JP5259159B2 - 薬液治療流れ制御システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、医療システムに関し、特に薬液療法に関する。

疾病、傷害またはその他の原因によって、ヒトの腎臓系は機能しなくなる可能性がある。何らかの原因の腎不全の場合、生理学的障害がいくつかある。日常の代謝負荷の水分、無機物および排出物の平衡は、腎不全の場合は低下するか、または可能ではなくなる。腎不全が生じた場合、窒素代謝の有毒な最終生成物（たとえば、尿素、クレアチニン、尿酸など）は、血液および組織中に蓄積する可能性がある。

腎不全および人機能低下は、透析で治療されてきた。透析は、さもなければ正常に機能する腎臓によって除去されているはずの廃棄物、毒素および過剰な水分を人体から除去する。腎機能に代わる透析治療は、生命を維持させる治療であるため、多くの人々にとって不可欠である。腎機能障害の人は、少なくとも腎臓の濾過機能に代わる方法がなければ、生命を維持することができない。

血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）、血液透析濾過法（「ＨＤＦ」）および腹膜透析（「ＰＤ」）は、一般に腎機能の損失を治療するために使用される。腹膜透析は、殺菌透析溶液、つまり「透析液」を使用し、透析液は、患者の腹腔内に注入され、患者の腹膜と接触する。老廃物、毒素および過剰な水分は、患者の血流から腹膜を通り、透析液中に送られる。老廃物、血流から透析液中への毒素および過剰な水分の搬送は、透析液中の浸透物質が膜を横断する浸透勾配を形成するため、一時停止期間における拡散および浸透によって生じる。使用済み透析液は、後に患者の腹腔から排出され、老廃物、毒素および過剰な水分を患者から除去する。

血液透析療法は、老廃物、毒素および過剰な水分を直接患者の血液から除去する。患者は、血液透析機械に接続され、患者の血液は機械から揚送される。ニードルまたはカテーテルは、患者の静脈および動脈内に挿入されて、血液透析機械との間に血液流路を形成する。血液は血液透析装置機械内の透析装置を通過するため、透析装置は老廃物、毒素および過剰な水分を患者の血液から除去し、洗浄された血液を患者に戻す。たとえば約９０〜１２０リットルという多量の透析液は、殆どの血液透析機械が使用しており、１回の血液透析治療時に血液を透析する。使用済み透析液は、廃棄される。血液透析療法は数時間持続し、一般に、治療センターで１週間に約３回行われる。

血液濾過は、効果的な対流ベースの血液洗浄技術である。血液に接近するのは、静静脈または動静脈を介して行うことができる。血流は血液濾過器を貫流するため、血液コンパートメントと限外濾過液コンパートメントとの間の膜間圧力差勾配によって、プラズマ水は高度に透過性の膜を横断して濾過される。水は、膜を横断する時、膜を横断する小分子および大分子を対流させて、血液を洗浄する。多量のプラズマ水は、濾過によって排除される。したがって、体内の水分の平衡状態を保つには、流体は、経静脈的に注入される平衡電解質溶液（置換液または補充液）によって連続的に補充されなければならない。補充液は、血液濾過器（前希釈）に至る動脈血液ライン内、または血液濾過器（後希釈）を出る静脈血液ライン内、またはこれらの両方の中に注入することができる。別のタイプの治療法、つまり血液透析濾過法は、血液透析および血液濾過の拡散および対流洗浄モードを結合したものである。

血液中の赤血球の割合である患者のヘマトクリットは、約３２〜３６容量％であり、血液中の流体の量は約６４〜６８％の範囲である。代表的なＨＤＦおよびＨＦ療法では、血液の流れは毎分約３００ミリリットルであり、毎分約１００ミリリットルの流体が濾過器を通して除去され、比較的少ない割合の血液が血液濾過器から出て、その後ある量の透析液を受け取る流体として残る。

後希釈は、前希釈ＨＦまたはＨＤＦより効率的な血液浄化モードである。場合によっては、後希釈ＨＦまたはＨＤＦは、前希釈ＨＦまたはＨＤＦに比べて５０％効果的である可能性がある。しかし、後希釈浄化の場合、血液は人体を出て、体外回路が治療流体または透析液を収容する前に濾過器に入る。血液透析装置または血液濾過器は、液体の良好な部分を患者の血液から除去することができるため、後希釈浄化は血液濾過器を凝縮または凝固させる。一方、前希釈浄化は、新鮮な治療流体を濾過器より先に体外回路内に注入し、血液が血液濾過器または血液透析装置内で凝固するのを少なくとも実質的に減少させる。

前希釈ＨＦまたはＨＤＦの場合、透析液は、血液濾過器より先に体外回路に供給される。次に、この流体の一部は、濾過器によって直ちに除去されるため、治療効果は後希釈治療より低い。しかし、濾過器を出る血液は、血液が患者から出て行く時と同じ割合の液体、たとえば６４〜６８％の液体を有し、血液は非常に高い割合の固体を有するため、血小板が凝固または凝集する可能性は減少する。

したがって、前希釈または後希釈浄化モードの両方を実行できる血液濾過および／または血液透析濾過法を提供することが望ましい。

また、プライミング機能、ボーラス量（ｂｏｌｕｓ ｖｏｌｕｍｅ）注入機能および／または血液リンスバック機能を提供するＨＦおよび／またはＨＤＦシステムを提供することが望ましい。システムのプライミングは、患者に供給された場合に有害であるため、空気をラインから除去する治療の開始時に行われる。プライムは、無菌または実質的に無菌の電解質溶液で空気をパージする。

ＨＦまたはＨＤＦ治療時の一定時間で、ボーラス量または比較的多量の流体を患者に供給する必要がある。治療時に、非常に多くの血液が、過度に迅速に患者から除去される場合がある。患者の脈管性間隙は、５〜６リットルの血液のみを含む。非常に多量の血液を過度に迅速に除去すると、脈管性間隙内の圧力を低下させる可能性がある。患者の心拍は速くなり、脈管系は、血圧の低下を補償しようとして収縮するが、このような手段は、患者が低血圧になるのを防止する点で十分ではない。この場合、ボーラス量または多量の流体を患者に供給することは、脈管系内の血圧を上昇させる上で１つの効果的な手順である。

さらに、治療の終了時に、血液リンスバックを行うことが可能なＨＦまたはＨＤＦシステムを有することが望ましい。治療の終了時点では、一般に、体外回路内に残る血液が存在する。できるだけ多くの血液を患者に返すことが望ましい。そのため、血液治療システムは、血液回路内に残存する血液を患者に押し戻すのに十分な多量の流体を血液回路に通過させることが可能である必要がある。

ボーラス量機能およびリンスバック機能は共に、機械メーカーに対して問題を提示する。たとえば、機械が、等量の流体を患者から除去し、各々の量の流体を患者に供給する流体平衡システムまたは適合流量平衡装置を使用する場合、こうした平衡システムは、正の正味流体量を患者に供給できるように考慮しなければならない。第２に、流体は体外回路に直接供給されるため、ボーラス量またはリンスバック流体は、無菌または注入可能な品質でなければならない。

限外濾過液（「ＵＦ」）を患者から除去することは、治療過程で、特定量の流体を患者から除去する必要がある精密な作業である。したがって、患者から除去される流体の量は、注意深く監視する必要がある。これに関連して、ＵＦの速度または排出される量を制御する１つまたは複数のデバイスが故障すると、たとえばバルブが故障すると、問題が生じる。したがって、故障によって流体流が遮断され、制御されないＵＦ除去が生じないような限外濾過流制御装置を有することが望ましい。

特定のＨＦおよびＨＤＦ機械は、治療時に、治療が行われる時点および場所において使用される流体を生成する。こうした機械は、溶液をオンラインで生成および供給するため、「オンライン」マシンと呼ばれる。オンラインマシンは、マイクロフィルタまたは限外濾過器を使用して溶液を殺菌するか、注入可能な品質にした後、溶液を患者の体外回路に供給する。濾過器は、時間が経つにつれて、濾過器内に位置する膜の外側濾過表面に沿って、細菌および菌体内毒素を蓄積する。したがって、オンラインで透析液を生成するために使用される濾過器の膜に沿って蓄積して存在する細菌および菌体内毒素の量を除去するか、または少なくとも減少させる方法および装置を有することが望ましい。

（発明の開示）
本発明は、薬液供給システム、たとえば血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）および血液透析濾過（「ＨＤＦ」）システムを改善するためのシステムおよび方法を提供する。本発明は、薬液の流れに関連する複数の態様を備える。一態様では、前希釈および後希釈ＨＦおよびＨＤＦ浄化モードを選択的に実行するシステムおよび方法を提供する。もう１つの態様では、ＨＦおよびＨＤＦ治療時／治療後にプライミング、ボーラス量およびリンスバック流体の容量を提供するためのシステムおよび方法を提供する。さらに他の主な態様では、限外濾過液を患者から除去するための改良されたシステムおよび方法を提供する。本発明は、さらに他の態様では、改良された濾過構成および方法を提供する。

本発明の一態様では、前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードをたとえば共に、または同時に実行するＨＦまたはＨＤＦシステムを提供する。システムは、前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードの両方を実行する流れ構成要素を硬化的に使用する。たとえば、システムは、補充液ライン内に位置する余分なポンプまたは追加のポンプセグメントを必要とせず、このような追加の構成要素は、警報および操作者の設定などに適切に反応するように、機械内に組み込まなければならないであろう。

本発明の前／後希釈機能は、システムの補充ラインの出力部に位置する「Ｙ」コネクタを代わりに使用する。「Ｙ」コネクタの第１脚部は、後希釈点滴チャンバに延在する。第１逆止バルブは第１脚部上に配置され、血液が第１脚部または補充液注入ライン内に逆流するのを防止する。「Ｙ」の第２脚部は、前希釈点滴チャンバまたは動脈ラインに接続して、体外回路をプライムするなど、複数の目的に使用することができる。本発明では、第２脚部は、透析液、前置濾過器を血液ラインに供給するために使用される。したがって、第２逆止バルブは第２脚部上に配置され、血液が補充ラインに逆流するのを防止する。

「Ｙ」コネクタ脚部の各々の脚部の投入部に１つ、２つの補充ラインピンチクランプが設けられる。一実施態様では、同じ治療の際に前希釈および後希釈が望ましい場合、動脈ラインがプライムされる。患者または看護師が、透析液ラインを透析装置に接続する準備が整った場合、「Ｙ」コネクタの第２脚部は、血液ポンプから上流に位置する動脈点滴チャンバに流体的に接続される。「Ｙ」コネクタの第１脚部は、静脈点滴チャンバに流体的に接続される。電気または空気圧作動補充ラインのピンチクランプは、「Ｙ」コネクタから延在する第１および第２脚部の各々の上に配置され、前希釈および後希釈注入に使用される補充液の量を制御する。

一実施態様では、操作者は、患者が受け入れる総目標補充液量を設定する。さらに、操作者は、前希釈率対後希釈率の設定を入力し、そのため、たとえば特定の前希釈容量もしくは流量または後希釈容量もしくは流量を設定するか、あるいは前希釈率対後希釈率を入力する。治療を開始した後、１つの補充ポンプが連続的に作動し、クランプは、所望の前希釈率および後希釈率を交互に達成する。たとえば、総補充流量が毎分１５０ミリリットル（「ｍｌ／分」）であり、５０ｍｌ／分の補充前希釈流量が望ましい場合、後希釈クランプを閉鎖し、前希釈クランプをたとえば５秒間開放し、次に前希釈クランプを閉鎖し、後希釈クランプを１０秒間開放する。結果として、動脈または静脈点滴チャンバの一方に至る流体の連続的に流れる流量が生じ、たとえば、改良された浄化能力で、大部分の時間にわたって後希釈治療が実行され、血液の凝固および低血圧を防止するのに十分な時間にわたって前希釈治療が実行される。

