CN107252505A - 用于多功能体积流体控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于控制受试者与受控相容流路之间的流体运动和流体体积的系统和方法。所述受控相容流路具有选择性地对进出所述受控相容流路的流体进行计量的至少一泵。体外流路与受控相容流路穿过半透膜流体连通，其中所述体外流路具有第一终端和第二终端。

Description

用于多功能体积流体控制的系统和方法

相关申请

本案为国际申请号为“PCT/US2014/014350”，国家申请号为“201480007130.6”，国际申请日为2014年2月1日且名称为“用于多功能体积流体控制的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。

交叉参考

本申请要求2013年2月1日提交的第13/757,709号美国专利申请的优先权，该专利申请中的全部内容都以引用的方式纳入到本申请中。

发明领域

本公开内容涉及用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动和流体体积的系统和方法。所述系统和方法可以用在医疗装置中，用于为终末期肾病(ESRD)等病理状态的治疗提供血液透析、血液透析滤过和血液滤过中的任何一种疗法。所述系统和方法可以配置有一套具有透析器、控制部件、透析液再生盒和流体贮箱并能够在没有大容量净化水供排水公用工程和基础设施的情况下运行的模块化系统。采用本发明时，不需要为了预充、输液推注或血液反洗而单独提供包装好的或配制好的无菌盐水。所述系统和方法被配置成在具有适当的重量和设计、可由一个人(包括由患者)自由移动的医疗装置和系统中使用。所述系统和方法操作和维护简单直观。此外，所述系统和方法体积足够小，从而在存储和运输过程中所需的空间很小。

背景技术

慢性肾病(CKD)可能是肾功能突然或逐渐丧失。随着病情不断加重，患有严重肾衰竭的患者会产生许多症状，如果不进行治疗，则最终会导致死亡。CKD最严重的阶段是终末期肾病(ESRD)。ESRD，也称为肾衰竭，是一个人的肾脏无法充分清除毒素、废物和多余液体并保持适当的电解质水平的身体状况。

当前的CKD治疗方法试图管理并存病，若可能，还减缓疾病的进展。然而，随着疾病的进展，肾功能降低并最终采用肾脏替代疗法来弥补损失的肾功能。肾脏替代疗法通常需要移植一个新肾脏或进行透析。肾透析是在严重肾衰竭的情况下为了辅助或代替部分肾功能而进行的一项医疗程序。血液透析、血液滤过、血液透析滤过和腹膜透析都是针对丧失大部分或全部肾功能的患者的肾脏替代疗法。透析可以清除自然肾脏将要清除的许多毒素和废物。此外，这些疗法用来平衡电解质或血盐水平并清除累积在肾衰竭患者体内的多余液体。

可以进行血液透析治疗将不再能够被肾脏有效清除的废物(例如尿素、肌酐和磷酸盐)从血液中清除。虽然受CKD折磨的患者人口逐年增长，但是该病却无法治愈。累积在肾衰竭患者体内的多余液体通常通过透析程序的超滤作用来清除。

在发达国家，血液透析程序通常每周进行三次，每次3～5小时。在某些地区，血液透析不太常用，而且进行的频率也更低。透析通过将废物溶质、多余电解质和多余液体从患者血液中清除来模仿肾功能。

在透析过程中，含有高浓度废物溶质的患者血液被暴露给与溶质不足的透析溶液(透析液)接触的半透膜。通过跨膜弥散来清除溶质并实现电解质平衡。通过半透膜在压力作用下对流运输来清除液体，通常称为超滤。血液净化后，将其输回患者体内。尽管对清除血液中的废物有效，但是透析治疗是间歇实施的，因此不能模仿自然肾脏的连续功能。此外，存在诸多与透析相关的不便，例如必须去透析中心而且每周必须进行多次耗费时间的治疗。

尽管血液透析清除了多余液体，但血液透析时间表的透析间隔期间使患者的废物清除、杂质清除、液体清除和电解质平衡情况发生变化。

这些变化使患者产生并发症并导致高发病率和死亡率。自20世纪90年代中期以来，若干医生提出了通过增加透析频率和治疗时间来设法消除与每周三次的血液透析时间表有关的问题的治疗方法。最近的两项随机受控临床研究表明，更频繁的透析疗法具有统计上的显著效益。Culleton等人(Culleton BF等人在2007年《美国医学协会杂志》第297卷11期中发表的文章“频繁夜间血液透析与常规血液透析对左心室质量和生活质量的对比”)称，与常规血液透析(每周三次)相比，每天夜间进行血液透析改善了左心室质量(死亡率的代表)，减少了血压药物的需求，并改善了一些矿质代谢措施。FHN试验(FHN试验小组在2010年《新英格兰医学期刊》中发表的文章“每周六次与每周三次的透析中心血液透析的对比”)是频率增加到每周5.2次的血液透析治疗与传统的每周三次疗法的对比：“与常规血液透析相比，频繁的血液透析在死亡率或左心室质量变化以及死亡率或身体健康综合得分方面的综合结果是有利的。”根据该数据，如果不连续进行透析，则允许肾病患者每周进行5～7次透析将是可取的。

虽然有Culleton和FHN研究的临床结果，但是目前很少有患者进行较高频率的透析治疗。由于更频繁治疗的负担和成本问题，更频繁的血液透析只对一小部分患者使用。甚至每周三次的疗法也是ESRD患者的巨大负担，而且由于缺乏已知的设备并会产生额外治疗的费用，所以增加治疗频率往往会很困难。大部分透析是在透析中心进行的；因此，需要利用一种简单、可穿戴/便携、安全并可供患者在家里使用的技术来切实实现更频繁的血液透析。

典型的家用透析设备采用20升以上、最多120升或更多的透析液，该透析液必须由专用水净化系统产生。大量净化水这一典型要求造成了一道障碍，因为固定、昂贵且往往在建筑上不相容的水净化供排水系统必须与管道连接。

世界上发展中地区存在另一道与水有关的治疗障碍，因为在ESRD患者可以达到的距离内可能不存在产生大量净化水的基础设施。因此，不需要大量净化水的透析治疗系统将能够增加拯救生命的血透析治疗对此类地区ESRD患者的可用性。在此类地区，利用仅仅几升饮用水或瓶装饮用水就可以提供透析治疗的系统具有特殊的价值。在发展中地区乃至遭受自然灾害的发达地区，用于提供拯救生命的血透析治疗的模式可以是能够移动到需要该治疗的位置并提供所需治疗的移动透析装置。体积小、轻便、不需要大量净化水且设备运行不需要较高的熟练技术人员与患者比例的设备是这种治疗交付模式的选择。

透析需要大量透析液在一定程度上可归因于在透析液中，从透析患者血液中清除的废物的弥散和电解质的平衡需要大量的溶液。废透析液的再生是单向的，以便通过消除储备大量新鲜透析液的需要来减小透析系统的总体积。然而，现有的废透析液再生技术遇到了各种限制。例如，透析液再循环系统(“REDY系统”)可能会受到背离生理标准的pH值和钠浓度变化的限制。此外，REDY系统的能力有限或没有能力清除硫酸盐，而且可能无法由接受治疗的个人轻易携带。

透析液再循环技术的研发产生了采用活性碳、脲酶、锆基、铝基和镁基材料等各种吸附剂介质的系统。然而，与废透析液吸附剂再生有关的问题之一是作为吸附过程的副产品而被释放出来的钠离子累积，因此需要高度控制钠浓度，而这项控制技术尚待目前可用的可穿戴或便携式透析系统实现。

有些系统已尝试通过允许外接自来水水源来解决体积和重量问题。然而，将自来水接入透析系统需要额外的净化措施，从而增加了系统的复杂性和尺寸。因此，此类系统可能对移动或便携式用途没有帮助。

基于吸附剂的透析液再生系统可参考Marantz等人的第3,669,878号美国专利，该专利描述了利用脲酶、碳酸铵和磷酸锆等吸附剂将尿素和铵离子从废透析液中清除；Marantz等人的第3,669,880号美国专利，该专利描述了通过磷酸锆、活性碳和水合氧化锆液柱来引入受控量的透析液；Marantz等人的第3,850,835号美国专利，该专利描述了水合氧化锆离子交换介质的产生；以及Marantz等人的第3,989,622号美国专利，该专利描述了在氧化铝和硅酸镁介质上吸附脲酶以便将液体尿素转化成碳酸铵。

Ash的第4,581,141号美国专利描述了利用钙基阳离子交换剂、脲酶和脂族羧酸树脂将尿毒症物质从透析液中清除。Alberti等人的第4,826,663号美国专利描述了一种制备磷酸锆离子交换剂的方法。Wong的第6,627,164号美国专利描述了在肾透折过程中产生用于离子交换的碳酸锆钠，且Wong的第7,566,432号美国专利描述了在再生性透析过程中产生用于离子交换的磷酸锆粒子。Wong的第6,818,196号美国专利、Wong的第7,736,507号美国专利、Wong的第2002/0112609号美国专利申请公开、Wong的第2010/0078387号美国专利申请公开和Wong的第2010/00784330号美国专利申请公开描述了使用碳酸锆钠的透析液净化盒。

Thompson的第6,878,283号美国专利、Rosenbaum等人的第7,776,210号美国专利、Rosenbaum等人的第2010/0326911号美国专利申请公开，Merchant的第2010/0078381号美国专利申请公开、Updyke等人的第2009/0127193号美国专利申请公开和Updyke等人的第2011/0017665号美国专利申请公开描述了具有锆化合物、脲酶和氧化铝等多种类型过滤介质的透析系统过滤盒。WO 2009/157877 A1描述了一种脲酶固定在基质上的脲酶材料，该材料与阳离子交换材料或磷酸锆材料混合，以便改善阻塞减少情况的可操作性并改善脲酶产生的铵离子的吸附情况。

再生透析液中杂质的管理可参考Thompson的第4,460,555号美国专利和Polak等人的第4,650,587号美国专利，这两项专利描述了用于将氨从水溶液中清除的磷酸镁介质；Gura等人的第2009/0282980号美国专利申请公开；Leifer等人在《大气与海洋技术杂志》第17卷第1392-1402页发表的文章“关于大清洁气泡上升速度的温度变化的研究”；Talaia在世界科学、工程和技术研究院杂志中第28卷第264-68页发表的文章“液柱中气泡上升的终端速度”；264-68；Beck的第12/937,928号美国专利申请；Goddard等人的第5,468,388号美国专利；Kirsch的第12/182,489号美国专利申请；Gura等人的第12/355,128号美国专利申请；Johnson的第4,371,385号美国专利；Boucher等人的第4,381,999号美国专利；Wallenborg等人的第12/516,786号美国专利申请；Lindsay等人的第4,828,693号美国专利；Kenley等人的第5,762,782号美国专利；Wang等人的第7,981,082号美国专利；以及Palmer的第13/100,847号美国专利申请。

那些无法到达或宁愿不去透析中心的ESRD患者需要能够使这些任务简化和自动化的系统和/或方法。还需要将血透析治疗扩展到个人或居住在发展中地区、家中可供透析设备使用的空间有限的人，包括居住在由多名患者共享的房间的ESRD患者。

尤其需要提供一个能够利用饮用水或其他类型的水产生适用于透析的超纯溶液而不需要无菌盐水来完成这些功能的系统。

发明内容

本发明描述了一种用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统。在任一实施例中，所述系统可以具有受控相容流路，该受控相容流路具有选择性地对进出该流路的流体进行计量的泵；以及与受控相容流路流体连通的、穿过半透膜的体外流路。在任一实施例中，体外流路可以具有第一终端和第二终端。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有第一终端和第二终端，两个终端可以连接在一起形成接合点。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以在体外回路的动脉回血管和静脉回血管终端之间具有接合点。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有体外流路，所述体外流路具有用于通过体外流路使血液循环的血泵；以及第一阀门和/或第二阀门，该阀门选择性地允许液流通过与体外流路上的透析器或滤血器流体连通的第一导管和第二导管。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有利用与控制贮箱流体连通的控制泵选择性地对进出受控相容流路的流体进行计量的泵；

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有与第一阀门和/或第二阀门协调工作以便控制流体运动的控制泵。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有至少一个与第一和和/或第二阀门协调工作以便控制流体运动的血泵。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有位于体外流路上的、与第一阀门和/或第二阀门协调工作以便控制流体运动的控制泵和血泵。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有体外流路，所述体外流路具有连接至接合点的疏水孔和预充溢流贮箱。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有至少夹管阀式的第一阀门或第二阀门之一。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有位于受控相容流路上的吸附剂盒。在任一实施例中，流体可以在穿过半透膜之前通过吸附剂盒。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有位于受控相容流路上的微生物过滤器。在任一实施例中，流体可以在穿过半透膜之前通过微生物过滤器。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有位于受控相容流路上的微生物过滤器。在任一实施例中，流体可以在进入体外流路之前通过微生物过滤器。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有至少一个气泡检测器，以便在第一导管和第二导管中的任何一个或二者处检测体外流路中的空气。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有受控相容流路，所述受控相容流路具有至少一用于电导率测定的传感器，以便验证钠含量在预定界限内。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有受控相容流路，所述受控相容流路具有至少一用于调整受控相容流路中溶质浓度的溶质源。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有至少一用于调整受控相容流路中溶质浓度的溶质源。在任一实施例中，氯化钠源可以增加通过受控相容流路的流体的氯化钠浓度，且缓冲液源可以增加通过受控相容流路的流体的缓冲液浓度。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以具有至少一用于调整受控相容流路中溶质浓度的溶质源。在任一实施例中，氯化钠盒可以增加通过氯化钠盒的流体的氯化钠浓度，且缓冲液源盒可以增加通过缓冲液源盒的流体的缓冲液浓度。

本发明还描述了一个供血液透析、血液透析滤过或血液滤过系统使用的贮箱。在任一实施例中，所述贮箱可以具有与受控相容流路流体连通的控制泵；以及与控制泵流体连通的公共贮箱。在任一实施例中，所述公共贮箱可以含有以下液体之一或其组合：透析液、滤液、一定量生理相容的预充溶液、用于将液体推注给接受治疗的受试者的一定量生理相容的溶液、用于为血液从体外流路返回接受治疗的受试者提供溶液的一定量生理相容的溶液、在血液从受试者流向体外流路时从体外流路返回到公共贮箱的一定量溶液。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有由血液透析或血液透析滤过系统利用接入受控相容流路导管的水产生的透析液、吸附剂盒、接入受控相容流路导管的钠源以及除了接入受控相容流路导管的钠源之外的可选溶质。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有由所述系统利用接入受控相容流路导管的水产生的一定量生理相容的预充液、吸附剂盒、接入受控相容流路导管的钠源以及除了接入受控相容流路导管的钠源之外的可选溶质。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有由所述系统利用接入受控相容流路导管的水产生的用于将液体推注给接受治疗的受试者的一定量生理相容的溶液、吸附剂盒、接入受控相容流路导管的钠源以及除了接入受控相容流路导管的钠源之外的可选溶质。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有由所述系统利用接入受控相容流路导管的水产生的用于为血液从体外流路返回接受治疗的受试者提供液体的一定量生理相容的溶液、吸附剂盒、接入受控相容流路导管的钠源以及除了接入受控相容流路导管的钠源之外的可选溶质。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有贮箱中包含的源于废透析液的一部分液体、来自受试者血液的滤液或从体外流路返回到受控相容流路的预充液。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有用于预充体外流路的、从公共贮箱输向与体外流路流体连通的受控相容流路导管的、生理相容的预充液。在任一实施例中，预充液可以通过吸附剂盒和至少一个微生物过滤器或透析器膜片。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有在血液从受试者流向体外流路时从体外流路返回到公共贮箱的一定量液体。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有用于为血液从体外流路返回接受治疗的受试者提供溶液的一定量生理相容的溶液，该溶液通过一个吸附剂盒并由接入受控相容流路导管的阳离子源选择性地注入，以便产生透析液或置换液。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有用于将液体推注给接受治疗的受试者的一定量生理相容的溶液，所述溶液在返回体外流路之前通过吸附剂盒和至少一个微生物过滤器或透析器膜片。

在任一实施例中，所述贮箱可以含有一定量生理相容的预充溶液、用于将液体推注给接受治疗的受试者的一定量生理相容的溶液、用于为血液从体外流路返回接受治疗的受试者提供溶液的一定量生理相容的溶液、在血液从受试者流向体外流路时从体外流路返回到公共贮箱的一定量溶液、以及治疗结束后从公共贮箱排出的上述液体的组合。

在任一实施例中，所述贮箱可以具有贮箱中的一定量液体，进一步包括治疗结束后从体外流路、受控相容流路或注入液贮箱排出的液体。

在任一实施例中，用于控制流体运动的系统可以在预充透析器或体外流路的方法中使用。在任一实施例中，所述方法可以包括操作控制泵将第一份液体从控制贮箱传输到受控相容流路；打开体外流路上的第二阀门，同时操作控制泵将第二份液体从控制贮箱传输到受控相容流路；关闭第二阀门；打开体外流路上的第一阀门，同时协调操作控制泵和血泵将第三份液体从控制贮箱传输到受控相容流路和体外回路；关闭第一阀门并停止控制泵和血泵。

在任一实施例中，利用用于控制流体运动的系统预充透析器或体外流路的方法可以使第一份液体体积与透析器或滤血器预充体积近似相等。在任一实施例中，打开第二阀门可以导致等量液体流向体外流路，第二份液体的体积与体外流路第二导管的预充体积近似相等；且第三份液体的体积与第一导管的预充体积近似相等。

在任一实施例中，利用用于控制流体运动的系统预充透析器或体外流路的方法可以包括操作循环泵，以便将空气从透析器传输到与受控相容流路流体连通的脱气模块。

在任一实施例中，利用用于控制流体运动的系统预充透析器或体外流路的方法可以包括打开第一和第二阀门并操作血泵使预充液通过体外回路循环；关闭第一阀门并停止血泵；操作控制泵将第四份预充液传输到受控相容流路，以便使等量液体通过第二导管流向与接合点流体连通的预充溢流贮箱；关闭第二导管并操作控制泵将第五份液体从控制贮箱传输到受控相容流路，同时协调操作血泵和控制泵，以便使等量液体通过第一导管流向与接合点流体连通的预充溢流贮箱；

在任一实施例中，用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统可以包括一种返回预充液并启动疗程的方法。在任一实施例中，该方法可以包括将第一终端连接至受试者的第一血液通路接头；打开体外流路上的第一阀门，同时操作血泵；停止血泵，关闭第二阀门，断开第二终端与溢流贮箱的连接，并将第二终端连接至受试者的第二血液通路接头。

在任一实施例中，所述返回预充液并启动疗程的方法可以包括打开第一阀门，以便使预定量的血液流向体外流路并使近似相等量的预充液流向与第二终端流体连通的溢流贮箱。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统返回预充液并启动疗程的方法可以包括将第二终端连接至受试者的第一血液通路接头；打开体外流路上的第二阀门，同时操作控制泵，以便使第一份预定量血液流向体外流路；停止控制泵，关闭第二阀门，并将第一终端连接至受试者的第二血液通路接头；打开第一阀门，并以近似相等的体积流率同时操作血泵和控制泵，以便使第二份血液流向体外流路。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统返回预充液并启动疗程的方法可以包括使近似相等量的预充液穿过半透膜从第一段体外流路流向受控相容流路上的控制贮箱；并使近似相等量的预充液穿过半透膜从第二段体外流路流向控制贮箱。在任一实施例中，第一和第二份预定量血液的体积可以近似等于体外流路的总预充体积。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统返回预充液并启动疗程的方法可以包括将第一终端连接至受试者的第一血液通路接头；打开体外流路上的第一阀门，同时操作控制泵，以便使第一份预定量血液流向体外流路；停止控制泵，关闭第一阀门，并将第二终端连接至受试者的第二血液通路接头；打开第二阀门，并以近似相等的体积流率同时操作血泵和控制泵，以便使第二份血液流向体外流路。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统返回预充液并启动疗程的方法可以包括使近似相等量的预充液穿过半透膜从第一段体外流路流向受控相容流路上的控制贮箱；并使近似相等量的预充液穿过半透膜从第二段体外流路流向控制贮箱。在任一实施例中，第一和第二份预定量血液的体积可以近似等于体外流路的总预充体积。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统返回预充液并启动疗程的方法可以包括血泵或控制泵为双向泵。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将液体推注给受试者的方法可以包括将预定量生理相容的液体从控制贮箱传输到受控相容流路，以便使生理相容的液体穿过透析器膜片或微生物过滤器从受控相容流路流向体外流路；并通过体外导管流路将生理相容的液体输送给受试者。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将液体推注给受试者的方法可以使来自控制贮箱的预定量生理相容的液体体积与生理相容的液体体积相等。在任一实施例中，生理相容的液体体积可以等于体外导管流路中的液体体积。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将液体推注给受试者的方法可以包括在将液体输送到体外流路之前测量液体的电导率。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将液体推注给受试者的方法可以包括在将液体输送到体外流路之前操作注入泵，以便调整液体中的溶质浓度。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括将一定量液体从控制贮箱传输到受控相容流路，以便使一定量液体穿过透析器膜片或微生物过滤器从受控相容流路流向体外流路；并通过体外流路将一定量生理相容的液体输送给受试者。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括从控制贮箱传输到受控相容流路、使等量液体穿过透析器膜片或微生物过滤器从受控相容流路流向体外流路的一定量液体。在任一实施例中，生理相容的液体体积可以等于通过体外流路输送给受试者的液体体积。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使等体积液体的体积与体外流路预充体积近似相等。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括通过第一段体外流路输送第一份液体；并通过第二段体外流路输送第二份液体。在任一实施例中，将第一份液体从控制贮箱传输到受控相容流路可以使第一份等体积液体穿过半透膜从受控相容流路流向体外流路，且将第二份液体从控制贮箱传输到受控相容流路可以使第二份等体积液体穿过半透膜从受控相容流路流向体外流路。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使第一份液体体积与第一段体外流路的第一份预充液体积近似相等并使第二份液体体积与第二段体外流路的第二份预充液体积近似相等。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使血泵和控制泵协调工作，以便通过体外流路的导管输送液体；

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使控制泵为双向泵。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使体外流路具有用于通过体外流路使血液循环的血泵，以及第一阀门和/或第二阀门，该阀门选择性地允许液流通过形成体外流路的管道。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使选择性地对进出受控相容流路的流体进行计量的泵为与控制贮箱流体连通的控制泵。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使至少所述控制泵与第一阀门和/或第二阀门协调工作，以便控制流体运动。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使至少所述血泵与第一阀门和/或第二阀门协调工作，以便控制流体运动。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使所述控制泵和体外流路上的血泵与第一阀门和/或第二阀门协调工作，以便控制流体运动。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以使至少所述第一阀门或第二阀门之一为夹管阀。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括通过受控相容流路上的吸附剂盒来输送液体的步骤。在任一实施例中，流体可以在穿过半透膜之前通过吸附剂盒进入体外流路。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括通过受控相容流路上的微生物过滤器来输送液体的步骤。在任一实施例中，流体可以在穿过半透膜之前通过微生物过滤器进入体外流路。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括受控相容流路具有至少一用于电导率测定的传感器，以便验证钠含量在预定界限内。

在任一实施例中，利用用于控制受试者与受控相容流路之间流体运动的系统将血液从体外流路返回给受试者的方法可以包括受控相容流路具有至少一用于调整受控相容流路中液体电导率的溶质源。

