CN113164668B - 准备体外血液处理设备 - Google Patents

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Abstract

控制系统被配置为实现一种准备用于血液处理的血液处理设备(1)的方法。该方法包括：通过使用一次性装置来安装由半透膜(25)分开的第一流动回路和第二流动回路(C1，C2)，该第一流动回路(C1)被连接为与设备(1)流体连通，该第二流动回路(C2)被连接以形成闭合环路，该闭合环路包括灭菌过滤器(46)，以及可选地，容器(30)。该方法还包括：执行反滤以将人体相容的流体通过半透膜(25)从第一流动回路(C1)传送到第二流动回路(C2)，并且在第二流动回路(C2)的闭合环路中循环(304)该人体相容的流体，从而通过灭菌过滤器(46)对人体相容的流体进行灭菌，并且可选地，将所得到的无菌流体收集在容器(30)中以备后用。

Description

准备体外血液处理设备
技术领域
本发明涉及操作体外血液处理设备(例如，透析机)，尤其是准备这种用于处理的设备。
背景技术
体外血液处理(例如，血液透析)由被配置为供应处理中使用的一种或多种流体的设备进行。在每次处理后通常更换处理过程中接触血液的设备。这种一次性装置可包括透析器和用于限定体外回路的管道，该体外回路用于将血液从患者引得通过透析器并返回患者。在将患者连接到体外回路之前，常规做法是对体外回路进行预冲。预冲回路的目的是在连接患者之前，从血液管线和透析器中除去空气，以用人体相容的流体填充血液管线和透析器，以及从一次性装置中去除剩余的灭菌剂或其他残留物的可能的片段。
常规来说，通过使无菌盐溶液流过体外回路来进行预冲。通常，将包含盐溶液的袋子提供给该设备以用于预冲。在具有许多透析机的透析诊所中，消耗大量的盐溶液，因此工作人员需要储存并处置大量沉重的盐溶液袋。使用预制盐溶液还增加了处理的成本，并且将盐溶液的袋子运输到透析诊所对环境产生负面影响。
一些现代透析机可以进行所谓的在线处理，在该在线处理中，借助于以几个步骤对处理液(透析液)超滤以获得无菌且无热原的流体，而在透析机内部在线制备用于血液过滤或血液透析过滤的置换液。实际上，在线制备的置换液可以无限量地制备，这意味着该流体也可用于预冲，从处置的观点来看这是方便的。然而，在购买和维护方面，具有在线能力的现代透析机是昂贵的。
因此，由于成本原因，许多诊所不愿用更先进的透析机替换不具有在线能力的较旧的和/或较简单的透析机。
此外，常规预冲涉及要由参与的工作人员进行的许多手动步骤，并且涉及将预冲流体洒到透析机及其周围的风险。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。
另一个目的是便于获得适合血液处理设备的预冲的流体。
另一个目的是就手动处置和/或溢出而言便于预冲血液处理设备的过程。
这些目的中的一个或多个，以及可能从下面的描述中显现的其他的目的，至少部分地通过控制系统、血液处理设备、方法、计算机可读介质和一次性装置来实现，控制系统、血液处理设备、方法、计算机可读介质和一次性装置的实施例由从属权利要求限定。
本发明的第一方面是血液处理设备的控制系统。该控制系统被配置为：指示操作者安装第一流动回路，该第一流动回路用于将血液处理设备提供的流体引导通过透析器；指示操作者安装第二流动回路，该第二流动回路通过透析器的半透膜与第一流动回路分开，并且包括连接器，该连接器用于在血液处理期间连接到对象的血管系统，其中，该第二流动回路安装为与血管系统断开连接，并且形成包括灭菌过滤器的闭合环路；操作血液处理设备以将人体相容的流体泵入到第一流动回路中，使得部分人体相容的流体流过半透膜进入第二流动回路中；以及操作血液处理设备以使所述部分人体相容的流体在第二流动回路的闭合环路中循环，从而由灭菌过滤器对所述部分人体相容的流体进行灭菌。
第一方面在血液处理之前通过在第二流动回路形成的闭合环路中提供灭菌过滤器改善了得到血液处理设备的预冲中使用的无菌流体。具体地，第一方面使得能够供应人体相容的流体的任何血液处理设备，即使在如此供应的人体相容的流体的无菌度不足以用于预冲的情况下，也能够产生这种无菌流体。此外，第一方面用于促进这样的预冲。通过将第二流动回路布置为形成包括预冲期间的灭菌过滤器的闭合环路，人体相容的流体可以通过沿着闭合环路循环而被灭菌，并且最终闭合环路将由无菌流体进行冲洗。通过形成闭合环路，第一方面具有在预冲期间减少溢出的能力，并且还可以减少所需的手动操作的数量。第一方面还通过操作血液处理设备以将人体相容的流体经由透析器的半透膜从第一流动回路泵送到第二流动回路中。这通过减少手动干预的需要降低了预冲的复杂性，以便向第二流体回路提供人体相容的流体，并且还降低了溢出的风险。
在下文中，限定了第一方面的各种实施例。这些实施例提供了前述内容中描述的至少一些技术效果和优点，以及技术人员例如鉴于以下详细描述将容易理解到的其他的技术效果和优点。
在一个实施例中，其中第二流动回路被安装为还包括容器，控制系统还被配置为：操作血液处理设备以在容器中收集无菌流体，其中，无菌流体通过在闭合环路中循环所述部分人体相容的流体而产生。
在一个实施例中，所述部分人体相容的流体循环通过容器。
在一个实施例中，控制系统被配置为：指示操作者通过直接或间接地将连接器分别连接到容器上的入口和出口来形成闭合环路。
在一个实施例中，第二流动回路安装成灭菌过滤器与出口位于相同位置，使得所述部分人体相容的流体在经由出口离开容器时，流过灭菌过滤器。
在一个实施例中，第二流动回路安装成灭菌过滤器直接或间接地连接到容器的入口和出口中的一个。
