移動式血液透析用水處理裝置的研制

湯黎明1，吳敏1，鐘添萍1，居曉軍，史曉冰

1. 南京軍區南京總醫院 醫學工程科，江蘇 南京 210002；2. 北京聯合捷然生物科技有限公司，北京100002

移動式血液透析用水處理裝置的研制

湯黎明1，吳敏1，鐘添萍1，居曉軍2，史曉冰2

1. 南京軍區南京總醫院 醫學工程科，江蘇 南京 210002；2. 北京聯合捷然生物科技有限公司，北京100002

目的設計一種野外移動式血液透析用水處理裝置，用于野戰醫院中的連續性血液凈化治療，提高戰地和災害現場救治水平。方法野外移動式水處理裝置由前處理裝置和微型增壓水泵及反滲膜組成。結果處理后的水符合血液透析和相關治療用水的規定，完全能夠滿足連續性血液凈化治療的需要。結論移動式水處理機的應用，使許多不宜搬動的野戰危重病人得到及時的透析治療，有效地維持了傷病員的生命體征，為傷病員生命搶救贏得有利的治療時機。

血液透析機；移動式水處理機；透析水處理系統；透析治療

0 前言

隨著我國經濟迅速發展和人民生活水平的提高，通過連續性血液凈化維持生命的治療手段得到了普及和發展。連續性血液透析患者每周需要進行2～3 次[1]透析治療， 每次透析需用透析液135 L，如此大量的透析液需要透析水處理系統提供凈化水源。因此血液凈化中心多采用集中供水，對原水、場地的要求很高[2]。而對于自然災害、意外事故或戰爭等野外環境，根本就沒有辦法建立固定的大型水處理系統用于連續性血液凈化治療。為了提高我軍戰地救治水平，建立溝通前方急救和后方深度治療的連接橋梁，本研究設計一種野外移動式血液透析用水處理裝置，用于野戰醫院的連續性血液凈化治療，確保傷病員在前沿急救及后送過程中治療的連續性和生命體征穩定性。

1 裝置設計

1.1 設計思路

在血液透析凈化治療中，由于透析膜對透析液中的有毒物質不具有選擇性, 如果透析液中含有對人體有害的化學物質和微生物, 就會通過透析膜擴散進入人體, 使患者發生并發癥，加重病情，甚至死亡。為此, 連續性血液凈化設備正常工作必須要有高質量的透析用水。而天然水源和常規經過處理的日常用水中含有較多的雜質，無法直接用作透析用水，必須對其進行深度處理，除去水中各種離子及其有害物質, 包括砂粒、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、鈣質、余氯、重金屬等[3]。針對各種不同的雜質，選擇不同的過濾器，如砂粒過濾器、活性炭過濾器、樹脂軟化過濾器等[4]。

1.2 裝置組成及功能

野外移動式水處理裝置由前處理裝置、反滲透主件組成。其中，前處理裝置包括除垢前級過濾器、前級過濾器、活性炭過濾器、樹脂軟化過濾器；反滲透主件包括微型增壓水泵和反滲膜。便攜式水處理裝置結構示意圖，見圖1。

圖1 便攜式水處理裝置結構示意圖

1.2.1 前處理裝置

（1）除垢前級過濾器。過濾器內的濾芯中含有食品級復磷酸鹽，可有效阻止水垢生成，并可修復銹蝕的金屬管道和清除水容器內的水垢，還可濾除水中的顆粒性雜質，如鐵銹、泥沙、顆粒物、懸浮物、石棉纖維等。這樣就避免了自來水在城市管網輸配過程中，由于管網、屋頂水箱等的老化、破損而造成的二次污染。設備中的高精度不銹鋼過濾膜可以永久使用，無需再更換濾芯，且反向沖洗簡單易行、無需任何專用工具。

（2）前級過濾器。過濾器內砂濾柱自上而下由細石英砂、粗石英砂、細石子、粗石子分層構筑而成，是一支成型易更換的砂濾柱。主要去除水中大顆粒物質及固體成分，并對前級處理可能產生的機械顆粒及膠體進行隔擋過濾。可根據用水量定期更換。

（3）活性炭過濾器。由細顆粒優質炭組成，是一支成型且易更換的活性炭柱。活性炭是一種高效吸附劑，主要用于吸附氯離子、有機物和致熱原。本裝置內設有2只活性炭過濾器，保證去除原水中的余氯、嗅味、有機物、膠體及微生物等。活性炭吸附達到飽和濃度不再起作用時，更換一支新活性炭柱，以保證產水質量。

