JP6636953B2 - 血管アクセスの切断を検出するためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、概して血液透析および類似の透析システム、たとえば、体外で血液またはその他の体液の処理が可能なシステムに関する。

多くの要因により、血液透析は非効率的で、困難で、費用がかかる。これらの要因としては、血液透析の複雑さ、血液透析に関連する安全性の懸念、血液透析に多大な量の透析液が必要なことなどが挙げられる。さらに、血液透析は通常、熟練した技術者を要する透析センタにおいて実行される。

したがって、透析方法の簡易化と効率化の向上は、治療費または患者の出費に大きな影響を与える可能性がある。

本発明の態様は、一般に、血液透析および同様の透析システムに関する。本明細書に記載される例示的な実施形態は、場合によっては、相互に関係する製品、特定の問題に対する代替解決策、および／または１つまたは複数のシステムおよび／または物品の複数の異なる用途を含む。本明細書に記載の様々なシステムおよび方法は、血液透析に関して記載されているが、本明細書に記載の様々なシステムおよび方法は、血液ろ過、血液透析ろ過などのような他の透析システムおよび／または血液または他の体液を処理することができる任意の体外システムにおいても適用できることは理解されるべきである。

本発明の一態様では、アクセス切断（ａｃｃｅｓｓ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を検出する方法であって、同方法は、血管アクセス部位を介して静脈ラインから動脈ラインまでの電気インピーダンスを測定することと、測定された電気インピーダンスから電気量を決定することと、電気量を第１の所定の閾値と比較することと、電気量が第１の閾値と交差する（ｃｒｏｓｓ）場合にカウンタを開始することと、電気量が第２の閾値と交差する前にカウンタが所定の値に達した場合にアクセス切断を宣言することと、を含む。カウンタは、時間の単位、血管アクセス部位に圧送される血液量、または血液ポンプの行程数をカウントすることができる。電気量は、プローブ間のインピーダンスの未処理のまたはフィルタリングされた値、インピーダンスの時間微分、または第１の時定数を有するインピーダンスの第１のフィルタリングされた値と第１の時定数よりも長い第２の時間定数を有するインピーダンスの第２のフィルタリングされた値との間の差であってもよい。アクセス切断を検出する方法は、血液ポンプが動脈ラインまたは静脈ラインを通って流体を流している間のみ、測定されたインピーダンスから電気量を決定することができる。さらに、血液ポンプ、閉鎖部およびユーザインターフェースと通信するコントローラは、アクセス遮断を宣言するＡＤＳアルゴリズムに応答して、血液ポンプの動作を停止し、閉鎖部を閉じ、および／またはユーザに信号を送ってもよい。アクセス切断が宣言された場合のコントローラは、血管アクセス部位での動脈針および静脈針の位置を確認し、ユーザが治療の再開または治療の終了を選択することをユーザに要求することができる。本発明の別の態様では、アクセス切断を検出する方法であって、同方法は、一定の間隔で静脈ラインから動脈ラインまでの電気インピーダンスを血管アクセス部位を介して測定することと、測定された電気インピーダンスから電気量を決定することと、血液を患者へ送達するポンプの行程を完了することと、ポンププランジャへの駆動力をより低い値に低減することと、電気量が第１の所定の閾値を超えたときにアクセス切断を宣言することと、とを含む。電気量は、未処理のまたはフィルタリングされた電気インピーダンスまたはインピーダンスの時間微分、あるいは第１の時定数を有するインピーダンスの第１のフィルタリングされた値と第１の時定数より長い第２の時定数を有するインピーダンスの第２のフィルタリングされた値との間の差、であってもよい。

本発明の別の態様には、アクセス切断を検出する方法であって、同方法は、血管アクセス部位を介して静脈ラインから動脈ラインまでの電気インピーダンスを測定することと、測定された電気インピーダンスから電気量を決定することと、電気量を第１の所定の閾値と比較することと、電気量が第１の閾値と交差したときに暫定フラグ（ｐｒｏｖｉｓｉｏｎａｌ ｆｌａｇ）を設定することと、電気量が第２の閾値と交差したときに暫定フラグをクリアすることと、暫定フラグが一定期間以上の間、常に設定されているときにアクセス切断を宣言することと、を含む。

本発明の別の態様では、アクセス切断を検出するためのシステムであって、同システムは、それぞれ、一端が血液ポンプに接続され、他端が患者の血管アクセス部位に接続されている静脈ラインおよび動脈ラインと、静脈ラインの一部、動脈ラインの一部、および血管アクセス部位を通る電気インピーダンスを測定することができる静脈ラインおよび動脈ライン内の血液と容量的に（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ）結合される回路と、血液ポンプおよび回路と通信するコントローラとを備え、同コントローラは、測定された電気インピーダンスから電気量を決定し、電気量を第１の所定の閾値と比較し、電気量が第１の閾値と交差するときにカウンタを開始し、電気量が第２の閾値と交差する前にカウンタが所定の値に達した場合にアクセス切断を宣言する。

システムコントローラは、血管、ろうまたはグラフトにおける第１および第２のカテーテルまたは針を含む血管アクセスにおけるカテーテルまたは針の脱落（ｄｉｓｌｏｄｇｍｅｎｔ）を検出するように構成することができる。同システムは、第１のカテーテルまたは針をポンプの入口に流体接続する第１のラインと、第２のカテーテルまたは針をポンプの出口に流体接続する第２のラインと、第１のラインを第１のカテーテルまたは針に接続する第１のコネクタと、第２のラインを第２のカテーテルまたは針に接続する第２のコネクタと、各コネクタがそのコネクタの流体搬送内腔と流体連通する電極を有することと、第１のコネクタ及び第２のコネクタの電極に電気的に接続されるとともに血管、ろうまたはグラフトを通る導電経路を介して第１のコネクタ及び第２のコネクタの間の流体の電気インピーダンスを測定するように構成されている電子回路と、電子回路から一連のサンプリングされた電気インピーダンス値を受信し、同電気インピーダンス値を信号として処理するように構成されたコントローラと、を備える。ポンプの動作は、ユーザの血液の一部の体外循環を含むことができる。

一実施形態では、コントローラは、第１の時定数を使用して信号をサンプリングし、フィルタリングまたは平滑化し、第１のフィルタリングされた信号を生成し、第２のより長い時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第２のフィルタリングされた信号を生成し、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値よりも大きい時点において切断フラグを暫定的に設定するとともにカウンタを開始し、カウンタが所定のカウントに達する前に、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の差が第２のより小さい閾値未満に減少する場合には切断フラグをクリアし、カウンタが所定のカウントに達する前に切断フラグがクリアされていない場合には血管切断を宣言するように構成されている。

任意選択的に、宣言は、コントローラに１つ以上の機械的ライン閉鎖部を作動させて、第１および第２のラインにおける流体の流れを停止させ、ポンプを停止させ、または血管切断の可能性が発生することをユーザに通知させる。ユーザへの通知は、ユーザが血管アクセス時に第１および第２のカテーテルまたは針の位置を確認することを要求することを含むことができる。コントローラは、ユーザからポンプの動作を再開するコマンドを受信するように、またはポンプのさらなる動作を中止するコマンドを受信するように構成されてもよい。コントローラは、血管切断の複数の宣言のそれぞれに続いて、ポンプの動作を再開するユーザコマンドが続く場合に、第１の閾値を上昇するように構成されていてもよい。コントローラは、血管切断の宣言がなされ、機械的ライン閉鎖部が起動された場合に電気インピーダンス値を処理し続けることができ、コントローラは、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値よりも大きい第３の閾値を超えている場合に血管切断を確認するように構成されてもよい。

カウンタは、所定のカウントが所定の時間間隔である時間単位をカウントすることができ、所定のカウントが所定の血液量である血管アクセスに圧送される血液量の単位をカウントすることができ、或いは所定のカウントが予め定められた数の行程であるポンプの行程数をカウントすることができる。

信号は、電気インピーダンス値の時間微分であってもよい。
ポンプが第１および第２のラインを通って流体をポンピングすることを停止した場合、コントローラは電気インピーダンス値の処理を停止することができる。

一実施形態では、コントローラは、信号データをフィルタリングすることなく、または信号データのフィルタリングされたバージョンを使用して、上記プロセスのすべてのうちの任意のものを実行することができる。コントローラは、第１の時定数を使用する第１のフィルタリングされた信号と第２のより長い時定数を使用する第２のフィルタリングされた信号との間の差を使用することによって、上記プロセスのいずれかまたはすべてを行うことができる。代替的に、処理された信号は、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の比であってもよく、その比を第１、第２および／または第３値と比較して暫定フラグを設定するか、またはカウンタを開始または終了する。コントローラは、カウンタを使用せずに、または暫定切断フラグを設定することなく、上記プロセスのいずれかまたはすべてを実行することができる。

コントローラは、信号試験を行って、脱落事象が血管、ろうまたはグラフトの外側の電極間の導電経路によって不明瞭にされているかどうかを決定することができる。コントローラは、第１の時定数を使用して信号をサンプリングし、そしてフィルタリングまたは平滑化して、第１のフィルタリングされた信号を生成し、第２のより長い時定数を使用して信号をサンプリングし、そしてフィルタリングまたは平滑化し、第２のフィルタリングされた信号を生成し、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値を超える場合、カウンタを開始し、かつ暫定切断フラグを設定し、カウンタが予め設定されたカウントに達する前に、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の差が第２のより低い閾値を下回った場合、暫定切断フラグを一時的にクリアし、ポンプのアクチュエータに命令してポンプのポンプチャンバに力を加えて第１または第２のカテーテルまたは針への流体供給行程を完了させ、ポンプチャンバに減少した力を加えるようにアクチュエータに命令し、第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値以上の第３の閾値を超えた場合に、アクセス切断を宣言することができる。

一実施形態では、コントローラは、リンスバック（ｒｉｎｓｅｂａｃｋ）手順の間、血液充填血液配管セットから透析液充填血液配管セットへの移行を検出することができる。遅延したまたは不完全な移行は、例えば、コネクタでの、或いはコネクタの遠位での閉鎖を示し得る。コントローラは、透析液が透析器を介して血液配管セットに圧送されるときに、信号またはフィルタリングされた形態の信号を測定し、信号またはフィルタリングされた形態の信号が、第１および第２の流体ライン内の血液に関する信号の期待値にほぼ等しい第１の値を有するか、第１および第２の流体ライン内の透析溶液に関する信号の期待値にほぼ等しい第２の値を有するかを決定し、信号またはフィルタリングされた形態の信号が第１の値から第２の値に変化する時点を決定し、コントローラが第１の値から第２の値への変化を検出した場合に第１の通知をユーザに提供するか、若しくはコントローラが、予め定められた期間内に第２の値よりもおおよそ小さい第１の値からの変化を検出した場合第２の通知をユーザに提供するように構成されていてもよい。

本発明のその他の利点および新規な特徴は、添付図面と併せて検討すると、以下の本発明の非限定的な各種実施形態の詳細な説明から自明となるであろう。本明細書と引用により組み込まれた文献とが相対するおよび／または矛盾する開示を含む場合、本発明が優勢であるものとする。引用により組み込まれた２つまたはそれ以上の文書が互いに相対するおよび／または矛盾する開示を含む場合、有効日が遅い方の文書が優勢であるものとする。

例示の実施形態に係る血液透析システムの流体処理構成要素の概略図。 図１の透析システムの流体流を概略的に示す図。 図２の実施形態の血流回路に関する流体流を概略的に示す図。 図２の実施形態の平衡回路に関する流体流を概略的に示す図。 図２の実施形態の方向付け回路に関する流体流を概略的に示す図。 例示の実施形態における排液アセンブリに関する流路を示す概略流体流図。 図２の実施形態の混合回路に関する流体流の概略図。 例示の一実施形態の血液透析システムの右前斜視図。 例示の実施形態の動力部の選択された構成要素の斜視図。 例示の実施形態の空気除湿器装置の概略図。 図７Ａの実施形態の除湿器構成の斜視図。 図７の血液透析システムの左後斜視図。 図７の血液透析システムの前面図。 ドアが第１の開放位置にあるときの図７の血液透析システムの右前斜視図。 図１０の血液透析システの上面図。 図１０の血液透析システムの前面図。 図１０の血液透析システムの右側面図。 ドアが第２の開放位置にあるときの図７の血液透析システムの右前斜視図。 図１４の血液透析システムの上面図。 図１４の血液透析システムの前面図。 ドアがシステムのフロントパネルを露出させる開放位置にあるときの図７の血液透析システムの前面図。 例示の実施形態の血液ポンプアセンブリとインタフェース接続するように構成された制御ポートアセンブリ展開斜視図。 血液ポンプアセンブリが係合している図１７Ａの実施形態の側断面図。 例示の実施形態の一対の血液ポンプカセットラッチおよび取出しアセンブリを備えた制御ポートアセンブリの斜視図。 例示の実施形態のエジェクタ要素が後退位置に存在するラッチアセンブリの単独図。 例示の実施形態のエジェクタ要素が伸長位置に存在する図１７Ｄのラッチアセンブリの単独図。 例示の実施形態の透析ユニットのパネル上において保持状態にある血液ポンプカセットの前面図。 図１７Ｆの線１７Ｇ−１７Ｇに沿った断面図。 図１７Ｆの線１７Ｈ−１７Ｈに沿った断面図。 例示の実施形態において取出し状態にある血液ポンプカセットの前面図。 図１７Ｉの線１７Ｊ−１７Ｊに沿った断面図。 図１７Ｉの線１７Ｋ−１７Ｋに沿った断面図。 図７のシステムで使用される血液回路アセンブリの前面図。 例示の実施形態における薬剤ホルダを有する血液ポンプの斜視図。 図１８の血液回路アセンブリ用の編成トレイの右斜視図。 図１８の血液回路アセンブリの左後斜視図。 血液ポンプカセットの別の実施形態の前面展開図。 図２０Ａの血液ポンプカセットの背面展開図。 図２０Ａの血液ポンプカセットの下部プレートまたは後部プレートの前面図。 図２０Ａの血液ポンプカセットの下部プレートまたは後部プレートの背面図。 図７のシステムのフロントパネルの左前斜視図。 例示の実施形態におけるフロントパネルアセンブリの別の実施形態の前面図。 例示の実施形態における明確にするために血液ポンプカセットの上部および中央プレート構成要素が取り除かれている図２１Ａのフロントパネルアセンブリを示す図。 図７のシステムにおけるフロントパネルの前面図。 透析器用の一対の搭載機能を有する図７のシステムのフロントパネルの前面図。 透析器の透析液入口／出口ポートに装着される迅速接続継手を備えた透析器の側面図。 図７のシステムと共に使用される試薬供給源の右斜視図。 図２５の試薬供給源用のＥ字叉コネクタと血液透析システムのフロントパネル上の対応する接続点とを示す斜視図。 血液回路アセンブリ用の一対の血液ラインコネクタと血液透析システムのフロントパネル上の対応する接続点とを示す斜視図。 図２７の血液ラインコネクタと接続点とを示す側面図。 別の実施形態の血液回路アセンブリの斜視図。 図２９の血液回路アセンブリの一部の近接図。 例示の実施形態における例示的なモジュール式排液カセット。 例示の実施形態における飾り板が排液カセットの前壁の前方に配置されている、図３１における排液カセットを示す展開図。 例示の実施形態における図３１の排液カセットの前壁の斜視図。 例示の実施形態における明確にするために前壁が取り除かれている図３１の排液カセットの主ハウジングを示す図。 例示の実施形態における図３１の排液カセットの後斜視図。 例示の実施形態における排液カセットが取り外されているフロントパネルを示す図。 例示の実施形態における伝導度回路の概略図。 図３７の回路によって処理される電気波形の図。 回路の未知抵抗／基準抵抗の比に対してプロットされた図３７の回路のノイズ／誤差感度の代表的なグラフ。 血液透析システムの例示的な血流回路の概略図。 図４０の血流回路において使用することができるコネクタの側面図。 図４１Ａのコネクタの断面図。 ワイヤおよび可撓管が取り付けられている図４１Ａおよび図４１Ｂのコネクタの断面図。 図４０の血流回路において使用することができる別の実施形態のコネクタの斜視図。 図４３Ａのコネクタの上面図。 図４３Ｂのコネクタの断面図。 導電ワイヤを組み込んでいる可撓チューブの断面図。 導電ワイヤを組み込んでいる可撓チューブの断面図。 導電ワイヤを組み込んでいる可撓チューブの断面図。 導電ワイヤを組み込んでいる可撓チューブの断面図。 流体搬送内腔およびワイヤ搬送内腔を有する可撓二重内腔チューブの斜視図。 ワイヤおよび配管が取り付けられている図４３Ａ〜図４３Ｃのコネクタに類似するコネクタの断面図。 代表的な血液透析システムにおいて使用される体外血流回路の平面図。 図４７の体外血流回路を受け入れ動作させるように構成された血液透析装置の斜視図。 さまざまな条件下において図３７の伝導度回路によって測定された抵抗の代表的なプロット。 本開示の実施形態による正面角度からの閉鎖アセンブリの展開斜視図。 背面角度からの図５０の閉鎖アセンブリの展開斜視図。 チューブの装填を示すようにドアが開放されボタンが押されている、図５０の閉鎖アセンブリの前斜視図。 ドアが閉じられているときにスイッチに係合しているドアを示す、図５０の閉鎖アセンブリの近接斜視図。 可撓チューブを完全に閉鎖しているアームを示すためにドアおよび枠の存在しない図５０の閉鎖アセンブリの前面。 非閉鎖位置にあるアームを示すようにドアおよび枠の存在しない図５０の閉鎖アセンブリの前面を示す図。 アクチュエータアームが完全に後退した位置にある図５０の閉鎖アセンブリの後／上斜視図。 アクチュエータアームが完全に伸長した位置にある図５０の閉鎖アセンブリの後斜視図。 非閉鎖状態にある図５０の閉鎖アセンブリのいくつかの作動部品の側面斜視図。 閉鎖状態にある図５０の閉鎖アセンブリのいくつかの作動部品の側面斜視図。 アセンブリ用の主バネに関する位置を示す、図５０の閉鎖アセンブリのアクチュエータの側断面図。 本開示の実施形態による血液透析装置のフロントパネルアセンブリに搭載された図５０の閉鎖アセンブリを示す図。 アクセス切断センサシステムからの未処理の信号および処理された信号、および非脱落事象についての圧送圧力を示す。 アクセス切断センサシステムからの未処理の信号および処理された信号、およびアクセス切断事象についての圧送圧力を示す。 アクセス切断センサシステムからの未処理の信号および処理された信号、圧送圧力、およびアクセス切断事象のためのＡＤＳ信号試験を示す。 アクセス切断センサシステムからの未処理の信号および処理された信号、圧送圧力、およびアクセス切断事象のためのＡＤＳ信号試験を示し、図６２〜６４において示されるものよりもより長い半サイクルの持続時間を有している。

本発明の態様を例示的な実施形態を参考にして図面を参照するとともに説明する。図中、類似の符号は類似の要素を指す。
本発明の各種態様は、概して、血液濾過システム、血液濾過透析システム、血漿交換システムなどの血液透析等の新システムに関する。したがって、本明細書に記載の各種システムおよび方法は血液透析に関連して説明されているが、その他の透析システムおよび／または血液または血漿などのその他の体液を処理可能な体外システムにも適用可能であることを理解すべきである。

以下に説明するように、血液透析システムは通常、血液流路と透析液流路とを含む。こうした流路において、流体の流れは必ずしも直線的である必要はなく、流体が流路の入口から流路の出口まで流れることのできる流路内に任意数の「枝路」があり得ることに留意すべきである。このような分岐の例を以下で詳細に説明する。血液流路において、血液は患者から引き出され、透析器を通過した後に患者に戻る。血液は透析器によって処理され、廃棄分子（たとえば、尿素、クレアチニンなど）と水は、血液から透析器の半透膜を通じて、透析液流路によって透析器を通過する透析液溶剤へと至る。各種実施形態では、２つのライン（たとえば、動脈ラインと静脈ライン、すなわち、「二重針」流）を通じて患者から血液を得ることができる、あるいは、一実施形態では、血液を患者から抜き取り、同じ、つまりカテーテル針を通じて戻すことができる（たとえば、２つのラインまたは内腔は両方とも同じ針内に存在する、すなわち「二重内腔」流の形状であることができる）。さらに他の実施形態では、「Ｙ字」部位または「Ｔ字」部位が使用されており、２つの枝路（１つは抜き取った血液の流路用、もう１つは戻る血液用の流路、すなわち、「単一針」流の形状）を有する１つの患者との連結部を通じて、患者から血液を抜き取り、患者へと戻す。患者は、犬、猫、猿などの人間以外の対象と人間とを含む、血液透析または類似の治療を必要とする任意の対象とすることができる。

透析液流路では、新鮮な透析液が作成され、血液流路からの血液を処理すべく透析器を通過させられる。さらに、透析液は、透析器内での血液処理のために、精密に、あるいは、いくつかの実施形態では、血液圧の少なくとも約１〜２％内に、均等化させることができる（すなわち、透析液と血液との間の圧力を均等化する）。一実施形態では、血液流路と透析液流路との間の大きな圧力差（正または負）を維持することが望ましいことがある。透析器を通過した後、（後述するように）廃棄分子を含む使用済み透析液は、所定の方法によって廃棄される。透析液は、一実施形態では「多通路」構成で再循環させることができ、これは、透析器を横断する低移動度の比較的大きな分子を捕捉するのに好都合であり得る。一実施形態では、電気抵抗ヒータなどの適切なヒータを用いて、透析器内の血液を処理する前に透析液を加熱することができる。たとえば、限外濾過フィルタを用いて、汚染物質、感染性微生物、屑などを除去するために、透析液を濾過することもできる。限外濾過フィルタは、上記のような種が通過してしまうのを防ぐように選択された孔径を有することができる。たとえば、孔径は、約０．３マイクロメートル未満、約０．２マイクロメートル未満、約０．１マイクロメートル未満、または約０．０５マイクロメートル未満などにすることができる。透析液は浸透または濾過に伴う溶質移動により、廃棄分子（たとえば、尿素、クレアチニン、カリウムなどのイオン、リン酸塩など）と水とを血液から抜き取り透析液内に送るために使用され、透析溶液は当業者にとって周知である。

