CN117120118A - 使用正向渗透有效生产透析流体的设备和方法 - Google Patents

使用正向渗透有效生产透析流体的设备和方法 Download PDF

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CN117120118A CN202280027554.3A CN202280027554A CN117120118A CN 117120118 A CN117120118 A CN 117120118A CN 202280027554 A CN202280027554 A CN 202280027554A CN 117120118 A CN117120118 A CN 117120118A
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克里斯蒂安·瓦尔蒂亚
H·林德格伦
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Gambro Lundia AB
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Abstract

一种用于生产透析液的设备(1)和方法。该设备(1)包括:汲取流体路径(4)、进给流体路径(3)和正向渗透(FO)单元(2),该FO单元(2)包括由FO膜(2c)分隔开的进给侧(2a)和汲取侧(2b),进给侧(2a)包括在进给流体路径(3)中,汲取侧(2b)包括在汲取流体路径(4)中,其中,该FO单元(2)被配置为在汲取侧(2b)处接收透析浓缩物流体,并且在进给侧(2a)处接收废透析流体,其中,水借助于汲取侧(2b)与进给侧(2a)之间的渗透压差通过FO膜(2c)从废透析流体被输送到透析浓缩物流体,从而将透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体,并将废透析流体脱水成经脱水的废透析流体。利用一个或多个压力泵(7、32)在汲取侧(2b)与进给侧(2a)之间提供(S3)静水压差。该设备(1)还被配置为感测经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性,感测指示汲取侧(2b)与进给侧(2a)之间的静水压差的一个或多个压力,以及基于经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的该一个或多个特性、以及感测到的指示静水压差的该一个或多个压力,控制以下中的至少一项:废透析流体进入进给侧(2a)的流速、透析浓缩物流体进入汲取侧(2b)的流速、或者静水压差,以便产生经稀释的透析浓缩物流体。

Description

使用正向渗透有效生产透析流体的设备和方法
优先权主张
本申请要求2021年4月9日提交的题为“Forward Osmosis TransmembranePressure Control Method and System(正向渗透跨膜压力控制方法和系统)”的第63/172,857号美国临时申请和2021年12月21日提交的题为“Apparatus and Methods forEfficient Production of Dialysis Fluid using Forward Osmosis(使用正向渗透有效生产透析流体的设备和方法)”的第2151563-0号瑞典专利申请的优先权和权益,其每一个的全部内容通过引用的方式并入本文并作为依据。
技术领域
本发明涉及使用正向渗透生产透析流体,并且特别地涉及在正向渗透过程中使用废透析流体作为进给流体并且使用透析浓缩物作为汲取流体的情况。
背景技术
当肾脏失去充分过滤患者血液中废物的能力时,就会发生肾衰竭。废物在体内积聚,随着时间的推移,体内毒素就会超载。如果不进行治疗,肾衰竭可能会危及生命。肾功能下降,尤其是肾衰竭,可以通过透析进行治疗。透析可以从体内去除正常功能的肾脏会去除的废物、毒素和多余的水分。
一种类型的肾衰竭疗法是血液透析(“HD”),血液透析一般使用扩散来从患者的血液去除废物。在血液和被称为透析流体的电解质溶液之间的半渗透的透析器上发生扩散梯度以引起扩散。HD流体通常由透析机通过混合浓缩物和清水产生。
血液滤过(“HF”)是替代的肾替代疗法,替代的肾替代疗法依赖于来自患者血液的毒素的对流输送。HF是通过在治疗期间向体外回路添加置换或替代流体来实现的。在HF治疗的过程中,对患者在治疗期间置换的流体和积聚的流体进行超滤,提供特别有利于去除中分子和大分子的对流输送机制。
血液透析滤过(“HDF”)是结合对流清除和扩散清除的治疗方式。HDF使用流经透析器的透析流体,类似于标准血液透析,以提供扩散清除。此外,直接地向体外回路递送置换溶液,提供对流清除。这里,将比患者的多余流体更多的流体从患者体内去除,导致来自患者的废物的对流输送增加。通过替换流体或置换流体来置换去除的额外流体。
另一类型的肾衰竭疗法是腹膜透析(“PD”),腹膜透析经由导管将透析溶液(也称为透析流体)输注在患者的腹膜腔中。透析流体接触位于患者腹膜腔中的腹膜。废物、毒素和多余的水分从患者的血流通过腹膜中的毛细血管,并由于扩散和渗透而进入透析流体中,即在膜上存在渗透梯度。PD透析流体中的渗透剂提供渗透梯度。从患者排出使用过的或废透析流体,从患者去除废物、毒素和多余的水分。重复循环例如多次。PD流体通常在工厂制备并装在即用型袋子中运送到患者家中。
存在各种类型的腹膜透析疗法,包含连续非卧床腹膜透析(“CAPD”)、自动腹膜透析(“APD”)、潮流透析和持续流动腹膜透析(“CFPD”)。CAPD是手动透析治疗,其中,流体输送由重力驱动。如果患者最初充满废透析流体,则患者手动地将植入导管连接到排放部,以允许使用过的或废透析流体从患者的腹膜腔中排出。然后,患者切换流体连通,使得患者导管与新鲜透析流体的袋连通,以使新鲜透析流体通过导管并输注到患者体内。患者将导管与新鲜透析流体袋断开连接,并允许透析流体驻留在腹膜腔内,其中,发生废物、毒素和多余的水分的转移。在驻留期之后,患者重复手动透析程序,例如,每天四次。如果患者最初没有充满废透析流体,则顺序是患者填充、驻留和排出。手动腹膜透析要求患者大量的时间和精力,留下足够的改进空间。
自动腹膜透析(“APD”)类似于CAPD,透析治疗包括排出、填充和驻留循环。然而,APD机器通常在患者睡眠时自动地执行循环。APD机器使患者不必手动地执行治疗周期并且不必在白天期间输送供应。APD机器经由患者管线流体连接到患者的植入导管、新鲜透析流体的源或袋以及流体排放部。APD机器将新鲜透析流体从新鲜透析流体源通过导管泵送到患者的腹膜腔中。APD机器还允许透析流体驻留在患者的腹膜腔内并允许发生废物、毒素和多余的水分的转移。源可以包括多升透析流体,包括若干溶液袋。
透析治疗可以在诊所进行,也可以远程(例如,在患者家中)进行。透析流体的输送增加了治疗成本并对环境有负面影响。透析流体的储存需要空间并且需要用户处理大量的透析流体袋。因此,需要一种减少或消除输送到患者家中并由患者手动移动的透析流体的量的方法。
发明内容
为了减少将透析流体输送到患者家中所带来的上述负面后果,可以在护理点用浓缩物生产透析流体。在本公开的设备和方法中,正向渗透(FO)可以用于用水稀释透析浓缩物,以提供稀释的透析浓缩物(可以被称为透析溶液)。此后可以将透析溶液与其他浓缩物混合以提供最终的透析流体,最终的透析流体可以用于透析处理以治疗患者,或者可以直接用作最终的透析流体。最终的透析流体可以是用于PD的透析流体、用于HD或HDF的透析流体、或者用于HF或HDF的置换流体或替换流体。FO利用进给流体与作为汲取流体的浓缩物之间的渗透压差,进给流体与浓缩物通过FO膜分离。渗透压差用作使水从进给流体迁移到汲取流体的能量源,使FO成为有吸引力的低能量替代方案。在一个实施例中,进给流体在这里是废透析流体,由此可以大大减少在处理中使用的淡水的量。一般来说,FO过程运行得越慢,水提取就越大。然而,当流体应该准备好使用时,该过程通常必须满足时间限制,因此FO过程必须在特定的时间范围内执行。因此需要能够提高水提取效率以减少制备透析流体所需的时间的方法。
本公开的目的是减轻现有技术的至少一些缺陷。另一目的是提供用于有效控制水提取的方法,以在正向渗透过程中实现透析浓缩物的期望稀释度。
这些目的和其他目的至少部分地通过根据独立权利要求的设备和方法以及根据从属权利要求的实施例来实现。
根据可以与任何其他方面或任何其他方面的一部分组合的第一方面,本公开涉及一种用于生产透析流体的设备。该设备包括:汲取流体路径,其包括一个或多个浓缩物连接器,每个连接器被配置为连接到透析浓缩物流体源;进给流体路径,其包括被配置为连接到废透析流体源的连接器;以及正向渗透(FO)单元。FO单元包括由FO膜分隔开的进给侧和汲取侧,该进给侧包括在进给流体路径中,该汲取侧包括在汲取流体路径中。FO单元还被配置为在汲取侧处接收透析浓缩物流体,而在进给侧处接收废透析流体,其中,水经由汲取侧与进给侧之间的渗透压差通过FO膜从废透析流体被输送到透析浓缩物流体,从而将透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体,并将废透析流体脱水成经脱水的废透析流体。该设备还包括被配置为感测经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性的一个或多个特性传感器、被配置为感测指示汲取侧与进给侧之间的静水压差的一个或多个压力的一个或多个压力传感器、以及控制装置。控制装置被配置为使透析浓缩物流体流提供到汲取侧中,使废透析流体流提供到进给侧中,并且利用一个或多个压力泵提供汲取侧与进给侧之间的静水压差。控制装置还被配置为控制以下中的至少一项:废透析流体进入进给侧的流速、或者透析浓缩物流体进入汲取侧的流速、或者静水压差,其中,控制基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性,以及感测到的指示静水压差的一个或多个压力,以便产生经稀释的透析浓缩物流体。
