一种血液净化装置的液体平衡系统及应用
阅读：99发布：2020-06-15
专利汇可以提供一种血液净化装置的液体平衡系统及应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种血液 净化 装置的液体平衡系统，包括有 透析 置换液通路、废液处理通路、计量装置、透析置换液 泵 电驱动装置、废液泵电驱动装置、平衡控制装置。本发明还进一步提供了一种血液净化装置中控制液体平衡的方法。本发明提供的一种血液净化装置的液体平衡系统及应用，采用 超 声波 流量 传感器 ，不需要 接触 透析置换液，避免交叉感染的 风 险；同时，通过 超声波 流量传感器与带有 负反馈 回路的 电机 相结合，实时反馈调节泵运转速度，以达到精确计量，安全 治疗 ，适应在各种恶劣的环境条件中正常工作。，下面是一种血液净化装置的液体平衡系统及应用专利的具体信息内容。
1.一种血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，包括以下部分：
透析置换液通路(1)，所述透析置换液通路(1)包括第一管路(11)、透析置换液泵(12)、第一流量传感器(14)；所述第一管路(11)受透析置换液泵(12)驱动，与所述血液净化装置的滤器(3)相连通；所述第一流量传感器(14)设置在第一管路(11)上，所述第一流量传感器(14)为超声波流量传感器；
废液处理通路(2)，所述废液处理通路(2)包括第二管路(21)、废液泵(22)、第二流量传感器(24)；所述第二管路(21)受废液泵(22)驱动，所述第二管路(21)连通所述血液净化装置的滤器(3)并通往废液出口；所述第二流量传感器(24)设置在第二管路(21)上，所述第二流量传感器(24)为超声波流量传感器；
计量装置(400)，用于接收超声波流量传感器发出的信号并计算流量，输出流量信号；
透析置换液泵电驱动装置(900)，用于驱动透析置换液泵(12)的转动；
废液泵电驱动装置(700)，用于驱动废液泵(22)的转动并发送电机速度反馈信号；
平衡控制装置(800)，与计量装置(400)及废液泵电驱动装置(700)相连，接收来自计量装置(400)的流量信号以及来自废液泵电驱动装置(700)的电机速度反馈信号，并向废液泵电驱动装置(700)发送电机转速控制信号；
所述计量装置(400)，包括以下部分：
信号转换电路(410)，用于将来自超声波流量传感器的电流信号转换为电压信号；
信号采集电路(420)，与信号转换电路(410)相连，用于将电压信号再转换为数字信号；
数据处理单元(430)，与信号采集电路(420)相连，用于接受数字信号并通过公式Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ计算输出流量值；
其中，v1：通过第一流量传感器(14)的液体流速的瞬时当量值；v2：通过第二流量传感器(24)的液体流速的瞬时当量值；t：累计时间；V1：累计通过第一流量传感器(14)的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器(24)的液体总量；
v＝(Vot/Vmax)×vmax (Ⅴ)，
其中，v：液体流速的瞬时当量值；Vot：液体流速的瞬时数字电压信号；Vmax：液体最大流速对应的数字电压信号；vmax：液体最大流速当量值；
所述平衡控制装置(800)，包括以下部分：
实际超滤总量计算单元(810)，用于根据公式Ⅲ计算获得实际超滤总量；
UF＝V2-V1 (Ⅲ)，
其中，UF：实际超滤总量；V1：累计通过第一流量传感器(14)的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器(24)的液体总量；
设定超滤总量单元(820)，用于设定超滤总量；
信号反馈单元(840)，与废液泵电驱动装置(700)相连，接收来自废液泵电驱动装置(700)的电机速度反馈信号；
废液泵转速调整计算单元(830)，分别与实际超滤总量计算单元(810)、设定超滤总量单元(820)及信号反馈单元(840)相连，根据公式Ⅳ计算废液泵(22)的电机转速；
v废＝v废0+(UFref–UF)/(t×V步) (Ⅳ)，
其中，v废：废液泵(22)的电机转速；v废0：废液泵(22)当前电机转速；UFref：设定超滤总量；
UF：实际超滤总量；t：累计时间；V步：废液泵(22)电机每转对应的流量；
信号发送单元(850)，与废液泵转速调整单元(830)及废液泵电驱动装置(700)相连，向废液泵电驱动装置(700)发送调整电机转速为v废的电机转速控制信号。
2.根据权利要求1所述的血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，还包括以下部分：
动脉血液通路(5)，所述动脉血液通路(5)包括第三管路(51)、血泵(52)；所述第三管路(51)受血泵(52)驱动，与所述血液净化装置的滤器(3)相连通；
静脉血液通路(6)，所述静脉血液通路(6)包括第四管路(61)；所述第四管路(61)连通所述血液净化装置的滤器(3)并通往血液输出口。
3.根据权利要求1所述的血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，所述超声波流量传感器包括以下部件：
固定部件(A)，用于将超声波流量传感器固定于第一管路(11)或第二管路(21)上；
超声波发射器(B)，设置在第一管路(11)或第二管路(21)的一侧，用以向第一管路(11)或第二管路(21)发射超声波；
超声波接收器(C)，设置在第一管路(11)或第二管路(21)的另一侧与超声波发射器(B)相对，用以接收来自所述超声波发射器(B)并传输到超声波接收器(C)的超声波信号并输出电流信号。
4.根据权利要求1所述的血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，所述信号转换电路(410)包括有串联的采样电阻(411)和电流转电压模块(412)，所述电流转电压模块(412)将接受到的电流信号转换为电压信号。
5.根据权利要求1所述的血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，所述废液泵电驱动装置(700)，包括以下部分：
废液泵电机(720)，与废液泵电机驱动器(710)相连，用于驱动废液泵(22)的转动；所述废液泵电机(720)带有负反馈回路，发送电机速度反馈信号；
废液泵电机驱动器(710)，与废液泵电机(720)及平衡控制装置(800)相连，接收平衡控制装置(800)发送的电机转速控制信号并控制废液泵电机(720)转速，接收废液泵电机(720)发出的电机速度反馈信号并传输给平衡控制装置(800)。
6.根据权利要求1所述的血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，所述透析置换液泵电驱动装置(900)，包括以下部分：
透析置换液泵电机(920)，用于驱动透析置换液泵(12)的转动；
透析置换液泵电机驱动器(910)，与透析置换液泵电机(920)相连，用于控制透析置换液泵电机(920)的转速。
