透析機控制的製作方法

2023-06-10 10:43:56 2

專利名稱：透析機控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及透析機，尤其，但不排他地，涉及一種預備透析中使用的透析液的方法。
背景技術：
透析是一種代替腎功能排除多餘液體及廢物的療法，廢物諸如來自血液中的鉀和尿素。當腎功能惡化到尿毒綜合症對人體生理機能構成威脅的程度時(急性腎功能衰竭)， 或者當長時間的腎狀況損傷腎性能時(慢性腎功能衰竭)，使用此療法。有兩種主要的透析類型，即血液透析和腹膜透析。在腹膜透析療法中，透析液通過管進入腹腔。液體停留在腹腔中一段時間以便吸收廢物，隨後通過管排除掉。通常，在晚期發展到血液透析之前，長期腎狀況治療早期的病人通過腹膜透析治療。在血液透析中，病人的血液通過動脈供血管排出體外，通過透析機治療，然後通過靜脈回血管返回體內。透析機使血液通過滲析器，滲析器包含由半透膜形成的管子。半透膜的外部是透析液。半透膜將血液中的廢物和多餘液體過濾到透析液中。半透膜使廢物和控制的液體量滲入透析液，同時阻止較大更有用分子的損失，如血細胞、某些蛋白質和多肽。通過半透膜的透析功能主要由擴散(分子通過無規則運動從高濃度區域向低濃度區域移動)和對流(由於大量溶劑運動導致的溶質運動，通常作為對液靜壓差異的反應) 的結合實現。通過改變半透膜的透析液側面的液靜壓，從而引起游離水沿著壓力梯度通過半透膜移動，來實現液體移動(或者所周知的超濾)。通過使用重碳酸鹽緩衝器實現血液尿毒症性酸中毒的修正。重碳酸鹽緩衝器也修正血液的重碳酸鹽程度。透析溶液由礦物離子的滅菌液構成。這些離子包含在酸緩衝器內，其與水和先加入到滲析器中的重碳酸鹽基混合。使用的水被清潔達到適合作為基使用的足夠程度，用於將離子與血液跨膜轉移(在下文中稱為無菌水)，例如這可以通過已知方法實現，包括反滲析、熱處理、過濾或者這些方法的結合。透析液成分對成功的透析治療是關鍵的，因為通過半透膜透析交換的水平，從而恢復足夠身體電解濃度和酸鹼平衡的可能性，取決於此成分。合適的成分主要通過規劃透析液獲得，透析液的成分濃度設置在近似身體正常值。然而，獲得合適的透析液成分需要對低量液體的精確控制，目前這通過預備複雜液體路徑獲得，包括裝設在透析機上的多個泵和閥門部件。這顯示了透析機複雜、昂貴的缺點，透析機由於其複雜性面臨著增加的失敗風險。 增加的維修費也是一個問題，因為為了更有效地治療病人，儘量減少機器停機時間是必要的。已知血液透析機的另一個問題是在治療開始前，血液和透析液線路需要小心安裝到透析機上。這顯示出線路不被正確安裝的風險，這個風險特別與那些在家透析的病人有關。這種透析方法也顯示了病人之間相互傳染增加的風險，因為可任意使用的血液和透析液線路與透析機發生接觸。通過公開在W02006/120415中的系統，在一定程度上緩解了與常規透析設備有關的問題，W02006/120415公開了一種基於盒體的系統用於指導血液透析，然而這篇申請提出的用於混合透析液的方法和系統是複雜並且昂貴的，牽涉有多個儲存器的大的盒體，每一個儲存器有級位控制，因此需要複雜的泵和控制系統。這種複雜性和這種空間需要在例如適用於家庭透析的那些可攜式透析機中是不受歡迎的。

發明內容
本發明的目的是提供一種至少減輕一些上述問題的血液透析系統。根據本發明，提供一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水或者水混合物導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及腔上用於供應平衡泵的出口，該方法進一步包括步驟提供泵裝置，用於在第一壓力下將預定量的透析液基分發到腔內，在第二壓力下驅使膜抽取一定量的水或者水混合物到混合泵腔，其中第一壓力的大小高於第二壓力的大小，以便確保透析液基完全分發到混合泵腔內。根據本發明的另一方面，提供一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水或者水混合物導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及與平衡泵腔液體相通的腔的出口，提供泵裝置，用於通過第二入口將透析液基分發到腔內，提供第一入口、第二入口和泵出口，它們帶有各自的閥門以控制經過其的流量，該方法進一步包括步驟打開第二入口閥，操作泵裝置分發預定量的透析液基到腔內，在出口閥被打開之前關閉第二入口閥。