透析的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种透析机，所述透析机提升了流量平衡。特别地，本发明利用多个传感器(37、39)监测进入和离开病人身体的血压，并使透析液溶液的压力适于供给至透析机，以补偿流体流动路径中的顺应性。结果，通过透析治疗维持了较好的流量平衡，能够更统一地去除血液中的废物。
【专利说明】透析机
【技术领域】
[0001]本发明涉及透析机，且特别地但不排他地，涉及一种用于血液透析机中的一次性透析芯。
【背景技术】
[0002]透析是一种替代肾功能，从血液中去除过多的液体和废物，如钾和尿素的治疗方法。当肾功能衰竭至尿毒症威胁到人体的生理机能(急性肾功能衰竭)的程度时，或者长期存在的泌尿状况损害肾脏的功能(慢性肾功能衰竭)时就会采用这种治疗方法。
[0003]有两种主要的透析类型，即血液透析和腹膜透析。
[0004]在腹膜透析疗法中，透析液溶液通过导管传输到腹膜腔中。液体留在腔内一段时间，以便吸收废物，然后通过导管去除进行处理。
[0005]对于治疗长期存在的泌尿状况，在治疗的早期阶段，通常先对病人进行腹膜透析，然后在后期阶段才发展到进行血液透析。
[0006]在血液透析中，通过动脉输血导管将病人的血液从体内移出，通过透析机进行治疗，然后通过静脉输血导管返回到体内。机器使血液穿过包含导管的透析机，所述导管由半透膜制成。半透膜外部为透析液溶液，血液在内部流动。半透膜将废物和过多的液体从血液中过滤到透析液溶液中。半透膜允许废物和一定体积的液体渗透进入透析液，而阻止损失较大的需要的颗粒，例如血细胞和某些蛋白质和多肽。
[0007]跨膜透析作用主要通过扩散(分子通过无规则运动从高浓度区域向低浓度区域迁移)和对流(由于溶剂的整体运动导致的溶质运动，通常是由液体静压压差所导致)的组合实现。
[0008]通过降低半透膜透析液侧的液体静压或者增大血液侧的液体静压实现除去流体(或者称为超滤)，从而使自由水沿压力梯度穿过半透膜。
[0009]但是，为了达到精确的流动平衡(透析液流入和流出透析机相符合)，必须要确保机器能够在泵入透析机的量与泵出透析机的量相同的状态下运行。如果不能保持这种平衡，那么透析液中的液体就可能会进入血液中或者血液中的液体就可能会进入透析液中。如果流入和流出透析机的平衡没有准确地控制，就可能发生不可接受的水平的大量物质移至或移出病人。
[0010]但是，两个泵不可能泵送完全相同的体积，且因此，由于两个泵的制造公差，使用指定的上游泵和容积相匹配的下游泵会向流动平衡系统中引入误差。再强调一次，这些公差可能会导致不可接受的水平的大量物质移至或移出病人。
[0011]通过使上游泵和下游泵交换一定数量的泵循环数来平衡泵的制造体积的任何容许误差是已知的。这对平衡泵送体积是有效的，但是没有解决任何由控制多个泵、透析机和病人之间的流体流动的阀门所造成的不平衡。任何开关透析机上游和下游的多个泵的系统都需要每个泵使用两个进口阀和两个出口阀，以便使多个泵之间可进行交换。这些阀门不能以类似于泵的方式很容易地开关，且由于没有两个阀门是完全相同的，体积误差不可避免地会引入系统中，这是由于阀门的制造公差和阀门与泵之间的连接造成的。
[0012]此外，在系统中，利用机械地或气动地操控的柔性薄膜来操控泵和阀，在阀的动作期间隔膜位置的变化会导致液体容量的不准确。
[0013]该问题的一种解决方案是使用单向阀，其在操作期间不渗透任何液体。
[0014]虽然这在传统的、固定安装的机器中是可行的，但是在一次性的系统中实施这种阀是不可能的，在一次性系统中，液体通道的壁和阀门并没有完全限制为供给常量固定的体积。
[0015]本发明的目标是提供一种至少能够减轻上述其中一些问题的血液透析设备。
【发明内容】
[0016]根据本发明的第一方面，提供有一透析设备，所述设备包括一动脉输血导管，用于将病人血液输送至透析机，一静脉输血导管，用于将透析过的血液从透析机返回至病人，一控制透析液分配泵的控制器，用于将洁净的透析液泵送至透析机和将用过的透析液泵送出透析机，透析液分配泵具有一入口导管，用于从透析液供应源接收洁净的透析液，所述设备在动脉输血导管和/或静脉输血导管中进一步包括一压力传感器，所述传感器可操控地连接至控制器，以便使控制器接收来自传感器代表动脉输血导管和/或静脉输血导管中的压力的信号，其中，所述控制器监测来自于动脉输血导管和/或静脉输血导管中的传感器的信号和控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力，以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
[0017]由于动脉输血导管和/或静脉输血导管的压力在治疗的过程中变化，例如，通过改变病人的血压或通过抬高病人的动脉和静脉接入口，随后，透析液导管中入口和出口处至透析机的压力还通过从输血导管至透析液导管传递穿过透析机的压力改变。在现有技术的设备中，这会导致在治疗过程中流量平衡不准确。
