RU2141346C1

RU2141346C1 - Artificial kidney apparatus

Info

Publication number: RU2141346C1
Application number: RU98107466A
Authority: RU
Inventors: В.М. Гринвальд; Б.Л. Киселев; Е.П. Максимов; Е.Х. Войцеховская; Н.Н. Фомичева; С.Г. Носков; С.И. Стрелков; А.Д. Туряев; И.И. Ражев
Original assignee: Зао "Вниимп - Вита"; Электромеханический завод "Авангард"
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-11-20

Abstract

FIELD: medicine, namely nephrology, surgery, resuscitation and catastrophe medicine. SUBSTANCE: apparatus has accumulator including level gauge, level stabilizer and switch. Apparatus also contains pressure stabilizer and gas valve. EFFECT: enlarged functional capabilities. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам для гемодиализа и изолированной ультрафильтрации, и найдет применение в нефрологии, хирургии, реанимации и медицине катастроф для замещения утраченной функции выведения метаболитов и токсических веществ из организма. The invention relates to medical equipment, namely to devices for hemodialysis and isolated ultrafiltration, and will find application in nephrology, surgery, resuscitation and disaster medicine to replace the lost function of eliminating metabolites and toxic substances from the body.

Известен аппарат "искусственная почка" (см. проспект "Integra" фирмы Hospal, Франция), содержащий клапан воды, вход которого соединен с источником воды, выход клапана воды соединен с входом первой полости теплообменника, содержит нагреватель, два дросселя, датчик проводимости, монитор концентрата, к которому подключен резервуар концентрата, первый насос диализата, выход которого соединен с входом сепаратора газа, выход первого канала расходомера соединен с входом клапана байпаса, нормально закрытый выход которого соединен с входом массообменника, выход которого соединен с входом второго канала расходомера и с нормально открытым выходом клапана байпаса, при этом выход второго канала расходомера соединен с входом второго насоса диализата. Known apparatus "artificial kidney" (see prospectus "Integra" company Hospal, France), containing a water valve, the inlet of which is connected to a water source, the outlet of the water valve is connected to the inlet of the first cavity of the heat exchanger, contains a heater, two chokes, a conductivity sensor, a monitor concentrate, to which the concentrate tank is connected, the first dialysate pump, the output of which is connected to the input of the gas separator, the output of the first channel of the flow meter is connected to the input of the bypass valve, the normally closed output of which is connected to the input of the mass exchanger a, the output of which is connected to the input of the second channel of the flow meter and with the normally open output of the bypass valve, while the output of the second channel of the flow meter is connected to the input of the second dialysate pump.

Данный аппарат предназначен для гемодиализа и изолированной ультрафильтрации у больных с почечной недостаточностью. This device is intended for hemodialysis and isolated ultrafiltration in patients with renal failure.

Недостатками данного аппарата при наличии сепарации ультрафильтрата при гемодиализе являются: отсутствие выделения ультрафильтрата и отсутствие термостабилизации крови в массообменнике при изолированной ультрафильтрации, что ограничивает возможности применения данного аппарата в условиях реанимационных мероприятий и при лечении острой почечной недостаточности. The disadvantages of this apparatus in the presence of ultrafiltrate separation during hemodialysis are: the absence of ultrafiltrate isolation and the absence of blood thermal stabilization in the mass exchanger during isolated ultrafiltration, which limits the possibilities of using this apparatus in conditions of resuscitation and in the treatment of acute renal failure.

К недостаткам данного аппарата можно также отнести отсутствие в составе монитора диализата разгерметизирующего накопителя, что приводит при гемодиализе к большим пульсациям расхода диализирующего раствора, возникающим при деаэрации воды и концентратов диализирующего раствора, что неизбежно снижает стабильность расхода диализирующего раствора. The disadvantages of this apparatus can also be attributed to the absence of a depressurizing accumulator in the dialysate monitor, which leads to large pulsations of the dialysate flow rate during hemodialysis during deaeration of water and dialysate concentrates, which inevitably reduces the stability of the dialysate flow rate.

Известен также аппарат "искусственная почка" (см. "Сервисное руководство по AK-90S" фирмы Gambro AB, Швеция), содержащий клапан воды, вход которого соединен с источником воды, выход клапана воды соединен с входом первой полости теплообменника, содержит нагреватель, два дросселя, датчик проводимости, монитор концентрата, к которому подключен резервуар концентрата, первый насос диализата, выход которого соединен с входом сепаратора газа, выход первого канала расходомера соединен с входом клапана байпаса, нормально закрытый выход которого соединен с входом массообменника, выход которого соединен с входом второго канала расходомера и с нормально открытым выходом клапана байпаса, при этом выход второго канала расходомера соединен с входом второго насоса диализата. An artificial kidney apparatus is also known (see "AK-90S Service Manual" by Gambro AB, Sweden), comprising a water valve, the inlet of which is connected to a water source, the outlet of the water valve is connected to the inlet of the first cavity of the heat exchanger, contains a heater, two throttle, conductivity sensor, concentrate monitor, to which the concentrate tank is connected, the first dialysate pump, the output of which is connected to the gas separator inlet, the output of the first flowmeter channel is connected to the bypass valve inlet, the normally closed output of which is connected input of mass exchanger, whose output is connected to the input of a second channel and a flowmeter normally open bypass valve outlet, wherein the second channel outlet connected to the flowmeter inlet of the second pump dialysate.