7.根据权利要求1或2所述的血液净化装置的液体平衡系统，其特征在于，所述滤器(3)的内腔内设有滤膜，滤膜将滤器(3)内腔分隔成血液流动空间及透析液/废液流动空间；第一管路(11)选择性地接入滤器(3)的透析液/废液流动空间或血液流动空间，第二管路(21)连通滤器(3)的透析液/废液流动空间，第三管路(51)接入滤器(3)的血液流动空间，第四管路(61)接出滤器(3)的血液流动空间。
8.一种血液净化装置中控制液体平衡的方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤S101，在透析置换液通路中设置第一流量传感器，利用第一流量传感器根据公式Ⅰ获得累计时间内通过第一流量传感器的液体总量V1；在废液处理通路中设置第二流量传感器，利用第二流量传感器根据公式Ⅱ获得累计时间内通过第二流量传感器的液体总量V2；
所述公式Ⅰ为： 所述公式Ⅱ为： 其中，v1：通过第一流量传感器的液体流
速的瞬时当量值；v2：通过第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值；t：累计时间；V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
步骤S102，根据公式Ⅲ获得实际超滤总量UF，所述公式Ⅲ为：UF＝V2-V1；
步骤S103，获得设定超滤总量UFref；
步骤S104，获得废液泵当前电机转速v废0；
步骤S105，按公式Ⅳ计算废液泵(22)的电机转速v废，所述公式Ⅳ为：v废＝v废0+(UFref–UF)/(t×V步)，其中，v废：废液泵的电机转速；v废0：废液泵当前电机转速；UFref：设定超滤总量；UF：实际超滤总量；t：累计时间；V步：废液泵(22)电机每转对应的流量；
步骤S106，调整电机转速为v废。
9.根据权利要求8所述的血液净化装置中控制液体平衡的方法，其特征在于，步骤S101中，所述通过第一流量传感器或第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值根据公式Ⅴ进行计算，所述公式Ⅴ为：v＝(Vot/Vmax)×vmax，其中，v：液体流速的瞬时当量值；Vot：液体流速的瞬时数字电压信号；Vmax：液体最大流速对应的数字电压信号；vmax：液体最大流速当量值。
一种血液净化装置的液体平衡系统及应用
技术领域
[0001] 本发明属于血液净化技术领域，涉及一种血液净化装置的液体平衡系统及应用，具体涉及一种便携式连续性血液净化装置的液体平衡系统及应用。
背景技术
[0002] CRRT(continuous renal replacement therapy，连续性肾脏替代治疗)，又名CBP(continue blood purification，床旁血液滤过)，是一种采用每天24小时或接近24小时的一种长时间、连续的体外血液净化疗法以替代受损肾功能的技术。CRRT临床应用目标是清除体内过多水分，清除体内代谢废物、毒物，纠正水电解质紊乱，确保营养支持，促进肾功能恢复及清除各种细胞因子、炎症介质。CRRT能实现透析/滤过，灌流，超滤等血液净化治疗，具有体外循环的安全保障系统。
[0003] 但是，CRRT设备仍然存在缺陷：其体积仍然较为庞大笨重，不易搬运，更不能够满足随军事行动便携携带的需要。在军事行动或非战争军事行动的一线战创伤救治的血液净化治疗中，野外环境严酷，对电源、水源、设备的重量和设备的操作要求极高，现有技术中CRRT不易便携携带，且在颠簸、摇摆和振动的环境下容易损坏或造成仪器不稳定，完全不能工作，无法实施紧急救治。目前尚没有国外或国产的适用战时一线救治及野外救援、灾难救援的小型便携式连续性血液净化装置。
[0004] 而且，公知的CRRT设备最核心的关键技术是液体平衡精度和液体脱水精度的控制与监控，其中控制技术主要分为两种：液体重量计量技术与液体容积计量技术。液体重量计量技术是通过电子称重元器件，如电子天平，直接称量置换液与废液的重量，从而实现对液体进出平衡与脱水精度的控制。重量计量技术能够直接对液体的实际重量进行测量，但是由于电子天平要求在稳定无晃动的环境下才能进行精确计量，因此在治疗环境变化的情况下，如抗震救灾现场、救护车等交通工具上都无法使用。而液体容积计量技术是通过腔体容积固定的柱塞泵作为液体驱动装置，记录柱塞每动作一次，流出的液体体积都是固定的方式，实现对液体流量的控制。但是，液体容积计量技术并不能直接测量液体的流量精度，而是通过间接测量的方式进行流量推算控制，具有先天缺陷。也就是说，液体容积计量技术从它的工作原理上决定了其并不能直接测量液体的进出量，而是通过监测容积泵的机械动作次数与周期来实现，认为柱塞容积每次动作流出的液体容积都是固定的，但实际使用过程中，很多条件决定了容器容积固定不等于液体流出的容积固定。因此面对流量误差，现有的CRRT机无法及时作出反应和调整，存在较大的安全隐患。另外，现有CRRT设备还使用平衡腔方式保证废液和透析液的平衡，通过另外超滤泵进行病人脱水。但是，平衡腔的方式会接触液体，存在交叉感染的风险，每个病人使用完毕必须进行消毒处理，步骤繁琐、效率低下。
[0005] 因此，如何在颠簸、摇摆和振动的环境下，在一种小型便携式连续性血液净化装置中分别实现透析/滤过，灌流，超滤等血液净化治疗过程，同时保持装置中液体的平衡，仍然是一个亟待解决的问题。
发明内容
[0006] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种血液净化装置的液体平衡系统及应用，用于解决缺乏一种方便携带的血液净化装置上受震动等环境影响比较小，避免交叉感染，计量精准，调节、反馈、控制、平衡精准的液体平衡系统的问题。
[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种血液净化装置的液体平衡系统，包括以下部分：
[0008] 透析置换液通路，所述透析置换液通路包括第一管路、透析置换液泵、第一流量传感器；所述第一管路受透析置换液泵驱动，与所述血液净化装置的滤器相连通；所述第一流量传感器设置在第一管路上，所述第一流量传感器为超声波流量传感器；
[0009] 废液处理通路，所述废液处理通路包括第二管路、废液泵、第二流量传感器；所述第二管路受废液泵驱动，所述第二管路连通所述血液净化装置的滤器并通往废液出口；所述第二流量传感器设置在第二管路上，所述第二流量传感器为超声波流量传感器；
[0011] 透析置换液泵电驱动装置，用于驱动透析置换液泵的转动；
[0012] 废液泵电驱动装置，用于驱动废液泵的转动并发送电机速度反馈信号；
[0013] 平衡控制装置，与计量装置及废液泵电驱动装置相连，接收来自计量装置的流量信号以及来自废液泵电驱动装置的电机速度反馈信号，并向废液泵电驱动装置发送电机转速控制信号。
[0014] 优选地，所述一种血液净化装置的液体平衡系统，还包括以下部分：
[0015] 动脉血液通路，所述动脉血液通路包括第三管路、血泵；所述第三管路受血泵驱动，与所述血液净化装置的滤器相连通；
[0016] 静脉血液通路，所述静脉血液通路包括第四管路；所述第四管路连通所述血液净化装置的滤器并通往血液输出口。
[0017] 优选地，所述超声波流量传感器包括以下部件：
[0018] 固定部件，用于将超声波流量传感器固定于第一管路或第二管路上；
[0019] 超声波发射器，设置在第一管路或第二管路的一侧，用以向第一管路或第二管路发射超声波；