（4）樹脂軟化過濾器。過濾器內主要是一支成型易更換的鈉型離子交換樹脂柱，它可以將原水中產生水硬度的鈣、鎂離子去除，以降低水的硬度。定期檢測軟化水中鈣、鎂含量以判定水質軟化程度，同時判斷樹脂的軟化能力。在離子交換樹脂柱軟化能力下降到一定程度時更換。

1.2.2 反滲透主件

（1）微型增壓水泵。利用高壓使含有雜質的經初步處理過的水經半透膜將水中的雜質分開，分離成淡水( 又稱反滲水) 和濃縮水，以提高濾過軟化水的水壓。

（2）反滲膜。利用反滲膜可清除細菌、病毒、致熱原等。經反滲透產生的純水可以在緩沖水箱中暫存匯集，再由分配水泵輸送到移動式容量平衡控制的聯機置換液配制系統。設計產水量為60 L/h（25℃），脫鹽率＞95%。整個反滲裝置具有自動沖洗和連鎖保護功能。

1.3 裝置安裝結構

整個裝置的各個組成部分，采用不銹鋼方鋼框架結構組合在一起，見圖2。其框架受力部分為實芯材料，抗震、防銹；外殼采用不銹鋼板，用螺栓緊固，拆卸維護方便、快捷；核心濾過水部件，均采用衛生級不銹鋼材質及衛生級塑料材質。為保證移動順暢，增設手推和腳輪，方便裝置的轉移；增壓泵固定采取了減震、防震、降噪措施；外部管路均采用快插固定安裝方式，無需膠粘及特殊工具，整機裝置外形，見圖3。

圖2 水處理內部框架

圖3 水處理裝置外形圖

2 性能指標

供電電源：AC 220 V；

供水壓力：＞98 kPa；

產水量：1 L/min（環境溫度25℃條件下）；

產水水質：符合YY0572-2005《血液透析和相關治療用水》行業標準，細菌內毒素清除率99%，不可溶鹽清除率95%；

功耗：＜100 W；

重量：≤40 kg；

體積：500 mm×300 mm×500 mm

3 水質檢測結果

對該裝置進行各項臨床指標檢驗[5]，檢測經過水處理后的凈化水的生物化學指標（表1），符合中華人民共和國醫藥行業標準YY 0572-2005 血液透析和相關治療用水的規定，完全能夠滿足連續性血液凈化治療的需要。

表1 水質檢測結果 （mg/L）

4 結束語

野外便攜式水處理裝置移動、操作簡便，在有自來水水源的地方，能迅速開展血液透析。通過更換連接頭，就可以連接任何型號的血透機器，大大簡化了操作程序。使用移動式水處理機在野戰醫院建立床邊正規血透，不但治療安全性得到充分保證，充沛的透析液流量使透析效果也得到保障，即使高分解代謝的病人也能獲得良好的治療效果。野戰移動式水處理機的應用，使許多不宜搬動的野戰危重病人得到及時的透析治療，有效地維持傷病員的生命體征，為傷病員生命搶救贏得有利的治療時機。

[1] 季大璽,徐斌．回眸血液透析的過去、展望未來[J]．中國血液凈化,2012,11(2):59-63．

[2] 何金圣,汪昊,蔣麗麗．血液透析用水處理系統的質量管理[J]．中國醫療設備,2012,27(8):130-131．

[3] 鄒冬梅,蔡穎爾．血液透析水處理系統的組成以及發展方向[J]．臨床醫學工程,2010,17(10):117-119．

[4] 朱弋,李曉東,吳新社．血液凈化水處理系統結構及質量控制[J]．中國醫學裝備,2011,8(4):36-37．

[5] 湯黎明,吳敏．醫療設備臨床應用風險管理與評估規范的研究[J]．醫療衛生裝備,2010,31(3):1-3．

[6] 李明旭,周春華．維持性血液透析通路的現狀與展望[J]．中國血液凈化,2013,(3):159-163．

[7] 葉朝陽．血液凈化的水處理配置和質量控制要求[J]．中國血液凈化,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

全軍醫學科研“十二五”重大項目（AWS11J013）。

本文作者：湯黎明，教授，南京軍區南京總醫院醫工科科主任，博士；本刊編委，中華醫學會臨床醫學工程專業委員會副主任委員。

作者郵箱：njtanglm@163．com