CN115315280A - 血液治疗系统 - Google Patents

Abstract

在一个方面，一种系统，包括：血液治疗机器；透析器，其被配置为耦合到血液治疗机器，该透析器包括限定血液入口和血液出口的透析器壳体；在透析器壳体内部的中空纤维束；泵送装置，其可被驱动以迫使从血液入口接收的血液通过中空纤维束的内腔并从血液出口流出；与透析液流动路径流体连通的透析液入口，透析液流动路径包括透析器壳体内部的位于中空纤维束之间的空间；以及与透析液流动路径流体连通的透析液出口。该系统还包括流体调节系统，其被配置为：(i)制备新鲜的透析液并经由透析液入口将新鲜的透析液供应到透析器；(ii)通过透析液出口接收来自透析器的废透析液，回收利用废透析液，并经由透析液入口将回收利用的透析液供应到透析器。

Description

血液治疗系统

技术领域

本公开涉及一种血液治疗系统。

背景技术

透析是一种为肾功能不全的患者提供生命救助支持的医疗手段。两种主要的透析方法是血液透析(HD)和腹膜透析(PD)。在HD期间，患者的血液通过透析机器的透析器，而透析溶液(或透析液)通常在相反的方向或逆流方向也通过透析器。透析器内的半透膜将血液从透析液分离，并允许在透析液与血流之间经由扩散、渗透和对流而发生流体交换。这些跨膜交换的结果是从血液中去除了废物(例如，溶质，如尿素和肌酐)。这些交换还有助于调控血液中其他物质(例如钠和水)的水平。以该方式，透析器和透析机器就充当了清洁血液的人工肾。

在PD期间，患者的腹膜腔会被定期注入透析液。患者腹膜的膜衬(membranouslining)充当天然半透膜，其允许在腹膜腔内的溶液与血流之间发生扩散和渗透交换。与HD一样，这些跨患者腹膜的交换的结果是从血液中去除了废物并有助于调控血液中其他物质(例如钠和水)的水平。

自动PD机器(例如，PD循环仪)被设计为控制整个PD过程，使得其能够在家中执行，通常是在没有临床人员在场的夜间执行。该过程被称为连续循环仪辅助PD(CCPD)。许多PD循环仪设计用于自动将透析液注入、停留和排出患者的腹膜腔。处理通常持续几个小时，通常从启动排放循环开始，以清空腹膜腔中使用过的或废透析液。然后，该序列通过一个接一个相继的填充、停留和排放阶段进行。

发明内容

本公开涉及一种血液治疗系统。

在一个方面，一种系统包括：血液治疗机器；透析器，其被配置为耦合到血液治疗机器，该透析器包括限定血液入口和血液出口的透析器壳体；在透析器壳体内部的中空纤维束；泵送装置，其可被驱动以迫使从血液入口接收的血液通过中空纤维束的内腔并从血液出口流出；与透析液流动路径流体连通的透析液入口，所述透析液流动路径包括位于透析器壳体内部的中空纤维束之间的空间；以及与透析液流动路径流体连通的透析液出口。系统还包括流体调节系统，其被配置为：(i)制备新鲜的透析液并经由透析液入口向透析器供应新鲜的透析液；和(ii)经由透析液出口接收来自透析器的废透析液，回收利用废透析液，并经由透析液入口将回收利用的透析液供应到透析器。

另一方面，一种系统包括：血液治疗机器，该血液治疗机器包括治疗模块，该治疗模块包括用于可释放地与透析器耦合的结构，治疗模块包括(i)第一压力传感器，其定位成在透析器与治疗模块耦合时抵靠透析器的第一压力检测室的第一膜，以及(ii)第二压力传感器，其定位成在透析器与治疗模块耦合时抵靠透析器的第二压力检测室的第二膜；和流体调节系统，其被配置为(i)制备新鲜的透析液并将其供应到透析器，以及(ii)从透析器接收废透析液，回收利用废透析液，并将回收利用的透析液供应给透析器。

实施例可以包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施例中，流体调节系统是被配置为经由流体管线连接到血液治疗机器的独立单元。

在一些实施例中，流体调节系统是被配置为经由流体管线直接连接到透析器的独立单元。

在一些实施例中，流体调节系统是血液治疗机器的一部分。

在一些实施例中，流体调节系统包括：透析流体盒，其包括入口流体管线；多个出口流体管线；和阀，其包括致动特征部，通过该致动特征部，阀可以被旋转以将入口流体管线与多个出口流体管线中的选定流体管线流体连通。

在一些实施例中，透析流体盒的致动特征部包括表面型廓，该表面型廓形成为被致动器接合用以使阀旋转。在一些实施例中，透析流体盒的致动特征部具有多边形形状。在一些实施例中，透析流体盒的阀还包括阀体，该阀体限定了内部流体通路，该内部流体通路能够将入口流体管线与选定流体管线流体连通；弹性元件，其被配置为移动阀体以启用或禁用阀的操作。

在一些实施例中，透析流体盒的阀体可移动至：第一位置，在该第一位置处，内部流体通路与入口流体管线和多个出口流体管线对准以启用阀的操作；以及第二位置，在该第二位置处，内部流体通路与入口流体管线和多个出口流体管线偏离以禁用阀的操作。

在一些实施例中，透析流体盒还包括多个入口流体管线，其包括所述入口流体管线，其中阀包括阀体，所述阀体限定了内部流体管道，所述内部流体管道能够将多个入口流体管线中的所述入口流体管线与多个出口流体管线中的选定流体管线流体连通，以在透析流体盒内限定多个流体通路中的一个流体通路。

在一些实施例中，内部流体管道是第一内部流体管道，所述入口流体管线是第一选定入口流体管线，选定流体管线是第一选定出口流体管线，并且流体通路是第一流体通路，阀体还限定第二内部流体管道，该第二内部流体管道可以将多个入口流体管线中的第二选定入口流体管线与多个出口流体管线中的第二选定出口流体管线流体连通，以在透析流体盒内限定多个流体通路中的第二流体通路。

在一些实施例中，透析器还包括限定血液入口的第一端盖和限定血液出口的第二端盖。

在一些实施例中，透析器还包括布置在中空纤维束与血液出口之间的静脉压力检测室，静脉压力检测室包括附接到第二端盖的第一柔性表面。

在一些实施例中，透析器还包括布置在血液入口与中空纤维束之间的动脉压力检测室，动脉压力检测室具有附接到第一端盖的第二柔性表面。

在一些实施例中，第一端盖限定了透析液出口并且第二端盖限定了透析液入口。

在一些实施例中，第一端盖限定了与中空纤维束的内腔流体连通的置换液体入口。

在一些实施例中，第二端盖限定了与中空纤维束的内腔流体连通的置换液体出口。

在一些实施例中，泵送装置包括在第一端盖内的泵转子。在一些实施例中，透析器还包括装在泵转子内的一个或多个磁体，泵转子可被磁力驱动以迫使血液通过中空纤维的内腔。在一些实施例中，透析器还包括附接至泵转子的一个或多个磁体，泵转子可被磁力驱动以迫使血液通过中空纤维的内腔。在一些实施例中，泵转子在操作期间被磁力悬浮。

在一些实施例中，透析器壳体包括脱气室。在一些实施例中，脱气室限定在透析器壳体的端盖中。

在一些实施例中，泵送装置包含在相对于中空纤维的固定位置处。

在一些实施例中，流体调节系统位于血液治疗机器的壳体内。

在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器定位成当透析器与治疗模块耦合时邻接透析器的相反端。

在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器可在以下之间重新配置：(i)第一位置，在该第一位置中，第一压力传感器和第二压力传感器缩回；与(ii)第二位置，在该第二位置中，第一压力传感器和第二压力传感器伸出以分别抵靠第一膜和第二膜。

在一些实施例中，治疗模块还包括：第一对管道，其被配置为在透析器与治疗模块耦合时与由透析器限定的第一置换液体端口和第一透析液端口连接；和第二对管道，其被配置为在透析器与治疗模块耦合时与由透析器限定的第二置换液体端口和第二透析液端口连接，其中第一对管道和第二对管道与流体调节系统流体连接。

实施例可以提供以下优点中的一个或多个。

如上所述，系统可以包括能够回收利用透析液的流体调节系统。这意味着与大多数传统透析机器相比，使用更少的水，产生更少的废物，并且需要更少的透析流体浓缩物。这有利于家庭血液透析，因为需要较少的储存空间。

另一个优点是将各种部件合并到透析器中可以更容易地设置机器，因为透析器及其各种部件可以在需要连接更复杂的血液管路的更少步骤中连接到机器。在一些实施例中，例如，透析器及其部件可以在单个动作中连接到机器。这再次有利于家庭血液透析，因为用户可能不是受过训练的临床医生。

此外，将某些组件(例如泵、压力传感器、空气释放室等)结合到透析器中允许使用更简单和更短的血液管路，并提供整体上更紧凑的血液透析机器。

根据说明书、附图和权利要求，其他方面、特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是流体调节系统的透视图，该流体调节系统可以与透析系统协作以在透析治疗期间执行流体调节循环。

图2是图1的流体调节系统的俯视图。

图3是图1的流体调节系统的前视图。

图4是图1的流体调节系统的后视图。

图5是图1的流体调节系统的后视图，省略了某些外部部件以露出某些内部部件。

图6是图1的流体调节系统的透视图，省略了某些外部部件以露出某些内部部件。

图7是图1的流体调节系统的透视图，省略了某些外部部件以露出某些内部部件。

图8是图1的流体调节系统的透视图，省略了某些外部部件以露出某些内部部件。

图9是图1的流体调节系统的前部组件的透视图。

图10是图9的前部组件的后透视图。

图11是图9的前部组件的后透视图。

图12是图9的前部组件的门组件的加热袋的后透视图。

图13是图9的前部组件的门组件的加热板的后透视图。

图14是图示出图12的加热袋与图1的流体调节系统的流体盒的安装的透视图。

图15是图14的流体盒连同图12的加热袋的透视图。

图16是可包括在图1的流体调节系统内的加热组件的实施例的完全分解透视图。

图17是图16的加热组件的部分分解透视图。

图18提供了操作图，利用该操作图，图1的流体调节系统能够与血液透析系统协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路。

图19描绘了患者使用与图1的流体调节系统连接的血液透析系统接受体外血液治疗。

图20示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的预注阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。

图21示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的输注阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。

图22示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的治疗阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。