このシステムには、警報および保証、たとえば一方または両方のクランプが誤った位置にあり、たとえば両方のクランプが同時に閉鎖するかどうかを感知するセンサなどが設けられる。この場合、機械は、適切な警報を送信し、適切な回避的処置を取る。クランプの位置を感知するための多くの別法による技術が存在し、たとえば、マイクロスイッチ、リードスイッチ、ホール効果スイッチ、光感知、超音波感知、圧力変換気などがある。

本発明のもう１つの態様では、プライム、効果的な配列の流体成分を使用するボーラス量機能および血液リンスバックなど、特殊な流体供給機能を実行するＨＦ／ＨＤＦシステムを提供する。これらの機能は、たとえば適切なバイオセンサから信号を受信した後、手動または自動的に開始することができる。一実施態様では、２方隔離バルブが、後透析装置治療流体または透析液回路内に配置される。隔離バルブは、機械制御装置によって電気的または空気圧的に制御され、複数の機能の１つを治療時の所望の時点で実行する。

一実施例では、隔離バルブは、たとえば、血圧が低い、つまり低血圧の患者を安定させるため、ボーラス量の注入を行うように使用される。ボーラス量は、必要な時に予め決められるか、または入力される。操作者の入力、またはセンサからの適切な信号の後、上流透析液ラインのバイパスバルブは閉鎖または消勢し、その結果、透析装置に対する通常の流れは停止し、限外濾過液流量計の電源が切れる。透析装置の下流に位置する隔離バルブも閉鎖され、透析装置は、バイパスと隔離バルブとの間で隔離される。通常の治療時に動作可能な膜間圧力差（「ＴＭＰ」）警報の限界は無効になり、透析装置は隔離される。バイパスバルブから上流に位置するパージバルブが開放し、以前に排出管に送られた後透析装置の流体は、パージバルブを通して排出され、平衡チャンバまたは流量平衡装置を貫流する患者に至る流体の流れに対応させることができる。患者に流れる流体の量は、少なくとも１つの濾過器を貫流し、補充ポートから出て、補充ポンプを介して静脈点滴チャンバに揚送され、静脈接近ラインを通って患者に流れる。ボーラス量が供給された後、パージバルブが閉鎖され、患者の血圧が安定する。次に、隔離バルブが開放し、ＴＭＰ限界がリセットされて、通常の治療が再開する。

上記の装置も、治療の終わりに補充液のリンスバックを行い、体外回路に残っている血液を洗浄して患者に戻すのに適する。この場合、操作者は、「リンスバック」ボタンを押して、おそらく「検証」確認入力を押して手順を開始する。ボーラス量などのリンスバック機能は、自動的に開始することができる。リンスバック溶液の量は、予め設定または手順時に設定される。上記のバルブ構成および操作は、バイパスバルブ、隔離バルブ、ＴＭＰ警報限界、およびパージバルブを用いて繰り返される。補充ポンプは、プログラム化されたリンスバック量を患者に供給する。また、上記の溶液はシステムから引き戻され、適合流量平衡装置を通って患者に流れる流体を平衡させる。この場合、ボーラス量溶液の場合のように、この量を静脈透析装置に供給するのではなく、動脈点滴チャンバの前に動脈接近ラインに供給されるため、できるだけ多くの体外回路が洗浄される。

補充ポンプを動脈接近ラインと連絡させるため、操作者は、接近ラインを上記の「Ｙ」コネクタの第２脚部に接続することができる。あるいは、システムを上記のピンチクランプと組み合わせて使用する場合、後希釈クランプは閉鎖し、前希釈クランプが開放し、自動操作が可能になる。

この機械は、リンスバックが完了した時点で操作者に警報するように設定される。流体圧力が安定した後、パージバルブが閉鎖し、隔離バルブおよびバイパスバルブが開放し、ＴＭＰ限界が作動して、通常の手順によって治療が終了する。

本発明のさらに他の態様では、この機械は、限外濾過（「ＵＦ」）のために、より複雑で、より事故を起こしやすく、より高価なダイアフラムポンプタイプのＵＦ流量計組立体の代わりに、セラミックピストン回転往復運動ポンプを使用する。セラミックポンプの位置は、パージバルブの直接下流の前透析装置である。回転往復運動ピストンポンプは、洗浄および殺菌モードの場合、毎時４〜８リットルなどの適切な高い速度率で作動可能である。治療時、ポンプは、所望の患者ＵＦ速度に等しい流量で作動する。

補充液の流量および患者のＵＦに等価な量は、流路の前透析装置から得られ、つまり、新鮮溶液はシステムから除去される。一実施態様では、セラミックポンプは、システムとの間で等量の流体を追加および除去する平衡チャンバで作動する。セラミックピストンポンプがシステムから得る流体、およびＨＤＦまたはＨＦ注入として患者に与えられる補充液は、後流量平衡チャンバによって自動的に患者から除去される。新鮮溶液は、透析液の平衡を無効にしないように、透析液の流路、ひいては平衡チャンバから下流で透析液から除去される。

セラミックポンプおよび関連する流動構成を使用する場合、多くの利点がある。回転往復運動セラミックピストンポンプは、平衡チャンバタイプのＵＦ流量計と対照的に、入力部から出力部に直接流れる。平衡チャンバタイプのＵＦデバイスが故障すると、サイクル半ばで制御されていない流れが生じ、患者の過濾過が生じる可能性がある。一方、本発明のピストンポンプは、その入力ポートはポンプの出口ポートと流体連絡しないため、このタイプの故障の影響を受けない。ポンプは、故障すると閉鎖し、流体流を停止する。このピストンも、パージバルブの誤差によってＵＦの誤差が生じるのを防止する。

ポンプの回転は、リードスイッチ、光センサ、流量計、回転速度計またはその他のタイプのフィードバックデバイスを使用して監視され、ポンプの回転、および除去される対応限外濾過量は、個々の機構によって検査することができる。ポンプは透析装置の前に配置され、ポンプが、透析装置から除去された有機物質で閉塞するのを防止される。しかし、ポンプは、新鮮透析液の浄化を促進するために使用される少なくとも１個の膜濾過器から下流に配置される。この構成は、濾過器の膜の表面に沿って連続的に浄化を行う。この浄化は、膜表面に沿った細菌および菌体内毒素の蓄積の少なくとも一部分を除去する。さらに他の利点として、この構成は、治療時の膜濾過器から空気も除去する。平衡チャンバタイプのＵＦメータを取り外し、回転往復運動ポンプを追加すると、透析システムの流路が比較的単純化され、機器の安全性および性能が改善される。一実施態様によるセラミックピストンポンプは、上記のリンスバックおよびボーラス量注入機能を実行するために使用される。これらの実施例のポンプは、流れが患者に移動するように、対向方向で作動する。

さらに他の態様では、改良された濾過器構成および濾過方法を提供する。この構成は少なくとも２つの濾過器を備え、これらの濾過器は、ポンプまたはその他の油圧的に複雑な流動機構間に直列に配置されている。透析液の流路の濾過器部分は、細菌および菌体内毒素の蓄積を減少させる。また、濾過器の上流に位置するポンプは、濾過器の下流に位置するポンプより高い流量を生成するように作動する。この流量差も、蓄積した細菌および菌体内毒素を、濾過器内に位置する膜表面および濾過器を接続する管類から剥離するのに役立つ。

上記の態様の各々は、単独で使用するか、または互いに何らかの組合せで使用することができる。

したがって、本発明の利点は、前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードを１つの補充ポンプで実行できる血液濾過（「ＨＦ」）または血液透析濾過（「ＨＤＦ」）システムを提供することである。