[0018]有利地，在本发明中，控制透析液分配泵入口导管中与输血导管中的压力成比例的透析液的压力用于缓和流体导管中顺应式结构(compliant structures)的位置处的变化。这反过来又确保了进入和离开透析机的透析液流体的体积平衡，从而提高了流量平衡的准确度。
[0019]在现有技术中，机器具有一固定的透析液分配入口导管压力，且因此在透析液导管中在透析机的入口和出口处具有一变化的压力(由穿过透析机的输血导管压力的差异产生)，在流体导管中，穿过任何顺应式结构的压差将变化。顺应式结构可包括阀，所述阀根据与经过阀的压差成比例的开口或关闭排出一定体积的液体。液体导管其自身可具有一定程度的顺度，泵也是。
[0020]因此，顺应式构件的容积排量，即经过构件的低压差和高压差之间的顺应式构件的体积的变化可以很大。在流动路径中，顺应式结构的位置变化的积累可能会导致治疗过程中很大的流量平衡误差，这是由于泵送至透析机中的流体的体积与泵出透析机的流体的体积之间的差异所引起的。
[0021]相反，在本发明中，在透析机的透析液侧与血液侧的压力成比例地控制压力确保在透析液流动路径中任何顺应式结构的容积排量的变化都大大降低，这大大减小了流量平衡误差。这反过来又提升了治疗的有效性。
[0022]可选地，控制器可配置为通过改变至少一部分流动路径的液压阻力控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力。这一般可通过在流动路径中压缩和/或扩展顺应式结构，例如通道、管道、阀门或其组合。最典型地，该液压阻力的变化受到压缩连接透析液供应泵和透析液分配泵的导管的影响。
[0023]这使得透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力改变，而无需改变泵的运动。控制器可连接至一个或多个卡夹工具，所述卡夹工具适于压缩设备的导管以获得所需的压力。
[0024]优选地，透析液分配泵为一流量平衡泵，用于匹配透析液泵入和泵出透析机的体积。优选地，流量平衡泵具有一第一泵室，用于将透析液泵送至透析机中，和一第二泵室，用于将透析液泵送出透析机。
[0025]优选地，所述设备包括一透析液供应泵，透析液供应泵具有一出口，流控地连接至透析液分配泵的入口导管，其中，透析液供应泵以一预定的泵送压力将透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中，所述预定的泵送压力通过控制器进行设定以响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
[0026]有利地，透析液供应泵以一压力将透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中，所述压力通过控制器进行确定以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中测得的压力。这平衡了穿过流体导管中的顺应式结构的压差，从而提高了穿过透析机的流量平衡的准确性。
[0027]优选地，透析液分配泵的入口导管流控地连接至第一泵室。优选地，所述设备在透析液分配泵的入口导管中具有一阀门，流控地位于透析液供应泵和透析液分配泵之间。
[0028]优选地，控制器控制预定的泵送压力，以便基于阀的关闭在入口导管中实现一预定的阀门关闭压力。
[0029]可选地，在完成透析液分配泵的出口行程后，控制器控制在透析液分配泵的入口导管中的一剩余压力，以便基于阀门的关闭在入口导管中达到一预定的阀门关闭压力。
[0030]有利地，本发明的该特点使透析液供应泵的泵送压力能够独立地进行设置，而不受输血导管中感应到的压力的影响。相较于在出口行程期间设置泵送压力，在该实施例中，响应输血导管的压力设置剩余压力(即完成泵的出口行程后入口导管中的压力)。因此，在完成透析液供应泵的出口行程后，剩余压力被设置为预定的阀门关闭压力。这样，透析液供应泵能够以一泵送压力泵送透析液，所述泵送压力不同于在所述可选的实施例中预定的泵送压力。例如，一更高的泵送压力可通过控制器进行设置，以便实现一更高的流量，然后控制器基于(即就在阀门关闭前或同时)阀门的关闭将剩余泵送压力设置为更小的值。这样就能够实现更高的流量，而随后没有任何由于上述顺应式结构的容积排量中的不一致而产生的流量平衡误差。
[0031]优选地，透析液供应泵为一隔膜泵，具有一由柔性膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。优选地，透析液供应泵具有一入口行程，其中，透析液从透析液供应源吸收至泵中，和一出口行程，其中，透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中。