图23提供了图1的流体调节系统的控制系统的框图。

图24提供了图1的流体调节系统的硬件系统的框图。

图25提供了图1的流体调节系统的软件系统的框图。

图26是透析流体盒的一部分的透视图，该透析流体盒包括具有凹入致动特征部的旋转阀。

图27是透析流体盒的一部分的透视图，该透析流体盒包括具有凹入致动特征部的旋转阀，其中旋转阀处于启用配置。

图28是图27的透析流体盒的一部分的透视图，其中旋转阀处于禁用配置。

图29是具有凸出致动特征部的旋转阀的透视图。

图30是透析流体盒的俯视图，该透析流体盒包括沿多条流体管线定位的多个图29的旋转阀。

图31是图5的透析流体盒的一部分的放大透视图。

图32是具有止回阀配置的旋转阀的透视图。

图33是图32的旋转阀的截面透视图。

图34A是旋转阀的透视图，该旋转阀启用了多个顺序流体通路中的单个流体通路。

图34B-34I是图34A的旋转阀的俯视图，其处于启用图34A的多个顺序流体通路之一的旋转位置。

图35A是旋转阀的透视图，该旋转阀启用了多个顺序流体通路中的双流体通路。

图35B和35C是图35A的旋转阀的俯视图，其处于启用了图35A的多个顺序流体通路中的两个流体通路的旋转位置。

图36是旋转阀的俯视图，该旋转阀处于第一配置并且包括上流体管道和下流体管道，用以在流体环路处启用第一流体通路。

图37是处于第一配置的图36的旋转阀的透视图。

图38是处于第二配置的图36的旋转阀的俯视图，用以在流体环路处启用第二流体通路。

图39是处于第二配置的图36的旋转阀的透视图。

图40A-40D是处于四种不同配置的图36的旋转阀的俯视图，用以在流体环路处启用相应的流体通路。

图41A-41D是处于四种不同配置的图36的旋转阀的透视图，用以在流体环路处启用相应的流体通路。

图42是用于调整图11的旋转阀的旋转配置的驱动组件的透视图。

图43是图19的血液透析系统的透析器和治疗模块的分解透视图。

图44是处于耦合配置的图43的透析器和治疗模块的透视图。

图45是图19的血液透析系统的透析器的原理图，示出了通过透析器的血液流动路径。

图46是图19的血液透析系统的透析器的另一个原理图，示出了通过透析器和置换液添加位置的血液流动路径。

图47是图19的血液透析系统的透析器的另一个原理图，示出了通过透析器的透析液流动路径。

图48是图19的血液透析系统的透析器的另一个原理图，示出了血液流动路径和透析液流动路径以及置换液添加位置。

图49是包括血液透析机器的系统的操作图，该血液透析机器具有与图1的流体调节系统相似的集成流体调节系统，使得血液透析机器能够执行流体调节循环和血液透析治疗。

具体实施方式

图19示出了包括血液透析系统2的系统1，该血液透析系统2经由流体管线324和325连接到流体调节系统100。在血液透析治疗期间，流体调节系统100将新鲜的透析液输送到血液透析系统2的血液透析机器2000，血液透析机器2000经由新鲜透析液管线将新鲜的透析液泵送通过透析器1000的透析液室。当新鲜的透析液被泵送为通过透析器1000的透析液室时，血液透析机器2000经由动脉管线1002从患者10抽取血液，使血液经过透析器1000的血液室，然后使过滤后的血液经由静脉管线1004返回至患者10。当血液经过透析器1000时，血液通过半透膜(例如，中空纤维)与流动的新鲜的透析液分离。由于透析液的成分和/或跨半透膜的压差，来自血液的废物和毒素跨过膜并由透析液(现在称为用过的或废透析液)带出透析器1000。废透析液经由废透析液管线流回血液透析机器2000，然后从血液透析机器2000泵送到流体调节系统100，在此处其被回收利用以变成新鲜的透析液。然后将新鲜的透析液返回到血液透析机器2000从而经过透析器1000用以进一步的患者的血液治疗。

如图19所示，血液透析系统2包括与血液透析机器2000连接的一次性装置。一次性装置包括：透析器1000，其被配置为耦合到血液透析机器2000的治疗模块2020；以及连接到透析器1000并被配置为在治疗期间与患者10流体连通的动脉和静脉管线1002、1004。透析器1000是单次使用的一次性用品，而血液透析机器2000是可重复使用的系统。

如下文将更详细解释的，透析器1000包括特定部件，诸如血液泵、压力传感器室和空气释放室，它们通常存在于与透析器一起使用的血液管线装置中。将这些特征结合到透析器1000中可以使用户更容易设置血液透析系统2，因为用户能够简单地将透析器1000嵌入血液透析机器2000，而不必将沿动脉和静脉管线1002、1004布置的各种单独部件连接到血液透析机器2000。结果，血液透析系统2对于经常自己设置系统或让不是受过训练的临床医生的护理人员为他们设置系统这样的家庭透析患者是特别有利的。

如上所述，流体调节系统100与血液透析系统2的血液透析机器2000流体地连接，以将“新鲜的”(例如，清洁的、调节的)透析液输送到血液透析系统2，从血液透析系统2收集“废”(例如，污染的、未调节的)透析液，并回收利用废透析液。流体调节系统100还可用于在治疗之前产生新鲜的透析液。以这种方式产生和重复使用透析液可以显着减少进行透析治疗所需的预包装透析液和/或透析液浓缩物的量。这对家庭透析患者特别有益，因为其允许他们进行治疗，而无需在家中收纳和储存大量液体。现将更详细地描述流体调节系统100。如图1-4所示，流体调节系统100包括：壳体101，其包含或支撑流体调节系统100的部件；流体盒102，其包括限定各种流体通路的多条流体管线；两个相对高容量的泵103，其能够使流体在流体盒102的流体管线内流通；和两个相对低容量的泵104，其能够将调节剂输送(例如，注入)到流体盒102的流体管线内流通的流体中。流体调节系统100具有紧凑的占地面积，便于流体调节系统100的抬升和运输。例如，流体调节系统100通常具有约30cm至约50cm的长度、约30cm至约50cm的宽度、约30cm至约50cm的高度和约15kg至约20kg的重量。

壳体101包括：左侧面板105和右侧面板106；沿着侧面板105、106定位的把手107，用于搬运流体调节系统100；可以打开和关闭以插入加热袋的门组件108；门组件108所固定到的前面板109；进一步包围内部部件的后面板110和底面板111；支撑流体盒102和泵103、104的上面板112；以及保护流体盒102和泵103、104的盖113。可以用来制造壳体101的外面板的示例性材料包括塑料，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚碳酸酯混合物等。

盖113通常由ABS或聚碳酸酯制成并且是透明的或半透明的以允许流体盒102和泵103、104的可见性。盖113可在沿上面板112设置的后铰链114处枢转以打开或关闭盖113。上面板112带有两个闩锁115，闩锁115可以闭合在盖113的前边缘116上以将盖113固定在关闭位置。闩锁115也可以被拉起并与盖113分开以将盖113从关闭位置释放以触及流体盒102和泵103、104。

参见图5，流体调节系统100还包括左侧和右侧内部支撑框架117、118，左侧面板、右侧面板、前面板、后面板、底面板和上面板105、106、109、110、111、112附接到其上。内部支撑框架117、118通常由金属片形成。

每个泵103、104均为蠕动泵，其包括围绕可旋转框架(例如电机)的圆周定位的多个辊，该可旋转框架承载从流体盒102延伸的流体管线。随着可旋转框架旋转，滚动构件向流体管线施加压力，从而迫使流体流过流体管线。

图6-8图示出流体调节系统100的某些内部部件。例如，流体调节系统100还包括多个压力传感器119、两个温度传感器120和氨检测器121，它们分别位于上面板112中的孔122、123、124内，用以与流体盒102接合。压力传感器119被实施为薄的、柔性的膜，其接触流体盒102内的相应的薄的、柔性的膜164(参见图15)以检测流体盒102的特定流体通路内的流体压力。温度传感器120是红外(IR)传感器，其检测流过流体盒102的流体通路的特定点的透析液的温度。氨检测器121是红-绿-蓝(RGB)颜色传感器，其可以检测流体盒102内的纸条上的颜色变化，以确定流过流体盒102的特定流体通路的透析液中的铵(例如，其产生氨)浓度。流体调节系统100还包括获取和调节由设置在流体盒102上的电导率传感器产生的信号的电路，这将在下面更详细地讨论。

流体调节系统100还包括与上面板112中的孔126对齐的多个致动器125，该多个致动器用于分别地且选择性地移动流体盒102的多个阀。每个致动器125安装至流体调节系统100的内部框架128的平台127并且包括电机129和可通过电机129移动(例如，旋转或以其他方式操纵)的驱动单元130。驱动单元130配备有耦合构件131，该耦合构件131形成为接合流体盒102的相应阀，使得驱动单元130的移动产生阀的移动。内部框架128还包括柱状支撑构件132，其支撑和定位壳体101的上面板112。上面板112还限定了孔133，其被定位且尺寸设置成接收定位销134，用以相对于上面板112适当地定位流体盒102。在流体盒102就位的状态下，定位销134可以朝向上面板112向下卡扣以锁定流体盒102的位置。流体调节系统100还包括电路板135，其配备有用于操作流体调节系统100的各种机电部件的电子器件。例如，电子器件执行代码用以：执行流体调节循环的各个阶段(如下面参见图18-20所讨论的)；操作泵103、104；转动流体盒102的阀；处理传感器信号；操作致动器125；操作加热组件151，以及运行控制环路(例如，用于调控透析液温度、调控泵速以实现所需流速、调控泵速以实现所需透析液化学成分以及确保设备安全的控制回路)。

再次参见图5，流体调节系统100还包括支架136和承载在支架中的风扇137，用于冷却电路板135和流体调节系统100的其他内部部件。流体调节系统100还包括电源138，以及承载A/C输入端口140的支架139。

图9-13示出了流体调节系统100的前部组件141的各种视图。前部组件141包括壳体101的门组件108和前面板109。门组件108可在铰链142处相对于前面板109枢转以允许将加热袋153装载到流体调节系统100中。铰链142是沿门组件108的相反侧定位的摩擦铰链，如图12所示。

前面板109带有闩锁组件143，该闩锁组件143与由上面板112(如图1-4所示)所带有的按钮144协作以在关闭位置将门组件108可释放地固定到前面板109。例如，按下按钮144将闩锁组件143调整为使得门组件108可以从关闭位置解锁并枢转至打开位置。替代地，门组件108可以从打开配置向内枢转，直到相对地定位的螺栓145(例如，图12中所示的带肩螺栓)接合闩锁组件143以将门组件108锁定在关闭位置。闩锁组件143具有用于确定门组件108是打开还是关闭的接触开关。特别参见图11和13，门组件108包括指示是否插入了加热袋的光学开关147。在一些实施例中，当门组件108打开时，流体调节系统100可以是不可操作的。

特别参见图9，门组件108支撑显示屏148(例如，触摸屏显示器)和两个控制面板149，显示屏148上可以显示图形用户界面(GUI)，每个控制面板149可以配备有选择器150(例如按钮)，用以在GUI处提供输入以操作流体调节系统100。可由用户使用选择器150经由显示屏148控制的示例性参数和过程包括：开始和停止治疗；启动排放循环；改变流速；启动流体调节循环的预注阶段；启动系统准备以开始流体调节循环；根据患者舒适度调整温度；确认流体盒102的正确放置；或确认与泵103、104互接的流体管线的正确放置。

参见图10-13，前部组件141包括加热组件151的部件，该加热组件151被设计为调控沿流体盒102的流体通路运送的透析液的流体温度。特别参见图12，加热组件151包括加热袋153，该加热袋153配备有输入连接部154和输出连接部155，它们可以与流体盒102互接以允许透析液流通通过加热袋153以被加热。加热袋153形成为塑料通道，该塑料通道在空时具有大体平坦的塌陷形状，在充有流体时膨胀，并且将热量从外表面传递到流过加热袋153的透析液。

特别参见图13，加热组件151还包括两个板156(例如铝板)，它们定位且支撑加热袋153并且被加热以将热量传递到加热袋153内的流体。特别参见图14，当门组件108处于打开配置时，加热袋153可以在门组件108内的两个加热板156(在图14中不可见)之间滑动。特别参见图10-12，加热组件151还包括：一个或多个加热元件(例如，未示出的电阻型加热元件)，加热袋153中的流体可以通过该一个或多个加热元件被加热；以及两个绝缘垫158，该两个绝缘垫158设置在加热袋153的相反侧。一个或多个加热元件由一个或两个板承载或以其他方式附接至一个或两个板。加热组件151还包括：电路板159，其提供用于操作加热组件151的电子器件；用于各个加热板156的馈电线160，其提供电力；以及热电偶连接部162，其用于确定各加热板156的温度。

图15和16示出了加热组件170的另一个实施例，该加热组件170可以包括在流体调节系统100中而不是加热组件151中。加热组件170在结构和功能上与加热组件151相似，因此包括夹在两个加热板156之间的加热袋153。加热组件170还包括：附接到加热袋153的两个把手171，以易于放置加热袋153；支撑加热袋153的U形加热框架172；以及支撑加热板156的大致网格状(matrix)结构的两个支撑构件173。支撑构件173还用于经由设置在加热板156之间的网格状结构等部件所限定的气隙174而使加热袋153和加热器156与周围的部件隔热。

参见图15，流体盒102是单次使用的一次性匣(cartridge)，其包括：壳体200；布置在壳体200内的多个流体管线201；沿流体管线201定位的多个阀202；沿流体管线201定位的两个电导率传感器203；沿流体管线201定位的氨传感器165，用以与氨检测器121协作；两个流体管线连接器(例如，泵段夹)204；和两个流体管线连接器(例如，泵段夹)205。流体管线201与加热袋153以及透析系统协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路350。例如，流体管线201包括端口，加热袋153的输入和输出连接部154、155可以连接到这些端口，以提供流体管线201与加热袋153之间的流体连通。流体管线连接器204将流体管线段206定位在高容量泵103周围，并且流体管线连接器205将流体管线段207定位在低容量泵104周围。流体盒102还包括从流体盒102延伸到各种流体容器的附加流体管线，如图19所示。

