用于压力测量装置的基于目标体积的膜复位的制作方法
【专利摘要】方法以及体外血液处理系统基于计算出的目标空气体积(例如，其中，计算出的目标空气体积代表至少基于监测出的空气压力将膜移动到目标测量位置所需的空气体积)，通过例如控制空气泵装置将膜朝向目标测量位置移动来使压力测量装置(例如，体外血液套件的压力舱装置)的膜复位。例如，在膜到达底部或到达顶部之后，随着将空气添加到压力舱装置的变换器侧腔或从该变换器侧腔取出空气，可以以迭代方式计算目标空气体积，直到确定膜被复位到目标测量位置。
【专利说明】用于压力测量装置的基于目标体积的膜复位
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求于2012年12月20日递交的美国临时申请序列号61/739，973的优先权，该美国临时申请的公开内容通过引用的方式并入本文。
【背景技术】
[0003]本文公开内容涉及例如在体外血液处理中使用的压力测量装置。更特别地，本公开内容涉及这种压力测量装置中的膜复位(diaphragm reposit1ning)(例如,将压力舱的膜复位，使得可以获得有效压力读数)。
[0004]体外血液套件例如用在各种医疗过程中来治疗患者，例如，药物输注、透析、连续性肾脏替代疗法(CRRT)、体外膜肺氧合(ECMO)等。降低成本同时保持安全性和准确性是当今医疗环境中所关心的问题。减少用户必须执行的任务数量和/或监测被执行的任务使得任务得以正确完成，降低了操作成本，而且提高了医疗质量。
[0005]例如在治疗系统中使用的所提供的许多体外血液套件(例如，一次性血液套件)中，压力舱(pressure pod)用于通过防止液体进入和污染同时使得能够进行压力转移和测量，将填充有液体/血液的一次性体外回路与系统的电子压力传感器分离。这种压力舱可包括通过膜与流体流动侧分隔开的压力变换器侧。在一种或多种结构中，例如，压力舱的压力变换器侧填充有空气和介质，该空气处于密封空间中，用于提供该压力变换器侧与流体流动侧之间的隔离(例如，电隔离)，该介质用于将压力从压力舱的流体流动侧转移到压力变换器侧，例如，空气压缩。例如，将压力舱的压力变换器侧与流体流动侧分隔开的膜可以是柔性的并且尺寸超大，以确保没有任何通过压力施加在体外血液回路中的膜上的力对膜进行拉伸或压缩。此外，例如，压力舱(例如通过压力舱的压力变换器侧)可以通过管路(例如填充有空气)可操作地连接至与该压力舱间隔一距离的用于感测压力的压力变换器(例如，位于体外血液套件所安装的系统壳体中或位于体外血液套件所连接的系统中的压力变换器)。
[0006]例如，可以连接至处理系统的一次性体外血液套件(例如，安装在系统壳体上并且连接至其中的一个或多个压力变换器)可以包含多个压力舱。每个压力舱可以包含膜，该膜将液体(例如，在压力舱的流体侧的血液)与空气腔(例如，在压力舱的变换器侧)分隔开，并且该膜被配置为适配系统的压力传感器或舱容器(例如，用于将压力舱安装在透析单元上的连接装置)。该压力舱和压力变换器(例如，诸如透析单元之类的控制单元或系统壳体内的变换器)使得能够进行非侵入性液体(例如，血液)压力监测，因为液体不会与实际的压力变换器接触。压力舱容器可以用来提供压力舱和系统壳体内压力变换器之间的连接。例如，每次安装了新的一次性血液套件时可以由用户手动将压力舱附接至压力舱容器。
[0007]由于在体外血液回路中存在的低压下空气是可压缩的并且遵循理想气体定律，因而膜位置是例如大气压力、包含压力变换器的空气体积(air volume)的封闭空间内空气的体积、压力变换器和压力舱之间的任何管路体积、管路的弹性以及压力舱中的空气的体积的函数。随着在诸如透析之类的治疗期间液体路径中回路压力的增大和减小，膜的位置将相应地变化。例如，在负向压力下，柔性膜(例如膜)将朝向压力舱的血液部(例如，液体流动侧)偏转，并且，例如在正向压力期间，柔性膜将朝向压力舱的空气侧或压力变换器侧弯曲。
[0008]然而，如果由于例如泄露、温度变化、血压变化或大气压力变化导致压力舱的压力变换器侧(即空气侧)的空气体积太多或太少，则该柔性膜有可能接触压力舱的液体流动侧的舱外壳(例如，达到顶部)或者该柔性膜有可能被拉伸(例如，由于所使用的柔性膜的松弛)并达到底部(例如，接触压力舱的变换器侧的舱壳体)，由于真实的回路压力不再被传输，从而导致不正确的压力读数。通常而言，通过例如向用户警告压力变化或在设定时间段要求用户核对膜位置和/或使得用户能够进行膜的复位，医疗设备系统已经克服了这些限制。这种核对和/或复位过程占用用户的时间，而且在处理期间(例如，在对病人提供治疗期间)还可能随时禁用压力测量。
[0009]例如，在用户执行的软件发起的周期性核对和/或复位过程(例如，参见本文描述的开环膜复位序列(Open Loop Diaphragm Reposit1ning Sequence))期间，可以通过将空气输注到压力舱变换器侧的封闭空间内或从压力舱变换器的封闭空间抽取空气来将膜的位置调整回中心测量位置。压力舱内捕获的空气体积是已知的，而且通过在正向和负向压力下使得膜弯曲，可以通过检查压力变化率来找出柔性膜的扩张极限。例如，当由于拉伸或由于膜接触到舱的侧部(例如，到达舱外壳的顶部或底部)导致膜偏移(deflect1n)停止时，由于腔室的顺应性(柔量，compliance)下降，因而压力变化率将显著增大，该顺应性是以每个空气体积变化下的压力变化为单位来度量的。一旦正向和负向扩张极限这二者都确定，则通过将已知体积的空气输注到封闭系统(例如，通过激活阀并将正排量空气泵连接到压力舱的压力变换器侧的封闭空间)可以找出中心测量位置。
[0010]换句话说，例如，可以连接至治疗系统的一次性体外血液套件(例如，安装在系统壳体上并连接至其中的一个或多个压力变换器)可以包含多个循环(Circular)压力舱。每个压力舱可以包含膜，该膜将液体(例如，在压力舱的流体侧的血液)与空气腔(例如，在压力舱的变换器侧上)分隔开，并且该压力舱被配置为适配控制单元上的压力传感器壳体(例如，用于将压力舱安装在透析单元上的配合容器)。该压力舱和压力变换器(例如，在控制单元内，如透析单元)使得能够进行非侵入性液体(例如，血液)压力监测，因为液体不会与实际的压力变换器接触。然而，为了使得传感器产生有效的压力读数，压力舱膜必须保持在压力舱的中心范围内。这可以通过使用(例如泵系统的)空气泵将空气添加到压力舱空气腔(例如，位于压力舱的变换器侧)中或从压力舱空气腔中取出空气来实现，使得膜的空气侧(例如，压力舱的变换器侧)的空气压力等于膜的另一侧(例如，压力舱的液体流动侧)的液体压力。这可以被称作使得舱膜“处于测量位置”(例如，目标测量位置)。
[0011]可以用来将膜移动到中心位置的两种常用方法包括开环膜复位序列和平台复位研究序列。例如，开环膜复位序列可以按照如下方式来执行。可以周期性地操作空气泵以添加或取出空气，使得来自给定压力舱的压力变换器读数增大或减小lOOmmHg。如果空气腔压力和液体压力之间的初始压力差较小，则应该将膜朝向压力舱壁中的一个(例如，位于压力舱的变换器侧或液体流动侧)推动。这被称作膜降到底部(例如，最小空气腔体积)或达到顶部(例如，最大空气腔体积)。然后，可以操作泵以添加或取出等于舱的总体积的1/2的空气体积。如果膜降到底部或达到顶部，则这应当使得膜处于舱的中心。然而，如果膜实际上没有降到底部或达到顶部，则在开环膜复位序列之后膜将不在中心处。进行了多个条件核对(例如，在泵添加或取出空气时计算压力读数的导数)来确定开环复位序列是成功还是失败。如果这些核对表明失败，则可以执行平台测试研究序列。如果核对表明成功，则可以终止针对给定舱的复位序列。
[0012]可以按照如下方式执行平台复位研究序列。如果自动核对表明开环膜复位序列失败，则可以执行该序列。在该序列中，再次使用空气泵向舱空气腔(例如，在压力舱的变换器侧)中添加空气/从舱空气腔中取出空气。然而，在这种情况下，在泵以恒定的速率添加/取出空气时计算压力变换器读数的导数。如果该膜处于测量范围内，则压力导数大小将较小。然而，当膜达到底部或顶部情况时，该压力导数大小增大到超过阈值，这表明膜已经达到压力舱的一个壁。就在那时，可以将泵方向反转并继续操作，直到压力导数再次超过阈值，这表明膜已经接触压力舱的相对壁。可以将空气泵再次反转，从而添加或取出将膜从初始舱壁接触移动到相对舱壁接触所需的体积的一半的空气体积。然后，该膜可以位于舱的中心，且来自压力传感器(例如，压力测量)的压力读数应当是有效的。
[0013]此外，例如，也可以由用户手动将膜的位置复位。例如，基于用户以可视方式检查膜的位置，用户可以输注空气或从系统取出空气以使膜位于中心(例如，用户可以控制泵输注或取出空气)。
[0014]然而，如本文提到的，这种处理(例如，要求用户在设定的时间段核对膜位置的处理)占用用户的时间来执行，这是不希望的。此外，对于压力导数计算的依赖性使得该处理对于压力传感器随机噪声以及周期性压力峰值敏感，该周期性压力峰值例如是由于用来在可能进行压力测量的系统中泵送液体的蠕动泵导致的。进一步而言，可能需要大量数字滤波来将所形成的压力导数峰值减少到不会导致错误触发各种开环膜复位序列和平台复位研究序列测试的程度。这种滤波可能导致在获得滤波后的压力以及在复位序列中使用的压力导数时存在高达两秒的延迟。此外，对于每个压力舱，该复位序列可能占用三分钟，并且如果第一次尝试失败则可能还需要重复该序列。在该时间期间，尽管病人治疗或处理仍在继续，但使用正在被测试的压力舱进行的治疗压力监测可能不能被使用。进一步而言，使用两种不同的序列(例如，开环和平台研究处理)，使用通过添加或取出空气来决定是否开启序列的决策标准并且使用用来决定任一序列是成功还是失败的决策标准，用于实施序列的算法可能会变得复杂。
【发明内容】
[0015]本公开内容在一个或多个实施例中描述了基于目标体积的压力舱膜复位算法，该算法提供了使得一个或多个压力舱的膜位于中心的自动序列(例如，不需要依赖于压力导数计算)。在一个或多个实施例中，该算法可以使用空气泵装置(例如，自动复位系统(ARPS)空气泵)来从压力舱空气变换器侧腔取出空气并使得压力舱膜到达底部(例如，通过将空气腔压力拉到比该舱的任何期望操作压力更负的值)。然后可以命令该空气泵装置将空气添加到压力舱空气变换器侧腔中，并且可以监测所形成的压力，以计算从底部位置开始要添加的空气的总体积，该总体积将使得膜在舱中处于它的目标测量位置(例如，该体积是“目标体积”)。可以通过监测泵装置(例如，监测在每次旋转时传送已知量的空气的泵装置的旋转)来确定通过空气泵装置添加的实际的空气体积。例如，在一个实施例中，当所传送的实际的空气量与计算出的“目标体积”匹配时，则确定该膜处于它的目标测量位置，并且可以从与舱压力相关联的变换器获得有效的压力读数(例如，该压力读数对应于膜的液体或流体侧的液体压力)。
[0016]在一个或多个实施例中，可以针对环境大气压力效应校正空气目标体积计算(例如，使用来自系统本身的大气压力传感器的大气压力值或当设备在特定位置被设立时由维修技术人员输入的固定值)。由于该复位处理不需要依赖于计算出的压力导数，因而该处理对于压力传感器噪声和蠕动泵压力峰值较不敏感。在一个或多个实施例中，该算法可以从到达顶部的膜位置开始，然后可以取出空气，直到使用类似的计算出的目标体积技术达到计算出的目标体积。此外，例如，在一个或多个实施例中，通过以顺序方式将目标压力算法应用于多个压力舱，本公开内容可以提供多个压力舱的复位(例如，使用连接在空气泵装置和压力舱之间的电子控制阀系统)。