根據本發明的又一方面，提供一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水或者水混合物導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及與平衡泵腔液體相通的腔的出口，該方法進一步包括步驟提供泵裝置，用於分發預定量的透析液基到混合泵腔內，其中混合泵腔的容量大於流量平衡泵腔的容量。本發明的每一個方面陳述了在酸與重碳酸鹽混合泵之間不需要提供儲存器或者其它形式的流體緩衝器的優點。進入混合泵的預定量的酸和重碳酸鹽基溶液的供應提供了一個自我調節系統，以確保在很短的啟動循環後透析液的構成保持恆定。每一方面提供了一種確保在不需要倒掉過量透析液或者關閉系統的環路控制時，平衡泵永遠不缺透析液的方法。


現在僅僅通過例子並參照附圖描述本發明，其中圖1是透析機的等比例視圖；圖2是圖1透析機的液體管理部分的等比例視圖；圖3是圖1盒體的等比例視圖；圖4是圖3的盒體的重碳酸鹽混合泵的示意圖；圖5是圖3的盒體的酸混合泵的示意圖；圖6是圖3的盒體的酸混合泵、重碳酸鹽混合泵及流量平衡泵及透析器的示意圖；圖7示出了水入口閥的打開時間圖；圖8示出了混合透析液中酸和藥籤的比例濃度圖。
具體實施例方式在圖1中，示出了透析機1具有蓋子2，蓋子打開展現了存儲間3。透析機有一容納透析盒體10的發動機部分4，盒體限定了執行透析治療所需的所有液體路徑。現在參考圖2，進一步細節示出的發動機部分4包括第一和第二壓盤5、6，其靠近盒體10插入透析機內以保持使用中盒體在原位。發動機4有設置在第二壓盤6上控制盒體10操作的氣動致動器7和傳感器(圖2中標示為8)，不久其將被進一步細節描述。參考圖3，更詳細示出了與第二壓盤6嚙合的盒體的側面。盒體的目的是為了準確混合透析液的各成分，即水(在倒入盒體之前通過反滲析清洗)、重碳酸鹽基溶液和酸基溶液。因此，盒體10有一模壓的主體11，其限定了一系列液體流動通道和被柔性膜覆蓋的腔，柔性膜覆蓋在盒體上，並在第二壓盤6上通過氣動致動器驅使，不久其將被進一步細節描述。盒體有重碳酸鹽混合泵12、酸混合泵14及各自地第一和第二流量平衡泵16、18。盒體進一步包括酸注射泵口 20、重碳酸鹽注射泵口 22和水入口 M。與酸注射泵口 20相聯的是酸注射泵入口閥沈和酸注射泵出口閥觀。類似地，與重碳酸鹽注射泵口 22相聯的是重碳酸鹽注射泵入口閥30和重碳酸鹽注射泵出口閥32。酸注射泵口 20和重碳酸鹽注射泵口 22被提供用於容納由透析機1上注射器驅動器(也未清楚示出)控制的注射器活塞(未清楚示出)，為了分發預定量的重碳酸鹽基溶液和酸基溶液到重碳酸鹽混合泵12和酸混合泵14，分別地，不久其將被進一步細節描述。 重碳酸鹽混合泵12設有水入口閥34和重碳酸鹽混合物輸出閥36。與酸混合泵14相聯的是用於導入重碳酸鹽混合物的混合泵入口閥38以及透析液出口閥40。因此，使用中，反滲析水在倒入盒體之前通過反滲析入口閥M清洗。預定量的重碳酸鹽基溶液通過重碳酸鹽輸液泵41 (圖3中未清楚地示出)分發到泵12。通過發動機4 向膜的外表面施加負壓，水被抽進重碳酸鹽混合泵12。通過膜抽吸液體的動作，水和重碳酸鹽基溶液完全混合在泵12裡。這通過發動機4對膜施加正壓實現。在這種方式下混合溶液通過重碳酸鹽混合物輸出閥36再經由入口閥38抽進酸泵14中。預定量的酸基溶液被酸基溶液泵43(圖3中未清楚地示出)抽進酸泵14中，在酸泵14中通過驅使膜經由泵腔輸出口 40抽出酸泵14裡透析液的行為，酸基溶液與重碳酸鹽-水混合物完全混合。為了被第一流量平衡泵16抽取，從泵腔出口 40透析液通過通道42。在返回第二流量平衡泵 18被抽掉排出(未清楚地示出)之前，從第一流量平衡泵16，透析液通過滲析器(圖3中未清楚地示出)。每個閥都是公知的設計，在閥區域發動機4對膜正壓的施加關閉閥，正壓的解除打開閥。現在參照圖4進一步討論在重碳酸鹽泵12中重碳酸鹽基溶液與反滲析水混合的細節控制。