在正向渗透过程中从废透析流体中提取水可以通过使FO单元中的流体具有低流速来增加,以允许更多的时间用于正向渗透过程。然而,经常需要在一定的持续时间内提供透析流体,这对流速有多低以及由此可以有多高的效率施加了限制。通过小心地提供并控制静水压差,可以提高正向渗透过程的效率,并且可以更好地控制透析浓缩物的稀释因子。使用一个或多个压力泵来控制静水压力使得即使流量很小也可以控制静水压力。
根据可以与任何其他方面或任何其他方面的一部分组合的第二方面,本公开涉及一种用于生产透析流体的方法。该方法包括:将透析浓缩物流体流提供到正向渗透(FO)单元的汲取侧中,以及将废透析流体流提供到FO单元的进给侧中,其中,水经由汲取侧与进给侧之间的渗透压差通过FO膜从废透析流体被输送到透析浓缩物流体,从而将透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体,并将废透析流体脱水成经脱水的废透析流体。该方法还包括:利用一个或多个压力泵在汲取侧与进给侧之间提供静水压差,感测经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性;以及感测指示汲取侧与进给侧之间的静水压差的一个或多个压力。该方法还包括:基于经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的该一个或多个特性,以及感测到的指示静水压差的该一个或多个压力,控制以下中的至少一项:废透析流体进入进给侧的流速,或者透析浓缩物流体进入汲取侧的流速,或者静水压差,以便产生经稀释的透析浓缩物流体。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,控制包括:基于可用的废透析流体的体积和可用于生产期望量的经稀释的浓缩物流体的时间段的长度,控制废透析流体进入进给侧的流速;以及基于生产期望量的经稀释的浓缩物流体所需的透析浓缩物流体的体积和时间段的长度,控制透析浓缩物流体进入汲取侧的流速,以在该时间段结束时提供期望量的经稀释的浓缩物流体。由此可以以最有效的方式控制流速,以便及时提供期望量的经稀释的浓缩物流体。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性以及感测到的指示静水压差的一个或多个压力,利用一个或多个压力泵控制静水压差。因此,可以基于由FO过程产生的流体的不同特性和当前的静水压力来控制静水压力。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:基于感测到的一个或多个压力利用一个或多个压力泵控制静水压差,以实现预定的静水压差。在一些实施例中,预定的静水压差是最大允许的静水压差。由此可以实现静水压力的最大效果。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的特性,利用一个或多个压力泵控制静水压差,以使特性等于特性的目标值。由此间接控制静水压差以实现特定稀释度的透析浓缩物或废透析流体的脱水。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:使用浓缩物泵控制透析浓缩物流体的流速,并且使用一个或多个压力泵中的第二压力泵控制经稀释的透析浓缩物流体的流速,使得经稀释的透析浓缩物流体的流速等于透析浓缩物流体到汲取侧的入口流速乘以目标稀释因子。由此可以控制汲取流体路径中的泵以实现期望的目标稀释因子。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:基于经稀释的透析浓缩物的特性来控制浓缩物泵与第二压力泵之间的比率,以使该特性等于特性的目标值。由此可以在基于流速对汲取侧处的泵进行了控制之后,基于例如电导率对该泵进行微调,以实际实现期望的目标稀释因子,即使例如浓缩物的规定浓度不正确。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:基于感测到的指示静水压差的一个或多个压力,控制废透析流体进入进给侧的流速和/或控制透析浓缩物流体进入汲取侧的流速,使得静水压差保持低于或等于最大允许的静水压差。由此可以将静水压差保持在最大允许限制之下,并且因此没有损坏FO膜的风险。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,感测经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性包括:感测以下中的一个或多个:经稀释的透析浓缩物的浓度、经脱水的废透析流体的浓度、经稀释的透析浓缩物的由计量称给出的重量、经脱水的废透析流体的由计量称给出的重量、经稀释的透析浓缩物的流速或经脱水的废透析流体的流速。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,一个或多个压力泵包括第一压力泵,该第一压力泵被布置为对从进给侧输出的废透析流体进行操作。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,第一压力泵被配置为在上游方向或下游方向上进行泵送。因此,当从进给侧输出的废透析流体为小流量时,第一压力泵也能够控制静水压差。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,一个或多个压力泵包括第二压力泵,该第二压力泵被布置为对从汲取侧输出的经稀释的透析流体进行操作。因此可以从汲取流体侧控制静水压差。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,一个或多个压力泵中的至少一个是非容积泵。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,一个或多个压力泵中的至少一个是容积泵。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:控制第二浓缩物或第三浓缩物的流速,以便流入经稀释的浓缩物流体中以形成透析流体。由此提供了生产透析流体所需的浓缩物。
在可以与任何其他实施例或任何其他实施例的一部分组合的一些实施例中,方法包括:将纯水提供到经稀释的浓缩流体中以形成透析流体。因此,即使FO过程没有提供足够的稀释,也可以提供透析流体。
根据可以与任何其他方面或任何其他方面的一部分组合的第三方面,本公开涉及一种包括指令的计算机程序,指令被配置为使根据第一方面的设备执行根据本第二方面的方法。
根据可以与任何其他方面或任何其他方面的一部分组合的第四方面,本公开涉及一种其上存储有第三方面的计算机程序的计算机可读介质。
附图说明
图1示出了根据本公开的一些实施例的示意性FO单元。
图2示出了根据本公开的一些实施例的包括FO单元的用于产生透析溶液的设备。
图3至图5示出了根据本公开的一些实施例的要在图1中的设备中使用的FO布置的不同示例。
图6示出了根据本公开的一些实施例的顺应腔室的示例。
图7是具有根据本公开的一些实施例的用于生产透析流体的方法步骤的流程图。
图8示出了具有来自利用根据图3的非容积泵用于增加图1和图2的FO单元中进给侧压力的测试的结果的图。
图9A和图9B示意性地示出了分别用于腹膜透析和体外血液处理的示例性透析系统。
具体实施方式
本公开描述了使用流速控制和静水压力控制的组合来有效生产透析流体的设备和方法。如本文所讨论的,FO过程运行得越慢,水提取就越多,由此期望通过FO单元的低流速以减少流体消耗。低液体消耗量减少了对额外水的需求并有效利用了现有流体。使用作用于来自进给侧和/或汲取侧的出口流的一个或多个压力泵来执行静水压力控制,从而能够控制进给侧与汲取侧之间的静水压差,即使一个或多个流很小。静水压差在本文中也可以称为跨膜压力(TMP)。在一些实施例中,执行组合控制以从废透析流体中抽取尽可能多的水,而不损害或达到设备或所提供的流体的限制。废透析流体在本文中也可以称为用过的透析流体或流出物。
在下文中,将参考图1至图6解释FO装置、FO装置布置、顺应腔室布置和设备,其在不同的实施例中实现本文所描述的用于生产透析流体的组合控制。此后参考图7中的流程图解释用于通过组合控制生产透析流体的方法,这些方法可以借助于控制装置在设备的各种实施例中执行。整个附图中相同的附图标记可能不会在每个实施例中进行文字描述,但是对于每个实施例来说,仍然包括针对这种附图标记所描述的所有结构、功能和替代方案。