附图说明

图1根据某些实施例示出了具有受控相容流路和连接的端口的血液透析装置。

图1A根据某些实施例示出了可能一次性的或可消耗的受控相容流路，以及连接的端口。

图1B示出了血液透析装置受控相容流路和连接的端口的基础模块部分，该模块具有一系列工位，可以从这些工位将盐化输入流从主要受控相容流路中抽出。

图1C示出了具有受控相容流路的血液透析装置的流体回路在为供水贮箱中的水除气过程中活跃的部分。

图1D根据某些实施例示出了具有受控兼容滤液再生回路和连接的端口的血液滤过装置。

图1E根据某些实施例示出了具有受控兼容透析液和置换液回路以及连接的端口的血液透析滤过装置。

图2示出了具有受控相容流路的血液透析装置，包括用户界面、控制器、基础模块、治疗盒、吸附剂盒和贮水箱。

图3根据某些实施例示出了具有受控相容流路和连接的端口的血液透析装置，其构型用于对受控相容流路进行清洗和/或消毒。

图4A根据某些实施例示出了体外流路的患者血液通路接头端，其中体外流路通过T形接头与溢流贮箱连接，以便存储多余的预充液。

图4B根据某些实施例示出了体外流路的患者血液通路接头端，其中体外流路与疏水孔连接，以便在预充过程中将空气排出。

图4C根据某些实施例示出了体外流路的患者血液通路接头端，其中体外流路与溢流贮箱的单独进口和出口连接，以便对体外流路进行预充。

图5A根据某些实施例示出了存储或运输贮藏物构型的血液透析装置。

图5B根据某些实施例示出了运输构型的血液透析装置。

图5C根据某些实施例示出了布置在“随时可以设置”构型、流体连接端口暴露在外的血液透析装置基础模块主体上的用户界面和搁板门。

图5D根据某些实施例示出了安装在具有盒式闭锁机制的血液透析装置上的一次性用品和消耗品整体治疗盒、吸附剂盒和供水贮箱的实例。

图5E根据某些实施例示出了一次性用品和消耗品治疗盒、吸附剂盒和相连接的供水贮箱的实例。

图5F根据某些实施例示出了布置在血液透析装置上的治疗溶液贮箱(控制贮箱)的实例。

图5G根据某些实施例示出了将一次性用品和消耗品设置在具有流体连接端口的整体治疗盒中的构型的正面和背面。

图6A根据某些实施例示出了具有冲洗液整体贮箱、流体回路连接装置、控制阀和流体连接端口并与血液透析装置一起使用的清洗歧管的正面和背面。

图6B根据某些实施例示出了安装在血液透析装置上的贮水箱、清洗和消毒歧管以及包含清洗和/或消毒剂的盒子。

图6C根据某些实施例示出了折叠成存储和装载运输构型，但仍备有清洗歧管的血液透析装置。

图7A示出了用于将基础模块流体通道与治疗盒流体通道进行流体连通的匹配流体连接端口构型。

图7B示出了用于将清洗和消毒歧管与基础模块流体通道进行流体连通的匹配流体连接端口构型。

图8根据某些实施例示出了一种血液透析装置操作方法。

图9根据某些实施例示出了一种血液透析装置设置方法。

图10根据某些实施例示出了一种血液透析装置设置方法。

图11示出了某些实施例中的一种血液透析装置预充方法。

图12示出了某些实施例中的一种利用血液透析装置实施治疗的方法。

图13根据某些实施例示出了一种利用血液透析装置使血液反洗的方法。

图14根据某些实施例示出了一种血液透析装置排空方法。

图15示出了某些实施例中的一种血液透析装置清洗和消毒方法。

图16示出了某些实施例中的脱气模块的原理图。

图17示出了某些实施例中的在不同高度位置具有进口和出口的脱气模块的原理图。

图18示出了脱气模块的外部等视轴图。

图19根据某些实施例示出了通过碳酸氢盐盒的液流。

图20示出了某些实施例中的碳酸氢盐盒的两个视图。

在这些图和规范中，在图中标有相同编号的部件指同一部件。

具体实施方式

定义

除非另有规定，本文中使用的所有技术和科学术语通常具有与相关领域中普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在未考虑到上下文以及说明书、权利要求和附图的其他部分提供的或使用的其他特定含义情况下，不得硬性解释此处提供的定义。

冠词“a”和“an”在本文中用于指出冠词的一个或多于一个(即至少一个)语法对象。举例来说，“一个元件”表示一个元件或多于一个元件。

一种“酸”既可以是阿伦尼乌斯酸，也可以是布朗斯特-劳里酸或路易斯酸。阿伦尼乌斯酸是增大溶液中水合氢离子(H3O+)浓度的物质或流体。布朗斯特-劳里酸是一种可作为质子供体的物质。路易斯酸则是电子对受体。

术语“阳离子注入泵”过去在透析系统中被称为“酸浓缩泵”，指一种用于传输或控制流向和/或流出贮箱的、包含至少一种阳离子(如钙、镁和钾离子)的液流的泵。本发明中使用了过去使用的术语“酸浓缩泵”。

术语“活性碳”指一种表面积大于500m2/克的多孔碳材料。活性碳能够吸收若干种物质，包括重金属，例如铅、水银、砷、镉、铬、铊等；氧化剂，例如氯和氯胺；氟化物离子；废物，例如磷酸盐以及某些含氮废物，例如肌酐和尿酸。

术语“给液”和“提供”可以在表示向透析液、透析回路或体外流路提供水、水溶液(例如可能包含盐、酸、碱和糖的盐溶液和透析液)、抗凝血剂或红细胞生成素和维生素等疗法，从而使这些水或试剂通过弥散、穿过弥散膜片或其他方式进入患者血液的语境中使用。

术语“防气阀”是指用于将气体与气液混合物分离开来的结构或指现有技术中已知的任何其他分离方法。一个防气阀可包括一个允许气体经过或防止水通过的疏水膜。

术语“白蛋白筛分系数”可以用来描述将要穿过膜片的白蛋白数量。

术语“氨传感模块”和“氨检测器”指一种执行液体中氨和/或铵离子预定水平检测或浓度测量的所有或部分功能的装置。

术语“抗凝血剂”是一种防止或延迟血液凝固的物质，例如肝磷脂、和柠檬酸钠。

术语“大气压力”指系统运行时，系统附近环境中空气的局部压力。

“碱”可以是一种能够接受氢阳离子(质子)的物质或更普遍的是一种贡献一对价电子的物质。可溶性如果包含并释放氢氧根离子(OH-)，则在被定量地称为碱。布朗斯特-劳里理论将碱定义为质子(氢离子)受体，而更通用的路易斯理论将碱定义为电子对供体，这使碱包括路易斯酸而非质子。[1]阿伦尼乌斯碱起到氢氧化物阴离子的作用，这只严格适用于碱。

术语“基本模块”是指包括一条或多条流路的血液透析、血液透析滤过或血液滤过装置的基本单元。作为实例，可包含在基本模块内的示例性的非限制性部件包括导管、阀门、泵、流体连接端口、传感装置、控制器和用户界面。基本模块可被配置成与可再使用的或一次性的血液透析、血液透析滤过或血液滤过装置模块相连接，从而形成至少一个完整的流体回路，例如透析、清晰、消毒、预充或血液反洗回路。

术语“碳酸氢盐缓冲液成分”指任何包含碳酸氢盐(HCO3-)离子的成分或该成分中任何数量、比例或pH的碳酸氢盐离子的共轭酸。

碳酸氢盐缓冲系统是实现生物体(包括人体)酸碱内环境稳定的一个重要缓冲系统。作为一个缓冲器，该系统倾向于维持相对恒定的血浆pH并抵制任何会使其改变的外力。如以下反应所示，在该系统中，二氧化碳(CO2)与水结合形成碳酸(H2CO3)，而碳酸迅速分解形成氢离子和碳酸氢盐(HCO3-)。二氧化碳-碳酸平衡在碳酸酐酶的催化作用下实现的；而碳酸-碳酸氢盐平衡是简单的质子离解/结合，不需要催化剂。

根据勒夏特列原理，系统的任何扰动将通过化学平衡转移来补偿。例如，如果有人试图通过倾注多余的氢离子来使血液酸化(酸血症)，则一部分氢离子将与碳酸氢盐结合，形成碳酸，从而使酸度净增量比其他方式要小。

术语“碳酸氢盐盒”指一个容器，可以是独立的容器或者可以是与血液透析、血液透析滤过或血液滤过装置一体成型的容器。碳酸氢盐盒可以存储缓冲材料来源，例如碳酸氢钠，并可以被配置成血液透析、血液透析滤过或血液滤过系统中的至少另一功能模块相连接。例如，碳酸氢盐盒可以包含至少一个流体通道并包括导管、阀门、过滤器或流体连接端口等部件。碳酸氢盐盒可以是一次性的或可消耗的，其中盒子耗尽时可以重新填充。具体地说，术语“碳酸氢盐消耗品容器”指具有或含有作为碳酸氢盐来源并在系统运行过程中被耗尽的固体和/或溶液形式材料(例如碳酸氢钠)的物体或装置。该对象或装置可以是一次性的也可以是补充并多次使用的，例如，通过将对象再次充满来取代已消耗的材料。

术语“双向泵”指被配置成对流体做功从而使流体在两个相反方向交替流动的装置。

“生物相容性材料”是任何特定医疗系统、本文预期的治疗或提供方法中能够与活的生物组织接合并具有可接受的宿主反应的材料。生物相容性材料可以由在采用本文包含的任何发明的过程中用于接触生物系统或与生物系统相互作用的合成、天然或改性天然高分子材料组成。

术语“血液通路接头”指供受试者血液输入或输出体外回路的接合点或开口。通常，血液通路接头是在体外回路导管的一个末端与位于接受治疗的受试者远端的导尿管或瘘管缝合针末端之间形成的。一个受试者在接受治疗时可能具有多个血液通路接头。在两个血液通路接头的情况下，这两个接头可以指一个动脉血液通路接头和一个静脉血液通路接头。

术语“血液反洗”指通常在疗程结束时断开或移除受试者的血液通路接头之前，血液从透析器和/或体外回路返回至受试者。该程序可以包括通过体外回路输送生理相容的溶液，以便推动或冲洗血液，使其通过受试者的血液通路接头从体外回路流向受试者。

术语“推注”是指在有限的时间内增大(有时减小)一种或多种溶质(例如钠、葡萄糖和钾，或溶剂、水)的量或浓度，以便改变溶液的浓度。术语“推注”包括将溶质和/或溶剂输送到透析液流路中，以便通过透析膜间扩散和/或对流的方式将其输送到受试者的血液中，从而增大或减小受试者体内的量或浓度。“推注”还可以直接输送到离体流路或受试者的血液中，而不需先经过透析膜。

术语“瓶装水”指可以经过过滤或净化并包装到容器中的水。瓶装水可以包括包装并提供给消费者作为饮用水的水。

术语“气泡检测器”、“气泡传感器”、“气体检测器”和“空气检测器”指能够检测液体中是否存在孔隙、空隙或气泡的装置。

术语“缓冲液源”是指所储存的用于提供缓冲功能的材料，例如碳酸氢盐、醋酸盐或乳酸盐。

术语“缓冲液导管流路”是指与储存的缓冲材料来源(例如碳酸氢盐)进行流体连通的流体流路。

术语“缓冲液源”是指所储存的用于提供缓冲功能的材料，例如碳酸氢盐、醋酸盐或乳酸盐。

术语“缓冲液源容器”和“缓冲液源盒”是指具有或含有一种或多种作为缓冲来源的固体和/或溶液形式材料(例如碳酸氢盐、乳酸盐或醋酸盐)的物体；该物体还具有至少一个端口或开口，以便在系统操作过程中使至少部分缓冲材料从物体中释放出来。

术语“旁路回路”、“旁路导管”、“旁路流路”、“旁路导管流路”和“旁路”指配置成或可用于形成一个备用流体通道来绕过液压系统的一个或多个其他部件进行流体传输以使至少一部分流体不接触或经过该一个或多个其他部件的部件或部件集合。术语“分流器”有时可与术语“旁路”互换使用。本段前面所列的任何“旁路”术语在上下文中作为受控兼容系统的一部分时，相关的被引用“旁路”具有按照本文的规定在受控兼容系统中工作的适当特征。

术语“盒”指包含至少一种本发明系统运行所需的材料的隔舱或隔舱集合。

术语“机匣”指设置在一起以便连接至装置、设备或系统或与装置、设备或系统一起使用的一组部件。一个机匣中的一个或多个部件可以是一次性、可消耗、可更换或耐用项目或材料的任何组合。

术语“阳离子注入液源”指阳离子的获得来源。阳离子的实例可以包括但不限于钙、镁和钾。该来源可以是一种包含阳离子或由系统水合的干燥成分的溶液。

阳离子注入液源不限于阳离子，并可以选择性地包括将要注入到透析液或置换液中的其他物质，非限定性实例可以是葡萄糖、右旋糖、醋酸和柠檬酸。

术语“阳离子浓缩贮箱”指具有或含有由至少一种阳离子(例如钙、镁或钾离子)组成的物质的物体。

“慢性肾病”(CKD)是一种以随着时间的推移而缓慢丧失肾功能为特征的状态。CKD的大部分常见原因是高血压、糖尿病、心脏病和导致肾炎的疾病。CKD也可以由感染或尿路阻塞造成。如果CKD继续发展，则可以导致终末期肾病(ESRD)，此时肾脏将无法实现足够的功能。

术语“柠檬酸”指一种化学式为C6H807的有机酸，可以包括无水和含水形式的分子以及包含该分子的水溶液。

术语“清洗和/或消毒浓缩物”指包含至少一种用于对装置进行清洗和/或消毒的材料的干物质或溶液。

术语“清洗和/或消毒溶液”指用于清除、破坏或削弱至少一种污染物的至少一部分的液体。该污染物可以是有机物、无机物或有机体。该液体可以通过热能传输、化学方法、流动摩擦或其任何组合来实现所述目的。

术语“清洗歧管”和“清洗和消毒歧管”指具有流体连接端口和一个或多个流体通道，或流体端口连接装置的装置，其中，流体端口连接装置与基础模块连接的端口连接时，形成一个或多个通道，供流体在基础模块连接的端口之间传输。清洗歧管可以进一步包括附加元件，例如阀门和贮箱。

术语“公共容器”、“公共盒”或“公共贮箱”等等指能够保存多种材料的物体或装置；然而，可以同时保存也可以不必同时保存多种材料。所述材料可以是固体和/或溶液形式的，并可以被保存在物体或装置的单独隔舱中。

术语“公共流体进口”指所有流体流入一个物体、装置或组件之前通过的开口或开孔。

术语“公共流体出口”指所有流体流出一个物体、装置或组件时通过的开口或开孔。

术语“连通”包括但不限于系统电气元件为了进行彼此之间的数据传输而进行的直接或远程连接。这些术语还包括但不限于系统流体元件为了实现彼此之间的流体连接而进行的连接。

术语“部件”指较大装置或系统的零件或元件。如在此所使用的，部件可以是单个元件，也可以本身就是配置成一套的一组部件，例如一个机匣或一个清洗和/或消毒歧管。

术语“包括”包括但不限于词语“包括”之后的内容。因此，用该术语指所列元件是必需的或强制性的，但其他元件是可选的并且可以出现也可以不出现。

术语“浓缩泵”指能够对流体溶液做功从而使流体流动并能够主动控制传输到回路中的注入液或酸性浓缩物的体积的装置。

术语“调节导管流路”或“调节流路”指包含诸如钠盐或碳酸氢盐等调节材料来源的流体通道、回路或流动回路。

术语“调节流路进口”指调节流路上供流体流入调节流路的位置。

术语“调节流路出口”指调节流路上供流体流出调节流路的位置。

术语“导电物质”指材料传导电流的性能。电解质是透析液中导电物质的一个实例，例如但不限于存在的钠、钾、镁、磷酸盐和氯离子。流体传导电流的能力在很大程度上取决于溶液中所存在的离子。

术语“导电率仪”、“电导率传感器”、“电导率检测器”等等指用于测量溶液电导率和/或溶液中离子(例如钠离子)浓度的装置。在特定实例中，电导率传感器、电导率仪或检测器均可针对特定的离子(例如钠离子)并可称为“钠电极”、“钠传感器”、“钠检测器”或“钠检测仪”。

术语“导管”、“回路”或“流路”指具有流体可借以行进或移动的空隙容积的器皿或通路。导管的尺寸可平行于流体的行进方向，并可明显长于与流体行进方向垂直的尺寸。

术语“可连接”指能够为了特定目的而被连接在一起，这些目的可以包括但不限于保持位置，允许液体流动，进行测量，提供动力以及发送电信号。术语“可连接”可以指能够被暂时地或永久地连接在一起。

术语“由…组成”包括但不限于受短语“由…组成”限制的内容。因此，用该短语指受限元件是必需的或强制性的，且不可以出现其他元件。

术语“主要由…组成”包括受术语“主要由…组成”限制的内容以及不影响所述装置、结构或方法的基本操作的附加元件、结构、行为或特征。

术语“消耗品”指在实现本发明任何功能的过程中消散的、浪费的、消耗的或用尽的部件。消耗品的实例包括大量的钠、碳酸氢盐、电解质、注入液、吸附剂、清洗和消毒成分、抗凝血剂以及一种或多种浓缩物溶液的成分。

术语“消耗品盒”和“消耗品容器”指具有或含有一种或多种在系统运行过程中耗尽的材料的物体或装置。所述一种或多种材料可以是固体和/或溶液形式的，并可以被保存在物体或装置的单独隔舱中。该对象或装置可以是一次性的也可以是补充并多次使用的，例如，通过将对象再次充满来取代已消耗的材料。

术语“接触”指(1)聚集或触碰物体、流体或表面；(2)触碰或极其接近的状态或情况；(3)连接或相互作用。例如，“透析液接触吸附材料”指透析液聚集、触碰或及其接近与吸附剂容器、系统或吸附剂盒的任何材料或材料层连接或相互作用。

在此使用的术语“容器”可以是用于承装流体或固体(例如废透析液或氯化钠或碳酸氢钠溶液或固体等等)的柔性或非柔性收集器。

术语“污染物”指不受欢迎的或不需要的、可能对接受治疗的受试者的健康或系统的运行产生损害的物质或有机体。

术语“控制泵”(例如“超滤液泵”)指可用于双向抽吸液体以便主动控制流入或流出隔舱或回路的液体体积的泵。

术语“控制贮箱”、“超滤液贮箱”、“溶液贮箱”、“治疗溶液贮箱”或“废液贮箱”可以指能够与包含不定量液体(包括可以称为超滤液的液体)的控制泵选择性地连接的器皿或容器。这些贮箱可以起到公共贮箱的作用，用于储存来自系统中多个来源的液体。举例来说，可以包含在这些贮箱中的其他液体包括水、预充液、废液、透析液(包括废透析液)以及这些液体的混合物。在某些实施例中，贮箱可以非常僵硬或不柔软。在其他实施例中，贮箱可以是柔性容器(例如聚合物袋)。

术语“控制信号”指系统的一个元件向系统的另一个元件提供的用于将信息从一个元件传递到另一个元件或引发一个动作的能量。例如，控制信号可以给阀门驱动装置供电，以使阀门打开或关闭。在另一个实例中，阀门上的开关可以将阀门的打开或关闭状态传递给控制器。

“控制系统”由共同作用以便保持系统符合一组所需性能规范的部件的组合组成。控制系统可以用配置成相互操作的处理器、存储器和计算机部件来保持所需的性能规范。控制系统可以包括现有技术中已知的流体控制部件和溶质控制部件，以便保持所需的性能规范。

术语“控制阀”或“阀门”指可以通过选择性地允许液体流动，阻止液体流动，改变液体流量或选择性地引导液流从一个导管或流路流向一个或多个其他导管或流路来调整经过导管或流路的液流的装置。

术语“受控兼容”描述了主动控制流入或流出隔舱、流路或回路的液体体积的能力。在某些实施例中，透析液回路受控相容流路中的可变量液体在一个或多个泵与一个或多个贮箱的联合控制下扩张或收缩。如果将患者的液体体积、流路和贮箱看作系统总体积的一部分(每个单独的体积有时可以称为液体空间)，则一旦系统开始运行，系统中液体的体积就通常是恒定的(除非从系统外部向贮箱添加了额外的液体)。附属贮箱使系统能够通过抽出液体并将所需量的液体储存在附属控制贮箱中并/或通过向患者提供净化的和/或再平衡的液体并选择性地清除废物来调整患者液体体积。术语“受控兼容”不可与术语“不兼容的体积”相混淆，后者仅指去除规定空间(例如器皿、导管、容器、流路、调节流路或盒子)内的空气后阻止一定量液体流入的器皿、导管、容器、流路、调节流路或盒子。在一个实施例中，根据此处讨论的以及附图中所示的内容，受控兼容系统可以使液体双向流动。在某些情况下，液体双向流动是穿过透析器内部或外部的半透膜。在所选运行方式下，双向液流也可以在穿过、通过或位于本发明的器皿、导管、容器、流路、调节流路或盒子之间时出现。用在具有屏障物(例如半透膜)的接头处的术语“双向移动液体”指在两个方向上移动液体通过屏障物的能力。“使液体双向流动”也可以适用于在受控兼容系统中使液体在流路中或在流路与贮箱之间沿两个方向流动的能力。

术语“受控相容流路”、“受控兼容透析液流路”和“受控兼容溶液流路”指在具有受控兼容特点或本文所述的受控兼容特点的受控兼容系统内运行的流路。

“控制器”、“控制装置”、“处理器”或“微处理器”是指监测并影响指定系统操作条件的装置。所述的操作条件一般指系统的输出变量，其中，通过调节某些输入变量可影响输出变量。

术语“对流清除”指溶质分子或离子在穿过半透屏障的溶剂分子产生的压力下穿过半透屏障的运动。

术语“协调工作”指控制两个或多个元件或装置的功能，以使这两个或多个元件或装置的组合功能实现所需的结果。该术语不仅仅意味着所有此类元件或装置同时通电。

术语“除气”指去除液体中包含的部分或全部空气(包括液体中包含的已溶解和未溶解的空气)。

术语“除气流路”或“除气流动回路”指配置成沿液体流动通道进行流体连通，以使液体可以通过液体流动通道，从而去除液体中包含的部分或全部空气或气体(包括去除溶解在液体中的空气或气体)的一组元件。

术语“脱气模块”指将一种或多种溶解或未溶解的气体的任何部分从液体中分离并清除的部件。脱气模块可以包括允许气体通过模块表面流入或流出模块同时阻止液体通过模块表面穿过模块的疏水膜片。

术语“消电离树脂”指可以将一种离子与其他离子互换的任何类型的树脂或材料。在特定的情况下，这个术语可以指去除钾、镁、钠和钙离子来交换氢和/或钠离子。

术语“可拆卸的”指物体或装置的一种特征，该特征允许将该物体或装置从另一个物体或装置上拆下和/或断开。

术语“透析液”描述了待透析液体中的溶质通过膜片扩散进入或扩散出来的液体。透析液通常包含浓度接近血液中电解质生理浓度的电解质。透析液常见钠水平为～140mEq/L。正常血钠水平从大约135mEq/L到145mEq/L。REDY系统通常采用120mEq/L到160mEq/L的透析液。在某些实施例中，钠的“预定界限”或“预定浓度”值可以基于透析液常见钠水平和正常血钠水平。

术语“透析液流动回路”、“透析液流路”或“透析液导管流路”指传输透析液并被配置成构成血液透析、血液滤过、血液透析滤过或超滤液压系统至少一部分的流体通道的任何部分。

术语“透析液再生装置”或“透析液再生系统”指用于在透析液与透析器接触后将某些电解质和废物(包括尿素)从透析液中清除的系统。在某些情况下，“透析液再生装置”或“透析液再生系统”中包含的部件可以降低至少一种离子的浓度或电导率，或释放和/或从透析液中吸收至少一种溶质。