圖4示出了重碳酸鹽泵12的設計圖，水入口閥34、重碳酸鹽入口閥30和出口閥 32以及重碳酸鹽混合物輸出閥36。重碳酸鹽基溶液注射泵示意為41。通過位於重碳酸鹽基注射口 22內的可驅使的注射器提供注射泵41。使用中，打開重碳酸鹽基溶液入口閥30使注射泵41從透析機1的供給物中抽取預定量的重碳酸鹽基到重碳酸鹽基注射口 22。然後入口閥30關閉，打開出口閥32使重碳酸鹽基注射口 22內的注射器發送預定量的重碳酸鹽基溶液到混合泵12。重碳酸鹽基溶液的用量由病人的臨床需要決定，對透析治療的有效性至關重要。與此同時，或者之後不久，注射器重碳酸鹽基溶液出口閥32被打開，反滲析水入口閥34也被打開。為了通過水入口閥34抽取水進入混合泵12，在膜11的外表面施加負壓。一旦膜被驅使到其全行程，水入口閥34被關閉，重碳酸鹽混合物輸出閥36被打開使膜驅使抽出泵12中的混合物。 如果在重碳酸鹽基被重碳酸鹽基溶液注射泵41驅入泵12裡的同時，水入口閥30被打開， 那麼注射泵必須在比混合泵12高的壓力下工作以保證整個預定量的重碳酸鹽基被分發。圖5示出了酸泵腔14的設計圖，入口閥38、酸注射泵入口閥26、酸注射泵出口閥 28和透析液混合物出口閥40。酸基溶液注射泵示意為43。通過位於酸基注射口 20內的可驅使的注射器提供注射泵43。使用中，打開酸基溶液入口閥沈使注射泵43從透析機1的供給物中抽取預定量的酸基到酸基注射口 20。然後入口閥沈關閉，打開出口閥觀使酸基注射口 20內的注射器發送預定量的酸基溶液到混合泵14。和重碳酸鹽基溶液一樣，酸基溶液的用量由病人的臨床需要決定，對透析治療的有效性至關重要。與此同時，或者之後不久，出口閥觀被打開， 酸混合泵入口閥38也被打開。為了通過入口閥38抽取重碳酸鹽-水混合物進入混合泵 14，在膜11的外表面施加負壓。一旦膜被驅使到其全行程，入口閥38被關閉，透析液混合物出口閥40被打開使膜驅使抽出泵14中的混合物。如果入口閥38被打開，同時酸基被酸基溶液注射泵43驅入泵12裡，那麼注射泵必須在比混合泵12高的壓力下工作以保證整個預定量的酸基被分發。現在參照圖6，重碳酸鹽泵和相聯的閥如圖4所示，酸泵14和相聯的閥如圖5所示，它們與第一和第二流量平衡泵16、18共同示意在圖6中。圖6也示意了容納透析液與待滲析血液之間的跨膜接口的滲析器。第一流量平衡泵入口和出口閥46、48示出在第一流量平衡泵16的兩側，類似地，第二流量平衡泵入口和出口閥50、52示出在第二流量平衡泵 18的兩側，以便在公知方式下控制穿過滲析器的透析液流量。使用中，充分混合的透析液溶液離開酸透析液混合物出口閥40，通過第一流量平衡泵入口閥46，被第一流量平衡泵16經由第一流量平衡泵出口閥48抽到透析器44。使用後的透析液離開透析器，在被第二流量平衡泵18經由第二流量平衡泵出口閥52抽掉排出前，通過第二流量平衡泵入口閥50。現在轉到圖7，圖表顯示了兩幅圖，下面的圖描繪了對重碳酸鹽和酸泵腔12、14各自的入口閥34、38的打開時間T2，上面的圖顯示了重碳酸鹽和酸混合泵12、14各自的透析液基溶液入口閥32、38的打開時間。如圖表所示，酸和重碳酸鹽基溶液閥32、38的打開時間小於入口閥34、38的打開時間。這保證了在泵腔達到滿容量之前，預定量的酸或重碳酸鹽基溶液進入各自的混合泵。實現此要麼通過依次操作入口閥，要麼通過在比混合泵12、14 高的壓力下操作基溶液注射泵42、43，要麼是兩種方法的結合來獲得。這反過來又保證了在單個的治療期間，實現了酸和重碳酸鹽基溶液與第一流量平衡泵16的總容量之間的合適容積比。每個重碳酸鹽泵腔12和酸泵腔14的容量大於第一流量平衡腔16的容量。因為通過透析器的透析液總量由流量平衡腔16的容量決定，所以由此可知，引入重碳酸鹽泵腔 12和酸泵腔14裡的酸和重碳酸鹽基溶液的預定量設為流量平衡腔16的容量。然而，因為重碳酸鹽泵腔12和酸泵腔14大於流量平衡腔，所以在泵的第一衝程重碳酸鹽泵腔12裡重碳酸鹽溶液的濃度將以重碳酸鹽泵腔12和流量平衡泵腔16的相關大小的負數減少。例如，如果流量平衡泵腔16比重碳酸鹽泵腔12和酸泵腔14小10%，那麼在重碳酸鹽混合泵的第一衝程，重碳酸鹽泵腔12裡溶液的濃度將是所需濃度的(100-10) =90%。 在第二衝程，10%的量將是濃度的90%，剩餘的90%將是100%，因此整個混合物將是所需濃度的99%。