图1是可与本文描述的任何实施例一起使用的FO装置2的示意图。FO装置2包括由FO膜2c分隔开的进给侧2a和汲取侧2b。一侧(side)在本文中也可以被称为隔室或腔室。FO装置2通常包括包围进给侧2a、汲取侧2b和FO膜2c的盒。FO膜2c的几何形状可以是平板、管状或中空纤维。FO膜2c是透水性膜。FO膜2c被设计为或多或少地专门对渗透水分子有选择性,这使得FO膜2c能够将水与所有其他污染物分隔开。FO膜2c通常具有纳米(nm)范围内的孔径,例如0.5至5nm或更小,取决于打算被阻挡的溶质。在使用期间,FO膜2c将进给侧2a处的进给溶液与汲取侧2b处的汲取溶液分隔开。这些侧处的流体通常以逆流流动,但也可以以并流流动。在一个实施例中,流是连续流,因此不间断地流动。FO单元2被配置为在汲取侧2b处接收作为透析浓缩物流体的汲取溶液,而在进给侧2a处接收进给溶液(例如,废透析流体)。水经由汲取侧2b与进给侧2a之间的渗透压差通过FO膜2c从废透析流体被输送到透析浓缩物流体,从而将透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体,并将废透析流体脱水成经脱水的废透析流体。进给侧2a具有入口端口Ein和出口端口Eout,废透析溶液通过该入口端口被输送到进给侧2a中,经脱水的废透析流体通过该出口端口被从进给侧2a输送出去。汲取侧2b具有入口端口Lin和出口端口Lout,透析浓缩物流体通过该入口端口被输送到汲取侧2b中,经稀释的透析浓缩物流体通过该出口端口被从汲取侧2b输送出去。进给侧2a包括在进给流体路径3中。汲取侧2b包括在汲取流体路径4中。用于FO装置2的合适的FO设备可以由例如AquaporinTM、AsahiKASEITM、BerghofTM、CSMTM、FTSH2OTM、KochMembraneSystemsTM、PoriferaTM、ToyoboTM、AromaTechTM和TorayTM提供。
现在将参照图2解释根据本公开的一些实施例的用于生产用于透析的流体的设备1的示例。设备1包括FO单元2(例如,图1中的FO单元2)、进给流体路径3和汲取流体路径4。控制装置50被布置为控制设备1执行多个程序。控制装置50包括控制单元30、阀装置20(20a-20p)和至少一个泵6、7、10、23、29、32。阀装置20被定位并布置为配置设备1的多个不同流动路径。
进给流体路径3被布置为向FO单元2的进给侧2a提供废透析流体。进给流体路径3在入口连接器Pi处开始并在排放部31处结束。入口连接器Pi被配置为最终经由循环器连接到PD患者的导管,或者连接到HD或CRRT设备的废透析流体管线,用于接收废透析流体,这结合图9A和图9B更详细地示出。进给流体路径3还包括容器连接器40a,该容器连接器40a被配置为连接到废透析流体容器19。替代地,进给流体路径3仅包括这种连接器中的一个。换言之,进给流体路径3包括被配置为连接到废透析流体源的连接器Pi、40a。进给流体路径3包括进给侧输入管线3a,该进给侧输入管线3a布置在入口连接器Pi与通向进给侧2a的入口端口Ein之间。进给侧输入管线3a流体连接入口连接器Pi和入口端口Ein。输入阀20a被布置为与进给侧入口管线3a一起操作。进给侧输入管线阀20b被布置为与输入阀20a和入口端口Ein之间的进给侧输入管线3a一起操作。进给流体路径3还包括容器管线3b,该容器管线3b布置在容器连接器40a和输入阀20a与进给侧输入管线阀20b之间的进给侧输入管线3a之间。因此,容器管线3b流体连接容器连接器40a和进给侧输入管线3a。进给泵6被布置为与容器管线3b一起操作以在容器管线3b中提供流。在一些实施例中,进给泵6是双向泵。容器阀20p被布置为与进给泵6和容器19之间的容器管线3b一起操作。直流管线3c布置在容器管线3b与进给侧输入管线3a之间。因此,直流管线3c流体连接容器管线3b和进给侧输入管线3a。直流管线3c在容器阀20p与进给泵6之间连接到容器管线3b。直流管线3c在进给侧输入阀20b与入口端口Ein之间连接到进给侧输入管线3a。直流管线阀20s被布置为在直流管线3c上进行操作。进给流体路径3还包括排放管线3d。排放管线3d布置在进给侧2a的出口端口Eout与排放部31之间。因此,排放管线3d流体连接出口端口Eout和排放部31。第一压力泵7被布置为与排放管线3d一起操作以在进给侧2a处提供压力。排放阀20i被布置为在第一压力泵7与排放部31之间的排放管线3d上进行操作。在一些实施例中,第一压力泵7是双向泵。
进给泵6被布置为将流体从容器19或入口连接器Pi处的其他源泵送到进给侧输入管线3a中并向进给侧2a提供废透析流体。例如,通过利用进给泵6沿向前方向进行泵送并关闭进给侧输入管线阀20b和直流管线阀20s,先前已经将废透析流体从连接在入口连接器Pi处的患者泵送到容器19。在一些实施例中,为了向进给侧2a提供废透析流体,进给泵6沿向后或反向方向进行操作,其中,容器阀20p、进给侧输入管线阀20b和排放阀20i打开,而直流管线阀20s关闭。然后废透析流体从容器19经由容器管线3b被泵入进给侧输入管线3a中,并进一步泵送到进给侧2a。此后,经脱水的废透析流体从进给侧2a输出到排放管线3d中并进一步输出到排放部31。进给泵6可以代替地通过以下方式直接从连接到入口连接器Pi的患者或其他源泵送废透析流体:利用进给泵6(沿向前方向)进行泵送,打开直流管线阀20s,并且关闭容器阀20p和进给侧输入管线阀20b。然后废透析流体经由容器管线3b和直流管线3c被泵送到进给侧输入管线3a中并且进一步泵送到进给侧2a。进给泵6例如是诸如活塞泵等容积泵,其以开环方式操作(来自控制装置50的特定电压或频率命令以提供特定流速)。或者,进给泵6是非容积泵,其利用来自流量传感器43的反馈进行操作以达到特定流量。流量传感器43在进给泵6与点P1之间连接到容器管线3b,但也可以连接到进给泵6的任意侧处的容器管线3b,除了在容器19和直流管线3c的连接点之间连接到容器管线3b。
汲取流体路径4被布置为向汲取侧2b(图1)提供透析浓缩物流体。汲取流体路径4包括一个或多个浓缩物连接器30a、30b。每个浓缩物连接器30a、30b被配置为连接到透析浓缩物流体源15、18。第一浓缩物连接器30a连接到第一浓缩物容器15。第二浓缩物连接器30b连接到第二浓缩物容器18。汲取流体路径4在连接到第一浓缩物容器15的第一浓缩物连接器30a处开始并在出口连接器Po处结束。出口连接器Po例如可最终经由循环器连接到PD患者的导管,或连接到HD或CRRT设备的透析流体管线,用于将产出的透析流体递送到患者或设备。汲取流体路径4还包括多个管线,包括浓缩物管线4d、汲取侧输入管线4b、第一稀释浓缩物管线4e、第二稀释浓缩物管线4a、主管线4f、汲取侧输出管线4c、纯水管线4g、第二浓缩物管线4h和排水连接管线4i。浓缩物管线4d布置在第一浓缩物连接器30a和与主管线4f和汲取侧输入管线4b的连接点P3之间。因此,浓缩物管线4d将浓缩物连接器30a并且因此将浓缩物容器15流体连接到汲取侧输入管线4b(并且连接到主管线4f)。浓缩物阀20d被布置为在浓缩物管线4d上进行操作。汲取侧输入管线4b布置在与浓缩物管线4d的连接点P3和汲取侧2b的入口端口Lin之间。因此,汲取侧输入管线4b流体连接浓缩物管线4d(在连接点P3处)和入口端口Lin。汲取侧输入阀20h被布置为在汲取侧输入管线4b上进行操作。浓缩物泵10被布置为在浓缩物管线4d上进行操作以在浓缩物管线4d中提供流。浓缩物容器15包括例如流体透析浓缩物。浓缩物泵10被定位并布置为将流体从浓缩物容器15泵送到汲取侧输入管线4b中并且向汲取侧2b提供浓缩物流体。
汲取侧输出管线4c布置在汲取侧2b的出口端口Lout与第一稀释浓缩物管线4e上的连接点P2之间。因此,汲取侧输出管线4c流体连接出口端口Lout和第一稀释浓缩物管线4e。第一稀释浓缩物管线4e布置在连接到稀释流体容器16的连接器40c与浓缩物管线4d之间。因此,第一稀释浓缩物管线4e流体连接连接器40c并且因此流体连接稀释流体容器16和浓缩物管线4d。第二压力泵32被布置为与汲取侧输出管线4c一起操作,以在汲取侧2b处提供压力。第一稀释浓缩物阀20e在汲取侧输出管线4c与第一稀释浓缩物管线4e的连接点P2和第一稀释浓缩物管线4e与浓缩物管线4d的连接点之间连接到第一稀释浓缩物管线4e。主管线4f布置在与浓缩物管线4d的连接点P3和出口连接器Po之间。因此,主管线4f流体连接连接点P3和出口连接器Po。第二稀释浓缩物管线4a布置在连接到稀释流体容器16的连接器40d和与主管线4f的连接点P3之间。第二稀释浓缩物阀20f被布置为在第二稀释浓缩物管线4a上进行操作。因此,连接点P3流体连接主管线4f、浓缩物管线4d、第二稀释浓缩物管线4a和汲取侧输入管线4b。汲取流动路径4还包括被布置为在主管线4f上进行操作的多个组件,即,主阀20g、加热元件65、温度传感器27、主泵23、混合腔室24、电导率传感器25和出口阀20j。纯水管线4g布置在连接到纯水容器17的连接器30c与主管线4f之间。因此,纯水管线4g流体连接纯水容器17和主管线4f。主阀20g被布置为在点P3和纯水管线4g与主管线4f的连接点之间在主管线4f上进行操作。第二浓缩物管线4h布置在第二浓缩物容器18与主管线4f之间。因此,第二浓缩物管线4h流体连接第二浓缩物容器18和主管线4f。第二浓缩物泵29被定位并布置为在第二浓缩物管线4h中提供第二浓缩物流。主泵23被定位并布置为在纯水管线4g与主管线4f的连接处的下游以及第二浓缩物管线4h与主管线4f的连接处的下游提供主管线4f中的流量。温度传感器27被定位并布置为感测主泵23上游但第二浓缩物管线4h与主管线4f的连接处下游的主管线4f中流体的温度。加热元件65可以将温度传感器27感测到的产出流体的温度加热到期望的温度。混合腔室24布置在主泵23的下游和主电导率传感器25的上游。排气阀20m被布置为与连接在混合腔室24与排放管线3d之间的排气管线4j一起操作。排气管线4j将混合腔室24中的过量气体输送到排放部31,使得混合腔室24还可用作脱气腔室。