本発明のもう１つの利点は、プライム、ボーラス量機能およびリンスバック機能など、一定の正の正味流体流動機能を実行するＨＦまたはＨＤＦシステムを提供することである。

本発明のさらに他の利点は、改良された限外濾過液流量計量システムを提供することである。

本発明のさらに他の利点は、安全性が改良された特徴を有するＨＦまたはＨＤＦシステムを提供することである。

さらに、本発明の利点は、単純化された流動形態を有するＨＦまたはＨＤＦシステムを提供することである。

さらに、本発明の利点は、性能が改善された特徴を有するＨＦまたはＨＤＦシステムを提供することである。

本発明のさらに他の利点は、改善された濾過システムおよび方法を有するＨＦまたはＨＤＦシステムを提供することである。
上記に加えて、本発明は、以下を提供する：
（項目１）
薬液システムであって、
薬液供給源と、薬液を供給源から体外回路に揚送するように動作可能な第１ポンプと、流体を血液濾過デバイスから揚送するように動作可能な第２ポンプとを有する薬液流路と、
前記第１ポンプから下流に位置する分岐部と、
（ｉ）分岐部と、（ｉｉ）前記第１分岐ラインの貫流を選択的に可能にし、遮断するように動作可能な第１クランプデバイスと、（ｉｉｉ）血液濾過デバイスから上流に位置する体外回路内の第１位置とに流体連絡する第１分岐ラインと、
（ｉ）分岐部と、（ｉｉ）前記第２分岐ラインの貫流を選択的に可能にし、遮断するように動作可能な第２クランプデバイスと、（ｉｉｉ）血液濾過デバイスから下流に位置する体外回路内の第２位置とに流体連絡する第２分岐ラインと、
第１および第２クランプデバイスの少なくとも一方をある時点で、適時に選択的に開放するように動作可能な制御スキームとを備える、薬液システム。
（項目２）
分岐部、第１クランプデバイス、および第２クランプデバイスの少なくとも２つが一緒にパッケージ化されている、項目１に記載の薬液システム。
（項目３）
第１分岐ライン内の第１一方向流れデバイス、および第２分岐ライン内の第２一方向流れデバイスの少なくとも一方を備える、項目１に記載の薬液システム。
（項目４）
第１および第２一方向流れデバイスの少なくとも一方が、第１および第２クランプデバイスから上流にそれぞれ位置する、項目３に記載の薬液システム。
（項目５）
第１および第２連絡位置の少なくとも一方が空気分離デバイスを備える、項目１に記載の薬液システム。
（項目６）
第１位置が、薬液が体外回路内における血液濾過デバイスの十分に上流に供給され、血液リンスバック手順を行うように位置する、項目１に記載の薬液システム。
（項目７）
薬液流路が、薬液を濾過するように動作可能な膜濾過器と、濾過器の濾過粒子排出出口から下流に位置する限外濾過液ポンプとを備える、項目１に記載の薬液システム。
（項目８）
第１および第２クランプデバイスが、電子または空気圧信号を介して制御される、項目１に記載の薬液システム。
（項目９）
制御スキームが、第１の指定期間のみ第１クランプデバイスを開放し、その後、第２の指定期間のみ第２クランプデバイスを開放するように動作可能である、項目１に記載の薬液システム。
（項目１０）
制御スキームが、第１の割合の時間だけ第１クランプデバイスを開放し、第２の割合の時間だけ第２クランプデバイスを開放するように動作可能である、項目１に記載の薬液システム。
（項目１１）
制御スキームが、第１の指定期間のみ第１および第２クランプデバイスの一方を開放し、その後、第２の指定期間だけ第１および第２クランプデバイスの両方を開放するように動作可能である、項目１に記載の薬液システム。
（項目１２）
薬液が注入可能な品質の溶液である、項目１に記載の薬液システム。
（項目１３）
第１ポンプが、薬液が予め設定された導電性範囲および予め設定された温度範囲の少なくとも一方の範囲外であると感知された場合に停止する、項目１に記載の薬液システム。
（項目１４）
薬液システムであって、
薬液供給源と、薬液を供給源から体外回路／血液濾過デバイスに揚送するように動作可能な第１ポンプと、流体を血液濾過デバイスから抜き取るように動作可能な第２ポンプとを有する薬液流路と、
血液濾過デバイスを薬液流路の他の部分から隔離するように動作可能な装置と、
（ｉ）隔離装置が、血液濾過デバイスを隔離し、（ｉｉ）第１ポンプが、ある量の流体を体外回路に供給することを選択的かつ同時に命令するように動作可能な制御スキームとを備える、薬液システム。
（項目１５）
流体量が、患者の血圧が低下するのを防止するのを促進するために、治療時に供給されるボーラス量である、項目１４に記載の薬液システム。
（項目１６）
制御スキームが、ボーラス量の供給を開始するための操作者の入力を受信するように動作可能である、項目１５に記載の薬液システム。
（項目１７）
ボーラス量の量が、ボーラス量の供給を開始する時に操作者によって入力される、項目１５に記載の薬液システム。
（項目１８）
ボーラス量の量が、治療を開始する前に予め決められる、項目１５に記載の薬液システム。
（項目１９）
制御スキームが、ボーラス量の供給を開始するためのバイオセンサの入力後に動作可能である、項目１５に記載の薬液システム。
（項目２０）
バイオセンサが、ヘマトクリットセンサ、血液量センサ、電解質センサ、酸素センサおよびこれらの何らかの組合せから成る群から選択される、項目１９に記載の薬液システム。
（項目２１）
流体量が、体外回路内の血液を洗浄して患者に戻すために、治療の終わりに供給されるリンスバック量である、項目１４に記載の薬液システム。
（項目２２）
制御スキームが、リンスバック量の供給を開始するための操作者の入力を受信するように動作可能である、項目２１に記載の薬液システム。
（項目２３）
制御スキームが、治療の終わりに自動的に、リンスバック量の供給を開始するように動作可能である、項目２１に記載の薬液システム。
（項目２４）
リンスバック量の量が、リンスバック量の供給を開始する時に、操作者によって入力される、項目２１に記載の薬液システム。
（項目２５）
リンスバック量の量が、治療開始前に予め決められる、項目２１に記載の薬液システム。
（項目２６）
制御スキームが、血液の閾値量が体外回路内で感知されなくなるまで、リンスバック量を供給するように動作可能である、項目２１に記載の薬液システム。
（項目２７）
流体量が、空気を体外回路から除去するために、治療の開始時に供給されるプライムである、項目１４に記載の薬液システム。
（項目２８）
制御スキームが、プライムの供給を開始するための操作者の入力を受信するように動作可能である、項目２７に記載の薬液システム。
（項目２９）
制御スキームが、治療の開始時に自動的にプライムの供給を開始するように動作可能である、項目２７に記載の薬液システム。
（項目３０）
プライムの量が、プライムの供給を開始する時に、操作者によって入力される、項目２７に記載の薬液システム。
（項目３１）
プライムの量が、治療の開始前に予め決められる、項目２７に記載の薬液システム。
（項目３２）
制御スキームが、空気が体外回路内で感知されなくなるまで、プライムを供給するように動作可能である、項目２７に記載の薬液システム。
（項目３３）
システムが、血液透析濾過法を行うように動作可能であり、隔離装置が、血液濾過デバイスの上流および下流に配置された第１および第２バルブを備える、項目１４に記載の薬液システム。
（項目３４）
システムが、血液濾過を行うように動作可能であり、隔離装置が、血液濾過デバイスの下流に配置されたバルブを備える、項目１４に記載の薬液システム。
（項目３５）
隔離装置が、新鮮な薬液を薬液流路内の血液濾過デバイス周囲にバイパスするように動作可能なバイパスバルブを備える、項目１４に記載の薬液システム。
（項目３６）
薬液流路が、血液濾過デバイスの上流または下流の体外回路に薬液を選択的に供給するように構成される、項目１４に記載の薬液システム。
（項目３７）
薬液流路が、薬液が体外回路に供給される位置から上流で、薬液流路から限外濾過液を除去するように構成される、項目１４に記載の薬液システム。
（項目３８）
制御スキームが、薬液が、予め設定された導電性範囲および予め設定された温度範囲の少なくとも一方の範囲外で感知された時に、第１ポンプを停止するように動作可能である、項目１４に記載の薬液システム。
（項目３９）
薬液システムであって、
薬液供給源と、薬液を供給源から体外回路／血液濾過デバイスに揚送するように動作可能な第１ポンプと、流体を血液濾過デバイスから抜き取るように動作可能な第２ポンプとを有する薬液流路と、
薬液が体外回路および血液濾過デバイスに供給される位置から上流で、薬液流路から限外濾過液を除去するように構成および配置された限外濾過液ポンプとを備える薬液システム。
（項目４０）
ポンプが、流体を揚送してポンプ内に流入および流出させる時に、ポンプの流体入口と流体出口との間が流体連絡しないように構成される、項目３９に記載の薬液システム。
（項目４１）
薬液流路が、流体が体外回路／透析装置に達する前に、新鮮な薬液を濾過するように動作可能な少なくとも１つの膜濾過デバイスを備え、限外濾過液ポンプが、膜濾過デバイスの濾過粒子出口ポートの下流に位置する、項目３９に記載の薬液システム。
（項目４２）
薬液流路が、流体が体外回路／透析装置に達する前に、新鮮な薬液を濾過するように動作可能な少なくとも１つの膜濾過デバイスを備え、限外濾過液ポンプが、濾過デバイスから粒子の少なくとも一部を洗浄するように配置される、項目３９に記載の薬液システム。
（項目４３）
薬液流路が、流体が体外回路／透析装置に達する前に、新鮮な薬液を濾過するように動作可能な少なくとも１つの膜濾過デバイスを備え、限外濾過液ポンプが、濾過デバイス内に閉じ込められた空気の少なくとも一部をパージするように配置される、項目３９に記載の薬液システム。
（項目４４）
薬液流路が、血液濾過デバイスの上流または下流で、体外回路に薬液を選択的に供給するように構成される、項目３９に記載の薬液システム。
（項目４５）
血液濾過デバイスを薬液流路の他の部分から隔離して、正の正味薬液量を患者に供給できるように動作可能な隔離装置を備える、項目３９に記載の薬液システム。
（項目４６）
薬液システムであって、
順に
薬液供給源と、
第１ポンプと、
第１濾過器と、
第２濾過器と、
第３濾過器と、
第２ポンプと連絡する薬液流路を備え、前記第１ポンプが、濾過器を通して薬液を揚送するように動作可能であり、第２ポンプが、流体を第３濾過器から体外回路内に揚送するように動作可能であり、体外回路が血液濾過デバイスを備える、薬液システム。
（項目４７）
第１、第２および第３濾過器の少なくとも１つがマイクロフィルタである、項目４６に記載の薬液システム。
（項目４８）
第１、第２および第３濾過器の少なくとも１つが限外濾過器である、項目４６に記載の薬液システム。
（項目４９）
流路が少なくとも１つの流れ構成要素と連絡し、流れ構成要素が、少なくとも１対の第１、第２および第３濾過器間に位置する、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５０）
濾過器が直列に配置される、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５１）
血液濾過デバイスと流体連絡する第３ポンプを備え、前記第３ポンプが、第１ポンプと容量的に一致し、その結果、体外回路に入る実質的に同量の流体が、第３ポンプによって血液濾過デバイスを通して除去される、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５２）
薬液が電解質の流体である、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５３）
薬液流路が、血液濾過デバイスの上流または下流で、薬液を体外回路に選択的に供給するように構成される、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５４）
薬液流路が、薬液が体外回路に供給される位置から上流で、限外濾過液を薬液流路から除去するように構成される、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５５）
第１ポンプが、薬液が予め設定された導電性範囲および予め設定された温度範囲の少なくとも一方の範囲外であると感知された場合に停止する、項目４６に記載の薬液システム。
（項目５６）
薬液法であって、
患者に対する血液治療の少なくとも３分の２を通して、血液浄化のための主な手段として後希釈浄化モードを使用するステップと、
血液治療の３分の１未満を通して、患者の血液が濃縮するのを防止するのを促進するために、前希釈浄化モードを使用するステップとから成る、薬液方法。
（項目５７）
治療時の異なる時間に行われるように前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードを構成するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目５８）
治療内で同時に行われるように前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードの少なくとも一部分を構成するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目５９）
補充ポンプから揚送される薬液を方向付けて、前希釈浄化または後希釈浄化の何れかを行うステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６０）
最初に行われ、補充ポンプによって揚送される薬液が、治療内の第２の時点で前希釈浄化および後希釈浄化の両方を行うことを可能にするステップをさらに含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６１）
血液リンスバック量の薬液を供給するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６２）
治療時にボーラス量の薬液を供給するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６３）
血液治療に使用される前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードの少なくとも一方の間に、患者から限外濾過液を除去するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６４）
薬液が、前希釈モードまたは後希釈モードの一方の間に、患者の体外回路に供給される位置から上流で、限外濾過液を除去するステップを含む、項目６３に記載の薬液法。
（項目６５）
血液治療に使用される前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードの少なくとも一方で、薬液をさらに血液濾過デバイス内に注入するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６６）
薬液が、導電性範囲および温度範囲の少なくとも一方の範囲外であると感知された場合に、薬液の流れを中断するステップを含む、項目５６に記載の薬液法。
（項目６７）
薬液法であって、
体外回路／血液濾過デバイス内に薬液を注入するステップと、
正味流体量が患者から除去されるように、流体を血液濾過デバイスから除去するステップと、
流体を血液濾過デバイスから除去するように動作可能なポンプから血液濾過デバイスを隔離するステップと、
ある量の新鮮な薬液を患者に供給するステップとを含む薬液法。
（項目６８）
血液濾過デバイスをポンプから隔離するステップが、隔離ステップの第１部分であり、隔離ステップが、流体が血液濾過デバイスに入らないように、薬液をバイパスさせるステップをさらに含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目６９）
当該量が供給された後、注入および除去ステップを再開するステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７０）
治療の終わりに当該量の新鮮な薬液を患者に供給して、患者に戻す血液を洗浄するステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７１）
供給時点付近で、当該量を選択することを可能にするステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７２）
当該量を予め選択することを可能にするステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７３）
センサからの入力を受信するまで、当該量を供給することによって、当該量を自動的に制御することを可能にするステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７４）
注入および除去ステップが、前希釈注入、後希釈注入またはこの両方を同時に選択的に行うことを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７５）
注入ステップおよび除去ステップの少なくとも一方の間で、薬液が体外回路／血液濾過デバイスに供給される位置から上流で、限外濾過液を除去するステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７６）
薬液が、導電性範囲および温度範囲の少なくとも一方の範囲外であることが感知された場合に、薬液の流れを中断するステップを含む、項目６７に記載の薬液法。
（項目７７）
バイオセンサからの入力を受信した後、当該量を自動的に供給するステップを含み、バイオセンサが、ヘマトクリットセンサ、血液量センサ、電解質センサ、酸素センサおよびこれらの何らかの組合せから成る群から選択される、項目６７に記載の薬液法。
（項目７８）
薬液法であって、
供給源から第１の量の新鮮な薬液を体外回路／血液濾過デバイス内に注入するステップと、
第２の量の流体を血液濾過デバイスから除去するステップと、
第３の量の新鮮な薬液を供給源から除去し、第３の量が第１の量と共に体外回路／血液濾過デバイスに供給されないようにするステップとを含み、第２の量が、第１の量と第３の量とを合せた量に実質的に等しい薬液法。
（項目７９）
少なくとも１つの薬液膜濾過デバイスから下流で、第３の量を除去するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８０）
注入／排出行程時に、ポンプの流体入口と限外濾過液ポンプの流体出口とを隔離するように動作可能な限外濾過液ポンプを介して、第３の量を除去するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８１）
新鮮な薬液を空気に暴露するように動作可能なポンプを介して、第３の流体量を除去するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８２）
第３の流体量を使用して、少なくとも１つの再使用可能な薬液濾過器から粒子を洗浄するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８３）
第３の流体量を使用して、少なくとも１つの再使用可能な薬液濾過器から空気をパージするステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８４）
第３の量が、患者の所定の限外濾過液除去量に一致するように制御可能であるように、第３の量の除去を監視するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８５）
第１の量の注入が、前希釈注入、後希釈注入またはこの両方を同時に選択的に行うことを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８６）
血液リンスバック量の薬液を体外回路に供給するステップをさらに含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８７）
治療時に、ボーラス量の薬液を体外回路に供給するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８８）
供給源の流体とともに注入される第３の量の少なくとも一部分を再循環させるステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目８９）
当該部分が供給源の流体と合わさる前に、再循環部分から空気を除去するステップを含む、項目８８に記載の薬液法。
（項目９０）
薬液が、導電性範囲および温度範囲の少なくとも一方の範囲外であることが感知された場合に、薬液の流れを中断するステップを含む、項目７８に記載の薬液法。
（項目９１）
薬液法であって、
第１ポンプが、薬液を順に第１濾過器、第２濾過器、第３濾過器を通して揚送するように流路を構成し、前記濾過器が、薬液供給源から菌体内毒素を除去するように動作可能であるステップと、
流体を第３濾過器から体外回路内に揚送するように第２ポンプを作動させるステップとを含む、薬液法。
（項目９２）
細菌を医療用供給源から濾過するステップを含む、項目９１に記載の薬液法。
（項目９３）
前希釈注入、後希釈注入またはこの両方を同時に選択的に行うように、体外回路を構成するステップを含む、項目９１に記載の薬液法。
（項目９４）
薬液が体外回路に供給される位置から上流で、限外濾過液を除去するステップを含む、項目９１に記載の薬液法。
（項目９５）
薬液が、導電性範囲および温度範囲の少なくとも一方の範囲外であることが感知された場合に、薬液の流れを中断するステップを含む、項目９１に記載の薬液法。
（項目９６）
薬液法であって、
少なくとも１つの濾過器が上流の第１ポンプと、下流の第２ポンプとの間に配置されるように薬液治療流路を構成し、第２ポンプより速い流速で揚送して、濾過器内で流体が停滞する領域を防止するのを促進するように、第１ポンプを作動させるステップを含む、薬液法。
（項目９７）
濾過器を再使用可能な濾過器として構成するステップを含む、項目９６に記載の薬液法。
（項目９８）
濾過された薬液を体外回路に供給することを含む、項目９６に記載の薬液法。