[0032]优选地，流量平衡泵的第一泵室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
[0033]优选地，流量平衡泵的第二泵室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
[0034]优选地，流量平衡泵的第一腔室具有一入口行程，其中透析液从透析液供应泵中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至透析机中。
[0035]优选地，流量平衡泵的第二腔室具有一入口行程，其中透析液从透析液供应泵中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至排液器中。优选地，隔膜泵为气动驱动型。
[0036]优选地，透析液供应泵的预定泵送压力通过改变施加至隔膜驱动泵的气动压力进行控制。
[0037]优选地，入口导管中的预定剩余压力通过在完成出口行程后改变施加至隔膜的气动压力进行控制。优选地，动脉输血导管中的压力传感器位于一用于将血液从病人泵送至透析机的血液泵的下游。优选地，压力传感器位于静脉导管中。
[0038]根据本发明的第二方面，提供有一种操作透析机的方法，所述方法包括以下步骤:设置有一动脉输血导管，用于将病人血液输送至透析机，一静脉输血导管，用于将透析过的血液从透析机返回至病人，一透析液分配泵，用于将洁净的透析液泵送至透析机中并将用过的透析液泵送出透析机，所述透析液分配泵具有一入口导管，用于从透析液供应源接收洁净的透析液，所述方法包括以下步骤:监测动脉输血导管中的血压和/或静脉导管中的血压，控制透析液分配泵的入口导管中透析液的压力以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
[0039]优选地，透析液分配泵为一流量平衡泵，用于匹配透析液泵入和泵出透析机的体积。优选地，流量平衡泵具有一第一泵室，用于将透析液泵送至透析机中，和一第二泵室，用于将透析液泵送出透析机。
[0040]优选地，所述方法包括以下进一步的步骤:设置一透析液供应泵，透析液供应泵具有一出口，流控地连接至透析液分配泵的入口导管，且透析液供应泵以一预定的泵送压力将透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中，所述预定的泵送压力通过控制器进行设定以响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
[0041]优选地，透析液分配泵的入口导管流控地连接至第一泵室。优选地，所述方法包括以下进一步的步骤:在透析液分配泵的入口导管中提供一阀门，流控地位于透析液供应泵和透析液分配泵之间。
[0042]优选地，所述方法包括以下进一步的步骤:控制预定的泵送压力，以便基于阀的关闭在入口导管中实现一预定的阀门关闭压力。
[0043]可选地，所述方法包括以下进一步的步骤:在完成透析液分配泵的出口行程后，控制器控制在透析液分配泵的入口导管中的一剩余压力，以便基于阀门的关闭在入口导管中达到一预定的阀门关闭压力。
[0044]优选地，透析液供应泵具有一入口行程，其中透析液从透析液供应源吸入泵中，和一出口行程，其中透析液泵入透析液分配泵的入口导管中。
[0045]优选地，流量平衡泵的第一泵室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。优选地，流量平衡泵的第二泵室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。优选地，流量平衡泵的第一腔室具有一入口行程，其中透析液从透析液供应泵中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至透析机中。
[0046]优选地，流量平衡泵的第二腔室具有一入口行程，其中透析液从透析液供应泵中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至排液器中。优选地，隔膜泵为气动驱动型。优选地，所述方法包括以下进一步的步骤:通过设定施加至隔膜驱动泵的气动压力控制透析液供应泵预定的泵送压力。
[0047]可选地，所述方法包括以下进一步的步骤:在完成出口行程后，通过设定施加至隔膜的气动压力控制入口导管中预定的剩余压力。
[0048]提供有本发明的第三方面，一种计算机程序产品，当通过与一透析机通信的控制器执行时，其使控制器执行根据本发明的第二方面的方法。
[0049]根据本发明的第四方面，提供有一种执行透析的方法，包括以下步骤:将病人血液和洁净的透析液输送至一透析机；监测动脉输血导管中的血压和/或静脉输血导管中的血压；响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力，控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力；和将透析过的血液返回至病人并移出用过的透析液。