设备1还包括一个或多个特性传感器,该一个或多个特性传感器被配置为感测经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性。一个或多个特性传感器例如被配置为感测以下中的一项或多项:经稀释的透析浓缩物的浓度、经脱水的废透析流体的浓度、经稀释的透析浓缩物的由计量称给出的重量、经脱水的废透析流体的由计量称给出的重量、经稀释的透析浓缩物的流速或经脱水的废透析流体的流速。特性传感器可以例如是浓度传感器、电导率传感器、计量称或流量传感器。设备1包括电导率传感器11,该电导率传感器11在连接点P2与稀释流体容器16的连接器40c之间连接到第一稀释浓缩物管线4e。电导率传感器11被配置为感测经稀释的透析浓缩物的浓度(例如,电导率)。设备1还包括连接到排放管线3d的电导率传感器49,以感测经脱水的废透析流体的浓度(例如,电导率)。在一些实施例中,不存在电导率传感器49。在一些实施例中,设备1包括被定位并布置为感测经稀释的透析浓缩物的重量的计量称48a。在一些实施例中,设备1包括被定位并布置为感测经脱水的废透析流体的重量的另一个计量称48b。第一流量传感器42a被布置为在直流管线3c与进给侧输入管线3a的连接之间的进给侧输入管线3a上进行操作,以感测废透析流体在进给侧输入管线3a中的流速,并因此感测流体输入到进给侧2a的流速。第二流量传感器42b被布置为在进给侧2a与第一压力泵7之间的排放管线3d上进行操作,以感测经脱水的废透析流体在排放管线3d中的流速,并因此感测流体从进给侧2a输出的流速。在一些实施例中,设备1包括第三流量传感器45,该第三流量传感器45被定位并布置为感测经稀释的浓缩物流体从汲取侧2b输出的流速。第三流量传感器45连接到汲取侧输出管线4c。
设备1还包括一个或多个压力传感器,该一个或多个压力传感器被配置为感测指示汲取侧2b与进给侧2a之间的静水压差的一个或多个压力。压力传感器26连接到进给侧输入管线3a以感测废透析流体在进给侧输入管线3a中的压力。感测到的压力也表示进给侧2a处的压力。另一个压力传感器46在进给侧2a与第一压力泵7之间连接到排放管线3d,以感测经脱水的废透析流体在排放管线3d中的压力。感测到的压力也表示进给侧2a处的压力。然而,仅需要压力传感器26和另一个压力传感器46中的一个来感测进给侧2a处的压力。压力传感器47在汲取侧2b与第二压力泵32之间连接到汲取侧输出管线4c,以感测经稀释的透析浓缩物流体在汲取侧输出管线4c中的压力,其表示汲取侧2b处的压力。然而,该压力传感器47可以代替地连接到汲取侧输入管线4b以感测汲取侧2b处的压力。
本文描述的任何泵可以例如是利用来自流量传感器的流速反馈进行操作的容积泵(例如,活塞泵)或非容积泵(例如,齿轮泵)。非容积泵是流速对同一泵上的静水压差有很强依赖性的泵,甚至允许逆着泵旋转方向的小流体流。因此,非容积泵是可被控制以允许在与泵送方向相反的方向上存在一定“泄漏流”的泵(例如,图3中,在第一压力泵7的泵送方向向左的同时,低的经脱水的废透析流速向右)。本文描述的任何泵可以是单向的或双向的。除了进给泵6和浓缩物泵10之外,设备1还包括至少一个压力泵7、32。在图2的设备1和图5的FO装置布置中,存在第一压力泵7和第二压力泵32两者,然而,其他配置也是可能的,如图3和图4所示出的。图3至图5示出了一个或多个压力泵7、32与FO单元2结合的不同布置。在所有这些布置中,进给泵6和浓缩物泵10如图2所示的那样存在以提供废透析流体流和透析浓缩物流,但是为了便于说明,将其示出为比图1中更靠近FO单元2。在图3中,设备1包括第一压力泵7,但不包括第二压力泵32。在一个实施例中,图3中的第一压力泵7是受控制以增大进给侧压力的非容积泵。非容积泵的流速递送(flow rate delivery)取决于其泵送的压力。这意味着,为了达到某个上游(进给侧)压力设定点,控制装置50可以控制第一压力泵7以达到该设定点所需的方向和速度旋转。因此,根据期望的进给侧压力设定点和测得的废透析流速,控制装置50可控制第一压力泵7利用来自压力传感器46或26的反馈以适当的速度向前或向后运行,以达到进给侧2a处期望的压力。在图3的示例中,到第一压力泵7的正泵控制信号意味着泵逆着预期流向(预期流向是从FO单元2出来)旋转。在替代实施例中,图3中的第一压力泵7是容积泵。容积泵仅按照预期流向进行泵送。通过利用来自压力传感器46的反馈来控制容积泵的速度,可以在进给侧2a上实现并维持期望的进给侧压力设定点。该方法的优点是容积泵可以防止排放回流,并且该泵可以取代一个排放阀。可能的缺点是设备中引入了刚度,这对于期望自由进给侧出口流的某些过程来说可能是不期望的。
在图4中,设备1包括第二压力泵32,但不包括第一压力泵7。在一个实施例中,图4中的第二压力泵32是非容积泵,被配置为被调节以控制汲取侧2b处的压力。在替代实施例中,图4中的第二压力泵32是容积泵,被配置为被调节以控制汲取侧2b处的压力。通常,增加第二压力泵32的速度,从而降低汲取侧2b处的压力,从而增大静水压差。通过操作第二压力泵32以将经稀释的透析浓缩物流体从FO单元2泵出(沿预期流向),并利用来自压力传感器47或26的反馈控制第二压力泵32的速度,可以在汲取侧2b上实现并维持期望的压力。
在图5中示出了图3和图4中的布置的组合。图5的实施例也存在于图2的设备1中。可以操作第一压力泵7和第二压力泵32两者以实现期望的静水压差。
如果非容积泵作用在进给侧2a的出口端口Eout上,则可能存在排放回流到FO单元2的进给侧2a中的风险。当FO期(session)操作点(被废透析流体流和/或浓缩物流体流的变化,或静水压差的变化)改变时,从进给侧2a到汲取侧2b的水输送驱动力可能增大并且超过从废透析流体流供应水的速率。然后可能出现负进给侧压力,因此流体可能会从排放部中被吸出,这是不期望的。下面解释了为什么这在稳态操作中不是个问题,但在操作点变化时可能是个问题,以及可以如何减轻该风险。随着发生从废透析流体进行水提取并且将水输送到汲取侧2b,废透析流体流中的溶质浓度增加,这意味着渗透压驱动力降低。如果添加外部静水压差来增强水输送,则进给侧2a上的溶质浓度将增加更多,因此渗透压水输送驱动力甚至将降低更多。FO膜2c的(理想)特性是任何溶质都不应穿过膜,只能水穿过膜。这里,进给侧2a的入口端口Ein处的溶质通量需要与进给侧2a的出口端口Eout处的溶质通量相匹配,而不管FO单元2中从废透析流体中的水提取率。这转而意味着对于连续的水提取过程,进给侧2a的出口端口Eout处的体积流速永远不可能为零。如果增大静水压差以增强水提取,则废透析流体的溶质浓度将增加,直到渗透压和静水压差相互平衡。此时,在出口端口Eout处仍将存在浓缩的废透析流体的正流速。假定稳态操作并参考图5,则对于进给侧2a上的溶质平衡,Q1*C1=Q2*C2(其中,Q1是流速,C1是废透析流体的电导率;Q2是流速,C2是经脱水的废透析流体的电导率;Q3是流速,C3是经稀释的透析浓缩物流体的电导率,Q4是流速,C4是透析浓缩物流体的电导率)。流速和溶质浓度的乘积在进给侧2a上是恒定的,这意味着对于非零的废透析流体溶质浓度,进给侧2a的出口端口处Eout处的流速将高于零。可以通过以下中的任意一个来防止排放回流:防止回流的回流阀、利用第二流量传感器42b监测来自进给侧2a的出口端口Eout的流速、利用称48b监测来自出口端口Eout的体积、或者通过使用如图6所示的顺应腔室44。顺应腔室44连接到排放管线3d,以允许经脱水的用过的透析流体进入和离开顺应腔室44。排放阀20i在FO操作期间关闭,使得经脱水的用过的透析流体将进入顺应腔室44并逐渐增加由连接到顺应腔室44的压力传感器44a感测到的压力。通过间歇地且短暂地打开排放阀20i以释放压力进行排放,防止来自排放部的回流。基于利用压力传感器44a感测到的感测压力(例如应该为正并且具有一定大小)来控制排放阀开度。
浓缩物容器15中的透析浓缩物流体包括电解质溶液。电解质溶液可以包括NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、HAc、葡萄糖、乳酸盐和碳酸氢盐中的至少一个(例如,多个)。例如,电解质溶液可以包括电解质和缓冲剂,例如,Na、Ca、Mg和乳酸盐。第二浓缩物容器18中的透析浓缩物流体包括例如渗透剂,例如,葡萄糖浓缩物或浓缩物容器15中的浓缩物流体的变体。
控制装置50还包括控制单元30,该控制单元30包括至少一个存储器和至少一个处理器。控制装置50被配置为接收和/或收集来自传感器和本文描述的其他装置的测量数据或信号。在一个实施例中,控制装置50被配置为接收和/或收集来自电导率传感器11、25、49的电导率测量结果、来自压力传感器26、28、44a、46、47的压力测量结果、来自流量传感器42a、42b的流量测量结果以及来自温度传感器27的温度。控制装置50还被配置为向泵6、7、10、23和29和/或阀装置20中的阀提供(例如,发送)控制信号或数据,以执行多个不同的过程。可以借助于用户界面(未示出)将所得到的参数提供给用户。因此,控制装置50可以被配置为接收或收集来自设备1的组件的任何信号或数据并且基于其控制泵和/或阀。在一些实施例中,控制装置50被配置为控制设备1执行用于稀释透析浓缩物并生产透析流体的程序或程序的步骤。至少一个存储器包括用于执行用于稀释透析浓缩物并生产透析流体的这种程序或程序的步骤的计算机指令。当在至少一个处理器上执行时,控制单元30控制一个或多个泵6、7、10、23和29以及阀装置20的一个或多个阀执行如本文所描述的一种或多种方法和程序。