在一个实施例中，第二流动回路安装成灭菌过滤器位于容器内。
在一个实施例中，其中入口和出口分别在容器内部限定进入口和离开口，控制系统被配置为：指示操作者安装第二流动回路，使得容器将进入口定位在离开口上方。
在一个实施例中，控制系统还被配置为：指示操作者将连接器连接到对象的血管系统，并操作血液处理设备以执行所述血液处理，控制系统还被配置为：在所述血液处理之后，指示操作者建立容纳无菌流体的容器和第二流动回路之间的流体连通，并操作血液处理设备以将第二流动回路中的血液驱动回对象的血管系统中，同时将容器中的至少一部分无菌流体抽入第二流动回路。
在一个实施例中，控制系统还被配置为：指示操作者将连接器连接到对象的血管系统，并安装容纳有无菌流体的容器以与第二流动回路流体连通，该控制系统还被配置为：操作血液处理设备以执行所述血液处理，并且在所述血液处理期间将容器中的部分无菌流体引入第二流动回路。
在一个实施例中，控制系统还被配置为使第二流动回路通风以排出气态物质。
在一个实施例中，控制系统被配置为：在第二流动回路的闭合环路中循环所述部分人体相容的流体，使得所述部分人体相容的流体通过灭菌过滤器至少一次。
在一个实施例中，控制系统还被配置为：在将人体相容的流体泵入第一流动回路中的同时，在透析器下游的第一流动回路中引起流动限制。
在一个实施例中，控制系统被配置为：在完成所述泵送之后，使所述部分人体相容的流体在第二流动回路的闭合环路中循环预定时间段。
在一个实施例中，人体相容的流体包括盐溶液、在所述血液处理期间使用的处理流体和水中的一个。
本发明的第二方面是血液处理机。该血液处理设备包括：流体供应单元，其被配置为：当第一流动回路连接到血液处理设备时，将人体相容的流体供应给第一流动回路；泵，可操作用于在第二流动回路连接到血液处理设备时，与第二流动回路接合；以及第一方面或其任何实施例的控制系统。
本发明的第三方面是一种准备用于血液处理的血液处理设备的方法。该方法包括：安装第一流动回路，该第一流动回路用于将血液处理设备提供的流体引导通过透析器；安装第二流动回路，该第二流动回路通过透析器的半透膜与第一流动回路分开，并且包括连接器，该连接器用于在血液处理期间连接到对象的血管系统，其中，该第二流动回路安装为与血管系统断开连接，并且形成包括灭菌过滤器的闭合环路；在血液处理之前，由所述血液处理设备将人体相容的流体泵入到第一流动回路中，使得人体相容的流体的一部分流过半透膜进入第二流动回路中；以及在血液处理之前，由所述血液处理设备在第二流动回路的闭合环路中循环所述部分人体相容的流体，从而由灭菌过滤器对所述部分人体相容的流体进行灭菌。
在一个实施例中，其中第二流动回路被安装为还包括容器，该方法还包括：操作血液处理设备以在容器中收集无菌流体，该无菌流体通过所述循环产生。
在一实施例中，所述部分人体相容的流体循环通过容器。
在一个实施例中，其中容器包括入口和出口，第二流动回路安装成入口和出口直接或间接地连接到连接器的相应的一个。
在一个实施例中，第二流动回路安装成灭菌过滤器与出口位于相同位置，使得所述部分人体相容的流体在经由出口离开容器时，流过灭菌过滤器。
在一个实施例中，第二流动回路安装成灭菌过滤器直接或间接地连接到入口和出口中的一个。
在一个实施例中，第二流动回路安装成灭菌过滤器位于容器内。
在一个实施例中，其中入口和出口分别在容器内部限定进入口和离开口，第二流动回路被安装成使得容器将进入口定位在离开口上方。
在一个实施例中，该方法还包括：使第二流动回路通风，以便在所述循环期间或之后排出气态物质。
在一个实施例中，执行所述循环，使得所述部分人体相容的流体通过灭菌过滤器至少一次。
在一个实施例中，该方法还包括：在所述泵送期间，在半渗透过滤器下游的第一流动回路中提供流动限制。
在一个实施例中，在完成所述泵送之后，执行所述循环预定时间段。
第四方面是包括计算机指令的计算机可读介质，该计算机指令在由处理器执行时使处理器执行第三方面及其任何实施例的方法。
本发明的第五方面是一种在血液处理设备中使用的一次性装置。该一次性装置包括：至少一个流体引导装置，可配置为限定流动回路，该流动回路延伸通过透析器的血液腔室并且包括用于在血液处理期间连接到对象的血管系统的连接器。一次性装置还包括灭菌过滤器，可配置为限定流动回路以形成包括灭菌过滤器的闭合环路。
在一个实施例中，一次性装置还包括容器，并且还可配置为限定流动回路以包括容器。
在一个实施例中，容器包括入口和出口，并且一次性装置还可配置为通过将连接器间接或直接地连接到入口和出口而将容器包括在闭合环路中。
在一个实施例中，一次性装置还可配置为将灭菌过滤器与出口位于相同位置，使得所述部分人体相容的流体在经由出口离开容器时，流过灭菌过滤器。
在一个实施例中，一次性装置还可配置为将灭菌过滤器定位在容器和连接器中的一个之间。
在一个实施例中，灭菌过滤器被布置在容器内部。
在一个实施例中，一次性装置还包括透析器。该透析器包括流体腔室、血液腔室以及将流体腔室和血液腔室分开的半透膜，其中，流体腔室被配置为连接到血液处理设备的流体供应单元。
在一个实施例中，一次性装置被灭菌并位于一个或多个保护壳体内。
在适用于所有方面的一个实施例中，灭菌过滤器是灭菌级过滤器，其被配置为用于细菌滞留，并且优选地用于细菌内毒素滞留。
本发明的其他目的、特征、实施例、方面和优点可以从以下详细描述、所附权利要求书以及附图中显现。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明的实施例。
图1A是透析机的示意性前视图，图1B示出了可以与透析机流体连通地连接的一次性产品的集合。
图2是被连接并操作用于血液处理的透析机的示意图。
