血液透析系统用泵呼叫
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血液透析系统用泵
血液透析系统用泵 2011年12月09日 来源： Pumps for the Hemodialysis systemWu Qin et al The characteristic,structure and function of the pumps used in the hemodiolysis system are introduced,and it proposed that the manufacturer or research unit develop this kind of pump and its motor for the hemodialysis system to meet the needs of the hospitals. Keywords:hemodialysis system,blood pump,gear pump 血液透析器是用来代替人体肾脏功能的一种分离装置。当人的肾脏发病不能正常排除蛋白代谢产物(如尿素、肌肝、尿酸)、其它废物如硫酸盐、酚，以及过剩离子(Na+、K+、CL-)和水，维持体内平衡时；需借助于血液透析器进行体外分离，以维持生命。 血液透析器与流体的输送机械，流体的测控部分结合成整体时，称为血液透析系统。它集精密机械、电子和化学化工为一体，是一高科技产品。 血液和透析液的输送部分是由血液流动、透析液流动两个管路系统和泵构成，因此血液透析的流动系统分为两部分——血液的体外循环系统和透析液系统。当删去流体的测控部分后可用如图1的流程示意图表示。图1 血液透析示意图 作为血液和透析液输送动力的泵分别为：血泵，肝素泵，浓缩液泵，负压泵以及比例泵。下面主要讨论用得最多的血泵和透析液输送泵。1 血泵 病人的血液从动脉取出，送到血液透析器透析后送回静脉。透析器由近万根中空纤维组成，每根中空纤维的内径约为200μm，阻力较大，靠动、静脉的压差很难使透析后的血液顺利回到静脉，因此要用泵作为动力。1.1 泵的特点 (1)流量小，血液通过透析器的流率通常为300mL/min左右，最大也不超过500mL/min。 (2)速度可调，为了控制血液中有害物的清除率，需要在一定范围内改变血液通过透析器的速率。血泵不能象普通离心泵那样用阀门节流的方法调节流量，也不能象容积泵用回流调节，而是调节电机的转速来改变流率。 (3)无泄漏，血泵不允许有任何泄漏现象，也不允许血液与空气接触。 (4)泵的部件不能与血液接触，当血液与机械部件接触时，容易污染血液或易形成血栓。另外血液与运动的机械部件接触会导致血球破碎或由于机械的离心作用使血球与血浆分离。1.2 结构 目前所见到的是滚柱结构血泵，见图2。主要是通过泵头结构旋转时，滚柱挤压环过泵室的胶管以达到输送血液的目的。所以泵的运动部件只与输送血液的胶管外表面接触，胶管是由抗血凝材料制成。输送血液速率的大小取决于滚柱在半圆泵室通过时的速度，即电机的转速。 泵的动力来自于电机，通常是霍尔无刷电机。使用电子开关电路和霍尔传感器能方便地控制电机的速度及其转向。霍尔电机具有力矩恒定的特点，而且在惯量、摩擦转矩方面比有刷电机明显减小，寿命则明显提高。因此霍尔电机作为血泵的动力源，既可靠又便于控制。血泵转速在4～48r/min范围可调。图2 滚柱泵头示意图2 透析液输送泵 从图1可知，透析液是由泵送到中空纤维透析器的纤维管外侧，与血液进行质量交换后作为废液排除。透析液系统所用泵有浓液泵、负压泵和比例泵。这里着重谈一下浓液泵及负压泵。2.1 类型和结构 浓溶液泵和负压泵都属于外啮合式齿轮泵。泵体尺寸都非常小，齿轮直径15mm左右，泵体直径40mm左右。调节流量的原理与普通工业用齿轮泵相同，所不同的是工业用齿轮泵一般在泵体外出入口管之间设回路调节，而透析用齿轮泵在泵体内设一螺丝—弹簧结构并通过螺丝调节弹簧的压紧、松弛程度来调节回流量，从而达到调节流量的目的。2.2 泵体材料 由于泵送的是透析液，是一种电解质溶液，它具有一定的腐蚀性，所以要用不锈钢作为泵的材料，其中齿轮也可用增强塑料，但要有一定的耐久性，以避免因磨损影响送液量。2.3 泵的性能 浓缩液泵主要起透析液输送作用，而负压泵既协助浓液泵输送透析液，又起到控制跨膜压差，从而控制透析过程的超滤率的作用。 透析液的流量最大不超过500mL/min，即30L/h，而且要求流量稳定。齿轮泵要求最大设计流量为1.5L/min，最大扬程为0.34kPa。2.4 电机 普通工业泵，电机与泵的传动是直接连接，透析系统用泵与电机之间不采用直接连接，因为那样会涉及到轴密封的问题，它是在泵体与电机之间设一分隔层，传动是由电机带动一空心磁性材料转动并通过它带动分隔层另一侧的齿轮轴转动，这样