现在将参照图7中的流程图描述用于生产透析流体的示例方法。如本文所讨论的,该方法可以由图1中设备1中的控制装置50执行并且在至少一个存储器上存储为包括计算机指令的计算机程序。
为了生产透析流体,方法包括提供S1进入正向渗透(FO)单元2的汲取侧2b中的透析浓缩物流体流。提供S1包括:操作浓缩物泵10以将透析流体浓缩物从浓缩物容器15泵送到汲取侧2b,打开浓缩物阀20d和汲取侧输入阀20h,并且关闭第一稀释浓缩物阀20e、第二稀释浓缩物阀20f和主阀20g。然后将透析流体浓缩物从浓缩物容器15泵入浓缩物管线4d、汲取侧输入管线4b中并泵送到进给侧2a。同时,图7的方法包括提供S2进入FO单元2的进给侧2a中的废透析流体流。提供S2包括:操作进给泵6以从废透析流体容器19或从连接在连接点Pi处的另一废透析流体源泵送废透析流体。在一个实施例中,图7的方法包括操作进给泵6(沿向前方向),打开输入阀20a和直流管线阀20s,并且关闭容器阀20p和进给侧输入管线阀20b。然后,将废透析流体从入口连接器Pi经由进给侧输入管线3a、容器管线3b、直流管线3c以及再次进给侧输入管线3a泵送到进给侧2a。在另一个实施例中,图7的方法包括操作进给泵6(沿向后方向),打开容器阀20p和进给侧输入管线阀20b,并且关闭输入阀20a和直流管线阀20s。然后,将废透析流体从废透析流体容器19经由容器管线3b和进给侧输入管线3a泵送到进给侧2a。
水经由汲取侧2b与进给侧2a之间的渗透压差通过FO单元2的FO膜2c从废透析流体被输送到透析浓缩物流体,从而将透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体并将废透析流体脱水成经脱水的废透析流体。经稀释的透析浓缩物流体从汲取侧2b输出到汲取侧输出管线4c中。操作第二压力泵32以允许经稀释的透析浓缩物流体到达稀释流体容器16,同时关闭第一稀释浓缩物阀20e。因此,经稀释的透析浓缩物流体由浓缩物泵10从汲取侧2b泵出进入汲取侧输出管线4c,并经由第一稀释浓缩物管线4e进入稀释流体容器16。经脱水的废透析流体从进给侧2a输出进入排放管线3d。操作第一压力泵7以允许经脱水的废透析流体到达排放部31,同时打开排放阀20i。关闭排气阀20m和排放连接阀20k(如果存在的话)。因此,经脱水的废透析流体由进给泵6从进给侧2a泵出进入排放管线3d并进一步到达排放部31。跨FO膜2c的水输送速率Qw取决于进给侧2a与汲取侧2b之间的渗透压差ΔPosm和静水压差ΔPhyd的总和。如果静水压差为零,则ΔPosm是Qw的唯一驱动力。相应地存在由FO膜2c的特性、废透析流体流速、浓缩物流体流速、废透析流体的组成和浓缩物流体的组成给出的Qw的理论最大值。当过程运行得极慢时,接近理论最大值,使得允许Qw平衡进给侧2a与汲取侧2b之间的渗透压差,使ΔPosm接近于零。如果使用ΔPhyd来增强水提取Qw,,则提取可以增加到超过上述理论最大值。为了增加水提取速率Qw,方法还可以包括利用一个或多个压力泵7、32在汲取侧2b与进给侧2a之间提供S3静水压差。因此,在向进给侧2a提供废透析流体,并向汲取侧2b提供浓缩物流体2b的同时,操作第一压力泵7或第二压力泵32或第一压力泵7和第二压力泵32两者以在侧2a、2b之间提供一定的静水压差。由此可以提高水提取速率。静水压差使得进给侧2a处的压力大于汲取侧2b处的压力。当汲取侧2b连接到稀释流体容器16(除了汲取侧2b与稀释流体容器16之间的潜在高度差之外)时,汲取侧2b处的静水压力可以处于或接近大气压力。因此,可以根据进给侧2a处静水压力的测量结果来确定ΔPhyd。替代地,也测量汲取侧2b处的静水压力,并且ΔPhyd被确定为进给侧2a处的静水压力Phyd_feed减去汲取侧2b处的静水压力Phyd_draw(ΔPhyd.=Phyd_feed-Phyd_draw)。
图7的方法还包括感测S4经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性。使用如前所述的一个或多个特性传感器来执行感测S4。特性可以例如是经稀释的透析浓缩物的浓度、经脱水的废透析流体的浓度、经稀释的透析浓缩物的由计量称给出的重量、经脱水的废透析流体的由计量称给出的重量、经稀释的透析浓缩物流体的流速或经脱水的废透析流体的流速。
图7的方法还包括感测S5指示汲取侧2b与进给侧2a之间的静水压差的一个或多个压力。通过利用一个或多个压力传感器26、28、46进行感测来执行感测S5。压力测量结果可以直接给出压力差,例如如果一侧(通常为汲取侧2b)流体连接到大气压力,或者通过计算进给侧2a处的压力与汲取侧2b处的压力之间的差。汲取侧2b处的压力则将等于大气压力。
图7的方法还包括:基于经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性,以及感测的指示静水压差的一个或多个压力,控制S6以下中的至少一项:废透析流体进入进给侧2a的流速、透析浓缩物流体进入汲取侧2b的流速、或静水压差,以便产生经稀释的透析浓缩物流体。控制S6基于流体的一个或多个特性中的任一个以及静水压差来控制水从废透析流体到透析浓缩物的提取速率,并且因此控制透析浓缩物流体的稀释程度。控制稀释程度还可以包括控制经稀释的透析浓缩物流体的组成。控制S6可以包括控制FO过程,使得实现经稀释的透析浓缩物的目标稀释因子。稀释比率在本文中根据样品的份数占总份数(S:T;样品+稀释剂份数的总和)来表示。因此,1:5的稀释比率意味着用一份浓缩物和四份水,总共得到五份经稀释的浓缩物。例如,1:20的目标稀释比率意味着对于500ml透析浓缩物流体,应获得10升经稀释的透析浓缩物,这也意味着应从废透析流体中提取9.5升水。为了计算目标稀释因子(=经稀释的浓缩物的最终体积/浓缩物的初始体积),将10升经稀释的透析浓缩物除以500ml的透析浓缩物流体,得到稀释因子20。控制S6可以包括达到对应于透析流体的特定组成(在与任何后续浓缩物混合以提供最终的透析流体之前)的目标稀释因子,和/或匹配利用有限的可用水体积进行的进一步稀释以提供透析流体的特定组成的目标稀释因子。
可以基于来自不同传感器的反馈来控制静水压差。在一些实施例中,控制S6包括:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性以及感测到的指示静水压差的一个或多个压力,利用一个或多个压力泵7、32控制静水压差。受控的一个或多个压力泵7、32可以使用电导率反馈。因此,可以控制一个或多个压力泵7、32以产生静水压差,该静水压差将电导率(并且因此稀释因子)保持在特定水平,例如,保持在待生产的经稀释的浓缩物流体的目标电导率。该目标电导率通常对应于期望的稀释比率或系数,并且因此根据C1·V1=C2·V2,对应于透析浓缩物的期望的稀释度,其中,C1是透析液浓缩物的浓度,V1是添加的透析液浓缩物的体积,C2是经稀释的浓缩物流体的最终浓度,V2是经稀释的透析液浓缩物流体的最终体积。这里浓度可以被确定为电导率和稀释因子的函数,并且体积可以被确定为流速的函数。利用除压力之外的反馈来控制一个或多个压力泵7、32意味着间接地控制静水压差,因为静水压差是控制水提取速率的参数。在使用压力以外的反馈机制的情况下,还必须监测静水压差,并采取措施避免压力过大,例如,在静水压差变得过高之前的某个时间调整或控制操作点(废透析流体流速和/或浓缩物流体流速)。还可以包括改变为将静水压差保持在其最大允许的静水压差的控制方法,其中,普遍接受电导率(并且因此稀释度)将不同于目标。
废透析流体的流速通常由透析流体准备好使用之前FO过程的可用体积确定。然而,在一些实施例中,允许流速偏离以此方式确定的流速。例如,可以降低流速以提高总体水提取效率,只要容器19中有足够的废透析流体并且FO期之后剩余的任何废透析流体可以在稍后的阶段使用(例如,在下一次驻留期间)。
浓缩物流体的流速由透析流体应该准备好之前可用于FO过程的时间以及生产下一批透析流体所需的浓缩物的量确定。随着时间推移,情况也是如此,例如,如果稀释流体容器16中已经有一定量的经稀释的浓缩物流体可用,则可以从所需的长期平均值降低浓缩物流速,以提高水提取效率。
在PD中,随着时间的推移,废透析流体流速与浓缩物流体流速之间的比率是目标稀释因子和流出物与填充物比率(EFR)的函数。EFR考虑了所有流体添加和减少,这些流体添加和减少使可用于水提取的废透析流体体积不同于填充体积(例如,超滤体积(UF体积)和损失/添加的排放体积),并计算为(来自处理的总可用废透析)/(处理填充体积)。例如,如果在处理期间总共填充12L流体并排放13L,则汲取1L的UF体积,因此EFR=13/12=1.083,在期望的稀释因子(dilFactor)为20的情况下,该EFR给出流比率=1.083*dilFactor=1.083*20=21.67。因此,如果浓缩物流体的流速为1ml/min,则废透析流体的流速为21.67ml/min。较高的EFR导致更多的废透析流体,这会提高水提取性能。
