CN114845751A - 用于血液处理的装置、消耗品、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的实施例的血液处理装置配置为包括:具有内部空间的多个流体室;用于压缩或扩大多个流体室的内部空间的腔室加压构件;用于驱动腔室加压构件的加压构件驱动器;以及流路控制单元。其中,所述多个腔室中的每个腔室均连接至第一流体管和第二流体管,流体通过第一流体管流入腔室,流体通过第二流体管从腔室流出,并且所述流路控制单元控制流经与腔室相连的流体管的流动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于血液处理的装置、消耗品和方法,更具体地,涉及一种通过同时压缩或扩大多个流体室并由此一起输送血液和透析液,简化了整个装置并且易于安装,降低治疗成本的血液处理装置和方法。
背景技术
当肾功能受损时,从体内排出的水和代谢物积聚在体内,同时发生电解质失衡。作为改善这种肾衰竭症状的方法,主要实施血液透析疗法,该血液透析疗法使血液在体外循环并通过半透膜去除体内积累的尿素毒素和过量水。血液透析是使血液流到半透膜的一侧,使透析液流到半透膜的另一侧,利用这两种流体的浓度差引起的扩散与压力差引起的过滤原理,以除去体内的尿毒素和过量水分,平衡电解质的方法。
血液处理疗法是一种将血液循环到体外以去除血液中的有毒物质或提供有益成分的方法,血液透析相当于一种典型的血液处理疗法。血液处理疗法与血液处理过滤器配合使用,其中在血液处理过滤器中,在生理体液(例如血液)和纯化的无菌溶液(例如透析液)之间产生物质传递。
最常用的中空纤维膜型血液处理过滤器是将半透膜装在圆柱形容器中,并在其两端使用诸如聚氨酯的合成树脂灌封,以便在血液和透析液通过期间容易发生物质传递。这是因为中空纤维型血液处理过滤器与其尺寸相比具有较大的传质面积,因此可以实现高的传质效率。
当血液和透析液通过血液处理过滤器时,静水压力降低,由于血液和透析液在血液处理过滤器内向相反方向流动,因此血液流入过滤器中的血液流入部分的血液压力高于透析液的压力,因此会发生血液中的水分移动到透析液区域的过滤现象。相反,在血液流出部分中,透析液的压力高于学业压力。会发生透析液的水分移动到血液区域的逆过滤现象。
在现有的血液处理装置的情况下,通过使用连接至多个透析液管线的平衡室和两个以上的透析液泵来控制透析液的流动,并且通过血液泵输送血液。另外,上述平衡室和透析液泵不可避免地要进行定期消毒,因此,现有的血液处理装置非常复杂,患者难以使用。
发明的内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决这种现有血液处理装置的问题,使用单个腔室加压构件同时压缩或扩大多个流体室,从而可以同时输送血液和透析液。所述多个流体室可保持供应到血液处理过滤器的透析液和从血液处理过滤器排出的透析液的量相同。因此,可以排除使用现有的血液泵和平衡室,从而可以大幅度地减小血液处理装置整体的尺寸和重量,易于安装,并且可以降低血液处理的成本。因此,根据本发明的血液处理装置的特征在于,其提供了一种血液处理装置,该血液处理装置不仅可以在医院而且可以在医院外的地方高效地进行血液处理。
用于解决问题的技术方案
为了实现上述目的,根据本发明实施例的血液处理装置包括:多个流体室,每个流体室具有内部空间;腔室加压构件,能够压缩或扩大每个流体室的内部空间;加压构件驱动器,能够驱动所述腔室加压构件;以及流路控制单元。
多个流体室包括n个流体室,其中n具有2或更大的整数值。另外,n个腔室中的每个腔室均设置为与第一流管和第二流管连接,所述第一流管使流体流入腔室,所述第二流管使流体从腔室流出。
流路控制单元的特征在于,其调节流经连接至n个流体室的入口管和出口管的流动(或流路)。因此,可以使用各种阀结构来打开或关闭流动,例如可配置为:
在各流管中安装的单向阀,其中流路有流路控制单元控制,以在一个方向上限制流管内部的流动。
在各流管中安装的电磁阀,其中流路由流路控制单元控制,以打开或阻挡内部的流动;
增压式阀,其包括:流路阻挡构件,其能够通过线性或曲线运动压缩流管的一部分来阻挡流动;流路阻挡壁,其支撑由流路阻挡构件压缩的流管;及流路阻挡构件驱动器,其驱动流路阻挡构件;以及
旋转阀,其包括:流路控制壳体,其具有内部空间;流路控制转子,其设置为能够在流路控制壳体的内部空间中旋转或线性运动;多个流路控制端口,其设置为穿透流路控制壳体;及转子驱动单元,其用于驱动流路控制转子;等等。
在此,根据本发明实施例的流路控制单元,其特征在于,当腔室被压缩或扩大时,阻挡大约一半的流经流管的流路,其中,流管内部的流路由流路控制单元控制。
根据本发明的实施例的血液处理装置,使用单个腔室加压构件可同时压缩或扩大多个流体室,血液和透析液可通过该单个腔室加压构件同时传送。多个流体室可保持供应到血液处理过滤器的透析液和从血液处理过滤器排出的透析液的量相同。因此,可以排除使用现有的血液泵和平衡室,从而可以大幅度地减小血液处理装置整体的尺寸和重量,易于安装,并且可以降低血液处理的成本。因此,根据本发明的血液处理装置不仅可以在医院而且可以在医院外的地方有效地进行血液处理。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的血液处理装置的概念图。
图2和图3是根据本发明的实施例的血液处理装置的流程图。
图4和图5示出根据本发明实施例的血液处理装置中包括的流体输送装置的示例。
图6示出根据本发明实施例的血液处理过滤器。
图7和图8示出根据本发明实施例的设置为增压式阀的流路控制单元。
图9和图10示出根据本发明实施例的设置为旋转阀的流路控制单元。
图11是根据本发明实施例的血液处理装置的流程图,该血液处理装置具有设置为旋转阀的流路控制单元。
图12示出根据本发明实施例的设置为旋转阀的流路控制单元。
图13和图14是根据本发明的实施例的具有四个流体室的血液处理装置的流程图。
图15是根据本发明的实施例的具有三个流体室的血液处理装置的流程图。
图16是根据本发明实施例的具有四个流体室的血液处理装置的流程图。
图17和图18是根据本发明实施例的具有五个流体室的血液处理装置的流程图。
图19和图20是根据本发明实施例的具有六个流体室的血液处理装置的流程图。
图21和图22是根据本发明另一实施例的具有六个流体室的血液处理装置的流程图。
图23和图24是根据本发明另一实施例的具有六个流体室的血液处理装置的流程图。
图25和图26是根据本发明另一实施例的血液处理装置的流程图,该血液处理装置具有由单向阀和六个流体室构成的流路控制单元。
图27和图28是根据本发明另一实施例的具有八个流体室的血液处理装置的流程图。