“透析”是一种过滤，或通过膜片进行选择性扩散的过程。透析是利用膜片，将待透析的液体中具有特定分子量的溶质扩散到透析液中，从而将其去除。透析过程中，需要进行透析的液体将流过滤膜，而透析液将流过该滤膜的另一面。溶解的溶质凭借液体间的扩散通过滤膜。透析液被用于从需要透析的液体中清除或向这些液体中添加一些溶质。透析液也可以对其他液体进行富集。

术语“透析膜”、“血液透析膜”、“血液过滤膜”、“血液透析滤过膜”和“超滤膜”通常可以被称为一种“膜片”，或者可以指一种半渗透性的屏障，它用于分离血液和透析液，或者分离血液和滤液，并选择性地允许具有特定分子量的溶质以任意方向通过屏障从而在血液和透析液或者血液和滤液间进行扩散和/或对流，同时允许在膜片一侧的血液和在膜片另一侧的透析液或过滤回路间进行扩散传递和/或对流传递。

术语“透析器”是指具有两条流路的盒或容器，这两条流路被半透膜分割开，其中一条用于血液，另外一条用于透析液。膜片可以采用中空纤维、平板、螺旋缠绕或掌握本领域相关知识的人员已知的其他常规形式。膜片所用的材料可以是聚砜、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、改性纤维素或掌握本领域知识的人员已知的其他材料。

术语“稀释液”或“冲淡剂”指特定物质的浓度低于需要添加稀释液的液体中该物质浓度的液体。

术语“消毒液”是指用于对血液透析、血液透析滤过或血液滤过设备进行清洗与消毒的溶液。消毒液可以通过热的方法、化学方法或结合两种方法来抑制微生物的生长或消灭微生物。“消毒液”可以进一步发挥作用来(至少部分地)清除液体流路表面聚集的、通常可以称为生物膜的微生物。

术语“一次性用品”指适用于一种或多种用途，但是需要更换或修复的任何部件。非限制性实例包括一次性透析器、尿素传感器以及脱气模块。一次性用品也可以指寿命有限的部件，例如微生物过滤器、容器、可更换容器等等。

术语“下游”指设备的部件或流体相对于透析液或其他流体在导管或流路内的移动方向进行移动的相对位置。

“下游电导率”指在液体流路上的一个基准点处，液体正常流动的方向上测得的液体溶液电导率。

术语“排水连接”指与接收系统所排出液体的导管或容器进行流体连通。

用于套筒中固体或粉末的术语“干燥的”是指明显不是潮湿的，可以与“无水的”互换，也可以与这些材料的低水合形式互换，例如一水合物和二水合物。

术语“干组分”指化合物不包含大量的水，可以包括无水的形式以及水合物，例如一水合物和二水合物。

术语“透析排出液”在这里指将透析液用于透析后，透析器的排出物或流出物。

术语“电极”指用来与流体、固体或溶液接触的导电体。例如，导电体可以被用作电极来与任何液体(例如：透析液)进行接触来测量液体的电导率或者向液体输送或从液体接收电荷。

术语“电解质”指水介质中溶解的离子，包括但不限于钠、钾、钙、镁、醋酸盐和氯化物。

术语“电解质源”指提供一种或多种电解质的贮藏物质。

术语“被均衡”“均衡”、“以均衡”等等指一种状态，即液体中一种溶质的浓度与另一种液体中该溶质的浓度变得近似相等。但是，术语“被均衡”在这里并不意味着第一种液体中溶质的浓度与第二种液体相等。这个术语还可以被用于指一种或多种流体变得具有相等压力的过程，例如在液体和气体之间。

术语“被均衡”“均衡”、“以均衡”等等指一种状态，即液体中一种溶质的浓度与另一种液体中该溶质的浓度变得近似相等。但是，术语“被均衡”在这里并不意味着第一种液体中溶质的浓度与第二种液体相等。这个术语还可以被用于指一种或多种气体或在液体和气体之间变得具有相等压力的过程。

短语“被均衡到溶质物质浓度”指第一种液体中具体溶质物质的浓度已经变得与第二种液体中该溶质物质的浓度近似相等。浓度不需要精确。

术语“排空体积”、“预充体积”以及“空隙体积”指包括液体流路的一个或一组组件的内部体积，是将加满液体的液体流路排空时排出的液体的体积。

术语“体外的”在这里通常指位于或出现在身体之外。

“体外回路”或“体外流路”是指包含了一个或多个部件(例如但不限于导管、阀、泵、流体连接端口或传感器)的液体路径，因此该路径能够输送受试者的血液进行血液透析、血液滤过、血液透析滤过或超滤并将血液输送回受试者体内。

术语“体外流程泵”和“血液泵”指用于移动或传送液体通过体外回路的设备。所用的泵可以是适用于抽吸血液的任何类型，包括掌握本领域知识的人员已知的类型，例如蠕动泵、管式泵、隔膜泵、离心泵以及往复泵。

术语“滤液再生装置”和“滤液再生系统”在这里指通过过滤，从产生的滤液中去除电解质和废物(包括尿素)的系统。

术语“滤液再生回路”、“滤液再生环路”等等指包含过滤所产生液体的流路，用于去除某些电解质以及包括尿素在内的废物。

术语“过滤”指让液体通过一种不允许某些溶质或悬浮物通过的过滤介质，从而将溶质与液体分离的过程。利用膜片两侧的压差进行过滤。

术语流路的“第一终端”是指流路的一端，而流路的“第二终端”是指流路的另一端。“第一终端”和“第二终端”均没有任何放置在动脉或静脉侧的限制。

术语“第一终端阀”是指直接位于液体导管一端，而且没有任何将其置于动脉侧或静脉侧的要求的阀门。同样，术语“第二终端阀”是指直接位于另一个液体导管等等的一端，而且没有任何将其置于动脉侧或静脉侧的限制的阀门。

术语“流动回路”指引导液体的运动、传送液体、与液体交换能量、改变液体的成分、测量液体的特性以及/或者对液体进行检测的一组部件。流动回路包括用于液体移动的一条或多条路径。在流动回路内部，可能存在多条路径，供大量流体从一处位置移动到另一处位置。液体可以流过流动回路进行再循环，或在流过流动回路时不只一次通过同样的位置。流动回路可以促使液体流入或流出流动回路。术语“流动回路”和“流路”可以互换。可以进一步定义更多的流路类型，例如：(1)再循环流路，其全部或部分功能是使液体在规定的流路内进行再循环；(2)透析器再循环流路，其全部或部分功能是使液体在具有透析器的规定流路内进行再循环；(3)受控相容流路是指具有本文所定义受控兼容特性的流路。上面定义的全部流路都可以用数字来表示，称为第一流路、第二流路、第三流路或第四流路等等。

术语“流路”是指用于流体移动的一条或多条路径。在流路内部，可能存在多条路径，供流体从一处位置移动到另一处位置。流体可以流过流路进行再循环，或在流过流路时不只一次通过同样的位置。流路可以是单个元件，例如一条管路，也可以是能够引导流体流动的一组元件。术语“流动回路”和“流路”可以互换。

术语“节流”、“节流装置”及“节流器”指能够对流过的液体进行限制，从而使液流的上游液压大于下游液压的一个或一组元件。节流器既可以是主动装置，也可以是被动装置。被动节流装置的非限制性实例包括节流口、文氏管、收紧元件或流通截面积能使液体流过时产生所需压降的一段管子，这样的管子基本上是刚性或兼容的。主动节流装置的非限制性实例包括夹管阀、闸阀和可调节流孔阀。术语“液流”指沿流路移动的液体。

术语“液体平衡控制泵”指用于调节系统内溶质或液体浓度或数量的控制泵。例如，液体平衡控制泵被用来选择性地加入或排出某一溶质或液体的浓度或数量已经得到调整的指定液体。

术语“流体连通”指流体能够从一个零件、元件或组件移动到另一个零件、元件或组件；或者指被连接的状态，这样流体可以凭借压差从一部分移动到与之相连的另一部分。

“流体出口”指可以用来传输液体或气体的开口。

术语“流体出口盖”或“流体出口塞”指可以与流体出口相连接从而防止流体流过的设备。也可以用多个流体出口盖或流体出口塞组成一个装置，从而同时阻止流体流过多个流体出口。

术语“流体出口连接装置”指可以被连接到两个或多个流体出口上，使流体能够在上述两个或多个流体出口间流动的装置。流体出口连接装置可以是单独的管路或导管。多个流体出口连接装置可以组合在一起，例如清洗歧管。

术语“冲洗水箱”用于描述一个容器，用于接纳或储存冲洗或清洗系统的液体通道过程中从系统中排出的液体，包括完成清洗和/或消毒后排放的液体。

“出气口”指可以用来传输任何气态物质的开口。

“气相压力”也称为“蒸汽”是指液体或固体在特定温度下的平衡压力。如果蒸汽与液相或固相相接触，这两相将处于平衡状态。

“血液透析滤过”是一种疗法，结合了血液滤过和血液透析。

“血液透析”指一种技术，血液与一种称为透析液的“清洁液”利用半透膜进行分离。处于半透膜渗透率范围内的溶质将通过，并沿已有的浓度梯度扩散。还可以利用可能存在于透析膜两侧的压力梯度，通过对流传输水和溶质。用于血液透析的透析液具有可溶离子，例如：钠、钙和钾离子，不是纯水。半透膜的筛选特性将阻止高于某一阈值的溶质通过该半透膜。其中一个常见的筛选特性是“白蛋白筛选”。大多数情况下，不宜在肾脏替代治疗中去除白蛋白，因为较低的血清白蛋白会增加死亡率。

术语“滤血器”指在血液滤过中使用的装置(或者可以指过滤器)。滤血器装置可以与体外回路相连接，并与将至少一部分液体同血液分离的半透膜配合工作，来产生过滤液。

“血液滤过”是一种疗法，利用半透膜对血液进行过滤。利用膜片进行压力驱动的对流，从而将血液中的水分和溶质去除。半透膜的筛选特性将阻止高于某一阈值的溶质通过该半透膜。其中一个常见的筛选特性是“白蛋白筛选”。大多数情况下，不宜在肾脏替代治疗中去除白蛋白，因为较低的血清白蛋白会增加死亡率。在血液滤过中，依据其血浆浓度通过膜片的较小溶质被去除。驱动力是压力梯度而不是浓度梯度。正静水压力驱动水分和溶质从血液舱越过滤膜进入过滤舱，并从过滤舱被排出。由静水压力产生的水流带动较大和较小溶质以类似的速度通过膜片。因此，对流克服了血液透析中较大溶质去除速度下降(由于扩散速度较慢)的情况。去除溶质的速率与从血液回路中去除的液体量成正比，这可以进行调整来满足临床状况得需要。通常，从患者身上去除大量的血浆水需要代用品。置换液通常是患者所需的血浆水成分的一种缓冲溶液，可以在过滤之前或之后注入(预稀释模式，后稀释模式)。

术语“疏水膜”指一种半透性的多孔材料，可以允许气相物质通过，但是由于水分和疏水材料间的表面相互作用，基本上不允许水流通过材料。

术语“疏水透气材料”或“疏水透气膜”指不允许例如水之类的液体通过孔隙，但是允许气体通过孔隙的多孔材料层或覆盖多孔材料。孔隙也可以足够小，从而基本防止微生物通过。

术语“阻抗计”指用来测量物体或结构对交流电所起阻碍作用的装置。

术语“杂质”或“杂质物质”指来源于自来水、吸附剂盒或除患者或受试者的血液之外其他来源的分子或离子，例如，包括但不限于氯、氟化物离子和含铝的物质。术语“杂质物质”也可以指血液中与现有知识认知的标准范围相比，浓度过高的溶质；或指血液中存在的、由新陈代谢所产生、能够生成非健康成分的溶质。在某些情况下，“杂质物质”也可以被认为是“废物”或“无用的产物”。

术语“注入液容器”和“注入液贮箱”指用于容纳溶液(例如：用于调节透析液成分的一种或多种盐溶液)的柔性或非柔性容器。

术语“注入溶液”指一种或多种盐或化合物的溶液，用于调节透析液的成分，例如钙、镁和钾盐以及葡萄糖。

术语“注入系统”指具有至少一条包括导管、阀门、泵或流体连接端口等部件的液体通道，注入容器或控制器，用来向透析液中添加注入溶液的系统。

术语“可互换的碳酸氢盐盒”指可以拆除并用相似的碳酸氢盐盒替代的碳酸氢盐盒。可互换的碳酸氢盐盒可以是一次性的或可以重新添加多次使用的容器。

术语“可互换的氯化钠盒”指可以拆除并用相似的氯化钠盒替代的氯化钠盒。可互换的氯化钠盒可以是一次性的或可以重新添加多次使用的容器。

术语“引入”指使物质出现在之前没有出现过的位置，或者指使物质的数量或浓度增加。

术语“离子交换材料”指可以将一种离子与其他离子互换的任何类型的树脂或材料。“离子交换材料”可以包括阴离子和阳离子交换材料。在特定的情况下，这个术语可以指去除钾、镁、钠、磷酸盐和钙离子来交换其他的离子，例如钾、钠、醋酸盐、氢和/或氢氧化物。

“离子交换树脂”或“离子交换聚合物”是一种不溶性基质(或支撑结构)，可以以小珠(直径1～2毫米)形式存在，利用有机聚合物基质制成。材料具有孔隙结构，在该结构的表面存在有可以很容易地被捕获及释放的离子。离子的捕获只能与其他离子的释放同时发生，因此，这一过程称为离子交换。存在多种不同类型的离子交换树脂，有选择性地针对一种或几种不同的离子。在特定的情况下，这个术语可以指去除钾、镁、钠、磷酸盐和钙离子来交换其他的离子，例如钾、钠、醋酸盐、氢和/或氢氧化物。

术语“离子选择性电极”指其上所涂的材料只允许某些离子通过的电极。“离子选择性电极”(ISE)也称为“离子特定电极”(SIE)，是一种传感器(或转换器)，将溶液中所溶解的特定离子的活性转换为电势，从而利用电压表或酸碱计进行测量。根据能斯脱方程，电压理论上取决于离子活度的对数。电极的传感部分通常是一个离子特定膜，同时还具有一个参比电极。

术语“连接装置”指在一个流体回路内连接至少两个或更多连接点以形成一个流体路径的流体导管。术语“连接装置”不限于管形件，也可以是允许液体从至少第一个连接点流动到至少第二个连接点的任何组件或组件组。

术语“连接的端口”指通过一个中间组件或一组部件被连接到另一个连接开口，以便允许这两个开口间实现流体流动的任何连接开口。连接的端口可以与具有连接的端口的组件或模块外部的液体导管、路径或通路进行连接。术语“连接的端口”将进行最广义的解释，包括利用孔、接头、夹具、出口、进口、接合点等将流体从一条或一段流路移动到另一条或一段流路。

术语“接合点”指两个或多个流路或导管间、允许液体和/或气体从一个路径或导管移动到另一个路径或导管的普通连接点。接合点可以是可撤消的连接，以便不需要在流路或导管之间传输液体和/或气体时可以对连接进行分离。

术语“肾脏替代疗法”在这里指使用提供的系统来代替、补充或增强病人受损的肾功能，例如用于患有慢性肾病的患者。肾脏替代疗法的实例包括透析、血液滤过、血液透析、血液透析滤过、腹膜透析等等。

术语“鲁尔连接器”或“鲁尔转接器”指符合国际标准组织(ISO)594-2标准的连接器或转接器。

术语“歧管”指形成单一单元或组件的一个或更多流体通道。可以使用多种类型的歧管，例如：清洗和/或消毒歧管与规定的流动回路连接后，用于对该回路进行清洗或消毒。

术语“材料层”指吸附剂盒中存在的材料层。吸附剂盒中的材料层可以是一层或多层含尿素材料、氧化铝、磷酸锆、氧化锆和活性碳。

术语“存储器”指用于记录数字信息、可以利用微处理器进行访问的设备，例如：RAM、动态RAM、微处理器缓存、闪存或存储卡。

术语“代谢废物”在这里指患者产生的有机和无机成分。代谢废物可以是类似尿素、尿酸、肌酸酐、氯化物、无机硫酸盐和磷酸盐的代谢产物，或者例如钠、钾等等的过量的电解质。可以理解，个人饮食和环境因素的差异可以导致具体的“代谢废物”存在不同。因此，本术语意在包括能够被肾脏或透析正常去除的任何废物成分，同时不对废物的具体类型进行限制。

术语“微生物过滤器”指能够防止液体或溶液携带的微生物或微生物断片(例如内毒素)通过，但允许液体或溶液通过的设备。

术语“中等重量的尿毒症废物”指能够通过透析膜，同时分子量大于大约1,000g/mol且小于66,000g/mol的物质。中分子物质的一个实例是β2微球蛋白。

用在具有屏障物(例如半透膜)的接头处的术语“双向移动液体”指在两个方向上移动液体通过屏障物的能力。“双向移动液体”也可以适用于在两个方向上移动受控兼容系统内流动回路中液体的能力。

术语“含氮废物”指来自病人血液中的任何非聚合型含氮有机化合物。含氮废物包括尿素和肌酐，它们都是“废物”。

术语“单向阀”指允许流体从一个方向上通过，但是防止或阻止流体从相反方向通过的装置，它包括通常被称为止回阀的装置。

术语“克分子渗透压浓度”解释为每升溶液中某种溶质的渗透压克分子数量。因此，“高渗透压溶液”表示与生理溶液相比具有更高克分子渗透压浓度的溶液。某些化合物，例如甘露醇，可能对此处描述的溶液渗透性产生影响。

术语“平行或缠绕的中空纤维束”指一种装置，其包含一种多孔或无孔中空纤维材料，该材料的材料壁允许气体通过但阻止液体通过，并且由平行或缠绕在芯材上的多股纤维束组成。将要进行脱气的液体可以从中空纤维的内部或周围进行传输。或者，可以在材料壁与将要进行脱气的液体相反的一侧传输气体。也可以将材料壁与将要进行脱气的液体相反的一侧抽真空。

术语“通道”、“传输通道”及“流路”指例如透析液或血液之类的液体流经的路径。

“患者”或“受试者”隶属于任何动物物种，最好是哺乳类动物，可以是人类。受试者可以是看起来健康的个体、患有某种疾病的个体或者正针对某种疾病进行治疗的个体。

术语“患者体液平衡”指向接受治疗的受试者加入或从该受试者排出的液体的数量或体积。

术语“蠕动泵”指工作时对有液体通过的软管或管路进行压缩的泵。

“腹膜透析”是一种疗法，指将透析液注入作为天然透析器的腹膜腔中。通常，凭借浓度梯度，废物成分从患者的血流通过腹膜扩散进入渗析溶液。通常，凭借渗压梯度，以血浆水形式存在的过多液体从患者的血流通过腹膜进入渗析溶液。

术术语“生理相容的液体”或“生理相容的溶液”指能够安全地导入活体血流中的液体。

术语“管道”在本文中通常指用于提供或引导本发明所用任何液体的阀、导管、通道和管路系统。

术语“充填过程”指将液体传输进入液体通道的空间以便使液体充满该通道的过程。

术语“孔隙率”在本文中指膜片开孔体积的百分率。

术语“便携式系统”或“穿戴式系统”指全部或部分质量和尺寸允许其被单个个体携带或穿戴的系统。这个术语将从广义上进行解释，并不限制尺寸、重量、携带时间、舒适性、易用性以及具体由男人、女人还是儿童使用。术语将进行一般意义的使用，即掌握普通知识的人员能理解本发明涉及的可携带性包括各种各样的重量、几何形状、结构和尺寸。

术语“可饮用的水”指饮用水或适合人类食用、具有较低风险造成立即或长期损害的水。适合人类饮用的安全水平可能依赖于具体的地理位置，在受不同管辖权的地区，被认为适于饮用的水可能不同。本术语并不一定包括那些完全没有杂质、污染物、病原体或毒素的水。在本发明中适于饮用的其他类型的水包括净化水、去离子水、蒸馏水、瓶装饮用水或将被掌握普通知识的人员认为适用于透析的其他经过预处理的水。

术语“预填充”指预先添加的物质。

术语“压差”或“压降”指在两处测量点测得的流体压力值之间的差异。

术语“压力表”或“压力传感器”指用来测量容器内气体或液体压力的设备。

术语“预充液”指可以被用来将气体从流路出排出的液体。

术语“预充溢流箱”指在预充过程中用于收集溢出液体的容器。

术语“预充过程”或“预充”指将液体输入液体通道内的空间，从而将该通道用液体填满的过程。

术语“预充量”指填满受试者的通道、装置或部件中空间所需的预充液体量。

本文件中所用的术语“处理器”、“计算器处理机”和“微处理器”是广义的术语，会将其普通和通常的含义提供给具有本领域普通知识的人员。此术语不仅限于指计算机系统、状态机、处理器或类似的利用对驱动计算机的基本指令做出响应和处理的逻辑电路进行算法或逻辑运算的类似设备。在一些实施例中，本术语可以包括与其相关的只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)。

术语“可编程的”在本文中指利用具有存储程序的计算机硬件体系结构、能够自动执行一套可被更改或替换的指令的设备。

“微型搏动泵”指使得泵送的液体在流速和/或压力上发生周期性变化的泵。

术语“泵”指可以通过施加吸力或压力使得液体或气体发生移动的任何设备。

术语“泵排量”和“体积泵送率”指泵在单位时间内能够输送的液体体积。

术语“净化水”指经过物理处理以便对其中至少一种杂质进行至少部分去除的水。

术语“复配”指通过向干燥材料添加液体或向高浓度溶液添加液体以便改变溶液浓度水平，从而获得新的溶液。

术语“再填充”指重新补充和恢复了已经消耗或发生退化的物质。

术语“剩余量”或“残留量”指对液体流路进行部分排空或抽空后，仍存在于液体流路中的液体量。

术语“置换液”指被输送到进行对流肾脏替代疗法(例如血液滤过或血液透析)的受试者血液内的液体，以便替代至少一部分在受试者的血液通过滤血器或透析器时从血液中去除的液体。

术语“补充”指重新填充或恢复了已经消耗或发生退化的物质。

术语“静脉推注备用液”指用来将液体输送到接受治疗的受试者体内的溶液，例如针对透析中的低血压。

术语“可重复使用的”指一个项目可以使用不止一次。可重复使用并不意味着无限耐用。可重复使用的项目可能在多次使用之后被更换或丢弃。

术语“可逆接头”指任何多用途的可拆卸、永久或非永久接头。

术语“盐化泵”指用于移动液体通过一条调节流路(例如：通过或来自调节材料源，如氯化钠或碳酸氢钠)和/或控制液体通过上述流路的运动情况的泵。

术语“盐化阀”指用于控制调节流路中(例如：通过或来自调节材料源，如氯化钠或碳酸氢钠)液体流动的阀门。

术语“段”指整体的一部分，例如液体流路的一部分或液压系统回路的一部分。段并不仅限于管路或导管，可以包括任何被描述为段的一组单元。单独使用术语“段”并不意味着连接到另一段的可逆或可卸接头。在一个实施例中，一段可能同另外一段或更多段进行永久连接或者可拆式连接。

术语“选择性地使液体流入”或“选择性地使液体流出”通常指使液体在可控的情况下从一个液体空间(例如：来自选定患者的液体、流路或贮箱)进入另一个液体空间的过程。一个非限制性实例是控制泵可以用于受控兼容系统规定的液体容器、贮箱、流路或导管。当液体被从一个贮箱流动到系统的其他部分，这一过程对于系统的该部分来说就被称为“选择性地使液体流入”。同样，这样一个非限制性实例，将废透析液从受控兼容系统的透析液流路中移除并将这些废透析液储存在控制贮箱中，即将规定量的废透析液转移到贮箱(例如控制贮箱)中，可以被称为从透析液流路中“选择性地使液体流出”。