废透析流体的可用体积可以被预先确定为已知总是可用的体积。或者,可用体积可以由计量称测量或通过进给泵6向废透析流体容器19泵送的体积来确定。在PD中,处理期间的排放总共可以提供多达十五升的废透析流体。可用时间可能受到从废透析流体可用时到经稀释的透析流体浓缩物准备好使用时的时间的限制。对于使用APD的循环器的PD患者,可能在处理过程期间和清晨结束时对患者进行引流(即使患者进行了当天的最后一次填充),然后在就寝时间开始新的处理。在这种示例中,用于生产经稀释的浓缩物流体/透析流体的可用时间段在十二至十五小时之间。因此,如果使用所有的废透析流体,则十五升的废透析流体和十二小时的可用时间给出针对进给泵6的15000ml/(12*60)=20.8ml/min的最低可能流速。生产/FO期也可以在驻留期间执行,然后使用更少量的流体和更少的可用于生产/FO期的时间。换句话说,在一些实施例中,控制S6包括:基于可用的废透析流体的体积和可用于生产期望量的经稀释的浓缩物流体的时间段的长度,控制废透析流体进入进给侧2a的流速,以在该时间段结束时提供期望量的经稀释的浓缩物流体。在一些实施例中,由进给泵6提供的废透析流体流速的流速在15至50ml/min的范围内。在一些实施例中,经脱水的废透析流体的流速在1至10ml/min的范围内。因此,受第一压力泵7控制的流速非常低,为1至10ml/min或更小。这里,第一压力泵7可以被构造为使得其可以通过控制这种低流速而在进给侧2a处提供至少4巴的压力。
与即用型透析流体相比,透析浓缩物流体通常浓缩二十倍。浓缩物容器15包括例如两升透析液浓缩物。在一次处理所需的量为500ml并且可用时间为12小时的情况下,浓缩物泵10的最低可能流速变为500ml/(12*60)=0.7ml/min。换句话说,在一些实施例中,控制S6包括:基于生产期望量的经稀释的浓缩物流体所需的透析浓缩物流体的体积和时间段的长度,控制透析浓缩物流体15进入汲取侧2b的流速,以在该时间段结束时提供期望量的经稀释的浓缩物流体。
在下文中,解释组合了流速控制和静水压差控制的多个不同的控制替代方案。在第一替代方案中,将静水压差控制到预定压力(例如,最大允许的静水压差),并且控制废透析流体和浓缩物流体的流速以实现经稀释的浓缩物流体的期望目标电导率。在第二替代方案中,基于废透析流体的可用量控制废透析流体和浓缩物流体的流速以实现期望体积的经稀释的浓缩物流体,并且控制静水压差以实现例如经稀释的浓缩物流体的期望的目标电导率。在第三替代方案中,控制废透析流体和浓缩物流体的流速以及静水压差两者以实现经稀释的浓缩物流体的期望的目标电导率。
在第一替代方案中,图7的方法包括:基于感测到的一个或多个压力来利用一个或多个压力泵7、32控制S6静水压差,以实现预定的静水压差。可以通过多种方式控制静水压差。一般来说,为了提高水提取速率,从进给侧2a到汲取侧2b的静水压差应为正,这意味着进给侧2a上的进给侧压力大于汲取侧2b上的汲取侧压力。因此,通过增大进给侧压力和/或减小汲取侧压力,可以提高水提取速率。在一个实施例中,控制S6包括:使用第一压力泵7增大进给侧2a上的压力,其中,该泵是被配置为沿预期流向和/或逆预期流向旋转的非容积泵。例如,图3可以使用非容积泵作为第一压力泵7。在另一个实施例中,控制S6包括:使用第一压力泵7增大进给侧2a上的压力,其中,该泵是被配置为仅按预期流向旋转的容积泵。例如,图3可以使用容积泵作为第一压力泵7。在另一个实施例中,控制S6包括:使用第二压力泵32来减小汲取侧2b上的压力,该第二压力泵32是被配置为按预期流向旋转的容积泵或非容积泵。预定的静水压差例如是最大允许的静水压差。最大允许的静水压差通常由膜制造商确定,例如4巴,更一般地在1巴到10巴之间。最大允许的静水压差可以不对称地分布在进给侧2a与汲取侧2b之间。透析浓缩物流体和废透析流体的流速可以,例如,基于已知的可用流体量和可用于生产的时间,被配置为预定值。优选地,控制流速以在给定的时间范围内最大化渗透水交换、废透析流体的可用体积和所需体积的浓缩物。基于这些体积和给定的时间范围,可以计算出在该时间范围内提供最有效的FO过程的可能的最低流速。在该第一替代方案中,不控制透析浓缩物流体的稀释因子。相反,基于预定流速和最大静水压差,该因子变得尽可能大。如果例如由于流出物渗透压高、废透析流体短缺或FO膜表面积小而无法达到目标稀释因子,则第一替代方案是引入关注的。
在第二替代方案中,有足够体积的废透析流体和浓缩物流体以获得期望体积的经稀释的浓缩物流体。控制S6则包括:配置流速以实现目标稀释因子,在给定流体(废透析流体和浓缩物流体)浓度的已知稀释比率和(废透析流体和浓缩物流体的)流速的情况下,该目标稀释因子名义上将给出期望体积的经稀释的浓缩物流体。因此,流速被配置为恒定值并且只要静水压差不超过最大水平就不会改变。在这种情况下,可以减小一个或两个流速。流体的浓度可以是预先已知的或者可以通过电导率测量结果来确定。除了流量控制之外,控制S6包括包括基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的特性,利用一个或多个压力泵7、32控制静水压差,以使该特性等于特性的目标值。例如,电导率传感器可以感测经稀释的透析浓缩物的电导率。经稀释的透析浓缩物的电导率可以与经稀释的透析浓缩物的稀释因子具有已知的关系。因此,目标稀释因子可以对应于经稀释的透析浓缩物的预定电导率。因此,可以控制静水压差以实现与目标稀释因子相对应的经稀释的透析浓缩物的预定电导率。例如,如果电导率太高,则稀释因子太低,因此增大静水压差。如果电导率太低,则稀释因子太高,因此减小静水压差。由此,静水压力控制可以消除例如来自流速控制的由流体的不同电导率引起的任何误差。
如果废透析流体和透析浓缩物流体的浓度已知,则同样的推理适用于经脱水的废透析流体的电导率。在一些实施例中,使用其他特性,例如重量和流速。例如,控制S6可以包括:使用预定的目标稀释因子和由浓缩物泵10给出的透析浓缩物的流速来计算经稀释的透析浓缩物流体的预期流速,以实现目标稀释因子。控制S6还可以包括:控制静水压差,使得经稀释的透析浓缩物流体的流速变为预期速率,从而实现目标稀释速率。
在第三替代方案中,控制浓缩物泵10和第二压力泵32以实现等于目标稀释因子的稀释因子。控制S6则包括:使用浓缩物泵10控制透析浓缩物流体的流速,并且使用一个或多个压力泵7、32中的第二压力泵32控制经稀释的透析浓缩物流体的流速,使得经稀释的透析浓缩物流体的流速等于透析浓缩物流体到汲取侧2b的入口流速乘以目标稀释因子。因此,控制浓缩物泵10和第二压力泵32以强制稀释等于目标稀释因子。为此,第二压力泵32以等于目标稀释因子乘以利用浓缩物泵10泵送的透析浓缩物流体的流速的流速泵送经稀释的透析浓缩物流体。因此,经稀释的透析流体的流速为目标稀释因子乘以大于透析浓缩物流体的流速。在一些实施例中,控制S6包括:通过基于经稀释的透析浓缩物的特性控制浓缩物泵10与第二压力泵32之间的比率来微调稀释因子,以使该特性等于该特性的目标值。例如,使用电导率反馈来执行这种微调。例如,控制S6可以包括:控制第二压力泵32,使得从汲取侧2b的出口端口Lout流出的流速变为目标稀释因子乘以进入汲取侧2b的入口端口Lin的流速。然后,当从汲取侧2b的出口端口Lout流出的流速变成目标稀释因子乘以进入汲取侧2b的入口端口Lin的流速时,泵可以被锁定在所得到的泵比率,因此锁定在第二压力泵32与浓缩物泵10之间的泵比率。此后,可以通过测量例如经稀释的透析浓缩物流体的电导率来微调该泵比率,以便消除目标与测得的经稀释的透析浓缩物流体电导率之间的误差,或在预期的与测得的经稀释的透析浓缩物电导率之间。所得到的静水压差可能成为提取足够的水来运行泵所需的压差。然而,监测所得到的静水压差,使得其不超过最大允许的静水压差。如果超过,则控制废透析流体流速和/或浓缩物流体流速,使得静水压差减小到允许值,例如低于或等于最大允许的静水压差。应避免汲取侧2b上的负压过大。例如,可以测量两侧2a、2b上的压力,并且通过控制第一压力泵7从进给侧2a控制汲取侧压力。在该实施例中,泵可以是容积泵,或者具有流速反馈控制的非容积泵。换句话说,在一些实施例中,控制S6包括:基于感测到的指示静水压差的一个或多个压力控制废透析流体进入进给侧2a的流速和/或控制透析浓缩物流体15进入汲取侧2b的流速,使得静水压差保持低于或等于最大允许的静水压差。应当理解,透析浓缩物的目标稀释因子通常与最终混合的透析流体中的最终(标称)透析浓缩物稀释因子(或对应的比率)不同。因此,在添加其他一个或多个浓缩物(例如,对于PD而言的葡萄糖浓缩物)后,最终透析流体中应达到最终的透析浓缩物稀释因子,这意味着FO过程中的目标透析浓缩物稀释因子将低于最终的透析浓缩物稀释因子,并且还将取决于最终的透析流体中其一个或多个浓缩物的目标浓度。例如,对于PD,最终的透析浓缩物稀释因子可能取决于最终的透析流体中的目标葡萄糖浓度。
在稀释的浓缩物已被收集在稀释流体容器16中之后,可以通过利用浓缩物泵10进行泵送,打开第一稀释浓缩物阀20e和第二稀释浓缩物阀20f,并且关闭汲取侧输入阀20h、浓缩物阀20d和主阀20g来在第一稀释浓缩物管线4e、部分浓缩物管线4d、第二稀释浓缩物管线4a和稀释流体容器16中循环稀释的浓缩物。电导率传感器11测量循环的稀释的浓缩物的电导率以监测电导率何时稳定并且因此稀释的浓缩物同质。