阀202是三通阀，利用该阀，能够通过流体调节系统100的控制系统选择两个替代的流体通路。阀202的下部形成为与致动器125的耦合构件131接合以使阀202移动。可包括在流体盒102中的阀202的示例类型包括旋转阀、推拉阀、滑阀和梭阀。

除了上面关于图1-17讨论的部件之外，流体调节系统100还包括用于控制流体调节系统100的各种操作的控制系统161(例如，包括电路板135、159，以及用于传感器电路的附加电路板)和沿着流体回路350定位的若干其他外围部件。这些部件包括沿流体流动路径布置300定位的：预充罐302，用于收集水以产生透析液(例如，有时称为透析流体)；吸附剂盒303，用于过滤自来水以提供纯净水，该纯净水适于产生透析液和适于清洁离开血液透析系统1的透析液；主储液器304，用于收集离开吸附剂盒303的流体(例如，未经调节的水或透析液)；副储液器305，用于收集超出主储液器304容量的流体；袋306，用于容纳电解质溶液；袋307，用于容纳盐-葡萄糖(SD)溶液；袋308，用于容纳稀释水(DW)；以及袋309，用于容纳碳酸氢盐(BC)溶液。

图23提供了用于流体调节系统100的控制系统161的框图。控制系统161包括处理器410、存储器420、存储设备430和输入/输出接口440。在一些实施例中，控制系统161包括多于一个处理器410、存储器420、存储设备430和/或输入/输出接口440。部件410、420、430和440中的每一个可以例如使用系统总线450互连。处理器410能够处理用于在控制系统161内执行的指令。处理器410可以是单线程处理器、多线程处理器或量子计算机。处理器410能够处理存储在存储器420或存储设备430上的指令。

存储器420存储控制系统161内的信息。在一些实施方式中，存储器420是计算机可读介质。存储器420例如可以是易失性存储单元或非易失性存储单元。存储设备430能够为控制系统161提供大容量存储。在一些实施方式中，存储设备430是非暂时性计算机可读介质。存储设备430可以包括例如硬盘设备、光盘设备、固态驱动器、闪存驱动器、磁带或一些其他大容量存储设备。存储设备430可以替代地是云存储设备，例如，包括分布在网络上并使用网络访问的多个物理存储设备的逻辑存储设备。

输入/输出接口440为控制系统161提供输入/输出操作。在一些实施方式中，输入/输出接口440包括一个或多个网络接口设备(例如，以太网卡)、串行通信设备(例如RS-23210端口)和/或无线接口设备(例如，802.11卡、3G无线调制解调器或4G无线调制解调器)。在一些实施方式中，输入/输出设备包括驱动器设备，该驱动器设备被配置为接收输入数据并将输出数据发送到其他输入/输出设备，例如键盘、打印机和显示设备(例如，显示屏148)。在一些实施方式中，使用移动计算设备、移动通信设备和其他设备。

在一些实施方式中，输入/输出接口440包括至少一个模数转换器441。模数转换器将模拟信号转换为数字信号，例如适合由处理器410处理的数字信号。在一些实施方式中，一个或多个感测元件与模数转换器441通信，如下文将更详细讨论的。

在一些实施方式中，控制系统161是微控制器。微控制器是在单个电子封装中包含计算机系统的多个元件的设备。例如，单个电子封装可以包含处理器410、存储器420、存储设备430和输入/输出接口440。

图24和25提供了通过控制系统161提供的流体调节系统100的硬件系统500和软件系统600的框图。如图24所示，硬件系统500通过以下提供：用于生成GUI以在显示屏148上进行显示的电路板；用于控制流体调节系统100的机电外围部件的一个或多个电路板135；以及各种机电外围部件。软件系统600可以分解为外部视图610、应用层620和驱动层630。外部视图610包括由GUI提供的用户界面、灯、声音和调试端口。应用层620包括业务逻辑，并且驱动层630被配置为实现外设专用代码(例如，通信协议和步进电机驱动器)。

返回参见图19，现在将更详细地描述血液透析系统2。如上所述，血液透析系统2包括血液透析机器2000和耦合到血液透析机器2000的一次性装置。

血液透析机器2000包括血液透析机器控制台2010、治疗模块2020和将治疗模块2020连接到血液透析机器控制台2010的臂2080。臂2080从血液透析机器控制台2010延伸，治疗模块2020安装到臂2080的另一端。换言之，治疗模块2020通过臂2080从血液透析机器控制台2010悬臂伸出。

参见图43和44，透析器1000以方便的方式可释放地耦合到治疗模块2020。例如，在所描绘的实施例中，透析器1000可滑动地与治疗模块2020耦合。因此，透析器1000和治疗模块2020包括互补的结构特征以促进可滑动的耦合。也就是说，透析器1000包括第一突出部1006，该第一突出部1006与治疗模块2020的第一形状互补的插槽2022可滑动地耦合，透析器1000包括第二突出部1008，该第二突出部1008与治疗模块2020的第二形状互补的插槽2024可滑动地连接。在一些实施例中，可以使用其他机构用于将透析器1000可释放地连接到治疗模块2020。例如，在一些实施例中，可以使用诸如卡入式连接、蝶形螺钉连接、夹具连接、抽吸连接等连接方式。

透析器1000包括限定内部空间的壳体1010。中空纤维半透膜(或简称为“中空纤维”)束设置在壳体1010的内部。动脉管线1002和静脉管线1004分别从壳体1010(例如，从壳体1010的相反端)延伸并且与壳体1010的内部以及与中空纤维的内腔流体连通。

壳体1010包括第一端盖1020和第二端盖1040。第一端盖1020包括第一突出部1006并且第二端盖1040包括第二突出部1008。此外，动脉管线1002耦合到第一端盖1020并且静脉管线1004耦合到第二端盖1040。

治疗模块2020包括泵驱动单元2030，该泵驱动单元2030被配置为可释放地接收第一端盖1020的一部分。如下文进一步描述，泵驱动单元2030产生动态磁场以使容纳在第一端盖1020的部分内的泵转子悬浮和旋转。在一些实施例中，泵驱动单元2030不包括移动部件。

泵转子被配置为使得泵转子的旋转迫使患者10的血液沿从第一端盖1020朝向第二端盖1040的方向通过透析器1000的中空纤维的内腔。因此，来自患者10的血液经由动脉管线1002流入透析器1000，流过中空纤维的内腔，并经由静脉管线1004流出透析器1000。

治疗模块2020还包括与动脉管线1002和/或静脉管线1004互接的其他装置。例如，所描绘的治疗模块2020包括管接口模块2040，该管接口模块2040被配置为可释放地接收动脉管线1002的一部分和/或静脉管线1004的一部分。管接口模块2040可以包括能执行诸如流速检测、气泡检测等功能的装置。也就是说，管接口模块2040可以包括用于检测一个或多个参数的传感器，参数例如为动脉管线1002和/或静脉管线1004内的血液流速、血细胞比容(Hct)和其他血液特性，和/或用于检测动脉管线1002和/或静脉管线1004内的血液中的气泡(例如，空气泡)的传感器。在一些实施例中，使用诸如超声波传感器、光学传感器或其他合适类型的传感器这样的传感器来执行流速检测和/或气泡检测。在某些实施例中，用于检测气泡的传感器可以位于一次性的透析器1000的端盖处或端盖中。

治疗模块2020还包括动脉管线夹具2042和静脉管线夹具2044。夹具2042和2044分别用于完全限制或完全不限制(例如，以开/关阀方式)动脉管线1002和/或静脉管线1004内的血液流动。

治疗模块2020还包括用于与透析器1000互接以测量透析器1000内特定位置处的压力的装置，如下文进一步描述的。另外，如下文进一步描述的，治疗模块2020包括可以选择性地与透析器1000互接的管道，以促进如置换液和/或透析液等液体在透析器1000与治疗模块2020之间的流动。

图45-48是透析器1000的原理图。为了便于理解，图45仅描绘了通过透析器1000的血液的流动；图46描绘了血液和置换液的流动；图47仅描绘了透析液的流动；图48描绘了血液、置换液和透析液的流动。

图45-48被简化以显示透析器1000中的大体流动关系。例如，为了简化图示，省略了固定中空纤维1014束的每根纤维的两个相应端部的第一封装部和第二封装部。除了固定中空纤维束之外，这些封装部还维持血液与透析液之间的屏障。

参见图45，透析器1000的壳体1010包括第一端盖1020、第二端盖1040和在第一端盖1020与第二端盖1040之间延伸的中间壳体部1012。中间壳体部1012包含中空纤维1014束的大部分长度。

第一端盖1020包括泵壳体1030。可旋转的离心泵转子1032位于泵壳体1030内。泵转子1032被包入或装入在泵壳体1030内。因此，泵转子1032包含在相对于中空纤维1014束处于固定位置的泵送室中。然而，泵转子1032响应于由泵驱动单元2030产生的磁场而悬浮，因此泵转子1032可以移动。

根据一些实施例，泵转子1032是具有中空的中心容积的径向泵送泵轮。泵转子1032的泵轮的叶片(或轮叶)布置成使得它们至少部分地径向突出或延伸。在一些情况下，叶片布置成完全径向突出或延伸。在一些情况下，叶片被布置成部分径向且部分切向地突出或延伸。

如本文进一步描述的，泵转子1032通过与治疗模块2020的泵驱动单元2030(在图43和44中示出)互接来操作和控制。即，泵转子1032可以通过在使用期间从泵驱动单元2030发出的磁场而悬浮和旋转。

壳体1010限定一个或多个压力检测室。所描绘的实施例包括动脉压力检测室1022和静脉压力检测室1042。动脉压力检测室1022沿血液流动路径位于泵转子1032之前。也就是说，动脉压力检测室1022被布置成便于测量泵前动脉压。附加地或替代地，在一些实施例中，可以在泵送后(但在中空纤维1014之前)测量压力。压力检测室1022和1042均被配置为与治疗模块2020的相应压力传感器互接，以测量移动通过透析器1000的血液的压力。

现在将参照图45中所示的虚线说明通过透析器1000的血液的流动路径。血液经由动脉管线1002(如图43和44所示)流入第一端盖1020。进入第一端盖1020的流体流动路径横向于透析器1000的纵轴。动脉压力检测室1022沿着流动路径定位在进入第一端盖1020之后但在泵转子1032之前。血液流动路径转变为平行于透析器1000的纵轴以将血液输送到泵转子1032。血液被引导至泵转子1032的中心。离心泵转子1032的旋转将血液从泵转子1032径向向外推动。然后，在从泵转子1032径向向外流动之后，血液转向并纵向流向中间壳体部1012。血液进入中空纤维1014束的内腔并继续纵向流向第二端盖1040。在经过中间壳体部1012之后，血液离开中空纤维1014束，进入第二端盖1040，并经由静脉管线1004横向流出第二端盖1040。静脉压力检测室1042沿第二端盖1040中的血液流动路径定位。在一些实施例中，单向止回阀沿着血液离开第二端盖1040进入静脉管线1004时的血液流动路径定位。在一些实施例中，单向止回阀包括在到血液流动路径的侧臂连接部上，以防止回流或血液进入侧臂连接部。

第二端盖1040还可以配置为在血液进入并流过第二端盖1040时对其进行脱气。因此，第二端盖1040包括空气驱除构件1044，其允许空气和其他气体离开第二端盖1040，同时防止诸如血液的流体通过其离开。空气驱除构件1044也可以用作进入端口。即，空气驱除构件1044可以被配置为用于诸如样品提取和药物(例如，肝素)的配给之类的用途。空气驱除构件1044可以包括从第二端盖1040延伸的塑料管。位于塑料管内的弹性体密封构件被配置为当不带针头的注射器与空气驱除构件1044耦合时打开。