Недостатками данного аппарата являются отсутствие сепарации ультрафильтрата от диализирующего раствора (в дальнейшем - диализата) и отсутствие возможности термостабилизации крови в массообменнике при изолированной ультрафильтрации, что ограничивает функциональные возможности данного аппарата в условиях реанимационных мероприятий и при лечении острой почечной недостаточности. The disadvantages of this apparatus are the lack of ultrafiltrate separation from the dialysis solution (hereinafter referred to as dialysate) and the absence of the possibility of thermal stabilization of blood in the mass exchanger with isolated ultrafiltration, which limits the functionality of this apparatus in the conditions of resuscitation and in the treatment of acute renal failure.

К недостаткам данного аппарата можно также отнести отсутствие в составе монитора аппарата разгерметизированного накопителя, что неизбежно увеличивает нестабильность расхода диализирующего раствора (пульсации расхода диализирующего раствора возникают при деаэрации воды и концентратов диализирующего раствора и при резких изменениях давления источника воды). The disadvantages of this apparatus can also be attributed to the absence of a depressurized storage device as part of the apparatus monitor, which inevitably increases the instability of the dialysate solution flow (pulsations of the dialysate solution flow during deaeration of water and dialysate concentrates and with sharp changes in the pressure of the water source).

Кроме того, наличие дополнительных сепараторов газа, и системы клапанов, служащих для периодического тестового контроля точности измерения расхода ультрафильтрата, усложняет аппарат и снижает его надежность. In addition, the presence of additional gas separators, and a valve system used for periodic test control of the accuracy of the measurement of ultrafiltrate flow rate, complicates the apparatus and reduces its reliability.

Данное изобретение решает задачу расширения функциональных возможностей аппарата путем обеспечения возможности термостабилизации крови и сепарации ультрафильтрата при изолированной ультрафильтрации. This invention solves the problem of expanding the functionality of the apparatus by providing the possibility of thermal stabilization of blood and separation of ultrafiltrate in isolated ultrafiltration.

Решение поставленной задачи достигается тем, что аппарат "искусственная почка" содержит клапан воды, вход которого соединен с источником воды, выход клапана воды соединен с входом первой полости теплообменника, содержит нагреватель, два дросселя, датчик проводимости, монитор концентрата, к которому подключен резервуар концентрата, первый насос диализата, выход которого соединен с входом сепаратора газа, выход первого канала расходомера соединен с входом клапана байпаса, нормально закрытый выход которого соединен с входом массообменника, выход которого соединен с входом второго канала расходомера и с нормально открытым выходом клапана байпаса, при этом выход второго канала расходомера соединен с входом второго насоса диализата, согласно настоящему изобретению, аппарат снабжен накопителем с установленными в нем датчиком уровня и стабилизатором уровня, и переключателем, вход которого соединен с выходом второго насоса диализата, нормально открытый выход - с входом второй полости теплообменника, первый нормально закрытый выход переключателя соединен со сливом ультрафильтрата, второй нормально закрытый выход переключателя соединен с входом нагревателя и выходом стабилизатора уровня, вход которого соединен с выходом первой полости теплообменника, выход второй полости которого соединен с входом второго дросселя, выход которого соединен со сливом диализирующего раствора, выход нагревателя соединен с накопителем, выход которого соединен с входом монитора концентрата, выход которого соединен с входом первого дросселя, аппарат снабжен стабилизатором давления, вход которого подключен к выходу первого дросселя, а выход - к входу первого насоса диализата, а также клапаном газа, вход которого соединен с выходом газа сепаратора газа, а выход - с входом второго насоса диализата, при этом выход жидкости сепаратора газа соединен с входом датчика проводимости, выход которого соединен с входом первого канала расходомера. The solution to this problem is achieved by the fact that the apparatus "artificial kidney" contains a water valve, the inlet of which is connected to a water source, the outlet of the water valve is connected to the inlet of the first cavity of the heat exchanger, contains a heater, two chokes, a conductivity sensor, a concentrate monitor, to which a concentrate tank is connected , the first dialysate pump, the output of which is connected to the input of the gas separator, the output of the first channel of the flow meter is connected to the input of the bypass valve, the normally closed output of which is connected to the input of the mass exchanger a, the output of which is connected to the input of the second channel of the flow meter and with the normally open output of the bypass valve, while the output of the second channel of the flow meter is connected to the input of the second dialysate pump, according to the present invention, the device is equipped with a drive with a level sensor and a level stabilizer installed in it, and a switch , the input of which is connected to the output of the second dialysate pump, the normally open output is to the input of the second cavity of the heat exchanger, the first normally closed output of the switch is connected to the ultraviolet drain three times, the second normally closed output of the switch is connected to the heater input and the output of the level stabilizer, the input of which is connected to the output of the first cavity of the heat exchanger, the output of the second cavity of which is connected to the input of the second choke, the output of which is connected to the dialysis solution drain, the heater output is connected to the storage device, the output which is connected to the input of the concentrate monitor, the output of which is connected to the input of the first throttle, the apparatus is equipped with a pressure stabilizer, the input of which is connected to the output of the first dr it settles, and the outlet - to the inlet of the first dialysate pump, as well as the gas valve, the inlet of which is connected to the outlet of the gas of the gas separator, and the outlet - to the inlet of the second dialysate pump, while the liquid outlet of the gas separator is connected to the input of the conductivity sensor, the outlet of which is connected to the input of the first channel of the flow meter.

