移动式血液透析用水处理装置的研制

汤黎明1，吴敏1，钟添萍1，居晓军，史晓冰

1. 南京军区南京总医院 医学工程科，江苏 南京 210002；2. 北京联合捷然生物科技有限公司，北京100002

移动式血液透析用水处理装置的研制

汤黎明1，吴敏1，钟添萍1，居晓军2，史晓冰2

1. 南京军区南京总医院 医学工程科，江苏 南京 210002；2. 北京联合捷然生物科技有限公司，北京100002

目的设计一种野外移动式血液透析用水处理装置，用于野战医院中的连续性血液净化治疗，提高战地和灾害现场救治水平。方法野外移动式水处理装置由前处理装置和微型增压水泵及反渗膜组成。结果处理后的水符合血液透析和相关治疗用水的规定，完全能够满足连续性血液净化治疗的需要。结论移动式水处理机的应用，使许多不宜搬动的野战危重病人得到及时的透析治疗，有效地维持了伤病员的生命体征，为伤病员生命抢救赢得有利的治疗时机。

血液透析机；移动式水处理机；透析水处理系统；透析治疗

0 前言

随着我国经济迅速发展和人民生活水平的提高，通过连续性血液净化维持生命的治疗手段得到了普及和发展。连续性血液透析患者每周需要进行2～3 次[1]透析治疗， 每次透析需用透析液135 L，如此大量的透析液需要透析水处理系统提供净化水源。因此血液净化中心多采用集中供水，对原水、场地的要求很高[2]。而对于自然灾害、意外事故或战争等野外环境，根本就没有办法建立固定的大型水处理系统用于连续性血液净化治疗。为了提高我军战地救治水平，建立沟通前方急救和后方深度治疗的连接桥梁，本研究设计一种野外移动式血液透析用水处理装置，用于野战医院的连续性血液净化治疗，确保伤病员在前沿急救及后送过程中治疗的连续性和生命体征稳定性。

1 装置设计

1.1 设计思路

在血液透析净化治疗中，由于透析膜对透析液中的有毒物质不具有选择性, 如果透析液中含有对人体有害的化学物质和微生物, 就会通过透析膜扩散进入人体, 使患者发生并发症，加重病情，甚至死亡。为此, 连续性血液净化设备正常工作必须要有高质量的透析用水。而天然水源和常规经过处理的日常用水中含有较多的杂质，无法直接用作透析用水，必须对其进行深度处理，除去水中各种离子及其有害物质, 包括砂粒、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、钙质、余氯、重金属等[3]。针对各种不同的杂质，选择不同的过滤器，如砂粒过滤器、活性炭过滤器、树脂软化过滤器等[4]。

1.2 装置组成及功能

野外移动式水处理装置由前处理装置、反渗透主件组成。其中，前处理装置包括除垢前级过滤器、前级过滤器、活性炭过滤器、树脂软化过滤器；反渗透主件包括微型增压水泵和反渗膜。便携式水处理装置结构示意图，见图1。

图1 便携式水处理装置结构示意图

1.2.1 前处理装置

（1）除垢前级过滤器。过滤器内的滤芯中含有食品级复磷酸盐，可有效阻止水垢生成，并可修复锈蚀的金属管道和清除水容器内的水垢，还可滤除水中的颗粒性杂质，如铁锈、泥沙、颗粒物、悬浮物、石棉纤维等。这样就避免了自来水在城市管网输配过程中，由于管网、屋顶水箱等的老化、破损而造成的二次污染。设备中的高精度不锈钢过滤膜可以永久使用，无需再更换滤芯，且反向冲洗简单易行、无需任何专用工具。

（2）前级过滤器。过滤器内砂滤柱自上而下由细石英砂、粗石英砂、细石子、粗石子分层构筑而成，是一支成型易更换的砂滤柱。主要去除水中大颗粒物质及固体成分，并对前级处理可能产生的机械颗粒及胶体进行隔挡过滤。可根据用水量定期更换。

（3）活性炭过滤器。由细颗粒优质炭组成，是一支成型且易更换的活性炭柱。活性炭是一种高效吸附剂，主要用于吸附氯离子、有机物和致热原。本装置内设有2只活性炭过滤器，保证去除原水中的余氯、嗅味、有机物、胶体及微生物等。活性炭吸附达到饱和浓度不再起作用时，更换一支新活性炭柱，以保证产水质量。

（4）树脂软化过滤器。过滤器内主要是一支成型易更换的钠型离子交换树脂柱，它可以将原水中产生水硬度的钙、镁离子去除，以降低水的硬度。定期检测软化水中钙、镁含量以判定水质软化程度，同时判断树脂的软化能力。在离子交换树脂柱软化能力下降到一定程度时更换。