图3是根据实施例的操作透析机的方法的流程图。
图4是根据实施例的被连接并操作用于血液处理的透析机的示意图。
图5A-5B是根据实施例的被连接并操作用于团注射(bolus injection)的透析机的示意图。
图6A-6E是根据不同实施例的被连接并操作用于反冲洗(rinse-back)的透析机的示意图。
图7是根据详细示例的预冲透析机的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的一些但不是全部实施例。实际上，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开可以满足适用的法律要求。相同的数字在全文中表示相同的元件。
而且，将理解，在可能的情况下，本文描述和/或构思的本发明的任何实施例的任何优点、特征、功能、设备和/或操作方面可以包括在本文描述和/或构思的本发明的任何其他实施例中，和/或反之亦然。另外，除非另有明确说明，否则在可能的情况下，本文中以单数形式表达的任何术语也意在包括复数形式，和/或反之亦然。如本文所使用的，“至少一个”应表示“一个或多个”，并且这些短语旨在是可互换的。因此，术语“一”和/或“一个”应表示“至少一个”或“一个或多个”，尽管本文也使用了短语“一个或多个”或“至少一个”。如本文中所使用的，除非上下文因表达语言或必要的暗示而另有要求，否则词语“包括”或诸如“包含”或“含有”等变型以包括性含义使用，即，指定存在所述的特征，但不排除在本发明的各种实施例中其他特征的存在或增加。
本文所使用的“人体相容的流体”是指任何流体，如果以与特定应用相关的量施用于人体的循环系统，该流体的成分经充分灭菌后与人体相容。例如，人体相容的流体可以是在血液处理设备处可用的任何这种流体，包括但不限于生理盐水溶液、处理流体和水。
本文所使用的“无菌流体”是指可以施用于哺乳动物的循环系统的足够无菌的任何流体。
本文所使用的“间接连接”表示两个组件经由一个或多个中间组件彼此连接。
本文所使用的“灭菌过滤器”是能够通过过滤产生无菌流体的任何过滤器。在一个实施例中，灭菌过滤器还被布置成产生无菌且无热原的流体。在一个实施例中，灭菌过滤器是无菌级过滤器，其被配置用于细菌滞留并且可选地还用于细菌内毒素滞留。在一个实施例中，灭菌过滤器是经过验证的无菌级过滤器，即，例如，使用公知的标准Brevundimonasdiminuta或任何其他标准化或非标准化过滤器鉴定过程已经通过用于证明过滤器的细菌滞留的过滤器鉴定过程的无菌过滤器。在一个实施例中，无菌级过滤器被布置为将人体相容的流体过滤成无菌流体，该无菌流体的细菌量为零菌落形成单位/mL(CFU/mL)，并且细菌内毒素的量小于0.05内毒素单位/mL(EU/mL)。在一个实施例中，无菌级过滤器包括具有其平均直径适合于产生无菌流体的孔的膜，包括去除内毒素的能力。在一个示例中，无菌级过滤器的平均孔径小于1μm，诸如0.1-0.5μm(例如，0.1μm或0.2μm)。细菌的直径通常为几微米，因此不会穿过孔。过滤器膜还可以包括带有阳离子电荷的高分子量添加剂，例如阳离子带电的聚合物。其他种类的带正电添加剂的示例可以在EP1710011中找到。在这样的示例中，过滤器膜将带正电，因此排斥细菌内毒素，从而较少的细菌和细菌内毒素将穿过该膜。在示例性的实施例中，基于对膜的吸附，细菌和细菌内毒素也可以被保留。该膜可以是基于聚醚砜的。其他合适的聚合物可以是AN69、PAN、PMMA、纤维素等。合适的无菌级过滤器可以是例如Pall IV-5或GVS Speedflow过滤器，或者是本申请人提供的过滤器。
在下文中，将参考被配置用于治疗慢性肾衰竭的设备(在下文中称为“透析机”)示例说明本发明的实施例。
图1A示出了这种透析机1的示例，其在与图1B中所示的一次性产品或“一次性用品”的集合结合使用时，可操作用以执行透析处理。图1A中的透析机1也被称为“监测器”，并且限定机器底盘，该机器底盘暴露用于安装一次性用品的保持架，一次性用品与诸如连接器、泵、传感器、夹具等的组件可操作地接合。一次性用品接触循环血液，并且通常使用一次，即，在每次处理阶段后被丢弃。
在所示的示例中，机器1中的控制系统或控制器2被配置为例如通过电子控制信号使机器1的组件的操作同步并控制组件的操作。控制系统2的操作可以至少部分由软件指令来控制，该软件指令在计算机可读介质上提供，以由控制系统2中的处理器2A结合存储器2B执行。显示单元3是可操作的以为用户(例如，护士、医师或患者)提供信息和指令。机器1还可以使用户能够将数据例如经由(例如，显示单元3中的)机械按钮或按键，或触摸面板上的虚拟按钮或按键输入到机器中。流体供应单元4被配置为在机器1的操作期间供应一种或多种合适的流体。这类流体可以包括在血液处理期间使用的处理流体(透析液)、在两次处理之间用于消毒机器的消毒剂、盐溶液和纯净水中的一个或多个。流体可以从附接到机器1的可更换容器中供应给机器1，或者可以由机器1按需产生或者可以由与机器1流体连通的另一设备按需产生。在所示的示例中，机器包括流体连接到供应单元4的两个机器端口5、6。机器1还包括用于透析器(图1B中的20)的保持架7、用于与血液管线接合的蠕动泵(“血液泵”)8以及用于滴注室(图1B中的41)的保持架9。机器1还包括两个机器控制的夹具10、11，其用于与相应的血液管线部分接合。此外，为容器(图1B中的30)提供保持架12。在所示的示例中，机器1还包括与机器1内的压力传感器(未示出)流体连通的传感器端口13、14。本领域技术人员认识到，机器1可以包括在图1A中未示出的其他组件，例如，血液检测器、抗凝剂注射系统等。