Аппарат "искусственная почка" может быть снабжен дополнительным насосом концентрата, выход которого соединен с входом стабилизатора давления, а вход - с дополнительным резервуаром концентрата. The artificial kidney apparatus can be equipped with an additional concentrate pump, the outlet of which is connected to the inlet of the pressure stabilizer, and the inlet to an additional concentrate reservoir.

Переключатель может быть выполнен в виде одного нормально открытого и двух нормально закрытых клапанов, входы всех клапанов объединены с входом переключателя, нормально открытый выход которого является выходом нормально открытого клапана, первый нормально закрытый выход - выходом первого из нормально закрытых клапанов, а второй нормально закрытый выход является выходом второго нормально закрытого клапана. The switch can be made in the form of one normally open and two normally closed valves, the inputs of all valves are combined with the input of the switch, the normally open output of which is the output of the normally open valve, the first normally closed output is the output of the first of the normally closed valves, and the second normally closed output is the output of the second normally closed valve.

Переключатель также может быть выполнен в виде двух клапанов с отдельными электромагнитными приводами, входы этих клапанов объединены с входом переключателя, первый клапан выполнен нормально закрытым, а его выход является первым нормально закрытым выходом переключателя, а второй клапан выполнен в виде трехходового клапана, нормально закрытый выход которого является вторым нормально закрытым выходом переключателя, а его нормально открытый выход является нормально открытым выходом трехходового клапана. The switch can also be made in the form of two valves with separate electromagnetic actuators, the inputs of these valves are combined with the input of the switch, the first valve is made normally closed, and its output is the first normally closed output of the switch, and the second valve is made in the form of a three-way valve, normally closed output which is the second normally closed output of the switch, and its normally open output is the normally open output of the three-way valve.

Таким образом, сущность настоящего изобретения заключается в том, что благодаря предложенному техническому решению, аппарат может термостабилизировать кровь пациента и выделять из общего объема диализата объем диализата, количественно равный измеренному объему ультрафильтрата, отобранному у пациента в режиме изолированной ультрафильтрации, при этом количество конструктивных элементов аппарата уменьшается по отношению к аналогу, что обеспечивает повышение надежности конструкции в целом. Thus, the essence of the present invention lies in the fact that, due to the proposed technical solution, the apparatus can thermally stabilize the patient’s blood and isolate from the total dialysate volume a dialysate volume quantitatively equal to the measured ultrafiltrate volume taken from the patient in the isolated ultrafiltration mode, while the number of structural elements of the apparatus decreases in relation to the analogue, which provides increased reliability of the design as a whole.

Кроме того, предложенная конструктивная реализация аппарата "искусственная почка" обеспечивает повышение стабильности расхода диализата. In addition, the proposed constructive implementation of the apparatus "artificial kidney" provides increased stability of dialysate consumption.

Изложенная сущность изобретения поясняется конкретным примером выполнения аппарата "искусственная почка" и чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - гидравлическая схема предлагаемого аппарата "искусственная почка";
на фиг. 2 - гидравлическая схема предлагаемого аппарата "искусственная почка" с дополнительным насосом концентрата и дополнительным резервуаром концентрата;
на фиг. 3 - гидравлическая схема варианта конструктивной реализации переключателя;
на фиг. 4 - гидравлическая схема прототипа - аппарата АК- 90S, выполненная согласно принятым в России обозначениям для обеспечения возможности анализа ее отличий от заявляемого объекта.The essence of the invention is illustrated by a specific example of the implementation of the apparatus "artificial kidney" and drawings, which show:
in FIG. 1 is a hydraulic diagram of the proposed apparatus "artificial kidney";
in FIG. 2 is a hydraulic diagram of the proposed apparatus "artificial kidney" with an additional concentrate pump and an additional reservoir of concentrate;
in FIG. 3 is a hydraulic diagram of a design embodiment of a switch;
in FIG. 4 - hydraulic diagram of the prototype apparatus AK-90S, made in accordance with the notation adopted in Russia to enable analysis of its differences from the claimed object.

Аппарат "искусственная почка" (см. фиг. 1) содержит клапан 1 воды, вход которого соединен с источником воды, а выход - с входом первой полости теплообменника 2, выход которой соединен со стабилизатором 3 уровня жидкости, снабженным поплавком 4, и установленным на накопителе 5, выход стабилизатора 3 уровня соединен с входом нагревателя 6, выход которого подключен к верхней части накопителя 5, в котором установлен датчик 7 уровня жидкости. The apparatus "artificial kidney" (see Fig. 1) contains a water valve 1, the inlet of which is connected to a water source, and the outlet - to the inlet of the first cavity of the heat exchanger 2, the outlet of which is connected to a stabilizer 3 of the liquid level, equipped with a float 4, and mounted on drive 5, the output of the level 3 stabilizer is connected to the input of the heater 6, the output of which is connected to the top of the drive 5, in which the liquid level sensor 7 is installed.

