液泵51、第二吸液泵52及第三吸液泵53可為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的活塞泵。

平衡腔7是本發(fā)明實(shí)施例的透析機(jī)的核心部件。

平衡腔7為容積固定的腔體，中間被一層膜分成相等的兩部分，膜可以自由地在腔體內(nèi)移動。腔體膜的每一側(cè)都連接兩個(gè)閥門，一個(gè)用于液體的流入，一個(gè)用于液體的流出。通常在使用過程中，一側(cè)的入水閥門打開，出水閥門關(guān)閉，另一側(cè)的出水閥門打開，入水閥門關(guān)閉。當(dāng)入水一側(cè)的液體充滿全部平衡腔7時(shí)，另一側(cè)的液體完全排空。在本發(fā)明實(shí)施例的透析機(jī)的平衡腔7，由平衡腔71和平衡腔72兩套平衡腔組成，每個(gè)平衡腔均具有左右兩個(gè)腔體，因此，可以稱兩個(gè)左腔所在的一側(cè)為平衡腔7的左腔側(cè)，兩個(gè)右腔所在的一側(cè)為平衡腔7的右腔側(cè)。8個(gè)閥門1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、4B分別置于平衡腔71和平衡腔72的兩側(cè)，也即分別為平衡腔71的右腔、平衡腔71的左腔、平衡腔72的右腔和平衡腔72的左腔的閥門，其中“A”表示入水閥門，“B”表示出水閥門。

在本發(fā)明實(shí)施例的血液透析裝置工作過程中，反滲水從反滲水進(jìn)水口1進(jìn)入，經(jīng)過第一齒輪泵31后，經(jīng)第一吸液泵51與B液按比例混合，經(jīng)第二吸液泵52與和A液按照比例混合，再經(jīng)第三吸液泵53第一A液或第二A液?；旌虾蠼?jīng)過閥門1A進(jìn)入平衡腔71右腔，同時(shí)將平衡腔71左腔的廢液經(jīng)過閥門2B排出；于此同時(shí)，配置好的透析液從平衡腔72右腔經(jīng)過閥門3B流出，經(jīng)過透析器40與患者的血液交互，使得患者的血液完成凈化，廢液再通過第二齒輪泵32，移動到平衡腔72左腔。切換平衡腔，反滲水和A液、B液混合后經(jīng)過閥門3A進(jìn)入平衡腔72右腔，同時(shí)將左腔廢液經(jīng)過閥門4B排出；平衡腔71右腔透析液經(jīng)過第二齒輪泵32進(jìn)入平衡腔71左腔，完成平衡腔7一個(gè)循環(huán)周期的透析治療。以此反復(fù)，直至治療結(jié)束。

以下，對如何進(jìn)行鉀離子濃度的調(diào)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)說明。

第一吸液泵51用于泵入B液，第二吸液泵52用于泵入第一A液，第三吸液泵53用于泵入第二A液，B液、第一A液和第二A液均具有固定濃度。第一A液和第二A液為具有不同鉀離子濃度的液體，其中第一A液為低鉀濃度液體，第二A液為高鉀濃度液體。隨著治療的不斷進(jìn)行，以及患者的治療參數(shù)反饋，第二吸液泵52和第三吸液泵53吸入第一A液和第二A液的比例不斷變化，因此完成在血液透析治療過程中不斷調(diào)整的鉀離子變化。

參照圖2，根據(jù)上述實(shí)施例的血液透析裝置，可通過以下方式進(jìn)行鉀離子自動調(diào)整：

設(shè)置透析開始時(shí)的鉀離子濃度的初始值：K(0)，通常設(shè)置為低于患者透析前血鉀濃度1mmol/l。

設(shè)置治療過程中需要的攝入鉀離子的濃度值：K(c)，即不使用自動調(diào)節(jié)程序調(diào)控時(shí)的透析液鉀離子濃度值，濃度值K(c)介于第一A液中鉀離子濃度和第二A液中鉀離子濃度之間。

在治療過程中，透析液中鉀離子的濃度隨時(shí)間變化應(yīng)該滿足以下公式：

K(t)＝K(0)*e^-ɑt 公式一

即參照圖2，治療過程中，鉀離子濃度緩慢下降，其中K(t)為當(dāng)前時(shí)間的透析液鉀離子濃度；ɑ為鉀離子調(diào)節(jié)系數(shù)，其為常數(shù)，并根據(jù)每次治療參數(shù)而設(shè)定，由于治療參數(shù)不同，ɑ會發(fā)生改變?？筛鶕?jù)治療參數(shù)計(jì)算出ɑ，具體計(jì)算方法如下：

使用鉀離子自動調(diào)節(jié)程序的目的是為了保證透析液彌散入血的鉀離子的總量與常規(guī)狀態(tài)下鉀離子的彌散量相等，因此在治療時(shí)間一半，即T/2小時(shí)的時(shí)候，K(t)值應(yīng)為K(c)，透析前一半時(shí)間的彌散量應(yīng)等于后一半時(shí)間的彌散量，因此，滿足以下公式：

將公式一帶入到公式二中得到以下公式三：

在公式三中，K(0)值、K(c)值為已知的治療參數(shù)，T指的是本次治療的總時(shí)間，上述數(shù)值可由醫(yī)生根據(jù)患者的病情來提供。其中，e為自然常數(shù)，等于2.71828。因此，根據(jù)公式三可以計(jì)算出本次治療對應(yīng)的常數(shù)α。

接著，將計(jì)算出的常數(shù)α帶入公式一，從而計(jì)算出K(t)，即，每一時(shí)刻對應(yīng)的透析液中鉀離子的濃度值K(t)。因此，可根據(jù)計(jì)算出的鉀離子的濃度值，通過調(diào)節(jié)第二吸液泵52與第三吸液泵53的泵入量，調(diào)節(jié)第一A液和第二A液的泵入比例，使得混合后的透析液中的鉀離子的濃度值與計(jì)算出的鉀離子的濃度值一致。

此外，由第二電導(dǎo)度傳感器監(jiān)測出的電導(dǎo)度值與當(dāng)前的K(t)值呈一定的正比關(guān)系，當(dāng)?shù)诙妼?dǎo)度傳感器反饋的電導(dǎo)度值超出了額定范圍，(即此對應(yīng)關(guān)系出現(xiàn)紊亂)，則設(shè)備發(fā)生報(bào)警。

綜上所述，本發(fā)明的血液透析裝置通過兩個(gè)吸液泵分別吸取不同鉀離子濃度的A液，完成在血液透析治療過程中不斷調(diào)整的鉀離子變化，夠在保證透析清除鉀充分的基礎(chǔ)上調(diào)整透析液中鉀的濃度，提高治療效果，減少患者并發(fā)癥的可能性。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。