术语“半透膜”也称为“选透膜”、“部分透膜”或“分别透膜”，是允许某些分子或离子通过扩散以及有些情况下专门的“易化扩散”通过的膜片。通过率取决于膜片两侧分子或溶质的压力、浓度和温度，以及膜片对于每种溶质的渗透性。术语“半透膜”也可以指阻止溶液中较大分子量组分通过，同时允许该溶液中具有较小分子量组分通过的材料。例如，透析器膜具有不同的孔径。具有较小孔径的透析器膜称为低通量膜，而具有较大孔径的透析器膜称为高通量膜。某些较大的分子，例如β2微球蛋白，不能被低通量透析器有效地去除。这是因为β2微球蛋白是大分子，其分子量约为11,600道尔顿，不能有效地通过低通量透析膜。

本文中所用的术语“传感器”在某些实例中也可以称为“探测器”，可以是一台用于测量溶液、液体或气体内某种物质的物理量，并将其转换为能够被电子仪器读取的信号的转换器。

术语“传感元件”指系统中检测或测量物理特性的装置或元件。

本文中最常用的术语“分流器”指过滤和净化系统中管道间的一条通道，用来在不同的通道或区域间转移流体。“分流器”的另一种含义是用于在不同管道、循环路径或部分间转移体液(例如血液)的路径或通道。某些情况下，术语“旁路”可以同术语“分流器”互换。

术语“钠源”指钠的来源。例如，钠源可以是包含氯化钠的溶液，或被系统水化的干燥氯化钠成分。

术语“氯化钠盒”及“氯化钠容器”指可以作为独立外壳或可以利用设备进行整体成型用于血液透析、血液透析滤过或血液滤过的物体。这个物体可以存储钠源，例如以固体和/或溶液形式存在的氯化钠，并可以与血液透析、血液透析滤过或血液滤过系统的另外至少一个功能模块连接。例如，氯化钠盒或氯化钠容器可以包含至少一条液体通道并包括导管、阀、过滤器或流体连接端口等部件。

术语“钠管道流路”指与氯化钠盒进行流体连通，并可以通过盐化泵的泵送和抽吸作用将饱和钠溶液泵送到透析液中的流路。

术语“钠源”指钠的来源。例如，钠源可以是包含氯化钠的溶液，或被系统水化的干燥氯化钠成分。

术语“固体碳酸氢盐”指包含任何纯度级别碳酸氢盐(例如碳酸氢钠)的成分。通常情况下，固体碳酸氢盐将易溶于水，从而形成一份溶液。

术语“溶质”指溶解、悬浮或存在于另一物质内的物质，通常是溶液中较小含量的组分。

术语“溶液再生系统”指用于去除溶液中具体溶质(例如：尿素)的一种或多种吸附材料。“溶液再生系统”包括至少一些不起吸附或吸收作用的材料。构成溶液再生系统的材料可以处于单个容器或吸附剂盒内，也可以被置于多个独立的容器或盒内。

术语“吸附剂盒”与“吸附剂容器”可互换，均指一种外壳，内部装有一种或多种吸附材料，用于从溶液中去除具体的溶质，例如尿素。在某些实施例中，术语“吸附剂盒”包括至少一些不起吸附或吸收作用的材料。

术语“吸附剂再生”、“吸附剂再生系统”、“吸附剂系统”等等结合上下文指血液透析用、利用吸附剂再生的透析液输送系统的组成部分，起人造肾系统的作用，用于治疗患有肾衰竭或血毒症的病人，包括吸附剂盒以及用来使得透析液循环通过吸附剂盒和透析器透中透析液舱的工具。本系统与体外血液系统和血液透析系统的透析器及其附件共同使用。可以包括维持透析液温度、电导率、电解质平衡、流速及压力的工具，以及指示透析液异常状态的报警器。吸附剂盒可以包括吸收剂、离子交换和催化剂。

术语“阳离子源”指阳离子的来源。

阳离子的实例包括但不限于钙、镁和钾。该来源可以是一种包含阳离子或由系统水合的干燥成分的溶液。阳离子注入源不仅限于阳离子，可以包括将要注入透析液或置换液的其他物质。非限制性实例包括葡萄糖、右旋糖、乙酸和柠檬酸。

术语“规定的膜渗透性”指膜片允许气体从一侧表面穿过膜片到另一侧表面时的速率，该速率与气体在两侧表面附近的绝对压力差成正比。

术语“废透析液”指已经通过透析膜同血液交换过溶质和/或水分的透析液，其包含一种或多种杂质或废物，例如尿素。

术语“静态混合器”指无需移动件就能够在流体溶液中混合两种或更多组分材料的装置。

术语“不可改变的体积”指容器内部能够容纳最大量不可压缩液体、而且不允许再添加任何量液体的一个三维空间。如果容器内的液体体积小于最大容量，那么液体将不会完全填满该容器。一旦不可改变的体积中充满了液体。

从该体积排出液体将会产生负压，阻止液体排出，除非以相等的速率同时添加和排出液体。掌握本领域知识的人员会认识到，容器最小量的膨胀或收缩可以发生在不可改变的体积中，但是，无法在最大或最小值的基础上增加或减少大量液体。

术语“自来水”指本文件中定义的、来自管道供水系统的水。

术语“温度传感器”指能够检测或测量物质、对象或液体中热程度或热强度的装置。

术语“治疗盒”指可以连接到血液透析、血液透析滤过或血液滤过设备的一套可拆卸部件。

治疗盒同设备之间进行连接的目的可以包括但不限于保持位置，允许液体流动，进行测量，提供动力以及发送电信号。治疗盒可以包括至少一条液体通道以及以下典型的非限制性部件，例如导管、流体连接端口、浓缩器、盒、阀、传感元件、贮箱、过滤器、通风口、透析器以及一次性和消耗部件的任意一个或组合。治疗盒可以与透析仪的至少一个其他模块(例如基础模块)相连接，以便形成至少一套完整的液压回路，例如受控相容流路或用于进行血液透析、血液透析滤过或血液滤过的血液回路。一个机匣中的一个或多个部件可以是一次性、可消耗、可更换或耐用项目或材料的任何组合。

“治疗溶液贮箱”指能够容纳生理兼容液体的任何容器或贮箱。

术语“治疗”指利用本发明涉及的一种或多种疗法对具有病状的患者进行管理和照料。“治疗”还包括在对患者进行治疗的过程中采用本发明涉及的一种或多种方法或使用本发明中的任何系统、装置或成分。本文中，“治疗”或“疗法”既指治疗处理，又指预防措施。“治疗”不要求完全缓解症状或体征，不要求治愈，包括对患者仅有轻微或不完全影响的治疗方案。

术语“超滤液”指在血液透析、血液滤过、血液透析滤过或腹膜透析期间利用对流通过渗透膜从受试者体内排出的液体。本文中使用的术语“超滤液”还可以指用于收集患者所排出液体的贮箱中的液体，但是这样的贮箱也可能包括不是来自于受试者的液体。

术语“超滤”指对液体进行过滤，其中过滤材料非常小；通常，液体包括胶态的、溶解的溶质或极细的固体材料，过滤器是多微孔、纳米多孔或半渗透介质。典型的介质是膜片。在超滤过程中，通过过滤介质的“滤液”或“超滤液”同进液相分离。某些实例中，术语“滤液”的使用可以指血液滤过期间产生的液体。总的说来，当跨膜输送以浓度推动力产生的扩散为主，这一过程在本文中描述为透析。当输送以压力推动力诱导的跨膜片总体流动产生的对流为主，这一过程为超滤或血液滤过，取决于膜片允许小溶质通过而拒绝高分子通过时对置换溶液的需求。术语“超滤”也可以指在透析或血液滤过过程中从血液中去除液体。就是说，超滤指在透析、血液透析滤过或过滤过程中，液体通过选择性膜(例如透析或血液滤过膜)的过程。

术语“未缓冲的碳酸氢钠”或“未缓冲的碳酸氢钠溶液”指未利用任何量、比例或pH值的共轭酸或碱进行缓冲的碳酸氢钠成分。

术语“上部位置”和“下部位置”是相关术语，与下部位置相比，上部位置处于更高的高度。

术语“上游”指与导管或流路内透析液或其他液体移动方向相反的方向。

术语“尿素传感器”指用于测量或允许计算溶液中尿素含量的设备。“尿素传感器”可以包括测量尿素的脲酶分解以及由此产生的氨浓度的装置。传感方法可以基于任何电导、电势、测温、磁感应、光学方法或以上方法的组合，以及掌握本领域知识的人员已知的其他方法。

术语“尿毒症废物”指从患有晚期肾病的患者处发现的物质，包括尿素、肌酐和β2微球蛋白。

术语“用户输入表面”指一表面，具有如下的用户界面：该用户界面包括一个或更多部件，例如显示屏、键盘、鼠标、话筒、至少一个扬声器或触摸屏，可以被人们用于向设备或控制器输入数据。

术语“用户接口模块”指具有一个或多个下述部件的设备，包括显示屏、键盘、鼠标、话筒、扬声器或触摸屏，可以帮助人们同设备或控制器之间进行交流。

术语“真空”指通过施加低于大气压力或者参考流体或气体的压力获得的状态。

与气体相关的术语“通风孔”指允许气体从系统规定的部分逸出，例如，“通风孔”存在于脱气模块中。

术语“空隙容积”指在规定的空间内(例如本发明中包括全部部件的受控相容流路)，能够被液体占据的容积。

术语“废液”指系统操作过程中不即刻使用的任何流体。废液的非限制性实例包括超滤液，由接收治疗的受试者排出的液体，以及从系统的贮箱、导管或组件中排放或清理出的液体。

术语“废物”、“无用的产物”或“杂质物”指来自患者或受试者的任何分子或离子，包括代谢废物、包含氮或硫原子的分子或离子、中等重量的尿毒症废物以及含氮废物。具有健康肾脏系统的个体将废物保持在特定的体内平衡范围内。

术语“水源”指可以获得饮用水或非饮用水的来源。

术语“水源连接”或“给水”指能够从水源获得水并将水连接到或提供给接收源或流路的流体连通状态。

涉及位于吸附剂盒“内”的传感器时，术语“内”指全部或部分电极位于吸附剂盒壁形成的内腔中或被该内腔的至少一部分包围。

术语“工作中的透析液溶液”指正进行实际流通或流过由导管、通道、透析器和盒体组成的系统的透析液溶液。

具有已连接回路的模块化透析系统

本发明提供的治疗系统和方法可以在远离大容量净化水源和排放设施的情况下用于透析治疗，并且能够被配置到可以将系统存储、运输、设置、操作和日常维护负担降到最低的机械组件中。本发明能够实现透析所需的全部功能，并且在日常清洁和消毒维护时只需要有限的可饮用自来水、瓶装饮用水或进行血液透析、血液滤过、血液透析滤过和腹膜透析可用的其他类型水。

一些实施例中，消耗品可以置于一次性用品和消耗品整体治疗盒中，以便简化进行治疗前的设备设置。治疗盒可以具有作为血液透析、血液透析滤过或血液滤过模块或系统组成部分的至少一条液体通道。治疗盒可以具有一条或更多液体通道，其中通过与模块或系统的连接构成受控兼容的透析液流路。治疗盒可以包含一条或多条导管，以便提供流路以及将治疗盒与模块连接的流体连接端口。治疗盒还可以包括任何数量的浓缩器、盒、传感元件、贮箱、过滤器、通风口，以便为系统的运行提供帮助。治疗盒可以包括定义为“一次性用品”的透析器，其中该透析器可以同治疗盒构成一个整体，也可以被完全拆除。本发明还涉及了全部功能性成分都可以从治疗盒上拆除的完全可拆卸透析器。治疗盒可以包含本文中定义的可消耗组分，例如钠、碳酸氢盐和其他电解质以及它们的盐。某些实施例中，包含这样的可消耗组分对于本发明来说至关重要，它们在一个模块中为透析疗法提供了全部必要的组分。治疗盒可以具有可消耗组分，例如钠和/或碳酸氢盐。治疗盒还可以包含任何数量的传感器、管路和接头，以便在治疗盒与基础模块或设备间构成一条透析液流路。特别是，治疗盒可以与透析仪的至少一个其他模块(例如基础模块)相连接，以便形成至少一套完整的液压回路，例如受控相容流路或用于进行血液透析、血液透析滤过或血液滤过的血液回路。

在某些实施例中，治疗用的一次性或消耗性部件可以被分成子组并安装到一个基础模块中，或者以单一部件的形式安装到一个基础模块中。

安装到基础模块中以后，单一部件或各组中的部件内包含的流路与基础模块相结合来形成一条完整的受控兼容性透析液回路，用于血液透析、血液透析滤过或血液滤过。如果需要自定义的治疗设置，例如使用特定的透析器或酸浓缩溶液；或出于经济方面的考虑对某些部件进行重复使用，例如再次填充碳酸氢盐消耗品容器，这样的结构将十分有利。

系统配制自己所用的预充液，并自动进行透析液和体外流路的预充。使用本系统时，不需要为预充、输液推注或血液反洗单独提供包装好的或配制好的无菌盐水。在某些实施例中，重量百分数约为0.9％的、通常用于预充透析器和体外回路的生理盐水为154mEq/L。透析液回路的某些部分被重复使用，这个流体回路的日常清洗和消毒维护利用简单的清洗歧管自动完成。可以对系统进行配置，以便就地储存和携带清洗歧管，无需打开已消毒的流路。还可以对系统进行配置，以使系统能够被折叠成较小的自我保护形式，方便使用者携带。一些实施例中，携带或长期储存所需的空间与航空公司允许的手提行李尺寸相一致。例如，本发明涉及了某些非限制性实施例中小于15千克的重量以及小于40升的体积构型。

在本发明描述的受控相容流路中，消除了由于工作压力而使液体通过透析膜的净被动运动。本发明提供了准确控制由患者排除液体的净量，和/或扩散清除连同增加的对流清除，和/或向患者主动提供额外的液体。系统允许对受控相容流路和体外流路进行预充、输液推注或使血液从系统返回患者体内，无需来自一个单独的来源的额外液体。本发明可以在发生低血压或血容量减少时主动向患者提供液体，并且在患者离开系统时用生理溶液对血液回路内部进行置换。本发明还可以通过交替改变液体平衡控制泵的速率和/或方向来主动地增加对流清除。本发明涉及了上述特性的任意组合。系统可以提供注入液体积、提供额外的对流清除和/或控制整个过程。受控相容流路可以具有一个或多个泵来使液体选择性地流入或流出受控相容流路。该泵可以是控制泵、水泵、盐化泵或酸浓缩泵或者其组合，在某些情况下，还可以使用置换液泵。所描述的受控相容流路还简化了整个系统。特别是不需要平衡室、水垢或重量控制方法来利用液体替换平衡去除的液体。

图1给出了用于使血液和透析液循环通过透析器701的系统。

一个分流器，例如针或导管，被连接到患者的血管，以便进行抽血或使血液在体外流路100中进行循环。体外流路100中包含从患者体内抽取的血液的那部分可以称为动脉回血管102，它按照惯例指输送患者血液的管路，不论血液是来自患者的动脉还是静脉。同样，将血液输回患者体内的那部分体外流路可以称为静脉回血管105。某些实施例中，动脉回血管102和静脉回血管105同患者的一条或更多条静脉相连。移动血液通过体外流路100的动力由血泵302提供，它通常位于动脉回血管102。血液通过体外流路100的速率通常是50～600mL/min，可以利用控制器将该速率调节到适于本发明中程序的任何速率。血泵302可以是蠕动泵，然而掌握本领域知识的人员很容易理解可以使用其他类型的泵，包括隔膜泵、离心泵和往复泵。某些实施例中，血泵302传输血液通过透析器701，这个过程中血液同透析膜702的血液一侧相接触。血液通过血液进口504流入透析器701内，通过血液出口505流出。血液进入血泵302之前的压力利用压力传感器602测量，从透析器701流出后的压力利用压力传感器604测量。压力传感器602处的压力指示出连接到血泵302进口的动脉回血管内血液流动的充分性。与大气压相比，较低或过分负压指示出不充分的血液流速，这可能导致血泵302产生的流速令人无法接受地低于设定点流速。在压力传感器604处的压力指示可以用来检测静脉血管中的阻塞物以及监测透析器701内的跨膜压。防气阀707被设置在体外流路100中以防止空气进入患者的循环系统。防气阀707不仅限于一个特定的设计。典型的防气阀可以是具有气腔的滴注器，使用允许空气通过同时保留水基液体的疏水膜。防气阀707也可以是这样的空间，其工作时充满液体，在最高点收集空气同时通过疏水膜进行空气的交换，因此，没有直接的空气血液接口。使用气液探测器或气泡检测器601和603来确认体外流路100中不存在空气。一些实施例中，气液探测器601和603可以是超声波传感器，它们能够检测出由于存在空气或气泡而导致的溶液密度变化或扩散。

阀门402控制液体流入或流出体外流路100的动脉回血管102。阀门401控制液体流入或流出体外流路100的静脉回血管105。阀401和402可以是夹管阀，它们通过对体外流路100的外部进行无创挤压来关闭管路，从而阻止液体流动。采用这种方法阻塞管路指挤压管路，使得管路的内腔关闭，这样液体就无法通过受挤压的部分。其它的阀门，例如利用可移动或灵活构件阻塞流出口的隔膜阀也可以实现这个功能。

患者的血液通路位置因人而异，通路类型包括导管、接合管和瘘管，而不同患者的血液通路程序也可以不同。可以使用任何血液通路类型或方法，本发明不做任何限定。管路104表示患者血液通路的动脉或供给部分，可以是瘘管针或导管。管路103表示患者血液通路的静脉或返回部分，可以是瘘管针或导管。

患者的动脉血液通路104在连接点502处同体外流路100的动脉回血管102相连接。接头的非限制性实例是鲁尔连接器。同样，患者的静脉血液通路103在连接点501处同体外流路100的静脉回血管105相连接。

本发明涉及了通过体外流路100抽取血样以及注入治疗物质。在透析治疗期间，可以通过静脉口503注入任何可以利用体外流路100通过血液注入的治疗物质，例如促红细胞生成素、铁和维生素D。此外，可以在动脉口525或静脉口503处从体外流路100中抽取血样。上述动脉或静脉口的部分非限制性设计可以包括加盖的鲁尔连接器、小型旋塞、按钮式膜片以及预分离无针接口，其中掌握本领域普通知识的人员将理解接口设计的使用没有偏离本发明的范围。

在体外流路100中输送血液期间，会向血液中加入肝磷脂或其他抗凝血剂，以防止血液在透析器701或输血通道/体外流路100中发生凝结。利用抗凝血剂泵301，以规定的速度加入来自抗凝血剂容器(例如注射器)的肝磷脂或其他抗凝血剂。抗凝血剂泵301可以是能够精确注入抗凝血剂的任何泵。

贮水箱202中装有少量水，用于配置溶液用于系统预充、透析治疗、提供输液推注、血液反洗以及系统清洗和消毒。使用者可以向贮水箱202加入适于饮用的自来水。或者在无法获得饮用水或其他适当的水体时，可以向贮水箱202加入瓶装饮用水。也可以使用净化水。此外，贮水箱202可以是瓶装饮用水的容器。本发明涉及了适用于透析系统，包括血液滤过、血液透析滤过和腹膜透析饿其它种类水体。本领域具有普通知识的人员认为可以对贮水箱202进行旁通，并将饮用水源与端口510S直接连接，如图5C所示。

供水的脱气和除气

给水箱202供水的水源可能含有大量的溶解气体，这些气体可以在受控相容流路110内部从溶液中释放出来，产生降低系统性能的气穴。

溶解气体中可能含有空气的组成成分，例如氮气、氧气和二氧化碳。如图1C所示，本发明具有一个脱气或除气回路，可以视情况在混合溶液和预充流体回路之前使用该回路去除水箱202的水中的溶解气体。图1C中的箭头表示除气过程中的流动方向。除气过程中，确定流体进口旁通阀404的位置，使泵305可以通过进口管路113以及节流装置408和加热器从水箱202中708抽取液体。无需将加热器708安装在除气流路中即可完成对水的除气，所以加热器708和流体加热对于除气来说是可选的。泵304为操作阶段不工作的正排量泵，并且流体不流经泵304。除气旁通阀405被定位或设置为通过除气旁通回路112从透析液泵305的进口向管路114引导流体，并且回流到水箱202中。节流装置408的尺寸应调整为当透析液泵305以预定速率工作时，流经节流装置408的流体的压力下降到较低的绝对压力，使溶解空气可以从溶液中释放，形成气泡。节流装置的非限制性实例为节流口、文氏管或小直径管。可以视情况操作加热器708来提高流体的温度，这样可以进一步降低空气在水中的溶解度，提升除气过程。由于流体在图1C中所示的除气环路中进行再循环，所以气泡从溶液中释放，并通过管路112和114返回到水箱202中，这些气泡在管路中上升到水箱202中的流体表面，并且通过排气口512排出水箱202。除气过程中，使水再循环到足以除气的预定时间，或者，直到在流经气泡检测器608的水中检测不到气泡。

再参见图1，系统中的透析液通过第一再循环透析液通道或受控相容流路110或旁通流路111传送，其中受控相容流路110可将透析液从完整环路中透析器701的出口507传送到透析器701的进口506，旁通流路111可用于在某些系统功能中绕过透析器701。在某些实施例中，受控相容流路110可以包含透析液，也称为溶液管道流路。在本文中进一步描述的某些实施例中，旁通流路111可以称为预充或再循环旁路。受控相容流路110和旁通流路111具有一个或多个传送透析液的管道。通过旁通阀407控制通过受控相容流路110或旁通流路111的流量。本领域的技术人员应了解到三通阀407可以用具有相同效果的双向阀代替，用于控制通过透析器701或旁通流路111的流量。

在透析膜702的透析液一侧通过透析器701传送的透析液通过扩散、超滤、血液滤过或血液透析滤过带走血液中的无用产物，包括尿素。透析液在透析液进口端506进入透析器，在出口端507排出。排出透析器701的透析液经过可以确定透析液中是否存在血液的漏血检测器605，表明透析膜702破裂。

阀403只按一个方向传递流量，这样流体不得通过出口507进入透析器701，而只能通过进口506进入透析器，首先流经微生物过滤器706。在其他实施例中，阀403可以是主动控制的双向阀，或者是允许流体回流到透析器701并且位于接合点526的主动控制的三通阀。微生物过滤器706清除透析液中残留的细菌和内毒素，这样渗析膜702就成为透析液和血液之间的冗余微生物屏障。在其他实施例中，微生物过滤器706可以放在流路(未示出)的任何部分，使系统污染降到最少。适用的微生物过滤器包括市售的膜孔径小到足以阻止微生物和内毒素通过的中空纤维超滤器以及其他本领域的普通技术人员熟知的此类适用过滤器。

透析液通过加热器708传送，以便将透析液加热到规定的温度。透析液泵305提供抽吸作用，使透析液流经受控相容流路110进行再循环。流速传感器609测量透析液流速以便闭环控制透析液泵305，并且/或者测量透析液流速，以便将以控制比率计量的注入液控制到透析液的流量。在某些实施例中，透析液泵305可以是正排量计量泵，流速传感器609可以选装。压力传感器610在吸附剂盒703的进口513之前测量透析液的压力。吸附剂盒可以是使用后销毁的一次性盒组件、多个材料容器组成的系统或者内部可以打开或者按需更换的可重复使用的容器。

吸附剂盒703在透析液通过透析器701重新传送之前清除透析液中的无用产物。透析液在透析液进口端513进入吸附剂盒703，在出口端514排出。

在一个非限制性实施例中，静态混合器704用于确保在测量溶液性质例如电导率之前彻底混合加入到透析液中的浓缩液。在任一实施例中，如果不使用静态混合器就可以充分混合注入液和透析液，那么在该实施例中静态混合器704可以视为选装件。