[0017]本文的一个或多个实施例可以提供如下优点中的一个或多个。例如，由于不依赖于压力导数计算，因而可以减小算法对于压力传感器随机噪声以及周期性蠕动泵压力峰值的敏感度。例如，仍然可以使用压力导数作为对于正确复位的独立验证。此外，例如，可以减少数字滤波(例如，可以使用更快的时间常量)，从而减小在复位处理中使用的滤波后的压力信号中的延迟。进一步而言，例如，可以减少最大复位序列时间，因为在一个或多个实施例中，可以实施单个处理序列而不是实施两种不同的序列(例如，开环和平台处理研究)。因而，可以减少在治疗期间不能进行压力监测的时间。此外，例如，通过实施单个处理序列而不是两种不同的序列(例如，开环和平台处理研究)，可以简化膜复位序列。
[0018]根据本公开内容的体外血液处理系统的一个示例性实施例可以包括压力测量装置(例如，压力舱装置，其包括至少舱本体部和基体部，并且还可以包括膜，该膜将至少部分通过所述舱本体部限定的流体侧腔与至少部分通过所述基体部限定的变换器侧腔分隔开，其中，所述流体侧腔与入口和出口流体连通)。例如，所述膜可以从目标测量位置朝向所述舱本体部移位到所述流体侧腔中，并且所述膜可以从所述目标测量位置朝向所述基体部移位到所述变换器侧腔中。该系统还可以包括:空气泵装置，经由一个或多个连接元件耦接至变换器侧腔，以将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气；至少一个压力变换器，可操作地耦接至所述变换器侧腔以感测其中的空气压力；以及控制器，可操作地耦接至所述空气泵装置和所述至少一个压力变换器，以将所述膜复位到目标测量位置。例如，所述控制器可以被配置为:控制所述空气泵装置，以通过从所述变换器侧腔取出空气来使得所述膜到达底部进而到达所述基体部上，和/或通过将空气添加到所述变换器侧腔来使得所述膜到达顶部进而到达所述舱本体部上；监测通过所述至少一个变换器感测到的所述变换器侧腔中的空气压力；至少基于监测到的空气压力，计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积；以及在所述膜到达底部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气添加到所述变换器侧腔，从而将所述膜朝向目标测量位置移动，或者在膜到达顶部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气从所述变换器侧腔中取出，从而将所述膜朝向目标测量位置移动。
[0019]在系统的一个或多个实施例中，随着将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气，所述控制器可以被配置为，至少基于监测到的空气压力，以迭代方式计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积，直到所述控制器基于计算出的目标空气体积和通过所述空气泵装置添加或取出的空气的总量之间的比较确定所述膜处于所述目标测量位置。
[0020]根据本公开内容的方法(例如，体外血液处理系统的压力测量方法)可以包括:提供压力测量装置(例如，压力舱装置，其包括:至少舱本体部和基体部；以及膜，将至少部分通过所述舱本体部限定的流体侧腔与至少部分通过所述基体部限定的变换器侧腔分隔开，其中，所述流体侧腔与入口和出口流体连通)。所述膜可以从目标测量位置朝向所述舱本体部移位到所述流体侧腔中，并且所述膜可以从所述目标测量位置朝向所述基体部移位到所述变换器侧腔中。此外，该方法还可以包括:提供空气泵装置，所述空气泵装置经由一个或多个连接元件耦接至变换器侧腔，以将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气；控制所述空气泵装置以通过从所述变换器侧腔取出空气来使得所述膜到达底部进而到达所述基体部上，和/或通过将空气添加到所述变换器侧腔来使得所述膜到达顶部进而到达所述舱本体部上；监测所述变换器侧腔中的空气压力；在所述膜到达底部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气添加到所述变换器侧腔，从而将所述膜朝向目标测量位置移动，或者在膜到达顶部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气从所述变换器侧腔中取出，从而将所述膜朝向目标测量位置移动(例如，计算出的目标空气体积代表至少基于监测到的空气压力将膜移动到目标测量位置所需的空气体积)。此外，例如，随着将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气，可以以迭代方式计算目标空气体积，直到基于计算出的目标空气体积和通过所述空气泵装置添加或取出的空气的总量之间的比较确定所述膜处于所述目标测量位置。
[0021]另外，在系统和/或方法的一个或多个实施例中，可以针对大气条件调节所述目标空气体积的计算。例如，可以使用用于代表特定位置处的大气压力的用户输入值来调节所述目标空气体积的计算，或者使用代表通过系统的大气压力传感器测得的大气压力的值来调节所述目标空气体积的计算。
[0022]此外，在系统和/或方法的一个或多个实施例中，控制器可以被配置为，通过监测用于在每次旋转时传送或取出已知量的空气的空气泵装置的旋转，确定被添加或取出的空气总量，和/或所述控制器可以被配置为，当添加至所述变换器侧腔的空气的量或从所述变换器侧腔取出的空气的量满足或超出计算出的目标空气体积时，确定所述膜处于所述目标测量位置。
[0023]而且，在系统或方法的一个或多个实施例中，控制器可以被配置为，至少基于监测到的空气压力、通过所述变换器侧腔限定的将所述膜移动到目标测量位置期望的实际体积、以及通过用于将所述空气泵装置耦接到压力测量装置的变换器侧腔的一个或多个连接元件(例如，用于将空气泵装置连接到变换器侧腔的一个或多个连接元件可以包括一个或多个管，这样目标空气体积的计算可以基于一个或多个管的顺应性)限定的实际体积，计算将所述膜移动到目标测量位置所需的目标空气体积。
[0024]此外，在系统或方法的一个或多个实施例中，所述压力测量装置可以设置为体外血液套件的一部分，所述体外血液套件包括多个压力测量装置，所述多个压力测量装置可以安装在系统壳体上，所述系统壳体至少容纳所述控制器和对应于所述多个压力测量装置中每一个压力测量装置的至少一个压力变换器。此外可以设置多个阀，而且控制器可以被配置为针对安装在所述系统壳体上的多个压力测量装置中的每一个压力测量装置操作不同阀，以允许在不同的时间段使得所述压力测量装置中每一个压力测量装置的膜单独地复位。此外，例如，控制器可以被配置为，在将所述压力测量装置的膜复位之前，使用来自对应于该压力测量装置的压力变换器的空气压力测量结果进行治疗压力监测，并且所述控制器可以被配置为，当所述膜被复位时，临时中止使用来自对应的压力变换器的空气压力测量结果进行治疗压力监测。
[0025]本公开内容的上述
【发明内容】
并不是旨在描述本公开内容的每个实施例和每一种实施方式。通过参考与附图一起考虑的以下详细描述和权利要求，对于本公开内容的优点以及更完整的理解将变得清晰和容易领会。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示出如图2到图3所示的流体处理系统的框图，包括膜复位系统(例如，将连接至系统壳体的组件或系统壳体内的组件的体外血液套件的压力舱装置的膜复位，该系统壳体例如容纳流体处理系统的控制器和/或(多个)压力变换器)。
[0027]图2是示例性流体处理系统的透视示意图，该示例性流体处理系统可以包括如图1中大致示出的膜复位系统。
[0028]图3是图2所示的示例性流体处理系统的一部分的前视图。
[0029]图4是可以使用在例如如图1到图3中大致示出的系统中的安装在系统壳体上的示例性压力舱装置的剖视图。
[0030]图5A到图5C示出了例如如图4大致示出的示例性压力舱装置的分解顶部透视图、分解底部透视图以及切割或剖切透视图。
[0031]图6A到图6B示出了用于将如图5A到图5C所示的压力舱装置连接至流体处理系统的连接装置(例如，将压力舱装置安装在系统壳体上)的分解透视图和底部视图。图6C是从如图6B所示的线C-C处截取的连接装置的剖视图。
[0032]图7示出了用于压力测量装置(例如，包括连接至例如如图1到图3中大致示出的系统的系统壳体的体外血液套件的压力舱装置)的示例性膜复位方法的流程图。
[0033]图8示出了更详细的示例性膜复位方法的流程图。
[0034]图9是在描述示例性膜复位系统和方法时用到的曲线图。
【具体实施方式】
[0035]在示意性实施例的以下详细描述中，参考了附图中的图，该附图中的图形成以下说明的一部分，并且通过示意的方式示出了可以被实践的具体实施例。应当理解，也可以使用其他实施例，并且在不脱离(例如仍然落入)所提出的本公开内容的范围的情况下可以进行结构变化。
[0036]参照图1到图9描述了在例如压力测量装置(例如，包括连接至诸如体外血液处理系统之类的流体处理系统的体外血液套件的压力舱的压力测量装置)的膜进行复位时使用的示例性系统和方法。例如，在一个或多个实施例中，这种系统和方法可以使用空气泵装置(例如，自动复位系统空气泵(ARPS泵))和流体处理系统的一个或多个压力变换器，以基于计算出的目标体积(例如，基于系统的压力变换器进行的压力测量计算出的目标体积，该压力变换器例如是用于测量在系统的处理或治疗期间流经压力舱的流体压力的压力变换器；可以考虑大气条件来计算目标体积)来使得连接至流体处理系统的系统壳体的压力舱装置的膜复位。
[0037]图1示出了如图2到图3所示的体外血液处理系统的示例性流体处理系统10的框图，其包括膜复位系统12，该系统12用于将系统10的对应压力测量装置的一个或多个膜(例如，体外血液套件22的对应压力舱装置80A-80C的膜81A-81C)复位(例如，该压力舱装置80A-80C可以连接至位于系统壳体11内的对应压力变换器(例如，P1-P3))。例如，如图1所不，流体处理系统10可以是包括系统壳体11的体外血液处理系统。该膜复位系统12可以用来使得体外血液套件22 (例如，一次性血液套件)的对应压力舱装置80A-80C的膜81A-81C中的每一个复位到目标测量位置(例如，中心测量位置)，使得例如可以在系统12的操作期间(例如，在设立期间，在处理或治疗期间等)获得有效的压力读数。
[0038]体外血液处理系统10包括空气泵装置14、一个或多个压力变换器(例如，P1、P2、P3和Ppump)以及控制器20，该控制器20可操作地连接至空气泵装置14和一个或多个压力变换器(例如，P1、P2、P3和Ppump)。体外血液套件(大体通过附图标号22示出)可以包括多个组件(例如，压力舱装置80A-80C、各种线路或管等)，该多个组件被配置为安装在体外血液处理系统10的系统壳体11上或耦接至体外血液处理系统10的系统壳体11，本公开内容不限于任何特定血液套件和/或其组件。然而，例如，这些组件可以是用来获得与经过体外血液套件22的线路或管路的流体(例如，血液)的流动相关的压力测量的组件。例如，该体外血液套件22可以包括压力舱装置80A-80C，该压力舱装置80A-80C可以安装在流体处理系统10的系统壳体11上或者可以耦接至流体处理系统10的系统壳体11。该压力舱装置80A-80C中每一个可以包括变换器侧腔85A-85C，例如，该变换器侧腔85A-85C可操作地连接或可连接(例如经由端口，经由可以耦接至该端口的管路等)到一个或多个压力变换器(例如，PU P2、P3、Ppump)中的至少一个。本文中将进一步描述这种压力舱装置。