Выход накопителя 5 расположен в его нижней части и соединен с входом монитора 8 концентрата, выход которого подключен к входу первого дросселя 9, выход первого дросселя 9 соединен с входом стабилизатора 10 давления, выход которого соединен с входом первого насоса 11 диализата. The output of the accumulator 5 is located in its lower part and is connected to the input of the concentrate monitor 8, the output of which is connected to the input of the first throttle 9, the output of the first throttle 9 is connected to the input of the pressure stabilizer 10, the output of which is connected to the input of the first dialysate pump 11.

Выход первого насоса 11 диализата соединен с входом сепаратора 12 газа, выход по жидкости которого соединен с датчиком проводимости 13, выход которого соединен с входом первого канала расходомера 14. The output of the first dialysate pump 11 is connected to the input of the gas separator 12, the fluid output of which is connected to a conductivity sensor 13, the output of which is connected to the input of the first channel of the flow meter 14.

Выход первого канала расходомера 14 соединен с входом клапана 15 байпаса, нормально закрытый выход которого соединен с входом массообменника 16, а нормально открытый выход клапана 15 байпаса соединен с выходом массообменника 16 и с входом второго канала расходомера 14, выход которого соединен с входом второго насоса 17 диализата, выход которого подключен к входу переключателя 18. The output of the first channel of the flow meter 14 is connected to the input of the bypass valve 15, the normally closed output of which is connected to the input of the mass exchanger 16, and the normally open output of the bypass valve 15 is connected to the output of the mass exchanger 16 and to the input of the second channel of the flow meter 14, the output of which is connected to the input of the second pump 17 dialysate, the output of which is connected to the input of the switch 18.

Нормально открытый выход переключателя 18 соединен с входом второй полости теплообменника 2, выход которой соединен с входом второго дросселя 19, выход которого соединен со сливом диализата. The normally open output of the switch 18 is connected to the input of the second cavity of the heat exchanger 2, the output of which is connected to the input of the second inductor 19, the output of which is connected to the drain of the dialysate.

Первый нормально закрытый выход переключателя 18 соединен со сливом ультрафильтрата. The first normally closed output of the switch 18 is connected to the drain of the ultrafiltrate.

Второй нормально закрытый выход переключателя 18 соединен с входом нагревателя 6. The second normally closed output of the switch 18 is connected to the input of the heater 6.

Выход газа сепаратора 12 газа соединен с входом клапана 20 газа, выход которого соединен с входом второго насоса 17 диализата. The gas outlet of the gas separator 12 is connected to the inlet of the gas valve 20, the outlet of which is connected to the inlet of the second dialysate pump 17.

Монитор 8 концентрата содержит насос 21 концентрата, вход которого подключен к резервуару 22 концентрата, а выход соединен с входом монитора 8 концентрата и с входом сепаратора 23 диализата, выход которого соединен с входом датчика 24 проводимости, выход которого является выходом монитора 8 концентрата, и с выходом газа сепаратора 23 диализата. The concentrate monitor 8 comprises a concentrate pump 21, the input of which is connected to the concentrate reservoir 22, and the output is connected to the input of the concentrate monitor 8 and to the input of the dialysate separator 23, the output of which is connected to the input of the conductivity sensor 24, the output of which is the output of the concentrate monitor 8, and the gas outlet of the dialysate separator 23.

Переключатель 18 может быть выполнен в виде трех клапанов 25, 26 и 27, один из которых (26) нормально открытый, а два (25 и 27) - нормально закрытые, при этом входы этих клапанов соединены с входом переключателя, нормально открытый выход которого является выходом нормально открытого клапана 26, первый нормально закрытый выход - выходом нормально закрытого клапана 25, а второй нормально закрытый выход - выходом нормально закрытого клапана 27. The switch 18 can be made in the form of three valves 25, 26 and 27, one of which (26) is normally open, and two (25 and 27) are normally closed, while the inputs of these valves are connected to the input of the switch, the normally open output of which is the output of the normally open valve 26, the first normally closed output is the output of the normally closed valve 25, and the second normally closed output is the output of the normally closed valve 27.

Аппарат "искусственная почка" (см. фиг. 2) содержит дополнительный насос 28 концентрата, выход которого соединен с входом стабилизатора 10 давления, а вход - с дополнительным резервуаром 29 концентрата. The apparatus "artificial kidney" (see Fig. 2) contains an additional concentrate pump 28, the outlet of which is connected to the inlet of the pressure stabilizer 10, and the inlet to the additional concentrate reservoir 29.

Аппарат содержит устройство 30 управления, входы которого связаны с электрическими информационными выходами нагревателя 6, датчика уровня 7, датчика проводимости 13, расходомера 14, датчика проводимости 24, а выходы устройства 30 управления связаны с входами управления клапана 1 воды, нагревателя 6, первого насоса 11 диализата, клапана 15 байпаса, второго насоса 17 диализата, клапана 20 газа, насоса 21 концентрата монитора 8 концентрата и дополнительного насоса 28 концентрата, клапанов 25, 26, 27, 29, 30 переключателя 18. The apparatus comprises a control device 30, the inputs of which are connected to the electrical information outputs of the heater 6, the level sensor 7, the conductivity sensor 13, the flow meter 14, the conductivity sensor 24, and the outputs of the control device 30 are connected to the control inputs of the water valve 1, heater 6, the first pump 11 dialysate, bypass valve 15, second dialysate pump 17, gas valve 20, concentrate pump 21 of concentrate monitor 8 and additional concentrate pump 28, valves 25, 26, 27, 29, 30 of switch 18.