预充过程中的脱气和除气

在某些实施例中，脱气模块705在系统预充过程中去除空气和吸附剂盒703引入透析液中的一些气体，如二氧化碳。图16给出了脱气模块705的示意图，具有一个上口516，作为流体进口，一个下口519，作为流体出口，一个分隔流通室220的疏水透气膜710，以及一个被称为集气室221的空间。集气室221具有一个与出气口518连通的通气口517，与大气连通。可以操作通气控制阀410，有选择地让气体经过集气室221和大气之间，并且当通气控制阀410打开时，集气室221中的压力与大气压力相等。通风控制阀410打开时，气流的方向取决于流通室220和大气之间的相对压差。如果阀410打开并且流通室220的压力大于大气压力，通过疏水透气膜710迫使流通室220中已经上升接触到疏水透气膜710的任何气体经过集气室221，并且通过出气口518流到大气中。反之，如果阀410打开而且流通室220的压力小于大气压力，通过疏水透气膜710迫使与其接触的空气进入流通室220中。正常操作时，可以在流通室220中以大于大气压力的流体压力操作脱气模块，确保已经上升接触到疏水透气膜710的气体从流通室220中排出。脱气模块705位于泵305和透析液进口506之间的受控相容流路110中，如图1和1E中的实施例所示，也位于泵305和体外回路100的静脉回血管105上的置换液端口538之间，如图1D中的实施例所示。本发明中其他适合对系统进行脱气的位置也可以。可以在端口506和538处以大于大气压力的流体压力正常操作系统，所以脱气模块705的流通室220内的压力也会大于大气压力，因此会使任何接触疏水透气膜710的气体通过疏水透气膜710到达大气中。可以监测图1和1E所示的实施例中的压力传感器606处的流体压力或图1D所示的实施例中的压力传感器604处的流体压力，如果压力下降到不到高于大气压力的预定量，例如不到大气压力以上25毫米汞柱，可以关闭通风控制阀410，防止空气进入脱气模块705。在某些实施例中，可以按需在旁通流路111中设置节流装置409，确保在主要受控相容流路110中保持足够的反压，在对透析液流进行换向以便通过旁通流路111来绕过透析器701时，在操作过程中保持脱气模块705的流通室220内相对于大气压力的足够压力。节流装置409可以是节流口、文氏管、内径小到足以产生必要限制的管路、作动限制器，例如对管路进行压缩来限制流经旁通流路111的流量的夹管阀，或者对流体流量进行充分限制以便在节流上游保持所需的流体压力的任何适用原件。

图16中的透析液流进口516所处的位置比透析液出口519高，所以系统中的透析液或流体从向下的方向流经模块。众所周知，水溶液中的气泡上升速度随着气泡直径的增大而增加，其中，气泡上升速度在已发表的文献中是已知的。可以利用这个原则将气泡从液体中分离出来，确保气泡不从流通室220外通过流体出口519。可以确定通过脱气模块705的流通室220的最大流体流速，其中，选择流通室的横截面积使透析液的向下流速低于模块将捕捉的最小气泡的上升速度。

在一个实施例中，脱气模块具有一个流通室220，该流通室220具有一个疏水透气膜710，构成流通室220的上部。透气膜位置的最低高度要求为，其高度大于流体出口519的高度。疏水透气膜710具有足够的渗透率，并且接触流通室220和集气室221的疏水透气膜的表面积大到足以使正在上升到流通室220顶部的气流接触到疏水透气膜710，并且将利用流通室220中的流体和大气之间的压差流经疏水透气膜710到达集气室221。还要求疏水透气膜710具有足够的水突破压力，例如大于2巴，这样，液态水不会从流通室220经过疏水透气膜710到达集气室221。本领域的技术人员将能够确定流通室220的工作压力范围以及期望的从流通室220除气的速率，以确定膜渗透率和特殊应用要求的暴露的膜表面积。可适用于脱气模块的市售膜的实例为颇尔公司0.2微米孔径的零件号PTFE020LF0A。

当操作脱气模块705从透析液中除气时，打开通气控制阀410，使气体流到大气中。关闭通气控制阀410，以防空气在系统执行某些可能导致脱气模块705中的透析液压力下降到大气压力以下并且意外将空气带入系统的功能的过程中通过疏水透气膜进入受控相容流路中。当脱气模块705中的透析液压力低于大气压力并且需要让空气通过疏水透气膜在气体出口518处进入受控相容流路中，例如流体从受控相容流路排出时，在系统执行其他功能的过程中打开通气控制阀410。

图17给出了脱气模块705的一个实施例，在该实施例中，该模块在流通室220中低于流体出口519的高度具有一个流体进口516。如果流通室220的流体横截面积足够大，在脱气模块的流体流速最大时，使流体从流体进口516到流体出口519的传送时间长到足以使脱气模块将要捕捉的最小气泡至少以高差150的速度上升，并且在流体从流体进口516到流体出口519消耗的传送时间内上升到流体出口519以上，可以使用当前的设计。

图18给出了脱气模块705的一个实施例的多张图片。左侧图为脱气模块外部的等距试图，右侧图为通过一个平面的截面，该平面穿过流体进口516的轴线和流体出口519的轴线。该实施例具有一个容纳流通室220的主体715。疏水透气膜710与护罩716接触。与疏水透气膜710相接触的护罩716的表面具有多个相交槽，形成集气室221并且使气体流向通气口517。图中还示出了一个O型密封圈835，防止流体从主体715和护罩716之间的缝隙中渗漏。由于本领域的技术人员会认识到有很多种方法可以将护罩716连接到主体715上并且形成防漏密封，所以密封和连接的方法是示例性和非限制性的。所示的O型密封圈836可以在基础模块的流体端口516、519及其匹配端口之间提供流体密封。此外，由于本领域的技术人员会认识到有很多适用的密封圈，例如：O型圈、双重密封圈、唇形密封圈和端面密封圈，以及很多流体端口图形，例如：路厄接头、汉森接头和推接式管接头，所以密封圈836和端口516、519的图形是示例性和非限制性的。

可以使用其他类型的脱气模块，例如平行或缠绕的中空纤维组件。有了这些装置，就可以在模块的气体一侧使用真空装置，以便在清除气泡时抽出溶液中的溶解气体。溶解气体的非限制性实例包括氮气、氧气和二氧化碳。如果排除的气体为二氧化碳，在未增加缓冲液或者增加少量缓冲液的情况下增加透析液的pH值。

可以使用的另一类脱气模块具有一个可以在集气室充满或几乎充满液体时将密封圈压在排泄口上的浮子。当集气室收集了一些足以使液面下降的气体使浮子不再将密封圈压在节流口时，气体可以从集气室排出。流体的微生物污染可以通过在集气室出口放置一个通向大气的微生物通气过滤器来防止。

在一个非限制性实施例中，透析液可以流过氨气传感器611，该传感器在尿素分解物的氨气副产物从吸附剂柱703中排出时检测潜在危险情况。该氨气传感器可以使用光学方法来检测氨气和/或传感器611中含有的铵敏感介质的颜色变化。如果检测到氨气和/或铵，通过控制作用切换旁通阀407将透析液流引导到旁通流路111中，并且防止超差透析液通过透析器701。此外，单向阀403用于防止携带氨气和/或铵的透析液回流到透析器701中。同样，可以使透析液通过吸附剂盒703循环，同时旁通透析器701并且在需要时防止接触患者血液。

用温度传感器612测量透析液的温度，验证该温度在通过透析器701之前是否在预定的温度限制范围内。如果温度超过容差，通过控制作用切换旁通阀407将透析液流引导到旁通流路111中，并且防止超差透析液通过透析器701以及进一步的再循环，直到透析液温度处于允许的限制范围内。温度传感器612还可以通过控制器和加热器的作用对透析液温度进行闭环控制。可以利用电导率传感器613监测从吸附剂盒703出口端排出的更新透析液。本发明描述的实施例中使用的任何电导率传感器的设计并不是特殊限制的，但是，一个典型的电导率传感器具有两个电极，在此可以监测两个电极之间的电流。透析液中存在的钠离子是电导率传感器613测量到的电导率的主要来源。可以持续监测到电导率，并且报告给控制器，以便对透析液的质量和安全性进行评估。当透析液的电导率下降到预定范围内时，阀407将透析液引导到透析器701的透析液进口端506；阀407位于吸附剂盒703的进口端514和透析器701的透析液进口端506之间。在某些实施例中，阀407是一个三通阀。可以通过一对双向阀来完成对阀407的控制。

当电导率传感器613测量的电导率超过预定范围时，阀407可以引导透析液通过旁通流路111来传输并且绕过透析器701。

此外，单向阀403用于防止透析液回流到透析器701中。同样，可以使透析液通过吸附剂盒703循环，同时旁通透析器701并且防止接触患者血液，直到已经通过系统的控制作用来调整纳含量。通过操作水泵304来从水箱202中增加水量，同时操作流体平衡控制泵303通过将透析液抽到溶液贮箱201中来排除等量的透析液，系统可以在受控量的透析液回路中降低纳浓度。如果电导率低，则系统可以通过切换盐化阀406来增加纳浓度，以通过与氯化钠盒203流体连通的纳管道流路引导流量，并且通过盐化泵307的抽吸和计量作用将饱和纳溶液抽到透析液中。

透析液在通过进口506进入透析器701之前用微生物过滤器706进行过滤。吸附剂盒703从溶液中有效去除细菌和内毒素，并且微生物过滤器706进一步去除了残留的细菌和内毒素，这样，产生的溶液就能够满足超纯透析液的微生物纯度标准，并且透析器膜702成为细菌通过穿越透析膜702转移的溶液从透析液舱传递到血液舱的冗余屏障。

通常，现有技术吸附系统中吸附剂盒的输出端满足美国医疗仪器促进协会(AAMI)透析用水标准，但是不满足AAMI微生物超纯透析液标准。医学文献中表明，在减少ESRD患者的炎症反应时超纯透析液是令人满意的。超纯透析液的理想质量是小于约0.1菌落形成单位(cfu)/mL，其中cfu为单位体积内活细胞的数量，并且可检测的内毒素少于约0.03内毒素单位(EU/mL)。适用的过滤器包括Medica生产和供应的由超滤器和微滤器，但是可以将任何熟悉普通技术的人们所知的过滤器用于预期目的。

可以使用压力传感器606测量进入透析器701的透析液进口端的透析液的压力。

构成受控相容流路110的部件可以具有受控兼容体积，其中，受控相容流路110还包括控制泵，例如可以被双向操作使流体可以从透析器701的体外侧净移动到受控相容流路110内或者使流体从受控相容流路110净移动到透析器701的体外侧的流体平衡控制泵303。特别是，控制泵303或任何这种类似的泵可以在流出方向上操作，使流体可以从透析器701的体外侧移动到受控相容流路110内，或者在流入方向上操作，使流体从受控相容流路110移动到透析器701的体外侧。采用这种方式，可以直接控制并且准确确定穿过透析液舱和血液舱之间的透析膜702的流体的净体积。

在某些实施例中，在流出方向上操作控制泵303，驱使液体进入受控相容流路110中，随后使流体从受控相容流路110中移动到透析器701的体外侧。控制泵303也用于在相反方向上使流体移动穿过透析器701进入受控相容流路110中。需要注意的是，溶液贮箱201或任何其他连接到受控相容流路110的适用容器可以使系统通过抽取流体并在相应容器中储存所需量并且/或者给患者提供再平衡流体并去除无用的产物来调整病人流体体积。例如，在连接到受控相容流路的溶液贮箱201中储存的流体可以用于储存与超滤过程中从患者体中去除的超滤液体积相等的流体。或者，在连接到受控相容流路110的任何溶液贮箱201中储存的流体可以包含理想的注入液。在某些实施例中，提供的流体可以包含穿越透析器701并且进入患者血液中的治疗组分交付物。此外，可以由使用者或程序控制仪对受控相容流路110的容积进行主动控制。

在某些实施例中，控制泵303可以在不产生真空的情况下使流体从受控相容流路110移动到体外侧，其中，控制泵303的操作按照本发明中的描述进行控制。同样，控制泵303也可以从体外侧移动，由此也可以通过泵的作用从患者体内移动。在某些实施例中，可以利用清除的流体对透析器701的体外侧和受控相容流路110之间流体的净移动进行准确控制。在其他实施例中，利用溶液贮箱201中储存的溶液将抽取的流体通过受控相容流路110传送给患者。在一些实施例中，溶液贮箱201可以预先用水、透析液或其他流体填充，然后添加到受控相容流路110中。

同样，本发明的多个实施例可以具有一个受控相容流路110，可以对该流路进行精确控制，以便准确地从透析器701的体外侧抽取或向其添加流体。由于受控相容流路110的部件和连接管路的空隙容积基本上不能改变，所以防止流体或水沿任何方向上传过透析器701的体外流路100和透析器701的受控相容流路110之间的透析膜702。特别是，由于受控相容流路110空隙容积的受控兼容特性，所以水不能沿任何方向在体外侧和透析液侧被动地传过透析膜702。如果出现可能会增加透析膜体外侧压力的因素，例如血流速度或血液粘度增加，那么由于受控相容流路110的有限容积和透析液的不可压缩特性，将会自动补偿传过透析膜的压力。如果出现可能会增加透析膜702透析液侧压力的因素，例如透析液流速增加，通过出现净移动时在受控相容流路110中产生的真空防止水从受控相容流路110到体外流路100的这种移动。可以进一步利用这种能力来提高系统对尿毒症杂质的对流清除能力，通知控制从患者体内清除的净流体，例如通过偶尔换向来创建流体传过透析膜周期。在某些实施例中，可以按本发明中的描述使用超滤液。但是，本发明并不限于受控相容流路，其中某些实施例中的受控相容流路110并不是受控相容流路，并且可以包括一个或多个用于储存或容纳透析液的开口容器。

由于透析器可以是高通量类型，所以由于透析膜的血液侧和透析液侧的压差，有一些流体通量来回穿过透析膜。

由于穿过透析膜移动溶液所需的压力低，所以这是一个局部现象，称为反向滤过，但是患者不会造成净流体损益。

所描述的容积固定的受控相容流路使流体平衡控制泵303能够与水泵304和酸浓缩泵306一起操作，这样可以根据简单的容积式控制算法准确确定和控制从受控相容流路110和体外流路100中抽取或排除的净流体，该算法用以下公式中的体积和表示：

术语“病人流体平衡”指通过流体穿过透析膜702的净移动增加到或从病人体内清除的流体的体积。以上公式中每个术语的代数符号由流量是否是流出或流入到受控相容流路110来确定。X项指泵的体积流率，其中泵的数量可以是从0到20的n。“从0到20的n”项指的是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。该公式适用于流体去除的瞬时速率。瞬时净流体去除速率也可以随着治疗时间累计，以确定过去的治疗时间内的净流体去除情况。因此，该系统可以操作上述泵，选择性地计量从流动回路进入或排除的流体，以便在整个治疗交付过程中的任意时间完成预定的病人流体平衡。

在某些实施例中，本发明的任何一个控制泵可以是蠕动泵、容积式计量泵、隔膜泵或注射泵。因此，受控相容流路110的体积基本上不能改变，该体积可以表示由控制泵303或者为受控相容流路110添加或清除流体的任何其他泵调节的体积上的受控变化。2012年8月2日提交的序列号为13/565,733的美国专利申请的内容通过全部引用包含在本发明中。

在某些实施例中，受控相容流路110的总空隙容积可以从约0.15升到约0.5升。

在其他实施例中，受控相容流路110可以具有一个从约0.2升到约0.4升或者从0.2升到约0.35升的空隙容积。本领域中普通技术人员根据一些参数例如患者体重、身高和健康状况来设想其他容积。该系统可以设计成一个便携式系统、桌面系统或适用于在临床环境中大量使用的大型系统。因此，本发明也考虑了大于0.5L到约5升的大体积和0.1L到0.5L的微体积，例如0.1升～0.2升、0.1升～0.3升、0.1升～0.4升、0.2升～0.3升、0.3升～0.4升或0.3升、0.5升，或者约1升、2升、3升、4升或5升的较大体积。

注入液，例如水溶性限制大于其在透析液中的浓度的氯化钠和碳酸氢钠，可以通过从溶质质量大于治疗期间所需的溶质量的容器中重组饱和溶液来在线生产，这样保留了储备量的溶质，并且容器中的溶液保持饱和状态。虽然溶解度不随温度变化，但是循环透析液的温度由加热器708控制，并且从容器中流出的溶液的温度可以由容器出口附近的温度传感器614选择性测量，这样可以根据经验温度-饱和度曲线确定注入液的实际浓度。

盐化阀406引导饱和溶液流路穿过含有过多氯化钠溶质的氯化钠盒203，或者与含有过多碳酸氢钠溶质的碳酸氢钠盒204流体连通的缓冲液导管流路。过量的溶质可以是超过系统正常运行期间可能消耗的预定量的溶质的一定量的溶质，这样某些未溶解的溶质保留在盒或容器中。由于可溶解到溶液中的溶质过量，所以过量的未溶解溶质可以造成基本保持饱和状态的溶液从盒或容器中流出。对于本领域技术人员显而易见的是，三通阀406的功能可以由两个双向阀代替，以完成相同流体回路的功能。本发明中还考虑了其他用于达到相同效果的阀门装置，无论是双向阀、三通阀还是具有不同构型的多通阀。

在一个优选实施例中，氯化钠盒203和碳酸氢盐盒204以干燥形态提供，然后在系统运行的水摄取和预充步骤中与水化合，生产饱和水溶液。这抑制了作为水溶液提供的碳酸氢盐中可能的微生物繁殖，还降低了供应品的运输重量。图19中，穿过碳酸氢盐盒204流动的流体可以由所示的干燥碳酸氢钠重新构成饱和水溶液。流体可以通过端口524进入，穿过过滤材料711的第一近端层、流通室222，然后穿过过滤材料711的第二远端层，然后通过流体出口523排出。过滤材料711的功能是在储存和运输过程中保留流通室222内的碳酸氢钠，还在流体流过流通室222时防止未溶解的碳酸氢钠颗粒穿过流通室222。对于过滤材料711，优选喷制或旋转厚度过滤介质。流通室222中包含超过系统运行过程中将消耗的数量的一定量的干燥碳酸氢钠。流过流通室222的流体可以溶解碳酸氢钠，直到生成饱和溶液。只要流通室222中保留一定量的未溶解碳酸氢钠，在流体出口523处穿过碳酸氢盐盒204的流体可以保持饱和状态。碳酸氢钠的饱和浓度已知，包括随温度的变化情况。温度传感器614可以测量通过流体出口523流出的溶液温度，使控制器能够确定从碳酸氢盐盒204中流出的流体的碳酸氢钠浓度。还应注意的是，利用泵307的作用通过碳酸氢盐盒204从流路100中计量的溶液可以包含其他溶质，主要是钠和氯化物，这些溶质影响了碳酸氢盐盒204中碳酸氢盐的饱和浓度，在确定饱和碳酸氢盐盒204中碳酸氢盐浓度时可以考虑这些浓度也由系统控制的溶质的影响。

据此，可以通过控制器对盐化泵307的速率进行调整，以便保持碳酸氢钠从调节管道流路115注入到受控相容流路110和过滤液再生回路120的理想速率。

图20中给出了碳酸氢盐盒204的一个实施例。流体可以通过端口524进入，穿过第一近端过滤层711、含有超过系统运行将消耗的数量的一定量的碳酸氢钠的流通室222，然后穿过第二远端过滤层711，然后通过流体出口523排出。碳酸氢盐盒的外壳由底座717和外罩718构成。在所示实施例中，在底座717和护罩718之间可以有一处搭接处。搭接构型为本发明的一个实施例的非限制性实例，其中，本领域的技术人员会认识到可以使用很多适用的将护罩718连接并密封到主题717的方法，例如，粘接、使用弹性密封圈的扣合、螺纹、旋转熔接、超声波焊接和压配合。图中还示出了O型密封圈836，在基础模块的流体端口524、523及其匹配端口之间提供流体密封。由于本领域的技术人员会认识到有很多适用的密封圈835，例如：O型圈、双重密封圈、唇形密封圈和端面密封圈，以及很多流体端口图形，例如：路厄接头、汉森接头和推接式管接头，其中任一一种都可以在本发明中使用，所以密封圈856和端口524、523的图形是示例性和非限制性的。

如图1所示，利用透析液泵305使透析液通过受控相容流路110再循环。当流体平衡控制泵303、水泵304、盐化泵307和酸浓缩泵306不工作时，受控相容流路110中的流体以完全由透析液泵305确定的速率流入和流出透析器701。在一些实施例中，可以以约50～800mL/min的速率操作透析液泵。。透析液泵305可以是正排量泵，例如往复计量泵、隔膜泵或蠕动滚轮泵。透析液泵305的选择不仅限于正排量泵，可以是齿轮泵、叶片泵或离心泵。在一个实施例中，可以在受控相容流路110中使用齿轮泵。在体外流路100中，可以使用蠕动泵。但是，可以使用本领域技术人员熟知的许多其他类型的泵，这一点是可以理解的。

在优选实施例中，流体平衡控制泵303可以双向操作，用于计量溶液贮箱201和受控相容流路110之间的流体，流体平衡控制泵303为正排量泵。正排量泵的非限制性实例包括容积固定的泵、往复柱塞泵、隔膜泵或蠕动滚轮泵。

水泵304通常按流入方向操作，以便计量从水箱202进入受控相容流路110的水。水泵304是正排量泵。正排量泵的非限制性实例包括容积固定的泵、往复柱塞泵、隔膜泵或蠕动滚轮泵。

操作盐化泵307，计量在包含一定量的大于溶质水溶性的溶液的调节流路115内从受控相容流路110通过盒的流体，这样对回流到受控相容流路110的注入液的饱和溶液例如氯化钠或碳酸氢钠进行计量，使透析液中的一种或多种溶质的浓度增加。盐化泵307是正排量泵。正排量泵的非限制性实例包括容积固定的泵、往复柱塞泵、隔膜泵或蠕动滚轮泵。

图1中，盐化泵307可以在吸附剂盒703的出口之后抽出透析液，并且使流体在透析液泵进口上游的某一点回流到受控相容流路110中。图1中所示的构型为一个非限制性实例，一个普通技术人员可以设想在受控相容流路110中的其他点使流体在吸附剂盒703之前或之后回流。特别是，参考图1，盐化泵307的作用是计量从受控相容流路110同过包含饱和溶液盒的调节流路115的受控体积的流体，并且向受控相容流路110返回等量的饱和溶液。可以在旁通接合点526和电导率传感器613之间的多点范围内使流体返回到受控相容流路110中。参考图1C，还需要注意的是，盐化泵307可以在多点范围内从旁通接合点526和电导率传感器613摄取流体，优选的是，泵307的进口位于受控相容流路110上的某一点，其中该点没有紧接着通过阀406回流到受控相容流路110的浓缩溶液的流出下游。

正常情况下，按流入方向操作电解质浓缩泵或酸浓缩泵306，从酸浓缩容器205对包含电解质例如钾离子、镁离子、钙离子和其他组成透析液组分的物质的浓缩液进行计量。酸浓缩泵306是正排量泵。正排量泵的非限制性实例包括容积固定的泵、往复柱塞泵、隔膜泵或蠕动滚轮泵。

由于构成受控相容流路110的回路部件和连接管路的空隙容积基本上不能改变，所以可以通过利用一个或多个泵303、304、306的协同作用向受控相容流路清除或添加流体体积对流体在任何时间间隔穿过透析膜702的净移动进行精确控制。因此，本发明提供了一种从患者身体准确引入或清除流体的方法。