图29是根据本发明另一实施例的具有血液泵的血液处理装置的流程图。
图30是根据本发明另一实施例的血液处理装置的流程图,其中流体室被竖直地设置。
图31示出根据本发明实施例的操作流路控制单元的方法。
具体实施例
下面,将参照附图对本发明的优选的实施例进行具体说明。但本发明不限于稍后描述的实施例,可以进行各种修改。在描述本发明时,为了清楚和方便起见,附图中所示的部件的尺寸或形状可能被放大或简化。另外,考虑到本发明的配置和操作而具体定义的术语可以根据用户或操作者的意图或惯例而变化。这些术语应基于整个说明书中的内容解释为与本发明的技术思想相一致的含义和概念。
在描述本发明时,以单数形式表达的本发明的要素优选地解释为包括可能存在多个要素的含义。而且,确定本发明的要素之间位置的表达,优选地尽可能宽泛地解释。例如,意味着第一元件在第二元件上,第二元件之间或侧面,可以是在两个元件之间存在其它第三元件。在描述本发明时,“相同或同一”的含义优选地解释为除了“完全”相同的含义之外还包括基本上相同或基本上同一的情况。表达时间相等的含义,例如“同时”,除了完全“同时”发生的含义之外,还包括在基本相似的时间(时候)发生的情况。在整个说明书中,附图中的本发明的相同的元件由相同的附图标记表示。
在下文中,将参照附图详细描述根据本发明实施例的血液处理装置。
图1示出了根据本发明实施例的血液处理装置1的概念图。根据本发明的血液处理装置是一种概念,包括用于通过血液向患者提供治疗的各种装置,以及诸如从血液中分离血浆或血细胞或保存血液的简单处理,还可包括用于肾衰竭患者的血液透析装置、用于急性肝衰竭患者的肝透析装置、代替肺或心脏功能的体外生命支持器(ECLS)或用于治疗多种器官衰竭的各种净化装置等。
所述血液处理装置可以配置为包括血液处理装置单元2和消耗品组件3。血液处理装置单元2是硬件单元,通常在壳体内部设置各种电子装置,由此可以进行血液处理疗法。安装有各种软件和程序以驱动血液处理装置单元2内部的各种电子装置。消耗品组件3是一次性元件,其通常在短时间(例如一次或两次)使用后被废弃,例如,包括血液、透析液或各种溶液流过的流管,用于去除空气的气室或/和血液处理过滤器10等。
图2和图3示出了根据本发明实施例的血液处理装置1的流程图。根据本发明的实施例的血液处理装置1包括:用于输送血液和透析液的流体输送装置50;用于通过调节离子平衡(浓度)来制备透析液的透析液处理单元30;用于产生超纯水的水处理单元40;以及用于调节通过流体流动的流管的流路的流路控制单元60。另外,血液处理装置1配置为包括各种监视传感器24和34,并且包括在内部进行血液处理的血液处理过滤器10。例如,在血液处理过滤器10内部,在血液与透析液之间可发生物质传递。
根据本发明实施例的流体输送装置50配置为包括,具有内部空间的多个流体室,用于压缩或扩大所述多个流体室的内部空间的腔室加压构件59,以及用于驱动腔室加压构件的加压构件驱动器(未示出)。多个流体室包括具有内部空间的第n个流体室,其中n具有2个以上的正整数值。优选地,根据本发明的实施例的血液处理装置1可配置为包括三个至八个流体室。例如,图2和图3示出了根据本发明的实施例的血液处理装置1的流程图,图2和图3的血液处理装置分别包括四个流体室和六个流体室(51至56)。
在此,虽然使用了称为透析液的表述,但这是将其与血液区别开的表述,透析液不限于用于血液透析、腹膜透析、急性肾衰竭患者的连续肾替代疗法(CRRT)等的透析液。透析液旨在包括在血液处理疗法中使用的各种流体,可以包括例如血浆、血清、蒸馏水、生理盐水、乳糖溶液等。
每个腔室可以连接到流体流入腔室的入口管和流体流出腔室的出口管。第一腔室51连接到第一腔室入口管51a和第一腔室出口管51b,并且流体通过第一腔室入口管51a流入第一腔室51,第一腔室51中的流体可以通过第一腔室出口管51b排出。类似地,第二腔室52连接到第二腔室入口管52a和第二腔室出口管52b,并且流体通过第二腔室入口管52a流入第二腔室52,第二腔室52中的流体可通过第二腔室出口管52b流出。其它腔室也是如此。
尽管此处使用入口管和出口管的表述,但这并不意味着流体必须通过入口管流入腔室中,并通过出口管流出。例如,可以通过出口管将流体引入腔室中,或者可以通过入口管和出口管两者来引入或排出流体。尽管示出了两个流管(即,入口管和出口管)连接到每个腔室,但是如图2和图3所示,连接到每个腔室的入口管和出口管可彼此部分重叠,每个腔室可连接一个流管。
所述n个流体室的特征在于同时被压缩或扩大。即,可以同时压缩所有n个腔室,或者可以同时扩大所有n个腔室。或者,n个流体室中的一部分可以压缩,而其它一部分可以同时扩大。例如,当流体输送装置50包括六个流体室时,所有六个腔室可一同被压缩或扩大。或者,六个腔室中的任何三个可以被压缩并且另外三个腔室可以被扩大。或者,六个腔室中的任何四个可以被压缩并且另外两个腔室可以同时被扩大,反之亦然,即任何四个腔室可以被扩大并且另外两个腔室可以被压缩。
如图2和图3所示,流体室具有圆柱形的内部空间,腔室加压构件59被图示为具有用于压缩或扩大圆柱形的内部空间的活塞形状。然而,根据本发明实施例的腔室和腔室加压构件不限于图示的形状。具有内部空间以容纳流体的容器可以用作本发明的腔室,能够通过压缩或扩大容器的内部空间而能够向其内部输送流体的各种构件可用作本发明的腔室加压构件。例如,可以由具有内部空间的流体囊、流体袋、能够扩大压缩的柔性流体管,以及能将流体囊、流体袋、或流体管的内部扩大或压缩从而将流体排出至内部的加压构件构成。
另外,流体室由硬质材料制成以具有预定形状(例如,圆柱形状),此时,腔室加压构件59配置为包括由诸如橡胶、聚合物、硅酮等的软质材料制成的部分。可替代地,腔室可以由易于压缩和扩大的柔性材料形成,在这种情况下,腔室加压构件59可以由压缩或扩大软质流体室的硬质材料形成。
例如,图4和图5示出了流体输送装置50,其具有由软质材料制成的呈流体囊(或流体袋)形式的腔室并具有内部空间。在此,上述流体囊可以安装在框架590中,以便易于安装。腔室加压构件59具有压缩或扩大流体囊的结构,例如,可以通过诸如气压泵、气泵或真空泵的气压驱动器的操作来压缩或扩大流体囊。即,气压通道591被位于血液处理装置1的壳体4中的气压驱动器扩大或压缩,通过该驱动器,流体囊可以被压缩或扩大。这是因为气压通道591连接到围绕流体囊的空间。即,这意味着气压通道591可以用作腔室加压构件59。此时,可以另外安装垫圈592,以免发生流体囊周围空间的泄漏。该垫圈592可以由软质材料或者诸如塑料、金属、聚合物等的硬质材料制成。