[0039]一个或多个连接元件13可以用来将空气泵装置14以及压力变换器(例如P1、P2、P3、Ppump)连接至压力舱装置80A-80C(例如，这种连接元件可以包括配合容器、耦接器、内部控制组件和/或流体管路系统组件(包括诸如一个或多个管、一个或多个阀、过滤器等之类的组件))。例如，该一个或多个连接元件13可以包括连接装置84A-84C(例如，包括一个或多个端口、连接至端口的管路等的配合容器)以提供系统壳体11内容纳的一个或多个压力变换器(例如，PU P2、P3、Ppump)至当安装在系统壳体11上时的体外血液套件22的一个或多个压力舱装置80A-80C的连接(例如，提供在感测压力时使用的空气或流体连接)。此外，一个或多个连接组件13可以包括管路89 (例如，具有与之关联的顺应性的柔性管路)，以将例如泵装置14连接至一个或多个压力舱装置80A-80C。本领域技术人员将认识至IJ，这种连接元件13将依赖于所实现的系统的配置而变化，并且可以不使用本文描述的连接元件中的一个或多个和/或可以使用本文没有描述的其他连接元件。该连接元件13具有与之相关联的定义体积；该定义体积可以依赖于其中所提供的流体(例如，液体或气体)的压力而变化。例如，该定义体积可以大致代表用于将泵装置14和压力变换器(例如，P1、P2、P3和Ppump)连接至压力舱装置80A-80C (例如，连接至其变换器侧腔85A-85C)的路径中的体积。
[0040]控制器20被配置为控制空气泵装置14，以(例如经由连接装置84A-84C的一个或多个端口中的至少一个端口)将空气提供给当安装在系统壳体11上时的体外血液套件22的压力舱装置80A-80C的至少一部分(例如，位于其变换器侧腔85A-85C)内，或者从当安装在系统壳体11上时的体外血液套件22的压力舱装置80A-80C的至少一部分取出空气。控制器20可以监测(例如，配合容器或连接装置84A-84C的)端口处的空气压力，或换句话说，可以监测压力舱装置80A-80C的变换器侧腔85A-85C中的空气压力。可以使用一个或多个压力变换器(例如，P1、P2、P3和Ppump)来实施这种监测，并且在计算目标体积时可以使用该监测到的压力，该目标体积用于将体外血液套件22的一个或多个压力舱装置80A-80C的膜81A-81C复位到目标测量位置(例如，使得例如在操作或处理期间可以获得有效的压力读数)。
[0041]如本文进一步描述的，例如，在一个或多个实施例中，在控制器20的控制和/或执行之下，基于目标体积的压力舱膜复位算法提供了将每个压力舱装置80A-80C的膜81A-81C复位到目标测量位置(例如，使得每个压力舱装置80A-80C的膜81A-81C处于中心)的自动序列。例如，可以控制该空气泵装置14以通过从压力舱装置(例如，压力舱装置80A-80C中的一个)的变换器侧腔取出空气而使得膜(例如，膜81A-81C中的一个)到达底部，或者可以通过将空气添加到变换器侧腔而使得膜到达顶部。通过监测变换器侧腔(例如，变换器侧腔85A-85C中的一个)的空气压力，可以至少基于监测到的空气压力来计算出将膜移动到目标测量位置所需的目标空气体积(例如，计算出的目标空气体积还可以基于通过压力舱限定的体积(例如，压力舱的一半)、通过连接元件限定的体积(例如，泵装置和压力舱之间的路径的体积)、一个或多个连接元件的顺应性、大气压力等)。
[0042]然后，可以基于计算出的目标体积控制空气泵装置14，从而在膜(例如，膜81A-81C中的一个)到达底部之后将空气添加到变换器侧腔(例如，变换器侧腔85A-85C中的一个)，从而将膜朝向目标测量位置移动，或者可以基于计算出的目标体积控制空气泵装置14，从而在膜(例如，膜81A-81C中的一个)到达顶部之后从变换器侧腔(例如，变换器侧腔85A-85C中的一个)中取出空气，从而将膜朝向目标测量位置移动。例如，随着将空气添加到变换器侧腔或者将空气从变换器侧腔中取出，控制器20可以被配置为基于对于变换器侧腔中压力的连续监测，以迭代方式计算将膜移动到目标测量位置所需的目标空气体积(例如，计算出的目标体积可以考虑大气条件)，直到控制器20基于通过迭代方式计算出的目标体积和被添加到变换器侧腔的空气或从变换器侧腔中取出的空气的总量(例如，这可以通过监测空气泵装置来确定)之间的比较确定膜处于目标测量位置。在图9中图解示出这种比较，并且在本文将结合对于示例性复位处理的更详细的描述来描述这种比较。
[0043]本文所描述的膜复位功能可以使用在任何流体处理系统中，该流体处理系统可以从该功能中获益。例如，可以从这种功能获益的示例性系统包括通常被称作透析系统的系统。本文所使用的上位术语透析包括血液透析、血液滤过、血液透析滤过、血液灌流、肝透析和治疗性血浆置换(TPE)，以及其他类似的处理过程。在透析过程中，通常，将血液从体内取出，并将血液暴露于处理装置，以将物质从血液中分离和/或将物质添加到血液，然后将血液返回到体内。虽然本文中参照图2到图3的示例性体外血液处理系统来描述能够执行通常的透析(如上文所定义的，包括TPE)并且使用膜复位的体外血液处理系统，然而诸如用于药物输注、连续性肾脏替代疗法(CRRT)的性能、体外膜肺氧合(ECM0)、血液灌流、肝透析、血浆置换、TPE等的其他系统也可能从本文描述的系统、方法和装置获益，并且本公开内容不限于任何特定流体处理系统。
[0044]在图2到图3的透视图和局部前视图中，如本文描述的可以实施膜复位的示例性体外血液处理系统310大致包括血液管路回路312，该血液管路回路312具有第一和第二管段314和316，这两个管段分别通过接入和返回设备317和319连接到病人318的心血管系统。如本领域技术人员将理解的那样，设备317和319可以是套管、导管、带翼针头或类似物。管段314和316还连接至过滤或处理单元320。在透析中，过滤单元320是透析仪，它也通常被称为过滤器。在TPE中，它也可以被称为血浆过滤器。在该示例性系统310中，蠕动泵324设置为与第一管段314操作性关联。还包括血液回路312的数个其他组件设备，例如压力传感器327和328。这种压力传感器327和328可以如本文所描述的那样被配置，并且可以如本文所描述的那样，例如在系统310的设立(setup)和/或操作期间，使得该传感器的膜可以被复位到目标测量位置。
[0045]在图2到图3中还示出了系统310的处理流体或过滤物侧，其通常包括处理流体回路340，该处理流体回路340具有第一和第二处理流体管段341和342。这些管段中的每一个连接至过滤单元320。在这些图2到图3中，各自的流体泵344、346与这些管段341和342中的每一个可操作地关联。第一管段341还连接至处理流体源(例如，流体袋349)，该流体源可以包括预先在其中混合的电解质。第二管段342连接至废弃物收集设备(例如，诸如袋子之类的废弃物容器353)。压力传感器354也可以布置在第二透析流体管段342中(例如，可以如本文所述的那样来配置压力传感器354，并且可以如本文所描述的那样，例如在系统310的设立和/或处理期间将该传感器的膜复位)。
[0046]图2到图3示出了一系统，该系统通常作为用于包括TPE的数种透析过程的基础模型。可以添加(或删除)其他的流体线路、回路和组件来增多处理选项。此外，如图2到图3所示，系统310包括体外血液控制装置360，该体外血液控制装置360提供了数种处理选项，这些处理选项通过控制/显示屏幕361 (例如，在系统壳体393中设置的控制装置或控制器)被控制和/或监测。可以结合触摸屏控制装置，和/或可以使用其他常规旋钮或按钮(未示出)。除了其它文献之外，在美国专利号5，679，245、美国专利号5，762，805、美国专利号5，776，345以及美国专利号5，910，252中可以找到关于示例装置360的其他更详细的信息。
[0047]仅为了示例性目的，将大致描述例如使用参照图2到图3描述的装置执行的通常的透析处理过程。首先，通过接入设备317将血液从病人318身上取出，且血液流经接入线路314到达过滤器320。过滤器320根据多个体外血液处理方案中被选择的一个或多个方案(例如，经由控制装置360的屏幕界面361选择和控制)来处理血液，然后将处理后的或处理过的血液通过插入或连接到病人318的心血管系统的返回线路316和返回装置319返回病人318。到病人318的血流流路以及来自病人的血流流路包括接入设备317、接入线路314、过滤器320以及返回至病人的返回线路316和返回装置319，并形成血流流动回路312。
[0048]压力传感器可以用于感测系统310中的各种压力。例如，压力传感器327(例如，包括接入压力舱装置)可以连接在接入线路314中，并允许监测接入线路314中的流体压力，且第二压力传感器328 (例如，包括过滤器压力舱装置)可以在血液回路312中连接在第一泵324和过滤器320的血液入口之间，并且可以用来检测和监测供应到过滤器320入口的血液的压力。
[0049]系统310还可以包括位于返回线路中的脱气室325，以提供类似于涡流那样操作以将空气从血液中推出的输运路径。可以将后过滤器置换溶液添加到脱气室中血液的顶部，以防止空气/血液界面(interface)。脱气室监测线路391使用连接装置(例如返回压力端口 329)将脱气室325连接到系统壳体393内的内部压力变换器。这使得如果需要则可以进行返回压力监测以及从脱气室去除空气。在血液回路312中连接的返回夹具331选择性地允许或终止通过血液回路312的血液流动(例如，无论何时在血液中通过气泡检测器326检测到空气都可以激活返回夹具331)。此外，泵362可连接至抗凝剂容器364，以将抗凝剂通过抗凝剂线路365传送进入管段314中的血液，并且泵366可以将来自置换液容器或袋368的置换流体传送通过置换流体线路370。
[0050]在图2到图3中还示出了次级流动回路340，因为它与过滤器320交互。该次级流动回路340连接至过滤器320的次级腔。在体外从血液中取出的物质从过滤器320的次级腔通过次级流动回路340的出口管段342去除，并且在体外添加到血液中的物质通过次级流动回路340的入口管段341移动进入过滤器320。次级流动回路340通常可以包括诸如袋349之类的流体源、入口流体线路341、第三蠕动泵344、过滤器320的次级腔、废弃物流体线流动回路342、压力传感器354、第四泵346以及诸如容器353之类的废弃物收集设备。源流体袋349可以容纳通常与血液等渗的无菌处理流体，血液杂质将通过过滤单元320的半透膜扩散进入该无菌处理流体中。泵344连接在入口流体线路341中，用于将处理液体从处理流体源349传送到过滤器320的入口。设置了废弃物收集容器353以收集或接收来自通过过滤器320中的半透膜被传送的血液的物质和/或接收已经通过过滤器320之后的已经使用过的处理流体。第四泵346连接至废弃物收集线路342，用于将体液从过滤器320移动到废弃物收集容器353中。压力传感器354也可位于废弃物收集线路342中，目的是监测过滤器320的次级腔中的压力。
[0051]本文描述的主流路和次级流路312和340中的过滤单元320、流动管线路以及其他组件(除了例如泵、可能一些其他物件)可以形成为集成的、可替换单元(例如，体外血液套件)。在名称为“ Integrated Blood Treatment Fluid Module (集成血液处理流体模块)”的美国专利号5，441，636中非常详细地描述了这样一种集成的可替换单元的示例(另外参见名称为“Retent1n Device for Extracorporeal Treatment Apparatus (用于体外处理装置的保持设备)”的美国专利号5，679，245)。本文描述的膜复位算法可以用来将这种体外血液套件的一个或多个压力舱装置的膜复位到目标测量位置。