图1D给出了使用血液透析滤过方法的一个实施例。图1D中所示的部件可以比得上图1中所示的部件，其中相同的参考编号指的是类似的原件。在血液透析滤过过程中，利用滤液泵335穿过膜732抽出血液中的滤液，并且在滤液穿过膜732时通过溶剂拖拽作用从血液中除去无用的物质。滤液泵335的泵送率决定了对流过滤的速率。同样，透析液不通过滤血器731进行循环。当然，在滤血器731处从血液中清除滤液流体，并且再生了置换液用于在端口538处通过静脉回血管105为患者重新引入，以防在未回收置换液时由于抽取过量的流体而出现血容量过低。

部件和导管，包括滤液再生回路120和旁通流路111，基本上是不能改变的，这样就生成了受控兼容滤液再生回路，并且按照图1的描述，可以操作泵303、304和306来精确控制净流体从接受治疗的受试者的清除或添加。同样，流体平衡控制泵303可以和水泵304和酸浓缩泵306一起操作，这样，可以从滤液再生回路120清除或减少净流体，因此可以根据由以下公式中的容积之和表示的简单容积控制算法准确确定和控制体外流路100。滤液再生回路120也可以指溶液管道流路。

“病人流体平衡”指的是通过流体的净移动添加到或者从病人体内清除的流体的容积，该流体通过滤血器膜732清除作为滤液，并且通过体外流路100的端口538回流作为置换液。以上公式中每一项的代数符号由流动是否是流出或向滤液再生回路120的流入而确定。X项指泵的体积流率，其中泵的数量可以是从0到20的n。“从0到20的n”项指的是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。该公式适用于清除液体的瞬时速率。瞬时净流体去除速率也可以随着治疗时间累计，以确定过去的治疗时间内的净流体去除情况。因此，该系统可以操作上述泵，选择性地计量从流动回路进入或排除的流体，以便在整个治疗交付过程中的任意时间完成预定的病人流体平衡。

在一些实施例中，回流到受试者的置换液的量与通过滤血器731抽取的容积基本相等。在其他实施例中，注入到受试者中的置换液的量小于通过滤血器731抽取的量，对净流体从受试者中的去除产生影响。

可以通过出口537从滤血器731中抽取滤液，并且利用压力传感器615监测抽取的流体(即滤液流体)的压力。漏血检测器605用于监测滤液，确定其中是否存在血液，如果存在，表明滤血器膜732已破裂。图1描述了系统部件的使用，用来修改透析液的组成，以便保持生理兼容性。可以利用相似的系统部件来修改再生滤液的组成，用于生成置换液，通过端口538重新注入到静脉回血管105中。

在静脉血液滤过救治之前，必须用生理上兼容的溶液预充系统管道。如图1描述，可以选择对水箱202中的水除气，然后通过泵304的作用将水抽到滤液再生回路120中。如前所述，钠盒203和碳酸氢盐盒204连同盐化阀406和泵307可以用于生成预定水平的钠离子和缓冲液，以便生成生理上兼容的预充溶液。然后，生成的溶液可以利用阀407的作用通过旁通流路111循环，发挥预充和再循环回路的作用。通常情况下，控制生理上兼容的溶液生成的步骤如下：(1)水泵＝控制泵；(2)盐化泵速率＝((目标溶液/氯化钠浓度)×水泵速率)+((电导率δ/氯化钠浓度)×溶液管道流速)。

如图1所示，通过泵303的作用使生理预充溶液进入到治疗溶液箱201中，该过程一直持续到已经产生并在贮箱201中保留足以进行预充、输液推注或血液回洗的预定量的生理相容的溶液。

一旦预定量的生理上兼容的溶液生成并且运动到治疗溶液贮箱201中，对泵303进行换向，开始使贮箱201中的一部分制备好的溶液运动回滤液回路，并且目前阀407的位置可以让溶液穿过微生物过滤器706和709，在端口538处进入体外流路。

按照图1的说明，对体外流路进行持续预充，除非生理上兼容的预充溶液在端口538处进入体外回路，而不穿过透析器701的膜702，体外流路中的空气如图4B所示运动到位于体外流路100终端的疏水孔560，或者如图4A和4C的实例所示进入填充溢流箱210中。此外，由于体外流路中充满了预充溶液，流体穿过滤血器膜732，通过端口537从滤血器731流出，并且反馈到滤液再生回路120中。在溶液循环回到体外流路之前，通过位于滤液再生回路120中的脱气模块705的作用，将进入滤液再生回路120的空气排出，该滤液再生回路120中的流体已在端口537处排出滤血器731。在这个过程中，可以通过泵306的作用从浓缩贮箱205添加注入液，以便向溶液中增加阳离子和其他组分(例如钾离子、镁离子、钙离子等)。

开始血液透析滤过治疗后，立即通过吸附剂盒703从滤液流体中清除无用的物质。可以通过泵306的作用从浓缩贮箱205添加注入液，增加必要的阳离子和其他组分(例如钾离子、镁离子、钙离子等)，以便重新生成置换液溶液。然后，经过处理的滤液穿过脱气模块705、微生物过滤器706和709，在从端口538处将置换液溶液引入静脉回血管105注入患者体内之前，完成置换液溶液的制备。置换液溶液可以用来防止血容量降低，并且至少能替换作为滤液从受试者血液中清除的一部分流体。置换液可以指置换流体，本发明中这两个项目可以交换使用。如图1所示，氨气传感器611、温度传感器612和电导率传感器613监测置换液，验证其是否保持在预定界限范围内。如果溶液组成超过了预定界限，阀407通过旁通流路111使溶液换向，起到预充和再循环回路的作用，直到流体已经纠正。本领域的技术人员将了解到滤液的组成并不总是与置换液的理想组分相匹配。同样，可以使用钠盒203和碳酸氢盐盒204来按需修改滤液的组分，以生成适用的置换液。例如，可以操作泵307和阀406利用调节通道通道115来提高滤液流体的电导率。同样，可以利用泵304的作用通过从水箱202中添加水来降低电导率，并且可以通过操作泵303来清除多余的流体。可以在微生物过滤器706之前和微生物过滤器706和709之间的置换液通道中增加另外得压力传感器，独立检测过滤器的状态。如图1描述，通过泵303的作用从贮箱201向滤液再生回路120中加入额外的溶液，向受试者提供流体推注，除了推注流体在端口538处进入体外回路，而不是穿过透析器701的膜702。

图1E给出了进行血液透析滤过治疗的一个实施例。该系统与图1所示的血液透析系统相同，除了已经在回路中增加了置换液计量泵308和冗余微生物过滤器709，其中透析排出液通过出口507排出透析器701并且通过进口506回流。置换液计量泵308可以是往复柱塞泵或隔膜泵或蠕动泵。微生物过滤器709可以是单个微生物过滤器或者多个串联的冗余微生物过滤器。由于受控相容流路110，也成为溶液管道流路，具有受控兼容体积，所以操作置换液计量泵308能使额外的滤液从血液中穿过膜702被抽出，进入透析液室中，通过穿过透析膜的对流提升清除作用。该滤液与外排流相结合，穿过透析器出口507，回流到已清除杂质的吸附剂盒703中。然后，从浓缩贮箱205向透析液和滤液组合流中重新注入阳离子，并且该组合流继续流向透析器进口506。到达透析器进口506之前，置换液计量泵308通过微生物过滤器709重新引导一部分再生流体，作为置换液溶液，在端口538处进入体外流路的静脉回血管105中。

由于受控相容流路110的受控兼容特性，所以可以根据以下公式计算单位时间内控制泵303、水泵304、电解质泵306和置换液计量泵308的流速的代数和，确定从受试者体内清除的净流体。

术语“病人流体平衡”指通过流体穿过透析膜702的净移动增加到或从病人体内清除并从端口538处进入体外流路105的流体的体积。以上公式中每个术语的代数符号由流量是否是流出或流入到受控相容流路110来确定。该公式适用于流体去除的瞬时速率。瞬时净流体去除速率也可以随着治疗时间累计，以确定过去的治疗时间内的净流体去除情况。X项表示其他可以使用的泵的体积流率，其中n可以从0到20。应了解到，在不偏离本发明范围的情况下，泵和贮箱的数量与类型的许多可能的置换可以在以上描述的公式中共同使用。

可以在协同主动控制下操作控制泵303、水泵304、酸浓缩泵306和置换液计量泵308，其中体积泵送率可以单独调整，并且可以按需打开或关闭一个或多个泵，实现规定的流体组成，并且从治疗中的受试者体内清除规定的流体。

图2给出了一个实施例，其中，基础模块803与选装治疗盒820的受控相容流路部件流体连通。治疗盒820可以包括治疗所需的可消耗物品和一次性物品，并且可以可拆卸地安装在基础模块803上。治疗盒820可以包含透析器701、一种或多种注入液804以及一个或多个溶液贮箱201。注入液可以是干物质或溶液的形式。在一些实施例中，治疗盒820可以包括一个透析器以及一个或多个注入液贮箱，其中透析液或注入液容器804可以或不得从治疗盒(未示出)上完全拆卸。在其他实施例中，治疗盒可以包括一个透析器以及一个或多个溶液贮箱201，其中每个部件可以或不得从治疗盒(未示出)上完全拆卸。治疗过程中，受试者850的血液循环与治疗盒820中包含的透析器701流体连通。在某些实施例中，所连接的水箱202可以可拆卸地连接到系统上，并且由一个或多个系统部件例如基础模块803整体形成。操作过程中，水箱202与基础模块流体连通。吸附剂盒703还与基础模块803流体连通。基础模块的操作由控制器802来控制。控制模块802通过用户界面801向使用者发送消息并从使用者接收指令。无论是组合成可选的治疗盒820还是单独安装在基础模块803上，在任一实施例中，透析器701、注入液804、溶液贮箱201、吸附剂盒703和贮水箱202与基础模块803的连接端口(未示出)流体连通，使受控兼容透析流路完整，以便向受试者提供治疗。

图3示出了图2中基础模块803内包含的图1中的受控相容流路110的可重用液路部件和端口。

流体回路图中添加的虚线表示图6A中所示清洗歧管840内包含的连接装置通道860-871所建立的液路连接。清洗和/或消毒过程之前，一旦治疗完成，则由清洗歧管840内包含的连接装置使去除一次性和消耗性部件时打开的流体回路部分完整。为了清洗和/或消毒，连接装置产生完整的流体回路，使流体能够通过可重用部件被冲洗和再循环。图3所示的虚线提供了连接的流体端口的构型的一个非限制性实例。本发明还考虑到了备用连接的端口组合，本领域的技术人员应认识到，为了在受控兼容透析液流体回路的可重用部分中对清洗和/或消毒流体进行冲洗和再循环，可采用连接的端口的其他组合来产生完整的流图回路通道。

图6A示出了清洗歧管840，其具有图3中的流体回路连接装置和端口。回路连接装置或流体端口连接装置连接到基础模块803的流体端口上，以便在治疗完成后去除受控的兼容流路的一次性和消耗性部件时使流体回路完整。当清洗歧管840安装在基础模块803上时，图6A所示的清洗歧管流体端口506M、507M、508M、509AM、510AM、515M、516M、519M、522M、523M、524M、530M和531M与图5C所示基础模块803的相应流体端口506S、507S、508S、509S、510S、515S、516S、517S、519S、522S、523S、524S、530S和531S相啮合。图6A还示出了分别连接到图3中线路113和114的流体端口509BM和510BM，使清洗歧管840和贮箱202之间形成流体连通。本领域的普通技术人员应认识到，在用于清洗和/或消毒过程中之前，如果水源不需要通过系统进行除气，可通过将适用水源直接连接到清洗歧管840的流体端口510BM上来避开贮水箱202。

在清洗和消毒期间，根据需要，可通过上述方法首先对大量的水进行除气。在除气期间，清洗歧管840内包含的阀门411和412工作，使水从贮水箱202流经线路113、阀门411、阀门404、可选加热器708、透析液泵305和阀门405，以便通过除气旁通管112、阀门412和线路114流回贮水箱202。将图1所示吸附剂盒703从图3所示连接的流路中去除之前，连接的回路充满水，并可通过连接的流路110可选择地抽出预定的过量水。为完成此操作，通过水泵304使水进入连接的流路110，并通过吸附剂盒703净化，通过图3所示连接的流路110的各种流路、泵和阀门循环，然后流经冲洗控制阀门413进入清洗歧管840内包含的冲洗贮箱841。在一个可替代实施例中，排液口可替代冲洗贮箱841。本领域的技术人员应认识到，如果已规定需使该流体回路完整，例如通过连接的端口514和513来完成冲洗步骤，以及如果供水足够干净使得不必对冲洗流体进行进一步过滤，或者如果在清洗歧管内提供过滤，例如在进水端口509BM和510BM，则吸附剂盒可在该步骤之前去除。然后，吸附剂盒与连接的受控相容流路110断开，清洗和/或消毒浓缩盒720连接在端口514和513处。对阀门411和412进行定位，防止流经贮水箱202，但允许流经再循环流路中的基础模块803、进水连接端口509S和510S，这样可对其进行清洗和消毒。然后，启动图3所示的所有泵，并使阀门413和410以外的所有阀门循环，以便引导再循环流体流经所有通道并分配盒720中的清洗和/或消毒浓缩物。采用加热器708将流体温度提升至有助于消毒的温度。在消毒过程中，通过诸如传感器607、612和614对加热后的清洗和/或消毒溶液的温度进行监控，以验证流体温度保持在清洗和/或消毒的预定界限内。本发明考虑到了附加温度传感器及温度传感器的位置，本领域的技术人员应认识到，温度传感器的具体位置和数量应符合单项实施例的要求。

通过流体温度、消毒化学制品类型、消毒化学制品浓缩物和消毒时间之间的4路交互对消毒进行控制。在一个非限制性优选实施例中，柠檬酸用作清洗和消毒化学制品，按重量计浓度大约为2％。柠檬酸可有效去除矿物质水垢，相对无毒，具有生物相容性，可从干化学结构中容易地恢复原状。在一个非限制性优选实施例中，清洗和消毒流体温度是80℃～90℃，该温度下的消毒时间小于1小时。在另一个非限制性实施例中，清洗和消毒流体温度大约85℃，消毒时间大约20分钟。本领域的普通技术人员应了解，具体温度和时间参数将取决于具体实施例。

在清洗和/或消毒过程结束时，系统关闭，清洗歧管840、消毒盒720和消毒流体保留在方便的位置，使流体通道关闭，防止污染物进入。图6C示出了基础模块出入口802的剖面图，表明清洗和消毒模块840可保留在存放构型中的原位。

如此处所示，例如图1、5C和5G，具有流体连接端口506S、507S、508S、509S、510S、515S、516S、519S、522S、523S、524S、530S和531S的基础模块803连接到一次性和消耗性部件上，可选择地组织成治疗盒820，以便使受控相容流路110完整。即，可在一次性治疗盒820、诸如贮水箱202等贮箱及吸附剂盒703之间形成对基础模块803的连接，以便形成完整的连接的受控相容流路，准备生理相容的透析液。如此处所示，例如图3、5C和6A，清洗歧管840可附着在基础模块803上，以便对与连接的受控相容流路110的其他部分(可在系统的两次使用之间被取代)相分离的连接的受控相容流路110的可重用部分进行清洗和消毒。在其他实施例中，治疗盒可包含诸如透析器701、体外流路100、盒子203和204、浓缩贮箱205、控制贮箱201、传感器(例如氨传感器611)和吸附剂盒703之类的一个或多个一次性或消耗性治疗部件的任意组合。

参照图1、1D、1E和3，治疗系统的流体回路可分为多个节段，它们可被组合成一个完整的受控相容流路。

可从分组中选择这些节段，该分组包括：第一节段，具有与受控相容流路110流体连通的吸附剂盒703或清洗和/或消毒浓缩盒720；第二节段，具有同时与添加浓缩溶液205的贮箱和受控相容流路110的导管形成流体连通的浓缩泵306；第三节段，包含与受控相容流路110流体连通的脱气模块705以及与脱气模块705的通风口517流体连通的通风控制阀410；第四节段，具有至少一个盐化泵307或至少一个盐化阀406，以及用于通过氯化钠盒203输送流体的旁通路径115或不通过透析器701输送的连接到吸附剂盒703上的碳酸氢盐盒204；第五节段，具有透析器701，该透析器701具有与体外流路100形成流体连通的血液进口504和血液出口505、与第一微生物过滤器706形成流体连通的透析液进口506以及与单向阀403形成流体连通的透析液出口507；第六节段，即旁通流路111，作为预充和再循环回路，用于传送吸附剂盒703中的流体，与透析器701不发生接触或不经过氯化钠盒203或碳酸氢盐盒204；第七节段，具有同时与控制贮箱201和受控相容流路110的导管形成流体连通的控制泵303；第八节段，具有同时与贮水箱202和受控相容流路110的导管形成流体连通的水泵304；第九节段，具有与受控相容流路110形成流体连通的泵305、与受控相容流路110的至少一个导管和通风孔512形成流体连通的除气旁通导管112、以及用于引导或促使流体的移动是从贮水箱202的端口509流经节流装置408和泵305以便对流体进行除气的流体进口旁通阀404；第十节段，同时与冲洗贮箱841和泵303、304、306或307形成流体连通，它们与受控相容流路110的导管形成流体连通；第十一节段，与贮水箱202的至少一个端口509、节流装置408和流体进口旁通阀404形成流体连通；第十二节段，与贮水箱202的端口510、除气旁通阀405和泵305形成流体连通，它们与受控相容流路110的导管形成流体连通；第十三节段，具有滤血器731，该滤血器731具有与体外流路100形成流体连通的血液进口504和血液出口505以及与单向阀403形成流体连通的滤液端口537；第十四节段，具有与体外流路100的导管和第一微生物过滤器706形成流体连通的第二微生物过滤器709；第十五节段，具有与体外流路100的导管和置换液泵308形成流体连通的第二微生物过滤器709，该置换液泵308与第一微生物过滤器706和透析器701的透析液进口506形成流体连通。

在系统预充和受试者治疗期间，一次性和消耗性部件可选择地组织成治疗盒820，并连接到基础模块803上使第二节段、第三节段、第四节段、第五节段和第七节段都连接到受控相容流路110上，以便使受控相容流路110的各个部分完整。吸附剂盒703在端口513和514处的安装与连接使第一节段完整。提供了第四节段，为钠盒203和碳酸氢盐盒204的存在留出位置，以便从贮箱202提供的水中产生生理相容的透析液。

取代可拆卸的一次性和消耗性治疗部件，连接清洗歧管840可使基础模块803的受控相容流路110的可重用部分连接在完整的流体回路中，以便产生并循环清洗和/或消毒流体。图3中的连接装置860-871示出了清洗歧管840形成的连接。3.特别是，取代脱气模块705，在端口516和519之间建立连接，取代透析器701，在端口506和507之间建立连接，取代氯化钠盒203和碳酸氢盐盒204，在端口522、523和524之间建立连接。可通过清洗歧管840建立附加连接，使第十节段连接与基础模块受控相容流路110形成流体连通的冲洗贮箱841和基础模块泵流体端口，例如端口508和泵303；第十一节段使贮水箱202的端口509连接到基础模块端口509S上，因此连接到基础模块的节流装置408和流体进口旁通阀404；第十二节段使贮水箱202的端口510连接到基础模块流体连接端口510S上，因此连接到基础模块的旁通导管112和水泵304上。附着于基础模块803上的清洗歧管840使连接的受控相容流路110完整，其中清洗歧管840连接到基础模块803上可使第二节段、第三节段、第四节段、第五节段、第十节段、第十一节段和第十二节段完整或连接，以形成受控相容流路110。

下面的表1描述了基础模块803和各种流体连接端口的使用，连同清洗歧管840、可选择地设置在治疗盒820内的一次性和消耗性部件、以及可在流体连接端口之间建立的各种连接。

每个流体连接端口可位于或连接到基础模块803、清洗歧管840或可选择地设置在治疗盒820内的一次性和消耗性部件中的一个或多个。表1说明了位于基础模块803上或其他系统部件上的每个流体端口。如果流体连接端口是基础模块803的一部分，例如图5C和5G所示，则在“基础模块”列下方指出作为主要受控相容流路110一部分的端口位置或基础模块流体回路中最近的部件。例如，指出了钠盒出口522，以便与盐化阀406建立局部连接，而不是主要受控相容流路110部分。位于基础模块803上的每个端口用于与清洗歧管840和/或治疗盒820的部件或与诸如吸附剂进口513和出口514之类的其他系统部件建立一种或多种连接，其中与清洗歧管840和/或治疗盒820的部件的连接没有指出。如上所述，吸附剂进口513和出口514形成与吸附剂盒703或清洗和/或消毒浓缩盒720的连接。

还在适当的列中指出了基础模块803的任意流体连接端口在清洗歧管840或治疗盒820上的连接。需要指出的是，基础模块803的许多流体连接端口都用于连接清洗歧管840和治疗盒820。例如，在清洗歧管840操作期间不使用透析器。然而，无论是否放置了清洗歧管840或治疗盒820，都使用基础模块803的透析器进口506和出口507端口。当治疗盒820的部件放在基础模块803上时，与透析器建立适当的连接，如文中所述。当清洗歧管840放在基础模块803上时，仍然需要使用端口506和507使清洗溶液的流路完整。如表1所示，端口506和507都附着于清洗歧管840上，且通过清洗歧管840的连接装置860连接。共享相同编号连接装置的端口表示这些端口在放置清洗歧管840的过程中由连接装置直接连接。

需要指出的是，并不是表1所示的所有端口都位于基础模块803上。对于这些端口而言，在“基础模块”列下方指出了“否”，与清洗歧管840和治疗盒820的相关连接也有指出。例如，患者的静脉血通路501连接在体外流路100的静脉回血管105上。

最后，应指出的是，清洗歧管的端口和连接装置组合是一种非限制性示例性实施例，本发明考虑到了其他组合。

本领域的技术人员应认识到，备用端口和连接装置组合将能够使清洗歧管与冲洗流体形成完整的连接的流体回路并通过基础模块803的可重用部件使清洗和/或消毒流体循环。

表1：流体连接端口的连接和描述

图5A示出了在装置停用、存放或储存时能够使用的紧凑构型中的装置实例。搁板门802已关闭，以便提供一个保护性外表面，可保护系统内部部件，同时还促使运输和存储构型的尺寸紧凑并且可具有平滑的外表面。用户界面801配置在贮存位置，嵌套在装置中的外凹处，从而保护界面的潜在易碎侧不受基础单元主体的破坏，仅使用户界面801的保护背面和侧面暴露在外，并且位置与装置外部平齐。这种配置使运输和贮存尺寸能够与航空公司的随身携带行李尺寸要求相符。

图5B中，可伸缩的手柄803伸出来，示出的整体轮子804可便于系统运输。

图5C中，铰接搁板门802已打开，以便接近流体连接端口506S、507S、508S、509S、510S、515S、516S、517S、519S、522S、523S、524S、530S和531S，这些端口位于基础模块和用户界面801的主体上，已经展开准备好系统设置。搁板门802产生供贮水箱202和吸附剂盒703使用的安装面。

图5D中，一次性和消耗性治疗部件可选择地组织成整体治疗盒820，并在首先提升锁定杆805使系统接受该治疗盒后安装在治疗系统上。垂直于图5D视平面的简易直接平移可将该治疗盒放在系统上。在虚线箭头的方向下推锁定杆805，啮合蠕动滚压式血泵的定子，同时驱动锁定机构将治疗盒820锁定在系统的适当位置。图5D所示的锁定杆805是一种非限制性实例，本领域的技术人员可容易地预想其他机构来啮合蠕动血泵定子，并同时将治疗盒820锁定在适当位置。