透析液は通常、正常な血液と同様の濃度で、ナトリウム、塩化物、重炭酸塩、カリウム、およびカルシウムなどの各種イオンを含有する。一実施形態では、重炭酸塩は、正常な血液中の濃度より若干高い濃度を有する場合がある。通常、透析液は、給水器からの水と１つまたは複数の成分とを混合することによって作成される。ここで、１つまたは複数の成分とは、「酸」（酢酸、デキストロース、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌなどの様々な種を含み得る）、重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）、および／または塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）である。適切な塩濃度、重量オスモル濃度、ｐＨなどの利用を含む透析液の作成は、当業者にとっては周知である。以下詳細に説明するように、透析液は、透析液が血液を処理するために使用される時間と同じ時間に作成する必要はない。たとえば、透析液は透析と同時または透析前に作成し、透析液保存容器などに保管しておくことができる。

透析器内で、透析液と血液は通常、半透膜によって分離される。通常、半透膜は、血液処理中にイオンや小さな分子（たとえば、尿素、水など）の輸送を許すが、大量輸送または濾過に伴う溶質移動を許さない、セルロース、ポリアリールエーテルスルホン、ポリアミド、ポリビニルピロリドン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリルなどのポリマーから成る。一実施形態では（高線束透析器など）、β２ミクログロブリンなどのより大きな分子が膜を通過する場合がある。また、一実施形態では、たとえば、静水圧差が半透膜内で存在する場合、イオンと分子が対流によって透析器を通過する場合がある。

本明細書で使用される「流体」は、流体の性質を備えるものすべてを意味し、空気などの気体や、水、水溶液、血液、透析液などの液体を含むがそれらに限定されないことに留意すべきである。

図１は、発明の各種態様を組み込む血液透析システムの流体回路の概略ブロック図である。本例示の実施形態では、透析システム５は、患者から血液を抜き取り、血液を透析器１４に通過させ、処理済み血液を患者に戻す血流回路１４１を備える。平衡回路または内部透析液回路１４３は、限外濾過フィルタ７３から透析液を受け取り、透析液を透析器１４に通過させ、透析器１４から使用済み透析液を受け取る。方向付け回路または外部透析液回路１４２は、新鮮な透析液を限外濾過フィルタ７３に供給し、内部透析液回路１４３から（排液口３１へと方向づけられる）使用済み透析液を受け取る。方向付け回路１４２は、給水源３０から水を受け取り、その水を混合回路２５に流すこともできる。混合回路２５は、方向付け回路１４２からの水と、再生可能な供給源から受け取ることの可能な、クエン酸、塩、および重炭酸塩などの試薬成分４９とを用いて透析液を作成する。混合回路２５は、たとえば、必要に応じて、透析中および／または透析前に透析液を作成することができる。混合回路２５によって作成された新たな透析液は、方向付け回路１４２に供給され、その方向付け回路１４２が、上述するように透析液を限外濾過フィルタ７３に供給することができる。方向付け回路１４２は、透析液を適切な温度に加熱し、および／または消毒用システム内の流体を加熱するヒータを含むことができる。たとえば、血液透析システムの消毒のため、血流回路１４１と方向付け回路１４２との間を管路６７（点線で表示）で接続することができる。

図２は、図１に示す透析システム５用のより詳細な回路構成を示す概略図である。当然ながら、図２は図１の一般的な血液透析システムのうち１つの可能な実施形態にすぎず、他の実施形態では、その他の流体回路、モジュール、流路、レイアウトなどが可能であると理解すべきである。こうしたシステムの例は、より詳細に後述し、各々が参照により本明細書に組み込まれる以下の文献において参照される。すなわち、２００８年２月２７日に出願された米国特許出願第１２／０７２，９０８号明細書、２００７年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／９０３，５８２号明細書、２００７年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／９０４，０２４号明細書、２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，６８０号明細書、２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，７１２号明細書、２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，７８７号明細書、２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，７９３号明細書または２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，８０３号明細書である。

血流回路１４１は、抗凝血剤供給源１１と、血液を患者から透析器１４を通じて送出し、該血液を患者に戻す血流ポンプ１３とを備える。抗凝血剤供給源１１は、透析器に向かって流れる血液路では図示されていないが、血流ポンプ１３の上流または下流の任意の位置などの別の適切な位置に配置することができる。平衡回路１４３は、透析液を透析器１４に圧送する２つの透析液ポンプ１５と、バイパスポンプ３５とを備える。血流回路１４１を通る血液流は、一実施形態では、透析液流路内の透析液流と同期する。一実施形態では、透析器１４および平衡回路１４３を出入りする透析液流は、平衡回路１４３の平衡チャンバを用いて平衡が保たれる。方向付け回路１４２は、透析液タンク１６９からヒータ７２および／または限外濾過フィルタ７３を通じて平衡回路１４３まで透析液を圧送する透析液ポンプ１５９を備える。また、方向付け回路１４２は、平衡回路１４３から廃液を受け取り、それを排液口３１へと方向付ける。一実施形態では、血流回路１４１は、たとえば上述したように消毒のために、管路６７を通じて方向付け回路１４２に接続され得る。透析液タンク１６９内の透析液は混合回路２５によって供給される。混合回路２５は、方向付け回路１４２を通じて供給される給水源３０からの水と透析液成分４９（たとえば、重炭酸塩と酸）とを用いて透析液を生成する。一連の混合ポンプ１８０、１８３、１８４は、各種成分を混合して透析液を生成するために使用される。

図３は、本例示の実施形態の血流回路１４１の近接図である。通常動作時、血液は患者から血流ポンプ１３を通じて動脈ライン２０３を通り透析器１４まで流れる（通常の透析中の流れの方向は矢印２０５で示す。しかし、いくつかの動作モードでは、後述するように、流れは異なる方向であってもよい）。任意に、抗凝血剤供給源から抗凝血剤ポンプ８０を通じて血液中に抗凝血剤を導入することができる。透析器１４を通過し透析を受けた後、血液は、任意にエアトラップおよび／または血液サンプルポート１９を通過し、静脈ライン２０４を通って患者へと戻る。ポンプ１３は、たとえば、制御流体によって作動されるポンプ２３を含むことができる。

たとえば、一実施形態では、血流ポンプ１３は、２つ（またはそれ以上）のポッドポンプ２３を備えることができる。本実施例では、各ポッドポンプは、各チャンバをポンプコンパートメントと制御コンパートメントとに分割する可撓性の隔膜または膜を有する剛質（リジッド）チャンバを備えることができる。これらのコンパートメントには４つの入口／出口バルブを設けることができ、２つはポンプコンパートメント用、２つは制御コンパートメント用である。チャンバの制御コンパートメント用バルブは双方向比例バルブとすることができ、一方は第１の制御流体源（たとえば、高圧空気源）に接続され、他方は第２の制御流体源（たとえば、低圧空気源）または真空源に接続される。ポッドポンプ２３の動作中、流体バルブは流体の流れを方向づけるために開放および閉鎖することができる。ポッドポンプの非限定的な例は、２００６年４月１４日に出願された米国仮特許出願第６０／７９２，０７３号明細書、または２００７年４月１３日に出願された米国特許出願第１１／７８７，２１２号明細書に記載されており、各々参照により本明細書に組み込まれる。２つ以上のポッドポンプが存在する場合、ポッドポンプは、任意の適切な形式において、たとえば同期して、非同期で、同位相において、位相をずらして動作させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、２つのポンプがポンピングサイクルに影響を及ぼすように位相をずらして動作することができ、たとえば、１つ目のポンプチャンバが満たされる一方、２つ目のポンプチャンバが空になる。所望のポンピングサイクルを付与するため、０度（ポッドポンプが同時に満たされ、空になる）と１８０度（一方のポッドポンプが満たされる間、他方のポンプが空になる）との間の任意の位相関係を選択することができる。１８０度の位相関係は、ポッドポンプのセットを出入りする連続的な流れを生み出すことができる。たとえば、二重針または二重内腔カテーテル流とともに使用するために連続流が所望される場合、有益である。しかしながら、単一針／単一内腔流の場合には、０度の位相関係を設定することが有益である。０度の関係の場合、ポッドポンプは最初に針から充填され、次に血液流路を通って血液を運び、同じ針を用いて患者に血液を戻す。また、透析器全体での押し／引き関係（血液透析または連続的バックフラッシュ）を達成するには、一実施形態では、０度〜１８０度間の位相の実行を利用することができる。

抗凝血剤（たとえば、ヘパリンやその他の適切な抗凝血剤）はバイアル（ｖｉａｌ）１１（またはチューブやバッグなどのその他の抗凝血剤供給源）内に含有させることができ、血流回路１４１は、バイアルの封（ｓｅａｌ）を貫通することのできるスパイク２０１（一実施形態では、針である）を備えることができる。スパイク２０１は、プラスチック、ステンレス鋼、またはその他の適切な材料から成ることができ、一実施形態では消毒可能な材料製であってもよく、たとえば、材料は消毒の際の十分な高温および／または放射に耐え得る。

一実施形態では、計量チャンバとしての役割を担う抗凝血剤ポンプ８０は、血液回路への抗凝血剤の流れを制御するために使用することができる。抗凝血剤ポンプ８０はポッドポンプまたはダイアフラム計量ポンプであってもよく、および／または空気などの制御流体によって作動させることができる。たとえば、抗凝血剤ポンプ８０は、チャンバをポンプコンパートメントと制御コンパートメントとに分割する可撓隔膜を有する剛質チャンバを備えることができる。チャンバの制御コンパートメント用の一方のバルブは第１の制御流体源（たとえば、高圧空気源）に接続され、他方のバルブは第２の制御流体源（たとえば、低圧空気源）または真空源に接続されることができる。チャンバのポンプコンパートメント用のバルブは、制御コンパートメントと協調して開閉させることによって、血液への抗凝血剤の流れを制御することができる。１つの実施形態では、フィルタ８１を通じて供給される空気が抗凝血剤ポンプ８０によって血液流路に導入され、たとえば、抗凝血剤がバイアルから引き出される前または後にバイアル１１内に空気を供給することができる。

流体管理システム（「ＦＭＳ」）の測定は、膜の一行程中にポンプチャンバを通って圧送される流体の体積を測定するか、あるいはポンプチャンバ内の空気を検出するために使用することができる。ＦＭＳ法は、米国特許第４，８０８，１６１号明細書、同第４，８２６，４８２号明細書、同第４，９７６，１６２号明細書、同第５，０８８，５１５号明細書および同第５，３５０，３５７号明細書に記載されており、これらは、全体として参照により本明細書に組み込まれる。例示の一実施形態では、抗凝血剤ポンプ、透析液ポンプ、またはその他のダイアフラム流体ポンプによって送出される液体の体積は、充填行程の最後と送出行程の最後での体積測定を算出するのにチャンバ圧の変化を利用するＦＭＳアルゴリズムを使用して判定される。充填行程の最後と送出行程の最後で算出された体積間の差を、実際の行程容積（ｓｔｒｏｋｅ ｖｏｌｕｍｅ）を判定するために使用することができる。この実際の行程容積は、特定サイズのチャンバに関する予想行程容積と比較することができる。実際行程容積と予測行程容積が大きく異なる場合、行程が適切に完了しておらず、エラーメッセージを生成することができる。

血流回路１４１は、血液流路に存在し得る気泡を除去するためのエアトラップ１９も備えることができる。一実施形態では、エアトラップ１９は、存在し得る空気を重力により血液から分離し、および／または血液をサンプリングするためのポートを含むことができる。

図４は、図２の実施形態における平衡回路１４３の近接図である。平衡回路１４３では、透析液は、任意の限外濾過フィルタ７３から透析液ポンプ１５内へ流れる。本実施形態では、透析液ポンプ１５は、２つのポッドポンプ１６１、１６２と、２つの平衡チャンバ３４１、３４２と、平衡チャンバ３４１、３４２をバイパスするポンプ３５とを備える。平衡チャンバ３４１、３４２は、チャンバを２つの別個の流体コンパートメントに分割する可撓隔膜を有する剛質チャンバから成り、一方のコンパートメントへの流体の進入が他方のコンパートメントから流体を追い出す（その逆も可）のに使用されるように構成される。ポッドポンプおよび／または平衡チャンバとして使用することができるポンプの非限定的な例は、２００６年４月１４日に出願された米国仮特許出願第６０／７９２，０７３号明細書にまたは２００７年４月１３日に出願された米国特許出願第１１／７８７，２１２号明細書に記載されている。

一実施形態では、内部透析液回路内の流れの平衡化は以下のように動作する。１セットの空気式バルブ２１１、２１２、２１３、２４１、２４２は同期して共に制御されて動作し、バルブ２１１、２１２、２１３が一群にされ、バルブ２４１、２４２が一群にされており、第２セットの空気式バルブ２２１、２２２、２２３、２３１、２３２も同様に同期し共に制御されて動作し、バルブ２２１、２２２、２２３が一群にされ、バルブ２３１、２３２が一群にされている。第１の時点で、第１セットのバルブ２１１、２１２、２１３、２４１、２４２が開放され、第２セットのバルブ２２１、２２２、２２３、２３１、２３２が閉鎖される。新鮮な透析液が平衡チャンバ３４１に流れ込み、使用済み透析液が透析器１４からポッドポンプ１６１に流れ込む。バルブ２２１が閉鎖されているため、新鮮な透析液は平衡チャンバ３４２に流れ込まない。新鮮な透析液が平衡チャンバ３４１に流れ込むにつれ、平衡チャンバ３４１内の使用済み透析液は追い出され、平衡回路１４３を出る（バルブ２２３が閉鎖されているため、使用済み透析液はポッドポンプ１６１に進入しない）。同時に、ポッドポンプ１６２は、ポッドポンプ内に存在する使用済み透析液を（開放されているバルブ２１３を通って）平衡チャンバ３４２内に押しやる（バルブ２４２、２２２は閉鎖されており、使用済み透析液は確実に平衡チャンバ３４２に流れ込む）。これにより、平衡チャンバ３４２内に含まれる新鮮な透析液は、平衡回路１４３を出て透析器１４に入る。さらに、ポッドポンプ１６１が、透析器１４からポッドポンプ１６１内へと使用済み透析液を引き出す。

ポッドポンプ１６１および平衡チャンバ３４１が透析液で満たされると、第１セットのバルブ２１１、２１２、２１３、２４１、２４２が閉鎖されて、第２セットのバルブ２２１、２２２、２２３、２３１、２３２が開放される。バルブ２２１が開放される間、バルブ２１２が開放されるため、新鮮な透析液は平衡チャンバ３４１ではなく平衡チャンバ３４２に流れ込む。新鮮な透析液が平衡チャンバ３４２に流れ込むにつれ、バルブ２１３は現時点で閉鎖されているため、チャンバ内の使用済み透析液は追い出され平衡回路を出る。さらに、現時点でバルブ２３２が閉塞されバルブ２２２も開放されているため、使用済み透析液がポッドポンプ１６１に流れ込むのを防止されている間、ポッドポンプ１６２は透析器からポッドポンプ内へと使用済み透析液を引き出す。バルブ２３２、２１１が閉鎖され、バルブ２２３が開放されるため、ポッドポンプ１６１は（先のステップからの）ポッドポンプ内に含まれる使用済み透析液を平衡チャンバ３４１に押し込む。これにより、（現時点でバルブ２４１が開放され、バルブ２１２が閉鎖されているため）、平衡チャンバ３４１内に含まれる新鮮な透析液が透析器１４内へと誘導される。このステップの最後で、ポッドポンプ１６２および平衡チャンバ３４２は透析液で満たされる。このため、システムの状態は本説明の最初の構成に戻るので、サイクルを繰り返して透析器１４との間で透析液の一定流を確保することができる。一実施形態では、平衡チャンババルブが適切に機能している（たとえば、開放と閉鎖）ことを保証するため、平衡チャンババルブの制御側にかかる流体（たとえば空気）圧が監視される。

具体例としては、第１セットのバルブのポートに真空（たとえば、４ｐｓｉの真空）を印加してそれらのバルブを開放させ、第２セットのバルブに正圧（たとえば、２０ｐｓｉの空気圧）を印加してそれらのバルブを閉鎖させることができる（またはその逆も可）。各ポッドポンプは、平衡チャンバ３４１、３４２の一方へ透析液を促す。透析液を平衡チャンバの所定の体積に押し込むことによって、同量の透析液が隔膜によって平衡チャンバの残りの体積から外へ絞り出される。各平衡チャンバでは、所定の体積が新鮮な透析液によって占められて透析器へと向かい、残りの体積が透析器から来る使用済み透析液によって占められる。よって、透析器に入る透析液の体積と透析器から出る透析液の体積は略均等に保たれる。

バイパスポンプ３５は、ポッドポンプ１６１、１６２のいずれも通過せずに透析液流を透析器１４から平衡回路１４３を通って方向付けることができる。本実施形態では、バイパスポンプ３５は、剛質チャンバと、各チャンバを流体コンパートメントおよび制御コンパートメントに分割する可撓隔膜とを有する、上述したものと同様のポッドポンプである。このポンプは、上述したその他のポッドポンプおよび／または計量ポンプと同一であっても異なっていてもよい。制御流体がバイパスポンプ３５を作動させるために使用されると、透析器の出ていく（使用済み）透析液の側にかかる圧力がさらに低下して、流体が透析器内の血液からさらに限外濾過される。これにより、正味の流体が患者の血液から透析器を通って最終的に排液口へと流出する。このようなバイパスは、たとえば、患者が腎臓を通じて余分な流体（主に水）を排出できないことにより増大し得る、患者の有する流体の量を低減する際に有効である。図４に示すように、バイパスポンプ３５は、ポッドポンプ１６１、１６２の動作に関係なく、制御流体（たとえば、空気）によって制御することができる。この構造により、患者からの上記流体の除去を達成するため、透析液ポンプを血液ポンプと不均衡に、あるいは位相をずらして動作させる必要がなく、患者からの正味流体除去をより容易に制御することができる。

透析器全体の流れのバランスを取るため、血流ポンプ、平衡回路のポンプ、および方向付け回路（後述）のポンプを連動するように動作させて、透析器に入る流れが透析器を出る流れとほぼ均等になるように確保することができる。限外濾過を必要とする場合、限外濾過ポンプ（存在すれば）をその他の血液ポンプおよび／または透析液ポンプの一部または全部と関係なく動作させて、所望の限外濾過速度を達成することができる。

透析液の気体発生を防止するため、平衡回路のポンプは大気圧を超える圧力下に保つことができる。しかしながら、対照的に、血流ポンプおよび方向付け回路ポンプは大気圧未満の圧力を使用して、隔膜をチャンバ壁の方に引き、充填行程を完了させる。流体が透析器の半透膜全域を移動し、また、平衡回路のポンプが正圧で動作するため、平衡回路ポンプは、平衡回路チャンバの透析器への送出行程と血液ポンプの送出行程とを同期させるために血流ポンプからの情報を利用することができる。

一つの実施形態では、このような平衡化モードで動作する際、血流ポンプからの送出圧力がなければ、平衡回路ポンプの隔膜は透析器全域の流体を血液内へ押し出し、平衡回路の別のポッドは完全に充填しない。このため、血流ポンプは、能動的に一行程送出しているときに報告する。血流ポンプが一行程で送出しているとき、内部透析液ポンプが動作する。血流ポンプが血液を送出していないとき、透析器から内部透析液ポンプへの流れを制御するバルブ（および、上述したようにこれらのバルブと一群にされたその他の平衡化バルブ）を閉鎖して、透析液側から血液側への流体移送が発生するのを防止する。血流ポンプが送出していない間、内部透析液ポンプは有効に凍結され、血流ポンプが送出を再開すれば、内部透析液ポンプの送出行程が再開される。内部透析液ポンプ充填圧は、ポンプが最小インピーダンスで大気圧を超えて動作することを確実にするため、最小の正の値に設定することができる。さらに、内部透析液ポンプ送出圧は、透析器のいずれかの側にかかる圧力とほぼ一致するように血流ポンプ圧に設定され、内部透析液ポンプの送出行程中の透析器を横断する流れを最小限に留めることができる。

別の実施形態では、内部透析液ポンプは、血液が透析器に送り出される圧力よりわずかに高い圧力で、透析液を透析器に送出する。これにより、完全にバランスのとれたチャンバの清浄な透析液が透析器に送り出される。戻り側では、内部透析液ポンプが、透析器の血液側の出口圧よりもわずかに低い圧力で、透析器からの使用済み透析液で満たし、収容透析液ポンプチャンバを確実に充填することができる。その結果として、平衡チャンバ内の全行程を完了させるのに十分な透析液を確保することができる。これらの圧力差によって生じた半透膜の横断流は、相殺し合う傾向にあり、それ以外の方法でポンピングアルゴリズムは、透析器の透析液側と血液側にかかる平均圧力を合致させようとする。

停滞した血液流は血栓を起こす可能性があるため、治療中、血液流をできる限り連続的に保つことが一般的に有益である。また、血流ポンプの送出流量が非連続的である場合、平衡化ポンプはより頻繁に行程を一時停止し、結果的に非連続的および／または低透析液流量をもたらしかねない。しかし、血流ポンプを通る流れは、様々な理由で非連続的になる可能性がある。たとえば、患者に安全なポンピング圧を提供するため、圧力が血流ポンプ内で、たとえば、＋６００ｍｍＨｇおよび／または−３５０ｍｍＨｇに制限される場合がある。たとえば、二重針流の場合、血流ポンプの２つのポッドポンプは、互いに１８０度位相をずらして動作するようにプログラムすることができる。圧力に制限がない場合、この位相合わせは常に実行可能である。しかしながら、患者にとって安全な血流を提供するため、これらの圧力は制限される。（小型の針、粘度が非常に高い血液、わずかな患者アクセスなどのため）充填行程でのインピーダンスが高い場合、負圧の限界に達する場合があり、充填流速が所望の充填流速より遅くなる。よって、送出行程が先の充填行程が終わるのを待たなければならず、結果的に血流ポンプの送出流速を一時停止することになる。同様に、単一針流の場合、血流ポンプが０度の位相で動作し、２つの血流ポンプのポッドポンプは同時に空になり充填される。両方のポッドポンプが充填されれば、２つのポッドポンプの体積が送出される。一実施形態では、一続きの作動で、まず第１のポッドポンプ、次に第２のポッドポンプが充填された後、まず第１のポッドポンプ、次に第２のポッドポンプが空になる。よって、単一針または単一内腔構造での流れは非連続的になることがある。