为了混合透析流体,通过操作浓缩物泵10,打开第一稀释浓缩物阀20e、主阀20g、出口阀20j,并且关闭浓缩物阀20d、汲取侧输入阀20h、第二稀释浓缩物阀20f和排放连接阀20k,将稀释流体容器16中稀释的浓缩物溶液泵送到主管线4f。同时,通过操作第二浓缩物泵29将诸如葡萄糖等第二浓缩物溶液从第二浓缩物容器18传送到主管线4f。在一些实施例中,来自另一个浓缩物容器(未示出)的另一浓缩物溶液被传送到主管线4f,其与另一个浓缩物容器与主管线4f之间的管线(未示出)连接。换言之,图7的方法可以包括控制来自浓缩物容器18的第二或第三浓缩物的流速,以便流入稀释的浓缩物流体中以形成透析流体。纯水从纯水容器17流向主管线4f。主泵23在主泵23下游的主管线4f中提供所得到的透析流体的期望的流速。电导率传感器25测量来自主泵23的所得到的透析流体的电导率。浓缩物泵10被控制到特定速度以实现所得到的透析流体的期望的预定浓度,这基于产出流体的电导率、稀释的浓缩物溶液的电导率以及产出流体的流速。基于产出流体的流速将第二浓缩物泵29控制到特定速度,以实现产出流体中浓缩物的特定组成。在混合腔室24中,稀释的浓缩物溶液、第二浓缩物溶液和纯水混合以形成透析流体。混合腔室24很小并且仅可容纳30至100ml的流体。之后,透析流体在出口连接器Po处被递送到期望的目的地(例如,储存容器或透析机或连接到PD患者的导管)。液位感测设备66监测混合腔室24中的液位,其中,如果液位变得太低则打开排气阀20m,该排气阀20m将气体传送到排放部并由此升高液位。主电导率传感器25测量最终的透析流体的电导率。如果电导率不在预定限制内,则经由排放连接管线4i将透析流体传送到排放部31。排放连接阀20k连接到排放连接管线4i,当透析流体被传送到排放部31时,排放连接阀20k打开。压力传感器28连接到输出阀20j下游的主管线4f,以感测出口连接器Po处的压力。
图8示出了来自利用图2中的设备和图3中的FO布置并使用上述用于增大进给侧压力的非容积泵的测试的结果。利用由名义上稀释为1:20的PD电解质浓缩物组成并包括0.5%葡萄糖的进给侧流体来执行测试。进给流体的流速为44ml/min。汲取流体为PD电解质浓缩物流体,其流速为2ml/min。操作点对应于浓缩物的标称混合稀释系数为20且每次APD处理汲取1升UF情况下的预期操作点。最上面的窗格示出了到第一压力泵7的泵控制信号,第二最上面的窗格示出了期望的进给侧压力。进给侧压力设定点以逐步的方式增加,同时控制单元30通过增加与进给侧出口(最上面的窗格)上的预期流向相反作用的泵速度来进行响应。从第二最上面的窗格中可以看出,实际进给侧压力紧密遵循设定点,表明该方法对进给侧压力具有良好的可控性。第三最下面的窗格和最下面的窗格示出了节水性能如何依赖于进水侧压力(与总静水压差密切相关)。第三最下面的窗格示出了混合一升的PD透析液所需的纯水体积添加量(浓缩物的混合通常每升透析液需要900至950ml水)。最下面的窗格示出了与混合PD浓缩物和水的透析液相比,纯水需求量减少的百分比。纯水需求量为负值或纯水需求量减少超过100%表示净水产出。然而,应该指出的是,当考虑到过程边缘效应、潜在的流出物短缺和特定程序可能暂时降低水提取效率时,这种净水产出在稳定的“良好”操作点下是优选的,以达到足够的总体水提取效率。
本公开涉及生产或生成用于透析系统的透析流体(处理流体)的技术。该技术适用于腹膜透析(PD)治疗或体外(EC)血液治疗。仅作为背景,将参考图9A和图9B简要讨论与PD治疗和EC血液治疗相关的流体生产。
图9A是用于PD治疗的透析系统的一般概况。透析系统包括治疗系统90,该治疗系统90流体连接到患者P的腹膜腔PC。如双端箭头所示,治疗系统90是可操作的以在流体路径91上将新鲜的治疗流体传送到腹膜腔PC中并且接收来自腹膜腔的废治疗流体。流体路径91可以由连接到与腹膜腔PC流体连通的植入导管(未示出)的管道限定。治疗系统90可以被配置为用于任何类型的PD治疗。在一个示例中,治疗系统90包括被手动操作以执行CAPD的一个或多个容器。在另一个示例中,治疗系统90包括执行自动透析治疗的透析机(“循环器”)。透析系统还包括根据本文任何实施例所述的用于生产透析液的设备1,并且该透析系统被配置为产生供治疗系统90使用的流体。处理流体在流体路径92上从设备1供应到治疗系统90。废透析流体可以由治疗系统90处理,或者被转移以便由设备1处理。流体路径92可以包括两个单独的流体管线,或者用于双向流的一个流体管线。流体路径92连接到入口连接器Pi和出口连接器Po(图2)。废透析流体可以被储存、再生、送至排放部或其任意组合。在一些实施例中,所有废透析流体被送至设备1以用于FO过程中。
图9B是用于EC血液治疗的透析系统的总体概况。透析系统包括治疗系统90,该治疗系统90在流体路径上流体连接到患者P的血管系统。在所示的示例中,流体路径由用于血液提取的管道91A和用于血液返回的管道91B限定。如箭头所示,治疗系统90是可操作的以通过管道91A从患者P汲取血液,处理血液,并且通过管道91B将处理后的血液返回至患者。管道91A、91B连接到接入装置(例如,未示出的导管、图或瘘管),接入装置与患者P的血管系统流体连通。治疗系统90可以被配置为通过任何形式的EC血液治疗(例如,HD、HF或HDF)处理血液,其中,消耗透析流体。透析流体在流体路径92上从设备1供应到治疗系统90。废处理透析流体可以由治疗系统90处理,或者被转移以由设备1处理。流体路径92可以包括两个单独的流体管线,或用于双向流的一个流体管线。流体路径92连接到入口连接器Pi和出口连接器Po(图2)。废处理流体可以被储存、再生或送至排放部,或其任意组合。
设备1可以包括某些实施例,这些实施例在下面进行解释并且可以用于实现本文描述的方法。
在一些实施例中,控制装置50被配置为基于可用的废透析流体的体积和可用于生产期望量的经稀释的浓缩物流体的时间段的长度,控制废透析流体进入进给侧2a的流速;以及基于生产期望量的经稀释的浓缩物流体所需的透析浓缩物流体的体积和时间段的长度控制透析浓缩物流体15进入汲取侧2b的流速,以在时间段结束时提供期望量的经稀释的浓缩物流体。
在一些实施例中,控制装置50被配置为基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性以及感测到的指示静水压差的一个或多个压力,利用一个或多个压力泵7、32中的第二压力泵32控制静水压差。
在一些实施例中,控制装置50被配置为基于感测到的一个或多个压力利用第二压力泵32控制静水压差,以实现预定的静水压差。在一些实施例中,预定的静水压差是最大允许的静水压差。
在一些实施例中,控制装置50被配置为基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的特性来控制静水压差,以使该特性等于该特性的目标值。
在一些实施例中,控制装置50被配置为使用浓缩物泵10控制透析浓缩物流体的流速并使用一个或多个压力泵7、32控制经稀释的透析浓缩物流体的流速,使得经稀释的透析浓缩物流体的流速等于透析浓缩物流体到汲取侧2b的入口流速乘以目标稀释因子。
在一些实施例中,控制装置50被配置为基于经稀释的透析浓缩物的特性来控制浓缩物泵10与一个或多个压力泵7、32之间的比率,以使该特性等于该特性的目标值。
在一些实施例中,控制装置50被配置为基于感测到的指示静水压差的一个或多个压力来控制废透析流体进入进给侧2a的流速和/或控制透析浓缩物流体15进入汲取侧2b的流速,使得静水压差保持低于或等于最大允许的静水压差。
在一些实施例中,一个或多个压力泵7、32包括被布置为对从进给侧2a输出的废透析流体进行操作的压力泵7。
在一些实施例中,压力泵7被配置为能够在上游方向和下游方向上进行泵送。
在一些实施例中,一个或多个压力泵7、32包括被布置为对从汲取侧2b输出的经稀释的透析流体进行操作的压力泵32。
在一些实施例中,控制装置50被配置为控制第二浓缩物或第三浓缩物的流速,以便流入经稀释的浓缩物流体中以形成透析流体。
在一些实施例中,设备1被配置为将纯水提供到经稀释的浓缩物流体中以形成透析流体。
虽然已经结合目前被认为是最实用且优选的实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明并不限于所公开的实施例,而是相反,旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (30)

1.一种用于生产透析流体的设备(1),所述设备(1)包括:
汲取流体路径(4),包括一个或多个浓缩物连接器(30a、30b),每个连接器被配置为连接到透析浓缩物流体源(15、18);
进给流体路径(3),包括被配置为连接到废透析流体源的连接器(Pi、40a);以及
正向渗透FO单元(2),包括由FO膜(2c)分隔开的进给侧(2a)和汲取侧(2b),所述进给侧(2a)包括在所述进给流体路径(3)中,所述汲取侧(2b)包括在所述汲取流体路径(4)中,其中,所述FO单元(2)还被配置为在所述汲取侧(2b)处接收透析浓缩物流体,并且在所述进给侧(2a)处接收废透析流体,其中,水经由所述汲取侧(2b)与所述进给侧(2a)之间的渗透压差通过所述FO膜(2c)从所述废透析流体被输送到所述透析浓缩物流体,从而将所述透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体,并将所述废透析流体脱水成经脱水的废透析流体;
一个或多个特性传感器,被配置为感测所述经稀释的透析浓缩物流体和/或所述经脱水的废透析流体的一个或多个特性;
一个或多个压力传感器,被配置为感测指示所述汲取侧(2b)与所述进给侧(2a)之间的静水压差的一个或多个压力;以及
控制装置(50),被配置为:
使透析浓缩物流体流提供到所述汲取侧(2b)中,
使废透析流体流提供到所述进给侧(2a)中,
利用一个或多个压力泵(7、32)提供所述汲取侧(2b)与所述进给侧(2a)之间的静水压差,以及