图1B中的一次性用品的集合包括上述透析器20，该透析器20是血液过滤单元，其包括用于流体连接到血液管线(下面)的入口连接器和出口连接器21、22，以及用于连接到机器端口5、6的入口连接器和出口连接器23、24。半透膜25(“透析器膜”)被布置在透析器20的壳体内部，用于将第一腔室(“透析液侧隔室”)26与第二腔室(“血液侧隔室”)27分开。第一腔室26和第二腔室27被配置为在血液处理期间分别由血液和透析液灌注。图1B中的一次性用品的集合还包括容器30，其可以由刚性或柔性材料制成，优选地，由透明或半透明的材料制成，以允许肉眼观察容器30中的内容物。容器30限定内部流体收集空间31，并且包括与流体收集空间31流体连通的入口32和出口33。端口32、33分别限定容器30内部的进入口34和离开口35。在所示的示例中，容器30还限定悬挂孔36。图1B中的一次性用品还包括为第一管线布置和第二管线布置40A、40B形式的流体引导装置，其在本领域中统称为“管线集”。第一管线布置40A包括滴注室41和挠性管，该挠性管限定从具有透析器连接器42的第一端到具有患者连接器43的第二端的流动路径。第二管线布置40B包括挠性管，该挠性管限定从具有患者连接器44的第一端到具有透析器连接器45的第二端的流动路径。尽管未在图1B中示出，但是管线布置40A、40B中的每一个可包括另外的组件，例如一个或多个手动夹具、用于连接到压力传感器(参见图1A中的传感器端口13、14)的管道、用于注入流体的管道等。图1B中的一次性用品还包括灭菌过滤器46，其被配置为在流体穿过过滤器46时从流体中去除内毒素、病毒和细菌。灭菌过滤器46设置有入口连接器和出口连接器47、48。
图1B中的一次性用品被适当地灭菌并且设置在一个或多个保护壳体(例如，密封袋、包装纸或包装)中。可以想到的是，一个或多个一次性用品在这种保护壳体内相互连接，并且也可以想到，上述接头中的一个或多个被一次性用品之间的永久性连接或接头替换。例如，过滤器46可以永久地连接到或集成在容器30中，并且管线布置40A、40B可以永久地连接到透析器20。
图2示出了透析机1，例如，如在图1A中所示的，透析机1连接到一次性用品的集合并且被操作用于对象S(在该示例中是人类患者)的血液透析处理。从图2中可以理解，如下将一次性用品安装到机器1上：将透析器20附接到保持架7(图1A)并且将滴注室41附接到保持架9(图1A)，并且将管线布置40B的管道布置为与蠕动泵8接合，并且将管线布置40A、40B的管道布置在机器夹具10、11中。连接一次性用品的集合，以与透析机1流体连通，从而限定第一流动回路C1(“透析液回路”)和第二流动回路C2(“体外血液回路”)，该第一流动回路C1用于透析机1供应的透析液，该第二流动回路C2连接到对象S的血管系统。具体而言，透析器20通过连接器23、24与端口5、6流体连通地连接，从而形成第一流动回路C1。此外，透析器20通过连接器21、22与管线布置40A，40B流体连通地连接，从而形成第二流动回路C2。在血液处理期间，患者连接器43、44连接到对象S的血管通路。如本领域中众所周知的，血液管道通路(也称为“血管通路”)可以是瘘管、移植物或导管，并且患者连接器43、44可以通过任何常规装置(包括针头或导管)连接到血管通路。图2还示出了从流体供应单元4(图1A)到端口5、6的流动路径的一部分。该流动路径包括超滤器15，该超滤器永久地布置在机器1的内部并且仅在维护期间被更换。这种超滤器15是大多数透析机的标准组件，并且通过去除诸如内毒素、病毒和细菌等生物污染物来提高由机器1供应的透析液的纯度。机器1还包括用于选择性地打开和关闭端口5、6的机器操作的出口阀和入口阀16、17。在下文中，填充的和未填充的阀符号分别表示阀是打开的和关闭的。
在图2中，机器1由控制系统2(图1A)操作以打开阀16、17并建立通过透析器20的第一腔室26的透析液的流动，如图2中的箭头所示。机器1还由控制系统2操作以打开夹具10、11并运行泵8，使得血液沿着管线布置40B从对象S的血管系统中抽出，被推送通过透析器20的第二腔室27，并且沿着管线布置40A返回到血管对象S，如图2中的箭头所示，同时血液在透析器20中进行透析处理。这透析处理是本领域技术人员众所周知的，因此在此将不再赘述。
在管线布置40A、40B和透析器20用于任何透析处理之前，应对这两者进行预冲。预冲是通过使无菌流体流过管线布置40A、40B和透析器20来在管线布置40A、40B和透析器20中用无菌流体替换空气的过程。在未预冲的情况下，空气可能在处理过程中进入对象S的血管系统，并引起空气栓塞。此外，过量的空气可能在处理期间导致透析器20发生凝血，这可能负面地影响对象S。预冲是耗时且经常马虎的过程，其需要获得相对大量的无菌流体，并且涉及操作者进行的几个手动步骤。本发明的实施例旨在便于预冲。
在透析处理期间，可能需要向第二流体回路C2中的循环血液中注入一定量的无菌流体。例如，已知将大剂量无菌高渗溶液注入到对象S的血液中以抵抗高血压，这是常见且严重的透析内急性并发症。本发明的实施例旨在便于获得足够的无菌流体用于这种注入。
当完成透析处理时，通常的做法是将第二流体回路C2中剩余的全部或大部分血液返回到对象S的血管系统。该过程称为“反冲洗(rinse back)”，涉及将流体引入到第二流动回路C2中，以便将剩余的血液推回到对象S中。由于在反冲洗的过程中存在流体进入血管系统的风险，因此流体应该是无菌的。本发明的实施例旨在便于获得足够的无菌流体以进行反冲洗。
