血液透析机

产品部分(李翔/葛涛)

1.项目的研究背景和意义
肾脏是人体的主要器官,通过排泄功能清除体内代谢产物及某些废物、毒物等,同时经重吸收功能保留水分及其它有用的物质,以调节水、电解质平衡及维持酸碱平衡。近年来由于生活水平的提高,饮食结构的不合理,急慢性肾衰竭患者人数急剧上升。血液透析作为治疗慢性肾功能衰竭的有效方法,已在临床上得到广泛应用。 血液透析机作为透析治疗的载体,可以帮助病人度过逆性尿毒症危险期,维持终末期尿毒症患者的生命。同时,现代的血液透析还被拓展用于药物中毒、戒毒、心力衰竭,急性肾功能衰竭等各系统疾患中。目前,国内血液透析治疗的需求量较大,且价格昂贵,设计出功能完善,安全可靠的国产机型具有巨大的市场前景和发展空间。

2.主要国际研究单位
目前市场上的绝大多数机型都被国外产品所垄断,主要有费森尤斯、贝朗、金宝、日机装。各主要机型都由透析液供给和体外血液循环两大系统组成。各系统内模块组成基本相同。主要差别在于超滤系统的微小差别。目前容量超滤的主要形式有以下两种:费森采用的是以平衡腔为核心的结构控制法。物理结构上保证进出的液体等体积,通过高精度的流量泵就可计算出治疗过程中的超滤量。金宝采用的以流量计为核心的实时流量控制法。通过出口流量计2和进口流量计1的测量差值计算出治疗过程中的超滤量。测量的精度取决于流量计的测量精度。

3.我们的研究目标、内容和技术路线
在分析国内外机型的基础上,研制出可满足病人正常治疗需求的国产机型,减轻病人的透析恐惧感和焦虑感,方便护士的操作,具备血液透析、超滤等功能。通过系统内高精度的传感器实时监测治疗过程中的参数,实现内部功能模块的闭环控制和异常状态的紧急处理。同时简化内部水路结构,实现各功能模块物理上的独立,方便医疗工程师的维护。

4.关键科学与技术问题
本项目的关键点在于整个血液透析机控制系统的设计,包括控制算法的编写、硬件平台的搭建,保证各功能模块的协调运行。其次是模块内部传感器的设计,保证高精度和稳定性,具备故障自检测功能。

界面部分(孔赛赛)

本项目基于国内外医疗设备交互界面设计相关理论的研究,明确血液透析机交互界面设计的重要意义;基于用户体验和可用性相关理论的研究和充分的调研,对血液透析机功能界面、用户特征和使用场景等进行详细分析;进行血液透析机交互设计和界面元素设计,如图1所示;进行血液透析机界面设计的评估并分析其结果。