在第三衝程，10%的量將是濃度的99%，剩餘的90%將是100%，因此整個混合物將是99.9%。從而濃度向所需準備值的100%趨近，而不需要儲存器或者主動控制。如果溶液的濃度在治療中間改變，同樣的收斂點會出現。圖8中顯示了這一原理，圖8示出了在8至10泵周期內酸濃度50和重碳酸鹽濃度52的穩定。這樣，在時間上短暫調節後，本發明精確地將混合的透析液傳送給流量平衡泵，不需要液體緩衝器或者酸和重碳酸鹽的分發量的閉環控制。應該注意，用於管理酸和重碳酸鹽基溶液的泵裝置被描述為注射泵，它們同樣可以是與混合泵類似運作模式的隔膜泵，屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水或者水混合物導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及腔的出口，該方法進一步包括步驟提供泵裝置，用於在第一壓力下將預定量的透析液基分發到腔內，在第二壓力下驅使膜抽取一定量的水或者水混合物到混合泵腔，其中第一壓力的大小高於第二壓力的大小，以便確保透析液基完全分發到腔內。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在泵抽取一定量的水或者水混合物到腔內的操作完成之前，預定量的透析液基被分發到腔內。
3.根據權利要求2所述的方法，其中在預定量的透析液基被分發到腔內之後，水量被抽取到腔內。
4.根據任一前述權利要求所述的方法，包括步驟提供帶有閥門以控制經過其流量的第一入口、水第二入口和出口。
5.根據任一前述權利要求所述的方法，其中用於分發透析液基的泵裝置是正排量泵或者隔膜泵。
6.一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水或者水混合物導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及腔的出口，提供泵裝置，用於通過第二入口分發透析液基到腔內，提供帶有各自的閥門以控制經過其的流量的水出口、基入口和泵出口，該方法進一步包括步驟打開第二入口閥，操作泵裝置分發預定量的透析液基到腔內，在出口閥被打開之前關閉第二入口閥。
7.根據權利要求6所述的方法，包括步驟在出口閥關閉之前，操作混合泵抽取一定量的水或者水混合物到泵腔。
8.根據權利要求7所述的方法，其中在完成分發透析液基溶液步驟之後，開始抽取一定量的水或者水混合物的步驟。
9.根據權利要求1或6所述的方法，包括提供第二混合泵的步驟，其中第一混合泵的透析液基溶液是重碳酸鹽濃縮液，第二混合泵的透析基溶液是酸濃縮液，其中第一混合泵的出口運送水/重碳酸鹽混合物到第二混合泵的第一入口，該方法包括依次操作第一和第二混合泵從第二泵的出口發送透析液的步驟。
10.一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水或者水混合物導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及與平衡泵腔液體相通的腔的出口，該方法進一步包括步驟提供泵裝置，用於分發預定量的透析液基到混合泵腔內，其中混合泵腔的容量大於流量平衡泵腔的容量。
11.根據權利要求10所述的方法，其中該方法進一步包括根據臨床需要的透析液濃度以及流量平衡腔的容量確定預定量透析液的步驟。
全文摘要
一種預備用於血液透析的透析液的方法，該方法包括步驟提供混合泵，包含被可驅使的膜覆蓋的泵腔，泵腔具有用於將水導入到腔內的第一入口，用於將透析液基溶液導入到腔內的第二入口，以及腔的出口，該方法進一步包括步驟提供泵裝置，用於在第一壓力下將預定量的透析液基分發到腔內，在第二壓力下驅使膜抽取一定量的水或者水混合物到混合泵腔，其中第一壓力的大小高於第二壓力的大小，以便確保透析液基完全分發到腔內。
文檔編號A61M1/16GK102481399SQ201080035471
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月15日 優先權日2009年6月15日
發明者詹姆士·科茨 申請人:全達流體溶液有限公司