[0020] 超声波接收器，设置在第一管路或第二管路的另一侧与超声波发射器相对，用以接收来自所述超声波发射器并传输到超声波接收器的超声波信号并输出电流信号。
[0021] 更优选地，所述固定部件包括有上盖、下托，所述下托上表面上设有管路固定卡槽，所述上盖与下托活动连接。
[0022] 进一步地，所述下托的一侧与上盖的一侧呈翻盖式活动连接，下托的另一侧设有卡扣，所述卡扣的上部凸出于下托的上表面，并与上盖的另一侧活动式卡接。其中，翻盖式活动连接是指下托的一侧与上盖的一侧相连接，并使上盖可翻转活动。活动式卡接是指上盖的另一侧与固定连接在下托一侧的卡扣上部之间呈翻下闭合连接或翻开脱离不连接。
[0023] 进一步地，所述管路固定卡槽内卡接有所述管路。最优选地，所述管路固定卡槽通过卡扣连接的上盖与下托闭合固定管路。
[0024] 优选地，所述计量装置，包括以下部分：
[0026] 信号采集电路，与信号转换电路相连，用于将电压信号再转换为数字信号；
[0028]
[0029]
[0030] 上述公式中，v1：通过第一流量传感器的液体流速的瞬时当量值；v2：通过第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值；t：累计时间；V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
[0031] v＝(Vot/Vmax)×vmax (Ⅴ)，
[0032] 上述公式中，v：液体流速的瞬时当量值；Vot：液体流速的瞬时数字电压信号；Vmax：液体最大流速对应的数字电压信号；vmax：液体最大流速当量值。
[0034] 更优选地，所述公式Ⅰ、Ⅱ中，v1、v2的单位优选为ml/min；t的单位优选为min；V1、V2的单位优选为ml。
[0035] 更优选地，所述公式Ⅴ中，v的单位优选为ml/min；Vot的单位优选为V；Vmax的单位优选为V；vmax的单位优选为ml/min。
[0036] 更优选地，所述液体最大流速对应的数字电压信号Vmax优选为5V，所述液体最大流速当量值vmax优选为300ml/min，即公式Ⅴ优选为：v＝(Vot/5)×300。具体来说，数据处理单元将获得液体流速的瞬时数字电压信号进行计算液体流速的瞬时当量值，将获得液体最小流速对应的数字电压信号0V对应液体最小流速当量值0ml/min，将获得液体最大流速对应的数字电压信号5V对应液体最大流速当量值300ml/min。
[0037] 优选地，所述废液泵电驱动装置，包括以下部分：
[0039] 废液泵电机驱动器，与废液泵电机及平衡控制装置相连，接收平衡控制装置发送的电机转速控制信号并控制废液泵电机转速，接收废液泵电机发出的电机速度反馈信号并传输给平衡控制装置。
[0040] 更优选地，所述废液泵电机为步进电机。
[0041] 优选地，所述透析置换液泵电驱动装置，包括以下部分：
[0042] 透析置换液泵电机，用于驱动透析置换液泵的转动；
[0043] 透析置换液泵电机驱动器，与透析置换液泵电机相连，用于控制透析置换液泵电机的转速。
[0044] 更优选地，所述透析置换液泵电机为步进电机。所述透析置换液泵电机带有负反馈回路，能够发送电机速度反馈信号。
[0045] 优选地，所述滤器的内腔内设有滤膜，滤膜将滤器内腔分隔成血液流动空间及透析液/废液流动空间；第一管路选择性地接入滤器的透析液/废液流动空间或血液流动空间之任一，第二管路连通滤器的透析液/废液流动空间，第三管路接入滤器的血液流动空间，第四管路接出滤器的血液流动空间。
[0046] 更优选地，第一管路还接入第三管路内。
[0047] 优选地，所述透析置换液通路上设有第一除气壶，所述第一除气壶与所述第一管路连通，并设置于所述第一管路中流向所述第一流量传感器的液体的上游。
[0048] 优选地，所述废液处理通路上设有第二除气壶，所述第二除气壶与所述第二管路连通，并设置于所述第二管路中流向所述第二流量传感器的液体的上游。
[0049] 更优选地，所述动脉血液通路上设有第三除气壶，所述第三除气壶与所述第三管路连通。
[0050] 更优选地，所述静脉血液通路上设有第四除气壶，所述第四除气壶与所述第四管路连通。
[0051] 优选地，在透析置换液通路中，所述透析置换液泵设置在透析液或置换液输入口与第一除气壶之间的第一管路上。
[0052] 优选地，在废液处理通路中，所述废液泵设置在滤器与第二除气壶之间的第二管路上。
[0053] 更优选地，在动脉血液通路中，所述血泵设置在血液输入口与第三除气壶之间的第三管路上。
[0054] 所述透析液或置换液输入口是指第一管路的一端端口，即透析液或置换液输入第一管路的进口。所述废液出口是指第二管路中经废液泵驱动的废液流出的出口。所述血液输入口是指动脉血液通路中第三管路的一端端口，即血液输入第三管路的进口。所述血液输出口是指静脉血液通路中第四管路的一端端口，即血液从第四管路输出并回流回人体静脉的进口。
[0055] 优选地，所述平衡控制装置，包括以下部分：
[0056] 实际超滤总量计算单元，用于根据公式Ⅲ计算获得实际超滤总量；
[0057] UF＝V2-V1 (Ⅲ)，
[0058] 其中，UF：实际超滤总量；V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
[0059] 设定超滤总量单元，用于设定超滤总量；
[0060] 信号反馈单元，与废液泵电驱动装置相连，接收来自废液泵电驱动装置的电机速度反馈信号；
[0061] 废液泵转速调整计算单元，分别与实际超滤总量计算单元、设定超滤总量单元及信号反馈单元相连，根据公式Ⅳ计算废液泵(22)的电机转速；
[0062] v废＝v废0+(UFref–UF)/(t×V步) (Ⅳ)，
[0063] 其中，v废：废液泵的电机转速；v废0：废液泵当前电机转速；UFref：设定超滤总量；UF：实际超滤总量；t：累计时间；V步：废液泵(22)电机每转对应的流量；
[0064] 信号发送单元，与废液泵转速调整单元及废液泵电驱动装置相连，向废液泵电驱动装置发送调整电机转速为v废的电机转速控制信号。
[0065] 更优选地，所述公式Ⅲ中，UF的单位优选为ml。
[0066] 更优选地，所述公式Ⅳ中，v废的单位优选为转/min；v废0的单位优选为转/min；UFref的单位优选为ml；UF的单位优选为ml；t的单位优选为min；V步的单位优选为ml/转。
[0067] 本发明第二方面提供了一种血液净化装置中控制液体平衡的方法，包括下列步骤：
[0068] 步骤S101，在透析置换液通路中设置第一流量传感器，利用第一流量传感器根据公式Ⅰ获得累计时间内通过第一流量传感器的液体总量V1；在废液处理通路中设置第二流量传感器，利用第二流量传感器根据公式Ⅱ获得累计时间内通过第二流量传感器的液体总量V2；所述公式Ⅰ为： 所述公式Ⅱ为： 其中，v1：通过第一流量传感器的液体流速的瞬时当量值；v2：通过第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值；t：累计时间；
V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
[0069] 优选地，所述公式Ⅰ、Ⅱ中，v1、v2的单位优选为ml/min；t的单位优选为min；V1、V2的单位优选为ml。