[0050]根据本发明的第五方面，提供有一种系统，包括根据本发明的第一方面所述的透析机和一处理器和/或一内存，所述内存配置为接收对应动脉输血导管和/或静脉输血导管中的压力的数据；和响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中的压力，控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]现在将通过实例并参照以下附图对本发明进行描述，其中:
[0052]图1为现有技术的透析系统的示意图；
[0053]图2为本发明的一种透析机的截面侧视图；
[0054]图3为图2中的透析机的一透析透析芯的等轴侧视图；
[0055]图4为图3中的透析芯的一部分的平面视图，更详细地显示了泵室；
[0056]图5为沿图4中的泵室的直线V-V的截面侧视图；
[0057]图6为图3中的透析芯的一部分的平面视图，更详细地显示了阀门；
[0058]图7为图6中的阀门沿直线VI1-VII的截面侧视图，阀处于打开的位置；
[0059]图8为图6中的阀门沿直线VI1-VII的截面侧视图，阀处于其第一关闭位置；
[0060]图9为图6中的阀门沿直线VI1-VII的截面侧视图，阀处于其第二关闭位置；
[0061]图10为根据本发明的一种透析系统的示意图；
[0062]图11为在本发明的第一实施例中，图2中的透析机的第一流量平衡泵进口阀门的时间压力图象；
[0063]图12为在本发明的第二实施例中，图2中的透析机的第一流量平衡泵进口阀门的时间压力图象；
[0064]图13为根据本发明的一种进一步的透析系统的示意图。
【具体实施方式】
[0065]参照图1，所示为透析系统10，具有一流量平衡泵形式的透析液分配泵，所述泵具有第一流动平衡腔12和第二流动平衡腔14。透析机16通过动脉导管18接收血液，动脉导管18通过血管接入设备(清晰起见未图示)连接到病人。血液通过泵5从病人泵送至透析机，所述泵5通常为蠕动泵。血液以已知的方式通过透析机并经由静脉导管20返回至病人。透析机16还具有透析液入口导管22，用于接收洁净的透析液，和透析液出口导管24，用于从透析机16移出用过的透析液。这样，血液中的废物就以已知的方式穿过半透膜进入到透析液中。
[0066]透析液入口导管22的上游为透析机入口阀26，控制透析液进入透析机16。透析液通过第一流量平衡泵12经由透析机入口阀26泵入透析机16中。第一流量平衡泵室12的上游为流量平衡泵入口阀28。第一流动平衡泵室12配置为经由流量平衡泵入口阀28从透析液源30吸收透析液。
[0067]透析机16的透析液出口侧为透析液出口阀32，控制透析液出口导管24中的用过的透析液的流动。第二流量平衡泵室14通过透析液出口阀32吸收用过的透析液并通过流量平衡泵出口阀36排出至排液器34。
[0068]在使用中，流动平衡泵入口阀28打开，第一流量平衡泵室12开动，从透析液源30将透析液吸收至第一流量平衡泵室12中。然后流量平衡泵入口阀28关闭，透析机入口阀26打开，且第一流量平衡泵室12开动，将透析液泵送至透析机16中。
[0069]在操控透析机上游的第一流量平衡泵12的腔、流量平衡泵入口阀28和透析机入口阀26泵送透析液至透析机16中的同时，操控第二流量平衡泵室14、透析液出口阀32和流量平衡泵出口阀36从透析机16吸收透析液。
[0070]透析液出口阀32打开，第二流量平衡泵室14开动，以便从透析机16中吸收透析液至第二流量平衡泵室14中。然后透析液出口阀32关闭，流量平衡泵出口阀36打开，第二流量平衡泵室14开动，将透析液从第二流量平衡泵室14泵送至排液器34。
[0071]然后重复该泵送循环，以便从透析液源30吸收恒定流量的透析液通过透析机16至排液器34。
[0072]上述透析系统通过图2中的附图标记9所示的透析机进行实施。机器9包括上述现有技术中的系统的特征和很快将要描述的本发明中的特征。机器操控透析芯8(参见图3)，部分实施了泵室12、14和阀26、28、32、36，以下将会进行更具体的介绍。透析芯8具有刚性主体6，由弹性隔膜50 (仅在图2中可见)覆盖。泵室12、14部分由透析芯的主体6所形成的凹形泵室40限定。
[0073]在使用中，透析芯8保持在位于透析芯一侧的第一压板13和位于透析芯另一侧的第二压板15之间。第二压板15限定腔17，腔17匹配透析芯上的凹形泵室40。通过气动地驱动隔膜50操控泵，以便将液体吸入和吸出泵室。这是通过气动执行器17以已知的方式通过通道15向膜50施加压力和真空实现的。类似地，阀26、28、30、32也是由气动执行器17操控的。一控制器(清晰起见未显示)控制执行器17打开和关闭阀并操控液压泵，以下将更加具体地进行描述。