本発明のさらに他の特徴および利点は、以下の「発明の詳細な説明」および図面に説明されており、これらから明らかになるであろう。

（発明の詳細な説明）
本発明は、薬液供給システム、たとえば血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）および血液透析濾過（「ＨＤＦ」）システムを改善するためのシステムおよび方法を提供する。様々な実施態様で、前希釈および後希釈ＨＦおよびＨＤＦ浄化モードを選択的に実行するためのシステムおよび方法を提供する。その他の実施態様では、ボーラス量、プライムおよびリンスバック流体の量をＨＤ、ＨＦおよびＨＤＦ治療時に提供するためのシステムおよび方法を提供する。さらに他の実施態様では、限外濾過液を患者から除去するためのシステムおよび方法を提供する。さらに、本発明は、改善された濾過構成および方法を提供する。

（前希釈／後希釈ＨＤＦおよびＨＦ）
次に、図面、特に図１を参照すると、ＨＦおよび／またはＨＤＦシステム１０が示されている。一実施態様のシステム１０は、医師または看護師が選択するＨＤ、ＨＦまたはＨＤＦを実行できる機械の一部である。この機械は、一般に治療センターで使用され、一実施態様では、生成ユニット１２によって透析溶液を生成する。システム１０の１つの適切な透析液生成ユニット１２は、ＢａｘｔｅｒのＳｙｓｔｅｍ１０００（登録商標）治療機械用の保守説明書に記載されている。しかし、本明細書の開示事項から、本発明は透析液供給システム、またはセンター内システムに限られず、むしろ適切な薬液療法の治療に適用される。

システム１０は、ＨＦまたはＨＤＦモードで作動するかどうかに関わらず、透析液の流路２０および体外または血液回路７０を備える。透析液流路２０内では、生成ユニット１２によって生成された流体は、供給ポンプ１４を介して供給調整器１６を通して揚送され、供給調整器１６は、流路内の透析液の最大圧力を設定する。透析液流路２０は、所望の量の流体を供給して患者から除去することを確実にする多くの流量制御デバイスを使用する（本願と同一の所有権者による米国特許第５，４８６，２８６号に記載されており、この特許の示唆するところは、引用することにより本明細書に援用する）。特に、透析液流路２０は、流量平衡装置または平衡チャンバ３０および限外濾過液流量計５０を備える。流量平衡装置３０は、１対の固定容量チャンバ３２および３４を備え、各々のチャンバは、内部に可撓性の膜を有し、４つの可変キャビティＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４を有する。固定チャンバ３２の場合、可変キャビティＣ１内の容量は、可変キャビティＣ２内の容量に逆比例する。同様に、固定チャンバ３４の場合、可変キャビティＣ３内の容量は、可変キャビティＣ４内の容量に逆比例する。

２つのチャンバの対３２および３４は、１つの固定容量チャンバ３２または３４が流体を濾過器／透析装置に揚送し、同時に、第２固定容量チャンバ３２または３４が等量の流体を濾過器／透析装置から揚送するように設けられる。したがって、適合流量平衡装置または平衡チャンバ３０によって、平衡装置３０を通して入って来る流体は順に平衡装置３０から確実に除去され、患者に対する正味流体増加または損失はゼロになる。キャビティ３２および３４は、各々の行程で、流体が患者との間で揚送され、安定している、つまり拍動しない流動プロファイルが生じるように交互に配置される。

キャビティ３２および３４は、入口バルブ３６および出口バルブ３８で作動し、これらのバルブは、上記の流動均等化を行うために交互に配置される。特に、これらのバルブは、チャンバの対３２または３４の一方が、調整器１６からライン１８を通って流れる透析液を収容し、キャビティＣ２またはＣ４の一方を充填するように構成される。この充填作用によって、キャビティＣ１またはＣ３の対応する１つは容量が減少し、前の行程でキャビティＣ１またはＣ３を充填する使用後透析液または使用済み透析液を、ライン２２から出力圧力平衡装置２４、血液漏れ検出器２６および流量抵抗２８を通して、ライン４０に排水する。この動作が生じると、透析液圧力ポンプ４２は、使用済み透析液を濾過器／透析装置４４から抜き取り、圧力調整再循環ループ４６を通して他の流動チャンバの対３２または３４に、その使用済み透析液を押し出す。ポンプ４２は、流体を可変使用済み透析液キャビティＣ１またはＣ３の１つの内部に押し入れる。

可変チャンバ内の使用済み透析液の量が増加すると、前の行程で可変キャビティＣ２またはＣ４を充填する同様の量の新鮮透析液が必然的に減少し、この新鮮透析液を患者の方向に押す。新鮮透析液は、ライン４８から出力圧力平衡装置２４、第１限外濾過器５２、濾過ライン８８の一部分、第２限外濾過器５４、および透析液監視多岐管５６を通して押し出す。適切な限外濾過器の銘柄を以下に記載する。多岐管５６から、新鮮な濾過流体は、３方バイパスバルブ５８を通り、バイパスバルブからライン６０を通って濾過器／透析装置４４内に流れるか、または補充ポート８６を出て、濾過ライン８８の残りの部分を通って血液回路７０に流れる。

図示のとおり、バイパスライン６２の第２出口は、バイパスバルブ５８から延在し、後透析装置のライン６４内に延在し、圧力調整再循環ループ４６に通じるか、または別法によると、洗浄ライン６６内に延在し、洗浄バルブ６８を通って排出口４０に通じる。バイパスライン６２、洗浄ライン６６および洗浄バルブ６８は、様々なシステム構成要素を治療の開始前に洗浄または浄化することを可能にする。

血液回路７０は、動脈接近ライン７２および静脈接近ライン７４を備える。動脈接近ライン７２は、以下に記載する透析液入力ラインに接続するＹ接続部７６を備える。動脈ライン７２は、血液を患者７８から動脈点滴チャンバ８０に搬送する。血液は、蠕動血液ポンプ８２によって体外回路７０を通って搬送される。ポンプ８２は、血液を動脈ラインから点滴チャンバ８０を通して、透析装置４４の血液入口に揚送する。血液は、透析装置内に含まれる膜の内部を通って揚送され、毒素および老廃物が血液から拡散搬送され、透析装置４４の出力部から静脈点滴チャンバ８４内に搬送され、静脈接近ライン７４を通って患者７８に逆に搬送される。

前透析装置透析液ライン６０、透析装置４４、後透析装置ライン６４および透析液流路２０の他の部分は、回路７０内の血液の圧力より低い圧力に維持され、その結果、老廃物が透析装置４４内の膜から対流搬送され、老廃物およびその他の望ましくない物質が患者の血液から搬送される。システム１０は、血液濾過を付加的に、または代わりに行うことができ、この場合、溶液は濾過ライン８８に沿って、補充ポート８６、マイクロフィルタ／限外濾過器９０、後濾過器ライン９２、補充液ポンプ９４および前／後希釈流体多岐管１００を通って、血液回路７０に直接流れる。