[0070] 优选地，所述通过第一流量传感器或第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值根据公式Ⅴ进行计算，所述公式Ⅴ为：v＝(Vot/Vmax)×vmax，其中，v：液体流速的瞬时当量值；Vot：液体流速的瞬时数字电压信号；Vmax：液体最大流速对应的数字电压信号；vmax：液体最大流速当量值。
[0071] 更优选地，所述公式Ⅴ中，v的单位优选为ml/min；Vot的单位优选为V；Vmax的单位优选为V；vmax的单位优选为ml/min。
[0072] 更优选地，所述液体最大流速对应的数字电压信号Vmax优选为5V，所述液体最大流速当量值vmax优选为300ml/min，即公式Ⅴ优选为：v＝(Vot/5)×300。具体来说，数据处理单元将获得液体流速的瞬时数字电压信号进行计算液体流速的瞬时当量值，将获得液体最小流速对应的数字电压信号0V对应液体最小流速当量值0ml/min，将获得液体最大流速对应的数字电压信号5V对应液体最大流速当量值300ml/min。
[0073] 步骤S102，根据公式Ⅲ获得实际超滤总量UF，所述公式Ⅲ为：UF＝V2-V1；
[0074] 优选地，所述公式Ⅲ中，UF的单位优选为ml。
[0075] 步骤S103，获得设定超滤总量UFref；
[0076] 步骤S104，获得废液泵当前电机转速v废0；
[0077] 步骤S105，按公式Ⅳ计算废液泵(22)的电机转速v废，所述公式Ⅳ为：v废＝v废0+(UFref–UF)/(t×V步)，其中，v废：废液泵的电机转速；v废0：废液泵当前电机转速；UFref：设定超滤总量；UF：实际超滤总量；t：累计时间；V步：废液泵(22)电机每转对应的流量；
[0078] 优选地，所述公式Ⅳ中，v废的单位优选为转/min；v废0的单位优选为转/min；UFref的单位优选为ml；UF的单位优选为ml；t的单位优选为min；V步的单位优选为ml/转。
[0079] 步骤S106，调整电机转速为v废。
[0080] 所述液体平衡是指，在治疗过程中，进入人体的液体量和排出人体的液体量相等，当需要额外超滤病人体内多余的水分时，需要设定超滤量，则排出人体的液体量应该等于进入人体的液体量加上超滤量。
[0081] 优选地，当UFref与UF不相等时，废液泵的电机转速一直进行调整；当UFref与UF相等时，废液泵的电机转速等于废液泵的当前电机转速，无需调整废液泵的电机转速。具体来说，当UFref–UF﹥0时，计算公式中废液泵的电机转速v废变大，说明需要调快废液泵的当前电机转速v废0；当UFref–UF﹤0时，计算公式中废液泵的电机转速值v废变小，说明需要调慢废液泵的当前电机转速v废0；当UFref–UF＝0时，计算公式中废液泵的电机转速v废＝废液泵当前电机转速v废0，说明当前无需调整废液泵的电机转速。
[0082] 如上所述，本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统及应用，具有以下有益效果：
[0083] (1)本发明提供的一种血液净化装置的液体平衡系统，采用高精度非接触式超声流量传感器，其测量精度高，可达±2％，不需要接触透析液，避免交叉感染的风险，使用步骤简单，效率优化。
[0084] (2)本发明提供的一种血液净化装置的液体平衡系统，采用步进电机，启停控制精准，带有负反馈回路，可精确检测电机转动距离(电机步数)，并与超声流量传感器相结合，通过流量传感器实时反馈调节泵运转速度，以达到精确计量，安全治疗。
[0085] (3)本发明提供的一种血液净化装置的液体平衡系统，适用于便携式、小型化的连续性血液净化装置，采用超声波流量传感器受外界震动等条件影响小，适应各种野外作业环境，能够在恶劣的环境条件(如颠簸、震动、潮湿、高海拔等)中正常工作，携带方便，不仅可以在医院等固定场所应用，也可在移动的车或其它载体上应用，或由医护人员携带的应用，并能用于军事行动或非战争军事行动的一线战创伤救治的血液净化治疗，编配于战术地域各级野战医疗所(队)，在需要时可用于师救护所的伤病员救治。附图说明
[0086] 图1显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统中控制液体平衡的流程框图。
[0087] 图2显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的血液透析模式的流程框图。
[0088] 图3显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的血液透析模式的流向示意图。
[0089] 图4显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的血液滤过模式的流程框图。
[0090] 图5显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的血液滤过模式的流向示意图。
[0091] 图6显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的单纯超滤模式的流程框图。
[0092] 图7显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的单纯超滤模式的流向示意图。
[0093] 图8显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统的血液灌流模式的流向示意图。
[0094] 图9显示为本发明的一种血液净化装置的液体平衡系统中流量传感器上固定部件与管路连接关系示意图
[0095] 附图标记
[0096] 1 透析置换液通路
[0097] 11 第一管路
[0098] 12 透析置换液泵
[0099] 13 第一除气壶
[0100] 14 第一流量传感器
[0101] 2 废液处理通路
[0102] 21 第二管路
[0103] 22 废液泵
[0104] 23 第二除气壶
[0105] 24 第二流量传感器
[0106] A 固定部件
[0107] A1 管路固定卡槽
[0108] A2 上盖
[0109] A3 下托
[0110] A4 卡扣
[0111] B 超声波发射器
[0112] C 超声波接收器
[0113] 3 滤器
[0114] 400 计量装置
[0115] 410 信号转换电路
[0116] 411 采样电阻
[0117] 412 电流转电压模块
[0118] 420 信号采集电路
[0119] 430 数据处理单元(MCU)
[0120] 5 动脉血液通路
[0121] 51 第三管路
[0122] 52 血泵
[0123] 53 第三除气壶
[0124] 6 静脉血液通路
[0125] 61 第四管路
[0126] 62 第四除气壶
[0127] 700 废液泵电驱动装置
[0128] 710 废液泵电机驱动器
[0129] 720 废液泵电机
[0130] 800 平衡控制装置
[0131] 810 实际超滤总量计算单元
[0132] 820 设定超滤总量单元
[0133] 830 废液泵转速调整计算单元
[0134] 840 信号反馈单元
[0135] 850 信号发送单元
[0136] 900 透析置换液泵电驱动装置
[0137] 910 透析置换液泵电机驱动器
[0138] 920 透析置换液泵电机
具体实施方式