圧力飽和限界を制御する方法の１つは、所望の流速を最も遅い充填行程および送出行程に制限することである。この結果、血液送出流速は遅くなるが、流速はいまだに既知であり、より連続的になり、より正確で連続的な透析液流速を可能にする。単一針動作で血液流速をより連続的にするもう１つの方法は、充填時間が最小限になるようにポッドを充填するのに最大圧を使用することである。次に、所望の送出時間を、所望の行程時間合計から充填行程にかかる時間を引いた時間に設定することができる。しかしながら、血液流が連続的でなくなるほど、血流ポンプが充填しているときに透析液ポンプが停止される時間を補うため、透析器への血液送出中に透析液流速を上方向に調節しなければならない。これが正確なタイミングで実行されれば、複数行程にわたる平均透析液流速は、所望の透析液流速に合致させることができる。

図５は、図２の実施形態の方向付け回路１４２の近接図である。本実施形態では、方向付け回路１４２は、透析液ポンプ１５９を通じて、透析液タンク１６９からヒータ７２および限外濾過フィルタ７３へ透析液を供給することができる。ヒータ７２は、体温および／または血流回路内の血液が透析液によって加熱され、患者に戻る血液が体温以上となるような温度まで透析液を温めるために使用することができる。一実施形態では、ヒータ７２は制御システムに接続されて、不正確に加熱された透析液（すなわち、透析液が熱すぎるか冷たすぎる）がリサイクルされる（たとえば、透析液タンク１６９に戻される）、あるいは透析器へ送られる代わりに排液口へ送られる。ヒータ７２は、いくつかの実施形態では、消毒または殺菌のために使用することもできる。たとえば、水を血液透析システムに通過させ、消毒または殺菌できる温度、たとえば、約７０℃、約８０℃、約９０℃、約１００℃、約１１０℃などの温度に加熱されるようにヒータを用いて加熱することができる。

方向付け回路１４２を通る透析液流は、透析液ポンプ１５９の動作によって（少なくとも部分的に）制御することができる。また、透析液ポンプ１５９は、平衡回路１４３を通る流れを制御することができる。たとえば、上述したように、方向付け回路１４２からの新鮮な透析液は、平衡回路１４３の平衡チャンバ３４１、３４２に流れ込む。透析液ポンプ１５９は、新鮮な透析液をこれらの平衡チャンバに流れ込ませる駆動力として使用することができる。一つの実施形態では、透析液ポンプ１５９は、たとえば、上述したものと同様のポッドポンプを含む。透析液は、汚染物質、感染性微生物、病原菌、発熱物質、屑などを除去するために、たとえば限外濾過フィルタ７３を用いて濾過することもできる。

限外濾過フィルタ７３は、たとえば図示するように、方向付け回路と平衡回路との間などの透析液流路内の適切な位置に配置することができ、および／または、限外濾過フィルタ７３は方向付け回路または平衡回路に組み込まれることができる。限外濾過フィルタが使用される場合、孔径は、種がフィルタを通過するのを防ぐように選択することができる。

一実施形態では、限外濾過フィルタ７３は、フィルタからの廃棄物（たとえば、保持液流）が図５の廃棄物ライン３９などの廃棄物流に送られるように動作し得る。一実施形態では、保持液流に流れ込む透析液の量は制御され得る。たとえば保持液が冷たすぎる（すなわち、ヒータ７２が機能していないか、あるいはヒータ７２が透析液を十分な温度まで加熱していない）場合、全体透析液流（あるいは透析液の少なくとも一部）は廃棄物ライン３９へと分岐され、任意で、ライン４８を用いて透析液タンク１６９にリサイクルされ得る。フィルタ７３からの流れは、たとえば、温度センサ（センサ２５１、２５２など）や伝導度センサ（透析液濃度の確認用、例えばセンサ２５３など）などを用いて、いくつかの理由で監視することもできる。こうしたセンサの例については後述し、さらなる非限定的な例は、２００８年２月２７日に出願された米国特許出願第１２／０３８，４７４号明細書によって参照される。

限外濾過フィルタおよび透析器は、汚染物質、伝染性微生物、病原菌、発熱物質、屑などの除去のための余分な選分け方法を提供することができる。したがって、患者の血液に達する前に、どんな汚染物質も限外濾過フィルタと透析器の両方を通過しなければならない。限外濾過フィルタまたは透析器のいずれか一方の完全性が損なわれた場合でも、透析液の無菌を維持し、汚染物質が患者の血液に入るのを防止することができる。

方向付け回路１４２は、平衡回路から排液口へ、たとえば、廃棄物ライン３９を通って排液口３１へ使用済み透析液を送ることもできる。排液口は、たとえば、地方自治体の排液口または適切に処理されるように水（たとえば、使用済み透析液）を収容する別個の容器であってもよい。一実施形態では、１つまたは複数のチェックバルブまたは「一方向」バルブ（たとえば、チェックバルブ２１５、２１６）が、方向付け回路１４２およびシステム５からの廃棄物流を制御するために使用される。さらに、一例では、血液が透析器１４を通って透析液流路に漏れ出しているか否かを判定するために、血液漏れセンサ（たとえば、センサ２５８）を使用することができる。また、液体センサを血液透析ユニットの底の回収皿に配置して、流体回路からの血液または透析液、あるいはその両方の漏れを表示することができる。

方向付け回路１４２は、給水源３０、たとえばバッグなどの水容器、および／または逆浸透装置などの水を生成することのできる装置から水を受け取ることができる。一実施形態では、システムに入る水は、たとえば、特定値未満のイオン濃度を有する特定純度に設定することができる。方向付け回路１４２に入る水は、様々な位置、たとえば、新鮮な透析液を生成する混合回路２５および／または廃棄物ライン３９に送ることができる。一実施形態では、排液口３１および各種リサイクルラインへのバルブが開放され、管路６７が方向付け回路１４２と血流回路１４１との間で接続されて、水が連続的にシステムを巡って流れる。ヒータ７２が始動される場合、システムを通過する水は、たとえば、システムを消毒するのに十分な温度まで連続的に加熱される。

図６は、図２の例示の実施形態における混合回路２５の近接図である。方向付け回路１４２からの水は、ポンプ１８０の作用により混合回路２５に流れ込む。本実施形態では、ポンプ１８０は、上述したものと同様の１つまたは複数のポッドポンプを含む。一実施形態では、たとえば、重炭酸塩２８などの成分を輸送する際に使用するため、水の一部が、混合回路２５を通って試薬成分４９へ方向付けられる。一実施形態では、塩化ナトリウムおよび／または重炭酸ナトリウム２８は粉末または顆粒状で供給され、ポンプ１８０によって供給される水と混合される。重炭酸塩源２８からの重炭酸塩は、重炭酸塩ポンプ１８３を通じて混合ライン１８６に送出され、混合ラインは方向付け回路１４２からの水も受け取る。酸源２９からの酸（液体の形でもよい）も、酸ポンプ１８４を通じて混合ライン１８６に圧送される。成分４９（水、重炭酸塩、酸、ＮａＣｌなど）は混合チャンバ１８９で混合されて透析液を生成し、次いで、透析液は混合回路２５を出て方向付け回路１４２へと流れる。伝導度センサ１７８、１７９は混合ライン１８６に沿って配置され、それぞれの成分が混合ラインに追加される際、適切な濃度で追加されることが確実となる。水ポンプ１８０および／またはその他のポンプによって送出される体積は伝導度測定値に直接関連するため、体積測定値は、生成される透析液の組成に関するクロスチェックとして使用することができる。これにより、たとえ伝導度測定値が治療中に不正確となっても、透析液の組成が安全性を維持するように確保される。

図７は、本発明の各種態様を組み込む血液透析システム５の斜視図である。本発明の一態様によると、システム５は、共に接合して示されている透析ユニット５１と動力部モジュール５２とを備える。本実施形態では、透析ユニット５１は、透析器、透析器を通る血液を循環させる１つまたは複数のポンプ、透析液源、および透析器を通る透析液を循環させる１つまたは複数のポンプなどの、血液透析を実行するために適した構成要素を収容するハウジングを有する。たとえば、透析ユニット５１は、上述したように、混合回路２５、血流回路１４１、平衡回路１４３、および方向付け回路１４２を備えることができる。透析ユニット５１は、システム５の動作に必要なすべての血液回路接続部および透析液流体接続部も備えることができる。患者アクセスおよびその他の接続部は、透析ユニット５１のハウジングの前側でハンドル５４を通じて縦型並列ドア５３を開放することによって露出させることができる。本実施形態では、透析ユニット５１は、透析ユニット５１の動作を制御するのに使用可能な（本実施形態では、可撓ケーブルによってハウジングに装着される）制御インタフェース５５を備える。制御インタフェース５５は、接触感知オーバーレイを有する表示画面を備え、接触制御と、画面に提示されるグラフィカルユーザインタフェースとの相互作用とを可能にする。制御インタフェース５５は、プッシュボタン、スピーカ、音声コマンドを受信するマイクロフォン、デジタルカメラなどのその他の機能を含むこともできる。制御インタフェース５５の裏側には、制御インタフェース５５を透析ユニット５１のハウジングの上に配置させることのできる格納式の「キックスタンド」（図示せず）を備えることができる。格納式「キックスタンド」の配備によって、制御インタフェース５５は表示画面を適切に見ることのできるよう略垂直位置に配置される。他の実施形態では、制御インタフェース５５は、タブレット型コンピュータまたはハンドヘルド電子通信デバイスを含むことができ、これらはいずれも、透析ユニット５１内に収容されているコントローラと無線で通信することができる。無線通信手段の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）技術またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線ローカルエリアネットワーク技術を挙げることができる。

動力部５２のハウジングは、透析ユニット５１に動作動力を与える、たとえば、ポンプ、バルブ、および透析ユニット５１のその他の構成要素に空気／真空を与えるのに適した構成要素を含むことができる。本明細書で使用する「空気圧」とは、可撓隔膜またはその他の部材を移動させるために空気やその他の気体を使用することを意味する（空気は単に例として使用しており、他の実施形態では、窒素（Ｎ２）、ＣＯ_２、水、油などのその他の制御流体を使用することができることに留意すべきである）。上述したように、透析ユニット５１のポンプおよびバルブは空気動力で動作するため、動力部５２は透析ユニット５１による使用のために１つまたは複数の空気圧源を提供することができる。このように、透析ユニット５１は必ずしも必要な空気動力を生成および／または保管するように構成される必要はなく、代替えとして動力部モジュール５２に頼ることができる。動力部５２は、所望の空気圧および／または真空を生成する１つまたは複数の空気圧ポンプ、空気動力を保管する１つまたは複数の畜圧器またはその他の装置、バルブ、管路および／または動力部５２における空気流を制御するその他の装置、ならびに、プログラムされた汎用データプロセッサ、メモリ、（たとえば、圧力や温度などを検知する）センサ、リレー、アクチュエータなどの適切な構成要素を有するコントローラを備えることができる。

一実施形態では、空気動力（たとえば、適切な圧力／真空下の空気）を、動力部５２によって、１つまたは複数の供給タンクまたはその他の圧力源を通じて透析ユニット５１に供給することができる。たとえば、２つのタンクが動力部５２で使用される場合、一方の供給タンクは正圧貯蔵器とすることができ、一実施形態では、７５０ｍｍＨｇ（ゲージ圧）（１ｍｍＨｇは約１３３．３パスカル）の設定点を有する。他方の供給タンクは真空貯蔵器または負圧貯蔵器とすることができ、一実施形態では、−４５０ｍｍＨｇ（ゲージ圧）の設定点を有する。ポッドポンプに対する可変バルブの正確な制御を可能とするため、たとえば、供給タンク圧と所要のポッドポンプ圧との間で、この圧力差を利用することができる。供給圧の限界は、可変バルブの制御のために十分な圧力差を提供するため、患者血流ポンプに対して設定し得る最大圧プラスマージンに基づき設定することができる。よって、一実施形態では、２つのタンクは、透析ユニット５１の機能全部に対して、圧力を供給し、流体を制御するのに使用される。

一実施形態では、動力部５２は、供給タンクに供する２つの独立するコンプレッサを備えることができる。タンク内の圧力は、たとえば、実施形態に応じて、単純な「バングバング（ｂａｎｇ−ｂａｎｇ）」コントローラ（すなわち、オンまたは開放状態とオフまたは閉鎖状態との２つの状態が存在するコントローラ）、あるいはより高性能な制御機構などの適切な技術を用いて制御することができる。バングバングコントローラの一例として、正タンクの場合、実際の圧力が設定点より小さければ、正タンクに供するコンプレッサがオンとなる。実際の圧力が設定点より大きければ、正タンクに供するコンプレッサがオフとなる。設定点の項の符号が反転されることを例外として、同じ論理を真空タンクと真空コンプレッサの制御とに適用することができる。圧力タンクが調節されていない場合、コンプレッサがオフとなり、バルブが閉鎖される。

圧力タンクのより厳密な制御は、ヒステリシスバンドのサイズを低減することによって達成できるが、その結果として、コンプレッサのサイクリング周波数が高くなる場合がある。これらの貯蔵器の非常に厳密な制御が要求される場合、バングバングコントローラは、コンプレッサ上でパルス幅変調（「ＰＷＭ」）信号を使用して、比例積分導関数（「ＰＩＤ」）コントローラと置き換えることができる。その他の制御方法も可能である。

他の実施形態ではその他の圧力源を使用することができ、一実施形態では、２つ以上の正圧源および／または２つ以上の負圧源が使用される。たとえば、漏れを最小限にするために利用可能な異なる正圧（たとえば、１０００ｍｍＨｇと７００ｍｍＨｇ）を供給する２つ以上の正圧源を使用することができる。たとえば、高い正圧を使用してバルブを制御できる一方、低い正圧を使用してポンプを制御することができる。これは、透析器または患者に送られる可能性のある圧力の量を制限し、ポンプの作動が隣接するバルブに印加される圧力を圧倒するのを防ぐことを補助する。負圧の非限定的な例は−４００ｍｍＨｇである。一実施形態では、負圧源は真空ポンプでもよく、正圧ポンプはエアコンプレッサでもよい。

一実施形態では、動力部５２は、図７ａに示すような構成要素を収容することができるハウジングを備える。本例では、ポンプおよび空気圧保管アセンブリは、動力部５２内に嵌合するように構成され、正圧ポンプ６０、負圧ポンプまたは真空ポンプ６１、高正圧貯蔵器６２、低正圧貯蔵器６３、負圧貯蔵器６４および除湿または「冷却器」部６５を備える。高正圧貯蔵器６２は、たとえば、約１０００ｍＨｇ〜１１００ｍＨｇ以上の圧力で空気を保管することができ、低正圧貯蔵器６３は、たとえば、約７００ｍｍＨｇ〜８５０ｍｍＨｇの圧力で空気を保管することができる。正圧ポンプ６０によって発生する加圧空気を使用して、ポンプ６０の出口と貯蔵器６３の入口との間に圧力調整器（図示せず）を介在させることにより貯蔵器６３を充填することができる。

冷却器６５または他の適切な除湿器は、正圧ポンプ６０の出口と１つまたは複数の正圧貯蔵器６２および／または６３の入口との間に介在させることができる。加圧空気の除湿により、空気圧ラインまたはマニホルド通路および正圧貯蔵器６２および／または６３によって駆動されるバルブの内部の水分凝縮を防止することができる。図７ｂに概略的に示すように、冷却器６５は金属コイル管路６６を備えることができ、同金属コイル管路６６をコンプレッサ６０からの空気が通過し、同コンプレッサ６０において圧縮空気から水を凝縮させることができる。冷却素子６７は、圧縮空気コイルを熱交換器６８から分離することができ、熱交換器６８を通って、周囲空気をファン６９によって引き込み、加温し、排出することができる。熱交換器は、周囲環境に熱を放出し、ウォータートラップ７０が凝縮水を圧縮空気から分離する。次いで、乾燥した圧縮空気が貯蔵器６２に保管される（または圧力調整器を通じて低圧貯蔵器６３に保管される）ことが可能になるか、またはバルブ付き空気圧マニホルド等の下流装置７１に送出されることが可能になる。冷却素子６７は、テルレックス社（Ｔｅｌｌｕｒｅｘ，Ｉｎｃ．）の素子モデルＣ１−３４−１６０４等の市販の電動ペルティエ素子であり得る。図７ｃは、冷却器６５を動力部５２の境界内に嵌合するように配置し構成する例を示す。

さらに、動力部５２は、たとえば、異なる動力部５２と交換できるように、透析ユニット５１に選択的に接続可能にすることができる。たとえば、透析ユニット５１は、電力を使用して空気動力を生成する動力部５２や保管された空気動力（たとえば、１つまたは複数の高圧タンクに保管された加圧空気）を使用する動力部５２などの様々な種類の動力部５２と連動するように構成することができる。よって、動力部５２は、故障やその他の要件の場合に、別のユニット５２と交換することができる。たとえば、近くの人が眠っているときなど、ノイズの生成が許容不能である領域でシステム５を使用することが望まれる場合がある。この場合、ポンプまたはその他のノイズ生成機器を動作させることによって空気動力を生成するユニット５２ではなく、保管された空気動力を使用する動力部５２を使用する方が望ましい。図８に示すように、動力部５２は、ハンドル５２１の操作によって透析ユニット５１から切断することができる。たとえば、ハンドル５２１を回して、透析ユニット５１から動力部５２を解錠し、ハウジング間の機械的接続だけでなく、両者間の動力および／または通信接続も切断することができる。透析ユニット５１と動力部５２との間のインタフェース（図示せず）によって、空気動力（動力部５２から透析ユニット５１へ）、ならびに、電力、制御通信などをユニット間でやり取りすることができる。透析ユニット５１は、電力（たとえば、家庭用電源コンセントにおける標準的な１１５Ｖ、１５Ａｍｐの電力）、外部通信（イーサネット（登録商標）や通信に適するその他任意の適切な接続）、給水などのための接続点を有することができる。透析ユニット５１は、所望であれば、電力またはその他の接続を動力部５２に提供する。

透析ユニット５１は、システム５の各種構成要素に対する制御流体の流れを制御し、その他の所望の機能を実行するコントローラを備えることができる。一実施形態では、制御流体は、様々なチューブまたは管路内で様々な圧力で保持される。たとえば、正圧（すなわち、大気圧より大きい）で保持される制御流体もあれば、負圧（大気圧未満）で保持される制御流体もある。また、ある実施形態では、コントローラは、各種液体回路から離れて保持される構成要素を有することができる。この構造はいくつかの利点を有する。たとえば、一実施形態では、透析ユニット５１の液体回路は、消毒を実行するため、消毒温度まで加熱され、および／または比較的高い温度またはその他の過酷な状態（たとえば、放射線）にさらされる一方で、コントローラの電子部品のような過酷な状態にはさらされず、絶縁壁（たとえば、「防火壁」）などによって離れて保持させることができる。すなわち、透析ユニットハウジングは２つまたはそれ以上のコンパートメント、たとえば、熱やその他の状態に敏感な電子部品やその他の構成要素を有するコンパートメントと、消毒のため加熱またはその他の方法で処理される液体回路部品を有するコンパートメントとを備えることができる。

よって、いくつかの実施形態では、システム５は、（加熱されていない）「コールド」セクションと、たとえば消毒のために加熱することのできる「ホット」セクションとを含む。コールドセクションは、絶縁体によってホットセクションから絶縁することができる。一実施形態では、絶縁体は成形された発泡性断熱材であり、別の実施形態では、噴霧断熱、空隙、シートから切断した断熱材などの任意の種類の断熱を含むが、それらに限定されない。一実施形態では、コールドセクションは、たとえば、ファンおよび／または空気をコールドボックスの内外に流すことのできるグリッドなどの循環システムを含む。一実施形態では、絶縁体は、ドア、ポート、ガスケットなどの「ホット」セクションへのアクセス点を覆うように延長させることができる。たとえば、「ホット」セクションが封止されると、絶縁体は一実施形態では「ホット」セクションを完全に覆うことができる。

「コールド」セクション内に存在し得る構成要素の非限定的な例としては、電源、電子部品、電源ケーブル、空気制御器などが挙げられる。一実施形態では、「ホット」セクション間を往復する流体の少なくとも一部は、「コールド」セクションを通過する。しかし、別の場合、流体は「コールド」セクションを通過せずに「ホット」セクションへと流れることができる。

「ホット」セクション内に存在することのできる構成要素の非限定的な例としては、カセット（存在する場合）、流体ライン、温度および伝導度センサ、血液漏れセンサ、ヒータ、その他のセンサ、スイッチ、非常灯などが挙げられる。一実施形態では、一部の電子部品も「ホット」セクションに含めることができる。その例はヒータを含むがそれに限定されない。一実施形態では、流体に加えて、ホットボックス自体を加熱するためにヒータを使用することができる。いくつかの実施形態では、ヒータ７２が、「ホット」セクション全体を所望の温度に達するまで加熱する。

本発明の一態様によると、透析ユニット５１のハウジングは、血液流回路接続部および透析液回路接続部のためのすべての機械的インタフェース点、すなわち、透析ユニット５１を使用するためにユーザが行わなければならない患者血液接続部および酸／重炭酸塩接続部のためのすべての接続点を露出させるように開放可能な縦型並列ドアを備えることができる。図９は、閉鎖状態の縦型並列ドア５３を有する透析ユニット５１の前面図である。この構成では、ドア５３は、患者血液接続部および酸／重炭酸塩接続部のための接続点へのアクセスを遮断し、消毒に適した熱の保存を可能とするようにユニットハウジングの内側を封止することができる。ドア５３に提供される封止は、ハウジングの内部環境と外部環境との間の空気交換を防止するか、またはこれを実質的に抑制するように気密にすることができか、あるいは、消毒効果を維持できる程度に質を若干落とすこともできる。