さらに、図１に関連して図２を参照すると、前／後希釈多岐管１００が詳細に示されている。一実施態様による濾過器９０は、マイクロフィルタである。１つの適切なマイクロフィルタは、Ｐａｌｌ（登録商標）Ｇｅｌｍａｎ（登録商標）使い捨て式０．２２μｍ濾過器である。もう１つの実施態様では、濾過器９０は限外濾過器である。１つの適切な再使用可能限外濾過器は、Ｍｅｄｉｃａ（登録商標）Ｄｉａｐｕｒｅ（登録商標）２８濾過器である。１つの適切な使い捨て限外濾過器は、Ｍｅｄｉｃａ（登録商標）１５０濾過器である。一般に、マイクロフィルタは、小さい粒子を除去する様々な濾過器の能力の点で、限外濾過器とは異なる。一般に、限外濾過器は、マイクロフィルタに比べて比較的小さい粒子を除去することができる。本発明の目的上、「マイクロフィルタ」という用語は、膜の微細孔または膜の開口部のサイズが約１０００〜約１０^５オングストローム（「Å」）である濾過器を含み、このような濾過器は、赤血球、酵母菌、菌類、細菌およびある種のタンパク質などの粒子を効果的に濾過する。本明細書で使用する「限外濾過器」という用語は、膜の微細孔または膜の開口部の直径または長さが約１０〜約１０００Åである濾過器を含み、このような濾過器は、菌体内毒素（発熱物質）、ウィルスおよびタンパク質を効果的に濾過する。好ましい一実施態様では、本発明に使用する限外濾過器は、約１０〜約４０Åという微細孔サイズの範囲を有する。

濾過器９０は、無菌または注入可能な品質の流体が補充ポンプ９４を介して揚送され、Ｙ接続部１０２を通って後希釈ライン１０４または前希釈ライン１０６に入るように、限外濾過器５２および５４で作動する。流体はポンプ９４を介してＹ接続部１０２を通り、後希釈ライン１０４または前希釈ライン１０６内に揚送される。キャップ１０８は、ライン１０６のピグテール１２６の端部に位置する継手１０９から取り外した状態で示されている。別法による実施態様の多岐管１００は、後希釈ライン１０４およびピグテール１２６のみを形成し、ライン１０６の残りの部分は取り外され、Ｙ−コネクタ１０２からの対応する出力部はキャップ１０８によって終端する。これで、ライン１０６の残りの部分は、キャップ１０８を取り外すことによってピグテール１２６に選択的に追加することができる。前希釈ライン１０６が完全に接続されると、システム１０は、必要に応じて前／後希釈ＨＦおよびＨＤＦの何れかを実行することができる。

図１に示すように、後希釈ライン１０４は静脈点滴チャンバ８４に延在する。前希釈ライン１０６は、一実施態様では、ポンプ８２と点滴チャンバ８０との間に位置するランク３のＹ−コネクタまたはＴ−コネクタ７６に延在する。別法による実施態様では、ライン１０６（想像線で示す）は、ソレノイドバルブ７７（想像線で示す）を介して、動脈接近ライン７２内に位置する第２Ｙ−コネクタまたはＴ−コネクタ７９に延在し、動脈接近ライン７２は後ポンプライン７３内に供給する。別法による実施態様は、以下で述べるリンスバック機能に使用される。以下に詳細に説明するとおり、システム１０が、以下に説明するボーラス量、プライムおよびリンスバック機能と関連する場合、コネクタ７９を介して前希釈ライン１０６を動脈接近ライン７２に接続すると有利である。しかし、前希釈療法は、同様にコネクタ７９を介して動脈接近ライン７２に接続し、コネクタ７６を介してライン７３に接続した状態で作動することを評価するべきである。

逆止バルブ１１０は後希釈ライン１０４内に配置され、流体がポンプ９４から血液回路７０の方向にのみ流れることを可能にし、血液がライン９２および８８から濾過器５２および５４、または透析液流路２０のその他の部分内に逆流するのを防止する。同様に、逆止バルブ１１２は前希釈ライン１０６内に配置され、血液が、前希釈ライン１０６から透析液流路２０内に逆流するのを防止する。

後希釈ライン１０４はピンチクランプ１１４を備える。前希釈ライン１０６は、同様にピンチクランプ１１６を備える。システム１０用の適切なピンチクランプは、たとえばＭｅｄｉｃａ（登録商標）モデルＭ０３１２２によって提供される。クランプ１１４および１１６は電気作動するか、空気圧作動するか、さもなければシステム１０のマイクロプロセッサによって制御され、治療ごとに指定されるとおりに選択的に開閉する。システム１０の多岐管１００は、（ｉ）治療全体でバルブ１１４を開放し、バルブ１１６を閉鎖することによってのみ、後希釈浄化を介して、（ｉｉ）治療全体でバルブ１１６を開放し、バルブ１１４を閉鎖することによってのみ、前希釈浄化を介して、（ｉｉｉ）バルブ１１６が閉鎖している間にバルブ１１４を順次開放し、次に、この状態を逆にして、バルブ１１４が閉鎖している間にバルブ１１６を開放することにより、前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードを介して、または（ｉｖ）バルブ１１４および１１６を同時に開放することにより、前希釈浄化モードおよび後希釈浄化モードを介してＨＦまたはＨＤＦ療法を行うことを可能にする。

図示しないが、前希釈および後希釈治療を同時に行う場合、可変流量制限器をそれぞれ前希釈および／または後希釈ライン１０６および１０４に配置し、ライン１０４および１０６を通る透析液の流量率を区切ることができる（たとえば、８０％の流量が後希釈ライン１０４を貫流し、残りの２０％が前希釈ライン１０６を貫流する）。そのため、バルブ１１４および１１６は、代わりに、所望の割合がライン１０４および１０６を通過することを選択的に可能にする穿刺タイプのバルブで良い。あるいは、このような穿刺バルブは、前希釈および／または後希釈浄化モードの両方にバルブによる流量制限の設定、およびオン／オフ制御が行われるように、オン／オフバルブ１１４および１１６と組み合わせて配置することができる。

一実施態様では、操作者は、システム１０を使用する機械内への全体的な目標補充量を設定する。次に、操作者は、前希釈対後希釈流体流の速度率または容量率を入力する。１つの補充ポンプ９４は連続的に作動する。クランプ１１４および１１６は、前希釈および後希釈浄化率を達成するように、交互に配置される。一実施例では、所望の率の内訳が後希釈３分の２、前希釈３分の１であり、総流量が１５０ｍｌ／分である場合、後希釈クランプは５秒間閉鎖し、前希釈クランプ１１６は開放する。その後、この状態は逆転し、前希釈クランプ１１６が閉鎖し、後希釈クランプ１１４が次の１０秒間開放する。このシーケンスは、治療全体で、または少なくとも対流浄化を含む治療部分で繰り返される。別法によると、流量制限手段はライン１０４および１０６に配置され、所望の後希釈３分の２および前希釈３分の１というプロファイルを形成し、バルブ１１４および１１６は、治療の対流浄化部分全体で開放する。

後希釈から前希釈に至る対流の一部をバイパスさせるという目標は、主に後希釈療法を行う際に血液濃縮を防止する。そのため、バルブは、このような状態が生じないように、過度に長時間にわたって循環させないことが望ましい。一方、磨耗および保守の目的上、過度に頻繁にバルブを循環させないことも望ましい。バルブに望ましいサイクル時間は、これらの要素の両方に適合するように選択する。

（ボーラス量およびリンスバック機能）
さらに図１を参照すると、本発明の第２の主要実施態様は、プライミングシーケンスを行うだけではなく、必要に応じてボーラス量の流体を患者に提供し、治療の終わりに血液リンスバックを行うためのシステム１０の能力を含む。ボーラス量機能および血液リンスバック機能について、以下で順に説明する。

（ボーラス量の注入）
たとえば、患者が患者の脈管系から過度に多くの液体を失った時に、あるボーラス量または流体量を患者に提供するには、バイパスバルブ５８は、透析液の流量がさらに前透析装置ライン６０を貫流せず、むしろ濾過器／透析装置４４およびライン６０をバイパスして、代わりにバイパスライン６２を貫流するように設定される。洗浄バルブ６８は閉鎖し、ライン６２を貫流する透析液は透析液戻りライン６４にＴ状に接続し、適合流量平衡装置３０を通る流体を排出口４０にシャントする。バイパスバルブ５８構成は、透析液の流量が濾過器／透析装置４４をバイパスするように、透析液流路２０を修正する効果を有する。上記のとおり、ライン６４を通って戻る透析液は、透析液ポンプ４２を介して圧力調整循環ループ４６を通って循環する。再循環ループ４６は、流量平衡装置３０の入口で圧力を制御するのに役立つ。特に、再循環ループ４６は、入力圧力平衡装置１１８および供給調整器１６で作動する。供給ポンプ１４は、ライン１８に沿った圧力を設定する。ライン１８内の圧力は、入力圧力平衡装置１１８内のダイアフラムを前後に移動させ、ループ４６内に圧力を形成するオリフィスを制限するか、またはループ内の圧力を低下させるオリフィスを開放し、その結果、ある程度の流体をループ４６内で循環させる。

バイパスバルブ５８を消勢して、透析液がバイパスライン６２を貫流させ、流量計５０を停止するほか、後透析装置ライン６４内に配置された隔離バルブ１２０を閉鎖する。バルブ５８および１２０は、濾過器／透析装置４４を透析液流路２０の残りの部分から完全に隔離する。濾過器／透析装置４４を隔離した状態でボーラス量を生成するため、パージバルブ１２２を開放して排出する。同時に、流量平衡装置３０からバイパスバルブ５８に流れる流体の一部分は、濾過ライン８８を貫流して補充ポート８６を出て、濾過器９０、後濾過器ライン９２を通り、補充ポンプ９４および後希釈ライン１０４（または前希釈ライン１０６）を介して静脈点滴チャンバ８４を通って揚送され、静脈点滴チャンバ８４は、溶液から空気をパージし、注入可能な品質のボーラス量または流体量が静脈接近ライン７４を介して患者７８に流れることを可能にする。バルブ１２２は開放流体源に接続され、つまり流量平衡装置のキャビティＣ１およびＣ３を介して揚送される流体から、流量制限器２８、ライン１２５およびライン１２６（双方向を指示する矢印で示す）を通って開放流体源に接続されるため、ポンプ９４によって体外（ｅｘｔｒａｃｏｒｏｐｅａｌ）回路７０に揚送される流体等量の流体は、平衡装置３０の前および後流量平衡装置の間でシステム内に注入することができる。流体流は、バルブ１２２を通った後、濾過器５２、５４および９０を通り、導電性および温度が適切であるかどうかを監視される。ポンプ９４は、これらの測定値の何れかが正しい範囲外にある場合は停止する。

システム１０の制御スキームは、ボーラス量を手動または自動的に開始するように操作できる。一実施態様では、この制御スキームは、血液センサ、血液量センサ、電解質センサ、酸素センサ、これらの任意の組合せなどのバイオセンサから適切な信号を受信した後、ボーラス量機能を自動的に開始する。

膜間圧力差（「ＴＭＰ」）警報限界は、隔離バルブが閉鎖している時には無効または開放しなければならない点に注目することは重要である。ＴＭＰ警報は、通常の作動時には、血液回路７０から透析装置４４を通って透析液流路２０まで、正圧力差が存在することを確定し、その結果、液体の正味流量は血流から透析液流路２０までである。さらに、ＴＭＰは、問題を指示する場合がある圧力変化を検出するために監視される。隔離バルブ１２０が閉鎖すると、バルブ１２０とバイパスバルブ５８との間で隔離された透析装置４４内のＴＭＰは、均等化する傾向がある。しかし、透析はこの時点で行われるため、このような均等化は問題ではなく、警報は不要である。