根据本发明的实施例,可以同时压缩或扩大腔室,因此通过一个腔室加压构件59来压缩或扩大腔室,同样地,通过单个加压构件驱动器来驱动腔室加压构件59。加压构件驱动器可以具有能够将线性运动或弯曲运动传递至腔室加压构件59的各种形式。例如,其可以设置为包括电动机和由电动机旋转的凸轮,以使腔室加压构件59沿一个方向移动。可替代地,可以使用电动机和由电动机旋转的圆形齿轮、通过圆形齿轮的旋转执行线性运动的线性齿轮等。腔室加压构件59通过凸轮或圆形齿轮的旋转而沿一个方向移动,并且可通过进一步旋转凸轮或圆形齿轮,或沿相反方向旋转,腔室加压构件59可沿相反方向移动。
作为血液处理过滤器10,可以使用能够进行血液处理的各种过滤器装置。图6示出了血液处理过滤器10的示例,其中血液处理过滤器10可配置为包括:具有内部空间的血液处理过滤器壳体11,以及容纳在血液处理过滤器壳体11内并在血液和透析液之间发生物质传递的血液处理膜12。血液处理过滤器10的内部空间可以被血液处理膜12划分为多个流体流动区域。例如,血液处理过滤器壳体11的内部空间可由血液处理膜12分为血液流动的部分和透析液流动的部分。
在血液处理过滤器壳体11的一端和另一端设置有第一血液端口13和第二血液端口14,血液通过第一血液端口13被输送至血液处理过滤器10,并可通过第二血液端口14排出。因此,第一血液端口13和第二血液端口14分别连接到第一血液流管21和第二血液流管22,血液通过第一血液流管21和第二血液流管22被输送到血液处理过滤器10。在血液处理过滤器壳体11的外周面的一侧和另一侧设置有第一透析液端口15和第二透析液端口16,以使透析液流动,具体而言,透析液通过第一透析液端口15被供应到血液处理过滤器10,并且通过第二透析液入口16可以从血液处理过滤器10中排出。
血液流经血液处理过滤器10内的血液流动区域,透析液流经血液处理过滤器10内的透析液流动区域。此时,血液和透析液可在血液处理过滤器10内沿相反方向流动。血液处理过滤器不限于图示的形式,可以以各种形式改变,例如,可以包括血液透析器(hemodialyzer)、血液透析过滤器(hemodiafilter)、吸附过滤器等。
根据本发明的实施例的血液处理装置1还可以配置为进一步包括用于制备透析液的透析液处理单元30。透析液处理单元30在通过水处理单元40产生的超纯水中可混合酸性离子和碳酸氢盐溶液,或者混合酸性离子和碳酸氢盐粉末,通过调整电解质(如碳酸氢盐和钠)的浓度和pH值来制备。
透析液处理单元30还可以配置为进一步包括透析液处理泵31,用于输送上述酸性离子溶液和碳酸氢盐离子溶液32。透析液处理泵31也可以分为用于输送第一离子溶液的第一透析液处理泵31a和用于输送第二离子溶液的第二透析液处理泵31b。在此,透析液处理泵31需要输送准确量的离子溶液,因此,实际上优选使用流体泵。例如,可以是旋转活塞泵、计量脉动泵、精密活塞泵等。
另外,根据本发明的实施例的血液处理装置1还可以配置为进一步包括供给透析液存储单元36和排出透析液存储单元38,供给透析液存储单元36存储透析液并将其提供至血液处理过滤器10,排出透析液存储单元38可以存储使用过的透析液。但是,透析液可以不存储在供给透析液存储单元36中,而是可以直接供应至血液处理过滤器10,用过的透析液可以不存储在排出透析液存储单元38中,而是立即排出并废弃。
透析液不限于如上所述地通过透析液处理单元30配制,还可以使用例如已经制成的透析液袋来供应。另外,根据本发明实施例的血液处理装置1可以进一步包括诸如用于测量所制备的透析液的纯度的装置,例如电导率传感器等。
水处理单元40进行几个过滤步骤以产生超纯水,例如,可以配置为包括预处理过滤器、碳过滤器、反渗透压力过滤器、离子交换树脂和内毒素过滤器等。可以改变水处理装置40的结构以满足血液处理疗法的目的。
流路控制单元60的特征在于,其调节通过连接到n个流体室的入口管和出口管的流动(或流路)。因此,能够打开或阻挡流动的各种阀结构可以用作流路控制单元60。例如,流路控制单元60可以是单向阀、电磁阀、开闭阀,增压式阀,旋转阀和气压阀中的任何一种,或者也可以由这些阀的组合构成。
单向阀安装在每个流管中,其中流路内部的流道由流路控制单元60控制,以在一个方向上限制流路内部的流动。电磁阀和开闭阀被安装在每个流管中,其中,内部流路由流路控制单元60控制以打开或阻挡内部流动。气压阀或气压阀组件可以由气压驱动器和气压通道组成。气压驱动器可以对气压通道加压或减压,通过该气压驱动器,连接到气压通道的流管可以扩大或加压,即打开或阻挡内部的流动。在图4和图5中示出了示例性气压流路控制单元60。如上所述,可以通过各种类型的气压驱动器对气压通道和流管加压或减压。
图7至图9示出了增压式阀,即增压式流路控制单元60。根据本发明的实施例的增压式阀可配置为包括:流路阻挡构件61,其能够通过以线性或曲线运动压缩流管的一部分来阻挡流动;流路阻挡壁62,其用于支撑被流路阻挡构件61压缩的流管;以及流路阻挡构件驱动器,其驱动流路阻挡构件61。
图7和图8示出用于调节通过连接到四个腔室(51至54)的八个流管(51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a和54b)的流路的示例性流路控制单元60。当流路阻挡构件61朝向流管51a、52b、53a和54b移动时,流路阻挡构件61的一端压缩由流路阻挡壁62支撑的这些流管从而阻挡内部流动。此时,通过流管51b、52a、53b和54a的流路被打开。另外,当流路阻挡构件61沿相反方向移动时,流路阻挡构件61的另一端压缩流管51b、52a、53b和54a以阻挡内部流动。
这里,为了便于说明,已经提到了流路阻挡构件61的一端和另一端,但是根据本发明的实施例的流路控制单元60不限于图示的结构。例如,如图7所示,通过流管51a、52b、53a、54b和流管51b、52a、53b、54a的流动由两个或更多个分离的流路阻挡构件61a和61b交替阻挡。可以改变流路阻挡构件驱动器以分别驱动分离的流路阻挡构件61a和61b。
可选地,当流管由诸如硅树脂、聚氨酯、聚乙酸酯等的软质材料制成时,当流管弯曲成预定角度时,内部流动可能被阻挡。即,对于本领域技术人员显而易见的是,流路阻挡构件61不限于通过压缩流管来阻挡内部流动,并且可以使流管弯曲成预定角度。
流路阻挡构件驱动器可以具有能够引起流路阻挡构件61线性运动或曲线运动的各种结构。以上对腔室加压构件驱动器的描述可以等同地应用于流路阻挡构件驱动器。例如,可以包括使流路阻挡构件61向流路阻挡壁62移动的凸轮和使凸轮旋转的电动机,当流路阻挡构件通过凸轮的旋转而压缩流管时,内部流动被阻挡,并且当通过凸轮去除外力时,流路阻挡构件与流管分离,流管通过其自身的弹力恢复到原始状态并打开。可替代地,当连接到电动机的偏心轮旋转以在一侧压缩流管时,被压缩的流管内部的流动被阻挡。当凸轮进一步旋转时,凸轮压缩管的外力被去除,当管恢复到其原始状态时,管可以被打开。可替代地,通过旋转连接至电动机的偏心凸轮,可以通过流路控制单元60对流向内部的流动进行调节的流管加压,从而阻止内部的流动。另外,当凸轮进一步旋转或沿反方向旋转时,凸轮的外力被去除,流管恢复到其原始状态,从而内部流动可以打开。