[0139] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0140] 请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，所以图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0141] 如图1-9所示，本发明第一方面提供一种血液净化装置的液体平衡系统，包括以下部分：
[0142] 透析置换液通路1，所述透析置换液通路1包括第一管路11、透析置换液泵12、第一流量传感器14，所述透析置换液通路1用以提供透析或置换液；所述第一管路11受透析置换液泵12驱动，与所述血液净化装置的滤器3相连通；所述第一流量传感器14设置在第一管路11上，所述第一流量传感器14为超声波流量传感器；
[0143] 废液处理通路2，用以处理废液，所述废液处理通路2包括第二管路21、废液泵22、第二流量传感器24；所述第二管路21受废液泵22驱动，所述第二管路21连通所述血液净化装置的滤器3并通往废液出口；所述第二流量传感器24设置在第二管路21上，所述第二流量传感器24为超声波流量传感器；
[0144] 计量装置400，用于接收超声波流量传感器发出的信号并计算流量，输出流量信号；
[0145] 透析置换液泵电驱动装置900，用于驱动透析置换液泵12的转动；
[0146] 废液泵电驱动装置700，用于驱动废液泵22的转动并发送电机速度反馈信号；
[0147] 平衡控制装置800，与计量装置400及废液泵电驱动装置700相连，接收来自计量装置400的流量信号以及来自废液泵电驱动装置700的电机速度反馈信号，并向废液泵电驱动装置700发送电机转速控制信号。
[0148] 在本发明的较佳实施例中，如图2-8所示，血液净化装置的液体平衡系统，还包括以下部分：
[0149] 动脉血液通路5，用以输送动脉血，所述动脉血液通路5包括第三管路51、血泵52；所述第三管路51受血泵52驱动，与所述血液净化装置的滤器3相连通；
[0150] 静脉血液通路6，用以输送静脉血，所述静脉血液通路6包括第四管路61；所述第四管路61连通所述血液净化装置的滤器3并通往血液输出口。
[0151] 在本发明的较佳实施例中，所述超声波流量传感器包括以下部件：
[0152] 固定部件A，用于将超声波流量传感器固定于第一管路11或第二管路21上；
[0153] 超声波发射器B，设置在第一管路11或第二管路21的一侧，用以向第一管路11或第二管路21发射超声波；
[0154] 超声波接收器C，设置在第一管路11或第二管路21的另一侧与超声波发射器B相对，用以接收来自所述超声波发射器B并传输到超声波接收器C的超声波信号并输出电流信号。
[0155] 所述超声波流量传感器具有以下优点：(1)无任何机械传动部件，也不接触被测液体，属于非接触式测量，不怕电磁干扰，不怕酸碱等强腐蚀性液体等，因此性能稳定、可靠性高、寿命长；(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。(3)不受被测试液体温度及粘稠度的影响；(4)在移动或震动过程中仍然可以精准测量。
[0156] 在如9图所示的实施例中，固定部件A包括有上盖A2、下托A3，所述下托A3的上表面上设有管路固定卡槽A1，所述上盖A2与下托A3活动连接。在本发明的优选实施例中，所述下托A3的一侧与上盖A2的一侧呈翻盖式活动连接，下托A3的另一侧设有卡扣A4，所述卡扣A4的上部凸出于下托A3的上表面，并与上盖A2的另一侧活动式卡接。其中，翻盖式活动连接是指下托A3的一侧与上盖A2的一侧相连接，并使上盖A2可翻转活动。活动式卡接是指上盖A2的另一侧与固定连接在下托A3一侧的卡扣A4上部之间呈翻下闭合连接或翻开脱离不连接。
[0157] 如图2-7、9所示，所述管路固定卡槽A1内卡接有所述管路11/21。在本发明的优选实施例中，所述管路固定卡槽A1通过卡扣A4连接的上盖A2与下托A3闭合固定管路11/21。从而将超声波流量传感器固定在管路11/21上。
[0158] 所述超声波发射器B向管路11/21发射超声波，并通过超声波接收器C接收超声波信号，为非接触式检测。
[0159] 在本发明的优选实施例中，所述超声波接收器C输出电流信号值为0～20mA。
[0160] 在本发明的较佳实施例中，所述计量装置400，包括以下部分：
[0161] 信号转换电路410，用于将来自超声波流量传感器的电流信号转换为电压信号；
[0162] 信号采集电路420，与信号转换电路410相连，用于将电压信号再转换为数字信号；
[0163] 数据处理单元430，与信号采集电路420相连，用于接受数字信号并通过公式Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ计算输出流量值；
[0164]
[0165]
[0166] 其中，v1：通过第一流量传感器14的液体流速的瞬时当量值；v2：通过第二流量传感器24的液体流速的瞬时当量值；t：累计时间；V1：累计通过第一流量传感器14的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器24的液体总量；
[0167] v＝(Vot/Vmax)×vmax(Ⅴ)，
[0168] 其中，v：液体流速的瞬时当量值；Vot：液体流速的瞬时数字电压信号；Vmax：液体最大流速对应的数字电压信号；vmax：液体最大流速当量值。
[0169] 根据对信号检测的原理，目前对超声波流量传感器的数据处理大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。均可使用于本发明。
[0170] 在本发明的优选实施例中，信号转换电路410包括有串联的采样电阻411和电流转电压模块412，电流转电压模块412将接受到的电流信号转换为电压信号。
[0171] 在本发明的优选实施例中，信号转换电路410转换的电压信号值为0～5V。
[0172] 在本发明的优选实施例中，数据处理单元430根据数字信号，通过对时间的积分算出累计通过超声波流量传感器的液体总量。所述对时间的积分是指，固定的时间间隔(如20ms但不限于20ms)采集一次传感器输出信号，并通过AD转换为数字信号，再将数字信号值转换为当前液体流速的瞬时当量值v(ml/min)，通过将瞬时值对时间进行积分 得出一定时间段内液体的累计总量V(ml)。由于蠕动泵的脉动特性，经过流量传感器的液体速度非恒定流速，通过这样的算法可以最大可能的使计算值接近真实值，最后可通过补偿值法补偿误差。
[0173] 其中，液体最大流速对应的数字电压信号Vmax优选为5V，液体最大流速当量值vmax优选为300ml/min，即公式Ⅴ优选为：v＝(Vot/5)×300。具体来说，数据处理单元将获得液体流速的瞬时数字电压信号进行计算液体流速的瞬时当量值，将获得液体最小流速对应的数字电压信号0V对应液体最小流速当量值0ml/min，将获得液体最大流速对应的数字电压信号5V对应液体最大流速当量值300ml/min。
[0174] 所述公式Ⅰ、Ⅱ中，v1、v2的单位优选为ml/min；t的单位优选为min；V1、V2的单位优选为ml。所述公式Ⅴ中，v的单位优选为ml/min；Vot的单位优选为V；Vmax的单位优选为V；vmax的单位优选为ml/min。
[0175] 在本发明的较佳实施例中，所述废液泵电驱动装置700，包括以下部分：