流量平衡装置３０は、容量が再循環ループ４６から平衡装置３０に流れる時に、等量の流体がライン１８から平衡装置に流れるように要求する。ある量の流体が患者に供給されるため、透析装置４４を隔離した状態で、流体を患者から抜き取ることはできず、源１２から流量平衡装置３０に供給される新鮮流体の量に比べて、ライン６２を通って流量平衡装置３０に戻る流体は少ないことを評価するべきである。したがって、流体の補充源が必要である。たとえば、供給ポンプ１４が、３００ｍｌ／分を流量平衡装置３０に供給し、１００ｍｌ／分が補充ポート８６から患者に抜き取られる場合、２００ｍｌ／分のみがバイパスライン６２、後透析装置ライン６４、再循環ループ４６を通して流量平衡装置３０に戻る。戻る流体は、源１２を介して広範囲に供給される３００ｍｌ／分に対して、１００ｍｌ／分不足しており、このような不足によって、流量平衡装置３０は不適切に作動することになる。

追加の流体を供給するため、上記のようにボーラス量を注入する時に、限外濾過器５２で作動するパージバルブ１２２を開放する。パージバルブ１２２および１２４は、通常、それぞれ限外濾過器５２および５４で作動し、治療前に濾過器を洗浄することができる。パージバルブ１２２を開放すると、追加で必要な流体、たとえば追加の１００ｍｌ／分をライン１２５および１２６から透析液流路２０に引き込むことができる。排出ライン１２６から抜き取られる液体は、以前は透析装置４４を通って流れ、流量平衡装置３０を通過した後、排出口４０に揚送された。したがって、ライン１２６から引き込まれた追加の流体は殺菌されて、注入可能な品質でなければならない。濾過器５２および５４、並びに濾過ライン８８内の追加の使い捨て濾過器９０はこの要件に達する。つまり、パージバルブ１２２を通ってシステム２０に入る流体は、限外濾過器５２および５４を貫流した後に補充ポート８６を出て、第３限外濾過器またはマイクロフィルタ９０を通り、最終的に患者７８に至る。濾過器５２および５４は、一実施態様では、表面積が大きい使い捨て濾過器である。使い捨て濾過器９０は限外濾過器またはマイクロフィルタで良い。３つの濾過器を直列に配置すると、システム１０は、通常の動作時のボーラス量注入の場合、３重に冗長である。

特別な安全策として、何らかの理由で、排出ライン１２６から引き込まれ、濾過器５２および５４の両方を通過する補充流体が注入可能な品質の溶液を生成しない場合、透析液導電性プローブ、温度センサ、流量センサおよび透析液圧力変換器を含む透析液監視多岐管５６は、補充ポンプ９４の電源を切った後、警報を作動させる。警報が作動し、補充ポンプ９４が停止する場合、蠕動ポンプ９４の構成は、回転ヘッドが、ポンプヘッド周囲を巻く管類に沿ったある位置を外れて管類をクランプし、その位置における流体の流れを効果的に停止させる構成である。

ボーラス量を供給するため、補充ポンプ９４は、後希釈ライン１０４の逆止バルブ１１０などの逆止バルブを通してボーラス量を静脈点滴チャンバ８４内に揚送する。前希釈および後希釈多岐管１００は、必ずしも本発明のボーラス量溶液機能を実施する必要はないことは評価するべきである。しかし、ボーラス量溶液の量は、上記の前希釈および後希釈多岐管１００を介して実施することができる。そのため、ピンチクランプ１１４を開放して、ボーラス量が逆止バルブ１１０を貫通してクランプ１１４を通過し、ライン１０４を介して点滴チャンバ８４に移動するようにするか、またはピンチクランプ１１６を開放して、ボーラス量が逆止バルブ１１２を貫通してクランプ１１６を通過し、ライン１０６を介して点滴チャンバ８０に移動するようにする。点滴チャンバ８０または８４から、ボーラス量は静脈接近ライン７４を介して患者７８に移動する。

ボーラス量は予め決められるか、またはボーラス量機能を開始した後に、操作者が、たとえばタッチスクリーン制御装置を介して設定する。一実施態様では、ボーラス量は、タッチスクリーン上のキーパッドを介して、システム１０を使用する機械内に設定される。ボーラス量は、たとえば、補充ポンプ９４の回転数を監視するか、または上記のバイオセンサの１つで、所望の設定が得られるまで揚送することによって、制御することができる。ボーラス量が患者に供給された後、隔離バルブ１２０が開放し、パージバルブ１２２が閉鎖し、バイパスバルブ５８が付勢されて、透析液は、ライン６２ではなく、前透析装置ライン６０を貫流することができる。バルブ１２０および５８を開放すると、透析装置４４との流体連絡が再確立する。それに応じて、ＴＭＰ限界がリセットまたは再開される。隔離バルブ１２０が開放する前に、ＵＦ流量計５０が１行程移動し、隔離バルブ１２０が開放した時に、正膜間圧力差の生成を促進することができる。この手順は、患者に対して設定されたＵＦ目標を達成するのに役立つ。

（血液リンスバック）
本発明の血液リンスバック機能は、上記のボーラス量注入機能に類似する方法で作動する。血液リンスバック量は、手順を開始する時点で設定するか、または処方または治療計画に従って予め設定することができる。また、キーパッドを有するタッチスクリーンを使用して、リンスバック量を設定することができる。リンスバック機能は、一実施態様では手動で開始することができるが、本発明は、治療の終了時にリンスバック機能を自動的に開始することも意図している。さらに、血液リンスバック手順は、流体の設定量を入力することによって制御することができるが、静脈接近ライン７４の患者端部付近に配置された血液検出器を介してこの機能を制御することができ、血液検出器は、血液回路７０内に血液がもう存在しないかどうかを検出し、それに応じて自動的に補充ポンプ９４を停止させる。

ボーラス量注入手順を実行するための上記の主なステップの各々は、血液リンスバック手順についても実行することができる。明らかに、様々な目的で様々な手順があるため、この手順は治療時の異なる時点で行われる。上記のボーラス量機能は、手動で開始するか、または患者の血圧が低下したと思われるか、または低下しつつある場合に自動的に開始される。血液リンスバックは、治療の終了時点で行われ、システム内に残っている血液を患者７８に押し戻す。それにも関わらず、両方の手順は、隔離バルブ１２０およびバイパスバルブ５８を使用して、透析装置４４を透析液流路２０の他の部分から隔離することを含む。また、パージバルブ１２２が開放すると、患者７８に供給された等量の流体を、排出ライン１２６、濾過器５２、５４および９０を通して透析液流路２０内に引き込むことができ、その結果、流量平衡装置３０は適切に作動する。

ボーラス量機能と血液リンスバック手順との１つの相違は、血液リンスバック量が体外回路７０に供給される位置である。上記のとおり、ボーラス量は、静脈点滴チャンバ８４に供給することができる。一方、リンスバック量は、Ｙ−コネクタまたはＴ−コネクタ７９によってマークされた動脈接近ライン７２の端部に供給されるか、または動脈接近ライン７２のある位置であって、ポンプ８２、動脈点滴チャンバ８０、透析装置４４、静脈点滴チャンバ８４および最終的に静脈接近ライン７４を通って患者７８に至る動脈ライン７２内の血液を浄化するのに適する位置に供給される。コネクタ７９は、ソレノイドバルブ７７を介して前希釈ライン１０６に接続され、リンスバック機能の自動制御を可能にする。したがって、システム１０のリンスバック機能と組み合わせて前希釈および後希釈多岐管１００を使用して、リンスバック量を補充ポンプ９４からＹ−コネクタ１０２を通り、逆止バルブ１１２およびピンチバルブ１１６を含む前希釈ライン１０６、ライン１０６およびソレノイド７７を通って、コネクタ７９において動脈接近ライン７２に供給することを意図する。

しかし、多岐管１００は、必ずしも本発明のリンスバック量を供給する必要はないことを評価するべきである。たとえば、流体接続は、操作者または看護師が手動で行うことができる。図１および図２は、ピグテール１２６の終わりに位置する継手１０９に接続するキャップ１０８を示す。リンスバック量が必要な場合、既存の前希釈ライン１０６を使用する代わりに、キャップ１０８をピグテール１２６の継手１０９から取り外し、補充ライン（図示しない）を患者から取り外した後に手動でピグテール１２６の終わりおよびライン７２のコネクタ７９に結合するか、またはたとえばキャップを接続部７６から取り外すことによって、ライン７３内に位置するコネクタ７６に結合する。好ましい実施態様では、この補充ラインは、その端部に一方向バルブまたは逆止バルブ、たとえば逆止バルブ１１２を備えるであろう。

補充ラインを手動でコネクタ７６または７９に結合するため、血液ポンプ８２の電源を切り、キャップをコネクタ７９から取り外すか、または患者７８に挿入されるカテーテルの動脈接近ライン７２を動脈ニードルから分離する。クランプは、動脈ニードルの終わりで閉鎖されるため、血液は患者から失われない。次に、コネクタ７６または７９を補充ラインに接続し、補充ラインはピグテール１２６の終わりにも接続される。さらに他の別法による実施態様では、回転ハブを有するルーアコネクタは、一実施態様において動脈接近ライン７２の終わりに設けられ、このラインをピグテール１２６から延在する補充ラインに直接結合する。この接続を形成した後、リンスバック量は上記のとおりに供給される。

リンスバックを行う公知の方法は、動脈接近ライン７２を動脈ニードルから分離した後、生理食塩水バッグを動脈接近ライン７２に接続することである。その後、生理食塩水は生理食塩水バッグから動脈接近ライン７２を貫流し、生理食塩水のリンスバックまたは洗浄を行う。上記の手動および自動作動実施態様は共に、システム１０が、別個の生理食塩水または注入可能な溶液供給源の必要性を排除し、血液リンスバックを提供することを可能にする。

（プライム）
本発明のプライム機能は、治療前に体外回路７０をプライムするためのボーラス量およびリンスバック機能に関して、図１に関連して上記で述べた装置を使用して作動する。プライムは、治療の開始時に供給され、空気を体外回路から除去するある量の流体、たとえば透析液を含む。プライム機能は、あるシステム内で使用されるか、またはプライムの供給を開始するための操作者の入力を受信するように作動可能なシステム制御装置と共に使用される。別法によると、システムまたは制御装置は、治療の開始時にプライムの供給を自動的に開始するように作動可能である。一実施態様では、プライムの量または容量は、プライムの供給を開始する時に、操作者が入力する。量または容量は、治療開始前に予め決定することができる。別法によると、量または容量は、体外回路内で空気が感知されなくなるまで供給される。

（ＵＦ流量計）
次に、図３〜図７を参照すると、本発明のもう１つの主な実施態様が示されている。図３および図４は、それぞれシステム１５０および１６０を示し、これらのシステムは、図１および図２に関連して上記で説明したものと同じ構成要素を多く含む。これらの構成要素は、図１および図２と同じ参照符号で指示されている。図１および図２に関連して上記で説明した各々の代替物を含むこれらの要素の説明は、図３および図４の同様の参照符号に等しく適用される。

図３および図４のシステム１５０および１６０と比較した場合、図１および図２に記載する実施態様間の主な相違の１つは、図３および図４ではＵＦ流量計５０が取り外されていることである。図１および図２に示すＵＦ流量計の機能は、患者の最後の治療と現在の治療との間で時間が経過するにつれて、患者の体内に蓄積した流体を患者７８から除去することである。腎不全に関して生じる問題の１つは、患者が、多くの場合、排尿機能の一部または全部を失うことである。さもなければ排尿によって患者から除去されるはずの流体は、患者の血液および周囲の組織に蓄えられる。したがって、透析装置、および患者７８に対する清潔な溶液の注入は、老廃物およびその他の望ましくない物質を患者７８から除去するように作用するが、ＵＦ流量計５０は、患者が治療間に得る流体の量と等価な追加の流体量を患者から除去するように動作する。