这里,如图8所示,可以改变流路控制单元60以调节通过连接到六个腔室(51至56)的12个流管(51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a,54b,55a,55b,56a和56b)的流路。尤其是,流路控制单元60的特征在于,其交替地阻挡流管51a、52b、53a、54b、55a、56b和流管51b、52a、53b、54a、55b、56a。在这种情况下,为了支撑被流路阻挡构件61加压的流管,构造成增压式阀的流路控制单元60还可以配置为包括管固定单元63(未示出)。
当流体室被压缩或扩大时,流路控制单元60的特征在于,其阻挡流经至少一半的流管的流路,其中内部流动由流路控制单元60控制。
流路控制单元60不限于上述结构,可以改变为另一结构。如图9和图10所示,由旋转阀构成的根据本发明实施例的流路控制单元60可配置为包括:流路控制壳体64,其具有内部空间;流路控制转子66,其设置为能够在流路控制壳体的内部空间中旋转或线性运动;多个流路控制端口65,其设置为穿透流路控制壳体;及转子驱动单元67,其用于驱动流路控制转子。
这里,为了在流路控制转子66与流路控制壳体64紧密接触的状态下平稳地旋转或线性移动,流路控制壳体64和流路控制转子66的内部空间为更优选地具有圆柱形状。可替代地,可以改变流路控制转子66以在旋转的同时执行线性运动。即,可以通过流路控制转子66的旋转运动或线性运动来连接至少两个以上的流路控制端口65之间的流路。
另外,根据本发明的实施例的流路控制单元60可以配置为在流路控制转子66上进一步包括流路控制凹部68。当任意两个流路控制端口65之间的流动打开时,该流路控制凹部68可以使流经流路控制端口65的流体更容易移动。在图9中,尽管示出了流路控制凹部68的截面形状,但是流路控制凹部68的形状不限于附图,可以改变为其他形状,例如正方形、三角形等。图11示出了根据本发明实施例的血液处理装置1的流程图,其中流路控制单元60被配置为旋转阀。
多个流路控制端口65可以沿具有圆柱形状的流路控制壳体64的内部空间(或具有圆柱形状的流路控制转子)的圆周方向间隔开地安装。另外,多个流路控制端口65也可以位于相同的截面上,具体而言,在考虑与流路控制转子66的轴向垂直的截面的情况下,可以将流路控制端口65安装在任意一个横截面上。在图9中,可以看到流路控制端口65位于标记为D-D’和E-E’的横截面上。在此,本领域技术人员可以理解的是,位于相同横截面的含义不仅意味着位于相同横截面,而且意味着沿流路控制转子66的轴向位于基本相似的高度。另外,如图10的G-G’和H-H’所示,流路控制端口65可以被划分并安装在两个或更多个横截面中。即,流路控制端口65的特征在于,其可以位于沿流路控制转子66的轴向具有基本相同高度的平面上。
如上所述,流路控制转子66可以沿一个方向旋转,但是也可以沿两个方向旋转,例如顺时针和逆时针方向。另外,流路控制转子66可以以另一种方式实现以打开或阻挡流路控制端口65之间的流路,例如在旋转时执行线性运动。在此,可以通过流路控制转子66的旋转速度来调整流路控制端口65之间的流路的阻挡或开放时间。
当流路控制转子66与流路控制壳体64的内部紧密结合时,优选的是,没有流体通过该结合表面泄漏。为此,流路控制转子66或/和流路控制壳体64优选地由诸如聚合物、金属、ABS,丙烯酸等的能够抑制流体泄漏的材料制成。
另外,为了防止这种泄漏,如图12所示,根据本发明的实施例的流路控制单元60可配置为在流路控制转子66的圆周表面上进一步包括诸如O形环或垫圈等突起69。这些突起69由诸如硅树脂或橡胶等柔性材料制成,以便抑制流体通过流路控制转子66和流路控制壳体64的粘合表面泄漏,或者为了更有效地抑制流体泄漏,它可以由硬质材料制成,例如金属、铝、聚合物或塑料。这里,诸如O形环或垫圈等突起69可以改变为设置在流路控制壳体64的内部空间中的突起69,而不是设置在流路控制转子66。如图9和图10所示,当将流路控制转子66结合至流路控制壳体64的内部空间时,穿过流路控制壳体64的流路控制端口65优选为不偏离具有圆柱形状的流路控制转子66的圆柱圆周表面。另外,在根据本发明的实施例的旋转阀中,始终阻止流经至少一个流路控制端口65的流动。
旋转阀不限于上述结构,也可以改变为另一种结构。另外,流路控制单元60也不限于上述结构,也可以改变为能够打开或阻挡流经连接至流体室的流管的流路的另一结构。
另外,血液处理装置1可以配置为包括各种传感器24和34。这些传感器用于监视血液处理治疗,可以包括例如压力传感器、气泡传感器、血液泄漏传感器、温度传感器、电导率传感器等。另外,血液处理装置1可以配置为进一步包括内毒素过滤器,该内毒素过滤器去除可能包含在透析液中的诸如内毒素和细菌等有害物质以防止与血液接触。
在下文中,将参照附图详细描述根据本发明的实施例的血液处理装置1的各种实施例。图13至图28示出了血液处理装置1的各种实施例和操作。
实施例1
血液处理装置1配置为包括四个流体室51、52、55和56,例如第一流体室、第二流体室、第五流体室和第六流体室(图13)。两个腔室51和52连接到血液处理过滤器10的透析液端口以输送透析液,另外两个腔室55和56连接到血液端口以输送血液。可以看出,流路控制单元60被配置为增压式阀,以控制流经每个腔室的入口管和出口管的流动。
两个腔室52和56被压缩,另外两个腔室51和55被扩大。此时,流路控制单元60阻挡通过流管51a、52b、55a和56b的流路,并打开通过流管51b、52a、55b和56a的流路(图13)。由于第一腔室51的扩大,透析液通过第一腔室入口管51a流入腔室中。由于第二腔室52的压缩,腔室内的透析液通过第二腔室出口管52b排出。由于第五腔室55的扩大,患者的血液通过第五腔室入口管55a流入腔室。由于第六腔室56的压缩,腔室内的血液回流到患者。此时,血液和透析液都不会通过血液处理过滤器10流动。
在此,图中的黑色粗线表示有流动经过流管。即,流管的流路由流路控制单元60打开。另一方面,黑色细线表示没有流动经过流管。即,流管的流路被流路控制单元60阻挡。另外,虚线示出了辅助透析液流管81和安装在其中的辅助透析液泵82。