本実施形態では、ドア５３は、ドア５３が２つの異なる開放状態において開放されるように、二重ヒンジ構造によって透析ユニット５１のハウジングに接続される。図１０〜１３は第１の開放状態のドア５３を示す。この状態で、ドア５３は、透析器１４自体および消耗酸／重炭酸塩材料などの試薬材料を含め、血液回路接続部および透析器回路用のすべてのユーザ接続を露出させる。この位置は、酸／重炭酸塩容器（図示せず）用のホルダ５３１や、制御インタフェース５５などの任意の適切な要素を保持するのに使用可能なフック５３２などのその他の機能も露出させ、制御インタフェースはそのハンドルをフック５３２に引っ掛けることができる（制御インタフェース５５またはその他の要素を収容するように開くことのできる左側ドア５３の前部のフック５３２を示す図７を参照）。本実施形態のホルダ５３１は、図に示す位置から折り込む（すなわち、ドア５３から水平に延在するように折り畳み、ドア５３の凹部に入れ込む）ことができる。ホルダ５３１は、酸／重炭酸塩容器を収容し保持する「Ｃ」字状の収容部を有するが、当然ながら任意の適切な形状にするか、あるいはそれ以外の構成にすることができる。

図１４〜１６は、各ドア５３のヒンジプレート５３３が透析ユニットハウジング５１から外側へ離れるように旋回する第２の開放状態にあるドア５３を示す。本実施形態では、透析ユニットハウジング５１のほぼ全高に沿って垂直に延在するヒンジプレート５３３が、第１の外側端でドア５３に枢動可能に装着され、第２の内側端で透析ユニットハウジング５１に枢動可能に装着される（当然ながら、ヒンジプレート５３３は異なるように構成されることができ、たとえば、多くの冷蔵庫ドア構造に見られるようにドア５３の上部および下部に配置および／または位置決めすることができ、各プレート５３３は、互いに縦方向に分離される２つまたはそれ以上の部分を有することができる）。ヒンジプレート５３３に装着される磁石５３４は、ヒンジプレート５３３を透析ユニットハウジング５１の方に引きつけることによって、ヒンジプレート５３３を図１０〜１３に示す位置に保持するように、透析ユニットハウジング５１に装着された対応する磁石（またはスチール素子などのその他の適切な構成要素）と相互作用する（当然のことながら、磁石５３４はユニットハウジング上に配置し、ヒンジプレート５３３は磁石５３４に装着される（スチール片などの）適切な素子を有することができる）。本実施形態のドア５３はヒンジプレート５３３に装着される磁石も備えるため、ドア５３が図１０〜１３に示されるような第１の状態に開放されると、磁石はヒンジプレート５３３内の対応する磁石と相互作用し、ドア５３がヒンジプレート５３３に対して開放位置に存在するように補助する。さらに、これらの磁石は、ヒンジプレート５３３が、図１３〜１６に示す第２の状態まで開放されたとき、ドア５３とヒンジプレート５３３との相対的位置を維持することを補助する。

本例示の実施形態では、ドア５３および／またはヒンジプレート５３３が特定の開放状態または閉鎖状態を維持するように補助するため、磁石が保持部材の一部として使用されているが、保持部材の他の構造も可能である。たとえば、ドア５３とヒンジプレート５３３との間のヒンジ接続および／またはヒンジプレート５３３とハウジング５１との間の接続は、その他の部分（ヒンジプレートまたはハウジング）に対する特定位置にドア５３またはヒンジプレート５３３を弾性的に保持する役割を担う移動止め構造でもよい。別の実施形態では、１つまたは複数のバネを、ヒンジプレート５３３に対する開放位置にドア５３を保持するように補助するために使用することができる。さらに別の実施形態では、ヒンジプレート５３３が、ヒンジプレート５３３を（ハウジングに近接する）閉鎖位置に保持しようとするハウジング５１の部分と摩擦または静止嵌りするものでもよい。したがって、ドア５３をヒンジプレート５３３に対する特定位置に保持する役割を示し、および／またはヒンジプレート５３３をハウジング５１に対する特定位置に保持する役割を示す保持部材は、多数の可能な構造のうちの１つを取ることができる。

本発明の別の態様によると、透析ユニットハウジングの方にドアを開けると、システム５の動作に必要な血液回路接続部および透析液流体接続部のためのユーザ接続がすべて露出される。たとえば、図１７に示すように、ドア５３が開放状態（第１または第２の開放状態のいずれか）にあると、透析ユニット５１のフロントパネル５１１を露出させることができる。本実施形態では、フロントパネル５１１は、ユーザがアクセスしなければならないいくつかの要素または接続点を担持する。たとえば、定期的に交換しなければならない透析器１４がフロントパネル５１１に搭載される。透析器１４は、血流回路１４１だけでなく平衡回路１４３にも接続しなければならない。さらに、酸／重炭酸塩源４９用の接続点５１２が、フロントパネル５１１の下端に配置される。この接続点５１２で、ユーザは、透析液を作成する際に透析ユニット５１が使用する消耗試薬成分４９の供給源に接続することができる。閉鎖部（ｏｃｃｌｕｄｅｒ）５１３もフロントパネル５１１上に搭載される。閉鎖部５１３は血流回路のチューブを受け取り、システム動作に基づきチューブの開放／閉鎖状態を制御する。閉鎖部５１３の機能については、２００８年８月２７日に出願された米国特許出願第１２／１９８，９４７号明細書（代理人整理番号第Ｄ０５７０．７００２０ＵＳ００（Ｇ２８））により詳細に述べられており、より詳細に後述する。要約すると、漏れ、ポンプの故障、過圧状況などのシステム問題がない限り、閉鎖部５１３は血流回路の動脈および静脈ラインに流れを通させる。上記のような問題がある場合、閉鎖部５１３は自動的に血液ラインを閉鎖して、患者との間の流れを阻止する。血流回路１４１の動脈血液ラインおよび静脈血液ライン２０３、２０４を方向付け回路１４２と接続する血液ライン接続点５１４（図２および３を参照して説明したように、血流回路１４１は方向付け回路１４２に接続することができる）がフロントパネル５１１上に露出される。システムが血流回路１４１を清浄および殺菌できるように、この接続は通常、治療の最後に行われる。フロントパネル５１１は、血流回路１４１の血液ポンプ部上の対応する制御ポートと嵌合する１セットの制御ポート５１５も有する。制御ポート５１５は、バルブの開放／閉鎖状態を制御し、血流回路１４１のポンプに動力を与えるため、制御されたレベルの空気圧および／または真空を供給する。

本発明の別の態様において、図１７Ａは、血液ポンプアセンブリ１３を搭載することができ、血液ポンプアセンブリ１３の流体制御ポートを接続することができる制御ポートアセンブリ６１５の斜視図を示す。たとえば、血液ポンプアセンブリ１３のバルブの作動を制御する制御ポート６１６と、血液ポンプアセンブリ１３のポンプの作動を制御する制御ポート６１７とが示されている。制御ポートアセンブリ６１５に血液ポンプアセンブリ１３を固定するように、ラッチ部材または他の係合装置を、制御ポートアセンブリ６１５の１つまたは複数の面にもしくは制御ポートアセンブリ６１５内に、またはフロントパネルアセンブリ５１１の制御ポートアセンブリ６１５の位置に隣接するかもしくはその中の部分に設けることができる（図示する例では、制御ポートアセンブリ６１５は、保持タブ６１９を通じてフロントパネルアセンブリ５１１に可逆的に搭載することができる）。もしくは、またはさらに、フロントパネル５１１からの血液ポンプアセンブリまたは血液回路アセンブリの他の部分の取外しに役立つように、血液回路アセンブリ用の分離または他の取出し機能を設けることができる。たとえば、制御ポートアセンブリ６１５の両側に、一対のカセットラッチおよび取出しアセンブリを搭載することができる。図１７Ａの実施形態では、血液回路アセンブリ係合装置は、制御ポートアセンブリ６１５の側部に枢動可能に搭載されたラッチまたはリテーナ部材６１８ａおよび６１８ｂを備える。好ましくは、ラッチ部材６１８ａおよび６１８ｂの枢支接続部（たとえば枢支接続部６２０）は、適切に配置されたバネにより、ラッチ部材６１８ａおよび６１８ｂを互いに向かっておよび制御ポートアセンブリ６１５の表面に向かって回転させるように付勢され、それにより、それらは、制御ポートアセンブリ６１５に搭載された血液ポンプアセンブリ１３（図１７Ｂに断面で示す）の縁または他の部分との接触を維持することができる。これは、血液ポンプアセンブリ１３が搭載されている制御ポートアセンブリ６１５の上部断面図である図１７Ｂにより明確に示されている。ラッチ部材６１８ｂは、図１７Ｂでは、その通常の付勢位置で示されており、制御ポートアセンブリ６１５に関連して血液ポンプアセンブリ１３の外縁を固定している。一方、ラッチ部材６１８ａは、部分的に後退した位置で示されており、血液ポンプアセンブリ１３を制御ポートアセンブリ６１５から部分的に分離することができる。完全に後退した位置（図示せず）では、ラッチ部材６１８ａまたは６１８ｂは、血液ポンプアセンブリ１３の前縁を空け、血液ポンプアセンブリ１３が制御ポートアセンブリ６１５から取り外されるかまたはそれに設置されもしくは搭載されるのを可能にする。

図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、血液ポンプアセンブリ１３を制御ポートアセンブリ６１５に保持するのに役立つことができるラッチまたはリテーナ部材６１８ａおよび６１８ｂに加えて、ユーザが制御ポートアセンブリ６１５から血液ポンプアセンブリ１３を分離しそれを制御ポートアセンブリ６１５から持ち上げることを補助するように、分離補助部材（またはエジェクタ要素もしくはエジェクタ部材）６２２ａまたは６２２ｂを含めることもできる。分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂは、分離補助部材６２２ａおよび６２２ｂの接触部６２４ａまたは６２４ｂが、分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂが外側に回転したときに血液ポンプアセンブリ１３の下面１１３ａの縁に接触してそれを制御ポートアセンブリ６１５から持ち上げるに役立つのに適した位置において、フロントパネルアセンブリ５１１に枢動可能に搭載することができる。係合装置は、ユーザが、分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂを外側に枢動させて接触部６２４ａまたは６２４ｂを血液ポンプアセンブリ１３の下面１１３ａに係合させるように、側方に押圧することができる親指または指接触要素６２６ａまたは６２６ｂ等、リテーナ部材６１８および／またはエジェクタ要素６２２を作動させるアクチュエータを備えることができる。好ましくは、バネ６２８を、分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂの枢支接続部の近くに含め、接触部６２４ａまたは６２４ｂを血液ポンプアセンブリ１３の下面１１３ａとの接触状態から離すように分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂを付勢するように、適切に配置することができる。このように、分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂからの固有力は、制御ポートアセンブリ６１５から血液ポンプアセンブリ１３を押し離すように作用していない。別の好適な実施形態では、図１７Ａに示すように、分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂを、ラッチ部材６１８ａまたは６１８ｂに枢動可能に搭載することができる。この実施形態では、ユーザは、分離補助部材６２２ａまたは６２２ｂを血液ポンプアセンブリ１３の下面１１３ａに係合させ、同時に、親指または指接触要素６２６ａまたは６２６ｂを一度外側に押すことにより、血液ポンプアセンブリ１３の前縁または表面との接触状態からラッチ部材６１８ａおよび６１８ｂを分離することができる。よって、単一の要素６２６ａまたは６２６ｂ等の１つまたは複数のアクチュエータを外側に押すことにより、血液ポンプアセンブリ１３を、制御ポートアセンブリ６１５に交互に取り付け固定するか、または制御ポートアセンブリ６１５から分離することができ、血液ポンプアセンブリ１３の設置および／または取外しが容易になる。

図１７Ｃは、血液回路アセンブリ係合装置の別の実施形態を示し、それは、本実施形態では、一対の血液ポンプカセットリテーナおよびエジェクタ要素を備える。本実施形態では、カセットリテーナ要素６３０は、エジェクタ（または分離補助）要素６３４と接触する接触部材６３２を備える。後退状態では、エジェクタ要素６３４は、制御ポートアセンブリ６４０の血液ポンプポッド凹部６３８の窪み領域６３６に配置される。リテーナ要素６３０が外側（図１７Ｃにおける矢印の方向）に枢動する際、接触部材６３２はエジェクタ要素６３４の近位端６４２を押圧し、その時エジェクタ要素６３４は枢動軸６４４を中心に回転し、エジェクタ要素６３４の遠位端６４６が凹部６３６から出て上がり、血液ポンプポッド凹部６３８内に配置されている搭載されたポンプカセットの作動チャンバの剛質後壁と係合する。図１７Ｄおよび図１７Ｅは、エジェクタ要素６３４が後退位置（図１７Ｄ）および伸長位置（図１７Ｅ）にある、係合装置の単独図を示す。図１７Ｄにおいて、リテーナ要素６３０は保持位置にあり、リテーナ要素６４８は制御ポートアセンブリ６４０の中心に向かって内側に回転しており、エジェクタ要素６３４は引っ込んだ位置にあって、近位部６４２が上昇し遠位部６４６が押し下げられている。図１７Ｅにおいて、リテーナ要素６３０は解放位置にあり、リテーナ要素６４８は制御ポートアセンブリ６４０の中心から離れる方向に外側に回転しており、エジェクタ要素６３４は上昇位置にあり、近位部６４２は接触部材６３２によって下げられ、遠位部６４６は凹部６３６から出て上昇して制御ポートアセンブリ６４０に搭載されたカセットを突き出す。親指レスト（アクチュエータ）６５０は、ユーザが、都合よく、図１７Ｃに示すような完成したアセンブリにおいて対向するラッチ部材６３０の各々に１つの親指を当てることにより、カセットを解放するように外向きに力を適用することができるようにする形状となっている。一実施形態では、リテーナ要素６３０は、カセットを制御ポートアセンブリ６４０に固定して搭載された状態で維持するのに役立つように、ラッチまたは保持方向に付勢されるバネ６５４を備えた、ピニオン６５２によって形成された軸を中心に回転する。図１７Ｆは、露出したフロントパネル５１１等、透析ユニットのパネルに搭載された血液ポンプカセット１０００（血液回路アセンブリの一部である）の前面図を示す。図１７Ｇおよび図１７Ｈは、それぞれ線１７Ｇ−１７Ｇおよび１７Ｈ−１７Ｈに沿った血液ポンプカセット１０００の断面図を示し、カセット１０００は制御ポートアセンブリ６４０に適切に取り付けられている。図１７Ｇは、接触部材６３２、エジェクタ要素６３４、およびカセット１０００のポンプ作動チャンバの剛質後壁６５８の間の関係を示す。エジェクタ要素６３４は、ポンプカセット１０００を完全に取り付けることができるようにそれらのそれぞれの窪み領域６３６において完全に後退した位置にあるように示されている。図１７Ｈは、リテーナ要素６４８とカセット１０００の前部プレート６５６との間の関係を示す。この場合、リテーナ要素６４８は前部プレート６５６と並置され、カセット１０００を制御ポートアセンブリ６４０上に固定する。

図１７Ｉは、透析ユニットのパネル５１１から分離される過程における図１７Ｆの血液ポンプカセットの前面図を示す。図１７Ｊおよび図１７Ｋは、血液ポンプカセット１０００の断面図を示し、カセット１０００は制御ポートアセンブリ６４０と係合した状態から部分的に持ち上げられている。図１７Ｊは、接触部材６３２、エジェクタ要素６３４、およびカセット１０００のポンプ作動チャンバの剛質後壁６５８の間の関係を示す。この場合、エジェクタ要素６３４の遠位端６４６は、カセット１０００と接触して、制御ポートアセンブリ６４０内のその完全に取り付けられた位置からカセット１０００を上昇させている。図１７Ｋは、リテーナ要素６４８とカセット１０００の前部プレート６５６との関係を示す。この場合、前部プレート６５６は、リテーナ要素６４８の保持面より上方に上昇している。

図１７のフロントパネル５１１上にはユーザ制御パネル５１０も露出される。ユーザ制御パネル５１０は、ユーザが血液透析中に、制御インタフェース５５上のグラフィカルユーザインタフェースをバイパスして、特定の機能（たとえば、重要な機能）を制御する別の方法を提供することができる１つまたは複数のボタンを備える。たとえば、仮に制御インタフェース５５が透析治療セッション中に故障した場合、これが非常に重要となる。重要な機能の非限定的な例は、「透析停止」または「透析一時停止」コマンドと「透析溶剤注入」コマンドである。

本実施形態および本発明の別の態様によると、血流回路１４１は透析ユニット５１のフロントパネル５１１から取り外し可能な血液回路アセンブリとして形成され、図１７では血液回路アセンブリはフロントパネル５１１に搭載されていないため、図１７は血流回路１４１用の動脈および静脈ライン２０３、２０４を示していない。図１８は透析器１４とともに本実施形態の血液回路アセンブリ１７の前面図を示す。血液回路アセンブリ１７は、たとえば図３を参照すると、血液回路編成トレイ１７１に搭載される上述の各種構成要素を含む。動脈および静脈ライン２０３、２０４（たとえば、可撓シリコーン配管の長さを含む）は、本発明の一態様によると、血液ライン接続点５１４との差込型接続または圧入型接続に加え、一般的な患者アクセス点（たとえば、ルアー（ｌｕｅｒ）型患者アクセコネクタ）と共に使用されるネジ型接続を提供するように構成される血液ラインコネクタを終点とする。動脈ライン２０３は、２つのポッドポンプ２３、バルブ、および血流を制御するその他の構成要素を含む血液ポンプ１３の上部に存在する入口につながる。血液ポンプ１３は、エアフィルタ８１、抗凝血剤ポンプ８０（図示せず）、および抗凝血剤供給源１１（ヘパリンのバイアなど）と関連付けられる（本例示の実施形態の血液ポンプ１３に関する詳細は、「ポンピングカセット（Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）」と題する２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，６８０号明細書、「ポンピングカセット（Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）」と題する２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，７１２号明細書、「ポンピングカセット（Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）」と題する２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，７８７号明細書、「ポンピングカセット（Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）」と題する２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，７９３号明細書、および「カセットシステム統合型装置（Ｃａｓｓｅｔｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」と題する２００７年１０月１２日に出願された米国特許出願第１１／８７１，８０３号明細書において参照される）。血液ポンプ１３（出口はポンプ１３の底部に位置している）から出力された血液は、透析器１４の入口（透析器１４の最上部に存在する）に入り透析器（透析器血液出口は透析器１４の底部に位置している）から出てエアトラップ１９の入口に流れ込む。エアトラップ１９の出口は静脈血液ライン２０４に接続される。透析器１４の入口血液ポートおよび出口血液ポートへの接続は、典型的なネジ型接続によってなされる。

図１８ａは、血液ポンプ１３のポンプ８０（図３に概略的に示す）と流体連通している中空スパイク１２０８上に薬剤１１（たとえば抗凝血剤等）のバイアルを保持するかまたは載せるバイアル受けまたはバイアルホルダ１２０６の別の実施形態を備える血液ポンプ１３の斜視図を示す。本実施形態では、可撓上部アーム１２１０は、バイアル１１の本体を適所に保持するのに役立ち、さまざまなサイズのバイアルに適応するように撓むことができる。下部アーム１２１２は、バイアル１１がバイアル１１の反転した最上部に対して角度をなして突き出るのを防止するように、バイアル１１の反転した最上部をスパイク１２０８と位置合せするために役立つ。バイアル１１の最上部を実質的に垂直に突き出すことは、スパイク１２０８の外側の周囲におけるバイアル１１内からの流体の漏れを回避するために役立つことができる。

本発明の別の態様によると、エアトラップ１９は、血液が透析器を出た後、患者に戻るまで血液流路に配置される。一実施形態では、エアトラップ１９は球状、または回転楕円体状容器（すなわち、略球状の内壁を有する容器）と、最上部近傍に容器の縦軸から偏位して配置される入口ポートと、容器の底部の出口とを有することができる（容器の縦軸は、略球状容器の「上下の」極を通過する縦方向に配置される）。入口ポートは縦軸から偏位しており（この場合、トレイ１７１の方に後退している）、血液は容器の縦軸に略垂直で、容器の球状内壁にほぼ接する方向で容器に導入される。血液が（たとえば螺旋状に）重力で容器の下端に引かれ、血液からの気泡の除去を促進する際、トラップの内壁の湾曲形状は内壁に沿って血液を循環させるように導く。透析器１４の出口を出る血液中に存在する空気はエアトラップ１９の上端に入り、血液が下端の出口から静脈血液ライン２０４へと流れ出る間、容器の上端にとどまる。トラップ１９の上端近傍に入口ポートを配置することによって、容器内に最小限の空気しか残さず、あるいは全く空気を残さず、血液をトラップ中で循環させることができる（「全開運転」エアトラップとして）。トラップ内の血液の定期循環のため、空気と血液の接触を回避できることが有効である。容器の上端またはその近傍に入口ポートを配置することによって、血液チューブを通る流体流を逆行させ（すなわち、トラップ１９の下端から上端へ流れ、トラップ１９の入口ポートを出る）、トラップ内に存在する空気の大半または全部をトラップから除去することができる。

一実施形態では、スプリット隔膜または膜、あるいはその他の構造のセルフシール（ｓｅｌｆ−ｓｅａｌｉｎｇ）ストッパなどのセルフシールポートがトラップの上端に配置されて、（たとえば、シリンジによって）容器から空気を抜き出すことができる。たとえば、透析液またはその他の洗浄液を用いてエアトラップ内において流れを逆行させることによって消毒中のセルフシールポートの洗浄を簡易化するように、セルフシール膜の血液側面は、トラップの内側の上端とほぼ同一面に配置させることができる。また、容器の入口、出口、および内壁とセルフシールポートは、停滞領域をほぼなくすように構成する、すなわち、血液が停滞するか凝固する領域がほぼ、または全く存在しないようにし得る。セルフシールポートは、血液サンプリング部位として機能し、および／または血液回路に液体、薬剤、またはその他の化合物を導入させることができる。針でのアクセスが企図されるとき、封止ラバー型ストッパを使用することができる。スプリット隔膜を用いるセルフシールストッパは、無針システムを使用するサンプリングおよび流体送出を可能にする。