[0052]如从图2到图3大致可以理解的，集成的管路和过滤模块(通过附图标号372表示)或体外血液套件包括过滤器320和上文描述的可以连接至装置360的所有管路以及相关组件。例如，可以将该过滤器和管路保持在塑料支撑部件374上，该塑料支撑部件374又可以连接至装置360 (例如，可以连接至装置360的系统壳体393)。当处于连接至装置360的可操作位置(operative posit1n)时，使得至过滤单元320的柔性流体输送管线路以及来自过滤单元320的柔性流体输送管线路保持为可操作的、泵送连通循环，用于与泵324、344,346和366的蠕动泵送部件可操作地接触，进而使得流体流动通过主(血液)回路312和次级(处理流体)回路340。包括过滤器320和所有管线路以及相关流动组件的模块372可以在使用后被丢弃。泵324、344、346和366的蠕动泵送部件可以固定地设置在装置360上(没有一次性的管道回路组件)并且可重复使用。通常，电气、机械或机电组件也固定地设置在装置360中或设置在装置360上(例如，可以连接至装置360的系统壳体393)。这种组件的示例包括显示屏幕361 (例如，触摸屏)、气泡检测器326、线路夹具331和用于耦接至如本文所描述的那样用来实施压力传感器327、328和354的压力舱装置的变换器侧部件的连接装置。
[0053]压力传感器327、328和354的测量结果可以用于一个或多个各种控制功能(例如，在内部监测时被装置360使用，从而做出内部决策和/或自动调节以修改流体流动参数)。本公开内容不限于在存在压力传感器的系统中使用压力传感器测量的形式。
[0054]压力传感器327、328和354中的一个或多个可以设置为用于本文例如参照图1、图4和图5A到图5C所描述的膜型压力舱装置。所使用的压力传感器327、328和354中的一个或多个可以被分隔成两个不同的部分，因为管段314、316和342以及接触血液和/或血液废弃产物的所有其他流动组件至少在一个实施例中是一次性的。这样，至少在一个实施例中，至少这些压力传感器的血液侧组件(例如，如图4所示的每个传感器的压力舱装置112)因而也是一次性的(例如，体外血液套件372的一部分)。电气变换器通常比较昂贵，因而期望将它们并入到装置360中，从而可以重复利用。
[0055]图4是示出耦接至系统壳体11 (例如，用于容置一个或多个压力变换器、控制器、阀、管路等的系统壳体，例如图2到图3中的壳体393)的可移除压力舱装置112(例如，可以等同于图1中示出的压力舱装置80A-80C)的示意图。压力舱装置112和系统壳体11之间的连接装置(或连接点)(包括至其中的组件的连接)被大致示出为图4中的连接装置84 (例如，这种连接装置可以类似于用于将压力舱装置412安装在如图5到图6中示出的连接装置540的配合容器545中的装置，可以包括来自可连接至系统的端口的变换器侧腔的管路，并且可以与参照图2到图3等描述和示出的装置360相关联)。
[0056]在一个或多个实施例中，压力舱装置112可以包括压力舱本体111，该压力舱本体111至少包括舱本体部122和基体部124 (例如，可以耦接在配合容器中的压力舱本体)。如图4的示例性实施例中所示，膜114 (例如，柔性膜)将至少部分由舱本体部122限定的液体侧腔117与至少通过基体部124限定的变换器侧腔113分隔开。液体侧腔117与入口 115和出口 116 (例如，液体流过该入口 115和出口 116，如箭头120所示)流体连通。膜114可以从中心测量位置(例如，沿着轴线139)朝向舱本体部122移位进入到液体侧腔117中，如虚线118所示，并且膜114可以从中心测量位置(例如，沿着轴线139)朝向基体部124移位进入变换器侧腔113中，如虚线119所示。换句话说，如通过位置119和118大致示出的那样，柔性膜114可以弯曲。
[0057]如图4的示例性实施例所示，在使用时，液体可以在体外回路中在压力舱装置112的入口 115和出口 116之间流动。液体侧腔117中液体的压力使得膜114弯曲，直到膜114两侧的压力或力相等。基于施加在液体侧腔117的压力、连接的管路和变换器侧腔113(例如，空气腔)中气体的质量、大气压力以及温度，该柔性膜114膨胀和收缩。例如，为了测量液体侧腔117中的流体(例如，诸如血液之类的液体)施压的压力，压力变换器通过一系列的管/阀连接至变换器侧腔113 (例如经由用于限定延伸通过连接装置84的通道152的端口)。例如，用于将压力变换器连接至变换器侧腔113的这种连接管或本文描述或使用的其他连接管路可以由聚合物材料制成，该聚合物材料适用于防止-700到700mmHg压力范围内的泄露。
[0058]换句话说，例如，如图1和图4所示，具有一次性组件的压力传感器可包括一次性部分，例如压力舱装置112，该压力舱装置112包括压力舱本体111 (例如，有时被称作“舱”的刚性、塑料外壳)。压力舱装置112包括设置在其中的膜114，该膜114将舱本体111分隔成两个流体密封的隔室或腔117和113。入口 115和出口 116通向腔117，以允许液体流入并通过腔117 (在本文中也称为液体侧腔)。在膜114的相对侧上的另一腔113具有至少一个接入点(例如，通常仅有一个接入点)，以允许与之流体连通(例如，用于与腔113互通诸如空气之类的干燥气体(但是压力舱装置112也可以使用湿/湿变换器))。在本文中也将该腔113称为变换器侧腔或隔室，因为变换器是与膜114的该变换器侧的空气(例如，干燥空气)处于压力感测互通。如本文所使用的，可以互换使用空气、气体和干燥气体。
[0059]至少在一个实施例中，包括膜114的压力舱装置112是压力传感器(例如，压力传感器327、328和354)的一次性部分。例如，当通过装置360使用压力舱装置112时，装置360可以包括对应的配合容器(例如，作为连接装置的一部分)，每个一次性压力舱装置112连接在该对应的配合容器中或连接至该对应的配合容器，使得变换器侧腔113与例如装置360中布置的相应的压力变换器流体连通，同时使得变换器侧腔113与连接至空气泵装置(例如泵14)的内部控制组件/流体管路系统流体连通。
[0060]流过这种压力舱装置112的流体侧腔117的液体具有内在的流体压力，该内在的流体压力通过使得膜114移动而作用在该膜114上。当膜移动时，膜压缩变换器侧腔113 (例如，在膜114的变换器侧上)中的流体/干燥气体或允许变换器侧腔113中的流体/干燥气体膨胀。通过控制装置360内的相应压力变换器(例如，图1中大致示出的压力变换器P1到P3中的一个)来感测压缩或膨胀的流体的压力。压力变换器将感测到的压力转换成电信号，该电信号被发送到控制器，例如如图1中示出的控制器20(例如，用于信号分析或用于将该信号解析成压力值的控制装置360中的电气微处理单元)，然后该控制器可以处理该信号以显示、存储或被软件(或硬件)使用以用于计算(例如，计算出的目标体积)、或用于执行任何期望的功能(例如，膜复位)。
[0061]例如，图1中的连接装置84 (其是如图1所示的连接装置84A-84C的概括)可以具有任意合适的配置，以用于与压力舱装置112耦接并使得变换器侧腔113与例如压力感测变换器流体(例如，通过一个或多个管、一个或多个阀或任何其他连接元件而耦接的装置360中布置的压力感测变换器)连通。例如，这种压力舱装置112和配合连接装置(例如，容器)可以包括类似于如图5到图6中示出的结构。然而，也可以使用压力舱装置和连接装置的任意合适的配置。
[0062]至少在一个或多个实施例中，连接装置84包括保持结构，该保持结构用于耦接到压力舱装置112中的一个或多个部分并保持压力舱装置112中的一个或多个部分(例如，将压力舱装置维持在稳定的固定位置，但是仍然可以从该容器移除)。此外，例如，当压力舱本体112通过连接装置84安装在系统壳体11上时，这种连接装置可以提供端口以将变换器侧腔113连接至系统壳体11中容纳的压力变换器(例如，如图1中大致示出的P1-P3中的一个)。
[0063]换句话说，压力舱装置112可以具有一种或多种不同的配置。例如，舱本体111可以具有任何形状，只要膜114将液体侧腔117与变换器侧腔113分隔开并且允许来自液体侧腔117中的液体流的压力有效地传递到变换器侧腔113即可。例如，在一个或多个实施例中，压力舱本体111可以由一个或多个组件或其密封在一起的部分形成或者可以是一体结构。例如，舱本体部122可以是单独的本体组件，该组件具有相对于分开的基体部124密封的表面，并且将膜114夹设在其间。此外，压力舱本体111可以由例如聚合物(例如，聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜等)之类的任意合适的材料形成。
[0064]图5A到图5C示出了示例性压力舱装置412的一个实施例的分解顶部透视图、分解底部透视图以及分解侧视图。压力舱装置412包括压力舱本体411，该压力舱本体411至少包括舱本体部422和基体部424。例如，限定了液体侧腔417 (参见图5C)的至少一部分的舱本体部422可以包括环形夹紧部454，该环形夹紧部454从环形边缘458朝向轴线439向里面延伸。大致内凹的部分453(例如，包括与液体侧腔417相邻的内表面474)相对于轴线439位于环形夹紧区域454的内部。使环形夹紧区域454沿着轴线439 (例如，大致内凹的部分面向基体部424并且沿着轴线439放置，该大致内凹的部分的中心在轴线439上)终止的大致内凹的部分453或圆顶部包括入口 415和出口 416，该入口 415和出口 416从舱本体部422 (例如从大致内凹的部分453)延伸，以例如允许管路连接到该大致内凹的部分并且提供了用于液体进入液体侧腔417并从液体侧腔417排出的路径。例如，入口 415和出口 416中的每一个均包括柱形元件435，该柱形元件435限定了与管配合的内表面431。该柱形元件435还包括外表面437，该外表面437被配置为与连接装置配合(例如，与如图6A-图6C中示出的容器的保持结构配合)。
[0065]例如限定了变换器侧腔413的至少一部分的基体部424可以包括环形夹紧部456，该环形夹紧部456从环形边缘459朝向轴线439向里面延伸。大致内凹的部分455 (例如，包括与变换器侧腔413相邻的内表面475)相对于轴线439位于环形夹紧区域456的内部。使环形夹紧区域454沿着轴线439(例如，大致内凹的部分面向基体部422并且沿着轴线439放置，该大致内凹的部分的中心在轴线439上)终止的大致内凹的部分455或圆顶部包括柱形端口 471，该柱形端口 471包括接入开口 470 (例如，通过大致内凹的部分455限定)，以例如允许变换器侧腔413和设置为流体处理系统的一部分(例如，作为如图2到图3所示的控制装置360的一部分)的压力变换器之间的流体连通。例如，端口 471可以包括内表面477，该内表面477可以容置连接装置的一部分(例如，与诸如图6A到图6C中所示的容器配合)。此外，例如，端口 471可以包括外表面478，外表面478可以与连接装置的一部分配合(例如，与诸如图6A到图6C中所示的容器配合)。此外，端口 471和连接装置之间的配合可以提供他们之间的密封(例如，使得变换器侧腔413成为流体密封腔(例如，当考虑诸如管路、泵等的其他压力感测组件时)。可以以任意合适的方式提供这种密封，例如，通过使用密封设备(例如，O型圈、密封材料等)。