图5E中，治疗盒820被锁定在适当位置。贮水箱202已充满水，并放置在搁板门802的适当位置。进水线路113连接在基础模块端口509S上，水管线114连接在基础模块端口510S上。图中示出的吸附剂盒703位于搁板门802的适当位置，并连接到端口513和514处的受控相容流路上。动脉回血管102和静脉回血管105设置在治疗盒820内，并形成流体连通，以便通过可逆连接预充溢流贮箱210。

图5F中，溶液贮箱201已从治疗盒中展开并安装在治疗系统基础模块803的后面。示出了搁板门802的保护性外表面和用户界面801的保护性背面。

图5G中，示出了连接到基础模块上的一次性和消耗性治疗部件的流体连接端口506T、507T、508T、515T、516T、517T、519T、522T、523T、524T、530T和531T，可选择地组织成治疗盒。治疗盒的特征在于透析器701、脱气模块705、阳离子浓缩贮箱205、氨传感模块611、干燥碳酸氢盐盒204和干燥氯化钠盒203。动脉回血管102和静脉回血管105伸出治疗盒。

图6A中，示出了对清洗和/或消毒过程中冲洗的流体进行接收和保留的清洗歧管840的整体冲洗流体贮箱841。若干连接装置860-871产生流体通道，使流体通道完整，其中整体治疗盒820的一次性和消耗性部件已在清洗和消毒操作之前从流体回路中去除。冲洗控制阀413控制冲洗流体从连接的流体回路流到整体冲洗贮箱841。冲洗控制阀413可由计算机操作或机械操作。本领域的普通技术人员应了解，在透析流体线中使用的任何合适的阀门都可使用。这些阀门可以是一路、二路、三路或多路，取决于期望的流动方向。还应了解，本文描述的本构型是非限制性的，其中可在不偏离本发明范围的情况下设计更多的阀门和流动构型。在描述的实施例中，阀门411和412使流体通过基础模块803上的连接端口509S和510S(未示出)来冲洗，以便彻底清洗和/或消毒。在去除治疗盒820后，当清洗歧管840放置在基础模块上时，具有整体流体密封件的若干端口506M、507M、508M、509AM、510AM、515M、516M、519M、522M、523M、524M、530M和531M连接到基础模块803的相应端口上。

图6B中，示出了位于治疗系统上的清洗歧管840与整体连接装置860-871、冲洗控制阀411-413和整体冲洗流体贮箱841。

示出的清洗和/或消毒浓缩盒720在端口513和514处连接到受控相容流路上，取代吸附剂盒703(本图未示出)。

图6C示出了完成清洗和/或消毒后系统的外视图。切掉了搁板门802部分，显示出清洗歧管840保持在系统的适当位置，清洗和/或消毒流体保持在流体回路中。搁板门802已关闭，用户界面801已贮存。

图7A示出了设置在治疗盒820中的可拆卸一次性的或消耗性的治疗部件与系统基础模块803的流体通道之间的配合流体端口接头的一种可能的剖面细节。匹配流体端口接头利用公母配置，使得接头830的可拆卸治疗部件部分是公的，且具有整体密封件831，对母端口832的内表面进行密封，形成流体互连的系统基础模块803部分。连接端口830和832分别具有公母构型，不会将构型限制为仅具有圆截面。本领域的普通技术人员应了解，可配置诸如椭圆截面等其他形状，共同作为公母接头配合，其中本发明考虑到了此类备用构型。此外，本领域普通技术人员已知的其他密封构型也可以使用。例如，可以使用包含一个或多个O型环、X型环、方形环、唇形密封件、弹簧增强型密封件的密封系统。而且，通过使用本领域普通技术人员已知的任何合适的密封系统和/或方法，普通技术人员可以使用接头830的可拆卸治疗部件部分的替换物。为提供安全的密封件，每次将新的一次性或消耗性部件安装在基础模块803上时，可以由可拆卸的治疗部件导管部分830提供一套全新的密封件。本发明还考虑到，本领域普通技术人员已知的止回阀(未示出)可添加到连接端口的公或母半部，以便在拆开端口时防止流体流动。

图7B中，示出了位于基础模块803的端口832的适当位置的清洗和消毒歧管840的一个可能的母流体连接端口843。流体接头的基础模块803部分是832，是公的，安装在清洗歧管840的母端口843内部。连接端口843和832分别具有母构型和公构型，不会将构型限制为仅具有圆截面。例如，本领域普通技术人员可以预想其他形状，诸如椭圆截面，可在本发明中被配置成共同作为公母接头匹配，以便使用。在清洗歧管端口843上提供了本接头中的密封件845。本发明考虑到了密封件845的各种构型和材料。预计双重密封件845实际上用作说明，不用于限制本发明的范围。本领域的普通技术人员可以预想其他可能的密封件构型，如O型环、X型环、方形环、唇形密封件和弹簧增强型密封件。

本领域的技术人员应认识到，图7A和7B示出的端口构型是免费供应的，并组合使用，以确保与治疗溶液或透析液可能发生接触的所有流体端口表面总是可靠地暴露于清洗和/或消毒流体。进一步地，基础模块803流体端口管路832的外端面也暴露于清洗和/或消毒流体上以确保微生物生长不会出现在基础模块803流体连接端口管路832的末端，并转移到可拆卸治疗部件公接头830的治疗溶液接触端面。端口的具体放置不一定与描述相符，其中用于实现本发明预期目的其他构型也可以使用且在不脱离本发明范围的情况下可以预想许多备用构型。

图8示出了使用血液透析装置通过透析器使血液和透析液循环的方法，其中调节通道115的流出物可以注入主要受控相容流路中，例如，使用图1A所示的血液透析装置，表示仅与透析液流路的一个节段流体连通连接的一次性和消耗性治疗部件的一个实施例。如图1A所示，流体连接端口506T、507T、508T、522T、523T、524T、514T、513T、515T、516T、517T、519T、530T、531T、520T和521T可以连接到基础模块的相应流体端口上。本非限制性实例中的可拆卸一次性和消耗性治疗部件包括脱气模块705、氨传感模块611、干燥碳酸氢盐盒204、干燥氯化钠盒203、阳离子浓缩贮箱205、溶液贮箱201、透析器701和体外流路100。但也考虑到了部件的附加置换或分组，如透析器和干燥碳酸氢盐盒。

参照图8，在通过透析器900使血液和透析液循环的方法的第一步中，可执行初步设置程序901，将血液透析装置的构型从贮存或运输构型改为打开和就绪构型。下一步中，可执行治疗设置程序902，通过附上治疗所需的部件和材料来进一步为血液透析疗程准备血液透析装置。接着，可执行预充程序903，起初使用生理相容的溶液，如透析液，来填充受控相容流路和体外回路。然后，执行治疗程序904，通过透析器使血液和透析液循环。当已完成治疗时，可执行反洗程序，使血液从体外流路中回输。然后，可执行排空程序，将流体从体外流路和受控相容流路中去除。最后，可执行清洗和消毒程序907，以便在将来的透析疗程之前准备好血液透析装置，以便存储。

血液透析疗程所需的溶液或流体可以包括预充透析液流路的流体、预充透析器和体外流路的流体、向接受治疗的受试者提供静脉推注的流体、以及在治疗完成时冲洗透析器和体外流路中包含的血液并回输给受试者的流体。血液滤过疗程所需的溶液或流体可以包括预充滤液流路的流体、预充滤血器和体外流路的流体、向接受治疗的受试者提供静脉推注的流体、置换液、以及在治疗完成时冲洗滤血器和体外流路中包含的血液并回输给受试者的流体。血液透析滤过疗程所需的溶液或流体可以包括预充透析液流路的流体、预充透析器和体外流路的流体、向接受治疗的受试者提供静脉推注的流体、置换液、以及在治疗完成时冲洗透析器和体外流路中包含的血液并回输给受试者的流体。方法900中的程序将描述生产化学方面生理兼容的且微生物纯度适于这些用途的流体的步骤。

进一步地，将针对方法900的各个单独步骤公开一系列的详细步骤。参照图9，可由使用者执行配置血液透析装置设备的初步设置程序901，并由血液透析系统进行同步监控，以验证和确认设备的设置正确。在一些实施例中，使用者可以是治疗受试者。

参照图9，在下一次疗程开始系统设置时，使用者可以输入一个请求，去除通常安装在两次疗程之间的基础模块上的输入清洗歧管911，以确保流体通道无污染。例如，图2和5C所示的实施例中，使用者可以通过打开系统电源并经由用户界面801选择设置模式来启动初步设置程序。使用者可以进一步地通过用户界面801输入一个请求，去除清洗歧管840并开始疗程的设置过程。然后，系统或装置可以按顺序循环使用泵和阀门，以便从受控相容流路110的流体通道和部件中、通过泵307和阀门406从调节流路115中、从旁通流路111、测量泵303304和306、清洗和/或消毒浓缩盒及清洗歧管连接装置管腔中排放清洗和/或消毒溶液。排放的流体收集在清洗歧管840所包含的整体贮箱841中。可选择地，在一些实施例中，贮水箱202可充满水，并连接到清洗歧管端口509BM和510BM上，以便用淡水对清洗和/或消毒溶液进行冲洗，作为流体排放步骤的第一部分。

在下一步中，使用者验证清洗和/或消毒溶液已从清洗和/或消毒盒和清洗歧管912中排出，如图9所示。9.可替代地，在任一实施例中，系统可以经由用户界面801将消息回输给使用者，如图2和5C所示，即使用者现在可以去除清洗歧管840及清洗和/或消毒浓缩盒720。例如，在整个操作过程中，系统可以间歇地激活传感器，以确认部件和材料已去除或正确加载。在任一实施例中，血液透析装置可以在确认成功完成设置任务或提供纠错反馈以完成任务的过程中，通过视觉、听觉或触觉信号与使用者沟通。

在下一步骤中，使用者去除清洗歧管913并去除清洗和/或消毒浓缩盒914。使用者可以排放清洗歧管贮箱915中的容纳物，例如通过重力作用排放以进行适当处理，完成下一次疗程时可保留清洗歧管840，以备再用。

参照图10，治疗设置程序902在920步骤中开始，使用者可以安装一次性和消耗性治疗部件921。例如，参照图1，可以打开动脉夹管阀402和静脉夹管阀401，以便插入体外流路100的血脉102和105。参照图5C和5D，使用者可以对本发明中作为治疗盒820而选择性设置的一次性和消耗性部件进行设置，并与锁紧机构805啮合，其中动脉夹管阀402和静脉夹管阀401重置在常闭位置。在任一实施例中，传感器可用于确认一次性和消耗性部件或治疗盒820被恰当地啮合且用户界面801可以向使用者发信号表示任务已成功完成或提供纠错反馈以完成任务。

然后，使用者可以安装溶液贮箱922。参照图1和5E，如果溶液贮箱201已包括在诸如治疗盒820中，使用者可以重新定位治疗盒820中的溶液贮箱201并将其放在系统的操作位置上。

在任一实施例中，可选传感器可用于确认溶液贮箱被恰当地放置且用户界面可以向使用者发信号表示溶液贮箱安装任务已成功完成或可以提供纠错反馈以完成任务。

然后，使用者可以安装吸附剂盒923，如图10所示。10.在图1和5E所示的实施例中，使用者可以在系统上安装吸附剂盒703并将吸附剂盒703进口和出口513、514分别连接到受控相容流路接头上。在任一实施例中，传感器可用于确认吸附剂盒已被恰当地啮合并向使用者发出信号表示任务已成功完成，使得传感器可以提供纠错反馈以完成任务。

然后，使用者可以安装贮水箱924，如图10所示。10.在图1和5D所示的实施例中，使用者可以用适于本发明使用的饮用水或其他类型水填充贮水箱202，将其放在治疗系统上，并将其连接在系统的流体进入端口509S和510S上。在任一实施例中，使用者可以向贮水箱202运输水，包括饮用水，并在系统的适当位置填充该贮水箱202。在任一实施例中，传感器可用于确认贮水箱202被恰当地填充和啮合，其中用户界面向使用者发信号表示贮水箱安装任务成功完成或提供纠错反馈以完成任务。

在下一步中，使用者可以验证设置程序完成925。在任一实施例中，用户界面可以显示消息，表示设置程序已成功完成并提示授权使用者启动系统预充程序。

图11示出了详细的预充程序。11.首先，使用者可以启动预充程序931来填充并预充血液透析装置的透析液流路和体外流路。在任一实施例中，可以由血液透析装置自动地执行填充和预充过程。例如，在图2和5E所示的实施例中，使用者可以通过用户界面启动预充程序，流体回路预充程序可以在控制器的控制下自动进行。接着，装置可以确认已输入透析液预充模式932，例如，通过在用户界面上显示一条消息。

在下一步中，可执行除气程序933。例如，在图1C对应的实施例中，可以切换或定位阀门状态，产生再循环除气流体回路。流体进口旁通阀404仅可以打开在加热器708方向上连接进水线路113与受控相容流路的流路，除气旁通阀405仅可以打开从透析液泵305到除气旁通导管112的流路。在本实例中，进水泵304不操作，因此导致经过除气旁通导管112的任意液流通过水管线114直接回到贮水箱202中。

进一步地，可操作透析液泵305，以便使水通过节流装置408以一定的流动速率从贮水箱202进入回路，从而将流体的绝对压力充分地降低至限制范围以内，以便将大部分溶解空气从溶液中释放出来并将其转换为气泡，这些气泡可通过贮水箱202中的通风开口512从回路中排出，作为贮水箱202的回水口。同时，可选地，可操作加热器708，以便将流经再循环除气回路的水加热至预定温度，进一步地降低空气在水中的溶解度并提高除气过程。可选地，水可以在除气回路中循环和加热预定的时间周期，足以除去水中的空气。在某些实施例中，可以将可选的气泡检测器608定位在除气流体回路中，以便监控和确认空气从水中完全去除。当经过预定的时间后观察不到气泡通过气泡检测器时，水被完全除气，继续该流程的下一步骤。

在下一步中，可执行透析器旁通回路预充程序934，以便混合生理溶液并将溶液存储在贮箱中。例如，在图1对应的实施例中，可设置阀门状态，以产生混合及充满的流体回路。流体进口旁通阀404通过节流装置408关闭进水路径，并打开泵303和304之间的受控相容流路。除气旁通阀405关闭除气旁通导管112，并通过吸附剂盒703从透析液泵305中打开受控相容流路，设置透析器旁通阀407以便引导液体从脱气模块705的出口519流至旁通流路111。随着水经过吸附剂盒，通过去除水中的有机污染物、无机污染物和微生物污染物，使水经过吸附剂盒中包含的材料对水进行净化。

参照图1，随着进水泵304和透析液泵305开始泵送以便通过旁通流路111进水和再循环，可在最初填充透析液回路。可操作水泵304，直至压力传感器610测量的流体压力上升至预定水平。然后，由于通过脱气模块705将空气从流体回路中排光，通过泵入附加流体来控制水泵304的速率，使流体压力保持在预定范围内。可以对气泡检测器608进行监控，再循环继续，直至线路中检测不到空气。在任一实施例中，在本程序期间，受控相容流路操作部分中的空气可陷入除气模块705中并通过通风口517和通风控制阀410排光。

在下一步中，可执行缓冲回路预充程序935。例如，在根据图1的实施例中，为了预充干燥的碳酸氢钠盒204，盐化阀406可通过碳酸氢盐盒204的出口523打开流路以便与泵303和泵304之间的受控相容流路连接，可启动盐化泵307，同时进水泵304和透析液泵305继续按照之前的程序操作。当气泡已通过气泡检测器608且在电导率传感器613处观察到电导率增加时，缓冲回路预充程序结束。在任一实施例中，在本程序期间，碳酸氢盐盒204中的空气移到除气模块705，陷入除气模块705中，并通过通风控制阀410在通风口517处从流体回路中排光。

继续下一步，可执行盐化回路预充程序936。例如，在图1所示的实施例中，为了预充干燥的氯化钠盒203，盐化阀406可通过氯化钠盒203的出口522打开流路以便与泵303和泵304之间的受控相容流路连接，进水泵304和透析液泵305继续按照之前所述的程序操作。当气泡已通过气泡检测器608且电导率传感器613处观察到的电导率读数表示溶液中已达到期望的生理钠浓度水平时，盐化回路预充程序结束。在任一实施例中，在本程序期间，氯化钠盒203中的空气由除气模块705去除，陷入除气模块705中，并通过通风口517和通风控制阀410从流体回路中排光。

在下一步中，可执行生理溶液的制备937。例如，系统可以在经过吸附剂盒首先被净化的水中添加按重量计大约0.9％氯化钠的浓缩物，以生产生理相容的溶液，用于预充血液透析系统。将该成分的溶液应被本领域技术人员认为是生理相容的溶液，作为肾脏代替治疗交付过程的一部分与血液发生接触，并且是一种常用于预充透析器和体外回路的溶液，还作为在疗程结束时将冲洗血液从体外回路回输给受试者中的一种溶液。例如，根据图1的实施例中，为了混合生理预充溶液并将生理溶液存储在溶液贮箱201中，可操作流体平衡控制泵303，以便将流体从流体回路移动到溶液贮箱201，同时操作进水泵304，使水以相同的速率进入回路。盐化阀406可以通过氯化钠盒203引导流体的流动，可将盐化泵307的速率调整至进水泵304的速率的预定比例，以生产期望的钠溶液浓缩物，同时在电导率传感器613处监控混合溶液的电导率。

可按照电导率读数调整盐化泵307的速率，以保存期望的钠溶液浓缩物，其中盐化泵的速率是经过调节管道流路115的流体的容积流率。在任一实施例中，在本程序期间，可定期地切换或定位盐化阀406，以便引导流体流经碳酸氢盐盒204，将期望数量的碳酸氢盐缓冲液注入溶液中。

可继续生理溶液的制备，直至生产出预定量溶液并储备在溶液贮箱201中。例如，所需生理溶液的总量可确定为透析器701的预充量、体外流路100的预充量、疗程结束时使用的血液反洗储备量及预定流体推注储备量的总量。流体推注储备量作为生理相容的流体推注储备量可保留待用，如果治疗期间需要，例如发作性低血压的治疗，可回输给受试者。可选地，如果需要透析器或体外流路的额外冲洗量，例如需要从透析器和/或体外回路或流路中冲洗诸如透析器建造过程中的残余消毒剂等污染物的情况，可制备并储备额外的预定量，作为贮箱201中透析器和/或体外流路的冲洗流体。

然后，可执行透析器回路预充程序938。例如，参照图1，为了预充受控相容流路和透析器的其余部分，进水泵304和盐化泵307可停止运转，同时设置旁通阀407以便引导流体流经透析器，并且流体平衡控制泵303工作，促使增加从溶液贮箱201回到受控相容流路110的溶液量，同时透析液泵305继续工作。

对透析液压力传感器606所监控的跨膜压力、静脉压604和流体平衡控制泵303的速率进行控制，确保透析器701内的中空纤维不塌陷或因超过其承压能力而受损。

在任一实施例中，通过切换盐化阀406至碳酸氢盐盒204流路，操作盐化泵307以便从盒204中注入碳酸氢盐并且操作酸浓缩泵306以便按照期望的透析液处方预充溶液来按照透析液处方在本流程中注入治疗溶液以及碳酸氢盐和电解质(例如，钾、镁、葡萄糖或钙)。在任一实施例中，随着溶液经过吸附剂盒，吸附剂盒703可以去除溶液中的大多数细菌和内毒素。残余细菌和内毒素在经过透析器进口506之前首先经过位于流体回路中的内毒素暂留的微生物过滤器706，从而使残余细菌和内毒素在进入透析器之前从溶液中去除。在本程序期间，受控相容流路和透析器的其余部分中的空气陷入除气模块705中并通过通风口517和通风控制阀410排光。透析器预充程序可继续进行预定时间，直至在气泡检测器608处观察不到气泡为止，表示受控相容流路已完全充满。

在下一步中，可执行静脉回路预充程序939。在先前步骤中已进入透析器的生理相容的溶液可以首先经由吸附剂盒经过流体来净化，其中至少氯化钠的生理相容水平，例如按重量计大约0.9％，已添加到净化水中。然后，溶液经过微生物过滤器706，去除溶液中的残余微生物污染物。当溶液流经透析膜流到血液中时，透析膜702可以用作最终的冗余微生物过滤器。因此，本发明从饮用水或自来水中意外地提供了与血液接触具有所需微生物纯度的生理相容的溶液。例如，根据图1的实施例中，透析液回路中的泵和阀门可以继续按之前程序所描述操作，使溶液从溶液贮箱201中移动至现在已充满的受控相容流路110的受控兼容量流路中，从而导致溶液进一步越过透析膜702从透析液舱到血液舱进行反冲过滤。在任一实施例中，透析膜702提供了多余的阻挡层，防止细菌和内毒素在预充体外流路期间进入血液舱。

由于透析液回路的泵和阀门继续以所述方式工作，因此动脉夹管阀402保持关闭，静脉夹管阀401打开。

同时参照图4A，此操作允许溶液填充静脉回血管105的管腔并通过静脉接头501将空气移置溢流袋210中，该溢流袋210通过三通接头550附着在动脉回血管接头502和静脉回血管接头501之间的接合点。在图4B所示的替换构型的情况中，此操作允许溶液填充静脉回血管105的管腔并将空气从动脉回血管接头502和静脉回血管接头501的接合点的疏水透气膜560中移除。在图4C所示的替换构型的进一步情况中，此操作允许溶液填充静脉回血管105的管腔并通过接头501将空气移置溢流袋210中。此过程继续，直至泵送的流体用量足以移置静脉回血管105的内容积和期望的任意附加冲洗量且气液(气泡)检测器603处没有进一步检测到气泡为止。然后，关闭静脉夹管阀401。

可替代地，在图4所示实例中，此操作可以继续，直至静脉压传感器604处的压力读数增加，表示静脉回血管105已填充且静脉气泡检测器603没有检测到进一步气泡为止。

然后，如图11所述，可执行动脉回路预充程序940。例如，在图1对应的实施例中，由于透析液回路泵和阀门继续以之前步骤所述的方式工作，因此现在将动脉夹管阀402打开，血泵302首先反向工作，以完成透析器血液舱和最终动脉回血管102的填充。同时参照图4A，此操作允许溶液填充动脉回血管102的管腔并通过动脉接头502将空气移置溢流袋210中，该溢流袋210通过三通接头550附着在动脉回血管接头502和静脉回血管接头501之间的接合点。在图4B所示的替换构型的情况中，此操作允许溶液填充动脉回血管102的管腔并将空气从动脉回血管接头502和静脉回血管接头501的接合点的疏水透气膜560中移除。在图4C所示的替换构型的进一步情况中，此操作允许溶液填充动脉回血管102的管腔并通过接头502将空气移置溢流袋210中。

血泵302继续工作，直至通过动脉回血管102泵送出期望量的流体且动脉气泡检测器601处没有进一步检测到气泡为止。然后，关闭动脉夹管阀402。可替代地，在任一实施例中，可以操作血泵302，直至动脉压传感器602处的压力读数增加，表示动脉回血管102已填充且动脉气泡检测器601没有进一步检测到空气为止，在这段时间内系统停止所有泵并将动脉夹管阀402和静脉夹管阀401保持在关闭位置。

在图4C所示的替代构型中，可操作血泵302使通过步骤938、939和940的操作填充体外回路100的溶液通过透析器和体外回路再循环预定时间，以便冲洗透析器和体外回路中的污染物，例如可能存在于某些商用透析器和体外回路中的残余消毒剂或微粒残渣。在预定再循环之后，通过受控相容流路将用于透析器或体外流路附加冲洗的一定量溶液从贮箱201中传输到溢流袋210中，以便冲洗污染物和受污染的溶液。