ＵＦ流量計５０は、流量平衡装置３０のチャンバの対３２および３４の一方と類似する方法で動作する。ＵＦ流量計５０は、ダイアフラムによって２つの交互の可変容量キャビティＣ５およびＣ６に分離されている固定容量チャンバ１３２を画定する。固定容量チャンバ１３２は、適合する容量チャンバ３２および３４に対する所望の関係のサイズで形成される。ＵＦ流量計５０の入口バルブ１３６および１３８は、流量平衡装置３０の入口バルブ３６および出口バルブ３８と循環させることができる。この方法の場合、流体の既知の量は、各々の行程またはバルブサイクルで除去される。バルブ１３６および１３８は、キャビティＣ６が、前にキャビティＣ５に引き込まれた流体を出口バルブ１３８の１つに押し通すように交互に入れ替わり、その後、バルブは、キャビティＣ５が、以前に充填された容量をキャビティＣ６内に充填し、他の出口バルブ１３８に押し通すように切り替わる。

ＵＦ流量計５０は、効果的だが比較的複雑なデバイスである。また、バルブ１３６または１３８の一方が故障すると、ダイアフラムのサイクル半ばで制御されていない流れが生じ、その結果、患者の過濾過が生じる。

図１に示すシステム１０に関するもう１つの問題は、空気が限外濾過器５２および５４内に閉じ込められる可能性があることである。しかし、空気は、使い捨て式濾過器９０内に閉じ込められる可能性もあり、これは、空気が再使用可能な濾過器５２および５４に入る場合より可能性が大きい。システム１０に関するもう１つの問題は、透析液ポンプ４２がＵＦ除去ライン１３４の前面に直接配置され、ＵＦ流量計５０に通じることである。この構成は、ＵＦメータ５０の閉塞の原因になる可能性がある。また、パージバルブ１２２および１２４は、システム１０における通常の治療時に閉鎖され、その結果、これらの濾過器の膜の外側を横断する流れはなくなる（濾過器を通る操作上の流れは、濾過器の入口から限外濾過器内部の膜の外側に通じ、膜の壁部、限外濾過器の出口の外側の膜の内側を通る）。濾過器５２および５４内で濾過される物質は、治療後に、パージバルブ１２２および１２４が開放されて洗浄サイクルが行われるまで、濾過器内に残る。つまり、限外濾過器５２および５４内の膜によって濾過された最近および菌体内毒素は、治療期間全体にわたって、このような濾過器内部に残る。

図１のシステム１０のもう１つの潜在的な問題は、パージバルブ１２２および１２４の一方が正しく機能しない場合に、検出する唯一の方法は、ＴＭＰの増加または減少を検出することである点である。操作者によって適切に検査および診断されないＴＭＰ誤差は、患者のＵＦに誤差を生じる可能性がある。

次に、図３および図４を参照すると、上記の問題は、ＵＦ流量計５０を取り外して、透析液流路２０内のセラミックＵＰポンプ１４０と置き換えることで解決される。オンラインＨＦおよびオンラインＨＤＦ治療のための超高純度透析液は、セラミックポンプ１４０を、図３のシステム１５０の場合、単一パージバルブ１２２から下流に、図４のシステム１６０の場合、二重パージバルブ１２２および１２４の下流に配置することによって可能である。何れの場合も、パージバルブは、限外濾過器５２または５４の一方の洗浄出口１４２から下流に位置する。したがって、ポンプ１４０に達する流体は、排出ライン１２６に沿って除去される。以下で述べるとおり、ポンプ１４０は、一実施態様では、セラミック回転往復運動ピストンポンプであり、これは、ポンプの入口と出口との間に流体連絡を確立しない点で有利である。このポンプ構成はフェイルセーフを可能にし、制御されていない流体流は生じない。

セラミックポンプ１４０をパージバルブ１２２および１２４の下流に配置する場合、さらに有利である。つまり、ポンプの入口および出口を隔離し、それによって構成要素の故障によるＵＦの誤差の可能性をなくすほかに、ポンプ１４０を前透析装置に配置すると、ＵＦポンプが有機物質で閉塞または破損する可能性が減少する。つまり、ポンプ１４０から除去されて排出されるＵＦは、生成ユニット１２からの清潔または無菌溶液である。したがって、ＵＦ除去デバイス内に蓄積する菌体内毒素および細菌によってＵＦが誤差を生じる可能性は、本発明のシステム１５０および１６０では実質的に減少する。

また、ポンプ１４０は、濾過器５２および５４の洗浄出口１４２から流体を抜き取るため、システム１５０および１６０は、これらの濾過器内の膜の外側に沿って連続的に洗浄を行う。図４のシステム１６０の場合、パージバルブ１２２および１２４は、たとえば各々のバルブについて５０％循環するため、両方の濾過器５２および５４は、治療が行われる時に洗浄および浄化される。濾過器５２および５４の膜の外面に沿った洗浄は、治療時に連続的または半連続的に、濾過器から空気も除去する。ポンプ１４０は新鮮透析液をＵＦとして除去するが、透析装置４４は上記のように機能し、老廃物を患者の血液から拡散させる。老廃物は、血液を体外回路７０に直接注入することによって生じる対流搬送によっても除去される。次に、この老廃物は、透析液ポンプ４２を介して、平衡チャンバ３０を通って排出口に揚送される。ポンプ１４０による新鮮透析液のＵＦ揚送は、システム１５０および１６０の治療効果を変化させない。

上記のとおり、セラミック回転往復運動ピストンポンプ１４０を使用する１つの主な利点は、ＵＦポンプ１４０の入口と出口との間に流体連絡が存在しないことである。図５〜図７は、回転および往復運動ピストンポンプであるＵＦポンプ１４０の一実施態様を示す。図５〜図７は、３つの状態、つまり図５の流体流入状態、図６の一時停止状態、および図７の流出状態における回転往復運動ピストンポンプ１４０を示す。１つの適切な回転往復運動ピストンポンプは、スイス、エンブラフのＤｉｅｎｅｒ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｕｍｐｓが供給している。

図５〜図７では、バルブ１４０は回転チャンバ１４２を備え、これは、回転および往復運動ピストン１４６の端部を収容する開口部１４４を画定する。ピストン１４６の端部は、ボールベアリングタイプのヘッド１５２を有するアーム１４８を備え、このヘッド１５２は、開口部１４４と流体連絡する結合開口１５４内に摺動的に収容される。チャンバ１４２は、実質的に垂直な軸を有するシャフト１５６を介して回転するので、ヘッド１５２は結合開口１５４の外壁によって支持され、その結果、アーム１４８およびシャフト１４６を回転させる。実質的に垂直なシャフト１５６に対するシャフト１４６の角度により、ヘッド１５２、アーム１４８およびシャフト１４６も、チャンバ１４２の回転時に、結合開口１５４の回転位置に応じてシャフト１４６の角度方向に前後に平行移動する。図５に示すように、流入状態では、ピストンヘッド１５２は、図７のポンプ１４０の流出状態におけるピストンヘッド１５２と本体１５８との間の垂直距離に比べて、ポンプ本体１５８から引っ張られてさらに離れる。ピストンヘッド１５２は、それに応じて、図６に示すポンプ１４０の一時停止状態における本体１５８から離れて、中間の相対的位置にある。したがって、駆動シャフト１５６の回転によって、固定本体１５８に対するシャフト１４６の回転運動および平行移動運動が生じる。

本体１５８は、水などの潤滑剤が、シャフト１４６と本体１５８の内側ボアとの間の摺動係合部を潤滑することを可能にするポート開口部１６２を画定する。本体１５８は、入口および出口ポート１６４および１６６もそれぞれ画定する。シャフト１４６の下端は、ノッチ１６８を画定する。ポンプ１４０の流入状態におけるノッチ１６８は、流体が入口ポート１６４を介してポンプチャンバ１７０内に入ることを可能にする。重要なことに、流入状態では、ポンプチャンバ１７０と出口ポート１６６との間は流体連絡しない。図６のポンプ１４０の一時停止状態では、シャフト１４６は、ノッチ１６８がポート１６４または１６６に対向または流体連絡しない位置に回転しており、ポンプチャンバ１７０とポート１６４および１６６の開口部との間は流体連絡しない。図７のポンプ１４０の流出状態では、シャフト１４６は、ノッチ１６８が、ポンプチャンバ１７０と出口ポート１６６との間の流体連絡を可能にする位置に回転している。重要なことに、流出状態では、ポンプチャンバ１７０と入口ポート１６４との間は流体連絡しない。

動作時、シャフトが流出状態（図７）から流入状態（図５）に移動すると、ポンプチャンバ１７０内の容量が増加して真空が生じ、流体がチャンバ１７０内に引き込まれる。一時停止状態（図６）では、ポンプチャンバ１７０内の容量は、流入状態（図５）における容量から減少し、チャンバ１７０内に正圧が生じる。シャフト１４６が一時停止状態（図６）から流出状態（図７）に移動すると、チャンバ１７０内の容量はさらに減少し、流体を出口ポート１６６から押し出す。

入口ポート１６４は出口ポート１６６と流体連絡していないため、ポンプ１４０は、故障または電源喪失時でも、制御されていないＵＦ流を流すことができず、先行技術の流量計５０およびこの流量計５０自体のバルブ１３６および１３８に固有の誤差と比較して、パージバルブ１２２および１２４の一方の障害から生じる可能性がある潜在的なＵＦ誤差と同様、固有の誤差の可能性が著しく減少する。

上記に暗に示したとおり、患者から除去される限外濾過液の量は、一実施態様では、シャフト１４６の回転数を監視することによって制御される。回転往復運動ピストンポンプ１４０は、本質的に正確である。しかし、必要な場合、流量測定デバイスを排出ライン１２６内に配置して、ポンプ１４０の出口を監視することができる。

ポンプ１４０は、図１および図２に関連して上記で述べた実施態様であって、前希釈および後希釈機能、ボーラス量機能およびリンスバックパージを含む実施態様の各々に使用される。特に、図３および図４は、図１に関連する上記の多岐管１００を使用することができるが、分かりやすくするために図示しない。ボーラス量およびリンスバックの量を注入するため、ポンプ１４０は対向方向に回転して、上記と同様に図３および図４に双方向矢印で示すライン１２６から流体を引き込む。

（濾過構成）
図１および図４の本発明は、改善された濾過構成を示す。患者７８に適する置換液を生成するため、透析液などの電解質溶液を限外濾過器および／またはマイクロフィルタによって濾過し、注入可能な品質の生産物を生成する。本発明は、３つの濾過器を直列で使用し、濾過器間に配置されて介在するポンプは存在しない。各々の濾過器は、細菌および菌体内毒素の連続的な対数減少を追加する。ポンプは、濾過器間に配置された場合、システムの電源が切れた時などの停止時間中に、細菌および菌体内毒素が蓄積する場所になる。したがって、本発明は、直列濾過器間にポンプを配置する必要性を排除する。しかし、ポンプのほかに、センサおよびその他の流れ構成要素を、直列濾過器間に配置することは意図されている点を評価するべきである。