図１９は、各種血液回路アセンブリ１７の構成要素を搭載していない血液回路アセンブリ１７用編成トレイ１７１を示す。本発明の一態様によると、編成トレイ１７１は、血液回路アセンブリ１７をフロントパネル５１１に搭載する／血液回路アセンブリ１７をフロントパネル５１１から取り外す際にユーザが握ることのできるハンドル１７２（本実施形態では、指で引く）を備える。ハンドル１７２の内側には、フロントパネル５１１上のスプリングタブが編成トレイ１７１および／または血液ポンプ１３のカセットを通過して、血液回路アセンブリ１７と係合し、血液回路アセンブリ１７をフロントパネル５１１上の適所に保持することができるように開口部１７３が設けられる。本発明の別の態様によると、編成トレイ１７１は、それぞれが対応する血液ライン２０３、２０４の通過するＣ字状の凹部またはその他の穴を有する血液ライン係合部材１７４を備える（ここでは、「穴」は、図１９に示されるような凹部、たとえばドリルで作製されるような連続壁を有する貫通孔、またはその他の適切な開口部を含む）。より詳細には、血液ライン２０３、２０４を閉鎖部５１３に搭載する際に、血液ライン係合部材１７４が使用される。要約すると、血液ライン２０３、２０４を閉鎖部５１３に搭載する際、血液ライン２０３、２０４は、閉鎖部５１３のスロットに水平に押しこみながら（ラインの外径を低減するように）下方向に引っ張り、伸張させなければならない。血液ライン係合部材１７４は、血液ライン２０３、２０４での下方向の引っ張りに抵抗する機能と（たとえば、各ライン２０３、２０４は、係合部材１７４の凹部を通って引っ張ることができないように、各係合部材１７４の上に停止リングを備えることができる）、ユーザに係合部材１７４を内側に押し込んでライン２０３、２０４を閉鎖部スロットに配置させる機能とを担う。係合部材１７４は編成トレイ１７１と一体型に形成されているため、「リビングヒンジ（ｌｉｖｉｎｇ ｈｉｎｇｅ）」すなわち編成トレイの比較的柔軟な部分が、係合部材１７４と編成トレイ１７１の本体との間に配置される。この構造により、係合部材１７４と編成トレイ本体との接続部が撓むため、係合部材１７４を編成トレイ１７１に対して内側に押すことができる。

図２０は、編成トレイ１７１を取り外した血液回路アセンブリ１７の後面図である。この図は、制御ポートを露出させた血液ポンプ１３の後面を示す。空気圧制御（たとえば、適切な空気圧または真空）がポンプおよびバルブに印加されて、それらの動作と血液回路アセンブリ１７を通る流れとを制御するように、これらの制御ポートはフロントパネル５１１上の対応するポート５１５と嵌合する（図１７を参照）。図２０は、エアトラップ１９の入口ポートの偏位も示す。すなわち、エアトラップ１９の上端の入口ポートは、エアトラップ１９のほぼ球状の容器部の縦軸の後方に配置されている。

図２０Ａおよび図２０Ｂは、血液ポンプカセット１０００の別の実施形態の展開斜視図を示す。図２０Ａは、後部（作動側）プレート１００１を有するカセット１０００の展開前斜視図を示し、後部プレート１００１は、材料の単一成形部品に後部プレートにとともに形成された配管編成部を備えている。図２０Ｂは、図２０Ａのカセット１０００の展開後斜視図を示す。図２０Ａ〜２０Ｄに示すカセット１０００は、図１８Ａのカセット１３および図１９の編成トレイ１７１の代替えとして使用することができ、これらの構成要素の機能の多くを組み合わせ、それらを製造し組み立てるコストおよび複雑性を実質的に低減することができる。

カセット１０００は、さまざまなバルブおよびポンプの作動チャンバの剛質外壁を形成する後部プレート１００１と、さまざまなバルブおよびポンプ隔膜を保持し、カセット１０００にさまざまな流路を形成するのに役立つ中間プレート１００２と、カセット１０００のさまざまなバルブおよびポンプの流体チャンバのうちのいくつかの剛質外壁を形成する前部プレート１００３とを備える。カセット１０００は、任意に、後部プレート１００１の前面側に装着可能な保護カバー１００４をさらに備える。保護カバー１００４は、バイアルホルダ１０３７に後に搭載するために使用することができる保持アームを備えることができ、この保持アームはバイアルを保持するものである。保護カバー１００４は、処置中に使用するためにバイアルをバイアルホルダ１０３７に挿入する前に、空のまたは充填されたバイアルのいずれかを一時的に保持することができる。すなわち、バイアルは、バイアルホルダ１０３７に連結することができ、バイアルホルダ１０３７は、バイアルをバイアルホルダ１０３７内に前部プレート１００３の流体ポート１０３８と流体連通して配置する中空スパイクを有する。たとえば透析中に使用される抗凝血剤でバイアルを充填することができ、または、バイアルは空であって、透析治療の前または後のいずれかの洗浄および消毒処置中に使用することができる。

カセット１０００は、液体をカセット１０００の流体流側を通って移動させる流体流ポンプ１０１３および１０１４を備える。すなわち、カセット１０００は、血液透析装置の場合は血液であり得る流体を圧送する左側ポンプ１０１３および右側ポンプ１０１４を備える。ポンプ１０１３および１０１４（本明細書ではポッドポンプとも称す）を、空気、液体、ガスまたは後部プレート１００１のポートからカセット１０００に入る他の流体等の制御流体によって作動させることができる。左側ポッドポンプ１０１３は、前部（または上部）プレート１００３に形成された剛質チャンバ壁１００５と、後部（または下部）プレート１００１に形成された剛質チャンバ壁１００８と、中間プレート１００２に形成された穴１００６と、剛質チャンバ壁１０１３および１００８の間で撓むことができる可撓膜１００７とを備える。剛質チャンバ壁１０１３と可撓膜１００７との間の空間は、左側ポンプ１０１３の流体または血液側（すなわち流体チャンバ）を形成し、可撓膜１００７と剛質チャンバ壁１００８との間の空間は、左側ポンプ１０１３の空気圧側（すなわち制御チャンバ）を形成する。同様に、右側ポッドポンプ１０１４は、上部プレート１００３に形成された剛質チャンバ壁１００９と、下部プレート１００１に形成された剛質チャンバ壁１０１２と、中間プレート１００２に形成された穴１０１０と、剛質チャンバ壁１００９および１０１２の間で撓むことができる可撓膜１０１１とを備える。剛質チャンバ壁１００９と可撓膜１０１１との間の空間は、右側ポンプ１００９の流体または血液側（すなわち流体チャンバ）を形成し、可撓膜１０１１と剛質チャンバ壁１０１２との間の空間は、右側ポンプ１０１４の空気圧側（すなわち制御チャンバ）を形成する。

ポッドポンプ１０１３および１０１４の各々は、上部プレート１００３から形成された流体流コンパートメントと下部プレート１００１から形成された制御コンパートメントとを有する、一対の膜ベース入口／出口バルブを備えることができる。それらのバルブを、下部プレート１００１の制御ポートを通じて個々の可撓膜に正または負の流体（たとえば空気）圧を印加することによって作動させることができる。流体バルブは、ポッドポンプが圧送しているときに流体流を方向付けるように開閉することができる。バルブ作動がそれらのバルブに関連するポンプの作動に関連してなされた順序付けに応じて、流体を順方向にまたは逆方向に圧送することができる。ポッドポンプの非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる「流体圧送システム、装置および方法（Ｆｌｕｉｄ Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ）」と題する２００７年４月１３日に出願された米国特許出願第１１／７８７，２１２号明細書に記載されている。ポッドポンプ１０１３および１０１４を、いずれかの方向の流体流により、任意の適切な形で、たとえば同期して、非同期で、同位相において、位相をずらして等、動作させることができる。

血液透析用途の場合、一実施形態では、抗凝血剤（たとえば、ヘパリン、または当業者に既知である他の任意の抗凝血剤）を、血流カセット１０００内で血液と混合することができる。たとえば、バイアル（またはチューブもしくはバッグ等、他の抗凝血剤供給源）内に抗凝血剤を収容することができ、血流カセット１０００は、バイアルの封を貫通することができる（一実施形態では、針または中空スパイクを備える）バイアルホルダ１０３７を備えた抗凝血剤バイアルを受け入れることができてもよい。スパイクは、プラスチック、ステンレス鋼または他の適切な材料から形成することができ、一実施形態では滅菌可能な材料とすることができ、たとえば、材料は、材料を滅菌するように十分に高い温度および／または化学物質曝露に耐えることができてもよい。一例として、スパイクを用いて、バイアルの封を貫通することができ、それにより、抗凝血剤は、血流カセット１０００内に流れ込み血流路において血液と混合され得る。他の場合では、バイアルを、洗浄、消毒またはプライミング作業中に水または透析液で充填するかまたは部分的に充填することができる。

カセット１０００内の、一実施形態では計量ポンプとして作用することができる第３のポンプ１０１５を使用して、装着されたバイアルからの薬剤（抗凝血剤等）のカセット１０００内の流路内への流れを制御することができる。計量ポンプ１０１５は、ポンプ１０１３および１０１４と同じ設計であっても異なる設計であってもよい。たとえば、計量ポンプ１０１５は、ポッドポンプとすることができ、空気等の制御流体によって作動させることができる。たとえば、図２０Ａ〜図２０Ｄに示すように、計量ポンプ１０１５は、後部プレート１００１内に形成された剛質チャンバ壁１０１５と、中間プレート１００２に形成された剛質チャンバ壁１０１８（図２０Ｂ参照）と、ポッドを流体コンパートメントまたはチャンバおよび制御コンパートメントまたはチャンバに分割する可撓隔膜１０１５とを備えることができる。バルブ１０２８、１０２９、１０３０は、流体ポート１０３８と、通気ポート１０１９と、第１のポンプまたは第２のポンプ（ポンプ１０１３等）に通じるかまたはそこから通じる流体流路と、計量ポンプ１０１５に通じるかまたはそこから通じる流体流路とをさまざまな組合せで接合する流体流路に接続することができる。よって、装着されたバイアルからカセット１０００内の主流体流路内への薬剤（たとえば抗凝血剤）または他の流体の流れを、計量ポンプ１０１５によって制御することができ、周期的に、計量ポンプ１０１５によって空気を通気ポート１０１９からポート１０３８を通じて装着されたバイアル内に導入して、薬剤または他の流体がバイアルから引き抜かれる際に装着されたバイアル内の圧力を周囲圧力と均等化することができる。

カセット１０００は、ポート１０１９に連結された通気孔を備えることもできる。計量ポンプ１０１５の流路内に空気を導入して、装着されたバイアル内の圧力を周囲空気と均等化することができる。この場合、バルブ１０２９は、計量ポンプ１０１５と第１のポンプ１０１３（または第２のポンプ１０１４）の主流路との間の流れを閉鎖する。一実施形態では、計量ポンプ１０１５は、システムコントローラがシステムの血液または液体搬送構成要素を空にするのを制御することができるために、第１のポンプ１０１３または第２のポンプ１０１４の主流路内に空気を導入することもできる。

ポッドポンプ１０１３および１０１４は、チャンバ１００５および１００９にそれぞれ隆起流路１０２０および１０２１を備える。隆起流路１０２０および１０２１により、隔膜（すなわち可撓膜）１００７および１０１１が行程の最後に達した後に流体がポッドポンプ１０１３および１０１４内を流れ続けることができる。

カセット１０００は、後部プレート１００１内に形成されたいくつかのバルブ１０２２、１０２３、１０２４および１０２５を備える。バルブ１０２２〜１０２５および１０２８〜１０３０の作動（または空気圧）側は、下部プレート１００１から形成され、制御（たとえば空気圧）流体が入るかまたは出るための対応する作動ポートを有する。中間プレート１００２に設置されたいくつかの隔膜１０２６および１０２７がバルブを完成させ、隔膜１００７、１０１１および１０１６がポッドポンプ１０１３、１０１４および計量ポンプ１０１５を完成させる。計量ポンプ１０１５は、隔膜１０１６によって完成する。好適な実施形態では、バルブは空気圧式に作動され、バルブ隔膜が中間プレート１００２の隣接する穴から引き離される際に、液体は引き出され、隔膜が穴に向かって押される際に、液体はそこを押し通される。流体流は、バルブ１０２２〜１０２５および１０２８〜１０３０の開閉の適切な順序付けによって方向付けられる。

計量ポンプ１０１５は、中間プレート１００２に形成された流体チャンバ１０１８に接続された３つの通路を備える。１つの通路は、通気孔１０１９からの空気が計量ポンプ１０１５内に引き込まれるのを可能にし、第２の通路は、空気が、バイアルホルダ１０３７に接続されたスパイク／ソース容器に押し込まれるのを可能にし、また、ソース容器またはバイアルから交互に液体を引き抜き、第３の通路は、ソース容器からの液体が、計量ポンプ１０１５によって、第１のポンプ１０１３（または別の実施形態ではポンプ１０１４）に接続された主流体ラインに押し込まれるのを可能にする。バルブ１０２８、１０２９および１０３０は、計量ポンプ１０１５が流体または空気を移動させるか否かと、いずれの方向に移動させるかとを判定する。

次に図２０Ｃを参照すると、下部プレート１１００の内部図が示されている。ポッドポンプ１００８および１０１２、計量ポンプ１０１５ならびにバルブ１０２２、１０２３、１０２８、１０２５、１０２９、１０３０および１０２４の作動／空気チャンバの内側図が示されている。ポッドポンプ１００８および１０１２、計量ポンプ１０１５ならびにバルブ１０２２、１０２３、１０２８、１０２５、１０２９、１０３０および１０２４は、空気圧式空気源によって作動する。ここで図２０Ｄを参照すると、下部プレート１１００の外側が示されている。制御流体（たとえば、正圧または負圧下の空気）源が、カセットのこの外側に接続される。一実施形態では、チューブはさまざまなポート１０３１に接続する。他の実施形態では、ポート１０３１は、透析ユニット５１のフロントパネル（たとえば図１７のフロントパネル５１１）の制御ポートアセンブリ（たとえば図１７Ａの制御ポートアセンブリ６１５）に差し込まれるように構成される。

ここで図２０Ａ〜図２０Ｄを参照すると、下部プレート１００１にはさまざまな編成部機能が組み込まれている。下部プレート１００１は、下部プレート１００１に形成されたチューブガイド１０３３および１０３４を有するエアトラップ保持部材１０３２を備える。チューブガイド１０３３および１０３４は、チューブを、エアトラップ保持部材１０３２内に配置されたエアトラップにおよびエアトラップから誘導する。下部プレート１００１はまた、追加のチューブガイド１０３５および１０３９も備える。下部プレート１００１はまた、治療中に患者から動脈または静脈ラインが分離していないかモニタリングするために装置において使用することができる電気コネクタを受け入れる受入部１０３６も形成する。図２１は、編成トレイ１７１なしのフロントパネル５１１に搭載された血液回路アセンブリ１７を有する透析ユニット５１のフロントパネル５１１の斜視図である（通常、血液回路アセンブリ１７は編成トレイ１７１を備えるが、フロントパネル５１１の構成要素をより明確に示すために本例ではトレイ１７１を図示していない）。血液ポンプ１３のカセットの対向端に、フロントパネル５１１は、血液ポンプカセットおよび／または編成トレイ１７１と前方向に柔軟に延在して、血液回路アセンブリ１７を適所に保持するスプリングタブ５１６を有する。タブ５１６は、血液回路アセンブリ１７を適所に保持するように補助する突刺またはその他の機能を備えることができる。スプリングタブ５１６は外方に曲げられて血液回路アセンブリ１７上での保持を解放し、取外しを可能にする。しかし、スプリングタブ５１６に外方向への力が印加されない場合、タブ５１６は血液回路アセンブリ１７と係合したままである。図２２は、血液回路アセンブリ１７の編成トレイ１７１が含まれるフロントパネル５１１の前面図である。フロントパネル５１１から血液回路アセンブリ１７を取り外すには、ユーザは、スプリングタブ５１６の内側（血液ポンプ２３に最も近い側）に親指を当てて、スプリングタブ５１６を外方向にポンプ２３から離れるように曲げると同時にハンドル１７２の後ろに人差し指を当てる。これにより、スプリングタブ５１６は血液回路アセンブリ１７を解放することになり、たとえば、タブ５１６の突刺が血液ポンプ１３および／または編成トレイ１７１から分離される。当然ながら、血液回路アセンブリ１７を取り外すには、透析器１４との接続部や血液ライン接続点５１４などのその他の接続部を取り外し、ライン２０３、２０４も閉鎖部５１３から取り外さねばならない。血液回路アセンブリ１７をフロントパネル５１１に搭載する際、たとえば、スプリングタブ５１６が開口部１７３を通過するように揃えられ、血液ポンプ１３のカセットの制御ポートがフロントパネル５１１上の対応するポート５１５と揃えられるように、編成トレイ１７１はハンドル１７２を握って適切に位置合わせすることができる。その後で、血液回路アセンブリ１７がそのまま適所に押し込まれて、スプリングタブ５１６が編成トレイ１７１および／または血液ポンプカセットと係合する。次に、透析器１４との接続や、閉鎖部５１３への血液ライン２０３、２０４の装着などの他の接続を行うことができる。

図２１は、閉鎖部５１３内に導くために血液ライン２０３、２０４を保持するスロット５１７も示す。スロット５１７は、ライン２０３、２０４がスロット内への配置後にスロット５１７内にとどまるように、血液ライン２０３、２０４の外径よりもわずかに小さい通路を形成する。これは、ラインと閉鎖部５１３との適切な関連付けを確保するように補助する。血液回路アセンブリ１７がスプリングタブ５１６上に搭載されれば、ユーザは、（編成トレイ１７１上の係合部材１７４が各ライン２０３、２０４上の停止リングまたはその他の機能と係合し、下方向の引っ張りに抵抗した状態で）ライン２０３、２０４を下方に伸張させ、ライン２０３、２０４を対応するスロットに押し込むことによって、血液ライン２０３、２０４とスロット５１７とを係合させる。ライン２０３、２０４は、上述したように、柔軟であり、編成トレイ１７１に対して内方向に曲げられる係合部材１７４を内側に押すことによって、適所に押し込むことができる。次いで、ライン２０３、２０４は閉鎖部５１３を通って進ませることができる。

本発明の別の態様によると、フロントパネル５１１は、フロントパネル５１１の外周に血液ラインラップ機能を備える。本例示の実施形態では、フロントパネル５１１は、フロントパネル５１１の上縁と下隅に沿ってフランジ部５１８を備える。このため、ユーザはフランジ部５１８によって形成される通路内にライン２０３、２０４を配置することによって、血液ライン２０３、２０４をフロントパネル５１１の外周に巻きつけることができる。ライン２０３、２０４は、透析器１４の下端近傍の箇所から、フロントパネル５１１の下右隅近傍の箇所まで時計方向に巻きつけることができる。次に、血液ライン２０３、２０４は血液ライン接続点５１４で接続して、たとえば、血液ライン２０３、２０４を通って循環される流体を消毒することができる。その結果、血液ライン２０３、２０４はフロントパネル５１１上に適切に保持されて、フロントパネル５１１上の他の構成要素に容易にアクセスすることができ、ユーザはドア５３と透析器ユニットハウジング５１間に血液ライン２０３、２０４を挟むか否かをほぼ心配することなくドア５３を閉めることができる。もしくは、血液ライン２０３、２０４はまず血液ライン接続点５１４で接続して、その後、透析器１４の下端近傍の箇所からフロントパネル５１１の下右隅近傍の箇所まで時計方向に巻きつけることができる。これにより、血液ラインはフランジ部５１８に沿って適切に分布されて接続点５１４に至るように確保することができる。ヒンジプレート５３３およびその他の挟まれる可能性のある箇所から離れた所望の位置に血液ライン２０３、２０４を保持する補助として、フロントパネル５１１の左側と右側に縦型フェンス５１９も設けることができる。

別の態様では、図２１Ａに示すように、フロントパネルアセンブリ８１１の別の実施形態は、動脈および静脈血液ラインを接続することができる接続点８１４を有するモジュール式排液アセンブリ（または排液カセット）８１５を備えることができる。図５Ａに示すように、排液カセット８１５は、プライミング、洗浄および消毒作業中の動脈および静脈血液ライン両方に対する排液ライン３１への共通通路を備える。血液通路から空気を追い出し血液通路をプライミングするために、または血液通路を洗浄し消毒するために、透析器１４の半透膜を通じて透析システム５の血液通路内に、水、透析溶液または他の流体を導入することができる。排液カセット８１５は、任意に、動脈または静脈血液通路の一方または両方にバルブを備えることができる。一実施形態では、静脈ラインのモジュール式排液カセット８１５内またはその近くの電子制御バルブ８３１が、血液ポンプカセット１３の血液ポンプが、静脈ラインのバルブ８３１が閉鎖している間に動脈ラインを逐次満たすかまたは空け、その後、バルブの開放時に動脈ラインを満たすかまたは空けるのを可能にすることができる。この方法では、動脈ラインの空気または汚染物質が、静脈配管内ではなく排液カセット８１５の排液出口に強制的に送られる。または、バルブ８３１は、動脈ラインと排液口との間の流れを制御するように配置することができ、たとえば、そのため、静脈ラインの中身を、動脈ライン内ではなく排液出口に強制的に向けることができる。排液カセット８１５はまた、任意に、伝導度および／または温度センサ８３４、８３５を備えることもできる。温度センサを使用して、たとえば熱消毒中に血液ラインを循環する流体の温度をモニタリングすることができる。伝導度センサを使用して、たとえば透析器の尿素またはナトリウムのクリアランスの検査中に、血液ラインを循環している水または透析溶液の伝導度をモニタリングすることができる。電子制御排液制御バルブ２０７は、排液カセット８１５の排液出口に配置することができ、または（図５Ａに示すように）排液カセット８１５の外部に配置することができる。排液制御バルブ２０７は、たとえば、加熱された水または化学消毒薬が透析ユニット５１の血液回路構成要素内を循環しているときに有用であり得る。排液カセット８１５は、透析ユニット５１のフロントパネル５１１または８１１への接続およびそこからの切断を容易にするように構成することができる。排液カセット８１５をフロントパネルに、ハンドルを回すことによって固定する単一ハンドル操作ラッチ（たとえばバヨネット接続等）を含めることができる。