[0074]现在参照图4和5,更加具体地显示了第一和第二流量平衡泵室12、14。泵室40具有限定了孔44的下壁42，孔44允许通过泵入口 46和泵出口 48接入泵室40。在第一流量平衡泵室12中，泵入口 46流控地连接至(fluidically connected to)流量平衡泵入口阀28，泵出口 48流控地连接至透析机入口阀26。在第二流量平衡泵室14中，泵入口 46流控地连接至透析液出口阀32，泵出口 48流控地连接至流量平衡泵出口阀36。
[0075]泵室40由柔性膜50包住，柔性膜50通过执行器17施加压力或真空驱动至膜50的外表面来进行驱动。当执行器向膜施加真空时，膜移动至压板15(参见图2)中的腔17内从而将透析液吸入泵室中。这称为泵的入口冲程。然后入口阀28、32关闭，出口阀26、36打开，压力施加至膜50，以便将透析液泵送出泵室并通过出口阀(泵的出口冲程)。一旦泵将透析液(或其预定的比例)从泵室40驱出，执行器就停止对膜施加气动压力，在完成出口冲程后，出口阀关闭一段预定的固定时间。然后通过往复处于压力和真空下的膜片通过泵泵送透析液重复该过程。
[0076]现在参照图6和7，更详细地显示了透析机入口阀26，但是，本说明同样也适用于所有的阀门26、28、32、36，这些阀门实质上都是相同的。阀26是由透析芯8的刚性主体9所限定的，如图2所示。每个阀门具有一入口 54和一出口 56。阀门具有一外竖直壁58和一内竖直壁60。内竖直壁60略低于外竖直壁58。阀由与泵12、14相同的柔性膜50覆盖，膜50以类似的方式由执行器17气动地驱动，以打开和关闭阀门，下文将进一步详述。在图7中，所示阀处于其打开的位置，其中，透析液能够经由入口 54进入阀门，通过内竖直壁60和从出口 56流出。
[0077]现在转到图8，所示阀门处于第一关闭位置，其中，已经以已知的方式通过执行器17所施加的压力驱动膜50至膜的外表面20。所施加的压力P使膜50变形，使膜接触内竖直壁60，从而在入口 54和出口 56之间产生一屏障。
[0078]简要参照图1，透析机入口阀26的出口 56承受压力由于在治疗过程中病人的血压变化，所以动脉导管入口压力Pa和静脉导管压力Pv也会相应地变化。这种压力变化传递穿过透析机12中的半透膜，使透析机入口阀26的出口 56中的压力P1变化。
[0079]现在转到图9，所示为该变化对阀26的影响。阀26与图8中所示的阀26相同。区别在于膜50比图8中所示的位置进一步变形，尽管是相同的压力P施加于膜50的外表面。
[0080]由于驱动膜50所导致的膜50的弯曲位置的变化产生了阀26的容积排量，也就是说，由于开动阀26而向下游排出的透析液的体积，在现有技术的设备中，在整个治疗过程中以不可预测的方式变化。流量平衡泵入口阀28和透析液出口阀32有这样相同的影响，其影响为相对于现有技术中的设备的治疗期间，积累排出体积的变化会导致严重的流动平衡误差。
[0081]本发明通过以以下方式，平衡系统压力，确保阀门(和任何其它在流体管路中顺应式的结构)的关闭位置恢复正常，克服了该误差。
[0082]参照图10，排液器34受到大气压力，其压力变化在治疗期间可以忽略不计，因此可以认为是恒定的。第二流量平衡泵室14在整个治疗过程中以恒定的驱动压力驱动，且因此流量平衡泵出口阀36上的压差不变。因此，流量平衡泵出口阀36的容积排量不变。
[0083]相反，由于动脉导管入口压力？八和静脉导管压力Pv的变化，透析机入口阀26和透析液出口阀32在其出口和入口处各自都有可能会受到变化的压力PpPy这在本发明中得以克服，通过一控制器(清晰起见未显示)分别经由压力传感器37、39监测动脉导管入口压力Pa和/或静脉导管压力Pv和改变通过与动脉导管入口压力PA、静脉导管压力Pv或两者的函数成比例的第一流量平衡泵入口阀28所观察到的压力Pf，以下将更加具体地进行描述。由于动脉导管入口压力Pa和静脉导管压力Pv相互之间通常成比例(即使透析机中结块)，控制动脉导管入口压力Pa或静脉导管压力Pv是可能的。
[0084]例如，如果由于病人抬高手臂而使静脉导管压力Pv增大，P1和匕也将会由于透析机中穿过半透膜的压力传递而增大。在这种的情况下，控制器将与Pv的增大成比例增大透析液导管中的压力PF，以便确保阀门26、32的关闭位置保持不变。这相对于治疗过程中大大减小了流动平衡误差。
[0085]该压力Pf的变化是通过提供一透析液供给泵60 (还是如图10所示，清晰起见而不是图2)实现的，其类似于第一和第二流量平衡泵12、14的结构和操控，执行器17施加至膜50的压力能够通过控制器与动脉导管入口压力Pa和/或静脉导管压力Pv成比例改变除外。