参见图46，透析器1000还被配置为接收一种或多种置换液流体的添加，其与透析器1000内的血液结合。例如，在所描绘的实施例中，第一端盖1020限定了第一置换液液体端口1024，第二端盖1040限定了第二置换液液体端口1048。第一置换液液体端口1024与由第一端盖1020限定的流入血液流动路径直接流体连通并在动脉压力检测室1022之前与其汇合。替代地，在一些实施例中，置换液流体可以在离开泵壳体1030之后(即，在通过泵转子1032加压之后)但在进入中空纤维1014的内腔之前添加到血液中。第二置换液液体端口1048与由第二端盖1040限定的流出血液流动路径直接流体连通并在静脉压力检测室1042之后与其汇合。置换液液体端口1024和1048均可以在其中包括相应的单向止回阀，其防止液体经由置换液液体端口1024和1048离开端盖1020和1040。

参见图47，透析器1000还被配置为接收透析液(例如，来自图19所示的流体调节系统100)，并引导透析液流过壳体1010。例如，在所描绘的实施例中，第二端盖1040限定了透析液入口1049并且第一端盖1020限定了透析液出口1025。透析液经由透析液入口1049流入第二端盖1040，然后进入包含中空纤维1014束的中间壳体部1012。透析液经由中空纤维1014束的纤维的外径之间限定的空间流过中间壳体部1012。换言之，当血液在中空纤维1014束的纤维的内腔中流动时，透析液液体沿着纤维的外侧流动。中空纤维1014束的纤维的半透壁将透析液液体与血液隔开。透析液液体流出中间壳体部1012并流入第一端盖1020。透析液液体经由透析液出口1025离开第一端盖1020。例如，透析液可以返回流体调节系统100以进行清洁和回收利用。

参见图48，现在组合显示(例如，如将在使用透析器1000期间发生的那样)血液、置换液和透析液的流动路径(如上文参见图45-47分别描述的)。当添加置换液时，置换液直接与端盖1020和/或1040中的血液结合。相比之下，透析器1000保持透析液与血液隔开。然而，来自血液的废物(例如，尿素、肌酐、钾和额外的液体)通过扩散和/或超滤(对流)而从血液通过透析器1000中的中空纤维1014束的纤维的半透壁转移到透析液。随后可以使用流体调节系统清洁和回收透析液。

关于血液透析机器2000和透析器1000的其他细节可以在2019年11月12日提交的美国专利申请序列号62934274(“血液治疗系统”)中找到，其全部内容通过引用全部并入本文。

现在将描述系统1的操作。图18示出了流体调节系统100与血液透析系统2的透析器1000协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路350(由实线表示)的操作图300，而图19，如上所述，示出了连接到血液透析系统2的流体调节系统100的设置。流体回路350结合了流体盒102的部件，以及流体调节系统100的各种其他部件。

袋306、307、309预先装载有适量的干化学品，这些干化学品可以溶解在水中以产生电解质溶液、盐-葡萄糖溶液和碳酸氢盐溶液。袋306、307、309均包括收缩管，该收缩管设计成增加流入袋306、307、309的流体的速度，并产生干化学品在水中充分混合和溶解所需的湍流。

表1列出了流体调节系统100的各种含流体部件的近似容量。

部件	容量(mL)
		预充罐(302)	8000
主储液器(304)	7500
		副储液器(305)	4500
电解液袋(306)	500
		盐/葡萄糖袋(307)	160
稀释水袋(308)	4000
		碳酸氢盐袋(309)	1000

表1：流体调节系统100的含流体部件的容量。

流体盒102的三通阀202在流体回路350中表示为V1-V7。每个阀均包括三个流体端口(a)、(b)、(c)，通过这些流体端口可以调节阀中的流动路径。当阀的两个或三个端口关闭时，阀可称为关闭，而当阀的两个或三个端口打开时，阀可称为打开。阀包括预充阀V1、溶解阀V2、旁路出口阀V3、旁路入口阀V4、BC/DW阀V5、盐/葡萄糖/电解质阀V6和流体选择阀V7。关于流体调节系统100的操作，流体盒102的流体管线201将在下文进一步单独谈及。流体调节系统100的高容量泵103和低容量泵104在流体回路350中分别表示为P1、P2和P3、P4。这些泵包括入盒泵P1、透析液泵P2、电导率控制泵P3和电解质/盐-葡萄糖泵P4。表2列出了泵P1-P4的大致操作(例如，流体流速)范围。

泵	操作范围(mL/min)
		P1	20–600
P2	20–600
		P3	0.5–90
P4	0.5–90

表2：流体调节系统100的泵的操作范围。

流体调节系统100的加热组件151和氨传感器165在流体回路350中分别表示为热交换器HX和氨传感器NH。流体盒102的电导率传感器203被表示为与热交换器HX上游的流体温度相关联的电导率传感器CT1和与热交换器HX下游的流体温度相关联的电导率传感器CT2。除了具有测量流体电导率的能力外，电导率传感器CT1和CT2还具有测量流体温度的能力。考虑到电导率随温度变化，在一些实施方式中，电导率传感器CT1和CT2测量的温度可以用于校正由电导率传感器CT1和CT2测量的电导率值，以提供温度补偿的电导率测量。在一些实施方式中，由电导率传感器CT2测量的流体温度还可以提供对离开流体调节系统100以流入血液透析系统1的透析液的最终温度的安全检查。流体调节系统100的温度传感器120在流体回路350中被表示为入盒温度传感器T1和热交换器温度传感器T2。流体调节系统100的压力传感器119在流体回路350中被表示为压力传感器PT1、PT2、PT3和PT4。

流体调节系统100可以在多个阶段中操作为与血液透析系统2(例如，与透析器1000)协作以执行经由血液透析系统2向患者10给予血液透析治疗的流体调节循环。例如，流体调节循环包括预注阶段、输注阶段和治疗阶段。流体调节循环通常具有约135分钟至约300分钟的总持续时间。

图20示出了在预注阶段期间流体调节系统100的操作，其中初始体积的水被引入流体回路350中以用于随后产生透析液。在预注阶段开始时，预充罐302用来自水源(例如，水的容器340，如图19所示)的水(例如，自来水、瓶装水、反渗水、蒸馏水或饮用水)填充至约7.6L，泵P1开启，热交换器HX开启。水被泵P1从预充罐302泵入流体管线310，通过阀V1的端口(a)和(c)，进入流体管线311，经过温度传感器T1，然后进入泵P1。在该操作阶段，泵P1以大约200mL/min至大约600mL/min的范围内的流速泵送水，并且热交换器HX通电以将流体温度保持在约15℃至约42℃范围内的设定点。

如果温度传感器T1检测到水温高于约42℃，则在显示屏148上显示消息，以提示用户水温过热，阀V1关闭，并且泵P1关闭以防止额外的水进入流体回路350。如果温度传感器T1检测到水温低于或等于约42℃，则阀V1的端口(a)和(c)保持打开，并且泵P1将水通过流体管线312泵送进入吸附剂盒303，进入流体管线313，经过氨传感器NH，并且进入主储液器304。在该操作阶段，吸附剂盒303净化在流体回路350中流通的水，使水达到或超过环保局(EPA)制定的饮用水的水质标准和医疗器械促进协会(AAMI)标准制定的血液透析水的水质标准。

一旦主储液器304收集了约100mL至约500mL的水，泵P2就开启并将水泵入流体管线314，通过泵P2，进入流体管线315，经过电导率传感器CT1，并且经过热交换器HX1，该热交换器HX1将流体管线315中的水加热到设定点温度。泵P2被控制为以与泵P1泵送水的流速大约相等的流速泵送水。水从流体管线315通过阀V2的端口(c)和(a)移动到流体管线316中，通过阀V7的端口(b)和(a)，进入流体管线317，通过阀V5的端口(c)和(a)，进入流体管线318，并且进一步进入袋308，直到袋308被水(例如，稀释水)填充至约3.5L至约4.0L。

接着，阀V5的端口(a)和(c)关闭，阀V7的端口(a)关闭，并且阀V7的端口(c)打开，使得泵P2将水泵入流体管线319，通过阀V6的端口(c)和(a)，进入流体管线320，并进一步进入袋306，直到袋306被用水填充到以产生电解质溶液的容量。阀V6的端口(a)和(c)关闭，阀V7的端口(c)关闭，阀V7的端口(a)重新打开，并且阀V5的端口(b)和(c)打开。然后泵P2将水泵入流体管线317，通过阀V5的端口(c)和(b)，进入流体管线321，并且进一步进入袋309，直到袋309被水填充到以产生碳酸氢盐溶液的容量。

在预注阶段的此时，热交换器HX的设定点温度增加到大约31℃到大约39℃的范围(例如，其中39℃是热交换器HX可达到的最高温度)，并且将泵P2的流速降低到约100mL/min至约300mL/min范围内的值，以增加水在热交换器HX内的暴露时间，从而达到更高的设定点温度。阀V5的端口(b)和(c)关闭，阀V7的端口(a)关闭，阀V7的端口(c)打开，阀V6的端口(b)和(c)打开。因此，泵P2将水泵入流体管线319，通过阀V6的端口(c)和(b)，进入流体管线322，并且进一步进入袋307，直到袋307被填充到以产生盐-葡萄糖溶液的容量。热交换器HX的较高设定点温度有助于盐-葡萄糖物质随着水流入袋309而溶解。在流体调节循环期间的此时，预注阶段结束，预充罐302已基本排空，泵P1、P2被关闭并且输注阶段可以开始。预注阶段通常持续约10分钟至约30分钟(例如，约20分钟)的持续时间。

图21示出了输注阶段期间的流体调节系统100的操作，其中将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到流体回路350中的水中以产生透析液。具体地，以受控的方式(例如，在流速控制下)将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到水中，直到盐和葡萄糖达到生理上可接受的浓度并且直到碳酸氢盐产生生理上可接受的流体电导率和流体pH。在输注阶段，热交换器HX通电以将流体温度保持在约35℃至约39℃范围内的设定点。

在输注阶段开始时，阀V7关闭，阀V2的端口(a)关闭，阀V2的端口(b)打开，阀V3和V4的端口(a)和(b)打开，阀V1的端口(b)打开，阀V1的端口(a)关闭，阀V6的端口(b)和(c)保持打开，并且阀V5的端口(b)和(c)打开。泵P1、P2立即开启以在流体回路350内以约300mL/min至约600mL/min的范围内的流速泵送水。同时，泵P3和P4开启。泵P3以约10mL/min至约100mL/min的流速将碳酸氢盐溶液泵出袋309，进入流体管线317，通过泵P3，并进入流体管线314。泵P4将盐-葡萄糖溶液以可变流速从袋307泵出到流体管线319内，通过泵P4，并进入流体管线314。P4最初泵送流体的流速在约1mL/min至约100mL/min的范围内。流速以大约1分钟的周期性时间增量逐步降低2倍。泵P3和P4的流速被设置为在围绕流体回路350的单圈内分别完全添加BC(碳酸氢盐)溶液和SD(盐-葡萄糖)溶液的输注体积。因此，在输注阶段期间，泵P3和P4的流速取决于泵P1和P2的流速。例如，如果泵P1和P2的流速设定为200mL/min，则泵P3和P4的流速将相对较慢。相反，如果将泵P1和P2的流速设定为600mL/min，则泵P3和P4的流速将相对较快。

一旦袋307清空了盐-葡萄糖溶液，阀V6的端口(b)就关闭，并且阀V6的端口(a)打开以允许泵P4以约0.5mL/min至约5mL/min的流速将电解质溶液从袋306泵出进入流体管线314。一旦电解质溶液到达阀V3，输注阶段就结束，并且治疗阶段可以开始。然而，如果治疗阶段未立即开始，流体调节系统100可以被操作为继续使透析液通过流体管线311、312、313、314、315、323、336、326围绕流体回路350流通，或者允许透析液保持静止(例如，没有流通)直到治疗阶段开始。输注阶段通常持续约5分钟至约6分钟的持续时间。