細菌および菌体内毒素をできるだけ除去しようと試みて、図１および図４に示す本発明のシステムは、直列の３つの濾過器、つまり濾過器５２、５４および９０を使用する。これらの濾過器は、細菌および菌体内毒素の連続的な対数減少を提供することにより、溶液の品質を確実にするのを促進する。濾過器５２、５４および９０は、使い捨てまたは再使用可能な限外濾過器、マイクロフィルタまたはその他の菌体内毒素／細菌減少デバイス、たとえばｃｌａｒｉｇｅｎダイヤルガードコラムなどの組合せで良い。一実施態様では、濾過器５２および５４は再使用可能であり、油圧経路８８は、システム内の第１濾過器の後に、ポンプなどの複雑な油圧機能を備えないように構成され、その結果、溶液が最初に濾過された後、細菌およびバイオフィルムが成長する危険性が減少する。一実施態様では、濾過器９０は使い捨てのマイクロフィルタである。

適切な対数減少に関しては、細菌が成長し、それに続いて菌体内毒素が生成される可能性を低下させることが重要である。そのため、図１および図４の濾過構成は、濾過器５２、５４または９０間にポンプを使用しない。濾過器５２および５４からの薬液の流れは、無菌管類（そして、おそらくその他の流れ構成要素）を通過して、次の濾過器の入口に達する。流れ構成要素のより複雑な内腔表面はバイオフィルムが形成される可能性がより大きいため、管類のみが、一実施態様で濾過器５２と５４との間に設けられ、単一透析液監視多岐管５６は濾過器５４と９０との間に配置される。濾過器間の構成要素を単純な管類（そして、おそらくセンサ構成要素）のみに制限することは、複雑な表面上に細菌が増殖するのを防止し、消毒の有効性を確保するのに役立つ。

本発明の薬液システムの調製段階におけるパージ機能も、機械を最後に使用してから成長した細菌または菌体内毒素を除去するのに役立つ。しかし、濾過器５２、５４および９０間の単純化された経路では、殆ど成長しない。

濾過器５２、５４および９０の前後にポンプを配置すると、たとえば透析液ポンプ４２を介して濾過器を通して揚送される流体の流量は、たとえば輸液ポンプ９４を介して患者７８に揚送される流量より多くすることが可能である。したがって、図１および図４のシステムは、患者７８に流れる薬液が、濾過器から流出する総流量のごく一部分（にも関わらず、潜在的に大部分）であるように設定することができる。たとえば、システムを血液濾過に使用し、患者７８に対する置換液を２５０ｍｌ／分の流量に設定する場合、濾過器５２、５４および９０から流出する流量は３００ｍｌ／分で良い。このような過剰な流量の目的は、再使用可能な濾過器内で、濾過器と濾過ライン８８との接続部において停滞する領域を防止することであり、これは、停止時間中に、細菌が、デバイス５４または濾過ライン８８内の濾過器５２と５４との間、または濾過器５４の後に増殖しないようにするのに役立つ。

上記の方法で濾過器を使用することにより、濾過器は大体において、入って来る医療溶液から汚れを濾過するだけで良いため、濾過器の結合対数減少によって置換液の品質を確保することができる。さらに、濾過器の１つが故障した場合、それにも関わらず、残りの濾過器の結果として得られる対数減少は、殆どの場合、医療グレードの溶液を提供するのに十分である。さらに、濾過器間の滑らかで清潔な表面は、容易かつ効果的に殺菌され、停止期間における成長を防止する。本明細書に記載する濾過構成は特に、図１および図４のシステムに特に良く適しているが、この構成は、これらの図面に記載されているその他の機能および発明に使用することに明示的に限定されず、当然、多くの異なるタイプの注入流体流動形態および構成に適用することができることを評価するべきである。

本明細書に記載する現在好ましい実施態様に対する様々な変化および修正は、当業者にとっては明らかであることを評価するべきである。このような変化および修正は、本発明の精神および範囲を逸脱せず、意図する利益を減少することなく行うことができる。したがって、このような変化および修正は、添付の請求の範囲に含むことを意図する。

図１は、前希釈および／または後希釈ＨＦ／ＨＤＦ浄化モード、患者に対するボーラス量、患者に対するプライムおよび／または患者に対する血液リンスバック量を提供するための本発明によるシステムおよび方法を示す。 図２は、図１に示すシステムおよび方法に使用される治療流体供給多岐管の一実施態様を示す。 図３および図４は、限外濾過液を患者から除去し、医療用治療流体を濾過するための本発明によるシステムおよび方法を示す。 図３および図４は、限外濾過液を患者から除去し、医療用治療流体を濾過するための本発明によるシステムおよび方法を示す。 図５〜図７は、図３および図４に示すシステムおよび方法に使用される限外濾過液ポンプの一実施態様を示す。 図５〜図７は、図３および図４に示すシステムおよび方法に使用される限外濾過液ポンプの一実施態様を示す。 図５〜図７は、図３および図４に示すシステムおよび方法に使用される限外濾過液ポンプの一実施態様を示す。

Claims (21)

1. 腎不全を処置するための血液濾過システムであって：
   体外回路と連絡する血液濾過デバイス；
   第１ラインと流体連絡する第１ポンプであって、該血液濾過デバイスに流体をポンプ輸送する形態の第１ポンプ；
   第２ラインと流体連絡する第２ポンプであって、該血液濾過デバイスから流体をポンプ輸送する形態の第２ポンプ；
   該第１ラインおよび該第２ラインと流体連絡する平衡チャンバであって、該平衡チャンバがその中に２つの可変容量キャビティを生成する可撓性の膜を含み、そして新鮮および使用済み流体の同様の容量を交換するような形態である平衡チャンバ；
   複数のバルブ；および
   該複数のバルブを作動し、該平衡チャンバから引き出された使用済み流体が、該血液濾過デバイスに送達される新鮮流体の容量を補填するために、該第２ラインを含む再循環ループを通って、該平衡チャンバに再循環されることを可能にするようにプログラムされた制御スキーム、を備える、血液濾過システム。
2. 請求項１に記載の血液濾過システムであって、複数の平衡チャンバを含み、各平衡チャンバがその中に２つの可変容量キャビティを生成する可撓性の膜を含み、そして前記第１ポンプと流体連絡する前記第１ライン、および前記第２ポンプと流体連絡する第２ラインを有する、血液濾過システム。
3. 請求項２に記載の血液濾過システムであって、前記制御スキームが、前記複数のバルブを作動し、前記第１ラインおよび該第２ラインの個々の１つを通って前記平衡チャンバの各々から引き出された使用済み流体が、該血液濾過デバイスに送達される新鮮流体の容量を補填するために該第１ラインおよび該第２ラインの個々の他方を通って該平衡チャンバに再循環されることを可能にするような形態である、血液濾過システム。
4. 請求項２に記載の血液濾過システムであって、前記複数の平衡チャンバが、適合流量平衡装置の一部を形成する、血液濾過システム。
5. 請求項１に記載の血液濾過システムであって、前記新鮮流体の容量が、ボーラス容量、リンスバック容量またはプライム容量を提供する、血液濾過システム。
6. 請求項１に記載の血液濾過システムであって、前記第１ラインおよび前記第２ラインの１つと連絡する限外濾過流量計を含む、血液濾過システム。
7. 請求項１に記載の血液濾過システムであって、前記血液濾過デバイスの上流に位置する限外濾過器を含む、血液濾過システム。
8. 請求項１に記載の血液濾過システムであって、前記第１ポンプが前記平衡チャンバの上流に位置し、そして前記第２ポンプが前記血液濾過デバイスの下流に位置する、血液濾過システム。
9. 請求項８に記載の血液濾過システムであって、前記複数のバルブの１つが、前記第２ポンプと前記血液濾過デバイスとの間に位置する、血液濾過システム。
10. 請求項８に記載の血液濾過システムであって、前記複数のバルブの１つが、前記第１ポンプと前記平衡チャンバとの間に位置する、血液濾過システム。
11. 請求項１に記載の血液濾過システムであって、前記複数のバルブの第１バルブおよび第２バルブが、前記血液濾過デバイスに連結された第１ラインおよび第２ラインに位置する、血液濾過システム。
12. 腎不全を処置するための血液濾過システムであって：
    体外回路と連絡する血液濾過デバイス；
    第１ラインと流体連絡する第１ポンプであって、該血液濾過デバイスおよび該体外回路に流体をポンプ輸送する形態の第１ポンプ；
    第２ラインと流体連絡する第２ポンプであって、該血液濾過デバイスから流体をポンプ輸送する形態の第２ポンプ；
    該第１ラインおよび該第２ラインと流体連絡する平衡チャンバであって、該平衡チャンバがその中に２つの可変容量キャビティを生成する可撓性の膜を含み、そして新鮮および使用済み流体の同様の容量を交換するような形態である平衡チャンバ；
    複数のバルブ；および
    該複数のバルブを作動し、該平衡チャンバから引き出された使用済み流体が、該血液濾過デバイスおよび該体外回路に送達される新鮮流体の容量を補填するために該第２ラインを含む再循環ループを通って該平衡チャンバに再循環されることを可能にするようにプログラムされた制御スキーム、を備える血液濾過システム。
13. 請求項１２に記載の血液濾過システムであって、前記新鮮流体の容量が、ボーラス容量、リンスバック容量またはプライム容量を提供する、血液濾過システム。
14. 請求項１２に記載の血液濾過システムであって、前記第１ポンプと前記体外回路との間に位置する少なくとも１つのフィルタを含む、血液濾過システム。
15. 請求項１２に記載の血液濾過システムであって、前記第１ラインおよび前記第２ラインの１つと連絡する限外濾過流量計を含む、血液濾過システム。
16. 請求項１２に記載の血液濾過システムであって、前記第１ポンプが前記平衡チャンバの上流に位置し、そして前記第２ポンプが前記血液濾過デバイスの下流に位置する、血液濾過システム。
17. 腎不全を処置するための血液濾過システムであって：
    体外回路と連絡する血液濾過デバイス；
    第１ラインと流体連絡する第１ポンプであって、該体外回路に流体をポンプ輸送する形態の第１ポンプ；
    第２ラインと流体連絡する第２ポンプであって、該血液濾過デバイスから流体をポンプ輸送する形態の第２ポンプ；
    該第１ラインおよび該第２ラインと流体連絡する平衡チャンバであって、該平衡チャンバがその中に２つの可変容量キャビティを生成する可撓性の膜を含み、そして新鮮および使用済み流体の同様の容量を交換するような形態である平衡チャンバ；
    複数のバルブ；および
    該複数のバルブを作動し、該平衡チャンバから引き出された使用済み流体が、該体外回路に送達される新鮮流体の容量を補填するために該第２ラインを含む再循環ループを通って該平衡チャンバに再循環されることを可能にするようにプログラムされた制御スキーム、を備える血液濾過システム。
18. 請求項１７に記載の血液濾過システムであって、前記新鮮流体の容量が、ボーラス容量、リンスバック容量またはプライム容量を提供する、血液濾過システム。
19. 請求項１７に記載の血液濾過システムであって、前記第１ポンプと前記体外回路との間に位置する少なくとも１つのフィルタを含む、血液濾過システム。
20. 請求項１７に記載の血液濾過システムであって、前記第１ラインおよび前記第２ラインの１つと連絡する限外濾過流量計を含む、血液濾過システム。
21. 請求項１７に記載の血液濾過システムであって、前記第１ポンプが前記平衡チャンバの上流に位置し、そして前記第２ポンプが前記血液濾過デバイスの下流に位置する、血液濾過システム。

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