[0086]现在参照图11，所示为第一流量平衡泵入口阀28所观察到的压力Pf与时间T的两条图线(A，B)。能够理解，Pf代表执行器17施加至膜50的气动压力。在图线A中，压力Pf最初等于泵送压力，也就是由于执行器17所施加至膜50以便启动泵60的压力而在入口透析液导管中所观察到的压力。该泵送压力是通过在时刻t2关闭阀门时，控制器传送压力Pl (预先确定的阀门关闭压力)预先确定的，如下所述。在时刻h，执行器停止向膜50施加压力，且执行器连通大气，这迅速降低了施加至膜的压力，从而降低了施加至泵60的压力。这又会导致阀28所观察到的压力Pf从在泵的出口行程的过程中所观察到的预定的泵送压力减小。在时刻t2，阀门28所观察到的压力匕下降至P1(预先确定的阀门关闭压力)，P1相当于通过控制器响应动脉和/或静脉压力所计算的压力，以便确保阀28的关闭位置是正确的。
[0087]参照图线B，动脉和/或静脉压力增大(可能是由于病人抬高了手臂)。控制器通过在较高的泵压力下操作泵60作出反应(执行器17施加至膜50的压力，以启动泵60)。这增大了阀28最初所观察到的预定的泵送压力PF。由于时刻h (排放施加至泵60的压力)和t2(关闭阀28)之间的时间保持不变，阀28关闭时所观察到的压力Pf现在为P2(预定的阀门关闭压力)，确保阀28的关闭位置所需的压力保持正确，尽管动脉和/或静脉压力增大了。这样，通过在&(排放施加至泵60的压力)和&(关闭阀门28)之间保持一恒定的时间段和改变泵60中的泵压力，就能够保持阀28关闭时所观察到的所需的压力PF。实现在时刻t2阀门关闭时的一给定压力所需的预定泵送压力由查找表中的形式的控制器存储。通过与动脉和/或静脉压力匹配阀关闭时所观察到的压力，阀的容积排量中的变化减到最小，从而增加了平衡的准确性。
[0088]在本发明可选的实施例中，到阀28关闭时，压力Pf主动设置为所需的水平。这使泵送压力在泵室的出口行程的过程中设置为例如较高的值，然后在行程的末端减小，将Pf设置为控制器所设的值，正如由动脉或静脉压力所决定的那样。
[0089]这在图12中有所反映,其中，所示为第一流量平衡泵入口阀28所观察到的压力Pf与时间T的两条图线(A，B)。在这种情况下，两图线A、B起始压力相同，即由于执行器17施加至膜50以便启动泵60的压力而在液体导管中观察到的压力。但是，在该实施例中，在时刻^，在泵行程末端，执行器17不向大气排气。而是压力匕(剩余压力)的衰减受到控制，以使Pf尽快达到所需的压力P1 (称为预定的关闭压力)。然后，Pf从t3到t4保持在值Pp这就提供了较长的时间窗，在此期间，Pf为预定的阀门关闭压力，从而确保当阀关闭时在时刻t2处P1的准确性。
[0090]如果在t2时需要较高的压力Pf，执行器施加至膜50的压力的衰减就控制为将Pf设置为t3和t4之间较高的值P2。在t4之后，即一旦关闭了阀28，执行器施加至膜50的压力就会向大气释放。这样，通过改变预定的关闭压力PpP2,阀28关闭时所观察到的所需压力Pf能够得以维持，而不需要设置泵送压力响应动脉和/或静脉压力。
[0091]这使得泵在出口行程(泵送压力)过程中运行时的压力从阀28所观察到的压力解稱(decoupled from)。这意味着泵送压力可以增大，以便提供更大的透析液流量。此外，泵的运行压力可以保持不变，为机器和透析芯提供更稳定的条件，以提高流动平衡的准确性。
[0092]在进一步可选的实施例中，控制器连接至一夹钳(清晰起见未显示)或在沿流体流动路径的多个位置处的一连串夹钳。图13显示了位置101、103、105和107，在这些位置处施加一夹紧力挤压含有透析液的导管。在透析液分配泵12下游的透析液供给泵60和阀28之间的位置101处，通过夹钳施加一夹紧力。控制器控制夹钳所施加的压力，以便改变导管的液压阻力，从而基于压力传感器37、39记录的压力减轻流动路径中位置101处的压力
Ppo
[0093]如果需要更大的液压阻力，可增大夹紧力，以减小导管直径，但前提是导管仍然能够允许流体流动。其它卡夹可夹在位置103、105和/或107处，如果需要的话可以提供更大的液压阻力。
[0094]虽然所述为膜片类型的泵，能够想到，在本发明的范围内，可采用其它形式的泵，如螺动栗或注射栗。
【权利要求】
1.一种透析设备，包括: 一动脉输血导管，用于将病人血液输送至透析机； 一静脉输血导管，用于将透析过的血液从透析机返回至病人； 一控制器，控制一透析液分配泵，所述透析液分配泵用于将洁净的透析液泵送至透析机中和将用过的透析液泵出透析机，透析液分配泵具有一入口导管，用于从透析液供应源接收洁净的透析液； 一动脉输血导管和/或静脉输血导管中的压力传感器，传感器可操作地连接至控制器，以便使控制器从传感器接收代表动脉血和/或静脉血中的压力的信号； 其中，控制器监测来自于动脉输血导管和/或静脉输血导管中的传感器的信号并且控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，控制器通过改变至少一部分流动路径的液压阻力控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，透析液分配泵为一流量平衡泵，用于匹配泵入和泵出透析机的透析液的体积。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，流量平衡泵具有一第一泵室，用于将透析液泵送至透析机中，和一第二泵室，用于将透析液泵送出透析机。