図２１Ａはまた、血液ポンプカセットおよび編成トレイアセンブリの別の実施形態も示す。いくつかの実施形態では、編成トレイ８２２は、血液ポンプカセット８２４の空気圧作動プレート（または後部プレート）に組み込むことができる。図２１Ｂは、明確にするために血液ポンプカセット８２４の上部および中間プレート構成要素が取り除かれているフロントパネルアセンブリ８１１を示す。本例では、編成トレイ８２２および血液ポンプカセット８２４の後部プレート８１６は、結合されて単一成形部品になっている。本例では、エアトラップ８１９は、編成トレイ８２２の延長部によって支持され、図１９および図２９に示す実施形態より縦方向に上昇した位置に配置される。エアトラップを、閉鎖部８１３またはライン内空気検出器８２３に対してより高い位置まで移動させることにより、逆流処置において血液ポンプが、静脈配管内に存在する気泡をエアトラップ８１９に引き込む能力を増大させることができる。たとえば、エアトラップ８１９の入口は、血液回路アセンブリが透析ユニットに搭載されたときにエアトラップの出口より上方の位置において編成トレイ８２２によって支持することができる。さらにまたはもしくは、エアトラップの入口および／または出口は、エアトラップの出口から閉鎖部位置まで延在する可撓管の最高点より上方の位置で、編成トレイによって支持することができる。こうした配置は、静脈配管内の空気をエアトラップ８１９内に追い込むのに役立つことができる。

本発明の別の態様では、透析ユニット５１の血液回路を流れる流体（水または透析溶液等）をモニタリングし排出する機能を有する、モジュール式排液カセットを含めることができ、血液回路は、血液ポンプと、透析器の血流コンパートメントと、エアトラップと、動脈および静脈血液配管とを備える。図５Ａに示すように、動脈および静脈血液配管は、患者に接続されていないとき、最終的に排液ライン３１に通じる排液チャンバ／エアトラップ４７０３に接続することができる。この接続により、たとえば血液回路コンパートメントの洗浄および消毒のため、透析器クリアランス特性の判定のため、または透析溶液による血液回路のプライミングのために、加熱水を循環させることができる。本発明の一態様では、排液カセット８１５は、排液チャンバ／エアトラップ４７０３と、動脈および静脈血液ラインの一方または両方のバルブ８３１と、排液ラインのチェックバルブ８３６と、容易に透析ユニット５１のフロントパネルに接続するかまたはそこから切断することができる１つのモジュール式構成要素内の温度および伝導度センサ８３４、８３５とを備えることができる。図２１Ａに示すように、一実施形態では、動脈および静脈血液ラインは、フロントパネル８１１の接続点８１４を通じて排液カセット８１５に接続することができる。排液カセット８１５は、共通の出口を通じて排液ライン３１に出る、静脈および動脈血液ラインからの流体流を併合するチャネルまたはチャンバを備えることができる。

上述したように、排液カセット８１５は、任意に、静脈路に（または、もしくは動脈路に、または両経路に）バルブ８３１を含むことができる。好適な実施形態では、バルブ８３１は空気圧操作膜バルブであり、それは、空気圧源に配管された電気機械バルブによって電子コントローラの制御の下で作動する。排液カセット８１５はまた、任意に、カセット８１５のハウジング内の流体流チャネルまたはチャンバ内に伝導度および熱プローブ８３４、８３５を含むことができる。好適な実施形態では、排液出口ポート、空気圧制御ポート、ならびに伝導度および熱センサ用の電気接続は、対になったコネクタを備え、各対の一方の部材は排液カセット８１５のハウジングに堅固に装着され、各対の他方の部材は、ユーザが排液カセット８１５をフロントパネル８１１から迅速におよび容易に搭載しまたは取り外すことができるために、透析ユニット５１のフロントパネル８１１に堅固に装着されている。フロントパネル５１１または８１１の他の血液回路構成要素（透析器１４、血液ポンプカセット１３または８２４、エアトラップ１９または８１９ならびに動脈および静脈血液ラインを含む）と同様に、排液カセット８１５は、透析ユニット５１から容易に着脱可能であるように構成することができる。

図３１は、例示的なモジュール式排液カセット８１５を示す。この図では、排液カセット８１５の飾り板８２５は、動脈および静脈ライン接続点８１４を識別するマーキングを含む。飾り板８２５の前方のハンドル８２１は、片手で把持し、排液カセット８１５をフロントパネル８１１に係合しまたはそこから分離するように回すことができる。動脈および静脈血液ラインの各々のための血液ラインコネクタ８０２が、排液カセット８１５のそれらのそれぞれの接続ポートまたは接続点８１４内に係合して示されている。

図３２は、排液カセット８１５の前壁８２６の前方の飾り板８２５とともに、排液カセット８１５を展開図で示す。本例では、前壁８２６は、排液カセット８１５のハウジング８２８の共通チャネルまたはチャンバ８２７用の前壁を封止して形成する。チャネル８２７から排液ラインへの共通出口８２９には、ハウジング８２８の後壁に搭載された流体コネクタ８３０が装備され、流体コネクタ８３０は、任意に、排液ライン内の流体がチャネル８２７内に再度入らないように一方向チェックバルブ（たとえばダックビルバルブ等）を含むことができる。フロントパネル８１１には嵌合コネクタ８３０ａが搭載され、それは、最終的に排液口に通じる流体ラインに接続される。出口８２９は、好ましくは、排液カセット８１５に接続されたときに動脈または静脈血液ラインに存在する可能性がある空気を排出するように閉じ込め最終的に追い出すために、いずれの流体接続点８１４ａおよび８１４ｂよりも高い位置に配置される。これに関して、流体チャネル８２７はＵ字形状を有することができ、静脈および動脈血液ラインコネクタ８０２は、Ｕ字形状の端部でそれぞれの接続ポート８１４ａ、８１４ｂと流体連結され、排液出口ポート８２９はＵ字形状の曲り部に位置する。接続点８１４ａおよび８１４ｂから通じるチャネル８２７の一方または両方の流体チャネル部にバルブ８３１が存在してもよい。よって、そのバルブは、接続ポート８１４と排液出口ポート８２９との間のチャネル８２７における流体連通を制御可能に開閉することができる。１つのバルブ８３１のみがチャネル８２７に設けられる実施形態では、１つの接続ポート８１４と出口排液ポート８２９との間の流れは、バルブによって制御することができ、一方で、他方の接続ポート８１４と排液出口ポート８２９との間の流体連通は、恒久的に開放することができる。図示する例では、ハウジング８２８の後部に搭載された空気圧作動膜バルブ８３１が、静脈血液ライン接続点８１４ａに通じるチャネル８２７ａの部分の上に配置される。フロントパネル８１１に搭載された嵌合する空気圧コネクタ８３１ａが、バルブ８３１に正または負の空気圧を供給して、バルブ、空気圧分散モジュールからフロントパネル８１１まで延在する空気圧ライン、または透析ユニット５１の後方部分に位置するマニホルドを作動させる。コネクタ８３０および８３１はともに、排液カセット８１５が比較的容易にフロントパネル８１１に差し込まれるかまたは引き抜かれることが可能になるために、フロントパネル８１１の嵌合コネクタ８３０ａおよび８３１ａとの半径方向封止係合を（たとえばエラストマＯリングを用いて）形成するように構成することができる。同様に、チャネル８２７内に配置された温度および／または伝導度プローブとチャネル８２７の外側で電気接続するために、ハウジング８２８の後壁に電気コネクタ８３３を搭載することができる。電気コネクタ８３３は、排液カセット８１５がフロントパネル８１１に設置されるかまたはそこから取り除かれるときにコネクタの係合および分離を容易にするために、フロントパネル８１１の嵌合する電気コネクタ８３３ａとの鍵式接続を形成するように構成することができる。いくつかの実施形態では、出口排液ポートコネクタ８３０、バルブ制御ポートコネクタ８３１および電気コネクタ８３３のパネル５１１上のそれぞれのコネクタへの接続は、たとえば排液カセット８１５をパネル５１１の適所に押し込むことにより、本質的に同時におよび／または単一操作で行うことができる。

図３３は、排液カセット前壁８２６の斜視図を示す。排液カセット前壁８２６において、プローブ８３４および８３５とコネクタ８３３との間の電気接続が示されている。本例では、プローブ８３４は、流体温度および伝導度をともに検出するためにチャネル８２７内に延在する、サーミスタおよび一対の伝導度センサのうちの一方を備える。プローブ８３５は、チャネル８２７内に延在する一対の伝導度センサの第２のプローブとして同様にチャネル８２７内に延在する。

図３４は、排液カセット８１５の主ハウジング８２８を示し、明確にするために前壁８２６が取り外されている。熱および／または伝導度プローブ８３４および８３５が、流体流チャネル８２７の部分８２７ｂにおけるそれらの位置決めを例示するように示されている（各プローブは、前壁８２６に封止して設置されているが、流体チャネル８２７のいずれかの部分に存在するように前壁８２６を貫通する細長い要素を有する）。電気コネクタ８３３が、チャネル８２７の外側にあるハウジング８２８の領域に位置決めされるように示されている。一実施形態では、排液コネクタ８３０（図３２に示す）内に、ダックビルバルブ８３６等のチェックバルブを搭載することができる。

図３５は、排液カセット８１５の後斜視図を示す。雄流体コネクタ８３０が、排液ラインに接続される、フロントパネル８１１の嵌合コネクタ８３０ａに接続するように構成される。雄空気圧コネクタ８３１が、空気圧ラインに接続される、フロントパネル８１１の嵌合コネクタ８３１ａと接続するように構成される。雄電気コネクタ８３３が、フロントパネル８１１の嵌合コネクタ８３３ａに接続するように構成され、嵌合コネクタ８３３ａは、ハウジング８２８内の熱および／または伝導度センサから透析ユニット５１の後部分のシステムコントローラへの電気接続を行う。ハンドル８２１に接続されたラッチ部材８３７が、排液カセット８１５をフロントパネル８１１に係合させ係止するために、フロントパネル８１１の鍵穴に挿入されるように構成される。

図３６は、排液カセット８１５が取り外されているフロントパネル８１１を示す。排液カセット凹部８３８が、排液カセット８１５を受け入れるように構成される。ユーザは、排液カセット８１５の排液コネクタ８３０、空気圧バルブコネクタ８３１および電気コネクタ８３３を、フロントパネル８１１のそれらの相手側コネクタ８３０ａ、８３１ａおよび８３３ａと位置合せし、カセット８１５を適所に押し込んで必要な空気圧および電気接続を行うだけでよい。排液カセット８１５のハンドル８２１のラッチ部材８３７が鍵穴８３７ａに挿入され、ハンドル８２１が、１／４回転または１／２回転させて排液カセット８１５を凹部８３８内に係止することができ、それにより図２１Ｂに示すようなフロントパネルの構成になる。

排液カセット８１５のモジュール式機能により、有利に、ユーザは、透析システムの血液担持構成要素の実質的にすべて（一実施形態では排液ライン３１の遠位部分を除く）を容易に搭載し取り外すことができる。よって、透析ユニット５１は各組が各個々のユーザに割り当てられる、血液担持構成要素（たとえば血液回路アセンブリおよび排液カセット）を単に交換するたけで、２人以上の個人による使用を可能にすることができる。透析器半透膜により、透析液側回路内の入ってくる水または透析液用の限外濾過フィルタにより、透析ユニット５１の各使用の間の透析液側消毒処置により可能となる微生物学的バリアにより、透析液側構成要素を異なるユーザ間で再使用可能とすることができる。他のモジュール式血液回路構成要素とともにモジュール式排液カセット８１５があることにより、透析ユニット５１を、単一ユーザの家庭環境におけるように多ユーザの臨床の現場で好都合に使用することができる。

本発明の別の態様によると、透析ユニット５１のフロントパネル５１１（またはその他の適切な構成要素）は、様々なサイズおよび／または形状の透析器ユニット１４を収容するように構成することができる。異なる患者、一実施形態では、長期にわたり同一の患者に対しても、異なる治療条件を提供するように異なる透析器を指定することができる。よって、透析ユニット５１は好ましくは、複数の様々な種類の透析器１４と共に動作するように構成される。多くの場合、透析器１４が異なれば、透析器ユニットの全体の径および／または長などの寸法が異なる。図２３に示す例示の実施形態では、フロントパネル５１１は、透析器１４上のそれぞれの透析液迅速接続継手に係合するよう構成された一対の「鍵穴」機能５２０を有する透析器搭載台を備える。各鍵穴機構５２０は、迅速接続継手の一部を収容する寸法の上側挿入領域５２０ａと、迅速接続継手の全体径よりも幅が小さく、迅速接続継手の溝領域と係合する下側フランジ部５２０ｂとを含む。これらの機能を理解することを補助するために、図２４は、透析器１４の透析液入口ポートおよび出口ポートに装着される迅速接続継手１４ａを備えた透析器１４を示す（血液入口および出口ポートは、図２４に示す透析器１４の上端と下端に配置される）。図示される迅速接続継手１４ａは標準的なタイプのもので、すべてではないが多くの透析器１４は、標準的な迅速接続継手１４ａと係合するように構成される透析液入口／出口ポートを有する。迅速接続継手１４ａはそれぞれ、（図２４に示すように）基部１４ｃに対して右手に移動させて、継手１４ａを透析器１４上の透析液ポートと係合させる摺動素子１４ｂを備える。摺動素子１４ｂが移動して継手１４ａを透析器１４に接着させると、溝１４ｄが閉鎖される。ただし、継手１４ａが透析器１４の入口／出口ポートに適切に配置されると、摺動素子１４ｂは解放されて、図２４に示すようにバネ（図示せず）が摺動素子を左手に移動させて、溝１４ｄを図２４に示す状態に再設定する。よって、迅速接続継手１４ａが透析器１４と適切に係合すれば、溝１４ｄは図２４に示すように存在する。

透析器１４を鍵穴機構５２０に取りつけるには、各迅速接続継手１４ａの溝１４ｄが鍵穴機構５２０の下側フランジ部５２０ｂのフランジと並んで配置されるように、迅速接続継手１４ａが上部および下部鍵穴機構の上側挿入領域５２０ａにそれぞれ部分的に挿入される（下部鍵穴機構５２０の上側挿入領域５２０は、より広い範囲の透析器長を収容できるように、図２３に示すものよりも長くすることができることに留意されたい）。溝１４ｄがフランジと並べば、迅速接続継手１４ａが鍵穴機構５２０の下側フランジ部５２０ｂに完全に収容されるように、透析器１４を降下させることができる。

本発明の別の態様によると、鍵穴機構５２０の一方または両方は、透析器１４の重量が鍵穴機構５２０の両方の下側フランジ部５２０ｂによって分担されるように調節可能である。たとえば、本例示の実施形態では、下部鍵穴機構５２０は、上部鍵穴機構５２０に対して垂直位置に調節可能な下側フランジ部５２０ｂの部分を有する。このように、この下側フランジ部５２０ｂの部分は縦方向の位置に調節可能であるため、上部の迅速接続継手１４ａが上部鍵穴機構５２０のフランジ部５２０ｂによって支持された状態で、下部鍵穴機構のフランジ部５２０ｂの可動部分をたとえば上方向に移動させて、下部の迅速接続継手１４ａもフランジ部５２０ｂによって支持することができる。よって、透析器１４の重量は、両鍵穴機構５２０によって分担することができる。フランジ部５２０ｂは、任意の適切な方法で調節可能にすることができる。本実施形態では、フランジ部５２０ｂは、縦フランジに沿って縦方向に摺動可能であり、１セットの蝶ネジを締めることによって適所に固定できる「Ｕ」字状部材５２０ｃを有する。「Ｕ」字状部材５２０ｃが透析器１４の重量を（少なくとも部分的に）支持するように、「Ｕ」字状部材５２０ｃは迅速接続継手１４ａと係合することができる。

上記実施形態では、透析器１４はフロントパネル５１１の鍵穴機構によって支持されるが、透析器のための支持構造は他の方法で構成することもできる。たとえば、上側挿入領域５２０ａは必ずしも必要ではない。代替えとして、フランジ部（たとえば、対向するフランジ部を有する「Ｕ」字状フランジの形状で）のみを設けて透析器迅速接続継手と係合させることができる。フランジ部は、フロントパネル５１１の前面から偏位させて、継手用の隙間を設け、フランジ部を迅速接続継手の溝と係合させることができる。さらに、フランジ部は図示されるように縦方向に設ける必要はなく、縦方向から角度をつけて、たとえば水平に配向させることができる。フランジ部は、移動止め、キャッチ、または透析器を適所に保持するための補助となるその他の機能を有することができる。

本発明の別の態様によると、重炭酸塩、酸および／またはその他の試薬供給源を透析ユニットと選択的に関連付けることができる。上述したように、透析ユニット５１は、システム動作に必要な透析液および／またはその他の材料を生成する特定の化学物質の供給を必要とする。図２５は、酸、重炭酸塩および／またはその他の材料を透析ユニット５２に供給するために使用される試薬供給源４９を示す（図２１は、フロントパネル５１１で酸／重炭酸塩接続点５１２に装着された試薬供給源４９を示す）。本例示の実施形態の試薬供給源４９は、酸／重炭酸塩接続点５１２と嵌合するように構成されたＥ字叉コネクタ４９１を備える。接続点５１４での血液ライン接続など、フロントパネル５１１でユーザによってなされた他の接続と同様、嵌合コネクタは、適切な接続を確保するため、色分けする、あるいはそれ以外の方法で印をつけることができる。たとえば、Ｅ字叉コネクタ４９１と酸／重炭酸塩接続点５１２はオレンジ色に、接続点５１４での動脈ライン２０３とその嵌合接続部は赤色に、接続点５１４での静脈ライン２０４とその嵌合接続部は青色にすることができる。Ｅ字叉コネクタ４９１からは、重炭酸塩供給ライン４９２、給水ライン４９３、および酸供給ライン４９４が延びている（図６とこれらのラインの機能に関する関連の説明とを参照）。給水ライン４９３は重炭酸塩供給源２８に水を供給する（本実施形態では、粉末重炭酸塩材料を含有する、バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッドで販売される７５０ｇ Ａｌｔｒａｃａｒｔ Ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅカートリッジ（＃５００７５０Ａ）だが、任意の適切な供給源であってもよい）。重炭酸塩供給源２８は、重炭酸塩供給ライン４９２を通じて透析ユニット５１に重炭酸塩を供給する。本実施形態では、酸供給ライン４９４は、ＩＶ型バッグまたはその他の容器を突き刺し、そこから適切な酸を抜き出すのに使用可能な酸バッグスパイク４９５につながる。本実施形態では、酸バッグスパイク４９５はスパイク部材４９５ａと一対のスプリングクリップ４９５ｂとを含む。スプリングクリップ４９５ｂは接続バーによって中心部で共に接合される結果、スプリングクリップ４９５ｂとその接続バーとが「Ｈ」状を成し、スプリングクリップ４９５ｂの近位端が互いに締め付けられるとき、スプリングクリップ４９５ｂは互いに回転可能である。スプリングクリップ４９５ｂは酸バッグ（またはその他の酸供給源、図示せず）上のコネクタ素子と係合するように構成されるため、ユーザがクリップ４９５ｂを取り外すまで、スパイク部材４９５ａをバッグと係合させておくことができる。たとえば、クリップ４９５ｂの遠位端は酸供給源と係合する突刺（ｂａｒｂ）を含むことができ、クリップ４９５ｂの近位端を共に締め付けあい、クリップ４９５ｂの遠位端で突刺素子を酸供給源から分離させることによって、クリップを酸供給源から脱離させることができる。酸バッグスパイク４９５は、酸バッグスパイク４９５のラインを開放／閉鎖するバルブ４９５ｃ（この場合、ピンチクランプ）も備えることができる。本発明の一態様によると、酸バッグスパイク４９５は、（キャップコネクタ４９６で酸供給ライン４９４から切り離して）酸ジャグストロー（図示せず）やその他の構造などの別の構成要素と取り換えることができる。ジャグストローと共に使用される場合、キャップコネクタ４９６は、酸ジャグの開口部をキャップのように覆うように、酸ジャグの開口部と係合させることができる。もしくは、ジャグストローは終端部をスパイク状にして、酸ジャグの開口部を覆うセルフシール（たとえばラバー）膜を貫通する能力を有することができる。このように、酸供給構造（ジャグ、ボトル、バッグなど）に応じて、様々な種類の構成要素を酸供給ライン４９４に装着することができる。

図２６は、Ｅ字叉コネクタ４９１と、フロントパネル５１１の対応する接続点５１２との近接図である。Ｅ字叉コネクタ４９１は、接続点５１２の対応する収容穴と係合する３つの平行な叉（重炭酸塩ラインおよび酸供給ライン４９２、４９４、および給水ライン４９３に対応する）を有する。Ｅ字叉コネクタ４９１と接続点５１２の収容穴とは、中心内腔（給水ライン４９３）が上方に配置される、あるいは他の形で２つの外側内腔（重炭酸塩および酸供給ライン４９２、４９４）の共通面から外に配置されるように構成される。このように、適切に配向されない限り、Ｅ字叉コネクタ４９１は接続点５１２と係合できないため、重炭酸塩および酸供給ライン４９２、４９４が適切に接続されることが確実となる。Ｅ字叉コネクタ４９１は、たとえば、叉が接続点５１２の収容穴に適切に配置されるときに接続点５１２の対応するスロット５１２ａと係合可能な一対のスプリングタブ４９１ａを備える。タブ４９１ａがスロット５１２ａと係合した状態で、Ｅ字叉コネクタ４９１は接続点５１２から容易に脱離できず、不測の分離の可能性を低下させるための補助となる。Ｅ字叉コネクタ４９１は、タブ４９１ａの遠位端の突刺がスロット５１２ａから分離するようにタブ４９１ａを互いの方に押し合うことによって切断させることができる。接続点５１２は、接続点５１２をフロントパネル５１１と着脱させることのできる同様のスプリングタブ５１２ｂを有する。

本発明の別の態様によると、消毒コネクタ（図示せず）は、消毒手順中、使用のため接続点５１２と係合する。消毒コネクタはＥ字叉コネクタ４９１と同様の配向の３つの平行な叉を有するため、叉が接続点５１２の収容穴に係合することができる。消毒コネクタコネクタの叉内の通路は、消毒コネクタ内の共通チャンバ内で終端となる。よって、消毒手順中、重炭酸塩流ライン、酸流ライン、および水流ラインはすべて相互接続され、消毒手順中、各流ラインを消毒することができる（これは図６の４９で点線の逆「Ｔ字」ラインとして示されている）。