另一方面,当两个腔室52和56扩大,另外两个腔室51和55压缩时,流路控制单元60打开通过流管51a、52b、55a和56b的流路,并阻挡通过流管51b、52a、55b和56a的流路(图13)。由于第一腔室51的压缩,腔室内的透析液通过第一腔室出口管51b被供应到血液处理过滤器10。由于第二腔室52的扩大,血液处理过滤器10的透析液通过第二腔室入口管52a被引入第二腔室52。由于第五腔室55的压缩,腔室内的血液通过第五腔室出口管55b被供应到血液处理过滤器10。由于第六腔室56的扩大,血液处理过滤器10的血液通过第六腔室入口管56a被引入第六腔室56。此时,血液和透析液通过血液处理过滤器10流动。
即,第一腔室51向血液处理过滤器10供应干净的透析液,第二腔室52用于从血液处理过滤器10排出用过的透析液。第五腔室55将患者的血液供应至血液处理过滤器10,第六腔室56将血液从血液处理过滤器10返送至患者。这里,由于透析液处理单元30制备透析液,因此透析液处理单元30可以连接到第一腔室51。具体地,可以通过第一腔室51的第一腔室入口管51a连接。
在此,为了控制流过每个腔室51、52、55和56的流体的流动量,腔室可具有相同的压缩和膨胀冲程容积或不同的压缩和膨胀冲程容积,在图13中,腔室加压构件59向左右移动规定的长度,从而使腔室压缩或扩大,此时,可以将各腔室的压缩及扩大后的容积定义为冲程容积。
在此,腔室51和52可以具有相同的冲程容积,并且腔室55和56也可以具有相同的冲程容积。如上所述,相同的含义除了完全相同的含义之外还包括基本相似的含义。同样,腔室51和52的冲程容积可以大于腔室55和56的冲程容积。例如,腔室51和52的冲程容积可以设计为腔室55和56的冲程容积的大约两倍。但是,腔室的冲程容积可以根据血液处理疗法的目的而充分地进行不同的改变。为了使腔室具有相同的冲程容积,腔室内部空间的横截面面积可以相同或非常相似。如果腔室的内部空间具有圆柱形状,则内部空间的横截面面积的内径可以相同或相似。
血液处理装置1可以不同地改变,例如,可将干净的透析液通过第二腔室52供应到血液处理过滤器10,血液处理过滤器10的经使用的透析液可以通过第一腔室51排出。类似地,血液可通过第六腔室56供应到血液处理过滤器10,血液处理过滤器10的血液可以通过第五腔室55返送至患者。
另外,流路控制单元60不限于设置为用于调节连接至腔室55和56的入口管和出口管的流路的增压式阀,如图14所示,流路控制单元60可以由单向阀55c和56c组成。
实施例2
血液处理装置1配置为包括三个流体室51、52和55,例如第一流体室、第二流体室和第五流体室(图15)等。两个腔室51和52连接到血液处理过滤器10的透析液端口以输送透析液,而另一个腔室55连接到血液端口以输送血液。可以看出,流路控制单元60配置为增压式阀,以控制流经连接到每个腔室51、52和55的入口管和出口管的流动。在此,可以在血液流管22中另外安装流路控制单元60,通过该流路控制单元60可以打开和关闭通过与第二血液端口14连接的血液流管22的流动。
当第二腔室52和第五腔室55被压缩并且第一腔室51扩大时,流路控制单元60打开通过流管51a、52b、55b和22的流路,阻挡通过流管51b、52a和55a的流路(图15)。由于第一腔室51的扩大,血液处理过滤器10的透析液通过第一腔室入口管51a流入腔室内。由于第二腔室52的压缩,腔室内的透析液通过第二腔室出口管52b被供应到血液处理过滤器10。由于第五腔室55的压缩,腔室内的血液通过第五腔室入口管55a供应到血液处理过滤器10,并通过血液流管22返送至患者。
另一方面,当两个腔室52和55扩大并且另一个腔室51被压缩时,流路控制单元60阻挡通过流管51a、52b、55b和22的流路,打开通过流管51b、52a和55a的流路。由于第一腔室51的压缩,腔室内的透析液通过第一腔室出口管51b排出。由于第二腔室52的扩大,透析液通过第二腔室入口管52a被供应到腔室。由于第五腔室55的扩大,患者的血液被供应到腔室。
如图所示,在该实施例的情况下,血液可能会通过连接到患者的单个针头(或导管)泄漏或回流。
实施例3
根据本发明实施例的血液处理装置1不限于上述结构,可以改变为另一流路结构。例如,可以通过两个分开的腔室55和56将患者的血液供应到血液处理过滤器10或将其返送给患者。这两个流体室55和56可以立即被压缩或扩大(图16)。即,血液处理装置1与上述实施例1同样地具有四个腔室,但在一个腔室被压缩时,其他三个腔室可以被扩大,相反地,在一个腔室被扩大时,另外三个腔室可以被压缩。
此时,流路控制单元60可以配置为安装在每个流管中的单向阀,以便控制流经连接到第五腔室55和第六腔室56的流管55a、55b、56a和56b的流动。尽管操作类似于第二实施例的操作,但是其特征在于,在图16的血液处理装置1中,当两个腔室55和56都被压缩或扩大时,血液均通过血液处理过滤器10流动。
实施例4
图17和图18示出了根据本发明实施例的血液处理装置1,其配置为包括五个流体室。具体地,四个腔室51至54连接到透析液端口15和16以使透析液流动,另一个腔室55连接到第一血液端口13以输送血液。
当腔室加压构件59在图17中向右移动时,即,当腔室52和54被压缩时,血液被输送到血液处理过滤器10。在此,由于透析液由四个腔室输送,因此当腔室被压缩或扩大时,透析液均通讨血液处理讨滤器10流动。
由于透析液的流路和操作与稍后描述的实施例5和6的流路和操作非常相似,因此稍后将对其进行详细描述。血液的流路和操作与上述第二实施例相似。
类似地,根据本发明的实施例的血液处理装置1可以改变为具有六个流体室51至56,以便输送血液和透析液。如图17和图18所示,透析液通过第一至第四腔室51至54输送。然而,血液由两个腔室55和56输送,但是这两个腔室的特征在于,它们同时被压缩或扩大,如图16所示。此时,用于调节流经连接至腔室55和56的流管55a、55b、56a和56b的流路的流路控制单元60可以配置为单向阀。另外,用于调节流经连接至腔室51至54的流管的流路的流路控制单元60可以由单向阀、电磁阀、增压式阀和旋转阀中的任何一种或其组合形成。
实施例5
图19和图20示出了血液处理装置1的另一实施例。血液处理装置1包括六个流体室51至56,透析液通过腔室51至54输送。特别地,透析液通过第一腔室51和第四腔室54被供应到血液处理过滤器10,并通过第二腔室52和第三腔室53被排出。因此,优选的是,腔室51和54连接至第一透析液端口15,腔室52和53连接至第二透析液端口16。此时,透析液处理单元30可以通过第一腔室入口管51a和第四腔室入口管54a分别连接到第一腔室51和第四腔室54。