5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备包括一透析液供应泵，所述透析液供应泵具有一出口，所述出口流控地连接至透析液分配泵的入口导管，透析液供应泵能够通过控制器设定的泵送压力将透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中，以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中测得的压力。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，透析液供应泵以一通过控制器设定的压力将透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中，以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中测得的压力。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的设备，其中，透析液分配泵的入口导管流控地连接至第一泵室。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的设备，其中，所述设备在透析液分配泵的入口导管中具有一阀门，所述入口导管流控地位于透析液供应泵和透析液分配泵之间。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，控制器控制预定的泵送压力，以便基于阀的关闭在入口导管中实现一预定的阀门关闭压力。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其中，在完成透析液分配泵的出口行程后，控制器控制在透析液分配泵的入口导管中的一剩余压力，以便基于阀门的关闭在入口导管中达到一预定的阀门关闭压力。
11.根据权利要求5-10中任一项所述的设备，其中，透析液供应泵为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
12.根据权利要求5-11中任一项所述的设备，其中，透析液供应泵具有一入口行程，其中透析液从透析液供应源吸入泵中，和一出口行程，其中透析液泵入透析液分配泵的入口导管中。
13.根据权利要求3-12中任一项所述的设备，其中，流量平衡泵的第一腔室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
14.根据权利要求4-13所述的设备，其中，流量平衡泵的第二腔室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
15.根据权利要求3-14所述的设备，其中，流量平衡泵的第一腔室具有一入口行程，其中透析液从透析液供应泵中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至透析机中。
16.根据权利要求4-14所述的设备，其中，流量平衡泵的第二腔室具有一入口行程，其中透析液从透析机中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至排液器。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的设备，其中，隔膜泵为气动驱动的。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，透析液供应泵预定的泵送压力通过改变施加至隔膜以驱动泵的气动压力进行控制。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的设备，其中，入口导管中的预定的剩余压力通过在完成出口行程后改变施加至隔膜的气动压力进行控制。
20.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，动脉输血导管中的压力传感器位于一用于将血液从病人泵送至透析机的血液泵的下游。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，压力传感器位于静脉输血导管中。