通过有见地的推理，发明人已经发现，通过在预冲期间在第二流动回路C2中引入灭菌过滤器(参见图1B中的46)，可以将由透析机1供应的任何人体相容的流体用作预冲流体，并且如果在预冲期间第二流动回路C2被布置为形成包括灭菌过滤器的闭合环路，则可以极大地促进预冲。人体相容的流体可以通过沿着闭合环路循环而被灭菌，同时冲洗闭合环路。通过对闭合环路进行排气，可以确保闭合环路完全没有空气。这种新的过程具有减少预冲过程中溢出的能力，并且还可以减少所需的手动操作的次数。此外，该过程使得能够使用由透析机1供应的流体进行预冲，即便该流体不具有所需的无菌性。应当理解，相比于第二流动回路C2，对于第一流动回路C1的无菌要求通常没有那么严格，因为第一流动回路C1在处理期间将不与对象S的血管系统物理接触。因此，许多透析机不能供应足够的无菌流体用于预冲。为了进一步促进预冲，透析机1可以被操作以通过所谓的通过透析器膜25的反过滤(即，通过将人体相容的流体从第一流动回路C1通过透析膜25推入到第二流动回路C2中)供应人体相容的流体。这将进一步减少溢出和手动操作。
在一种简单且用户友好的实现方式中，灭菌过滤器连接在第二流动回路C2的患者连接器43、44之间，以在预冲期间形成闭合环路。因此，预冲期间人体相容的流体在第二流动路径C2中的流动路径对应于透析处理期间的血液的流动路径。因此，以一个操作预冲整个血液路径，即通过人体相容的流体在闭合环路中的循环预冲整个血液路径。
发明人进一步认识到进行如下操作可能是有利的：在预冲期间在第二流动回路C2中包括容器(参见图1B中的30)，并且操作透析机1以收集灭菌过滤器进行灭菌之后的一部分人体相容的流体在容器中作为预冲过程的一部分。这允许容器中的流体在透析处理期间或之后使用(例如，用于上述团注射或反冲洗)。对人体相容的流体的灭菌确保了容器中的人体相容的流体具有适当的无菌性，以便在透析处理结束时(可能是在初始预冲后的4-8小时内)引入到第二流动回路C2中。
发明人进一步认识到如下操作可能是有利的：在预冲期间在第二流动回路C2中布置容器，使得该容器被包括在闭合环路中并且使人体相容的流体循环通过该容器。因此，代替在循环后执行单独的填充操作，可以将灭菌的人体相容的流体收集在容器中作为循环的一部分。因此，降低了过程的复杂性。
在一种简单且用户友好的实现方式中，该容器具有至少一个入口和至少一个出口，该入口和出口被配置为在预冲期间直接或间接地连接到第二流动回路C2的患者连接器43、44。
在下文中，将参考图3中的流程图结合图4-6中的系统图来描述本发明的实施例。图3中的流程图表示操作方法300，该方法包括预冲、透析处理、透析处理期间可选的团注射、以及完成处理后的反冲洗。方法300的步骤301-311中的每一个都可以由透析机1的控制系统2来控制。就步骤涉及手动操作的程度而言，控制系统2可以生成相应的指令并在例如显示屏3上呈现指令给操作者，并且还可能要求操作者例如通过按压或触摸机器1上的按钮来确认何时完成手动操作。然而，如下文将要阐明的，还可以想到，由操作者基于例如来自操作手册或工作指南的书面指令来独立地执行一个或多个步骤，而不涉及控制系统2。
图4中的系统图示出了被布置并操作用于预冲时的透析机1。图5A-5B示出了在透析处理期间被布置和操作用于团注射时的透析机1，并且图6A-6E示出了在透析处理之后用于反冲洗的不同布置。
返回到图3，步骤301-306限定了透析机1的预冲顺序I。在步骤301中，通过操作者连接透析器20的第一腔室26以与流体供应单元4流体连通而将第一流动回路C1安装在透析机1上。在图4的示例中，入口连接器和出口连接器23、24经由管道段连接到端口5、6，该管道段可以永久地附接到端口5、6或设置为由操作者进行附接的一次性用品。在未示出的另一个替代方案中，端口5、6可以位于保持架7处，使得当透析器20被安装在保持架7中时，连接器23、24与端口5、6接合。步骤301可以由操作者基于控制系统2提供的指令执行或者独立地基于书面指令执行。
在步骤302中，通过使用图1B中的一次性用品将第二流动回路C2安装在透析机1上，使得第二流动回路C2形成包括过滤器46和容器30的闭合环路。鉴于图1B中的一次性用品，操作者可以以任何顺序将容器30的悬挂孔36布置在保持架12上，将透析器连接器42附接到出口连接器22上，将滴注室41布置在保持架9中，将管线布置40A的管道布置在夹具10中，将透析器连接器45附接到入口连接器21，将管线布置40B的管道与泵8和夹具11接合，将患者连接器43附接到入口32，将入口连接器47附接到出口33，并将患者连接器44附接连接器48。应意识到，操作者在步骤302期间执行的手动操作的次数取决于一次性用品在交付给操作者时是否相互连接以及如何相互连接。步骤302可以由操作者基于控制系统2提供的指令执行或者独立地基于书面指令来执行。
在步骤303中，透析机1被操作以将人体相容的流体(以下称为“预冲流体”)泵入到第一流动回路C1中，使得预冲流体的一部分穿过透析膜25进入第二流动回路C2中，如图4中的箭头所示。这种所谓的反滤可以通过控制机器1以使得在第一腔室26中生成与第二腔室27相比过大的压力来实现。在图4中，在步骤303期间打开出口阀16，使得预冲流体经由端口5被泵入第一腔室26。如图4所示，阀17可以关闭或以其他方式被操作以增加流动阻力，以增加第一腔室26中的压力，从而加速将预冲流体推入到第二流动回路C2中的过程。
在步骤304中，透析机1被操作以使预冲流体沿着第二流动回路C2的闭合环路循环，如图4中的箭头所示。尽管可以想到的是按顺序执行步骤303、304，但是步骤304可以在步骤303完成之前开始。在图4的示例中，打开夹具10、11，并且操作血液泵8以使预冲流体循环通过容器30和灭菌过滤器46。适当地执行步骤304，直到第二流动回路C2中的所有预冲流体已经例如根据预定的时间段至少一次穿过灭菌过滤器46为止。在步骤304结束时，第二流动回路C2包含无菌流体。