图22示出了治疗阶段期间流体调节系统100的操作，其中将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到流体回路350中的水中以产生透析液。治疗阶段包括使用碳酸氢盐溶液调控透析液的电导率的第一时段和使用稀释水调控透析液的电导率的第二时段。泵P1、P2以约200mL/min至约600mL/min的范围内的流速泵送透析液。热交换器HX的设定点温度保持在约35℃至约39℃(例如，约37℃)的可接受的范围被的生理可接受的温度，由流体调节系统100的用户具体选择以适应患者的舒适度。在治疗阶段的任何时候，如果在CT2处测量的透析液流体温度超出约35℃至约42℃的范围，则流体调节系统100将进入旁路模式，其中透析液将经由流体管线324、325流过流体管线336以绕过血液透析系统2流动。当流体调节系统100在旁路模式下操作时，将在显示屏148上显示指示流体温度过低或过高的消息。流体调节系统100将保持为旁路模式，直到流体温度稳定在可接受的范围内为止。

在治疗阶段的第一时段期间，阀V3的端口(b)关闭，阀V3的端口(c)打开以允许泵P2将“新鲜的”透析液(例如，清洁的、经调节的透析液)泵送通过流体管线324并进入血液透析系统2，阀V4的端口(a)关闭，阀V4的端口(c)打开以允许泵P1将“废”透析液(例如，被污染的透析液)通过流体管线325泵出血液透析系统2并进一步进入流体管线326。因此，在阀V3、V4之间延伸的旁路流体管线336被关闭。在治疗阶段期间，废透析液与来自血液透析系统2内患者血液的超滤液一起注入。超滤液携带有毒物质，如尿素，所有的小水溶性尿毒症毒素，以及其他有毒物质(例如，胍基琥珀酸、甲基胍、1-甲基腺苷、1-甲基肌苷、N2,N2-二甲基鸟苷、假尿苷、阿拉伯(糖)醇、甘露醇、α-N-乙酰精氨酸、乳清酸、草酸盐、胍、赤藓糖醇、肌酸、乳清酸、苯乙酰谷氨酰胺、肌酐、肌醇、γ-胍基丁酸、β-胍基丙酸、对称二甲基-精氨酸(SDMA)、不对称二甲基-精氨酸(ADMA)、山梨糖醇、尿苷和黄嘌呤)。

从流体管线326开始，废透析液被泵送通过阀V1的端口(b)和(c)、流体管线311、泵P1、流体管线312，并进入吸附剂盒303。在吸附剂盒303内，有毒物质被从废透析液中去除(例如，滤出)以产生“再生的”透析液(例如，清洁的、未调节的透析液)，其流出吸附剂盒303并流入流体管线313，经过氨传感器NH，并进入主储液器304。在一些情况下，主储液器304内的再生透析液的体积超过主储液器304的容量，并且因此通过流体管线327流入副储液器305，该副储液器在整个治疗阶段保持与主储液器304流体连通。泵P2将再生透析液泵出主储液器304，进入流体管线314，并进入泵P2。虽然离开吸附剂盒303的再生透析液已被去除了在血液透析系统2中从患者血液吸收的有毒物质，但再生的透析液在作为新鲜的透析液流通回血液透析系统2的透析器1000之前必须进一步调节以满足可接受的生理特性。

因此，以取决于泵P2泵送透析液的流速(例如，是其一小部分)的流速，泵P4继续将电解质溶液泵出袋306并进入流体管线320，通过阀V6的端口(a)和(c)，进入流体管线319的上段，通过泵P4，进入流体管线314。因此，泵P2、P4一起形成闭合的泵控制环路332，其管理泵P4泵送电解质溶液的流速，该流速在约0.5mL/min至约5mL/min的范围内。此外，泵P3继续将碳酸氢盐溶液泵出袋309或将稀释水泵出袋308，通过阀V5的端口(c)，进入流体管线317的上段，通过泵P3，并进入流体管线314以进一步调节透析液。

当透析液经过泵P2和电导率传感器CT1时，电导率传感器CT1检测透析液的电导率。基于对透析液电导率的连续测量，将连续选择碳酸氢盐溶液或稀释水通过阀V5的端口(c)添加到透析液中，并且将连续调整泵P3泵送透析液的流速以将透析液的电导率维持在13.5mS/cm至14.2mS/cm的生理可接受范围内。通常，随着测量的电导率与可接受的电导率之间的差增加，泵P3泵送流体的流速增加。因此，随着测量的电导率与可接受的电导率之间的差减小，泵P3泵送流体的流速减小。以这种方式，电导率计CT1和泵P3一起形成闭合的泵控制环路331，其调控泵P3泵送流体的流速。如果在治疗阶段的第一时段期间透析液的电导率太低，则将碳酸氢盐溶液被注入透析液以提高电导率。

在经过电导率传感器CT1后，透析液流经热交换器HX和温度传感器T2。基于由温度传感器T2检测到的流体温度，将热交换器HX的功率水平调整为将透析液的温度保持在热交换器HX的设定点温度。这样，温度传感器T2和热交换器HX形成闭合的加热控制环路333。透析液从流体管线315通过阀V2的端口(c)和(b)流入流体管线323并经过电导率传感器CT2。当透析液通过电导率传感器CT2时，电导率传感器CT2执行第二次检查(例如，热交换器HX的下游)以检测透析液的电导率。

如果透析液的电导率在可接受范围之外(例如，太低或太高)，但在预定范围(例如，比可接受范围宽)内，则与电导率传感器电连通的安全系统将调节注入碳酸氢盐溶液或稀释水的流速以获得可接受范围内的电导率。如果透析液的电导率水平在预定生理安全范围之外，则在一些实施方式中，流体调节系统100将尝试恢复安全流体参数并继续治疗。例如，阀V3和V4将进行调整以引导流体通过旁路流体管线336并关闭流体管线324、325，直到电导率再次稳定达到生理安全范围时为止，此时阀V3、V4将进行调整以关闭旁路流体管线336并经由流体管线324、325引导流体进出血液透析系统2。在一些实施方式中，还可以在电导率返回到生理安全范围时指示用户检查碳酸氢盐溶液和稀释水的流体水平是否非零。

随着时间的推移，吸附剂盒303在治疗阶段的第一时段(例如，患者的血液最初流通通过血液透析系统2的早期初始时段)期间改变离开吸附剂盒303的再生透析液的组成。例如，在治疗阶段的第一时段期间，废透析液中的有毒物质的水平相对高。吸附剂盒303将尿素转化为铵并且在吸附剂盒303内的一个或多个过滤层内捕获铵以从透析液中去除铵。在过滤层捕获铵的同时，过滤层通过阳离子交换将钠阳离子和其他阳离子释放到透析液中，这增加了离开吸附剂盒303的再生透析液的电导率和/或降低了pH。

在治疗阶段的第一时段的过程中，进入吸附剂盒303的废透析液含有较少的有毒物质(例如，由于尿毒症毒素从患者血液中去除)，并且吸附剂盒303释放更多的钠阳离子。因此，离开吸附剂盒303的透析液的电导率随时间逐渐增加。一旦透析液的电导率达到约13.8mS/cm至约14.0mS/cm范围内的预定值，使用碳酸氢盐调控透析液电导率的治疗阶段的第一时段结束，治疗阶段的第二时段开始。

在治疗阶段的第二(例如，后期，最后)时段期间，碳酸氢盐不再用于调控(例如，增加)透析液的电导率，稀释水是阀V5处的用于调控(例如，降低)透析液的电导率的唯一物质，直到治疗阶段结束(例如，第二时段结束)。因此，阀V5的端口(b)关闭，而阀V5的端口(a)打开。如果在治疗阶段的第二时段期间透析液的电导率过高，则将稀释水注入透析液以降低透析液的电导率。

在治疗阶段的第二时段的过程中，在吸附剂盒303中捕获的铵量增加，使得吸附剂盒303吸收额外铵的能力逐渐降低，一旦吸附剂吸附铵的能力耗尽，再生透析液中的(例如，由铵产生的)氨水平最终会增加。氨传感器NH检测吸附剂盒303下游位置处再生透析液内的氨水平。

治疗阶段(例如，包括第一时段和第二时段)通常持续约120分钟至约300分钟的持续时间。例如，240分钟(例如4小时)是标准的持续时间，通常可以为绝大多数患者实现充分的治疗。此外，大多数治疗阶段将在四小时后结束，而未达到2mg/dL的阈值铵浓度(例如，吸附剂盒303的过滤能力从未接近耗尽)。流体调节系统100将发出声音警报，表明治疗成功完成并且患者10可以将他或她自身与透析器1000断开。然而，如果透析液中的铵含量(例如，由氨传感器NH检测的)表明吸附剂盒303不再从废透析液中吸收足够的铵以在标准治疗持续时间之前将铵水平维持在处于或低于约2mg/dL的可接受值，那么治疗阶段将提前结束。这种情况对于具有非常高的血尿素氮(BUN)水平的多数患者可能偶尔发生。

一旦治疗阶段结束，流体回路350可以排出废透析液，并且废透析液可以作为废物处置。在一些实例中，可以在仍然包含透析液时将袋306、307、308、309和各种流体管线手动移除。在一些实例中，患者10可以从血液透析系统2断开并将流体管线323、326向废物容器排放以清空流体调节系统100的各种部件。在一些实例中，可以操作流体调节系统100以使泵P1、P2中的任一个或两个在正向或反向上运行以排空任意袋306、307、308、309、吸附剂盒303、预充罐302、主储液器304和副储液器305。在一些实例中，流体调节系统100可被操作为使泵P4和P3正向运行以排空袋306、307和308、309。在一些实例中，泵P4、P3的这种操作可以基于电导率计CT1处的读数来执行。例如，在检测到足够低的阈值电导率时，可以假定电解质袋306已经被清空，从而可以排空下一个袋或流体管线。

在整个流体调节循环中，压力传感器PT1、PT2、PT3、PT4检测流体压力以调控泵送流速。例如，在流体调节循环的所有阶段(例如，预注、输注和治疗阶段)期间，压力传感器PT1通过检测流体管线312(例如，位于泵P1下游)内的透析液的流体压力并且向泵P1提供指示流体压力的反馈信号而与泵P1形成闭合的泵控制环路328。基于透析液的流体压力，调整泵P1的角速度(例如，RPM水平)以将流速保持在期望范围内。在流体调节循环的治疗阶段期间，压力传感器PT4通过检测离开血液透析系统2(例如，泵P1上游)的透析液的流体压力并向泵P1提供指示流体压力的正向信号而与泵P1形成附加的闭合泵控制环路329。基于透析液的流体压力，调整泵P1的角速度以使泵P1处的流速与离开血液透析系统2的透析液的流速紧密匹配。因此，流体管线312内(例如，泵P1下游)的透析液的流体压力至少部分地受到离开血液透析系统2(例如，泵P1上游)的透析液的流体压力的影响。

类似地，在流体调节循环的所有阶段(例如，预注、输注和治疗阶段)期间，压力传感器PT2通过检测流体管线315(例如，位于泵P2下游)内的透析液的流体压力并向泵P2提供指示流体压力的反馈信号而与泵P2形成闭合的泵控制环路330。基于透析液的流体压力，调整泵P2的角速度以将流速保持在期望范围内。在流体调节循环的治疗阶段期间，泵P3泵送流体的流速通过来自电导率计CT1的反馈信号调控以形成泵控制环路331，并且泵P4泵送电解质溶液的流速通过来自泵P2的反馈信号调控以形成泵控制环路332，如上所述。

在流体调节循环的所有阶段，压力传感器PT3和PT4检测透析器1000的操作。如果压力传感器PT3和PT4的测量结果表明没有流体流过透析器1000，则流体调节系统100将进入旁路模式以使透析液流过流体管线336并且避免经由流体管线324、325将透析液输送到血液透析系统1。

虽然流体调节系统100已被描述为可连接到血液透析机器的独立单元，但在一些实施例中，流体调节系统100的部件和功能被合并到血液透析系统中并且透析系统的功能被包括在单个系统中。这种血液透析系统20如图49所示。图49提供了血液透析系统20的操作图。该血液透析系统20的大部分包括与上述流体调节系统100相同的部件并以相同的方式工作。我们将关注血液透析系统20中与流体调节系统100不同的部分。