Переключатель 18 может быть выполнен также в виде двух клапанов 31 и 32 с отдельными электрическими приводами 33 и 34, при этом входы клапанов 31 и 32 соединены с входом переключателя, а клапан 32 выполнен в виде трехходового клапана, нормально закрытый выход которого является вторым нормально закрытым выходом переключателя 18, а его нормально открытый выход является нормально открытым выходом трехходового клапана 32, клапан 31 выполнен нормально закрытым, а его выход является первым нормально закрытым выходом переключателя 18. The switch 18 can also be made in the form of two valves 31 and 32 with separate electric actuators 33 and 34, while the inputs of the valves 31 and 32 are connected to the input of the switch, and the valve 32 is made in the form of a three-way valve, the normally closed output of which is the second normally closed the output of the switch 18, and its normally open output is the normally open output of the three-way valve 32, the valve 31 is made normally closed, and its output is the first normally closed output of the switch 18.

Клапан 1 воды предназначен для управления гидравлическим соединением источника воды, например, выхода устройства водоподготовки с узлами аппарата и выполнен, как правило, с соленоидным приводом. The water valve 1 is designed to control the hydraulic connection of the water source, for example, the outlet of the water treatment device with the nodes of the apparatus and is made, as a rule, with a solenoid drive.

Теплообменник 2 предназначен для подогрева входной воды отработанным диализирующим раствором и выполнен в виде герметичной конструкции с набором тонких металлических пластин, омываемых с одной стороны водой, а с другой стороны - отработанным диализирующим раствором. The heat exchanger 2 is designed to heat the input water with spent dialysis fluid and is made in the form of a sealed structure with a set of thin metal plates washed on one side with water and, on the other hand, spent dialysis fluid.

Накопитель 5 с установленными в нем стабилизатором 3 уровня и датчиком 7 уровня представляет собой резервуар и предназначен для накопления воды или диализирующего раствора, при этом установленный в нем датчик 7 уровня служит для выработки сигнала о превышении заданного уровня жидкости в накопителе, а стабилизатор 3 уровня представляет собой герметичный корпус с клапаном типа сопло-заслонка, механически связанный с поплавком, опущенным в резервуар накопителя. A storage device 5 with a level 3 stabilizer and a level 7 sensor installed in it is a reservoir and is designed to accumulate water or a dialysate solution, while the level 7 sensor installed in it serves to generate a signal about the excess of a given level of liquid in the drive, and the level 3 stabilizer represents a sealed housing with a valve of the nozzle-damper type, mechanically connected with a float lowered into the reservoir tank.

Нагреватель 6 содержит нагревательный электроэлемент, датчик температуры, установленные в герметичном корпусе и предназначен для нагрева и регулирования температуры жидкостей. The heater 6 contains a heating electric element, a temperature sensor installed in a sealed enclosure and is designed to heat and control the temperature of liquids.

Монитор 8 концентрата предназначен для регулирования проводимости диализирующего раствора и поддержания ее на заданном оператором уровне и содержит насос 21 концентрата, вход которого подключен к резервуару 22 концентрата, а выход соединен с входом монитора 8 концентрата и с входом сепаратора 23 диализата, выход которого соединен с входом датчика 24 проводимости, выход которого является выходом монитора 8 концентрата, и с выходом газа сепаратора 23 диализата. The concentrate monitor 8 is designed to control the conductivity of the dialysate solution and maintain it at a level set by the operator and contains a concentrate pump 21, the input of which is connected to the concentrate tank 22, and the output is connected to the input of the concentrate monitor 8 and to the input of the dialysate separator 23, the output of which is connected to the input conductivity sensor 24, the output of which is the output of the concentrate monitor 8, and with the gas output of the dialysate separator 23.

Первый и второй дроссели 9 и 19 представляют собой ламинарные дроссели с круглой диафрагмой и предназначены для создания нормированного сопротивления потоку жидкости. The first and second chokes 9 and 19 are laminar chokes with a circular diaphragm and are designed to create a normalized resistance to fluid flow.

Стабилизатор 10 давления представляет собой вакуумный редукционный клапан и предназначен для ограничения вакуумметрического или избыточного давления жидкости на его входе в зависимости от заданного натяжения пружины растяжения-сжатия. The pressure stabilizer 10 is a vacuum pressure reducing valve and is designed to limit the vacuum or excess pressure of the liquid at its inlet, depending on the specified tension of the tension-compression spring.

Первый и второй насосы 11 и 17 диализата предназначены для перемещения диализирующего раствора и выполнены каждый в виде насосной головки шестеренного или вихревого типа с приводом от управляемого электродвигателя. The first and second dialysate pumps 11 and 17 are designed to move the dialysate solution and are each made in the form of a pump head of a gear or vortex type driven by a controlled electric motor.