血液通过腔室55和56输送。血液通过第五腔室55供应到血液处理过滤器10,并且血液通过第六腔室56返送至患者。因此,第五腔室55可以连接至第一血液端口13,第六腔室56可以连接至第二血液端口14。
此时,流路控制单元60可以配置为用于连接至腔室51至54的流管的加压阀,以及分别安装在连接至腔室55和56的流管的单向阀。
如图19所示,第一腔室51、第三腔室53和第五腔室55通过腔室加压构件59而扩大,第二腔室52、第四腔室54和第六腔室56被压缩。此时,流路控制单元60打开流经第一腔室入口管51a、第二腔室出口管52b、第三腔室入口管53a和第四腔室出口管54b的流动,并阻挡流经第一腔室出口管51b、第二腔室入口管52a、第三腔室出口管53b和第四腔室入口管54a的流动。
由于第一腔室51的扩大,透析液通过第一腔室入口管51a被引入腔室中。由于第二腔室52的压缩,内部透析液通过第二腔室出口管52b排出。由于第三腔室53的扩大,血液处理过滤器10的透析液通过第三腔室入口管53a流入腔室内部。由于第四腔室54的压缩,内部透析液通过第四腔室出口管54b被供应到血液处理过滤器10。由于第五腔室55的扩大,来自患者的血液通过第五腔室入口管55a流入腔室内部。由于第六腔室56的压缩,内部血液通过第六腔室出口管56b被供应到血液处理过滤器10。此时,通过安装在第五腔室56和第六腔室56的入口管和出口管中的止回阀55c和56c的操作,第六腔室56中的血液不会回流到患者,来自血液处理过滤器10的血液不会回流至第五腔室55。此时,可以看出血液没有通过血液处理过滤器10流动。
另一方面,如图20所示,第一腔室51、第三腔室53和第五腔室55被腔室加压构件59压缩,第二腔室52、第四腔室54和第六腔室56被腔室加压构件59压缩。此时,流路控制单元60阻挡流经流管51a、52b、53a和54b的流动,并且打开流经流管51b、52a、53b和54a的流动。
由于第一腔室51的压缩,内部透析液通过第二腔室出口管52b被供应到血液处理过滤器10。由于第二腔室52的扩大,血液处理过滤器10的透析液通过第二腔室入口管52a流入腔室内。由于第三腔室53的压缩,内部透析液通过第三腔室出口管53b排出。由于第四腔室54的扩大,透析液通过第四腔室入口管54a被引入到腔室内。由于第五腔室55的压缩,内部血液通过第五腔室出口管55b被供应到血液处理过滤器10。由于第六腔室56的扩大,患者的血液通过第六腔室入口管56a流入腔室内。由于安装在第五腔室55和第六腔室56的入口管和出口管中的单向阀55c和56c,第五腔室55中的血液不会回流至患者,血液处理过滤器10的血液不会回流至第六腔室56。此时,其特征在于,血液和透析液均通过血液处理过滤器10流动。
如上所述,腔室51至56可具有不同的冲程容积。例如,图21和图22示出了根据本发明的实施例的血液处理装置1的流程图,其中第一腔室51和第三腔室53具有比第二腔室52和第四腔室54更大的冲程容积。当移动到腔室加压构件59的左侧时(图21),由于第三腔室53具有比第四腔室54更大的冲程容积,发生过滤(ultrafiltration)现象,即,血液中的水分和尿素毒穿过膜12移动到血液处理过滤器10的透析液区域。
相反地,当移动到腔室加压构件59右侧时(图22),由于第一腔室51的冲程容积大于第二腔室52的冲程容积,因此发生反过滤(backfiltration)现象,即,透析溶液穿过膜12移动到血液处理过滤器10的血液区域。因此,通过调节腔室的冲程容积,可以调节过滤量和反过滤量,这意味着在血液和透析液之间发生更多的动态的物质传递。
类似地,通过将腔室55和56的冲程容积改变为彼此相同或不同,可以调节可作为过滤量和反过滤量之间的差值计算的净过滤量。另外,六个腔室的冲程容积可以设置为全部相同或全部不同。
流路控制单元60由连接到第一腔室51至第四腔室54的流管的增压式阀以及连接到第五腔室55和第六腔室56的单向流管构成。然而,流路控制单元60不限于该构造。例如,流路控制单元60可配置为增压式阀,以打开和关闭流经连接到第一腔室51至第六腔室56的流管的流路。即,如图8所示,具有增压式阀形式的流路控制单元60的特征在于,调节流经连接至第一腔室51至第六腔室56的流管51a、51b、52a、52b、53a、53b、54a、54b、55a、55b、56a和56b的流路。可选地,流路控制单元60可以配置为安装在每个流管中的单向阀,以打开和关闭流经连接到第一腔室51至第六腔室56的流管的流路。这将在下面更详细地描述。
实施例6
图23和图24示出了根据本发明另一实施例的血液处理装置1。血液通过第五腔室55和第六腔室56供应到血液处理过滤器10。然而,不同于上述第五实施例,可以看出,第五腔室55和第六腔室56均连接至第一血液端口13。
由于腔室加压构件59,当第一腔室51、第三腔室53和第五腔室55被扩大,第二腔室52、第四腔室54和第六腔室56被压缩时(图23),由于第五腔室55的扩大,患者的血液通过第五腔室入口管55a流入腔室。此时,通过第六腔室56的压缩,血液通过第六腔室出口管56b供应到血液处理过滤器10。
另一方面,由于腔室加压构件59,当第一腔室51、第三腔室53和第五腔室55被压缩,第二腔室52、第四腔室54和第六腔室56被扩大时(图24),通过第五腔室55的压缩,腔室内部的血液通过第五腔室出口管55b供应到血液处理过滤器10。由于第六腔室55的扩大,患者的血液通过第六腔室入口管56a流入腔室。因此,在腔室的压缩和扩大期间,血液和透析液都流经血液处理过滤器10。
第一腔室51至第四腔室54具有基本相同的冲程容积,但是腔室55和56的冲程容积可以与腔室51至54的冲程容积不同。例如,腔室55和56的冲程容积可以被设置为具有腔室51至54的冲程容积的大约一半。
在此,在第一腔室51至第六腔室56中,第一流体(例如血液)流过的腔室的数量和第二流体(例如透析液)流过的腔室的数量,可以对其进行改变以适合血液处理疗法的目的,这对于本领域技术人员显而易见。
实施例7
图25和图26示出了根据本发明的另一实施例的血液处理装置1的流程图。具体地,流路控制单元60配置为单向阀(或止回阀),该单向阀安装在分别连接至第一腔室51至第六腔室56的流管中。即,第一腔室止回阀51c安装在第一腔室入口管51a和第一腔室出口管51b中。类似地,第二腔室止回阀52c设置在第二腔室入口管52a和第二腔室出口管52b中。
如图25所示,由于腔室加压构件59,第一腔室51、第三腔室53和第五腔室55被打开,第二腔室52、第四腔室54和第六腔室56被压缩。