在步骤305(其可以在步骤304期间或之后的任何时间执行)中，对第二流动回路C2进行通风以例如经由滴注室41或容器30排出过量的空气。例如，控制系统2可以指示操作者打开专用夹具或阀(未示出)。替代地，控制系统2可以生成用于打开这种夹具或阀的控制信号。可选地，通风可以通过机器1中的泵(未示出)来辅助，该泵被连接成与第二流体回路C2流体连通并且基于来自控制系统2的控制信号进行操作。还可以想到的是，第二流动回路C2被预先配置为在步骤302中被安装时例如经由滴注室41或容器30对周围环境开放。
在步骤306中，无菌流体被收集在容器30中。在图4的示例中，步骤306作为步骤304的一部分而被执行，因为预冲流体经由容器30被循环并且在通过灭菌过滤器46之后被逐渐转换为无菌流体。然而，在其他实施例中，步骤306可以是在步骤304和/或步骤305之后执行的单独的步骤。通过将无菌流体收集在容器30中，可以在透析处理期间或之后进一步利用无菌流体。
可以理解的是，除了将一次性用品安装在透析机1上之外，图4中的一次性用品的布置使得能够对第二流动回路C1预冲而基本上没有溢出且不需要操作者的干预。
当预冲序列I完成时，可以指示操作者将第二流动回路C2连接到对象S(步骤307)。在图4的示例中，操作者可以按照惯例例如通过使用手动夹具关闭容器的端口32、33，将患者连接器43、44与入口32和出口连接器48断开连接，并且将患者连接器43、44连接到对象S的血管通路上，从而产生图2中所示的布置。然后，在步骤308中，控制系统2可以开始透析处理。
如果出于任何原因而需要将无菌流体引入到对象S的循环系统中以例如抵抗高血压，可以向操作者提供将来自容器30的无菌流体的一种或多种剂量(“大剂量”)引入到第二流动回路C2中的可能性(步骤309)。在图5A-5B中示出了示例，其中管线布置40B具有分支管线50，该分支管线50连接到在连接器44、45之间延伸的血液管线。常规而言，大多数管线集包括至少一个这样的分支管线，例如，表示为服务管线或输注管线。在图5A的示例中，分支管线50的端部处的连接器49已经例如在步骤307期间被连接到出口连接器48，从而与容器30的出口33流体连通，同时入口32被夹具51A关闭，而分支管线50被夹具51B关闭。当需要进行推注时，例如如由控制系统2基于来自一个或多个传感器(未示出)的数据、由操作者或由受检者S检测到的那样，可以根据图5B来修改图5A中的布置。因此，夹具51B可以手动地打开或通过控制系统2打开，以允许在血液泵8处于活动状态的同时使大剂量的无菌流体进入到第二流动回路C2中。如图5B所示，血液管线可以在与分支管线50的连接的上游暂时关闭，以增加分支管线50中的血液泵8的吸力，从而缩短引入团注射所需的时间。在未示出的替代配置中，分支管线50至血液管线的连接可以位于夹具11的下游。尽管可以想到的是，省去夹具51C并且通过关闭夹具11来增加分支管线50中的吸力，但是前述过程同样适用于该配置。
返回到图3，在步骤310处，透析机1终止透析处理。这可能涉及通过关闭阀16、17(图2)，停止血液泵8以及关闭夹具10、11来停止向透析器20供应透析液。然后，指示操作者使用容器30中的无菌流体执行反冲洗过程(步骤311)。反冲洗过程的实现方式可能依据第二流体回路C2的配置而有所不同。
在图6A中示出了不需要分支管线50的一种实现方式。在此，指示操作者将患者连接器44与血管通路断开连接，并且将患者连接器44连接到出口连接器48，从而与容器30的出口33流体连通。然后，透析机1打开夹具10、11并操作血液泵8以将第二流动回路C2中的剩余血液推入到对象S中，同时从容器30中抽吸无菌流体，如图6A中的箭头所示，直到第二流动回路C2中的所有或大部分剩余血液已经返回到对象S。图6A中的配置需要最少的操作并且使溢出的风险最小化。
如果管线布置40B在夹具11和患者连接器44之间具有分支管线50，则图6B-6C中的实现方式可能是方便的。在此，如果在透析处理期间连接器49还未连接到出口连接器48，则指示操作者将连接器49连接到出口连接器48(参见图5A-5B)。在第一阶段，如图6B所示，在夹具10、11保持关闭并且血液泵8保持停止的同时，指示操作者移除(如果存在的话)夹具51B(图5A)。由此，如图6B中的箭头所示，无菌流体通过重力沿着分支管线50被驱动到第二流动回路C2中以将血液推回到对象S中。在第二阶段中，如图6C所示，指示操作者例如通过使用夹具51C关闭分支管线50和患者连接器44之间的管线布置40B。然后，透析机1打开夹具10、11并操作血液泵8以将第二流动回路C2中的剩余血液推入到对象S中，同时从容器30中抽取无菌流体，如图6C中的箭头所示。
如果管线布置40B在夹具11和血液泵8之间具有分支管线50，则图6D-6E中的实现方式可能是方便的。在此，如果在透析处理期间连接器49还未连接到出口连接器48，则指示操作者将连接器49连接到出口连接器48。在第一阶段中，如图6D所示，指示操作者移除(如果存在的话，参见图5A)夹具51B。操作透析机1以打开夹具11，同时使血液泵8保持停止。由此，如图6D中的箭头所示，无菌流体通过重力沿着分支管线50被驱动到第二流动回路C2中以将血液推回到对象S中。在第二阶段中，如图6E所示，指示操作者例如通过使用夹具51C关闭夹具11和患者连接器44之间的管线布置40B。透析机1然后打开夹具10并操作血液泵8以将第二流动回路C2中的剩余血液推入到对象S中，同时从容器30中抽取无菌流体，如图6E中的箭头所示。在一种变型中，省去了夹具51C，并且夹具11由透析机1进行关闭。