参见图49，在血液透析期间，进入阀V3的端口(a)的温透析液通过阀V3的端口(c)而引入平衡装置370。平衡装置370被柔性膜371分成第一半室373和第二半室375。随着流体流入第一半室373，流体被迫流出第二半室375，反之亦然。例如，当新鲜的透析液流入平衡装置370的第一半室373时，废透析液被迫朝向流体调节系统300的功能部流出平衡装置370的第二半室375。相反，随着废透析液流入平衡装置370的第二半室375，新鲜的透析液被迫朝向透析器1000流出平衡装置370的第一半室373。这种平衡装置构造以及新鲜的透析液和废透析液的交替流动有助于确保在治疗期间，在需要时，进入透析液回路的新鲜的透析液的体积等于离开透析液回路的废透析液的体积。

在血液透析期间，经过平衡装置370的第一半室373的新鲜的透析液被引导至透析器1000。在离开平衡装置370之后，新鲜的透析液可以流过过滤器374以进一步过滤透析液从而产生置换流体。如图49所示，置换泵P5沿置换流体管线376设置以将置换流体泵送通过置换流体管线376并进入沿血液管线组定位的预/后稀释端口C3。例如，平衡装置370可以连接到透析器1000的置换端口。

当置换泵P5不运行时，所有新鲜的透析液都经过过滤器374并沿着透析液入口管线380流向透析器1000。在进入透析器1000之前，新鲜的透析液流过沿透析液入口管线380定位的压力传感器PT3。压力传感器PT3被配置为测量进入透析器1000的流体的压力。可以使用能够测量进入透析器1000的置换流体的压力的各种不同类型的压力传感器中的任意一种，例如超声波传感器、压阻式应变仪、电容传感器、电磁传感器或压电传感器。

在流过透析器1000之后，废透析液通过透析液出口管线382离开透析器1000。沿着透析液出口管线382定位的压力传感器PT4适于测量离开透析器1000的废置换流体的压力。

透析液流动泵P6被配置为将废透析液从透析器1000泵送到平衡装置370的第二半室458。

当平衡装置370的第二半室375充满废置换流体时，平衡装置370的第一半室373内的新鲜的透析液被朝向透析器1000排出。随后，随着平衡装置370的第一半室373被重新填充新鲜的透析液，废置换流体沿流体管线325被迫离开平衡装置370的第二半室375，以通过内置流体调节系统100的功能部被回收利用和处理。

此外，管线396可用于绕过平衡室370。当阀V10打开同时操作流动泵P7时，这导致透析液出口管线382内的真空压力增加，从而导致透析器1000内的真空压力增加。作为真空压力增加的结果，额外的流体从血液回路穿过透析器1000的半透结构391(例如，半透膜或半透微纤维)被牵引到透析液回路中。因此，可以操作泵P7以从患者身上去除多余的流体。这种过量流体的去除被称为超滤。

在血液透析期间，患者10通过静脉端口C1和动脉端口C2连接到血液透析系统2。压力传感器PT5和PT6分别测量动脉管线394和静脉管线390中的血液压力。静脉管线390可以进一步包括用于去除血液388中的空气的方法。

其他实施例也是可能的。

例如，虽然上面讨论的实施例包括血液透析系统，该血液透析系统连接到流体调节系统或包括流体调节系统，但也可以使用其他类型的血液治疗系统。这种血液治疗系统的例子包括体外血液治疗系统，例如血液滤过(HF)系统、血液透析滤过(HDF)系统和超滤(UF)系统，以及腹膜透析(PD)系统。

虽然透析器1000已被描述为单次使用的装置，但在一些实施例中，对于指定的患者，透析器可以重复使用两次或更多次。

虽然血液透析系统20已被显示为使用一个平衡装置370，但可以使用两个平衡装置并交替操作以产生新鲜透析液和废透析液的持续流动。

虽然流体调节系统100已显示为与血液透析系统1的透析器1000协作以形成流体回路350，但在一些情况下，流体调节系统可与血液透析机器2000协作。

现将描述流体调节系统100的其他实施例。

例如，图26示出了旋转阀1100，其可以服务于透析系统内的流体盒1102的多个流体通路。在一些实施例中，旋转阀1100可以是流体调节系统100的阀202的一个实施例，并且这种透析系统可以实施为流体调节系统100。在图26的示例实施例中，盒1102包括入口流体管线1104、多个出口流体管线1106、1108、1110、1112以及承载流体管线1104、1106、1108、1110、1112的壳体1114，以及未示出的其他部件。旋转阀1100可以通过致动器旋转(例如，围绕其中心轴线旋转)，以允许流体从入口流体管线1104流到出口流体管线1106、1108、1110、1112之中选定的一者，同时防止流体从入口流体管线1104流到出口流体管线1106、1108、1110、1112之中的其他流体管线。

旋转阀1100具有大体柱形形状并限定有凹入型廓1118(例如，致动特征部)，致动器可以通过该凹入型廓接合旋转阀1100以使旋转阀1100旋转。旋转阀1100还限定了内部流体通路1120，其设计为同时与入口端处的入口流体管线1104和出口端处的出口流体管线1106、1108、1110、1112中选定的一个出口流体管线对准，以允许流体流到选定的出口流体管线，使得出口流体管线1106、1108、1110、1112中的其他出口流体管线被旋转阀1100的侧壁1122封闭(例如，被封堵)。旋转阀1100还限定有视觉指示部1124，其与出口流体管线1106、1108、1110、1112中的选定一个出口流体管线对准以指示选定的出口流体管线1106、1108、1110、1112是打开的。视觉指示器1124形成为圆形凹部，但通常可以设置为各种符号、标记或表面型廓。

凹入型廓1118被设置为多边形(例如，六边形)凹部，其尺寸被设置为接收互补的多边形致动器，使得致动器的旋转运动将力施加到凹入型廓1118以实现旋转阀1100的相应旋转运动。旋转阀1100旋转到足以使内部流体通路1120的出口端与出口流体管线1106、1108、1110、1112中选定的一个出口流体管线对准的程度。

在一些实施例中，旋转阀1100包括沿着下端定位的弹性元件1126，利用该弹性元件1126，旋转阀1100可以通过螺线管1130(例如，或其他类型的致动器)向上或向下移动以启用或禁用旋转阀1100。例如，在弹性元件1126的压缩配置中，旋转阀1100的内部流体通路1120的竖直位置(例如，“下”位置)可以与流体管线1104、1106、1108、1110、1112的竖直位置对准，使得旋转阀1100被启用以操作，如图26所示。相反，在弹性元件1126的伸展配置中，旋转阀1100的内部流体通路1120的竖直位置(例如，“上”位置)可以偏离流体管线1104、1106、1108、1110、1112的竖直位置，使得旋转阀1100的操作能力被禁用。旋转阀1100可能被禁用的示例情况包括透析系统断电等情况。

由于单个旋转阀1100能够服务于透析流体盒的多个流体通路，与每个流体通路需要专用阀的常规透析流体盒相比，可以简化透析流体盒的设计。因此，包括旋转阀1100的盒可包括相对减少的阀总数，这可导致透析系统内的总产热减少，降低透析系统的成本，减小盒的占地面积，并且减少透析系统内的硬件电子器件的数量。

图27和28示出了旋转阀1200，其可以服务于透析系统内的流体盒1202的多个流体通路。在一些实施例中，旋转阀1200可以是流体调节系统100的阀202的一个实施例，并且这种透析系统可以实施为流体调节系统100。在图27和28的示例性实施例中，盒1202包括入口流体管线1204、两个出口流体管线1206、1208和承载流体管线1204、1206、1208的壳体1214，以及未示出的其他部件。旋转阀1200在构造和功能上与旋转阀1100相似，除了旋转阀1200被设计成与两个流体出口管线1206、1208而不是五个流体出口管线互接之外。因此，旋转阀1200可由螺线管1130操作以启用或禁用，并且包括内部流体通路1220、侧壁1222、凹入型廓1218和视觉指示部1224，它们在构造和功能上与旋转阀1100的类似特征基本相似，如上所述。

例如，图27示出了处于压缩配置的弹性元件1226，对此，旋转阀1200的内部流体通路1220的竖直位置(例如，“下”位置)与流体管线1204、1206、1208的竖直位置对准，使得能够启用旋转阀1200以操作。相比之下，图28示出了弹性元件1226的伸展配置，对此，旋转阀1200的内部流体通路1220的竖直位置(例如，“上”位置)偏离流体管线1204、1206、1208的竖直位置，使得禁用了旋转阀1200的操作能力。

虽然旋转阀1100、1200已被描述和图示为包括凹入型廓1118、1218，但在一些实施例中，在功能上与旋转阀1100、1200中的任一个类似的旋转阀可以包括突出的致动特征部。例如，图29示出了包括阀杆1340作为致动特征部的旋转阀1300。如上面关于旋转阀1100、1200所讨论的，旋转阀1300可以设置为透析系统的流体盒的一部分。在一些实施例中，旋转阀1300可以是流体调节系统100的阀202的实施例，并且这种透析系统可以实施为流体调节系统100。旋转阀1300还包括阀体1342，该阀体1342限定内部流体通路1320(例如，三通流体通路)。

阀杆1340具有多边形(例如，六边形)外部型廓，其可以与致动器的互补型廓接合(例如，被其包围和/或抓住)，使得致动器的旋转运动向阀杆1340施加力，以实现旋转阀1300的相应旋转运动。旋转阀1300可以旋转到足以使内部流体通路1320的端部与盒的选定流体管线对准的程度，以允许流入流体管线或关闭(例如，阻断)盒的选定流体管线(例如，阀体1342的长侧壁1322)以防止流入流体管线。阀杆1340限定了指示部1348(例如，凹入特征部)，其视觉地指示内部流体通路1320的分支方向。

阀体1342还包括分别围绕内部流体通路1320的开口端定位的多个密封环1344和围绕阀体1342的上端和下端周向地布置的两个相反设置的密封环1346。密封环1344被设计成将旋转阀1300气密地密封到盒的流体管线。因为密封环1344遵循阀体1342的侧壁1322的曲率和流体管线的圆周二者，所以密封环1344的形状呈现出复合曲线。密封环1346被设计成将旋转阀1300气密地密封到盒的壳体，并因此具有基本上圆形的曲率。密封环1346沿阀体1342的上端和下端的放置保持旋转阀1300在盒内的平衡定位和平衡定向。

密封环1344、1346具有扁平的矩形截面形状(例如，类似于垫圈的截面形状)，这与传统的O形环呈现的圆形截面形状相反，该O形环不会为旋转阀1300提供足够的密封。密封环1344、1346是弹性体部件，其通常额定承受最高约50psi的流体压力。密封环1344、1346通常通过包覆成型制造。

参照图30和31，示例性盒1302包括沿着由盒1302限定的各种流体路径定位的七个旋转阀1300，以及两个流体枢纽部1356，管道可以附接至该流体枢纽部并路由至透析系统的相应泵。在一些实施例中，盒1302可以是流体调节系统100的流体盒102的一个实施例。阀体1342设置在盒1302的壳体1314的周边内，而阀杆1340从盒1302延伸离开(例如，从上方)以向致动器(未示出)露出。特别参见图31，旋转阀1300布置在入口流体管线1304与两个出口流体管线1306、1308的交叉处。内部流体通路1320的第一和第二分支1350、1352分别与入口流体管线1304和出口流体管线1306对准，使得流体能够从入口流体管线1304流入出口流体管线1306。内部流体通路1320的第三分支1354偏离所有流体管线，使得阀体1342的侧壁1322阻塞流体出口管线1308以防止流体流入流体出口管线1308。

在一些实施方式中，通过致动透析流体盒内的一个或多个旋转阀1100、1200、1300可以实现的结果包括：向干化学袋(例如流体调节系统100的袋306、307、309)提供水用于混合；向患者10提供透析液流；打开通向吸附剂盒(例如，流体调节系统100的吸附剂盒303)的流动路径；或关闭流动路径用以加热。

此外，虽然旋转阀1100、1200、1300和盒1102、1202、1302已被描述和图示为包括某些布置和配置，但在一些实施例中，以其他方式在结构和功能上与旋转阀1100、1200、1300或盒1102、1202、1302相似的旋转阀和盒可以包括不同的布置或配置。

例如，虽然凹入型廓1118、1218和阀杆1340已被描述和图示为具有六边形型廓，但在一些实施例中，以其他方式在结构和功能上与旋转阀1100、1200、1300相似的旋转阀可以包括具有不同型廓的致动特征部，例如其他多边形型廓、非多边形型廓、其他对称型廓或不对称型廓。例如，具有不对称型廓的致动特征部可以确保致动器与旋转阀之间的正确定向配合。