由于第一腔室51的扩大,透析液通过第一腔室入口管51a被引入腔室内。此时,血液处理过滤器10的透析液由于第一腔室止回阀51c不会回流到腔室中。由于第二腔室52的压缩,内部透析液通过第二腔室出口管52b排出。此时,透析液由于第二腔室止回阀52c不会回流至血液处理过滤器10。由于第三腔室53的扩大,血液处理过滤器10的透析液通过第三腔室入口管53a流入腔室中。此时,使用过的透析液由于第三腔室止回阀53c不会回流到腔室中。由于第四腔室54的压缩,内部透析液通过第四腔室出口管54b被供应到血液处理过滤器10。此时,透析液由于第四腔室止回阀54c不会回流至供给透析液存储单元36。由于第五腔室55的扩大,来自患者的血液通过第五腔室入口管55a流入腔室中。血液处理过滤器10的血液由于第五腔室止回阀55c不会回流回第五腔室55中。由于第六腔室56的压缩,内部血液通过第六腔室出口管56b被供应到血液处理过滤器10。此时,第六腔室56中的血液由于第六腔室止回阀56c不会回流至患者。
另一方面,如图26所示,由于腔室加压构件59,第一腔室51、第三腔室53和第五腔室55被压缩,第二腔室52、第四腔室54和第六腔室56被扩大。
由于第一腔室51的压缩,内部透析液通过第二腔室出口管52b被供应到血液处理过滤器10。此时,透析液由于第一腔室止回阀51c不会回流至供给透析液存储单元36。由于第二腔室52的扩大,血液处理过滤器10的透析液通过第二腔室入口管52a流入腔室中。此时,使用过的透析液由于第二腔室止回阀52c不会回流到第二腔室52。由于第三腔室53的压缩,内部透析液通过第三腔室出口管53b排出。此时,透析液由于第三腔室止回阀53c不会回流至血液处理过滤器10。由于第四腔室54的扩大,透析液通过第四腔室入口管54a被引入到腔室中。此时,血液处理过滤器10的透析液由于第四腔室止回阀54c不会回流至第四腔室54。由于第五腔室55的压缩,内部血液通过第五腔室出口管55b被供应到血液处理过滤器10。腔室内的血液由于第五腔室止回阀55c不会回流至患者。由于第六腔室56的扩大,患者的血液通过第六腔室入口管56a流入腔室中。来自血液处理过滤器10的血液由于第六腔室止回阀56c不会回流至第六腔室56。
安装在流管中的止回阀可限制流经流管的流体向一个方向流动。在此,能够打开止回阀的止回阀开启压力不具有预定值,可以被设置为驱动血液处理装置所需的适当值。开启压力是指能够打开通过单向阀的流动的单向阀的上游和下游之间的压力差。例如,在不操作流路控制单元60的情况下,优选具有不至于产生通过单向阀的流动的开启压力,例如,本发明的一实施例的单向阀,可具有在10mmHg至180mmHg之间的开启压力。更具体地,它可以具有12mmHg至60mmHg的开启压力。
实施例8
血液处理装置1可以改变为不同的结构,如图27和图28所示,血液处理装置1可以改变为具有八个流体室。此时,四个腔室可以输送透析液,其他四个腔室可以输送血液。
具体地,第一腔室51至第四腔室54传送透析液,两个腔室51和54将透析液供应至血液处理过滤器10,另外两个腔室52和53用于排出血液处理过滤器10的透析液。这与如前所述相同。
血液通过第五腔室55至第八腔室58的操作而流动。具体地,两个腔室向血液处理过滤器10供应血液,另外两个腔室用于将血液处理过滤器10的血液返送至患者。该操作也与如前所述相同,因此,省略重复的描述。
流路控制单元60调节流经连接到第一腔室51至第八腔室58的入口管和出口管的流路,它可以配置为单向阀、电磁阀、开闭阀、增压式阀、旋转阀等。在此,流路控制单元60可以阻挡流经八个流管中的任意的流路,并打开流经其他八个流管的流路。
另外,根据本发明的实施例的血液处理装置1的特征在于,其还包括安装在血液流管21或22中的血液泵23。图29示出了具有在血液流管21中安装有血液泵23的血液处理装置1。如图所示,透析液流过第一腔室51至第四腔室54。具体地,两个腔室51和54将透析液供应到血液处理过滤器10,而另外两个腔室52和53用于从血液处理过滤器10排出透析液。
另外,上述的多个流体室不限于左右配置,可以改变为沿竖直方向安装,如图30所示。当位于左侧的一半的腔室被压缩时,位于右侧的一半的腔室会扩大。反之亦然。另外,腔室加压构件59可以划分为第一腔室加压构件59a和第二腔室加压构件59b,可以分别使附图的左侧和右侧腔室压缩或扩大。在此,可以看到在连接至腔室51至54的流管中安装有增压式阀,在连接至腔室55和56的流管中安装有单向阀。然而,流路控制单元60可以配置为单向阀、电磁阀、开闭阀、增压式阀、旋转阀等,以控制流经连接至第一腔室51至第六腔室56的流管的流路。
另外,血液处理装置1可以配置为还包括辅助透析液流管81和辅助透析液泵82。辅助透析液泵82安装在辅助透析液流管81中,以进一步从血液处理过滤器10去除透析液。因此,辅助透析液流管81可以将第二腔室52或第三腔室53的入口管(即血液处理过滤器10的透析液入口)与排出透析液存储单元38或排污线相互连接。
在由流体输送装置50供应到血液处理过滤器10的透析液的量与从血液处理过滤器10排出的透析液的量保持基本相同的状态下,辅助透析液泵82可以另外去除透析液。因此,辅助透析液泵82需要确定要从患者身上去除的纯水的量并输送正确量的水。作为辅助透析液泵82,可以使用各种精密泵,例如,可以使用精密脉动泵、滚子泵、基于气缸的脉动泵、齿轮泵等。根据本发明,可以使用计量旋转活塞泵。
图31示出了流路控制单元60的流动控制方法。如上所述,流路控制单元60的特征在于,阻挡流经一部分流管的流路,并且打开流经其他一部分流管的流路。并且流路控制单元60重复这种阻挡和打开。例如,上述第一实施例的流路控制单元60交替地阻挡流管51a、52b、55a、56b与流管51b、52a、55b、56a。
因此,如图7和图8所示,流路控制单元60可分为第一流路控制单元60a和第二流路控制单元60b。在第一实施例的情况下,流管51a、52b、55a和56b可以由第一流路控制单元60a控制,流管51b、52a、55b和56a可以由第二流路控制单元60b控制。当通过第一流路控制单元60a阻挡流动时,可以打开通过第二流路控制单元60b的流路。
即使第一流路控制单元60a和第二流路控制单元60b重复压缩和扩大,根据本发明的实施例,由于第一流路控制单元60a和第二流路控制单元60b,流路有时可能会同时被阻挡。即,流路控制单元60可以一时阻挡通过流管的所有流路,该流管的内部流动由流路控制单元60控制。当第一流路控制单元60a和第二流路控制单元60b切换压缩或扩大时,可能发生这种情况。
因此,如图31所示,流路控制单元60的流动控制方法可以包括以下步骤。
(S1)阻挡第一流路控制单元60a,
(S2)打开第二流路控制单元60b,
(S3)操作腔室加压构件59,
(S4)阻挡第二流路控制单元60b,