[0176] 废液泵电机720，与废液泵电机驱动器710相连，用于驱动废液泵22的转动；所述废液泵电机720带有负反馈回路，发送电机速度反馈信号；
[0177] 废液泵电机驱动器710，与废液泵电机720及平衡控制装置800相连，接收平衡控制装置800发送的电机转速控制信号并控制废液泵电机720转速，接收废液泵电机720发出的电机速度反馈信号并传输给平衡控制装置800。
[0178] 在本发明的较佳实施例中，所述透析置换液泵电驱动装置900，包括以下部分：
[0179] 透析置换液泵电机920，用于驱动透析置换液泵12的转动；
[0180] 透析置换液泵电机驱动器910，与透析置换液泵电机920相连，用于控制透析置换液泵电机920的转速。
[0181] 在本发明的优选实施例中，所述废液泵电机720和透析置换液泵电机920为步进电机。所述步进电机带有负反馈回路，能够发送电机速度反馈信号。具体为东方马达的AR系列步进电机、基本所有的伺服电机型号等。启停控制精准，可精确检测电机转动距离(电机步数)。本发明中所述负反馈回路通过发送电机反馈信号反馈调节电机速度，具体来说，所述负反馈回路是单纯的反馈电机实际步进值，电机每走一步将给出一个反馈脉冲，反馈控制装置可以检测反馈脉冲，监控电机是否存在异常(丢步严重)；并通过反馈计量模块进行累计计数，反馈计量模块可以根据实际步数以及电机运转一周的液体流量来计算流过泵的液体量并计算泵转速，作为参考值与理论泵转速进行比较，从而实时调整泵的转速，以便达到理论泵转速的要求。
[0182] 在本发明的较佳实施例中，滤器3用以净化血液。滤器3的内腔内设有滤膜，滤膜将滤器3内腔分隔成血液流动空间及透析液/废液流动空间；第一管路11选择性地接入滤器3的透析液/废液流动空间或血液流动空间之任一，第二管路21连通滤器3的透析液/废液流动空间，第三管路51接入滤器3的血液流动空间，第四管路61接出滤器3的血液流动空间。
[0183] 在本发明的优选实施例中，第一管路11还接入第三管路51内。
[0184] 在本发明的较佳实施例中，所述透析置换液通路1上设有第一除气壶13，所述第一除气壶13与所述第一管路11连通，并设置于所述第一管路11中流向所述第一流量传感器14的液体的上游。
[0185] 在本发明的较佳实施例中，所述废液处理通路2上设有第二除气壶23，所述第二除气壶23与所述第二管路21连通，并设置于所述第二管路21中流向所述第二流量传感器24的液体的上游。
[0186] 在本发明的较佳实施例中，所述动脉血液通路5上设有第三除气壶53，所述第三除气壶53与所述第三管路51连通。
[0187] 在本发明的较佳实施例中，所述静脉血液通路6上设有第四除气壶62，所述第四除气壶62与所述第四管路61连通。
[0188] 在本发明的优选实施例中，在透析置换液通路1中，所述透析置换液泵12设置在透析液或置换液输入口与第一除气壶13之间的第一管路11上。
[0189] 所述透析液或置换液输入口是指第一管路11的一端端口，即透析液或置换液输入第一管路11的进口。
[0190] 在本发明的优选实施例中，在废液处理通路2中，所述废液泵22设置在滤器3与第二除气壶23之间的第二管路21上。
[0191] 所述废液出口是指第二管路21中经废液泵22驱动的废液流出的出口。
[0192] 在本发明的较佳实施例中，在动脉血液通路5中，所述血泵52设置在血液输入口与第三除气壶53之间的第三管路51上。
[0193] 所述血液输入口是指动脉血液通路5中第三管路51的一端端口，即血液输入第三管路51的进口。
[0194] 所述血液输出口是指静脉血液通路6中第四管路61的一端端口，即血液从第四管路61输出并回流回人体静脉的进口。
[0195] 在本发明的较佳实施例中，如图1所示，所述平衡控制装置800，包括以下部分：
[0196] 实际超滤总量计算单元810，用于根据公式Ⅲ计算获得实际超滤总量；
[0197] UF＝V2-V1 (Ⅲ)，
[0198] 其中，UF：实际超滤总量；V1：累计通过第一流量传感器14的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器24的液体总量；
[0199] 设定超滤总量单元820，用于设定超滤总量；
[0200] 信号反馈单元840，与废液泵电驱动装置700相连，接收来自废液泵电驱动装置700的电机速度反馈信号；
[0201] 废液泵转速调整单元830，分别与实际超滤总量计算单元810、设定超滤总量单元820及信号反馈单元840相连，根据公式Ⅳ计算废液泵(22)的电机转速；
[0202] v废＝v废0+(UFref–UF)/(t×V步) (Ⅳ)，
[0203] 其中，v废：废液泵22的电机转速；v废0：废液泵22当前电机转速；UFref：设定超滤总量；UF：实际超滤总量；t：累计时间；V步：废液泵(22)电机每转对应的流量；
[0204] 信号发送单元850，与废液泵转速调整单元830及废液泵电驱动装置700相连，向废液泵电驱动装置700发送调整电机转速为v废的电机转速控制信号。
[0205] 在本发明的优选实施例中，所述公式Ⅲ中，UF的单位优选为ml。所述公式Ⅳ中，v废的单位优选为转/min；v废0的单位优选为转/min；UFref的单位优选为ml；UF的单位优选为ml；t的单位优选为min；V步的单位优选为ml/转。
[0206] 如图1-8所示，本发明第二方面提供了一种血液净化装置中控制液体平衡的方法，包括下列步骤：
[0207] 步骤S101，在透析置换液通路中设置第一流量传感器，利用第一流量传感器根据公式Ⅰ获得累计时间内通过第一流量传感器的液体总量V1；在废液处理通路中设置第二流量传感器，利用第二流量传感器根据公式Ⅱ获得累计时间内通过第二流量传感器的液体总量V2；所述公式Ⅰ为： 所述公式Ⅱ为： 其中，v1：通过第一流量传感器的液体流速的瞬时当量值；v2：通过第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值；t：累计时间；
V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
V1：累计通过第一流量传感器的液体总量；V2：累计通过第二流量传感器的液体总量；
[0208] 步骤S102，根据公式Ⅲ获得实际超滤总量UF，所述公式Ⅲ为：UF＝V2-V1；
[0209] 步骤S103，获得设定超滤总量UFref；
[0210] 步骤S104，获得废液泵当前电机转速v废0；
[0211] 步骤S105，按公式Ⅳ计算废液泵(22)的电机转速v废，所述公式Ⅳ为：v废＝v废0+(UFref–UF)/(t×V步)，其中，v废：废液泵的电机转速；v废0：废液泵当前电机转速；UFref：设定超滤总量；UF：实际超滤总量；t：累计时间；V步：废液泵(22)电机每转对应的流量；
[0212] 步骤S106，调整电机转速为v废。
[0213] 在本发明的一个较佳实施例中，所述公式Ⅰ、Ⅱ中，v1、v2的单位优选为ml/min；t的单位优选为min；V1、V2的单位优选为ml。所述公式Ⅲ中，UF的单位优选为ml。所述公式Ⅳ中，v废的单位优选为转/min；v废0的单位优选为转/min；UFref的单位优选为ml；UF的单位优选为ml；t的单位优选为min；V步的单位优选为ml/转。