可以注意到，容器30被配置为使得当容器30在预冲期间被悬挂时(图4)，进入口34位于离开口35的上方(在重力的方向上)。已经发现，当预冲流体循环通过容器30时，特别是当在图3中的预冲序列I期间在步骤303和/或步骤304的启动时，容器30中存在少量的预冲流体时，该特征显著地降低了空气从容器30经由出口35抽入管线布置40B中的风险。
在所示的实施例中，灭菌过滤器46与出口32位于相同位置，使得容器30中的流体在离开容器30时将流过过滤器46。这种配置确保了容纳在容器30中的无菌流体在预冲之后离开容器30时会经受附加的灭菌，例如以用于团注射(图5A-5B)或反冲洗(图6A-6E)。这可以增加容器30中的无菌流体的使用寿命。可以注意到，灭菌过滤器46不需要如图所示布置在出口33的下游，而是可以布置在容器30的内部以覆盖容器离开口35。在其他实施例中，过滤器46可以被布置在入口32处或流体收集空间31内的任何地方。可选地，可以在入口32和出口33两者处安装任意数量的灭菌过滤器46。
图7示出了当第一流动回路和第二流动回路已经根据图3中的步骤301-302安装在透析机中时可以执行的预冲操作700的详细示例。因此，预冲操作700对应于图3中的步骤303-306，并且将参考图4中的实施例给出。在步骤701中，透析器20被布置成其血液出口面向上方。在图4的实施例中，步骤701被包括在步骤302中。但是，在某些透析机中，保持架7被配置为将透析器20布置成使其血液出口(即，连接器22)面向下方。在这样的透析机中，由操作者例如通过将透析器20与保持架9断开连接，并使透析器上下颠倒来执行步骤701。在步骤702中，操作透析机1以开始反滤，其中预冲流体被推入到管线布置40B和容器30中。为了加速管线布置40B和容器30的填充，可以想到的是，在步骤702的至少一部分期间，例如通过操作者关闭管道上的夹具或通过透析机1关闭夹具11限制或阻止容器30的下游的预冲流体的流动(步骤703)。当管线布置40B和容器30中存在足够的预冲流体时，释放由步骤703施加的任何流动限制，并且血液泵8开始使预冲流体在第二流动回路C2中循环(步骤704)。此时，透析机1仍然进行反滤操作，使预冲流体流入第二流动回路C2中。当已经实现了预定的填充条件时，操作透析机1以终止反滤(步骤705)。填充条件可以涉及在容器30中达到预定水平的预冲流体，以及可选地，在透析器血液入口(即，在透析器20的底部)处不存在可见的气泡。替代地或附加地，当预定量的预冲流体已经通过反滤经由透析器膜25传送到第二回路C2中时(如由透析机1中的一个或多个传感器所测得的)，填充条件可以由控制系统2自动检测。例如，常规的透析机1在延伸到端口5、6和从端口5、6延伸的流动路径中具有流量传感器。通过反滤传送的预冲流体的量可以由控制系统2通过累积通过端口5、6的预冲流体的流速之间的瞬时差来计算。
在步骤705之后，透析机1操作血液泵8以使预冲流体循环第一时间段ΔT1(步骤706)。在ΔT1期间，操作者可以检查透析器血液出口处(即，透析器20的顶部处)的气泡，并轻拍透析器20以去除这种气泡(步骤707)。如果在步骤701中将透析器20上下颠倒，则在ΔT1期间也可以指示操作者在保持架7中将透析器20布置成其血液出口面向上。在时间段ΔT1到期之后，透析机1使血液泵8停止(步骤709)并等待第二时间段ΔT2(步骤710)，以允许透析器20的第一腔室25完全充满预冲流体。在时间段ΔT2到期之后，完成预冲，并且指示操作者将容器30和过滤器与第二流动回路C2断开连接(步骤711)。
尽管已经结合当前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。
例如，上述描述同样适用于被配置为通过使用透析器或等效过滤单元执行体外血液处理的任何机器或设备，包括但不限于血液透析、血液过滤、血液透析过滤、血浆置换、体外血液氧合、体外肝支持/透析、超滤等。关于血液过滤和血液透析过滤，容器30中的无菌流体可以用作替换或置换液，其在血液处理期间被引入第二流动回路C2中。与上述团注射和反冲洗相比，在血液处理之前必须产生大量无菌流体。

Claims (18)

1.一种血液处理设备(1)的控制系统，所述控制系统被配置为：
指示操作者安装第一流动回路C1，所述第一流动回路C1用于将所述血液处理设备(1)提供的流体引导通过透析器(20)；
指示所述操作者安装第二流动回路C2，通过所述透析器(20)的半透膜(25)将所述第二流动回路C2与所述第一流动回路C1分开，并且所述第二流动回路C2包括第一连接器(43)和第二连接器(44)，所述第一连接器(43)和第二连接器(44)用于在血液处理期间连接到对象S的血管系统，其中，所述第二流动回路C2安装为与所述血管系统断开连接，并且形成包括灭菌过滤器(46)的闭合环路；
操作所述血液处理设备(1)以将人体相容的流体泵入到所述第一流动回路C1中，使得部分人体相容的流体流过所述半透膜(25)进入所述第二流动回路C2中；以及