本発明の別の態様によると、血液ライン２０３、２０４には、２種類の接続を行うことのできるコネクタが備えられる。１種類目の接続は、コネクタが収容内腔に押し込まれる差込型または圧入型接続と、コネクタまたは収容内腔の回転を必要とせずに行われる漏れなし接続である。２種類目の接続は、漏れなし接続がコネクタと補完素子とのねじ込み係合により行われるネジ型接続である。たとえば、図２７および２８は、血液ライン２０３、２０４と共に使用され、フロントパネル５１１上の血液ライン接続点５１４と係合可能である血液ラインコネクタ２０２の斜視図と側面図である。コネクタ２０２は、対応する血液ライン２０３、２０４に接続するチューブ接続端２０２ａと、患者アクセスおよび接続点５１４の両方に接続して漏れなし接続を確立するように構成された患者アクセス接続端２０２ｂとを備える。患者アクセス接続端２０２ｂにおいて、コネクタ２０２は、雄ネジ患者アクセスと係合するように構成された雌ネジ部を有する円錐台形部材２０２ｃを備える。たとえば、円錐台形部材２０２ｃは、円錐台形部材２０２ｃの中心から延在する中央チューブ２０２を備える雄型ルアーコネクタの一部であってもよい。ルアー接続を行う際、チューブ２０２ｅは患者アクセスで雌型ルアーコネクタ内に延在し、円錐台形部材２０２ｃの内側のねじ込み部は、患者アクセス（動脈または静脈）の雌型ルアーコネクタのネジと係合することができる。血液ラインを患者アクセスに接続するときは、このようなルアー接続が標準的である。しかし、コネクタ２０２は、単に患者アクセス接続端２０２ｂを接続点５１４の収容穴に押し込むことによって、接続点５１４と係合させることができる。この接続を行う際、円錐台形部材２０２ｃの外側は好適なシート、あるいはその他の接続点５１４内の表面または素子（たとえば、バルブシート、Ｏリングまたはその他）と係合して、円錐台形部材２０２ｃと接続点５１４との間に封止を形成することができる。さらに、もしくは代替えとして、適切な封止を確立するため、中央チューブ２０２ｅを接続点５１４と係合するのに使用することができる。円錐台形部材２０２ｃから後方に延在する係止アーム２０２ｄは、接続点５１４の穴５１４ａと係合して（たとえば、アーム２０２ｄの有刺部は、穴５１４ａと係合することができる）、コネクタ２０２を接続点５１４の収容穴に保持するのを補助することができる。コネクタ２０２はアーム２０２ｄを互いに押し合わせて（たとえば、アーム２０２ｄの遠位端で指窪み部を押すことによって）解放し、穴５１４ａから突刺を分離させ、コネクタ２０２を引き抜くことができる。接続点５１４は、接続点５１４を選択的にフロントパネル５１１と係合させる／フロントパネル５１１から分離させることのできるスプリングタブ５１４ｂを備えることに留意されたい。コネクタ２０２は、たとえば単独の一体型部分としてプラスチック成形などの任意の適切な方法で作製することができる。

図２９は、別の実施形態の血液回路アセンブリ１７の斜視図を示す。本実施形態は、幾つかの点で図１８および図１９に示すものと異なる。たとえば、本実施形態では、血液ライン２０３および２０４は、形状が「数字８」に類似する断面を有し、「数字８」の１つの部分が血液または他の流体を搬送する内腔を含み、「数字８」の別の部分が導体を搬送する。すなわち、血液ライン２０３および２０４は、血液および他の流体が流れることができる内腔と、導電体が通過することができる別の内腔とを有する。このおよび他の配置に関するさらなる詳細は、図３７〜４９を参照して後述する。同様により詳細に後述するように、導電体を使用して、患者または他の接続点からの血液ライン２０３、２０４の切断、若しくは血管またはろうに挿入された一対のカテーテルの一方または両方の血管アクセスの中断を検出することができる。さらに、図２９の編成トレイ１７１は図１９に示すものと以下の点で異なる。すなわち、係合部材１７４は、血液ライン２０３、２０４が係合するスロットまたは穴を有することができるが、本実施形態では、係合部材１７４は、たとえば閉鎖部にラインを搭載するために、ライン２０３、２０４の下方の引張に抵抗するように血液ライン２０３、２０４と係合する必要がない。代替えとして、本実施形態では、血液ライン２０３、２０４は、係合部材１７４に関して自由に移動させることができる。実施形態の別の変更は、係合部材１７４が両ライン２０３、２０４にわたるプッシュプレートを含む、ということである。これは、各ライン２０３、２０４が互いに独立する係合部材１７４によって係合される図１９の構成とは対照的である。図２９の構成は、ユーザが、単一操作で閉鎖部に通じるスロット５１７に関してライン２０３、２０４を係合させることができるいくつかの実施形態において、利点を提供することができる（図２２参照）。一実施形態では、スロット５１７は、各々、ライン２０３または２０４に気泡があるか否かを（たとえば、ライン２０３または２０４の空気をスロット５１７のうちの１つのそれぞれの空気検出器によって検出することができるような光学的検出法または他の検出法により）検出するように動作する空気検出器に関連付けることができる。よって、係合部材１７４は、閉鎖部、またはライン２０３、２０４を所望の方法で位置決めする他の機構に加えてまたはその代替えとして、ラインを空気検出器または他の機能に関連付けるように機能することができる。本実施形態では、係合機構１７４は、導体をプッシュプレートの近くに位置決めするようにライン２０３、２０４の狭い方の部分（たとえば、導電体を搬送する部分）と係合するプッシュプレートの下側に配置されたスロットを含む。これは、導体がライン２０３、２０４における空気を検出するように動作する空気検出器を干渉しないように、スロット５１７内でライン２０３、２０４の位置決めするのに役立つことができる。上述したように、ライン２０３、２０４と係合するプッシュプレートのスロットはラインと係合することができ、それにより、ラインは、プッシュプレートに対して回転しないが、それらの長さに沿ってプッシュプレートに対して進むことができる。図３０は、図２９の血液回路アセンブリの一部の近接図を示し、編成トレイ１７１の一部を、トレイ１７１によって保持される血液ライン２０３、２０４の形状に少なくとも部分的に一致するための配置を示す。係合部材１７４と同様に、ライン２０３、２０４と係合するトレイ１７１の部分は、ラインの導体部が外側に面するようにライン２０３、２０４を配向するように構成することができる。これは、係合部材１７４またはアセンブリ１７の他の部分に対してライン２０３、２０４を適切に位置決めするのに役立つことができる。

本明細書に記載した発明の態様の任意ものおよびすべてを、記載した発明および／または実施形態の他の態様の任意のものと組み合わせるかまたは他の方法で統合することができることを理解すべきである。たとえば、本明細書に記載する発明の１つまたは複数の態様を組み込んだ透析システムは、図３７〜図４９に関連して記載したもののようなライン切断機能若しくはライン中断機能を有することができる。こうした切断機能は、１）関連するコネクタに関して血液ライン２０３、２０４の切断を示す電圧、抵抗または他の特性の変化を検出する電気回路または他の適切な回路、２）患者または他の基準に適切に近接した検出電極の位置決め、３）１つまたは複数のコネクタ配置、４）血液ラインが流体流内腔および導電性機能の両方を支持する、血液ライン配管構成または他の適切な構成等の特徴を有することができる。たとえば、本発明の一態様では、血液回路アセンブリは、血液ライン、１つまたは複数の血液ポンプ、エアトラップ、および編成トレイの１つまたは複数の血液ラインの切断／接続を検出するのに使用するのに適している電気回路構成要素を備えることができる。こうした構成により、ユーザは、流体、空気圧および／または電気のいずれであってもいくつかの異なる接続を、比較的複雑でなく簡単に行うことができる。

したがって、本発明の態様は、概して、カテーテルまたは針等、透析治療で使用されている体内留置血管ラインまたはその装着配管の切断を検出するシステムおよび方法に関する。切断は、迅速に検出されない場合、特にカテーテルまたは配管内の血液が正圧下にある場合、急速な放血に至る可能性がある。正の血管内圧を伴う環境の例としては、動脈または動静脈ろうに関連する正圧、または体外血液ポンプ回路に関連する正圧が挙げられる。血液透析では、たとえば、血液ポンプは、４００ｍｌ／分〜５００ｍｌ／分の血液流量を生成することができ、迅速な信頼性の高い切断検出を特に望ましいものとする。実際に、比較的流れが高いかまたは圧力が高い体外循環をと伴う任意の医療治療（たとえば、血液灌流または心肺バイパス等）を、動脈（引抜き）および静脈（戻り）の完全性をモニタリングする有効なシステムがあることにより、より安全なものとすることができる。

血液透析では、たとえば、体外血液循環を、単一の体内留置カテーテルかまたは２つの別個の体内留置カテーテルのいずれかを用いる血管アクセスによって達成することができる。単一カテーテルシステムでは、血液は、同じカニューレを通じて交互に体内から引き抜かれかつ体内に戻される。このシステムにおける切断を、ポンプ入口におけるまたはその近くのラインに空気モニタを配置することによって迅速に検出することができ、それは、ポンピングの血液引抜き段階中に切断部位からライン内に空気が引き込まれることになるためである。他方で、２カテーテルシステムでは、血液は、通常連続して、血管またはろうに挿入された１つのカテーテルを通じて体内から引き抜かれ、同じ血管内の第１のカテーテルから幾分かの距離に、または全く別個の血管に挿入された第２のカテーテルを通じて、体内に戻される。２カテーテルシステムでは、センサを用いて、負のポンプ圧および／または正のろう圧の下で血液が血管から引き抜かれる際に、動脈配管内に閉じ込められている空気の存在を検出することにより、血液引抜すなわち「動脈」セグメントにおいてカテーテルまたは配管が外れていないかをモニタリングすることもできる。しかし、ライン内空気検出は、体外回路の静脈（戻り）セグメントの切断を確実に検出することはできない。この場合、血液引抜経路がそのままである場合、空気は、ライン内に導入されない。よって、体外ポンプから血管アクセス部位までの戻りラインの連続性の分断を検出することができることが特に重要である。

一態様では、本発明は、針、カニューレ、カテーテル等、血管アクセス装置が血管または血管グラフトから切断されたかまたは外れたか否かを検出するシステムを含む。別の態様では、システムは、血管アクセス装置が閉鎖されているかどうかを電気伝導度またはインピーダンスによって検出するように構成される。本システムは、血管またはグラフトの第１の部位における体内留置針またはカテーテルを通じて、チューブまたは管路を通る血管内への液体の流れを提供する、流体送出装置を含む。流体は、電解液または静脈内注入に適している他の溶液とすることができ、または血液もしくは血液成分とすることができる。電極が、管路の内腔と接触するかまたは流体連通するように配置され、第２の電極が、血管またはグラフトの第２を通じて血管またはグラフト内の血液と流体連通するように配置される。電子回路が、第１および第２の電極に接続され、第１の電極と第２の電極との間の流体の電気抵抗を測定するために第１および第２の電極に制御信号を送出するように構成され、その際、電極のうちの少なくとも１つは、流体送出装置より血管またはグラフトの近くに配置される。いくつかの実施形態では、電極は、流体送出装置から血管またはグラフトまでの距離の約５０％〜７０％に配置される。他の実施形態では、電極は、流体送出装置から血管またはグラフトまでの距離の約７０％〜９０％以上に配置される。流体送出装置は、血液用かまたは他の治療もしくは診断流体用のポンプを備えることができる。流体送出装置は、血液ポンプ、透析器カートリッジまたはエアトラップおよび関連配管を備えていてもいなくてもよい血液透析血流回路の一部とすることができる。第２の電極は、第２の部位において血管またはグラフトと流体連通する第２の管路またはチューブの内腔と接触して配置することができる。第２の管路は、血管またはグラフトから流体送出装置までの流体流路の部分を形成することができる。第２の管路内の流体は、体外血流回路に送出されている血液であり得る。

本システムは、２つの異なる部位における血管セグメントまたは血管グラフトセグメントにアクセスする一対の血管アクセスカテーテルを接続する第１および第２のコネクタを備えることができる。第１および第２のコネクタは各々、流体送出装置に通じる可撓チューブに接続することができる。各コネクタは、コネクタの内腔に露出する電極を備えることができる。各コネクタにワイヤを装着することができ、ワイヤは、その他端において電子回路に接続可能である。可撓チューブは、流体を搬送する第１の内腔とワイヤを搬送する第２の内腔とを有する二重内腔チューブであり得る。各チューブのワイヤは、チューブの他端において電子回路に接続するためのコネクタに接続することができる。

電子回路または関連するマイクロプロセッサは、電極に接続された端子の両端で電子回路によって測定された電圧を、抵抗値に変換するように構成することができる。本システムは、電子回路またはマイクロプロセッサから信号を受け取るように構成されたコントローラを備えることができ、信号は電極間の電気抵抗を表し、コントローラは、電気抵抗値が所定閾値を超えると警報信号をトリガするようにプログラムされる。警報信号は、血管がアクセスされている人に対する可聴または視覚信号とすることができ、任意に、警報信号は、配管閉鎖部装置に対する電気コマンドを含むことができる。配管閉鎖部装置を、血管アクセス部位から通じるチューブのうちの１つまたは複数を機械的に閉鎖するように作動させることができる。配管閉鎖部は、たとえば電気機械的に、液圧式にまたは空気圧式に等、複数の方法で動作することができる。

別の態様では、本発明は、第１および第２の血管コネクタを備える、血管アクセス装置と血管または血管グラフトセグメントとの間の連続性をモニタリングする装置を含み、第１のコネクタは、近位端において第１の二重内腔チューブの流体搬送内腔の遠位端に装着され、第２のコネクタは、近位端において第２の二重内腔チューブの流体搬送内腔の遠位端に装着される。第１のコネクタは、第１のコネクタの内腔と接触し第１の二重内腔チューブのワイヤ搬送内腔内のワイヤに電気的に接続された第１の電極を備え、第２のコネクタは、第２のコネクタの内腔と接触し第２の二重内腔チューブのワイヤ搬送内腔内のワイヤに電気的に接続された第２の電極を備える。第１の二重内腔チューブ内のワイヤおよび第２の二重内腔チューブ内のワイヤは、各々、二重内腔チューブの近位端において電気コネクタに接続される。各コネクタの遠位端は、コネクタと血管カテーテルの嵌合コネクタとの間の可逆気密接続を提供する係止機能を有するように構成することができる。二重内腔チューブの近位端は、動脈側の血液ポンプと静脈側のエアトラップとに接続することができ、血液透析システムでは、血液ポンプおよびエアトラップは、各々、透析器カートリッジに可逆的に接続可能であり得る。

別の態様では、本発明は血管コネクタを備え、血管コネクタは、近位流体接続端と、遠位流体接続端と、コネクタの流体搬送内腔を血管コネクタの外部のワイヤに電気的に接続するように構成された電極とを備える。コネクタの近位端は、可撓チューブと接続するように構成することができ、コネクタの遠位端は、血管カテーテルの嵌合コネクタと接続するように構成することができる。電極は、コネクタの内腔をコネクタの外部に接続するコネクタの管路に設置することができる。電極は、内腔とコネクタの外側との間に気密シールを提供するように管路内に収容することができる。気密シールに寄与するように、Ｏリング等のエラストマ部材を、電極と管路との間に設置することができる。

別の態様では、本発明は、第１の電極と第２の電極との間の液体の抵抗を測定する電気回路であって、第１の電極が電気回路の第１の端子に接続され、第２の電極が電気回路の第２の端子に接続され、第１の端部において第１の端子に接続されたコンデンサＣ１と第１の端部において第２の端子に接続されたコンデンサＣ２と、第１の端部においてコンデンサＣ１の第２の端部に接続された既知の基準抵抗Ｒｒｅｆと、（ａ）第１の基準電圧Ｖ＋をＲｒｅｆの第２の端部に接続し低い方の第２の基準電圧Ｖ−をＣ２の第２の端部に接続して第１のスイッチ構成を形成するか、または（ｂ）第１の基準電圧Ｖ＋をＣ２の第２の端部に接続し低い方の第２の基準電圧Ｖ−をＲｒｅｆの第２の端部に接続して第２のスイッチ構成を形成する、スイッチング手段と、Ｃ１とＲｒｅｆとの間の接続部において電圧Ｖｓｅｎｓｅを測定する測定手段とを備え、それにより、電気回路が、第１および第２のスイッチ構成の各々に対して既知の基準電圧Ｒｒｅｆおよび観測された電圧Ｖｓｅｎｓｅに基づいて液体の抵抗の値を判定するように構成される、電気回路を備える。抵抗Ｒｒｅｆは、電解液または静脈内注入に適している他の溶液の伝導度測定を可能にする値であるように選択することができる。電解液は、透析液を含むことができる。抵抗Ｒｒｅｆはまた、第１の電極と第２の電極との間の或る体積の血液の抵抗の測定を可能にするように選択することもできる。

伝導度回路
図３７に示す例示的な電気回路を用いて、対象流体の導電率または抵抗を測定することができる。一実施形態では、流体は、電解液または透析流体とすることができ、回路は、最終的に、血管内投与に対するその適合性を確保するように流体の伝導度の測定を提供することができる。流体内の溶解溶質の濃度をモニタリングすることに加えて、電気回路はまた、回路に接続された電極間の流体の連続性において中断の可能性がないかモニタリングすることもできる。たとえば、それを用いて、気泡の存在、または汚染物質の存在に対して静脈内流体ラインをモニタリングすることができる。別の実施形態では、流体は血液とすることができ、（たとえば管路内の）血流路の測定された電気抵抗の変化を用いて、血流路と測定電極との間に不連続性が発生するか否かを示すことができる。たとえば、血流路は、血管、動静脈ろうまたはグラフトのセグメントにおける体内留置針またはカテーテルを含む２つの電極の間の血液のカラムを含む場合がある。血管アクセスの切断により、血流路に空気が導入され、電極の間の血液カラムの抵抗が変化する可能性がある。電気回路は、血流路のインピーダンスと透析流体のインピーダンスとの差を調整するように（その用途に応じて）容易に変更することができる。

図３７に示す回路を用いて、低価格の電子部品を使用して、対象媒体１の未知の抵抗Ｒｘを、特に未知の抵抗が電解流体を通る導電路を含む場合、測定することができる。一対のマルチプレクサを備えたスイッチング網２により、ノードＶＡの基準電圧Ｖ＋およびＶ−への接続が可能になる。未知の抵抗Ｒｘを有する対象媒体１は、端子ＶＴＡおよびＶＴＢ ３に接続され、基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４を備えた分圧器を形成する。伝導度測定を行うために、交流電圧を、既知の基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４（たとえば透析流体の場合は６８０オーム）および対象媒体１の未知の抵抗Ｒｘによって生成された分圧器へのスイッチング網２を通じて、対象媒体１に提供することができる。分圧器の中間点が測定される。点８における信号Ｖｓｅｎｓｅは、増幅器１０によってバッファリングされ、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１１１の入力信号Ｖｉｎを生成する。分圧器が最初に一方の方向に次いで他方の方向に駆動される際に、Ｖｓｅｎｓｅは２つの値の間で切り替わる。この信号は、切替り後の短期間にのみ有効であり、それは、伝導度セル１内の流体が、コンデンサＣ１およびＣ２ ６を通じて回路に交流結合されているためである。よって、直流阻止コンデンサＣ１およびＣ２ ６を用いて、直流電流が（電解流体または血液を通る導電路を含む可能性がある）未知の抵抗を通過するのを防止することができる。一実施形態では、直列コンデンサＣは、各々２つのコンデンサを並列に含むことができ、一方はたとえば０．１μＦの値を有し、他方はたとえば１０μＦの値を有する。直列抵抗器７を用いて、スイッチ網および他の感知回路によるノイズおよびサージ電圧への曝露を低減することができる。ＡＤＣ１１１は、回路が２つの構成間で切り替わる際に信号の複数のサンプルを取得することができる。

スイッチングネットワーク２は、１つの半サイクルの間にＶＡをＶ＋に、そしてＶＢをＶ−に接続し、他の半サイクルの間にＶＢをＶ＋に、そしてＶＡをＶ−に接続する一対の交互の（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）バイナリ制御信号１３１、１４４によって駆動される。バイナリ制御信号１３１、１４４は、サイクル（Ｔ）の持続時間または信号の周波数（ｆ＝１／Ｔ）によって特徴付けられてもよい。バイナリ制御信号１３１、１４４は、図３８に示されるように信号が高値と低値との間で交互になるアクティブ期間と両方の信号がオフである非アクティブ期間とによって更に特徴付けられてもよい。一実施形態では、アクティブ期間は、３つの高い半サイクルを供給する第１の制御信号からなり、一方、第２の制御信号は２つの高い半サイクルを供給する。バイナリ制御信号１３１、１４１を図３７の回路と同様の回路に適用すると、図３８に示される波形２０と同様の波形がＶｓｅｎｓｅノード５８において生成される。他の実施形態では、アクティブ期間中の各制御信号１３１、１４４の高い半サイクルの数は、信号１４４の高い半サイクルの任意の整数と交互である信号１３１の高い半サイクルの整数であり得る。あるいは、アクティブ期間中に、制御信号１３１は、制御信号１４４における１つの高い半サイクルと交互に１つの高い半サイクルを生成することができる。

本実施形態では、Ｖｒｅｆは４ボルトであり、図３８に示すように、Ｖｓｅｎｓｅ振幅が４ボルト未満になる。分圧器８は、それぞれ正の基準電圧Ｖｒｅｆに近く接地に近い電圧Ｖ＋およびＶ−をもたらす。一実施形態では、Ｒ１は１０オームの値を有することができ、Ｒ２は２Ｋオームの値を有することができる。スイッチング網２の両マルチプレクサがゼロに指示されたとき、回路は停止しており、低い方の電圧が端子ＶＴＡおよびＶＴＢ ３に与えられる。ＶＡが高くＶＢが低い場合、高い方の電圧が基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４に与えられ、低い方の電圧が、未知の抵抗Ｒｘを有する対象媒体１に与えられる。ＶＢが高くＶＡが低い場合、高い方電圧が、未知の抵抗Ｒｘを有する対象媒体１に与えられ、低い方電圧が基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４に与えられる。