基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的所述一个或多个特性、以及感测到的指示所述静水压差的所述一个或多个压力,控制以下中的至少一项,以便产生所述经稀释的透析浓缩物流体:
所述废透析流体进入所述进给侧(2a)的流速,
所述透析浓缩物流体进入所述汲取侧(2b)的流速,或者
所述静水压差。
2.根据权利要求1所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:
基于可用的废透析流体的体积和可用于生产期望量的经稀释的浓缩物流体的时间段的长度,控制所述废透析流体进入所述进给侧(2a)的流速;以及
基于生产所述期望量的经稀释的浓缩物流体所需的透析浓缩物流体的体积和所述时间段的长度,控制所述透析浓缩物流体进入所述汲取侧(2b)的流速,以在所述时间段结束时提供所述期望量的经稀释的浓缩物流体。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的所述一个或多个特性以及感测到的指示所述静水压差的所述一个或多个压力,利用所述一个或多个压力泵(7、32)控制所述静水压差。
4.根据权利要求3所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:基于感测到的所述一个或多个压力利用所述一个或多个压力泵(7、32)控制所述静水压差,以实现预定的静水压差。
5.根据权利要求4所述的设备(1),其中,所述预定的静水压差是最大允许的静水压差。
6.根据权利要求3所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的特性,控制所述静水压差,以使所述特性等于所述特性的目标值。
7.根据权利要求2所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:使用浓缩物泵(10)控制透析浓缩物流体的流速,并且使用所述一个或多个压力泵(7、32)中的第二压力泵(32)控制所述经稀释的透析浓缩物流体的流速,使得所述经稀释的透析浓缩物流体的流速等于透析浓缩物流体到所述汲取侧(2b)的入口流速乘以目标稀释因子。
8.根据权利要求7所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:基于经稀释的透析浓缩物的特性来控制所述浓缩物泵(10)与所述第二压力泵(32)之间的比率,以使所述特性等于所述特性的目标值。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)还被配置为:基于感测到的指示所述静水压差的所述一个或多个压力,控制所述废透析流体进入所述进给侧(2a)的流速和/或控制所述透析浓缩物流体进入所述汲取侧(2b)的流速,使得所述静水压差保持低于或等于最大允许的静水压差。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述一个或多个特性传感器被配置为感测以下中的一个或多个:经稀释的透析浓缩物的浓度、经脱水的废透析流体的浓度、经稀释的透析浓缩物的由计量称给出的重量、经脱水的废透析流体的由计量称给出的重量、经稀释的透析浓缩物的流速或经脱水的废透析流体的流速。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述一个或多个压力泵(7、32)包括第一压力泵(7),所述第一压力泵(7)被布置为对从所述进给侧(2a)输出的废透析流体进行操作。
12.根据权利要求11所述的设备(1),其中,所述第一压力泵(7)被配置为在上游方向或下游方向上进行泵送。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述一个或多个压力泵(7、32)包括第二压力泵(32),所述第二压力泵(32)被布置为对从所述汲取侧(2b)输出的经稀释的透析流体进行操作。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述一个或多个压力泵(7、32)中的至少一个是非容积泵。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述一个或多个压力泵(7、32)中的至少一个是容积泵。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述控制装置(50)被配置为控制第二浓缩物或第三浓缩物(18)的流速,以便流入经稀释的浓缩物流体中以形成透析流体。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1),其中,所述设备(1)被配置为将纯水提供到经稀释的浓缩流体中以形成透析流体。
18.一种用于生产透析流体的方法,包括:
将透析浓缩物流体流提供(S1)到正向渗透FO单元(2)的汲取侧(2b)中;
将废透析流体流提供(S2)到所述FO单元(2)的进给侧(2a)中;
其中,水借助于所述汲取侧(2b)与所述进给侧(2a)之间的渗透压差通过所述FO膜(2c)从所述废透析流体被输送到所述透析浓缩物流体,从而将所述透析浓缩物流体稀释成经稀释的透析浓缩物流体,并将所述废透析流体脱水成经脱水的废透析流体;
利用一个或多个压力泵(7、32)在所述汲取侧(2b)与所述进给侧(2a)之间提供(S3)静水压差;
感测(S4)经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的一个或多个特性;以及
感测(S5)指示所述汲取侧(2b)与所述进给侧(2a)之间的静水压差的一个或多个压力;以及
基于经稀释的透析浓缩物流体和/或经脱水的废透析流体的所述一个或多个特性、以及感测到的指示所述静水压差的所述一个或多个压力,控制(S6)以下中的至少一项:所述废透析流体进入所述进给侧(2a)的流速、所述透析浓缩物流体进入所述汲取侧(2b)的流速、或者所述静水压差,以便产生所述经稀释的透析浓缩物流体。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述控制(S6)包括:
基于可用的废透析流体的体积和可用于生产期望量的经稀释的浓缩物流体的时间段的长度,控制所述废透析流体进入所述进给侧(2a)的流速;以及
基于生产所述期望量的经稀释的浓缩物流体所需的透析浓缩物流体的体积和所述时间段的长度,控制所述透析浓缩物流体进入所述汲取侧(2b)的流速,
以在所述时间段结束时提供所述期望量的经稀释的浓缩物流体。
20.根据权利要求19所述的方法,包括:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的所述一个或多个特性以及感测到的指示所述静水压差的所述一个或多个压力,利用所述一个或多个压力泵(7、32)控制所述静水压差。
21.根据权利要求20所述的方法,包括:基于感测到的所述一个或多个压力利用所述一个或多个压力泵(7、32)控制(S6)所述静水压差,以实现预定的静水压差。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述预定的静水压差是最大允许的静水压差。
23.根据权利要求20所述的方法,包括:基于经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的特性,利用所述一个或多个压力泵(7、32)控制所述静水压差,以使所述特性等于所述特性的目标值。
24.根据权利要求19所述的方法,包括:使用浓缩物泵(10)控制(S6)透析浓缩物流体的流速,并且使用所述一个或多个压力泵(7、32)中的第二压力泵(32)控制所述经稀释的透析浓缩物流体的流速,使得所述经稀释的透析浓缩物流体的流速等于透析浓缩物流体到所述汲取侧(2b)的入口流速乘以目标稀释因子。
25.根据权利要求24所述的方法,包括:基于经稀释的透析浓缩物的特性来控制(S6)所述浓缩物泵(10)与所述第二压力泵(32)之间的比率,以使所述特性等于所述特性的目标值。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法,包括:基于感测到的指示所述静水压差的所述一个或多个压力,控制(S6)所述废透析流体进入所述进给侧(2a)的流速和/或控制所述透析浓缩物流体进入所述汲取侧(2b)的流速,使得所述静水压差保持低于或等于最大允许的静水压差。
27.根据权利要求18至26中任一项所述的方法,其中,感测(S4)经稀释的透析浓缩物和/或经脱水的废透析流体的所述一个或多个特性包括感测以下中的一个或多个:经稀释的透析浓缩物的浓度、经脱水的废透析流体的浓度、经稀释的透析浓缩物的由计量称给出的重量、经脱水的废透析流体的由计量称给出的重量、经稀释的透析浓缩物的流速或经脱水的废透析流体的流速。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的方法,包括:控制第二浓缩物或第三浓缩物(18)的流速,以便流入经稀释的浓缩物流体中以形成透析流体。
29.一种包括指令的计算机程序,使得根据权利要求1至17中任一项所述的设备(1)执行根据权利要求17至28中任一项所述的方法。
30.一种计算机可读介质,其上存储有根据权利要求29所述的计算机程序。
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