[0214] 在本发明的一个较佳实施例中，所述通过第一流量传感器或第二流量传感器的液体流速的瞬时当量值根据公式Ⅴ进行计算，所述公式Ⅴ为：v＝(Vot/Vmax)×vmax，其中，v：液体流速的瞬时当量值；Vot：液体流速的瞬时数字电压信号；Vmax：液体最大流速对应的数字电压信号；vmax：液体最大流速当量值。其中，所述公式Ⅴ中，v的单位优选为ml/min；Vot的单位优选为V；Vmax的单位优选为V；vmax的单位优选为ml/min。
[0215] 在本发明的一个优选实施例中，所述液体最大流速对应的数字电压信号Vmax优选为5V，所述液体最大流速当量值vmax优选为300ml/min，即公式Ⅴ优选为：v＝(Vot/5)×300。具体来说，数据处理单元将获得液体流速的瞬时数字电压信号进行计算液体流速的瞬时当量值，将获得液体最小流速对应的数字电压信号0V对应液体最小流速当量值0ml/min，将获得液体最大流速对应的数字电压信号5V对应液体最大流速当量值300ml/min。
[0216] 在本发明的一个较佳实施例中，当UFref与UF不相等时，废液泵的电机转速一直进行调整；当UFref与UF相等时，废液泵的电机转速等于废液泵的当前电机转速，无需调整废液泵的电机转速。具体来说，当UFref–UF﹥0时，计算公式中废液泵的电机转速v废变大，说明需要调快废液泵的当前电机转速v废0；当UFref–UF﹤0时，计算公式中废液泵的电机转速值v废变小，说明需要调慢废液泵的当前电机转速v废0；当UFref–UF＝0时，计算公式中废液泵的电机转速v废＝废液泵当前电机转速v废0，说明当前无需调整废液泵的电机转速。
[0217] 本发明中液体平衡系统保持平衡的原理为：透析治疗时一方面要保证进出人体的液体量要保证一致，这就是所说的平衡；另外一方面在这个基础上再脱去人体本身多余的水分，即所谓的超滤。如果平衡系统出现误差，则人体的液体就失去了平衡。由于在使用蠕动泵进行人体液体置换时，由于蠕动泵自身的差异及误差，以及泵管在不同环境下软硬度等原因造成运转一周输出的液体量不一样造成的偏差，仅凭蠕动泵来保证液体平衡不太可靠。需要用一种反馈监测手段来保证人体进出液体平衡。传统的做法是使用秤进行称量的方式确保进出液体平衡，还有一种通过平衡腔的方式确保进出液体平衡。本发明通过使用流量传感器监测流量，并反馈调节泵来达到进出人的液体达到平衡。具体来说，本发明中透析置换液泵和废液泵一起提供动力保证液体进行循环。透析液/置换液通过透析置换液泵将液体充入透析系统中，通过废液泵再将进入系统的液体抽出，需要精准控制透析液置换液泵和废液泵泵速，以达到透析系统进出液体的平衡。即一方面通过电机反馈信号获取电机实际运转速度，同时通过流量传感器监测液体实际流量，通过传感器监测量和电机反馈之间的差值来反馈调整泵的电机速度，一方面确保泵速达到设定速度值，另一方面确保流经两个泵的液体量相等。该液体平衡仅在血透模式(HD)和血滤模式(HF)模式下适用。
[0218] 在本发明的优选实施例中，在血液透析模式中，所述透析液和废液的流速相同，从而确保人体液体平衡，如需要额外超滤病人体内多余的水分，即设定了超滤量，则超滤速度需要叠加在废液泵速上，同时保持透析置换液泵的转速作为基准不进行调整，即超滤速度＝废液泵速-透析液泵速；超滤量＝废液流量传感器检测总量-透析液流量传感器总量。
[0219] 在本发明的优选实施例中，在血液滤过模式中，所述置换液和废液的流速相同，从而确保人体液体进出平衡，如需要额外超滤病人体内多余的水分，即设定了超滤量，则超滤速度需要叠加在废液泵速上，同时保持透析置换液泵的转速作为基准不进行调整，即超滤速度＝废液泵速-置换液泵速；超滤量＝废液流量传感器检测总量-置换液流量传感器总量。
[0220] 在本发明的优选实施例中，在单纯超滤模式中，由于透析置换液泵停止运转，即超滤速度＝废液泵速；超滤量＝废液流量传感器检测总量。这样通过压力差，使病人体内多余的水分穿过滤器膜进入废液侧。
[0221] 在本发明的优选实施例中，在血液灌流模式中，不需要液体平衡，仅根据吸附原理，过滤吸附血液中大分子量物质。
[0222] 如图1-9所示，本发明第三方面提供了前述血液净化装置中的液体平衡系统的使用方法，任选以下模式之一：
[0223] 如图2-3所示，1)血液透析模式：11)在透析置换液通路中，将第一管路中的透析液，在透析置换液泵驱动下，经第一除气壶除气，再流经第一流量传感器后，流入滤器的透析液/废液流动空间；12)将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路，在血泵驱动下，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间；13)将步骤11)流入滤器的透析液，与步骤12)流入滤器的血液，进行膜内外物质交换，所述透析液与血液在所述滤器呈反方向流动；14)将步骤13)物质交换后的血液，由滤器流出，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体；15)将步骤13)物质交换后产生的废液，由滤器流出，流入废液处理通路中的第二管路，在废液泵驱动下，经第二除气壶除气，再流经第二流量传感器后，通过废液出口排出；
[0224] 如图4-5所示，2)血液滤过模式：21)在血泵驱动下，将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路；22)在透析置换液通路中，将第一管路中的置换液，在透析置换液泵驱动下，经第一除气壶除气，再流经第一流量传感器后，注入第三管路；23)将步骤21)中的血液与步骤22)中的置换液在第三管路中混合后，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间过滤；24)将步骤23)置换过滤后的血液，由滤器流出，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体；25)将步骤23)置换过滤后产生的废液，由于滤器的膜内外产生压力差，由滤器的血液流动空间置换到透析液/废液流动空间，并在废液泵驱动下，流入废液处理通路中的第二管路，经第二除气壶除气，再流经第二流量传感器后，通过废液出口排出；
[0225] 如图6-7所示，3)单纯超滤模式：31)关闭透析置换液通路；32)将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路，在血泵驱动下，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间过滤；33)将步骤32)过滤后的血液流出滤器，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体；34)将步骤32)过滤血液后产生的多余水分，由于滤器的膜内外产生压力差，由滤器的血液流动空间渗透到透析液/废液流动空间，并在废液泵驱动下，流入废液处理通路中的第二管路，经第二除气壶除气，再流经第二流量传感器后，通过废液出口排出；
[0226] 如图8所示，4)血液灌流模式：41)关闭透析置换液通路和废液处理通路；42)将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路，在血泵驱动下，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间过滤吸附；43)将步骤42)过滤吸附后的血液流出滤器，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体。