Сепаратор 12 газа и сепаратор 23 газа монитора 8 концентрата предназначены для отделения газа, выделенного из жидкости, от жидкости и выполнены каждый в виде резервуара с разнесенными по уровню выходами жидкости и газа, при этом выход сепаратора по жидкости расположен ниже входа газожидкостной смеси, а выход сепаратора по газу расположен выше уровня газожидкостной смеси и входа газожидкостной смеси по уровню (см., например, схематическое обозначение сепараторов на фиг. 1). The gas separator 12 and the gas separator 23 of the concentrate monitor 8 are designed to separate the gas released from the liquid from the liquid and each is made in the form of a tank with separated outlets of liquid and gas, the outlet of the separator in liquid located below the inlet of the gas-liquid mixture, and the outlet the gas separator is located above the level of the gas-liquid mixture and the gas-liquid mixture inlet by level (see, for example, the schematic designation of the separators in Fig. 1).

Датчик 13 проводимости и датчик 24 проводимости монитора 8 концентрата: каждый представляет собой электрохимическую ячейку с датчиком температуры для термокомпенсации полезного сигнала и служит для измерения удельной электропроводности (проводимости) диализирующего раствора. Conductivity sensor 13 and conductivity sensor 24 of the concentrate monitor 8: each is an electrochemical cell with a temperature sensor for thermal compensation of a useful signal and is used to measure the electrical conductivity (conductivity) of the dialysis solution.

Расходомер 14 предназначен для измерения расхода ультра фильтрата как разности расходов диализирующего раствора, измеряемых двумя измерительными каналами расходомера на входе и на выходе массообменника 16, выполнен в виде двухканального доплеровского лазерного измерителя расхода. The flowmeter 14 is designed to measure the flow rate of the ultra filtrate as the difference in the flow rate of the dialysing solution, measured by two measuring channels of the flowmeter at the inlet and outlet of the mass exchanger 16, made in the form of a two-channel Doppler laser flow meter.

Клапан 15 байпаса и клапан 32 переключателя 18 предназначены для коммутации потоков диализирующего раствора и представляют собой клапан типа сопло-заслонка в герметичном корпусе с соленоидным приводом, имеют вход, один нормально открытый и один нормально закрытый выходы. The bypass valve 15 and valve 32 of the switch 18 are intended for switching dialysis fluid flows and are a nozzle-damper valve in a sealed housing with a solenoid actuator, have an input, one normally open and one normally closed output.

Массообменник 16 предназначен для экстракорпорального массообмена жидкостей организма с искусственной жидкой или газообразной средой через полупроницаемую мембрану (см., например, рекламный проспект на гемодиализатор F6 фирмы "Фрезениус", ФРГ). The mass exchanger 16 is designed for extracorporeal mass transfer of body fluids with artificial liquid or gaseous medium through a semipermeable membrane (see, for example, a brochure on the F6 hemodialyzer from Fresenius, Germany).

Переключатель 18 предназначен для коммутации входного потока жидкости через два нормально закрытых и один нормально открытый выходы. The switch 18 is designed for switching the input fluid flow through two normally closed and one normally open outputs.

Клапан 20 газа и клапан 26 переключателя 18 предназначены для коммутации потоков газа или жидкости и представляют собой клапан типа сопло-заслонка в герметичном корпусе с соленоидным приводом, имеют вход и нормально открытый выход, а клапаны 25, 27 и 31 имеют вход и нормально закрытый выход. The gas valve 20 and valve 26 of the switch 18 are designed for switching gas or liquid flows and are a nozzle-damper valve in a sealed housing with a solenoid actuator, have an input and a normally open output, and valves 25, 27 and 31 have an input and a normally closed output .

Насос 21 концентрата монитора 8 концентрата и дополнительный насос 28 концентрата представляют собой мембранные объемные насосы с обратными клапанами и с электромагнитным соленоидным приводом и служат для перемещения концентратов диализирующего раствора. The concentrate pump 21 of the concentrate monitor 8 and the additional concentrate pump 28 are displacement diaphragm pumps with check valves and with an electromagnetic solenoid drive and serve to move the dialysate concentrates.

Резервуар 22 и дополнительный резервуар 29 концентрата предназначены для переноски и хранения концентратов диализирующего раствора (канистры из полиэтилена для пищевых продуктов) ОСТ 6-19-35-81. The reservoir 22 and the additional reservoir 29 of the concentrate are intended for carrying and storing the concentrates of the dialysis solution (canisters of polyethylene for food) OST 6-19-35-81.

Устройство 30 управления аппаратом предназначено для управления аппаратом и выполнено на основе микроконтроллера. Алгоритм работы устройства управления 30 описан в документации ИВФП.942516.009. The device control device 30 is designed to control the device and is based on a microcontroller. The algorithm of the control device 30 is described in the documentation IVPP.942516.009.

Электромагнитный соленоидный привод 33 и 34 клапанов каждый представляет собой электромагнитный электромеханический преобразователь и предназначен для открывания нормально закрытого и закрывания нормально открытого клапана типа сопло-заслонка при подаче напряжения на его обмотку (см., например, Гомельский Ю.С., "Электрические элементы электрогидравлических устройств автоматики", М., "Энергия", 1968, стр. 8 -15). The electromagnetic solenoid drive of 33 and 34 valves each is an electromagnetic electromechanical converter and is designed to open a normally closed and close a normally open valve of the nozzle-damper type when voltage is applied to its winding (see, for example, Gomelsky Yu.S., "Electrical elements of electro-hydraulic automation devices ", M.," Energy ", 1968, p. 8 -15).