然后，系统可以确认血液透析装置已经为疗程941做好准备。例如，用户界面可以显示一条消息，通知使用者已完成预充且系统已经为疗程做好准备。

在步骤938、939和940期间，填充透析器和体外回路100的血液舱所需的最低溶液量可被称为体外流路的空隙容积或预充量。

图12示出了根据本发明的治疗程序904。使用者可以通过按照患者的正常血液通路准备程序来准备血液通路951，从而启动治疗程序950。然后，可将血液抽入体外流路952的动脉回血管和静脉回血管。例如，在图1和4A、4B或4C所示的实施例中，使用者可以将动脉回血管接头502与预充接头分开，将体外流路100的动脉回血管102与动脉血通路104连接在动脉回血管接头502处。然后，使用者可以通过用户界面801提示血液透析装置开始血液流动。

可在动脉夹管阀402和静脉夹管阀401打开时操作血泵302。血液将体外流路100中的预充溶液，首先通过动脉回血管102，接着通过透析器701，然后通过静脉回血管移置在501处的溢流贮箱210中。当近似等于体外流路内容积的流体量已经通过泵送血液被移置到预充溢流贮箱210中时，血泵302停止运转。可替代地，移置的预充溶液可以排入适当的容器或排水管中。使用者可以在接头501处将体外流路100的静脉回血管105连接到患者的静脉血通路线103上。

可替代地，在任一实施例中，可将所有预充溶液保留在系统中，不需要溢流袋或排入收集容器中。例如，使用者可以将体外流路100的静脉回血管105与预充溢流贮箱210，或者在一些是实例中与疏水通风口560，的三通接头550分开，并在接头501处连接患者的静脉血通路103。使用者可以进一步地通过用户界面提示系统开始静脉血流动。系统可以打开静脉夹管阀401并将阀门407切换至旁通模式，或者在一些实施例中，关闭脱气通风控制阀410防止空气通过端口517和脱气模块705的疏水透气膜被受控相容流路110的亚大气压抽入系统中。可操作流体平衡控制泵303，以越过透析膜702将预充溶液从血液舱吸入透析液舱进入溶液贮箱201。流体控制泵303继续工作，直至与静脉回血管105内容积近似相等的预定量的溶液越过透析膜702泵送至贮箱201中为止。然后，流体控制泵303停止运转，静脉夹管阀401关闭。

接着，在任一实施例中，其中所有预充溶液可以保留在系统中不需要溢流袋或排入收集容器中，用户界面801可以提示使用者在接头502处将体外流路100的动脉回血管102连接到患者的血液通路的动脉回血管104上，使用者可以在接头502处将体外流路100的动脉回血管102连接到患者的血液通路线路104的动脉接头上。在任一实施例中，使用者可以通过用户界面801确认动脉血通路已连接。系统可以打开动脉夹管阀402，以相等的预充速率启动血泵302和流体平衡控制泵303，以便越过透析膜702将与动脉回血管102的内容积和透析器701血液舱的总量近似相等的一定量溶液移置溶液贮箱201中。然后，流体平衡控制泵303可以停止运转，打开静脉夹管阀401以允许血泵302通过完整的体外流路泵送血液，通过静脉血通路线路103回输给受试者。

在下一步中，可执行治疗程序953。例如，可执行治疗过程控制算法，实现如下透析处方：透析液泵305、血泵302和肝素泵301可以分别以其各自的规定流率工作。透析液可以由加热器708控制，该加热器708与温度传感器，如传感器612的温度测量值或者在受控相容流路110中的任何适当位置进行闭环控制。在某些实施例中，以与透析液流速形成的受控速率操作酸浓缩泵306，以便注入透析液以及适当的阳离子浓缩物，如阳离子浓缩水箱205中的钾离子、镁离子、钙离子。其它溶质，例如葡萄糖和/或醋酸，按照透析处方也可以包括在贮箱205中的阳离子浓缩物中，因此以这种方式按规定的浓度添加到透析液中，并操作盐化阀406以便通过碳酸氢盐盒204对流体的流动进行引导，以受控速率操作盐化泵307以便注入透析液以及规定水平的碳酸氢盐缓冲液。可通过感测电导率传感器613处的电导率并操作水泵304加水并减少钠水平或可替代地，切换盐化阀406通过氯化钠盒203对流体的流动进行引导并操作盐化泵307向透析液注入氯化钠浓缩物以增加钠水平，从而完成对透析液钠水平的控制，而患者的流体去除速率的控制通过控制流体平衡控制泵303来完成。当控制泵303从容积受控的受控相容流路110中撤回流体用量至溶液贮箱201中，超过泵304和306的添加量时，与超过的数量相等的大量流体越过透析膜702从患者的血液中抽出至受控相容流路110。

由于受控相容流路110具有固定容量，对流体去除净量进行控制并根据以下公式确定：患者流体平衡+流体平衡控制泵+水泵+酸浓缩泵

本领域技术人员应认识到，患者超滤速率和透析液钠水平的固定水平和变化水平都可通过该算法来完成。如上所规定，术语X指泵的体积流率，其中泵的数量可以是从0到20的n。“从0到20的n”项指的是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。

在任一实施例中，流体推注能够可选择地增加955。例如，根据图1的实施例中，使用者可以通过用户界面801申请流体推注。通过改变流体平衡控制泵303的速率，以受控速率及受控总体积向受试者提供流体推注，从而根据先前的公式将净流体从控制贮箱201中添加到受控相容流路110中。由于受控相容流路110的空隙容积基本上不能调整，添加到受控相容流路110中的任何净流体将穿过透析膜702到达血液舱和患者。止回阀403确保添加到受控相容流路110中的任何流体无法通过端口507进入透析器，相反，推注溶液被迫仅向吸附剂盒703移动并且首先流经吸附剂盒703而被净化，流经脱气模块705，然后在经过透析器之前流经微生物过滤器706去除气泡。最后，流体可以在接触到血液之前首先经过透析膜，透析膜用作冗余的过滤步骤，用于确保流到血液的流体用量的微生物纯度。

在其他实施例中，例如图1D所示的血液滤过系统和图1E所示的血液透析滤过系统，使离开微生物过滤器706的流体流经附加微生物过滤器709，作为确保进入端口538处体外回路100之前流体的微生物纯度的冗余过滤步骤，从而产生需要向受试者注入的生理相容的溶液，并传递给受试者。

可通过监控传感器613处的电导率来估计钠水平，如果推注溶液的钠水平偏离期望值，则由阀门407通过旁通流路111发送溶液并使溶液循环，直至钠水平有所调整，调整方式可以是通过水泵304从贮箱202中加水，通过稀释降低推注溶液中钠的浓度，或者通过氯化钠盒203注入钠来增加推注溶液中钠的浓度。在任一实施例中，推注流体可以由酸浓缩泵306所计量的贮箱205中的阳离子浓缩物重新注入电解质。通过微生物过滤器706对溶液进一步过滤，去除残余微生物和内毒素，接着越过透析膜702，到达血液舱和患者。在任一实施例中，透析膜702在透析液舱和血液舱之间提供一个冗余的微生物阻挡层。

治疗过程继续，直至完成透析处方955。可替代地，使用者可以申请结束治疗过程。如果按照透析处方成功地完成治疗，系统可以通过用户界面801通知疗程已完成。

图13示出了根据本发明的血液反洗程序905。使用者可以启动反洗程序960，例如通过用户界面输入一个血液反洗申请或者在疗程结束时可以自动开始血液反洗。通过先前步骤所述的操作，受控相容流路110及贮箱201中的流体可以包括受试者血液中的滤液以及经过吸附剂盒首先被净化的生理相容的溶液，该生理相容的溶液具有至少氯化钠的生理相容的水平，例如大约140mEq/L。在进入透析器之前，流体进一步地经过微生物过滤器706，去除流体中的残余微生物污染物。当溶液进一步地流经透析膜流到血液中时，透析膜用作最终的冗余微生物过滤器。因此，提供了具有所需微生物纯度的对受试者进行血液反洗的生理相容的溶液。在任一实施例中，使用者可以首先通过用户界面801选择哪个线路进行反洗，来控制动脉回血管102和静脉回血管105的反洗顺序。然后，可以反洗动脉回血管961。例如，在图1和图2对应的实施例中，操作流体控制泵303增加从溶液贮箱201返回到受控相容流路110中的流体，导致溶液从受控相容流路110越过透析膜702移动至血液舱，从而对动脉回血管102中的血液进行反洗，回到患者。可关闭静脉夹管阀401，由于流体控制泵303向受控相容流路110中添加溶液，因此以相同的速率反向操作血泵302。这样，用于冲洗透析器701血液舱和动脉回血管102中的血量并回输给患者的溶液用量被泵送，然后流体平衡控制泵303和血泵302停止运转。在任一实施例中，使用者可以通过用户界面提示返回附加增量的流体用于进一步反洗动脉回血管102，或确认动脉回血管102已完全反洗。当使用者通过用户界面801确认动脉回血管102已完全反洗时，动脉夹管阀402关闭，防止流体通过动脉血通路线路104进入或流出。

接着，可以反洗静脉回血管962，如图13所述。13.在图1和图2对应的实施例中，操作流体平衡控制泵303增加从溶液贮箱201中返回到受控相容流路110中的溶液，导致溶液从受控相容流路110越过透析膜702移动至血液舱，从而对静脉回血管中的血液进行反洗，回输给患者。

打开静脉夹管阀401，将溶液从静脉回血管105中挤出，供给患者。流体平衡控制泵303继续工作，直至泵送的流体用量足以冲洗静脉回血管105中的血量并回输给患者，然后流体平衡控制泵303停止运转。在任一实施例中，使用者可以通过用户界面801输入提示，返回附加增量的溶液用于进一步反洗静脉回血管105，或确认静脉回血管105已完全反洗。当使用者确认静脉回血管105已完全反洗时，静脉夹管阀401关闭，防止流体通过静脉血通路线路103进入或流出。

在下一步中，使用者可以断开血液通路963，例如按照患者的正常血液通路程序将患者血液通路线路103和104与体外流路100的连接端口501和502断开。然后，使用者可以验证反洗完成964。例如，在任一实施例中，使用者可以经由用户界面801传达已完成患者的血液通路的断开操作。

图14示出了根据本发明的排空程序906。为便于关闭和处理，排空程序970可将系统中保留的流体用量移动至贮箱，例如贮箱201。移动的流体用量可包括体外流路中的流体用量，包括血液反洗后保留在体外回路100中的溶液；注入液贮箱中的流体用量，包括疗程结束时保留在注入液贮箱中的溶液，例如贮箱205中保留的流体；从调节管道流路中去除的流体用量，例如疗程结束时调节管道流路115中保留的流体；从旁通导管中去除的流体用量，例如旁通流路111中保留的流体用量；以及从溶液流动导管中去除的流体用量，包括诸如110或120等流路。可启动排空程序970，例如使用者通过用户界面输入一个申请。首先，可排空动脉回血管971。例如，系统通过打开动脉夹管阀402并向溶液贮箱201操作血泵302和流体控制泵303使溶液从动脉回血管102越过透析膜702移动至受控相容流路110进入溶液贮箱201来去除动脉回血管102中的反洗溶液。可关闭动脉夹管阀402，当泵送的溶液用量足以排空动脉回血管102时血泵302停止运转。

接着，可排空静脉回血管972。例如，系统可以通过打开静脉夹管阀401，关闭脱气通气阀410及反向操作透析液泵305来去除静脉回血管105、透析器701、微生物过滤器706以及透析器进口506和脱气模块出口519之间的受控相容流路110部分中的反洗溶液。

在本步骤中，流体平衡控制泵303继续去除受控相容流路110中的流体至溶液贮箱201中。继续泵送，直至移动到溶液贮箱201中的流体用量足以排空该部分流体回路，然后透析液泵305停止运转为止。控制泵303继续在流出方向上工作，透析器出口507和控制泵303之间的受控相容流路110部分中的流体移动至贮箱201中，然后关闭静脉夹管阀401，并将阀门407定位在旁通流路111上。控制泵303继续在流出方向上工作的同时，打开通气阀410，排空脱气模块705以及脱气模块出口519和旁通阀407之间的该部分受控相容流路110。继续泵送，直至移动到溶液贮箱201中的流体用量足以排空该部分流体回路为止。

然后，在下一步中，排空电解质盒973。例如，通过先前步骤按照主要受控相容流路110内产生的空隙容积将氯化钠盒203、碳酸氢盐盒204和连接线路排空。为完成此操作，流体平衡控制泵303停止运转，对旁通阀407定位或切换回到透析器进口流路，打开脱气通气阀410，打开静脉夹管阀401，在反向操作盐化泵307，同时在氯化钠盒203的流路和碳酸氢盐盒204的流路之间对盐化阀交替地定向。此操作使流体移动至在先前操作中产生的脱气模块705和受控相容流路110的暂存器中。当向除气模块705和主要受控相容流路110泵送的流体用量足以排空这些盒及调节流路115的线路时，盐化泵307停止运转。

在下一步中，可排空旁通回路和脱气模块974。例如，参照图1，反向操作透析液泵305，同时保持静脉夹管阀401打开，通气阀410关闭且控制泵303在流出方向操作直至先前排空氯化钠盒203和碳酸氢盐盒204时再次引入到该部分受控相容流路110中的流体用量的排空量已经被移除至控制贮箱201为止，从而排空脱气模块705的出口519和透析器701之间的受控相容流路110部分。然后，透析液泵305停止运转，关闭静脉夹管阀401，通过旁通流路111对旁通阀407定位或切换以引导流体的流动，打开脱气通气阀410，同时控制泵303继续在流出方向上工作。操作流体平衡控制泵303，使流体向治疗溶液贮箱201移动，直至移动到溶液贮箱201中的流体用量足以排空脱气模块705、脱气模块出口519与阀门407之间的受控相容流路110部分以及预充和再循环旁通流路111。

然后，可以排空透析液回路975。例如，参照图1，可排空受控相容流路110的其余部分。

透析液泵305可反向操作，同时通气阀410打开且流体平衡控制泵303在流出方向操作，使脱气模块705的进口516和流体平衡控制泵303之间的受控相容流路110中保留的流体移动至溶液贮箱201中。最后，所有泵停止运转，关闭脱气通风控制阀410。在任一实施例中，用户界面可以向使用者显示一条消息，说明排空程序已完成且治疗盒820可以拆卸并更换清洗歧管840。从本发明的详细描述中应认识到，溶液贮箱201起到多用途常用溶液贮箱或流体用量的作用，源于系统内的多个来源或位置。贮箱可包含透析液、滤液、生理相容的预充溶液量、向接受治疗的受试者提供流体推注的生理相容的溶液量、向接受治疗的受试者提供从体外流路返回血液的溶液用的生理相容的溶液量、当向体外流路引入受试者血液时从体外流路返回给常用贮箱的溶液量中的任何一个及其组合。溶液贮箱201进一步地可以接收从体外流路、受控相容流路和/或治疗结束后注入液贮箱中排出的流体。

图15示出了根据本发明的清洗和消毒程序907。可以启动清洗和消毒程序981，例如，使用者通过用户界面确认使用者的目的是去除被选择性地组成治疗盒的一次性和消耗性部件。在下一步中，使用者可以去除治疗盒982。例如，在图1、5G、6A和6B对应的实施例中，可以打开动脉夹管阀402和静脉夹管阀401，解开动脉回血管102和静脉回血管105来去除治疗盒，使用者可以去除治疗盒。然后，使用者可以安装清洗歧管983。例如，使用者可以去除治疗盒820并安装清洗歧管840，取代系统上的治疗盒820。在任一实施例中，可以激活传感器，确认清洗歧管正确加载。在任一实施例中，系统可以在确认成功完成任务或提供纠错反馈的过程中，通过视觉、听觉或触觉信号与使用者可选择地沟通。

在下一步中，可填充贮水箱。例如，系统可以在用户界面801上显示一条消息，通知使用者贮水箱已填充足够的水，包括饮用水，用以执行清洗和消毒循环。需要指出的是，系统不局限于饮用水，但可包括本领域普通技术人员制备和/或认为的适于在本发明考虑到的本透析系统和方法(包括腹膜透析、血液透析滤过和血液透析)中使用的其他类型的水。所需水量可以进一步地在用户界面上显示。在任一实施例中，贮水箱202可以包括该过程的最低填充液位的目视指示器。使用者可以填充贮水箱202并将其重新连接到清洗歧管820的连接端口509BM和510BM上。可替代地，在任一实施例中，使用者可以将水或饮用水运输到贮水箱202中并在系统上恰当地填充该贮水箱202。在一些实施例中，可以激活传感器，确认贮水箱的填充和重新连接正确。

在任一实施例中，系统可以按照本文所述的除气程序中先前所述的相同程序对贮水箱202中的水进行吸入和除气。参照图3，系统可以使水经过吸附剂盒703从而对贮水箱202中的水进行净化，同时按顺序操作泵和阀门以便用干净的水冲洗清洗歧管中包含的整体贮液箱中的每个流体回路部件，以便在进一步清洗和/或消毒之前，对受控相容流路110、通过泵307和阀门406工作的调节流路115、可在本实施例中用于绕过透析器的旁通流路径111、以及计量泵303、304和306中的残余治疗溶液进行冲洗。

在下一步中，安装清洗和/或消毒浓缩盒985。例如，用户界面801可以提示使用者去除吸附剂盒703并将清洗和/或消毒浓缩盒720连接在受控相容流路中，取代连接端口513和514处的吸附剂盒703。使用者可以通过用户界面801确认清洗和/或消毒浓缩盒720已安装。在任一实施例中，可以激活传感器，确认清洗溶液浓缩盒连接正确。

在下一步中，可以执行清洗和/或消毒程序986。例如，使用者可以通过用户界面801输入提示，开始自动清洗和/或消毒循环。在此操作后，使用者不需要参与该过程的其余部分。通过操作受控相容流路110的泵和阀门以便通过所有流体通道均匀地混合并分配清洗和/或消毒溶液浓缩物，系统可以通过清洗和/或消毒溶液浓缩盒使受控相容流路及再循环回路中清洗水箱的连接装置管腔中包含的水第一个循环。系统加热器708可以将循环清洗和/或消毒溶液加热至清洗和消毒流体系统所需的温度，同时继续操作泵和阀门，以便通过所有流体通道使清洗和/或消毒溶液循环，直至达到消毒过程的温度。在控制点对流体温度进行监控，以确认溶液已达到整个流体回路中所需的消毒温度。系统继续在所需消毒温度下监控和控制流体，同时操作泵和阀门，以便通过所有流体通道使加热后的清洗和/或消毒溶液循环，直至达到该温度下的所需时间。当清洗和/或消毒循环已完成时，可以关闭加热器和系统泵。可选地，加热器关闭后泵可以继续短暂地运行，使余热从加热器中安全地消散。

在下一步骤中，可以存储血液透析系统或装置987。例如，在图6B对应的实施例中，清洗和/或消毒溶液可保留在流体回路中，清洗歧管840可留在系统上适当位置，直至下一疗程需要系统为止。

在任一实施例中，血液透析装置可折叠存储和运输，流体回路充满清洗和/或消毒溶液且清洗歧管置于适当位置，以确保在下次使用之前污染物不会进入流体通道。

本文提供的插图和具体实例阐明了本发明的可能实施例，关于图解中所述的各种部件的具体物理几何形状方面没有限制。

对于本领域技术人员显而易见的是，可在本文所述的系统和方法中进行各种组合和/或修改，取决于具体的操作需要。而且，作为实施例一部分而说明或描述的特征可用于其他实施例中，以便产生进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种用于执行血液透析、血液透析滤过、血液滤过中的任一者的系统，包括：

受控相容流路，其包括透析器；

与所述受控相容流路流体连通的至少一第一泵，其中所述第一泵为控制泵；

与第一泵流体连通的公共贮箱，其中所述公共贮箱含有以下液体中的任一者或其组合：透析液、滤液、一定量生理相容的预充溶液、用于将液体推注给接受治疗的受试者的一定量生理相容的溶液、用于为血液从体外流路返回接受治疗的受试者提供溶液的一定量生理相容的溶液、在血液从受试者流向体外流路时从所述体外流路返回到所述公共贮箱的一定量溶液；

至少一第二泵，其与所述受控相容流路流体连通，并与一液体源或一贮箱流体连通；

所述第一泵和第二泵选择性地对进出所述受控相容流路的流体进行计量；以及

所述第一泵和第二泵一起操作以控制进出所述受控相容流路的流体净移动。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二泵选自以下任一者及其组合：水泵、酸浓缩泵、盐化泵和置换液泵。

3.如权利要求2所述的系统，其中治疗过程中加入或移出病人的净流体量由下述公式表示：

或者

其中，n表示与受控相容流路流体连接的泵的数量；i表示与受控相容流路流体连接的某个特定的泵；X_i表示泵在流入或流出方向上的体积流率；以上公式中每一项的代数符号由流动是否是流出或流入到受控相容流路来确定。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述系统控制各泵以完成预定的病人流体平衡。

5.如权利要求1所述的系统，其还包括半透膜，其中所述体外流路穿过半透膜与所述受控相容流路流体连通，其中所述体外流路具有第一终端和第二终端。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述第一终端和所述第二终端可以连接在一起形成接合点。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述接合点在体外回路的动脉回血管和静脉回血管的终端之间。

8.如权利要求5所述的系统，其中所述体外流路具有用于通过所述体外流路使血液循环的血泵；以及第一阀门和/或第二阀门，所述第一阀门和/或第二阀门选择性地允许液流通过与所述体外流路上的透析器或滤血器流体连通的第一导管和第二导管。

9.如权利要求5所述的系统，其还包括第一阀门和/或第二阀门，其中至少所述控制泵与第一阀门和/或第二阀门协同工作，以便控制流体运动。

10.如权利要求8所述的系统，其中至少所述血泵与第一阀门和/或第二阀门协同工作，以便控制流体运动。

11.如权利要求8所述的系统，其中所述控制泵和所述体外流路上的血泵与第一阀门和/或第二阀门协同工作，以便控制流体运动。

12.如权利要求6所述的系统，其中所述体外流路具有连接至所述接合点的疏水孔或预充溢流贮箱。

13.如权利要求5所述的系统，进一步包括在所述受控相容流路上的吸附剂盒，其中流体在穿过所述半透膜之前通过所述吸附剂盒。

14.如权利要求5所述的系统，进一步包括在所述受控相容流路上的微生物过滤器，其中流体在穿过所述半透膜之前通过所述微生物过滤器。

15.如权利要求5所述的系统，进一步包括在所述受控相容流路上的微生物过滤器，其中流体在进入所述体外流路之前通过所述微生物过滤器。

16.如权利要求8所述的系统，进一步包括至少一个气泡检测器，以便在第一导管、第二导管的任何一个或二者处检测所述体外流路中的空气。

17.如权利要求5所述的系统，其中所述受控相容流路具有电导率测定装置，以便验证钠含量在预定界限内。

18.如权利要求5所述的系统，其中所述受控相容流路具有用于调整所述受控相容流路中流体的溶质浓度的装置。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述用于调整所述受控相容流路中流体的溶质浓度的装置是氯化钠源和缓冲液源，所述氯化钠源可以增加通过所述受控相容流路的流体的氯化钠浓度，且所述缓冲液源可以增加通过所述受控相容流路的流体的缓冲液浓度。

20.如权利要求18所述的系统，其中所述用于调整所述受控相容流路中流体的溶质浓度的装置是氯化钠盒和缓冲液源盒，所述氯化钠盒可以增加通过所述氯化钠盒的流体的氯化钠浓度，且所述缓冲液源盒可以增加通过所述缓冲液源盒的流体的缓冲液浓度。