虽然盒1302已被描述和图示为包括七个三通旋转阀1300，但在一些实施例中，在结构和功能上与盒1302相似的盒可包括不同数量的旋转阀1300或一个或多个二通旋转阀。

虽然旋转阀1100、1200、1300已被描述为与流体调节系统100一起用作更大的血液透析系统的一部分，但在一些实施例中，旋转阀1100、1200、1300可以与其他类型的医疗系统一起实施，包括PD系统、血液过滤系统、血液透析过滤系统、单采系统、透析液生成系统和水净化系统等。例如，PD系统可以被操作为使得特定的旋转阀1100、1200、1300被操作(例如，旋转和启用或禁用)以允许将透析液从透析液供应袋泵送到加热袋。在加热袋中的透析液被加温之后，可以操作特定阀旋转阀1100、1200、1300以将温透析液泵送至患者10。然后可以操作旋转阀1100、1200、1300以再次允许将透析液泵送到将透析液被加温的加热袋。在透析液在患者腹膜腔内停留所需时间后，旋转阀1100、1200、1300可以以允许将废透析液从患者腹膜腔泵送到排放管的方式操作。这样的过程可以在治疗期间重复数次。

在一些实施例中，设计成服务于透析系统内的流体盒的多个流体通路的旋转阀包括止回阀构造。例如，图32和33示出了安装在流体盒1401中的这种旋转阀1400。在一些实施例中，旋转阀1400可以是流体调节系统100的阀202的一个实施例，流体盒1401可以是流体调节系统100的流体盒102的一个实施例。盒1401包括入口流体管线1403、多个出口流体管线1405、1407、1409和承载流体管线1403、1405、1407、1409的壳体1425，以及未示出的其他部件。如上面关于旋转阀1100所讨论的，旋转阀1400可以由致动器旋转以允许流体从入口流体管线1403流动到出口流体管线1405、1407、1409中所选择的一个出口流体管线，同时防止流体从入口流体管线403流到出口流体管线1405、1407、1409中的另外两个出口流体管线。

旋转阀1400包括阀体1402、容纳在阀体1402内的弹性元件1404和容纳在阀体1402内的滚珠1406。阀体1402的形状大体为柱状并且限定了凹入型廓1408(例如，接口)，在此处，旋转阀1400可以被系统致动器(未示出)接合，用以使旋转阀1400围绕阀体1402的中心轴线1410旋转。凹入型廓1408形成为具有与系统致动器的形状互补并且指示流出旋转阀1400的流体流动方向1412的形状的容器。例如，凹入型廓408具有“t”形，其中心延伸部1414可以平行于任何出口流体管线1405、1407、1409定向。阀体1402还限定了抵靠流体盒1401安置的凸缘1416。

阀体1402还限定了引导流体流过旋转阀1400的各种特征。例如，阀体1402限定了包含弹性元件1404和滚珠1406的内部槽腔1418、通向内部槽腔1418的侧向开口1420和通向内部槽腔1418的轴向开口1422。如图33所示，弹性元件1404被偏置为伸展配置，该伸展配置迫使滚珠1406到达滚珠1406抵接内部槽腔1418的轴向开口1422的位置。滚珠1406的直径大于轴向开口1422的直径，使得当弹性元件1404处于伸展配置时，滚珠1406关闭(例如，流体密封)轴向开口1422以阻止任何流体流向轴向开口1422。以这种方式，滚珠1406充当内部槽腔1418内的塞子，其可以防止或允许流体流过轴向开口1422。

为了使流体流过旋转阀1400，流体必须从入口流体管线1403流入流体容器1411，并以足够大的压力(例如，开启压力)流向轴向开口1422，以从轴向开口1422沿向上方向1460推动滚珠1406(例如，从而压缩弹性元件1404)，使得流体使滚珠1406离座以允许流体向上流入内部槽腔1418。滚珠1406的直径小于内部槽腔1418的直径，使得流体可以在内部槽腔1418内向上和围绕滚珠1406流动并流出侧向开口1420。如果流体要从任何出口流体管线1405、1407、1409流动并通过侧向开口1420进入内部槽腔1418，这样的流体将朝向轴向开口1422推动滚珠1406，从而将滚珠1406安置在轴向开口1422中并且防止流体通过轴向开口1422流出内部槽腔1418。因此，弹性元件1404、滚珠1406和内部槽腔1418一起形成止回阀配置，该配置允许流体仅沿阀体1402的中心轴线1410在单个整体方向1460上流动，该中心轴线横向于出口流体管线1405、1407、1409。例如，虽然当流体围绕滚珠1406行进时流体分子可以在几个不同方向上流动，但流体流动的整体方向是整体流动方向1460的方向。旋转阀1400的止回阀配置通常具有在约500Pa至约10000Pa范围内的开启压力。

阀体1402的内部槽腔1418通常具有约6.4mm至约6.8mm(例如，约6.6mm)的直径。内部槽腔1418中的轴向开口1422通常具有约3.9mm至约4.3mm(例如，约4.1mm)的直径。滚珠1406通常具有约6.1mm至约6.5mm(例如，约6.3mm)的直径。侧向开口1420通常具有约3.6mm至约4.0mm(例如，约3.8mm)的直径。阀体1402通常具有约10.0mm至约10.4mm(例如约10.2mm)的外径(例如，不包括凸缘1416)和约26.5mm至约26.9mm(例如，约26.7mm)的总高度。凸缘1416通常与阀体1402的上端隔开约4.9mm至约5.3mm(例如，约5.1mm)的距离。

阀体1402、弹性元件1404和滚珠1406由耐腐蚀、生物相容、耐用且适合制造的材料制成。例如，阀体1402通常由聚醚酰亚胺制成，弹性元件1404通常由不锈钢制成，而滚珠406通常由不锈钢制成。此外，阀体1402和滚珠1406通常分别通过注塑和磨削/研磨来制造。在一些实施例中，旋转阀1400可用于调控血液透析系统中的流体压力以将流体压力维持在特定开启压力以下。例如，可以使用旋转阀1400调控血液透析系统的透析器中的透析液流体的压力。

在一些实施例中，旋转阀被设计成服务于透析系统的流体盒内的围绕旋转阀的圆周分布的多个流体通路。例如，图34A-I示出了安装在流体盒1501中的这种旋转阀1500。旋转阀1500可以服务于透析系统内的流体盒1501的多个流体通路。在一些实施例中，旋转阀1500可以是流体调节系统100的阀202的一个实施例，流体盒5401可以是流体调节系统100的流体盒102的一个实施例，并且这种透析系统可以是流体调节系统100的一个实施例。在图34A-34I的示例实施例中，流体盒1501包括流体管线1502-1509，流体管线1502-1509以相等的间距围绕旋转阀1500的圆周分布，流体管线1502-1509中的任何一个都可以用作入口管线或出口管线，这取决于旋转阀1500的旋转位置。

旋转阀1500具有大体柱形形状并且沿着旋转阀1500的一端限定了凹入型廓(例如，致动特征部，未示出)，致动器可以通过该凹入型廓接合旋转阀1500以使旋转阀1500旋转。旋转阀1500还限定了内部流体管道1510，该内部流体管道1510被设计成与备选的流体管线1502-1509同时对准以限定八个顺序流体路径1511-1518中的任一个，使得其余的七个流体通路1511-1518被旋转阀1500的主体关闭(例如，封堵或禁用)。例如，内部流体管道1510的半径和径向位置被选择为使得内部流体管道1510可以旋转地定位(例如，在旋转阀1500在凹入型廓处旋转时)以围绕旋转阀1500的圆周：对准流体管线1502、1504以限定流体通路1511；对准流体管线1503、1505以限定流体通路1512；对准流体管线1504、1506以限定流体通路1513等。旋转阀1500还限定与选定的流体管线1502-1509对准的视觉指示部1524(例如，在图34A-34I中示意性地示出为弯曲箭头)以指示选定的流体通路1511-1518被激活(例如，为流体流动打开)。在一些实施例中，用电机和绝对值编码器驱动旋转阀1500，其中绝对值编码器具有用于与旋转阀1500耦合的独有的连接接口，该驱动可以允许从透析系统内的六个不同的流体通路(例如，具有单向流体流动)或十二个不同的流体通路(例如，具有双向流体流动)中进行选择。

在一些实施例中，旋转阀可以包括多于一个的内部流体管道，用于能够激活流体盒内的多个流体通路。例如，图35A-35C示出了安装在流体盒1501内的这种旋转阀1600。在一些实施例中，旋转阀1600可以是流体调节系统100的阀202的一个实施例，并且流体盒1601可以是流体调节系统100的流体盒102的一个实施例。旋转阀1600在结构和功能上与旋转阀1500基本相似，除了包括两个内部流体管道1610以外。因此，旋转阀1600具有大体柱形形状并沿旋转阀1600的一端限定了凹入型廓(例如，致动特征部，未示出)，致动器可以通过该凹入型廓接合旋转阀1600以使旋转阀1600旋转。

内部流体管道1610被设计成与备选的流体管线1502-1509同时对准，以限定八个顺序流体路径中的任意两个，使得其余六个流体通路被旋转阀1600的主体关闭(例如，封堵或禁用)。例如，内部流体管道1610的半径和径向位置被选择为使得内部流体管道1610可以旋转地定位(例如，在旋转阀1600在凹入型廓处旋转时)以围绕旋转阀1600的圆周：对准流动管线1502、1504以限定流体通路1611并且对准流体管线1506、1508以限定流体通路1614；对准流体管线1503、1505以限定流体通路1612并且对准流体管线1507、1509以限定流体通路1615；对准流体管线1504、1506并且对准流体管线1508、1502以限定另一对相对的流体通路(未示出)等。旋转阀1600还限定了视觉指示部1624(例如，在图35A-35C中示意性地示出为弯曲箭头)，其与选定的流体管线1502-1509对准以指示选定的流体通路被激活(例如，为流体流动而打开)。在一些实施例中，用电机和绝对值编码器驱动旋转阀1600，绝对值编码器具有用于与旋转阀1600耦合的独有连接接口，该驱动可以允许从透析系统内的八个不同的流体通路(例如，具有单向流体流动)或十六个不同的流体通路(例如，具有双向流体流动)中选择两个流体通路。

在一些实施例中，被设计成服务于围绕旋转阀的圆周分布的多个流体通路的旋转阀提供与出口流体管道轴向偏移的入口流体管道。例如，图36-39示出了安装在透析系统内的流体盒1701中的这种旋转阀1700。在一些实施例中，旋转阀1700可以是流体调节系统100的阀202的一个实施例，流体盒1701可以是流体调节系统100的流体盒102的一个实施例，并且这种透析系统可以是流体调节系统100的一个实施例。在图36-39的示例实施例中，流体盒1701包括围绕旋转阀1700的圆周定位的流体管线1702、1703、1704、1705。流体盒1701还包括将流体管线1702、1703中的任一者流体连接到流体管线1704、1705中的任一者的流体管线1707(例如，流体环路)。取决于旋转阀1700的配置，流体管线1702、1703中的任一者可以用作入口管线或出口管线，而流体管线1704、1705中的任一者可以相反地用作出口管线或入口管线。

旋转阀1700具有大致柱形形状并且包括轴向对齐的上阀体1706和下阀体1708。上阀体1706限定上流体管道1710，其形成为(例如，具有弧形形状)同时与流体管线1707的上端1725和上流体管线1702或上流体管线1703对准，取决于上阀体1706的旋转位置。下阀体1708限定了下流体管道1712，其形成为(例如，具有弧形形状)同时与流体管线1707的下端1727和下流体管线1704或下流体管线1705对准，取决于下阀体1708的旋转位置。