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Вода подается под давлением через клапан 1, нагревается в теплообменнике 2 отработанным диализатом, расход воды определяется стабилизатором уровня 3 в зависимости от уровня воды в накопителе 5, определяемого расходом воды на его выходе. Далее вода поступает, нагреваясь до заданной температуры в нагревателе 6, в накопитель 5, а из него - в сепаратор 23 газа монитора 8 концентрата, где смешивается с концентратом, подаваемым насосом 21 концентрата монитора 8 концентрата из резервуара 22 концентрата. Полученный диализат поступает в мониторе 8 концентрата с выхода сепаратора 23 через датчик 24 проводимости на вход первого дросселя 9. Water is supplied under pressure through valve 1, is heated in the heat exchanger 2 by spent dialysate, the water flow rate is determined by a level 3 stabilizer depending on the water level in the reservoir 5, determined by the water flow rate at its outlet. Next, the water enters, heating up to a predetermined temperature in the heater 6, into the accumulator 5, and from it to the gas separator 23 of the concentrate monitor 8, where it is mixed with the concentrate supplied by the concentrate pump 21 of the concentrate monitor 8 from the concentrate tank 22. The resulting dialysate enters the concentrate monitor 8 from the output of the separator 23 through the conductivity sensor 24 to the input of the first inductor 9.

Стабилизатор 10 давления стабилизирует величину вакуум-метрического давления на своем входе, ограничивая эту величину на заданном уровне (минус 20 кПа), не зависящем от давления диализирующего раствора. Величина гидравлического сопротивления первого дросселя 9, стабилизированный уровень воды в накопителе 5 и стабилизированное значение вакуумметрического давления на входе стабилизатора 10 давления определяют величину и высокую стабильность расхода диализирующего раствора, поскольку расход диализирующего раствора не зависит как от колебаний входного давления источника воды, так и от изменений величины давления диализата на массообменнике 16. The pressure stabilizer 10 stabilizes the value of the vacuum-metric pressure at its inlet, limiting this value to a predetermined level (minus 20 kPa), independent of the pressure of the dialysis solution. The hydraulic resistance of the first throttle 9, the stabilized water level in the reservoir 5 and the stabilized value of the vacuum pressure at the inlet of the pressure stabilizer 10 determine the value and high stability of the flow of the dialysis fluid, since the flow of the dialysis fluid does not depend on fluctuations in the inlet pressure of the water source, or on changes dialysate pressure on the mass exchanger 16.

Затем раствор смешивается при использовании, например, бикарбонатных диализирующих растворов с дополнительными компонентами диализирующего раствора, подаваемыми дополнительным насосом 28 концентрата из дополнительного резервуара 29 концентрата, и перемещается первым насосом 11 диализата через сепаратор 12 газа в датчик 13 проводимости. Выходные сигналы датчиков 13 и 24 проводимости используются в устройстве 30 управления для задания производительности насоса 21 концентрата монитора 8 концентрата и дополнительного насоса 28 концентрата. Производительность первого насоса 11 диализата определяется значением вакуумметрического давления на его входе, которое задается равным минус 70 кПа для создания необходимой степени дегазации диализирующего раствора. Выделенный газ отделяется от жидкости в сепараторе 12 и, через выход газа этого сепаратора, удаляется вторым насосом 17 диализата. Then, the solution is mixed using, for example, bicarbonate dialysis solutions with additional components of the dialysis solution supplied by the additional concentrate pump 28 from the additional concentrate tank 29, and is transferred by the first dialysate pump 11 through the gas separator 12 to the conductivity sensor 13. The output signals of the conductivity sensors 13 and 24 are used in the control device 30 to set the performance of the concentrate pump 21 of the concentrate monitor 8 and the additional concentrate pump 28. The productivity of the first dialysate pump 11 is determined by the value of the vacuum pressure at its inlet, which is set to minus 70 kPa to create the necessary degree of degassing of the dialysis solution. The released gas is separated from the liquid in the separator 12 and, through the gas outlet of this separator, is removed by the second dialysate pump 17.

Нормально открытый клапан 20 закрывается при его включении, обеспечивая тем самым возможность полного слива жидкости в режимах слива жидкости из аппарата и в режимах химической и термической дезинфекции. A normally open valve 20 closes when it is turned on, thereby providing the possibility of complete draining of the liquid in the modes of draining the liquid from the apparatus and in the modes of chemical and thermal disinfection.

Приготовленный чистый диализирующий раствор поступает с выхода датчика 13 проводимости через первый канал расходомера 14 при включенном клапане 15 байпаса через массообменник, либо, при выключенном клапане 15 байпаса, минуя массообменник, перемещается через второй канал расходомера 14, вторым насосом 17 диализата через нормально открытый клапан 26 и вторую полость теплообменника 2 на слив. По разности объемов диализирующего раствора, перемещенных через каналы расходомера 14, определяется объем ультрафильтрата, информация о котором используется в устройстве 30 управления для управления производительностями насосов диализата: первого 11 и второго 17. The prepared pure dialysis solution comes from the output of the conductivity sensor 13 through the first channel of the flow meter 14 with the bypass valve 15 turned on through the mass exchanger, or, when the bypass valve 15 is turned off, bypassing the mass exchanger, moves through the second channel of the flow meter 14, by the second dialysate pump 17 through a normally open valve 26 and the second cavity of the heat exchanger 2 to drain. The difference in volumes of the dialysate solution transferred through the channels of the flowmeter 14 determines the amount of ultrafiltrate, information about which is used in the control device 30 to control the capacity of the dialysate pumps: first 11 and second 17.