[0066]压力舱装置412还包括膜414。例如，膜414包括环形夹紧区域463，该环形夹紧区域463从环形边缘462朝向轴线439向里面延伸。偏转部461 (例如，包括与变换器侧腔413相邻的第一表面482和与液体侧腔417相邻的第二表面481)相对于轴线439位于环形夹紧区域463的内部。偏转部461可以包括偏斜(bias)，使得其包括在变换器侧413中比其他区域进一步延伸的一个或多个区域，或者该偏转部461可以包括偏斜，使得其包括比其他区域更进一步延伸进入液体侧腔417的一个或多个区域，这可以被称作膜隆起(例如，偏转部461中比如图6中示出的轴线439处的中心区域485更进一步延伸进入变换器侧腔的环形区域484，或者对于其他结构而言，这可以反过来)。依赖于待测压力是正的还是反的，膜隆起可以布置在特定方向，这样给出了感兴趣的压力范围中更大的范围(例如，正的或负的)。当压力舱装置412被装配时，该环形夹紧区域463被夹设在基体部424的环形夹紧区域456和舱本体部422的环形夹紧区域454之间以形成位于膜414两侧的腔体413和417。可以使用任意合适的处理和材料来提供这种装配(例如，粘合剂、热处理等)。
[0067]图6A到图6B示出了可以安装在系统壳体(例如，图1所示的系统壳体11或图2到图3所示的系统壳体393)上的连接装置540的分解透视图和底部视图，该连接装置540将诸如图5A到图5C所示的舱装置412之类的压力舱装置(例如，设置为一次性体外血液套件的一部分)连接至流体处理系统(例如，图2到图3中示出的流体处理系统360)。图6C是从图6B中示出的C-C线截取的连接装置540的剖视图。
[0068]例如，连接装置540可以包括:容器545，被配置为与压力舱装置配合(例如，以特定的固定位置将压力舱装置412保持在其中)；以及安装装置550，用于相对于系统壳体安装配合容器545 (参见图6C中的虚线系统壳体555)。例如，安装装置550可以包括内部安装结构552，该内部安装结构552用于将配合容器545的至少一部分(例如，端口 560)容纳在开口 557中，该开口 557限定在该结构552中，并且与系统壳体555中限定的开口对齐。此外，安装装置550可以包括内部连接结构553 (例如，管路和管路连接器，包括例如旋转耦接器、管等)，其在插入到内部安装结构552的开口 557中时与配合容器545 (例如，端口 560)的一部分配合，以允许从系统壳体555的内部到压力舱装置412的变换器侧腔417的流体连通。配合容器545至壳体的安装可以通过使用(例如,通过使用开口 559的一个或多个紧固件)安装到系统壳体555的内部安装结构552、内部连接结构553、配合容器545的一部分与内部安装结构552之间的过盈配合(例如，在内部安装结构552中限定的开口557内的端口 560的一部分之间的过盈配合)或任何其他合适方式中至少一种来实现，从而在系统壳体555上和/或相对于系统壳体555设置固定的配合容器540。此外，例如，可以使用0型圈558或其他合适的密封设备来防止液体进入系统壳体555的内部。
[0069]配合容器545可以包括环形本体部580，该环形本体部580沿着轴线590延伸，限定用于容置压力舱装置412的一部分的容置区域581 (例如，容置其舱本体部424的至少一部分)。端口 560 (例如，提供了让流体通过的流体通道572的细长结构)可沿轴线590从第一端部区域575穿过环形本体部580延伸到第二端部区域577。该第一端部区域575被配置为与压力舱装置412的端口 471耦接(例如，与其内表面477配合)。例如，端口 471和端口 560的第一端部区域575之间的配合可以提供它们之间的密封(例如，使得变换器侧腔413是一个流体密封腔(例如，当考虑如管路、泵等其他压力感测组件时)。例如，一个或多个唇形密封件573可以设置在第一端部区域575处以通过密封方式与压力舱装置412的端口 471的内表面477配合。然而，可以以任意合适的方式提供用来提供流体密封连接的这种密封，例如通过使用任意一个组件上的任意密封装置(例如，0型圈、密封材料等)。
[0070]第二端部区域577被配置为与内部连接装置553耦接(例如，与内表面554配合)。例如，内部连接装置553和端口 560的第二端部区域577之间的配合可以提供它们之间的密封(例如，使得压力传感器组件的变换器侧提供压力舱装置412的变换器侧腔413和系统壳体555容纳的压力变换器之间的流体密封性连通。例如，一个或多个0型圈密封件574可设置在第二端部区域577处以通过密封方式与内部连接装置553的内表面554配合。然而，可以以任意合适的方式提供用来提供流体密封连接的这种密封，例如通过使用任意一个组件上的任意密封装置(例如，O型圈、密封材料等)。
[0071]配合容器545还可以包括保持结构570，该保持结构570用于耦接至压力舱装置412的一个或多个部分并在其中保持该一个或多个部分(例如，将该压力舱装置维持在稳定的固定位置)。例如，如图6A和图6C所示，保持结构570可以包括U形元件592和593，U形元件592和593与轴线590间隔一距离而相对于环形本体部580放置和/或从环形本体部580延伸。这种U形元件592-593限定了通道开口 594-595，该通道开口 594-595在相反方向上开口，并且沿轴线591 (例如，正交于轴线590的轴线591)放置。通道开口 594-595被配置为分别容置入口 415和出口 416 (例如，也沿着轴线放置)中每一个的一部分(例如，容置被配置为在保持结构570的各通道开口 594-595内配合的每个柱形元件435的外表面437 (例如，在压力舱装置412的轴线439与容器545的轴线590对齐并且将压力舱装置412围绕轴线590推动和/或转动使得每个柱形元件435的外表面437在保持装置570的各通道开口 594-595内配合时)。然而，也可以使用用来将压力舱装置412稳定地定位在系统壳体上的任意合适的配合结构，本公开内容不仅限于本文描述的配合结构。
[0072]进一步参照图1，图1是例如参照图2到图3示出和描述的体外流体系统的示意，可以是体外血液套件22的一部分的多个可移除压力舱装置80A-80C(例如，图5A-5C中示出的压力舱装置412)中的每一个可以使用连接装置84A-84C(例如，类似于用来将压力舱装置412安装在如图5到图6中示出的连接装置540的配合容器545中的装置)可移除地连接至系统壳体11 (例如，容纳一个或多个压力变换器、控制器、阀、管路等的系统壳体)。
[0073]而且,如图1所示,系统10还包括泵装置14,泵装置14可以用来将对应压力舱装置80A-80C的膜(例如，膜81A-81C中的一个)朝向目标(例如中心)测量位置自动复位。例如，可以使用受控系统(例如，反馈系统)中的泵装置14来实施这种复位。例如，可以使用泵装置14(例如，连接至压力舱装置的变换器侧腔的空气泵)通过被一个或多个对应开关S1-S3控制的一个或多个阀88A-88C(例如，双端口 /双路弹簧回返电磁阀)来输注或抽取空气。这样，在本文中有时将泵装置14称作自动复位系统(ARPS)空气泵。在至少一个实施例中，空气泵装置14可以包括蠕动泵，该蠕动泵可以被顺时针驱动以将空气输注到系统中(例如，在压力舱的变换器侧腔或空气中)或者可以被逆时针驱动以将空气从系统中移除。例如，至少在一个实施例中，蠕动泵的每一次旋转都可以传送已知量的空气。这样，通过监测泵的旋转数，可以确定被泵装置14传送或取出的空气的量(例如，可以考虑大气条件来调节被该传送的空气的量)。
[0074]可以使用任意合适的配置(例如，由一个或多个泵、阀和管形成的配置)将泵装置14连接在系统中，以实现本文描述的功能。此外,压力变换器(例如，Pl_P3、Ppump等)可以是任意合适的变换器，并且可以被可操作地配置(例如，具有阀和管形式的配置)，以实现按照期望感测压力的功能，从而实施本文描述的功能。
[0075]如图1中的实施例所示，控制器20(例如，在系统壳体11内)可操作地耦接以接收一个或多个信号(例如，代表如Ppump、Pl-P3等压力变换器感测到的信号)，并生成控制泵装置14时使用的控制信号。泵装置14和经由开关S1-S3的阀88A-88C可被控制，以将空气从泵的连接点提供到各种组件或从泵的连接点取出空气。例如，控制器20可以被配置为针对每个压力舱装置80A-80C操作不同阀(例如，阀88A-88C)，以允许每个压力舱装置80A-80C各自的膜81A-81C复位。换句话说，多个阀88A-88C允许使用单个泵装置来将多个压力舱装置80A-80C的膜复位。此外，例如，使用各种压力信号(例如，包括与压力舱装置80A-80C相关联并且使用压力变换器P1-P3感测的压力，以及泵装置14和阀88A-88C之间通过压力变换器Ppump感测到的压力)，控制器20可以用来将每个压力舱装置80A-80C的膜复位，使得可以在处理过程期间获得有效的压力测量。
[0076]控制器20可以是被配置为提供所需功能的任何硬件/软件架构。例如，控制器可以包括用于从变换器采样压力测量的电路、用于处理数据(例如，代表压力的信号)的处理装置及相关联软件、用来生成在膜复位中使用的控制信号或将信息(例如，开关信号、空气泵控制或驱动信号等)呈现在图形用户界面上的输出电路。如本文参照图2到图3所描述的，例如，这种控制器功能可以通过本文描述的装置360来实现。
[0077]这种处理装置例如可以是任何固定的或移动计算机系统(例如，与例如透析系统之类的流体治疗或处理系统相关联的个人电脑或小型计算机)。计算装置的准确配置没有限制，基本上可以使用任何能够提供合适的计算能力和控制能力(例如，执行膜复位、提供图形用户界面从而例如将指令提供给用户、执行处理等)的设备。此外，可以设想结合处理装置以及其相关联的数据存储器使用各种外设设备，例如，计算机显示器、鼠标、键盘、存储器、打印机、扫描仪。例如，数据存储器可以允许访问以处理程序或例程以及可以用来实现本文描述的示意性方法和功能的一个或多个其他类型的数据。
[0078]在一个或多个实施例中，本文描述的方法或系统可以使用在可编程计算机上执行的一个或多个计算机程序或处理(或包括这样的处理或程序的系统)来实施，该可编程计算机例如是例如包括处理能力、数据存储器(例如，易失性或非易失性的存储器和/或存储元件)、输入设备和输出设备的计算机。例如，可以认为本文描述的系统和方法包括可以单独实施或组合起来实施的多个处理或程序。可以对输入数据应用本文描述的程序代码和/或逻辑来执行本文描述的功能，并生成期望的输出信息。可以将输出信息应用为如本文描述或将以已知的方式应用的一个或多个其他设备和/或处理的输入。例如，处理程序或例程可以包括用于执行各种算法的程序或例程，该算法包括标准算法、比较算法或实施本文描述的一个或多个实施例所需的任何其他处理，例如用来执行测量数据的平均的算法、对感测到的信号进行滤波的算法、控制信号的生成的算法等。
[0079]用于实现本文描述的功能的软件或程序可以用任何可编程语言来提供，该可编程语言例如是适合于与处理装置通信的高级程序和/或面向对象的编程语言。任何这种程序可以例如被存储在任何合适的设备上，例如，通用或专用程序可读的存储介质、当合适的设备被读取以执行本文描述的过程时用于配置并操作计算机的计算机或处理器装置。换句话说，至少在一个实施例中，可以使用配置有计算机程序的计算机可读存储介质来实施本文描述的方法和系统，其中，该存储介质被配置以促使处理装置以预定义的方式操作来执行本文描述的功能。