参见图40A-41D，旋转阀1700的旋转配置可以相应地限定四个备选的流体路径1713、1714、1715、1716中的任何一个，使得其余三个流体通路1713、1714、1715、1716被上阀体1706和下阀体1708关闭(例如，被封堵或禁用)。例如，上流体管道1710和下流体管道1712的半径和径向位置被选择成使得上流体管道1710和下流体管道1712可以旋转定位(例如，在上和下阀体1706、1708在凹入型廓处旋转时)为：对准流体管线1703、1707、1704以限定流体通路1713；对准流体管线1702、1707、1704以限定流体通路1714；对准流体管线1702、1707、1705以限定流体通路1715；并且对准流体管线1703、1707、1705以限定流体通路1716。再次参见图36，固定角度α由流体管线1704和流体管线1707的左侧限定并且由流体管线1703和流体管线1707的右侧限定。类似地，固定角度β由流体管线1702和流体管线1707的右侧限定并且由流体管线1705和流体管线1707的左侧限定。

参见图42，上阀体1706和下阀体1708可以通过透析系统的驱动组件1800彼此独立地旋转。在一些实施例中，驱动组件1800可以是流体调节系统100的致动器125、电机129和驱动单元130中的一个或多个的实施例。驱动组件1800包括用于旋转上阀体1708的电机1802和用于旋转下阀体1708的电机1804。电机1802可操作为使连接到阀接口1808的驱动轴1806旋转。阀接口1808包括连接元件1810，上阀体1706可以通过该连接元件耦合到电机1802。电机1804可操作为使驱动轴1812旋转，该驱动轴1812经由驱动带1816连接到阀接口1814。阀接口1814包括连接元件1818，下阀体1708可通过该连接元件耦合到电机1804。旋转阀1700还限定了与上流体管道1710和下流体管道1712对准的视觉指示部(未示出)，以指示选定的流体通路1713、1714、1715、1716的激活。在一些实施例中，用电机1802、1804和绝对值编码器驱动旋转阀1700，绝对值编码器具有用于在连接元件1810、1818处与旋转阀1700耦合的独有的连接接口，这样的驱动可以允许从两个不同的独立流体通路(例如，具有单向流体流动)或从四个不同的独立流体通路(例如，具有双向流体流动)中进行用于透析系统内的泵送流体环路的选择。

如上文关于旋转阀1100所讨论的，与每个流体通路需要专用阀的常规透析流体盒相比，旋转阀1200、1300、1400、1500、1600、1700服务于透析流体盒的多个流体通路的能力允许简化透析流体盒的设计。因此，包括任意上述旋转阀的盒可以包括相对减少的阀总数，这可使得透析系统内总产热减少、透析系统的成本降低、盒的占地面积减小并且透析系统内的硬件电子器件的数量减少。

例如，虽然流体调节系统100已被描述和图示为包括用于调控泵送流速的压力传感器119(PT1、PT2、PT3、PT4)，但在一些实施例中，以其它方式与流体调节系统100在结构和功能上相似的流体调节系统可替代地包括流量计，而不是用于调控泵送流速的压力传感器。在一些实施例中，以其它方式与流体调节系统100在结构和功能上相似的流体调节系统可以不包括压力传感器或流量计，而是可以基于对系统操作的详细了解而代替地为RPM控制，以调控泵送流速。

虽然流体调节系统100已被描述和图示为包括蠕动泵103、104(P1、P2、P3、P4)，但在一些实施例中，以其他方式与流体调节系统100在结构和功能上相似的流体调节系统可替代地包括不同类型的泵，例如叶轮泵、线性排量泵、容积泵或离心泵。

尽管流体调节系统100已被描述和图示为包括一个溢流储液器(例如，副储液器305)，但在一些实施例中，以其他方式与流体调节系统100在结构和功能上相似的流体调节系统可以包括一个或多个附加的溢流储液器。例如，在一些实施例中，附加的储液器可以在泵P1上游或泵P2下游连接到流体回路350。在一些实施例中，附加的储液器可以具有不同于储液器304或储液器305的容量或者可以具有零容积容量。在一些实施例中，储液器可以永久地连接到排放管。

虽然加热袋153已被描述和图示为布置在流体调节系统100的泵P2的下游，但在一些实施例中，以其他方式与流体调节系统100在结构和功能上相似的流体调节系统可以包括沿着流体回路350布置在不同位置的加热袋或其他加热元件，以实现对流过流体回路350的流体的最佳温度控制。例如，在一些实施例中，加热袋可以直接定位在吸附剂盒303的下游并且可以基于来自温度传感器T1的信号供电，以确保透析流体的温度不会高到足以损坏吸附剂盒303的内部部件。在一些实施例中，根据有利性(例如，为促进干化学品在供应袋306、307、309中的溶解)，加热袋可以沿着流体回路350位于阀V1与阀V2之间的任何位置。

虽然流体调节系统100已被描述为包括三通阀V1-V7，但在一些实施例中，以其他方式与流体调节系统100在结构和功能上相似的流体调节系统可替代地包括一个或多个二通阀以实现上述流体流动路径情形。

尽管已经关于特定流速、流体体积、温度、压力和时间段描述和说明了流体调节系统100的操作，但在一些实施例中，可以操作流体调节系统100以执行具有一种或多种不同流速、流体体积、温度、压力和时间段的流体调节循环，同时仍能充分调节透析液以用于协作的透析系统。

尽管已经在图23-25中分别描述了示例控制系统161、示例硬件系统500和示例软件系统600，但主题的实现和上述功能操作可以在包括本说明书中公开的结构及其结构等效物或它们中的一者或多者的组合的其他类型的数字电子电路中或在计算机软件、固件或硬件中实现。

本说明书中描述的主题的实施方式可以作为一个或多个计算机程序产品来实现，即，编码在有形程序载体(例如计算机可读介质)上的一个或多个计算机程序指令模块，用于由处理系统执行或控制处理系统的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质组合，或者它们中的一个或多个的组合。

术语“计算机系统”可以涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，处理系统还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或其中一个或多个组合的代码。

计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本、可执行逻辑或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，或声明性或过程性语言，其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或其他适用于计算环境的单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在包含其他程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，在专用于所讨论程序的单个文件中，或在多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)。计算机程序可以部署为在一台计算机上或位于一个站点或分布在多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。

适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性或易失性存储器、介质和存储设备，例如包括半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘或磁带；磁光盘；和CD-ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或结合在专用逻辑电路中。系统的组件可以通过任何形式或媒体的数字数据通信互连，例如通信网络。通信网络的实例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如互联网。

上面已经详细描述了多个实施例。然而，在不脱离上述公开的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改。其他实施例也在所附权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种系统，包括：

血液治疗机器；

透析器，所述透析器被配置为耦合至血液治疗机器，所述透析器包括：

限定血液入口和血液出口的透析器壳体；

在透析器壳体的内部的中空纤维束；

泵送装置，所述泵送装置能够被驱动以迫使从血液入口接收的血液通过中空纤维束的内腔并流出血液出口；

透析液入口，所述透析液入口与透析液流动路径流体连通，所述透析液流动路径包括透析器壳体内部的位于中空纤维束之间的空间；和

透析液出口，所述透析液出口与透析液流动路径流体连通；以及

流体调节系统，所述流体调节系统被配置为：(i)制备新鲜的透析液并经由透析液入口将新鲜的透析液供应到透析器；以及(ii)经由透析液出口接收来自透析器的废透析液，回收利用废透析液，并经由透析液入口将回收利用的透析液供应到透析器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，流体调节系统是被配置为经由流体管线连接到血液治疗机器的独立单元。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，流体调节系统是被配置为经由流体管线直接连接到透析器的独立单元。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体调节系统是血液治疗机器的一部分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，流体调节系统包括透析流体盒，所述透析流体盒包括：

入口流体管线；

多个出口流体管线；和

阀，所述阀包括致动特征部，阀能够通过该致动特征部旋转而使入口流体管线与多个出口流体管线中的选定流体管线流体连通。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，透析流体盒的致动特征部包括表面型廓，所述表面型廓形成为被致动器接合以使阀旋转。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，透析流体盒的致动特征部具有多边形形状。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的系统，其中，透析流体盒的阀还包括：

阀体，所述阀体限定了能够将入口流体管线与选定流体管线流体连通的内部流体通路；和

弹性元件，所述弹性元件被配置为移动阀体以启用或禁用阀的操作。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述透析流体盒的阀体可移动至：

第一位置，在该第一位置处，内部流体通路与入口流体管线和多个出口流体管线对准以启用阀的操作，以及

第二位置，在该第二位置处，内部流体通路与入口流体管线和多个出口流体管线偏离以禁用阀的操作。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的系统，其中，透析流体盒还包括包含所述入口流体管线的多个入口流体管线，其中阀包括阀体，所述阀体限定了内部流体管道，所述内部流体管道能够将多个入口流体管线中的所述入口流体管线与多个出口流体管线中的选定流体管线流体连通，以在透析流体盒内限定多个流体通路中的一个流体通路。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，内部流体管道是第一内部流体管道，所述入口流体管线是第一选定入口流体管线，选定流体管线是第一选定出口流体管线，并且流体通路是第一流体通路，阀体还限定了第二内部流体管道，所述第二内部流体管道能够将多个入口流体管线中的第二选定入口流体管线与多个出口流体管线中的第二选定出口流体管线流体连通，以在透析流体盒内限定多个流体通路中的第二流体通路。

12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，透析器还包括限定血液入口的第一端盖和限定血液出口的第二端盖。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，透析器还包括布置在中空纤维束与血液出口之间的静脉压力检测室，所述静脉压力检测室包括附接到第二端盖的第一柔性表面。

14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，透析器还包括布置在血液入口与所述中空纤维束之间的动脉压力检测室，所述动脉压力检测室具有附接到第一端盖的第二柔性表面。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，其中，第一端盖限定所述透析液出口，第二端盖限定所述透析液入口。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中，第一端盖限定与中空纤维束的内腔流体连通的置换液体入口。

17.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中，第二端盖限定与中空纤维束的内腔流体连通的置换液体出口。

18.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中，泵送装置包括处于第一端盖内的泵转子。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，透析器还包括装在泵转子内的一个或多个磁体，泵转子能够被磁力驱动以迫使血液通过中空纤维的内腔。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，透析器还包括附接至泵转子的一个或多个磁体，泵转子能够被磁力驱动以迫使血液通过中空纤维的内腔。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的系统，其中，泵转子在操作期间被磁力地悬浮。

22.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，透析器壳体包括脱气室。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，脱气室限定在透析器壳体的端盖中。

24.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，泵送装置被包含在相对于中空纤维的固定位置处。

25.一种血液治疗机器，包括：

治疗模块，所述治疗模块包括用于可释放地与透析器耦合的结构，治疗模块包括：(i)第一压力传感器，所述第一压力传感器定位成在透析器与治疗模块耦合时抵靠透析器的第一压力检测室的第一膜；(ii)第二压力传感器，所述第二压力传感器定位成在透析器与治疗模块耦合时抵靠透析器的第二压力检测室的第二膜；以及

流体调节系统，所述流体调节系统被配置为：(i)制备新鲜的透析液并将所述新鲜的透析液供应至透析器；(ii)从透析器接收废透析液，将废透析液回收利用成新鲜的透析液，并将回收利用的透析液供应给透析器。

26.根据权利要求25所述的血液治疗机器，其中，流体调节系统位于血液治疗机器的壳体内。

27.根据权利要求25或26所述的血液治疗机器，其中，流体调节系统能够经由流体管线直接连接到透析器。

28.根据权利要求25-27中任一项所述的血液治疗机器，其中，第一压力传感器和第二压力传感器定位成在透析器与治疗模块耦合时邻接透析器的相反端。

29.根据权利要求28所述的血液治疗机器，其中，第一压力传感器和第二压力传感器能够在以下之间重新配置：(i)第一位置，在所述第一位置处，第一压力传感器和第二压力传感器缩回；与(ii)第二位置，在所述第二位置处，第一压力传感器和第二压力传感器伸出以分别抵靠第一膜和第二膜。

30.根据权利要求25-29中任一项所述的血液治疗机器，其中，所述治疗模块还包括：

第一对管道，所述第一对管道被配置为在透析器与治疗模块耦合时与由透析器限定的第一置换液体端口和第一透析液端口连接；和

第二对管道，所述第二对管道被配置为在透析器与治疗模块耦合时与由透析器限定的第二置换液体端口和第二透析液端口连接，

其中，第一对管道和第二对管道与流体调节系统流体连接。

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