操作所述血液处理设备(1)以使所述部分人体相容的流体在所述第二流动回路C2的闭合环路中循环，从而由所述灭菌过滤器(46)对所述部分人体相容的流体进行灭菌。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第二流动回路C2被安装为还包括容器(30)，所述控制系统还被配置为：操作所述血液处理设备(1)以在所述容器(30)中收集无菌流体，所述无菌流体通过在所示闭合环路中循环所述部分人体相容的流体而产生。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述部分人体相容的流体循环通过所述容器(30)。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其被配置为：指示所述操作者通过直接地或间接地将所述第一连接器(43)和第二连接器(44)分别连接到所述容器(30)上的入口(32)和出口(33)来形成闭合环路。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述第二流动回路C2被安装成所述灭菌过滤器(46)与所述出口(33)位于相同位置，使得所述部分人体相容的流体在经由所述出口(33)离开所述容器(30)时，流过所述灭菌过滤器(46)。
6.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述第二流动回路C2被安装成所述灭菌过滤器(46)直接地或间接地连接到所述容器(30)的入口(32)和出口(33)中的一个。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的控制系统，其中，所述第二流动回路C2被安装成所述灭菌过滤器(46)位于所述容器(30)内。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的控制系统，其中，所述入口(32)和所述出口(33)分别在所述容器(30)内部限定进入口(34)和离开口(35)，其中，所述控制系统被配置为：指示所述操作者安装所述第二流动回路C2，使得所述容器(30)将所述进入口(34)定位在所述离开口(35)上方。
9.根据权利要求2至6中任一项所述的控制系统，还被配置为：指示所述操作者将所述第一连接器(43)和第二连接器(44)连接到所述对象S的血管系统，并操作所述血液处理设备(1)以执行所述血液处理，所述控制系统还被配置为：在所述血液处理之后，指示所述操作者建立容纳无菌流体的容器(30)和所述第二流动回路C2之间的流体连通，并操作所述血液处理设备(1)以将所述第二流动回路C2中的血液驱动回所述对象S的血管系统中，同时将至少部分所述容器(30)中的无菌流体抽入所述第二流动回路C2。
10.根据权利要求2至6中任一项所述的控制系统，其还被配置为：指示所述操作者将所述第一连接器(43)和第二连接器(44)连接到所述对象S的血管系统，并安装容纳无菌流体的容器(30)以与所述第二流动回路C2流体连通，所述控制系统还被配置为：操作所述血液处理设备(1)以执行所述血液处理，并且在所述血液处理期间将所述容器(30)中的部分无菌流体引入所述第二流动回路C2。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的控制系统，其还被配置为：使所述第二流动回路C2通风以排出气态物质。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的控制系统，其被配置为：使所述部分人体相容的流体在所述第二流动回路C2的闭合环路中循环，使得所述部分人体相容的流体通过所述灭菌过滤器(46)至少一次。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的控制系统，其被配置为：在将人体相容的流体泵入所述第一流动回路C1中的同时，在所述透析器(20)下游的所述第一流动回路C1中引起流动限制。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的控制系统，其被配置为：在完成所述泵入之后，使所述部分人体相容的流体在所述第二流动回路C2的所述闭合环路中循环预定时间段ΔT1。
15.根据权利要求1-6中任一项所述的控制系统，其中，所述人体相容的流体包括盐溶液、在所述血液处理期间使用的处理流体和水之一。
16.一种血液处理设备，包括：流体供应单元(4)，被配置为：当第一流动回路C1连接到所述血液处理设备时，将人体相容的流体供应给所述第一流动回路C1；泵(8)，可操作用于在第二流动回路C2连接到所述血液处理设备时，与所述第二流动回路C2接合；以及根据任一前述权利要求的所述控制系统。
17.一种准备用于血液处理的血液处理设备(1)的方法，所述方法包括：
安装(301)第一流动回路C1，所述第一流动回路C1用于将所述血液处理设备(1)提供的流体引导通过透析器(20)；
安装(302)第二流动回路C2，通过所述透析器(20)的半透膜(25)将所述第二流动回路C2与所述第一流动回路C1分开，并且所述第二流动回路C2包括第一连接器(43)和第二连接器(44)，所述第一连接器(43)和第二连接器(44)用于在血液处理期间连接到对象S的血管系统，其中，所述第二流动回路C2安装为与所述血管系统断开连接，并且形成包括灭菌过滤器(46)的闭合环路；
在血液处理之前，由所述血液处理设备(1)将人体相容的流体泵入(303)到所述第一流动回路C1中，使得部分人体相容的流体流过所述半透膜(25)进入所述第二流动回路C2中；以及
在血液处理之前，由所述血液处理设备(1)使所述部分人体相容的流体在所述第二流动回路C2的闭合环路中循环(304)，从而由所述灭菌过滤器(46)对所述部分人体相容的流体进行灭菌。
18.一种计算机可读介质，所述介质包括计算机指令，所述计算机指令在由处理器(2A)执行时使所述处理器(2A)执行权利要求17的方法。
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