[0080]另外，如图1所示，空气过滤器16可以被设置并被连接在空气泵装置14和与各种组件(例如，压力舱装置80A-80C)相关联的一个或多个端口之间。这种空气过滤器可以是当将无菌组件连接至这种端口时的净化空气过滤器。换句话说，净化空气过滤器提供了净化空气以维持在这些端口处连接的无菌组件。
[0081]参照图7到图9，将描述膜复位处理的一个或多个实施例，该膜复位处理的一个或多个实施例可以使用例如参照图1到图6示出和描述的系统和组件来实施。将主要参照图1中的元件来描述该方法或处理，然而应当清楚，可以使用任意流体处理系统来实施这种方法。
[0082]例如，图7的流程图示出了示例性复位方法202，该复位方法202用于将多个压力测量装置中每一个压力测量装置的膜复位到目标测量位置(例如，将连接至处于固定或非固定状态的体外血液处理系统10的壳体11的体外血液套件22的多个压力舱装置80A-80C的每个膜81A-81C复位)。例如，系统壳体11容纳一个或多个压力变换器(例如，P1-P3和Ppump)以及空气泵装置14(例如，自动复位空气泵)。此外，例如包括配合容器84A-84C的一个或多个端口、一个或多个管、一个或多个阀或任何其他元件的一个或多个连接元件13将泵装置14可操作地连接至体外血液套件22的压力舱装置80A-80C (例如，连接至其变换器侧腔)，并且将一个或多个压力变换器(例如，P1-P3和Ppump)可操作地连接至体外血液套件22的压力舱装置80A-80C (例如，连接至其变换器侧腔)。
[0083]该膜复位方法202可以包括选择压力舱装置80A-80C中的一个来进行膜复位(块204)。在选择时，使得对应于被选择的压力舱装置的压力变换器离线(off-line)(块206)。这种膜复位可以在处理系统的充装期间执行，或者例如，可以在处理期间周期性地执行(例如，每几个小时左右进行自测等)。例如，在至少一个实施例中，每个压力舱装置80A-80C可操作地连接至对应的压力变换器P1-P3，该对应的压力变换器P1-P3在治疗或处理期间可以被操作以提供代表对应的压力舱装置80A-80C的流体侧腔(例如，通过膜81A-81C与变换器侧腔85A-85C分隔开)的流体流动的压力测量结果(例如，通过变换器侧腔中的压力测量)。系统10使用来自对应压力变换器的这种空气压力测量结果以用于治疗压力监测(例如，用于控制正在提供的治疗的这种治疗压力监测)。
[0084]从而，在例如病人治疗期间提供了有效的压力测量，如本文所述将每个压力舱装置80A-80C的膜81A-81C复位。然而，当选择特定压力舱装置的膜进行复位时，临时中止使用来自对应于其膜被复位的压力舱装置的压力变换器的空气压力测量结果来进行治疗压力监测。换句话说，针对治疗控制的特定时间段，没有使用与被选择的压力舱装置相关联的压力测量，从而被选择的压力舱装置的膜可以被复位。这样，与被选择的压力舱装置相关联的压力变换器离线，并且没有被用于治疗压力监测。例如，如果选择了压力舱装置80A进行膜复位，则使得压力变换器P1离线，但是继续使用通过利用其他压力舱装置80B-80C使用P2-P3进行的压力测量结果来用于治疗监测目的。
[0085]在被选择的压力舱装置离线之后(块206)，基于计算出的目标空气体积将该压力舱装置的膜复位到目标测量位置(块208)。例如，如本文参照图8进一步详细描述的，通常控制空气泵装置14，通过从被选择压力舱装置的变换器侧腔85A取出空气，使得膜81A降到底部进而到达被选择压力舱装置80A的基体部上，或者控制空气泵装置14，通过将空气添加到压力舱装置80A的变换器侧腔85A，使得膜81A达到顶部进而到达舱本体部上。之后，随着通过压力变换器P1监测变换器侧腔中的空气压力，在膜81A降到底部之后，基于计算出的目标空气体积控制空气泵装置14，以将空气添加到变换器侧腔85A，从而将膜81A朝向目标测量位置移动，或者在膜81A到达顶部之后，基于计算出的目标空气体积控制空气泵装置14，以将空气从变换器侧腔85A取出，进而将膜81A朝向目标测量位置移动。如本文中进一步描述的，计算出的目标空气体积代表至少基于压力变换器P1监测到的空气压力将膜81A移动到目标测量位置所需或必要的空气体积。随着将空气添加到变换器侧腔或随着从变换器侧腔取出空气，以迭代方式计算将膜81A移动到目标测量位置必要的目标空气体积(例如，由于如下事实，即由于各种因素通过变换器Pl监测到的变换器侧腔压力随着空气被添加而改变，各种因素例如是管顺应性)，直到基于计算出的目标空气体积与通过空气泵装置14添加到变换器侧腔的空气或通过空气泵装置14从变换器侧腔取出的空气的总量(例如，基于例如对于泵旋转的监测确定)之间的比较确定膜81被复位到目标测量位置。
[0086]在被选择的压力舱装置80A的膜81已经被复位(块208)之后，使得压力变换器Pl返回到在线。换句话说，如此进行的压力测量结果可以被再次利用以进行处理。之后，可以选择另一压力舱装置的膜(例如压力舱装置80B的膜81B)进行膜复位，且使得用于提供用于处理目的的压力测量结果的压力变换器P2离线。对于压力舱装置80A-80C的选择以及其膜81A-81C的复位可以以任何期望的顺序被执行。至少在一个实施例中，顺序执行压力舱装置80A-80C中每一个的膜的复位并且例如在提供治疗期间按照需要进行重复。例如，系统10可以包括多个阀88A-88C，每个阀对应于压力舱装置80A-80C中的一个。控制器20可以被配置为针对压力舱装置80A-80C中的每一个操作不同阀，以允许压力舱装置80A-80C中的每一个的膜在不同的时间段期间(例如，在提供治疗时)被单独地复位。
[0087]图8示出了在将一个或多个压力舱装置的膜复位时使用的示例性膜复位方法220的更详细的流程图。为了简单起见，仅参照压力舱装置80A的膜81A的复位来描述图8，因为其他膜可以以类似的方式被复位。此外，将参照图9，图9提供了膜复位处理的图形表示。图9例如示出了曲线254，曲线254代表未滤波和已滤波的测得的压力；曲线250代表计算出的目标空气体积；曲线256代表(例如，使用泵装置)添加的空气的总体积。进一步而言，虽然本文描述了可以通过首先使得压力舱装置中的膜到达顶部然后取出空气来使得膜移动到目标测量位置来实现膜复位处理，然而，为了简单起见，参照图8到图9进行的描述将仅参照通过首先使膜到达底部然后添加空气以将膜移动到目标测量位置来实现膜复位。
[0088]如图8到图9所示，在选择其膜81A待复位的压力舱装置80A之后开始膜复位处理220 (例如，使得压力变换器Pl离线并且在如本文参照图7所描述的那样在复位处理期间不用于处理监测)(块222)。此外，例如，参照图1，打开对应于压力舱装置80A的阀88A，同时关闭与其他压力舱装置88B-88C关联的阀88B-88C。控制空气泵装置14以将空气从压力舱装置80A的变换器侧腔85A取出，从而使得膜81A降到底部到达该压力舱装置的基体部(例如，基体部424)上(块224)。如图9所示，例如，取出空气直到达到通过压力变换器Pl和/或Ppump测得的使得膜81A降到底部所必须的负向压力255 (例如，-400mmHg)。
[0089]然后控制泵装置14以添加空气，从而将膜81A移动到目标测量位置(块226)。例如，至少在一个实施例中，通过图9中的曲线251上的点259来表示在膜8IA到达底部之后初始计算出的目标空气体积。该初始计算出的目标体积可以代表在膜的流体侧压力实际上等于膜的变换器侧压力(例如，通过压力变换器Pl和/或Ppump测得的)的情况下将膜从底部位置移动到中心或测量位置将需要添加的空气体积。然而，至少在一个实施例中，由于膜的变换器侧的压力一开始比当膜到达底部时膜的流体侧压力更负，因而，初始计算出的目标空气体积259将大于被传送的初始泵空气体积(其在最初为零)，这将导致产生对控制器20的命令以将空气添加到变换器侧腔85A。
[0090]在空气被添加以将膜81A移动到目标测量位置时，监测变换器侧腔85A处的空气压力(块230)并且计算将膜移动到目标测量位置所需的目标空气体积(块234)。如图9所示，随着测得的压力254增大，将膜81A移动到目标测量位置所需的计算出的目标空气体积变化(例如，也增大；非线性的)。如本文进一步描述的，可以针对大气条件对计算出的目标空气体积进行调节或校正(例如，块228)(例如，可以使用代表特定位置处的大气压力的用户输入值来调节，可以使用代表通过系统的大气压力传感器测得的大气压力的值来调卞坐坐
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[0091]此外，如本文所述，将膜移动到目标测量位置所需的计算出的目标空气体积(块234)除了可以基于压力测量结果(例如，来自Ρ1的压力测量结果)之外也可以基于一个或多个其他参数，例如包括在变换器侧腔85Α内限定的实际体积(例如，当膜81Α处于目标测量位置时)以及通过用来将空气泵装置14和压力变换器Ρ1耦接至变换器侧腔85Α的一个或多个连接元件13 (例如，包括容器、管、过滤器壳体、压力传感器、轴、阀、歧管、旋转耦接部等连接元件以及这些元件中一个或多个元件的顺应性)限定的实际体积。换句话说，在一个或多个实施例中，通过位于泵装置14和变换器侧腔85Α之间的路径中的连接元件13所贡献的限定体积、以及当膜81Α被认为处于目标测量位置时变换器侧腔85Α的限定的体积(例如，测得的或确定的体积)被使用来确定计算出的目标空气体积。
[0092]添加的总的空气体积也被确定(块232)。可以使用用于测量添加到泵装置14和压力舱装置80Α之间的路径中的空气体积的任意合适的处理。在图9中通过曲线256大致表示添加的空气的量。如图中所示，添加的空气的总体积256大致是线性函数，尽管可以以随时间相同或不同的任意速率来添加空气。在至少一个实施例中，使用泵装置(例如，蠕动泵)来提供空气和/或取出空气。这种泵装置可以在每次旋转时传送已知量的空气。这样，可以通过监测泵装置随时间的旋转来确定所添加的空气总量。可以针对大气条件调节或校正所添加的空气总量(块228)(例如，可以使用代表特定位置处的大气压力的用户输入值来调节，可以使用代表系统的大气压力传感器测得的大气压力的值来调节，等等)。此夕卜，例如，也可以使用在线流量传感器(例如，霍尼韦尔AMW40000系列传感器等)来确定添加到系统的空气总量。这种在线传感器当用来测量空气流量(通常是以SCCM—每分钟标准立方厘米为单位)时，可以简化计算，因为这种传感器可以将空气流量校正为标准大气压力和温度。
[0093]如图8所示，将计算出的目标空气体积(块234)与添加的总的空气体积(块232)比较以确定膜81Α是否复位到目标测量位置(块236)。例如，至少在一个实施例中，如果添加的总的空气体积等于计算出的目标空气体积(例如，在预定公差范围内)，则膜81Α已经被复位到目标测量位置(块238)，并且例如可以选择另一个压力舱装置来进行膜复位。然而，如果不是这种情况，则在控制器20的控制下继续通过空气泵装置14添加空气(块226)，并且如同线239大致表示的那样重复该处理。在一个或多个实施例中，(例如，在通过闭环系统生成的命令之下，在该闭环系统中泵命令与计算出的目标体积减去所添加的总体积成比例)如果添加的总的空气体积大于计算出的目标体积，则可以取出空气。例如，如果压力变换导致随后将衰减到环境中的短时间加热或冷却或者如果管路响应于压力变化而缓慢膨胀或收缩，则这种情况可能发生。