[0227] 在本发明的优选实施例中，所述除气壶除气，是排除液体及血液中的气泡。
[0228] 在第一实施例的实施方式中，使用者获得如图1-9所示的血液净化装置的液体平衡系统，通过外部电源给液体平衡系统提供稳定电源后，打开血液净化装置及其液体平衡系统，进行在如图2、3所示血液透析模式下的液体平衡控制。
[0229] 首先，在透析置换液通路中，将第一管路中的透析液，在透析置换液泵驱动下，经第一除气壶除气，再流经第一流量传感器后，流入滤器。
[0230] 其次，将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路，在血泵驱动下，经第三除气壶除气后，流入滤器。
[0231] 然后，将流入滤器的透析液与血液，进行膜内外物质交换，透析液与血液在滤器呈反方向流动。将经过物质交换后的血液，由滤器流出，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体。
[0232] 再者，将经过物质交换后产生的废液，由滤器流出，流入废液处理通路中的第二管路，在废液泵驱动下，经第二除气壶除气，再流经第二流量传感器后，通过废液出口排出至废液袋。
[0233] 上述同为超声波流量传感器的第一流量传感器和第二流量传感器发出信号，超声波流量传感器将超声波发射器发射至管路上，并由超声波接收器接收的超声波信号转换为电流信号输出。由计量装置中信号转换电路接收电流信号转换为电压信号，并经信号采集电路转换为数字信号后，由数据处理单元接受数字信号并输出流量值。保持透析置换液泵的转速作为基准不进行调整，并由废液泵电驱动装置中废液泵电机驱动器接收经平衡控制装置发出电机转速控制信号至废液泵电机，废液泵电机根据控制信号调节废液泵转速，从而使实际液体流速达到设定值的要求，并反馈废液泵的速度信号至废液泵电机驱动器，再由平衡控制装置接收废液泵电机驱动器发送的反馈废液泵的速度信号。在血液透析模式中，所述透析液和废液的流速相同，从而确保人体液体平衡，如需要额外超滤病人体内多余的水分，则将超滤速度叠加到废液泵速上。
[0234] 在第二实施例的实施方式中，使用者获得如图1-9所示的血液净化装置的液体平衡系统，通过外部电源给液体平衡系统提供稳定电源后，打开血液净化装置及其液体平衡系统，进行在如图4、5所示血液滤过模式下的液体平衡控制。
[0235] 首先，在血泵驱动下，将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路。
[0236] 其次，在透析置换液通路中，将第一管路中的置换液，在透析置换液泵驱动下，经第一除气壶除气，再流经第一流量传感器后，注入第三管路。
[0237] 然后，将血液与置换液在第三管路中混合后，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间过滤，血液与置换液呈同方向流动。
[0238] 再者，将置换过滤后的血液，由滤器流出，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体。
[0239] 最后，将置换过滤后产生的废液，由于滤器的膜内外产生压力差，由滤器的血液流动空间置换到透析液/废液流动空间，并在废液泵驱动下，流入废液处理通路中的第二管路，经第二除气壶除气，再流经第二流量传感器后，通过废液出口排出。
[0240] 上述同为超声波流量传感器的第一流量传感器和第二流量传感器发出信号，超声波流量传感器将超声波发射器发射至管路上，并由超声波接收器接收的超声波信号转换为电流信号输出。由计量装置中信号转换电路接收电流信号转换为电压信号，并经信号采集电路转换为数字信号后，由数据处理单元接受数字信号并输出流量值。保持透析置换液泵的转速作为基准不进行调整，并由废液泵电驱动装置中废液泵电机驱动器接收经平衡控制装置发出电机转速控制信号至废液泵电机，废液泵电机根据控制信号调节废液泵转速，从而使实际液体流速达到设定值的要求，并反馈废液泵的速度信号至废液泵电机驱动器，再由平衡控制装置接收废液泵电机驱动器发送的反馈废液泵的速度信号。在血液滤过模式中，所述置换液和废液的流速相同，从而确保人体液体进出平衡，如需要额外超滤病人体内多余的水分，则将超滤速度叠加到废液泵速上。
[0241] 在第三实施例的实施方式中，使用者获得如图1-9所示的血液净化装置的液体平衡系统，通过外部电源给液体平衡系统提供稳定电源后，打开血液净化装置及其液体平衡系统，进行在如图6、7所示单纯超滤模式下的液体平衡控制。
[0242] 首先，关闭透析置换液通路。将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路，在血泵驱动下，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间过滤。
[0243] 其次，将过滤后的血液流出滤器，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体。
[0244] 然后，将过滤血液后产生的多余水分，由于滤器的膜内外产生压力差，由滤器的血液流动空间渗透到透析液/废液流动空间，并在废液泵驱动下，流入废液处理通路中的第二管路，经第二除气壶除气，再流经第二流量传感器后，通过废液出口排出。
[0245] 上述作为超声波流量传感器的第二流量传感器发出信号，超声波流量传感器将超声波发射器发射至管路上，并由超声波接收器接收的超声波信号转换为电流信号输出。由计量装置中信号转换电路接收电流信号转换为电压信号，并经信号采集电路转换为数字信号后，由数据处理单元接受数字信号并输出流量值。由废液泵电驱动装置中废液泵电机驱动器接收经平衡控制装置发出电机转速控制信号至废液泵电机，废液泵电机根据控制信号调节废液泵转速，从而使实际液体流速达到设定值的要求，并反馈废液泵的速度信号至废液泵电机驱动器，再由平衡控制装置接收废液泵电机驱动器发送的反馈废液泵的速度信号。在单纯超滤模式中，由于透析置换液泵停止运转，废液泵速＝超滤速度。
[0246] 在第四实施例的实施方式中，使用者获得如图1-9所示的血液净化装置的液体平衡系统，通过外部电源给液体平衡系统提供稳定电源后，打开血液净化装置及其液体平衡系统，进行在如图8所示血液灌流模式下的液体平衡控制。
[0247] 首先，关闭透析置换液通路和废液处理通路。
[0248] 其次，将人体血液由血液输入口输入动脉血液通路中的第三管路，在血泵驱动下，经第三除气壶除气后，流入滤器的血液流动空间过滤吸附。
[0249] 然后，将过滤吸附后的血液流出滤器，流入静脉血液通路中的第四管路，经第四除气壶除气后，通过血液输出口，流回人体。
[0250] 在血液灌流模式中，不需要液体平衡，仅根据吸附原理，过滤吸附血液中大分子量物质。
[0251] 所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0252] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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