В режиме изолированной ультрафильтрации отработанный диализирующий раствор направляется при электрически включенном (гидравлически открытом) клапане 27 через нагреватель 6 в накопитель 5, (т.е. по замкнутому контуру), чем и достигается возможность термостабилизации крови пациента через полупроницаемую мембрану массообменника 16. In the isolated ultrafiltration mode, the spent dialysis fluid is sent with the electrically turned on (hydraulically open) valve 27 through the heater 6 to the accumulator 5, (i.e., in a closed circuit), which allows the patient to be thermally stabilized through a semipermeable membrane of the mass exchanger 16.

По сигналу датчика 7 уровня периодически электрически включается (гидравлически открывается) на короткий промежуток времени клапан 25 и подает количество отработанного диализата, равное объему полученного из массообменника 16 ультрафильтрата на слив ультрафильтрата, например, в мерный цилиндр. At the signal of the level sensor 7, the valve 25 is periodically electrically turned on (hydraulically opened) for a short period of time and supplies the amount of spent dialysate equal to the amount of ultrafiltrate obtained from the mass exchanger 16 to drain the ultrafiltrate, for example, into a graduated cylinder.

Таким образом, благодаря предложенному техническому решению, заявленный аппарат "искусственная почка" обеспечивает возможность термостабилизации крови пациента и сепарации объема ультрафильтрата, количественно равного объему ультрафильтрата, отобранному у пациента в режиме изолированной ультрафильтрации, при этом количество конструктивных элементов аппарата уменьшается, что обеспечивает повышение надежности конструкции в целом. Thus, thanks to the proposed technical solution, the claimed apparatus "artificial kidney" provides the possibility of thermal stabilization of the patient’s blood and separation of the ultrafiltrate volume, quantitatively equal to the ultrafiltrate volume taken from the patient in the isolated ultrafiltration mode, while the number of structural elements of the apparatus is reduced, which improves the reliability of the design generally.

Данные технические решения реализованы в аппаратах для гемодиализа АДС-1И1Н-А-02 и АГДС-1И1Н-БК-П-03, серийный выпуск которых освоен на Электромеханическом заводе "Авангард", г. Саров. These technical solutions are implemented in the hemodialysis machines ADS-1I1N-A-02 and AGDS-1I1N-BK-P-03, the serial production of which has been mastered at the Avangard Electromechanical Plant, Sarov.

Claims

1. The apparatus is an "artificial kidney" containing a water valve, the inlet of which is connected to a water source, the outlet - with the inlet of the first cavity of the heat exchanger, a heater, two chokes, a conductivity sensor, a concentrate monitor, to which a concentrate reservoir is connected, the first dialysate pump, the outlet of which connected to the input of the gas separator, the output of the first channel of the flow meter is connected to the input of the bypass valve, the normally closed output of which is connected to the input of the mass exchanger, while the output of the second channel of the flow meter is connected to the input of the second pump and dialysate, characterized in that the output of the mass exchanger is connected to the input of the second channel of the flow meter and with the normally open output of the bypass valve, the device is equipped with a drive with a level sensor and a level stabilizer and a switch installed in it, the input of which is connected to the output of the second dialysate pump, normally open output - with the input of the second cavity of the heat exchanger, the first normally closed output of the switch is connected to the drain of the ultrafiltrate, the second normally closed output is with the input of the heater and the output of the stabilizer a level atom, the input of which is connected to the output of the first cavity of the heat exchanger, the output of the second cavity of which is connected to the input of the second choke, the output of which is connected to the drain of the dialysis solution, the heater output is connected to the storage device, the output of which is connected to the input of the concentrate monitor, the output of which is connected to the input of the first
throttle, the apparatus is equipped with a pressure stabilizer, the input of which is connected to the output of the first throttle, and the output to the input of the first dialysate pump, as well as a gas valve, the input of which is connected to the gas outlet of the gas separator, and the output to the input of the second dialysate pump, while the output the liquid of the gas separator is connected to the input of the conductivity sensor, the output of which is connected to the input of the first channel of the flow meter.

2. The apparatus "artificial kidney" according to claim 1, characterized in that the apparatus is equipped with a concentrate pump, the outlet of which is connected to the inlet of the pressure stabilizer, and the inlet - with an additional reservoir of concentrate.

3. The artificial kidney apparatus according to claim 2, characterized in that the switch is made in the form of one normally open and two normally closed valves, the inputs of all valves are combined with the input of the switch, the normally open output of which is the output of the normally open valve, the first normally closed the output is the output of the first of the normally closed valves, and the second normally closed output is the output of the second normally closed valve.

4. The apparatus "artificial kidney" according to claim 2, characterized in that the switch is made in the form of two valves with separate electromagnetic actuators, the inputs of these valves are combined with the input of the switch, the first valve is made normally closed, and its output is the first normally closed output of the switch , and the second valve is made in the form of a three-way valve, the normally closed output of which is the second normally closed output of the switch, and its normally open output is the normally open output of the three-way valve a.