[0094]在图9中示出了这种迭代过程。例如，在计算曲线250示出的目标空气体积时使用随时间变化的曲线254示出的压力测量结果。交点258示出了当计算出的目标空气体积250被确定为等于所添加的总的空气体积256时的示例性时间。例如，在该时间点，可以表明膜81A被复位到目标测量位置。应当认识到，目标测量位置可以是一范围，使得例如当被确定为已经添加到系统(块232)的总的空气体积处于计算出的目标空气体积250的特定范围252(图9中大致示出)内时，则可以表明膜81A被复位。此外，例如，在一个或多个实施例中，可能期望在确定膜81A已经复位之前在多个样本内确定的添加的空气体积(块232)满足和/或超过计算出的目标空气体积250。换句话说，目标测量位置可以是指特定位置或者可以是指适用于提供用于处理监测的有效压力测量结果的合适的膜位置的目标测量范围。虽然图9中示出的曲线表明在时间263(例如，代表膜已经被确定为已经复位到目标测量位置并且复位处理完成的时间)之后继续计算目标体积，继续测量压力传感器读数，并且继续确定总的添加空气，然而通常而言并不是这种情况，提供时间263之后的这种曲线的延伸仅仅是为了示意性示出就好像在时间263处膜复位处理还没有被完成时的这种曲线的本质。
[0095]在一个或多个实施例中，使用例如通过压力变换器Pl和/或Ppump测得的压力，考虑空气泵装置14(例如，引入空气的位置)和当处于期望的目标测量位置时的膜81A之间的限定体积(例如，包括例如压力舱装置的体积的一半、或例如通过代表当膜处于它的期望目标位置时变换器侧腔中的空气体积的通过压力舱限定的总的体积的特定百分比、以及位于泵装置14和连接至系统壳体11上的容器的压力舱装置80A之间的所有其他连接元件的限定体积)，计算将膜81A复位到目标测量位置所需的目标空气体积。应当认识到，位于泵装置14和所连接的压力舱装置之间的一个或多个连接元件可能依赖于系统和/或系统的实施方式而不同。这样，虽然在本文描述了一种或多种各式各样的特定配置，然而对于任何特定配置来说用于确定目标空气体积时必要的计算都是类似的，不过也有可能与针对本文描述的具体配置不同。例如，特定配置可以包括或不包括位于泵装置和所连接的压力舱装置之间的各种连接元件的一个或多个，特定配置可能具有并不必然位于压力舱装置的准确中心的目标测量位置，用于泵装置14和所连接的压力装置之间的连接的各种管的顺应性可能不同，等等。
[0096]用于计算将膜81A移动到目标测量位置所需的目标空气体积的一组示例性等式可以包括如下等式:
[0097]应用如下定义:
[0098]Patmos =当前大气压力(mmHg)(例如,760mmHg,例如在设立期间提供的用户输入的压力，通过处理系统的大气压力传感器感测到的大气压力，等)；
[0099]ParpsX =感测到的ARPS压力(mmHg)(例如,通过Pl或Ppump感测到的压力，代表变换器侧腔中的压力)；
[0100]ParpsXa =绝对 ARPS 压力(mmHg) = ParpsX+Patmos ；
[0101]Ctube =管和/或一个或多个其他连接元件的顺应性(例如,通过测试确定、由用户输入或以任何其他方式提供)，例如，可以通过从负(_)400mmHg到正(+)400mmHg运行ARPS压力、使得压力舱装置被移除并且使得通常与压力舱装置接口的孔口闭塞(但是与该压力舱装置相关联的阀打开以允许空气从泵达到闭塞的孔口)、或者简单地使得与压力舱装置相关联的阀关闭以阻挡通过泵提供的空气到达舱(例如，在不同情况下VHalfPod体积不同)，可以确定管和任意其他连接元件(排除压力舱本身)的顺应性；为了增大压力(这经常是从到达底部的膜位置开始的情况)，表示顺应性的斜率可以被确定(例如，在一种情况和配置中，顺应性被确定为5.72微升空气@1个大气压/ (mmHg感测到的压力变化));此夕卜，可以通过维修技术人员按照维修日程重新校准该顺应性值，从而以类似于上文描述的方式确定并校准顺应性变化来确定顺应性；
[0102]PbotX =当舱装置的膜到达底部时感测到的ARPS压力(mmHg)(例如，通过P1或Ppump感测到的压力，可以大约是负400mmHg);以及
[0103]PbotXa =当舱装置的膜到达底部时的绝对ARPS压力(mmHg)(例如，通过P1或Ppump感测到的压力，可以是大约760mmHg减去400mmHg，等于大约360mmHg)。
[0104]考虑用于将泵装置14连接至压力舱装置的一个或多个连接元件的顺应性以及这些组件的限定体积(包括例如与将空气从空气泵装置14提供到压力舱装置80A的变换器侧腔85A的路径相关联的连接元件的限定体积(微升)，该连接元件例如是与压力变换器P1相关联的轴、与至配合容器的管路的连接相关联的旋转耦接器、一个或多个过滤器壳体、一个或多个管、一个或多个压力变换器(例如，P1、Ppump)，等)，在任何给定ARPS压力下，则:
[0105]VTubeX =考虑连接元件的顺应性，将连接元件从底部压力变为当前ARPS压力所需要添加的空气体积(在1个大气压下)，或者换句话说:
[0106]VTubeX = (ParpsXa-PbotXa)*Ctube ;
[0107]VHalfPod=使得膜处于中心处所需的舱体积(微升)(例如，将依赖于什么被选择为舱装置的中心或者目标测量位置；可以例如是1500微升)，以及当确定Ctube时空气路径被阻塞的点)；
[0108]VHalfPodX =提供期望的舱体积(当前ARPS压力)以使得膜位于中心所需的ARPS(1个大气压)空气(微升)；
[0109]VHalfPodX = VHalfPod*(ParpsX+Patmos)/Patmos
[0110]= VHalfPod*ParpsXa/Patmos ；
[0111]则，VTarget=使得连接元件从到达底部的压力达到当前ARPS压力所需的并且提供期望的舱体积(当前ARPS压力)从而使得膜处于中心的ARPS(1个大气压)目标空气体积，可以被重写为:
[0112]Vtarget = VTubeX+VHalfPodX.
[0113]可以至少以该示例性方式计算将膜移动到目标测量位置所需的计算出的目标空气体积(Vtarget)。然而，应当认识到，也可以使用基于在变换器侧中感测到的压力来计算目标体积的其他方式。例如，可以以不同的方式将空气泵装置14和压力舱装置的变换器侧腔之间的路径的不同部分的目标空气体积分开来进行计算。例如，不是将针对变换器侧腔计算出的目标空气体积和针对其他连接元件计算出的目标空气体积相加来提供将膜复位到目标测量位置所需的计算出的目标空气体积，而是可以将针对该路径的不同部分计算出的目标空气体积相加(例如，将来自包括压力变换器P1和压力舱装置的变换器侧腔的阀的计算出的目标空气体积与从空气泵到包括压力变换器Ppump的阀计算出的目标空气体积相加，将被分成多于两个部分的路径的计算出的目标空气体积相加，等等)。此外，还应当认识到，本文提出的用于计算目标空气体积的等式考虑了大气条件(例如，提升的大气压力)以及针对这种情况的调节。
[0114]例如参照图8到图9大致描述的基于目标体积的示例性膜复位算法操作的一个实施例可以提供使得每个压力舱的膜处于中心的自动序列，而无需依赖于例如在【背景技术】中描述的压力导数计算。该算法可以使用自动复位系统(ARPS)空气泵，首先从压力舱空气腔取出空气，并通过将空气腔压力拉到比该舱的任何期望操作压力更负的值来使得压力舱膜到达底部。然后，命令该ARPS泵向压力舱空气腔中添加空气，并且所形成的压力可以被监测以计算从到达底部位置开始待添加的总的空气体积，该总的空气体积将导致膜处于压力舱的中心(这可以称作“目标体积”)。通过APRS空气泵添加的实际空气体积可以通过监测ARPS空气泵的旋转来确定，ARPS空气泵在每次旋转时传送已知量的空气。当所传送的实际ARPS空气量与计算出的“目标体积”匹配时，则该膜处于中心，并且来自舱压力传感器的压力读数对应于膜的流体侧的流体压力。可以针对周围大气压力效应来校正空气体积计算。例如，大气压力可以来自设备本身的大气压力传感器或者可以是可以通过维修服务人员在特定位置设立设备时输入的固定值。电子控制阀可以控制将哪个(哪些)舱连接至ARPS泵空气输出线路，使得可以将复位技术顺次应用于每个压力舱。
[0115]由于该复位方法不依赖于计算出的压力导数，因而该方法对于压力传感器噪声以及蠕动泵压力峰值敏感度低。可选地，可以监测压力导数(如图9中的线267示意性示出的)作为对于通过基于目标体积的复位算法进行的正确膜复位的独立验证(例如，注意在图9中，当计算出的目标空气体积250与用于确认膜复位到目标测量位置的添加空气总量的曲线256相交时，压力导数在时域内归零)。
[0116]所描述的算法可以从到达底部的舱膜位置开始复位。然而，如本文所述，对于通常在正向压力下操作的压力舱而言，从到达顶部的膜位置开始然后取出空气直到达到目标体积在时间上而言可能更佳。本文描述的相同的目标体积技术可以应用于这种情况。
[0117]下文提供了一种从到达底部的膜位置开始的特定算法实施方式。该特定算法实施方式以1Hz (0.1秒时间间隔)采样压力读数并执行以下步骤。以下步骤是该算法的概述:
[0118]步骤1-设定或选择待复位的舱装置80A(例如，选择接入压力舱)；
[0119]步骤2 -运行ARPS泵14，以使压力与被复位的所选择的舱装置80A相等，同时对应于压力舱(80A-80C)的所有阀(88A-88C)都保持关闭(压力舱(80A-80C)到ARPS泵14没有空气连接)；
[0120]步骤3 -打开被选择的待复位的舱装置80A的舱阀88A以将ARPS泵14连接至舱变换器侧空气腔85A，并验证ARPS压力传感器(Ppump)和对应于被选择的压力舱80A的压力传感器Pl之间匹配在20mmHg以内。在以下复位步骤期间继续监测压力匹配直到将ARPS泵14连接到被选择的压力舱80A的阀88A关闭。如果压力不匹配达到大于20mmHg长达5秒钟或更长时间，则设定错误指示符并停止在该压力舱上的复位。
[0121]步骤4-运行APRS泵14以取出空气，直到压力比该舱的期望最小操作压力小至少50mmHg(例如，如果期望的最小操作压力是-400mmHg,则运行ARPS泵直到压力达到-450mmHg)。这将使得舱膜8IA到达底部。
[0122]步骤5 -运行ARPS泵14以开始将空气添加到舱变换器侧空气腔85A，并基于ARPS压力传感器读数(Pl或Ppump)以及合适的等式(参见本文参照图8到图9描述的等式)，在每次算法迭代时计算将膜81A移动到目标测量位置所需的目标体积。而且，在每个算法迭代步骤中，计算在膜到达底部之后通过ARPS泵添加的空气的体积(所添加的总体积)。对计算出的添加的ARPS空气体积使用低通滤波器(可以针对该实施方式应用3rad/s的角频率，值依赖于应用动态情况)。
[0123]步骤6 -继续运行ARPS泵14以将空气添加到舱变换器侧空气腔85A，直到滤波后的ARPS空气体积(所添加的总的空气体积)超过计算出的目标体积多达至少四个迭代样本。可替代地，例如，ARPS泵流量命令可以基于计算出的目标体积和通过ARPS泵添加的总的空气体积之间的差，因为步骤5开始将空气添加到舱变换器侧腔(例如，这可以被称为添加的空气体积的闭环控制)。如果在添加的总体积达到计算出的目标体积之前压力达到所允许的最大舱压力(例如，400mmHg)，则设定错误指示符并终止针对被选择的舱装置的复位。
[0124]步骤7-停止APRS泵14并等待短暂时间以允许压力和过滤器稳定(例如，3秒)。
