一种快速加温透析配液设备的技术改造

郭赤，赵育新，李涛，

米永巍，苏东东广州军区武汉总医院 医学工程科，湖北 武汉 430070

0 前言

透析液（dialysate）的配制是血透中心大量的、重复的工作之一。透析的原理是，溶质通过半透膜从高浓度向低浓度方向的运动，其中包括溶质的移动和水的移动，临床上用弥散现象来分离纯化血液，使之达到净化的目的[1]。而大多数医院使用的透析液B液是由一定量的B粉在反渗水中溶解配制而成。作者在长期的医疗工作中发现在配制B液时存在以下问题：冬季气温较低，B粉溶解速度较慢，花费的配制时间较长，甚至达5～6 h。因此，提出对原有的配液设备进行改造，以便提高配制效率。

1 改造前的配液系统

改造前的配液系统（图1）是依靠人工控制反渗水进水的，即通过控制进水开关来控制进水量，见图1。系统也无水位控制实时加温和温度显示功能，仅有搅拌功能，不适用于低温条件下工作，故冬季配液受到较大限制。

2 系统改造方案与工作原理

为了达到快速配液的目的，在配液时，采用边往配液桶加反渗水边加温控温的方案，即当配液桶中反渗水达到设定的用量时，桶内的反渗水温度也达到设定值，约为30℃，这样可以保证寒冷的冬季和炎热的夏季所需配液时间相同，便于科室的工作安排。

2.1 改造后的配液系统

该改进快加温配液设备主要由加热器、水型位自动控制器、配液桶、搅拌器、电动阀、管路和进出水阀等7部分组成。其原理图，见图2；实物图，见图3。

反渗水的加热采用市售的具有即时加热功能的加热器，该加热器通过分档快加热技术实现反渗水的即时加热功能，通过程控电路调整加热器功率来实现不同的温度控制。采用防干烧保护技术确保加热器不会因干烧而损坏，即无水供应时加热器停止加热。水位自动控制器由电动阀、水位电极、温度探头和水位自动控制器组成。其中，温度传感器采用铂电阻温度传感器[2]，也可以根据实际情况来选定[3]；电动阀采用全自动轴向阀门，反应时间＜2 s；两路水位电极用于控制高低反渗水液面高度，以实现水量的控制；温度探头用于水温信号的采集，通过内置单片机测量系统实现水位自动控制和温度的实时显示功能。配液桶为原有的，容积为100 L，不必特殊改造，搅拌器采用循环水搅拌装置。最后通过管路将这7部分连接而成。

2.2 工作原理

接通加热器电源，打开进水口阀，将加热器调至合适的档位，并将水位自动控制器设置适当的水位;启动系统，电动阀门开启，反渗水通过加热器加热到达配液桶内，直至达到预设容量时电动阀才关闭，并停止加水。注意，应在反渗水加满前加入B粉，达到配液量时，启动搅拌泵搅拌，总共约0.5 h，B粉即可完全溶解。

3 实验方法与结果

采用我院改进型快加温透析液配液设备，配液桶容积为100 L，设定反渗水容量为70 L，将配液桶的反渗水温分别调整至15℃、20℃、25℃、30℃和35℃5档，观察反渗水水温与B粉溶解的时间关系，各反渗水水温值分别记录3次，取其均值（表1）。

表1 实测反渗水水温与B粉溶解的时间关系

表1显示了反渗水水温与B粉溶解时间的关系：反渗水温度越低B粉溶解时间越长，随着反渗水温度的提高，B粉溶解速度先成线性关系，当超过一定温度后再增加温度，B粉溶解速度的提高就不会那么明显；反渗水温度过高，对系统的能耗也就越大，并且反渗水水温太高会导致碳酸氢盐的挥发[4-5]，从而影响透析液的作用。如反渗水温＞25 ℃时，B粉的溶解时间均＜30 min；当反渗水水温达到30℃时，B粉的溶解时间仅为20 min；当反渗水水温达到35 ℃时，B粉的溶解时间为19 min，减少不多。所以我们通常将反渗水水温度设定在30 ℃，就可满足日常透析液配制的要求。从2011年1月至今，我们设计的改进型快加温透析液配液设备用于血透中心的透析液配制，达到了预想的设计效果，使用科室满意，大大提高了配液室的工作效率。

4 讨论

以往解决冬季透析液配液主要方法有3种：① 通过增加配液桶的数量来增加配液量，保证当日需求，多个配液桶同时配液的确可以提高反渗液的产量并加快配液速度，但多个配液桶往往占据较多的室内场地，占用过多的资源；② 将反渗水加热，再汇入配液桶内，通过提高反渗水温度来加快配液速度，其缺点是操作较为麻烦，且温度不易掌握和控制；③ 采购现成的带加温保温功能的配液桶来解决，这需另购设备增加成本，而带加温保温功能的配液桶往往功率不大，加温也要花费一定时间[6-7]。此外，还有浓配法，即传统生产透析液的常用方法由于高浓度碳酸氢钠溶液不稳定，随温度和时间的变化不断释放二氧化碳，从而导致碳酸氢钠的浓度逐步下降、pH 值降低，并使Ca2+、Mg2+等离子发生沉淀。

与上述方法相比，我们设计的改进型快加温透析液配液设备完全克服了它们的缺陷。其优点：① 采用即时快速加温技术，当配液桶中反渗水达到预定值时，反渗水温也同时达到预定的温度，一般设定30 ℃，此时加热器停止工作设备不再消耗能源；② 医院在任何季节所花费的配液时间均相同，并能当场配置当场使用，便于科室的工作安排；③ 在反渗水达到设定水位前，加入透析粉B粉，达到配液量时，启动搅拌泵，约20 min便可使配液桶内的B粉完全溶解，加上加水时间10 min，总共约30 min，与原方法相比大大节省的配液时间，比单桶配液方法提高6倍的配液量；④ 节省了设备占用空间，费用也大为降低；⑤ 在使用过程中搅拌温度和搅拌时间连续可调，且系统操作简单；⑥ 在密闭条件下生产透析液，生产时间短、污染机会较少，克服了传统的 “开放式”生产透析液时间长、易被细菌污染的缺陷。

目前，系统主要由加热器、水位自动控制器、配液桶、搅拌器、电动阀、管路和进出水阀等7部分组成[8]。在此基础上，还可增加上水阀与电动阀（并联），便于夏季温度较高时使用；还可进一步改进为一体式快加温定量系统。

[1]陈华,张锋.人工肾透析液的制备与合理使用[J].临床医学,2007,27(6):75-76.

[2]王晓宁,陈光辉,李如华,等.基于MAX1415的温度采集系统设计[J].医疗卫生装备,2011,32(2):14-16.

[3]杨秋兰.浅谈温度测量的发展现状[J].科学传播,2010,23(14):113-116.

[4]陈华,张锋.人工肾透析液的制备与合理使用[J].临床医学,2007,27(6):75-76.

[5]兰伯恩,李汉彝.配制碳酸氢盐透吸液B液时注射用水温度的选择[J].中国药业,2003,12(3):5.

[6]陈春全,蔡志群,张建勇,等.B型人工肾透析液生产工艺改进[J].现代医药卫生,2004,20(5):378-379.

[7]欧伟光.一种半自动透析液搅拌装置的研制[J].医疗设备信息,2004,19(10):5-6.

[8]唐立源,朱兴喜.血液透析机的主要参数设定和检测方法[J].中国医疗设备,2011,26(12):63-65.