1.2.2 反渗透主件

（1）微型增压水泵。利用高压使含有杂质的经初步处理过的水经半透膜将水中的杂质分开，分离成淡水( 又称反渗水) 和浓缩水，以提高滤过软化水的水压。

（2）反渗膜。利用反渗膜可清除细菌、病毒、致热原等。经反渗透产生的纯水可以在缓冲水箱中暂存汇集，再由分配水泵输送到移动式容量平衡控制的联机置换液配制系统。设计产水量为60 L/h（25℃），脱盐率＞95%。整个反渗装置具有自动冲洗和连锁保护功能。

1.3 装置安装结构

整个装置的各个组成部分，采用不锈钢方钢框架结构组合在一起，见图2。其框架受力部分为实芯材料，抗震、防锈；外壳采用不锈钢板，用螺栓紧固，拆卸维护方便、快捷；核心滤过水部件，均采用卫生级不锈钢材质及卫生级塑料材质。为保证移动顺畅，增设手推和脚轮，方便装置的转移；增压泵固定采取了减震、防震、降噪措施；外部管路均采用快插固定安装方式，无需胶粘及特殊工具，整机装置外形，见图3。

图2 水处理内部框架

图3 水处理装置外形图

2 性能指标

供电电源：AC 220 V；

供水压力：＞98 kPa；

产水量：1 L/min（环境温度25℃条件下）；

产水水质：符合YY0572-2005《血液透析和相关治疗用水》行业标准，细菌内毒素清除率99%，不可溶盐清除率95%；

功耗：＜100 W；

重量：≤40 kg；

体积：500 mm×300 mm×500 mm

3 水质检测结果

对该装置进行各项临床指标检验[5]，检测经过水处理后的净化水的生物化学指标（表1），符合中华人民共和国医药行业标准YY 0572-2005 血液透析和相关治疗用水的规定，完全能够满足连续性血液净化治疗的需要。

表1 水质检测结果 （mg/L）

4 结束语

野外便携式水处理装置移动、操作简便，在有自来水水源的地方，能迅速开展血液透析。通过更换连接头，就可以连接任何型号的血透机器，大大简化了操作程序。使用移动式水处理机在野战医院建立床边正规血透，不但治疗安全性得到充分保证，充沛的透析液流量使透析效果也得到保障，即使高分解代谢的病人也能获得良好的治疗效果。野战移动式水处理机的应用，使许多不宜搬动的野战危重病人得到及时的透析治疗，有效地维持伤病员的生命体征，为伤病员生命抢救赢得有利的治疗时机。

[1] 季大玺,徐斌．回眸血液透析的过去、展望未来[J]．中国血液净化,2012,11(2):59-63．

[2] 何金圣,汪昊,蒋丽丽．血液透析用水处理系统的质量管理[J]．中国医疗设备,2012,27(8):130-131．

[3] 邹冬梅,蔡颖尔．血液透析水处理系统的组成以及发展方向[J]．临床医学工程,2010,17(10):117-119．

[4] 朱弋,李晓东,吴新社．血液净化水处理系统结构及质量控制[J]．中国医学装备,2011,8(4):36-37．

[5] 汤黎明,吴敏．医疗设备临床应用风险管理与评估规范的研究[J]．医疗卫生装备,2010,31(3):1-3．

[6] 李明旭,周春华．维持性血液透析通路的现状与展望[J]．中国血液净化,2013,(3):159-163．

[7] 叶朝阳．血液净化的水处理配置和质量控制要求[J]．中国血液净化,2009,(8):417-419．

Development of Mobile Water Treatment Device for Hemodialysis

TANG Li-ming1, WU Min1, ZHONG Tian-ping1, JU Xiao-jun2, SHI Xiao-bing2
1. Department of Medical Engineering, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command, Nanjing Jiangsu 210002, China; 2. Beijing Unite Jieran Biology Science and Technology Co Ltd., Beijing 100002, China

ObjectiveTo establish a kind of mobile water treatment device of hemodialysis for continuous blood purification treatment in the field hospital in order to improve the level of military battlefield treatment.MethodsThis device includes preprocessing unit, micro booster pump and reverse osmosis membrane.ResultsThe water after treatment can meet the requirements of hemodialysis and water treatment, and fully able to meet the needs of continuous blood purification treatment.ConclusionThe mobile water treatment machines could timely treat critically ill patients so as to maintain vital signs and win a favorable rescuing time.

hemodialysis machine; mobile water treatment device; dialysis water treatment system; dialysis treatment

TH789；TU991.24

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.08.010

1674-1633(2013)08-0030-02

2013-02-19

全军医学科研“十二五”重大项目（AWS11J013）。

本文作者：汤黎明，教授，南京军区南京总医院医工科科主任，博士；本刊编委，中华医学会临床医学工程专业委员会副主任委员。

作者邮箱：njtanglm@163．com