22.—种操作透析机的方法，所述透析机具有一动脉输血导管，用于将病人血液输送至透析机，一静脉输血导管，用于将透析过的血液从透析机返回至病人，一透析液分配泵，用于将洁净的透析液泵送至透析机中并将用过的透析液泵送出透析机，所述透析液分配泵具有一入口导管，用于从透析液供应源接收洁净的透析液，所述方法包括以下步骤:监测动脉输血导管中的血压和/或静脉导管中的血压，控制透析液分配泵的入口导管中透析液的压力以响应在动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，透析液分配泵为一流量平衡泵，用于匹配透析液泵入和泵出透析机的体积。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，流量平衡泵具有一第一泵室，用于将透析液泵送至透析机中，和一第二泵室，用于将透析液泵送出透析机。
25.根据权利要求22-24中的任一项所述的方法，其中，所述透析机进一步包括一透析液供应泵，所述透析液供应泵具有一出口，流控地连接至透析液分配泵的入口导管，其中，透析液供应泵以一通过控制器设定的预定的泵送压力将透析液泵送至透析液分配泵的入口导管中，以响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，透析液分配泵的入口导管流控地连接至第一泵室。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述方法包括以下进一步的步骤:在透析液分配泵的入口导管中提供一阀门，所述入口导管流控地位于透析液供应泵和透析液分配泵之间。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述方法包括以下进一步的步骤:控制预定的泵送压力，以便基于阀的关闭在入口导管中实现一预定的阀门关闭压力。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其中，所述方法包括以下进一步的步骤:在完成透析液分配泵的出口行程后，控制在透析液分配泵的入口导管中的一剩余压力，以便基于在阀门关闭之前或同时在入口导管中达到一预定的阀门关闭压力。
30.根据权利要求25-29中任一项所述的方法，其中，透析液供应泵具有一入口行程，其中透析液从透析液供应源吸入泵中，和一出口行程，其中透析液泵入透析液分配泵的入口导管中。
31.根据权利要求24-30中任一项所述的方法，其中，流量平衡泵的第一腔室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
32.根据权利要求24-31中任一项所述的方法，其中，流量平衡泵的第二腔室为一隔膜泵，具有一由柔性隔膜覆盖的泵腔，其中，所述泵能够通过驱动隔膜运行。
33.根据权利要求24-32中任一项所述的方法，其中，流量平衡泵的第一腔室具有一入口行程，其中透析液从透析液供应泵中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至透析机中。
34.根据权利要求24-33中任一项所述的方法，其中，流量平衡泵的第二腔室具有一入口行程，其中透析液从透析机中吸出，和一出口行程，其中透析液泵送至排液器。
35.根据权利要求22-34中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下进一步的步骤:通过设定施加至隔膜的气动压力控制透析液供应泵预定的泵送压力以驱动所述泵。
36.根据权利要求22-35中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下进一步的步骤:在完成出口行程后，通过设定施加至隔膜的气动压力控制入口导管中预定的剩余压力。
37.一种如此处大致描述的透析设备，参照附图2-12。
38.一种计算机程序产品，当通过与一透析机通信的控制器执行时，其使控制器执行根据权利要求22-36中的任一项所述的方法。
39.一种执行透析的方法，包括以下步骤: 将病人血液和洁净的透析液输送至一透析机； 监测动脉输血导管中的血压和/或静脉输血导管中的血压； 控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力以响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中所测得的压力；和将透析过的血液返回至病人并移出用过的透析液。
40.一种系统，包括根据权利要求1-21中的任一项所述的透析机和一处理器和/或一内存，所述内存配置为接收对应动脉输血导管和/或静脉输血导管中的压力的数据；和响应动脉输血导管和/或静脉输血导管中的压力，控制透析液分配泵的入口导管中的透析液的压力。
【文档编号】A61M1/16GK104271174SQ201380015803
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年1月28日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】M·华莱士, B·希杰特 申请人:宽塔流体解决方案有限公司