(S5)打开第一流路控制单元60a,以及
(S6)操作腔室加压构件59。
这里,为了使腔室加压构件59重复腔室的压缩和扩大,优选地,在S3中当腔室加压构件59朝一个方向上操作时,在S6中腔室加压构件59朝另一方向上移动。另外,在S1和S4中,可以看出第一流路控制单元60a和第二流路控制单元60b均阻挡流动。然而,在S2中,仅通过第一流路控制单元60a阻挡流动,而在S5中,仅通过第二流路控制单元60b阻挡流动。
这里,根据本发明的实施例的流路控制单元60可以被配置为进一步包括在步骤S1至S6之间将时间延迟为预定时间的步骤。例如,可以配置为包括在S1和S2之间的第一时间延迟步骤D1,在S2和S3之间的第二时间延迟步骤D2,和/或在S3和S4之间的第三时间延迟步骤D3。为了血液处理疗法的稳定性,优选地D1~D3具有设定值。例如,D1和D2可以具有从0到1.2秒的相似值,而D3可以具有从0到2.5秒的值。
另外,步骤S1和S4所花费的时间可以相同,类似地,步骤S2和S5所花费的时间可以相同。可替代地,步骤S1、S2、S4和S5步骤花费基本相同的时间,其时间范围从大约0.2到1.2秒。更具体地,它需要0.4到0.8秒。类似地,步骤S3和S6花费基本相同的时间,其时间范围从大约0.4到2.4秒。
根据本发明的一个实施例的血液处理装置,通过使用单个腔室加压构件同时压缩或扩张多个流体室,血液和透析液可以通过该单个腔室加压构件同时输送。多个流体室可保持供应到血液处理过滤器的透析液和从血液处理过滤器排出的透析液的量相同。因此,可以排除使用现有的血液泵和平衡室,从而可以大幅度地减小血液处理装置整体的尺寸和重量,易于安装,进而可以降低血液处理的成本。因此,根据本发明的血液处理装置不仅可以在医院而且可以在医院外部有效地进行血液处理。
如上所描述并在附图中示出的本发明的实施例不应被解释为限制本发明的技术构思,本发明的保护范围仅由权利要求中描述的内容来限制。在本发明的技术领域的普通技术人员可以以各种形式改进或改变本发明的技术构思,并且这种改进和改变将落入本发明的保护范围内。
Claims (18)
1.一种血液处理装置,其特征在于,
包括:
多个流体室,具有内部空间;
腔室加压构件,压缩或扩大所述多个流体室的内部空间;
加压构件驱动器,驱动所述腔室加压构件;以及
流路控制单元,
其中,所述多个流体室配置为包括n个流体室(其中,n是2或更大的正整数),
n个腔室中的每个腔室均设置为与第一流管和第二流管连接,所述第一流管使流体流入腔室,所述第二流管使流体从腔室流出,
所述流路控制单元,用于控制流经所述与第n个腔室连接的流管的流动。
2.根据权利要求1所述的血液处理装置,其特征在于,
所述n个腔室被所述腔室加压构件同时压缩或扩大。
3.根据权利要求2所述的血液处理装置,其特征在于,
当所述n为偶数时,n/2个腔室同时压缩,n/2个腔室同时扩大,
当所述为奇数时,(n+1)/2个腔室同时压缩,(n-1)/2个腔室同时扩大。
4.根据权利要求3所述的血液处理装置,其特征在于,
进一步包括用于在内部处理血液的血液处理过滤器,其中,所述血液处理过滤器包括:
血液过滤器壳体,具有内部空间;
第一血液端口,设置在所述血液过滤器壳体的一端,血液通过所述第一血液端口流入所述血液处理过滤器;
第二血液端口,设置在所述血液过滤器壳体的另一端,血液从所述血液处理过滤器中通过所述第二血液端口排出;以及
至少一个透析液端口,设置在所述血液过滤器壳体中,透析液流过所述透析液端口。
5.根据权利要求4所述的血液处理装置,其特征在于,
所述透析液端口连接至少两个或更多个腔室。
6.根据权利要求5所述的血液处理装置,其特征在于,
所述第一血液端口连接到第二流管,所述第二流管连接到至少一个腔室。
7.根据权利要求6所述的血液处理装置,其特征在于,
所述第二血液端口连接到第一流管,所述第一流管连接到至少一个腔室。
8.根据权利要求7所述的血液处理装置,其特征在于,
所述流路控制单元配置为,包括:
流路阻挡构件,对所述流管的一部分加压以阻挡内部流动;
流路阻挡壁,支撑由所述流路阻挡构件加压的所述流管;以及
流路阻挡构件驱动器,驱动所述流路阻挡构件。
9.根据权利要求7所述的血液处理装置,其特征在于,
所述流路控制单元,包括:
流路控制壳体,具有圆柱形状的内部空间;
流路控制转子,具有圆柱形状,并设置在所述流路控制壳体的内部空间;
多个流路控制端口,设置为穿过所述流路控制壳体;以及
转子驱动单元,驱动所述流路控制转子,
其中,流经至少一个流路控制端口的流动被所述流路控制转子阻挡,并且位于所述流路控制壳体的内周表面上的所述流路控制端口的一端,位于具有圆柱形状的所述流路控制转子的圆周表面内。
10.根据权利要求7所述的血液处理装置,其特征在于,
所述流路控制单元,包括:
气压通道,能够对流管进行加压或减压,所述流管通过所述流路控制单元被控制流动;以及
气压驱动器,能够对所述气压通道加压或减压。
11.根据权利要求7所述的血液处理装置,其特征在于,
所述流路控制单元包括,设置在每个流管中的单向阀,其中,所述流路控制单元内部的流动由所述流路控制单元控制,以在一个方向上限制流管内部的流动。
12.根据权利要求8所述的血液处理装置,其特征在于,
所述流路控制单元进一步包括:安装在每个流管中的单向阀,其中,流路控制单元内部的流动由流路控制单元控制,以在一个方向上限制流管内部的流动。
13.根据权利要求5所述的血液处理装置,其特征在于,
进一步包括:血液泵,设置在与所述第一血液端口或所述第二血液端口连接的血液流管中,并通过所述血液处理过滤器输送血液。
14.根据权利要求1至13中任一一项所述的血液处理装置,其特征在于,
所述流路控制单元,阻挡流经至少一部分流管的流动,其中,所述流管的内部的流动由所述流路控制单元控制。
15.根据权利要求1至13中任一一项所述的血液处理装置,其特征在于,
所述腔室由硬质材料制成,
所述腔室加压构件包括由柔性材料制成的部分,以压缩或扩大所述腔室的内部空间。
16.根据权利要求1至13中任一一项所述的血液处理装置,其特征在于,
所述腔室由易于压缩和扩大的柔性材料制成,
所述腔室加压构件包括由硬质材料制成的部分,以压缩或扩大所述腔室的内部空间。
17.根据权利要求2至13中任一一项所述的血液处理装置,其特征在于,
同时压缩的腔室中的至少两个腔室具有相同的冲程容积,
同时扩大的腔室中的至少两个腔室具有相同的冲程容积。
18.根据权利要求17所述的血液处理装置,其特征在于,
被压缩的腔室中至少一个腔室的压缩-扩大冲程容积,大于或小于被扩大的腔室中至少一个腔室的冲程容积。
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