[0125]步骤8 -运行ARPS泵14短暂时间(例如，1秒)，以从空气腔中取出空气来补偿感测到的压力和计算出的ARPS体积的过滤器延迟。可替代地，如果使用添加空气体积的闭环控制(参见步骤6)，则该步骤可能不是必须的。针对被选择的压力舱装置的膜复位完成。
[0126]步骤9 -关闭用于将ARPS泵14连接至被选择的舱80A的阀88A。
[0127]步骤10 -针对下一个压力舱80B (例如过滤器舱)重复步骤2-8。
[0128]步骤11 -关闭用于将ARPS泵14连接至下一个压力舱80B (例如，过滤器舱)的阀 88B。
[0129]步骤12 -针对又一个压力舱80C (例如，排出舱)重复步骤2-8。
[0130]步骤13-关闭用于将ARPS泵14连接至舱80C(例如，排出舱)的阀88C。
[0131]此外，例如，如果在压力舱装置的超时时间段(例如，180秒)期间没有完成膜复位，则该算法可以设定“错误复位”标志并终止。此外，例如，虽然所提出的特定算法实施方式使用10Hz压力采样，然而也可以以可替代的系统架构和压力动态特性要求的其他采样速率(例如，可以使用60Hz压力数据和目标数据更新)来实施该算法。
[0132]本文所引用的所有专利、专利文献和参考文献以其整体如同各自被单独并入的那样被并入本文。已经参照示意性实施例提供了本公开内容，本公开内容不应当从限制性的意义来理解。如前文所描述的，本领域技术人员将认识到，其他各种示意性应用可以使用本文描述的技术来利用本文描述的装置和方法的有益特征。在参考该说明书之后，将清楚示意性实施例的各种改型以及本公开内容的其他实施例。
【权利要求】
1.一种体外血液处理系统，包括: 压力测量装置，包括: 至少舱本体部和基体部；以及 膜，将至少部分通过所述舱本体部限定的流体侧腔与至少部分通过所述基体部限定的变换器侧腔分隔开，其中，所述流体侧腔与入口和出口流体连通，而且其中所述膜可从目标测量位置朝向所述舱本体部移位到所述流体侧腔中，并且所述膜可以从所述目标测量位置朝向所述基体部移位到所述变换器侧腔中； 空气泵装置，经由一个或多个连接装置耦接至所述变换器侧腔，以将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气； 至少一个压力变换器，可操作地耦接至所述变换器侧腔以感测其中的空气压力； 控制器，可操作地耦接至所述空气泵装置和所述至少一个压力变换器，以将所述膜复位到所述目标测量位置，其中，所述控制器被配置为: 控制所述空气泵装置，以通过从所述变换器侧腔取出空气来使得所述膜达到底部到所述基体部上，和/或通过将空气添加到所述变换器侧腔来使得所述膜达到顶部到所述舱本体部上； 监测通过所述至少一个变换器感测到的所述变换器侧腔中的空气压力； 至少基于监测到的空气压力，计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积；以及 在所述膜到达底部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气添加到所述变换器侧腔，从而使所述膜朝向目标测量位置移动，或者在所述膜到达顶部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气从所述变换器侧腔中取出，从而使所述膜朝向目标测量位置移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，在将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气时，所述控制器被配置为至少基于监测到的空气压力，以迭代方式计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积，直到所述控制器基于计算出的目标空气体积与通过所述空气泵装置添加或取出的空气总量之间的比较确定所述膜处于所述目标测量位置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器还被配置为，通过监测用于在每次旋转时传送或取出已知量的空气的空气泵装置的旋转，确定被添加或取出的空气总量。
4.根据权利要求2到3中任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置为，当添加至所述变换器侧腔的空气的量或从所述变换器侧腔取出的空气的量满足计算出的目标空气体积时，确定所述膜处于所述目标测量位置。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的系统，其中，针对大气条件调节所述目标空气体积的计算。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，使用用于代表特定位置处的大气压力的用户输入值来调节所述目标空气体积的计算。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，使用代表通过所述系统的大气压力传感器测得的大气压力的值来调节所述目标空气体积的计算。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置为，至少基于监测到的空气压力、通过所述变换器侧腔限定的将所述膜移动到目标测量位置所期望的实际体积、以及通过用于将所述空气泵装置耦接到所述压力测量装置的变换器侧腔的一个或多个连接元件限定的实际体积，来计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，用于将所述空气泵装置耦接至所述变换器侧腔的一个或多个连接元件包括一个或多个管，而且其中所述控制器被配置为，至少基于监测到的空气压力、通过所述变换器侧腔限定的将所述膜移动到目标测量位置所期望的实际体积、通过用于将所述空气泵装置耦接到所述变换器侧腔的一个或多个连接元件限定的实际体积、以及所述一个或多个管的顺应性，来计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的系统，其中，所述压力测量装置被设置为体外血液套件的一部分，所述体外血液套件包括可安装在系统壳体上的多个压力测量装置，所述系统壳体至少容纳所述控制器和对应于所述多个压力测量装置中每一个压力测量装置的至少一个压力变换器，而且其中所述系统包括多个阀，其中所述控制器被配置为针对安装在所述系统壳体上的多个压力测量装置中的每一个压力测量装置操作不同的阀，以允许使用所述空气泵装置在不同的时间段使得所述压力测量装置中每一个压力测量装置的膜单独地复位。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器被配置为，在将一压力测量装置的膜复位之前，使用来自对应于该压力测量装置的压力变换器的空气压力测量结果进行治疗压力监测，并且所述控制器被配置为，当所述膜被复位时，临时中止使用来自所对应的压力变换器的空气压力测量结果进行治疗压力监测。
12.一种用于体外血液处理系统的压力测量方法，所述方法包括: 提供压力测量装置，包括: 至少舱本体部和基体部；以及 膜，将至少部分通过所述舱本体部限定的流体侧腔与至少部分通过所述基体部限定的变换器侧腔分隔开，其中，所述流体侧腔与入口和出口流体连通，而且其中所述膜可从目标测量位置朝向所述舱本体部移位到所述流体侧腔中，并且所述膜可从所述目标测量位置朝向所述基体部移位到所述变换器侧腔中； 提供空气泵装置，所述空气泵装置经由一个或多个连接装置耦接至所述变换器侧腔，以将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气； 控制所述空气泵装置，以通过从所述变换器侧腔取出空气来使得所述膜到达底部到所述基体部上，或通过将空气添加到所述变换器侧腔来使得所述膜到达顶部到所述舱本体部上； 监测所述变换器侧腔中的空气压力； 在所述膜到达底部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气添加到所述变换器侧腔，从而使所述膜朝向目标测量位置移动，或者在所述膜到达顶部之后，基于计算出的目标空气体积控制所述空气泵装置以将空气从所述变换器侧腔中取出，从而使所述膜朝向所述目标测量位置移动，其中，计算出的目标空气体积代表至少基于监测到的空气压力将所述膜移动到所述目标测量位置所需的空气体积，而且其中，在将空气添加到所述变换器侧腔或从所述变换器侧腔中取出空气时，以迭代方式计算所述目标空气体积，直到基于计算出的目标空气体积与通过所述空气泵装置添加或取出的空气总量之间的比较确定所述膜复位到所述目标测量位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述膜复位到所述目标测量位置包括:当添加至所述变换器侧腔的空气的量或从所述变换器侧腔取出的空气的量满足计算出的目标空气体积时，确定所述膜复位到所述目标测量位置。
14.根据权利要求12到13中任一项所述的方法，其中，针对大气条件调节所述目标空气体积的计算。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，使用用于代表特定位置处的大气压力的用户输入值来调节所述目标空气体积的计算。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，使用代表通过所述系统的大气压力传感器测得的大气压力的值来调节所述目标空气体积的计算。
17.根据权利要求12到16中任一项所述的方法，其中，通过监测用于在每次旋转时传送已知量的空气的空气泵装置的旋转，确定添加到所述变换器侧腔的空气的量或从所述变换器侧腔取出的空气的量。
18.根据权利要求12到17中任一项所述的方法，其中，计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积包括:至少基于监测到的空气压力、通过所述变换器侧腔限定的将所述膜移动到所述目标测量位置所期望的实际体积、以及通过用于将所述空气泵装置耦接到所述压力测量装置的变换器侧腔的一个或多个连接元件限定的实际体积，来计算所述目标空气体积。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，用于将所述空气泵装置耦接至所述变换器侧腔的一个或多个连接元件包括一个或多个管，而且其中计算将所述膜移动到所述目标测量位置所需的目标空气体积包括:至少基于监测到的空气压力、通过所述变换器侧腔限定的将所述膜移动到目标测量位置所期望的实际体积、通过用于将所述空气泵装置耦接到所述变换器侧腔的一个或多个连接元件限定的实际体积、以及所述一个或多个管的顺应性，来计算所述目标空气体积。
20.根据权利要求12到19中任一项所述的方法，其中，所述压力测量装置被设置为体外血液套件的一部分，所述体外血液套件包括可安装在系统壳体上的多个压力测量装置，所述系统壳体至少容纳所述控制器和对应于所述多个压力测量装置中每一个压力测量装置以监测对应的压力测量装置的变换器侧腔内的压力的至少一个压力变换器，而且其中所述方法包括: 在将所述膜复位之前，使用来自对应于压力测量装置的压力变换器的空气压力测量结果进行治疗压力监测；以及 当所述膜被复位时，临时中止使用来自对应于压力测量装置的压力变换器的空气压力测量结果进行治疗压力监测。
【文档编号】G01L19/02GK104363936SQ201380028705
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】里克·斯多瓦, 约翰·奥马霍尼 申请人:甘布罗伦迪亚肾脏产品公司