各矩形波エッジの前後の電圧の変化ΔＶｓｅｎｓｅは、基準抵抗Ｒｒｅｆ ４、対象媒体１の未知の抵抗Ｒｘおよび任意の直列抵抗（たとえばＲｓ ７を含む）のみによって決まるように示すことができ、概して、直列容量Ｃ１またはＣ２ ６とは無関係であり、それは、この短期間中、コンデンサはインクリメンタル形の短絡回路として作用するためである。特に、
Δα＝ΔＶｓｅｎｓｅ／（Ｖ＋−Ｖ−）＝（Ｒｙ−Ｒｒｅｆ−Ｒｔｈ）／（Ｒｙ＋Ｒｒｅｆ＋Ｒｔｈ）＝（ρ−１）／（ρ＋１）
であり、式中、Ｒｙ＝Ｒｘ＋２Ｒｓ＋Ｒｔｈであり、Ｒｔｈ＝マルチプレクサ２および分圧器８からのソース直列抵抗でありρ＝Ｒｙ／（Ｒｒｅｆ＋Ｒｔｈ）である（ソース直列抵抗Ｒｔｈは、マルチプレクサ２の抵抗と分圧器８のテブナン等価抵抗との和として導出することができる。たとえば、Ｒ１＝１０オーム、Ｒ２＝２Ｋオームの場合、Ｒｔｈ＝Ｒ１‖（Ｒ１＋Ｒ２）＝９．９５オームである）。よって、Ｒｙが短絡回路である場合、ρ＝０およびΔα＝−１である。次いで、センスノードの電圧の変化ΔＶｓｅｎｓｅは、ＶＡにおけるドライブノードとは反対の振幅を有するＶＢにおける電圧変化に等しい。Ｒｙが開回路である場合、ρ＝∞およびΔα＝１である。次いで、センスノードの電圧の変化ΔＶｓｅｎｓｅは、ドライブノードＶＡにおける電圧変化に等しい。したがって、電圧のこの変化が測定される場合、先の式を、未知の抵抗Ｒｘに対して解くことができる。

Ｒｘ＝ρ（Ｒｒｅｆ＋Ｒｔｈ）−２Ｒｓ−Ｒｔｈ、式中、ρ＝（１＋Δα）／（１−Δａ）
図３７に示すように、高周波ノイズを除去するために、抵抗器ＲｆおよびコンデンサＣｆによってローパスフィルタ９を形成することができる。１つの例示的な構成では、Ｒｆは１Ｋオームの値を有することができ、Ｃｆは０．００１μＦの値を有することができる。次いで、緩衝増幅器１０およびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１１１が、コンピュータまたはデジタル信号プロセッサ（図示せず）に対して検知電圧を測定することができる。

基準電圧Ｖ＋およびＶ−は、Ｖ＋がＡＤＣ１１１の基準電圧Ｖｒｅｆに近く、Ｖ−がＡＤＣ１１１の接地基準電圧に近いように、分圧器８から有利に導出することができる。たとえば、Ｒ１＝１０オーム、Ｒ２＝２ｋオームおよびＶｒｅｆ＝４．０Ｖである場合、Ｖ＋＝３．９８０ＶおよびＶ−＝０．０２０Ｖである。これにより、両電圧がＡＤＣ１１１の能動検知領域内であるがそのエッジに近くなり、それらを校正（後述する）に使用することができる。負荷抵抗検知の校正に役立つようにスイッチＳＷ１ １２を用いることができる。

いくつかの改善により、成分値の変動に関連する誤差を低減することができる。第１に、整定しＶ＋におよそ等しくなるまで（その時点で、ＡＤＣ１１１はＶｓｅｎｓｅの測定を行うことができる）、比較的長期間、ＶＡがＶ＋に切り換えられる校正ステップを導入することができる。第２の校正ステップは、Ｖｓｅｎｓｅが整定しＶ−におよそ等しくなるまで（その時点で、ＡＤＣ１１１はＶｓｅｎｓｅの別の測定を行うことができる）、比較的長時間、ＶＡをＶ−に切り替えることを含むことができる。これにより、ＡＤＣ１１１はＶ＋およびＶ−をともに測定することができる。

第２に、図３８に示すように、矩形波が切り替わる間、切替波形の両エッジの前後のＡＤＣ１１１読取値を用いて、以下のように無次元数Δαを計算することができる。
Δα＝ΔＶｓｅｎｓｅ／（Ｖ＋−Ｖ−）＝［（Ｖ２−Ｖ１）＋（Ｖ３−Ｖ４）］／２（Ｖ＋−Ｖ−）
結果として、波形の両エッジを用いてΔＶｓｅｎｓｅ＝［（Ｖ２−Ｖ１）＋（Ｖ３−Ｖ４）］／２を測定することができ、それにより、回路に対する非対称応答が相殺される可能性がある。または、波形のおよそ中間点における平均電圧を使用することができ、それにより、たとえばΔα＝ΔＶｓｅｎｓｅ／（Ｖ＋−Ｖ−）＝［（Ｖ７−Ｖ６）＋（Ｖ７−Ｖ８）］／２（Ｖ＋−Ｖ−）およびΔＶｓｅｎｓｅ＝［（Ｖ７−Ｖ６）＋（Ｖ７−Ｖ８）］／２となる。さらに、ＡＤＣ１１１の入力信号Ｖｉｎの差分測定値のみを使用することができる。よって、緩衝増幅器１０およびＡＤＣ１１１のいかなるオフセット誤差も相殺することができる。また、Δαは、同じ信号経路を使用する測定に基づくレシオメトリック量である。よって、ＡＤＣ１１１のいかなる利得誤差も相殺することができる。

基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４は、直列抵抗Ｒｓ ７を考慮して、所望の範囲の未知の抵抗の端点の幾何平均に等しいように任意に選択することができる。たとえば、Ｒｓ＝１００オームでありＲｘが１００オームから３０００オームまで変化する場合、Ｒｙ＝Ｒｘ＋２Ｒは３００オームから３２００オームまで変化し、Ｒｒｅｆは、およそ（３００オーム＊３２００オーム）の平方根＝９８０オームであるべきである。１００ｋオーム〜３００ｋオームの範囲の（たとえば、動静脈ろうを通じて１つの電極から別の電極まで延びる血液のカラムにおけるように）未知の抵抗を測定するために、基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４はおよそ２００ｋオームに変化させることができ、緩衝増幅器１０への入力におけるローパスフィルタ９のフィルタコンデンサＲｆを完全に取り除くことができる。

分圧器の出力がその抵抗比の非線形関数であるため、ＡＤＣ１１１からの読取値における誤差またはノイズが、ＲｙがＲｒｅｆに等しい場合の結果としてのＲｙの計算においてそれらの最も低い部分誤差（感度）をもたらし、感度が増大するほどＲｙは基準抵抗Ｒｒｅｆから発散する。具体的には、抵抗比における感度は以下の通りであることを示すことができる。

Ｓρ＝（１／ρ）・∂Δρ／∂Δα＝２／［（１＋Δα）（１−Δα）］＝２／［１−（Δα）^２］
Ｒｙ＝Ｒｒｅｆであるとき、ρ＝１、Δα＝０およびＳρ＝２である。よって、この点の周囲の０．００１（ＡＤＣフルスケールの０．１％）のΔαの変化の場合、計算された抵抗Ｒｙは０．００２すなわち０．２％変化する。表１に示すように、ρが１から発散するに従って感度は増大する。

図３９は、ノイズ／誤差感度が、約６：１の未知／基準抵抗比で２倍になり、１０：１の比で３倍になることを示す。この範囲外の抵抗測定値は、ノイズおよび誤差に対する感度増大の影響を受ける可能性がある。

校正の目的で、スイッチＳＷ１ １２を用いて、抵抗測定を行ってＲｘ＝０の点を校正で除去することができる。好ましくは、このスイッチ１２は、端子ＶＴＡおよびＶＴＢ ３の両端に、または可能な限りそれらの端子に近接して配置されるべきであり、それにより真のゼロ点校正が与えられる。しかし、実際には、スイッチ１２を端子ＶＴＡおよびＶＴＢ ３に近接して配置することにより、スイッチ１２が外部ノイズおよびサージ電圧を受け易くなる可能性があり、対象媒体１内に直流漏れ電流が導入される可能性がある。

直列容量Ｃ１およびＣ２ ６ならびに矩形波の使用は、電解質導電路を含む未知の抵抗に対して重要である。これには少なくとも２つの理由がある。第１に、多くの用途において、直流電流が電解液または同様の特性を有する体液内を流れないようにすることが重要である可能性があり、そうでなければ、端子ＶＴＡおよびＶＴＢ ３における電極の電気めっきおよび／または電気分解が発生する可能性がある。この回路では、コンデンサＣ１およびＣ２ ６が直流電流を阻止する。さらに、コンデンサは、非常にわずかな電流（マイクロアンペア以下）を流すことができるため、交番矩形波電圧を用いることが、平均電流をさらに制限するのに役立つことができる。

第２に、対象媒体１にわずかな電気化学的直流電圧が誘導される（たとえば、流体路の電極が異なる速度で経時的に酸化する可能性がある）場合、この直流電圧は、コンデンサＣ１およびＣ２ ６によって阻止することができる。抵抗を計算する方法が差分測定を行うため、対象媒体１の未知の抵抗Ｒｘを計算する過程を通じて、いかなる残留直流電圧も相殺することができる。

アクティブ期間中の高い半サイクルの印加電圧および持続時間は、電圧ＶＡと電圧ＶＢとの間の容量性要素を飽和させるように選択され、これにより、決定されたインピーダンスが未知インピーダンスＲｘの純粋な抵抗成分に等しくなる。さらに、アクティブ期間の間の期間は、患者が曝露される可能性のある漏れ電流を制限するように選択されてもよい。

ここで、図３７の回路と図３８の波形プロットとを参照する。図３７の未知の抵抗Ｒｘは、純抵抗と容量性抵抗からなる複素インピーダンスを有することができる。純抵抗は直流電流の流れに対する抵抗であり、容量性抵抗は交流電流に対する抵抗である。いくつかの実施形態では、コンデンサＣ１、Ｃ２と端子ＶＴＡ、ＶＴＢとの間の電線路は、容量結合されていてもよい。容量性結合は、測定された電圧信号Ｖｓｅｎｓｅを、したがって測定されたインピーダンスを低下させる未知インピーダンスＲｘと並列する抵抗を提供する。透析液の伝導度を測定するか、または切断された血管アクセスを検出するなどの用途では、複合インピーダンスＲｘの純粋な抵抗部分がより重要である。

容量性要素が未知の抵抗Ｒｘと直列に、または未知の抵抗と並列に存在する場合、測定された電圧信号Ｖｓｅｎｓｅ、よって測定されたインピーダンスは、図３７のＶＡおよびＶＢで印加される信号の電圧および周波数に依存する。一実施形態では、バイナリ電圧信号１３１、１４４は、未知のインピーダンスＲｘと直列または並列の容量性要素が完全に充電または飽和されるアクティブフェーズ中に十分な低周波数で動作する。結果として生じるＶｓｅｎｓｅ波形２０は、Ｖ７がほぼＶ３に等しくなるように、半サイクル中に安定した値に達する。安定化されたＶｓｅｎｓｅから計算される抵抗は、容量性要素の影響を最小限に抑えられ、結果として得られる測定抵抗は、主にＲｘの純粋な抵抗性要素を反映する。未知のインピーダンスＲｘにおける容量性要素によって影響を受けない測定値を生成するバイナリ電圧信号１３１、１４４の周波数は、キャパシタンスの測定値または計算に基づいて決定されてもよいし、経験的に決定されてもよい。

一実施形態では、コントローラは、バイナリ電圧信号１３１、１４４の周波数を変化させて容量排除（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ−ｒｅｊｅｃｔｉｎｇ）周波数を決定し、同容量排除周波数以下では容量性要素が未知の抵抗Ｒｘの測定に影響を及ぼすことはない。コントローラは、高周波数で開始し、電圧信号１３１、１４４の周波数を減少させることによって、容量性要素を最小化するための周波数の探索を開始し、結果として生じるＶｓｅｎｓｅ波形２０を監視しながら、高い半サイクルの持続時間を延長する。コントローラは、Ｖｓｅｎｓｅ波形２０が半サイクルの終わりにより定常状態に達したことを同コントローラが検出するまで、電圧信号の周波数を低下させ続けることができる。一実施形態では、定常状態は、半サイクルの終わりでの最終電圧Ｖ３の所定の割合よりも大きい半サイクルの中央でのＶｓｅｎｓｅ電圧Ｖ７として定義することができる。一実施形態では、Ｖｓｅｎｓｅ波形２０は、Ｖ７がＶ３の約７５％よりも大きいときに定常状態に達している。別の実施形態では、Ｖｓｅｎｓｅ波形２０は、Ｖ７がＶ３の約９０％よりも大きいときに定常状態に達している。あるいは、Ｖｓｅｎｓｅ波形２０は、Ｖ３の変化率が所定の閾値よりも小さい場合に定常状態に到達したと宣言することができる。

代替的に、コントローラは、低周波数値で周波数サーチを開始し、Ｖｓｅｎｓｅ波形２０が半サイクルの終わりにより、もはや定常状態ではなくなるまで周波数を上昇させることができる。

コントローラは、治療の開始時にバイナリ制御信号１３１、１４４の容量排除周波数を決定し、その後、残りの治療を通してその周波数を使用することができる。容量排除周波数の決定は、所定量の血液が圧送された後、または所定数の血液ポンプ行程が生じた後に行われてもよい。

別の実施形態では、容量排除周波数は、動脈血回路配管１０８および静脈カテーテル配管コネクタ１２８（図４０）のワイヤ間の容量が変化しないことを保証するために定期的に決定されてもよい。一実施形態では、容量排除周波数は、血液ポンプの５０行程ごとに決定される。

一実施形態では、バイナリ電圧信号の非アクティブ期間を延長して、図３７の回路からの電流漏れを制限することができる。アクティブ期間は短い持続時間を有することができ、回路が比較的長い期間にわたってオフにされる数サイクルだけを含む。例えば、アクティブ期間は４２０マイクロ秒の持続時間を有する６つのパルスからなり、アクティブ期間は８０ミリ秒毎に発生する。

血管切断検出器
上述したもののような伝導度測定回路を適切に変更することにより、血液の伝導度および伝導度の変化を検出することができる。より詳細には、ある体積の血液の伝導度において空気がその体積に入るときに発生する変化を検出することができる。この状況は、たとえば、血管内アクセス部位が体外血液回路内で外れた場合に発生する可能性がある。

図３７に示す回路を用いて、伝導度セルまたは管路１におけるある体積の流体の抵抗を測定することができる。ある体積の透析溶液の抵抗または伝導度を表す伝導度セル１のＲｘを測定する場合、基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４の好都合な値は、およそ６８０オームであるように選択することができる。第１のカニューレまたは針から動静脈ろうを通って第２のカニューレまたは針まで延在する血液のカラムの抵抗または伝導度を表す管路１のＲｘを測定する場合、基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４の好都合な値は、およそ２００ｋオームであるように選択することができる。

この回路を用いて血液または血漿等の体液のカラムの連続性をモニタリングする利点には、以下が挙げられる。すなわち、伝導度セルまたは管路１に対する容量結合が、端子ＶＴＡおよびＶＴＢにおける電極のめっきおよび腐食をもたらす可能性がある直流電流を阻止し、患者の安全のために、電圧および電流レベルが非常に低くかつ分断され、測定が行われている間にのみ電流が短時間流れる。測定の合間には電流は流れない。

基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４の低い方の値（たとえば６８０オーム）を用いて、この回路は、透析液伝導度測定に対して適切に構成される。基準抵抗器Ｒｒｅｆ ４のはるかに高い方の値（たとえば２００ｋオーム）を用いて、この回路は、動静脈ろうから血管針が外れるのを検出するために動脈針と静脈針との間の抵抗を測定するのに適切に構成される。

電極配置
流体送出装置から患者の血管または血管グラフトに通じる流体カラムの連続性は、上述した電子回路を用いてモニタリングすることができる。送出されている流体は、血液、または透析流体を含む任意の電解液を含むことができる。以下の考察は血液透析システムを含むが、本発明の動作の同じ原理を、血管アクセスを通じて患者に流体を送出するように構成されたいかなる装置にも適用することができる。図４０に示す実施形態では、血管透析機２００の流体流回路１００内のある体積の血液または他の流体の伝導度を、血液または他の流体と直接接触する、その体積の各端部の電極を用いて、電子的にモニタリングすることができる。図３７に示すもののような電気回路を用いて、一方の電極をＶＴＡ端子に接続することができ、他方の電極を回路のＶＴＢ端子に接続することができる。回路によって電極に印加される電圧は、患者に対するいかなる損傷も防止するように、十分小さく（たとえば約４ボルト以下）、十分に短時間であり、十分に分断した直流電圧であり得る。本例では、動脈アクセス針１０２、動脈カテーテル配管１０４、動脈カテーテル配管コネクタ１０６、動脈血液回路配管１０８、血管回路配管１０８と血液透析機２００との間の移行部１１０、血液ポンプ入口ライン１１２、血液ポンプ１３、血液ポンプ出口ライン１１６、透析器１４、透析器出口ライン１２０、エアトラップ１２２、血液透析機２００と静脈血液回路配管１２６との間の移行部１２４、静脈カテーテル配管コネクタ１２８、静脈カテーテル配管１３０、静脈アクセス針１３２、および動脈アクセス針１０２と静脈アクセス針１３２との間に位置する患者の血管またはろう１３４の部分の内腔内体積を含む、流体流回路１００が示されている。本明細書に記載する発明はまた、動脈アクセス針が患者の１つの血管内に存在する可能性があり、静脈アクセス針が、動脈アクセス部位から幾分か離れた別個の血管に存在する可能性がある状況も包含する。さらに、上述した回路を用いて、図４０に示す静脈戻りラインを有していない流体送出システム内の血管アクセスの完全性をモニタリングすることができる。その場合、たとえば、位置Ｂにおける電極を、血管または血管グラフトにアクセスする第２の針またはカニューレと連通する行き止まり（ｄｅａｄ−ｅｎｄ）ラインの流体と接触する電極と対にすることができる。別の例では、血管セグメントにおける体内留置中空カニューレまたは中実トロカールに、導電性ワイヤを装備することができ、導電性ワイヤは、それにより、モニタリングシステムにおいて第２の電極としての役割を担うことができる。アクセスされている血管セグメントは、外科手術によって形成された動静脈ろうであってもよく、ゴアテックス（ＧｏｒｅＴｅｘ）（登録商標）血管グラフト等の人工管路を含んでもよい。「動脈の」という用語は、本明細書では、血液を患者から離れて血液透析機２００に向かって導く血流回路の部分を指すために用いられる。「静脈の」という用語は、血液を血液透析機２００から離れて患者に向かって戻るように導く血流回路の部分を指すために用いられる。「アクセス針」という用語は、患者の血管セグメントまたはろうを貫通する針またはカテーテル装置を指すために用いられる。種々の実施形態において、それを、対応するカテーテル配管１０４、１３０に恒久的に融合させるかまたは可逆的に接続することができる。

流体流回路１００の任意セグメントの連続性は、対象となる流体および血液含有セグメントの両側において２つの電極を流体と接触するように位置決めすることによってモニタリングすることができる。動脈アクセス針１０２または動脈カテーテル配管１０４または静脈アクセス針１３２または静脈カテーテル配管１３０の切断がないかモニタリングするために、１つの電極を、血流回路の静脈側の内腔と連続して配置することができ、第２の電極は、血流回路の動脈側の内腔に連続して配置される。一実施形態では、２つの電極は、透析機２００にまたはその近くに配置することができ、１つの電極は血液ポンプ１１０の上流で血液と接触し、第２の電極は透析器１４および／またはエアトラップ１２２の下流で血液と接触する。たとえば、電極は、遷移位置１１０および１２４に組み込むことができる。

別の実施形態では、電極のうちの一方は、流体流をアクセスされた血管または血管グラフトに送出するために用いられる機器（たとえば透析機）より血管アクセス部位１３４に近い点において、流体流回路１００の流体と接触するように位置決めすることができる。好適な実施形態では、両電極は、透析機２００に関連する機器より患者の血管または血管グラフトの近くに位置決めすることができる。これにより、透析機２００に関連する電気的干渉をさらに低減することができる。電極Ａは、動脈カテーテル配管コネクタ１０６にまたはその近くに好都合に配置することができ、第２の電極Ｂは、静脈カテーテル配管コネクタ１２８にまたはその近くに好都合に配置することができる。この構成において、第１の電極から患者の血管アクセスを通り第２の電極までの電気的導通経路は、透析機２００に向かって戻るように延在する経路よりはるかに短く、すなわち、電気抵抗が低い。一実施形態では、アクセスカテーテル１０４および１３０は、約１フィート程度に短くすることができ、動脈配管１０８および静脈配管１２６は約６フィート長とすることができる。回路内の流体の導電特性のために、配管１０８および１２６を組み込んだ経路および透析機２００の構成要素に関連する電気抵抗は、患者の血管またはろう１３４を通る経路に関連する電気抵抗より何倍も大きくすることができる。

よって、透析機２００に関連する電気的干渉が低減し、アクセス関連の切断による電気抵抗の変化はより容易に検出することができる。好ましくは、電極ＡおよびＢは、透析機から患者までの距離の５０％を超えるように位置決めされる。より好ましくは（より好都合には）、電極ＡおよびＢは、患者に達する前の最後の分離可能な流体接続の近くに配置される。血液透析システムの一実施形態では、血液配管１０８および１２６は長さがおよそ６フィートであり、動脈カテーテル配管１０４および静脈カテーテル配管１３０は、長さが約２フィート以下である。次いで、電極ＡおよびＢに対して好都合な位置は、動脈血液回路チューブ１０８および静脈血液回路チューブ１２６を動脈カテーテルチューブ１０４および静脈カテーテルチューブ１３０に接続する動脈ラインコネクタ１０６および静脈ラインコネクタ１２８（たとえばルアー型コネクタまたはその変形であり得る）にある。

コネクタ電極
図４１Ａおよび図４１Ｂに示すように、一実施形態では、血液透析システムの血液回路用の血液ラインコネクタは、コネクタの内腔内の液体と接触することができる電極を組み込むことができる。一態様では、電極は、たとえばコネクタ３００等、任意の適切なコネクタのチューブ接続または近位端３０２に配置された環状導電キャップ３１０を備えることができる。電極は、好ましくは、たとえばステンレス鋼等、耐久性があり耐食性がある材料から構成される。コネクタ３００の遠位連結端３０４は、たとえば、動脈または静脈カテーテルの対応するルアー型コネクタと封止係合するように構成することができる。キャップ３１０の内側環状表面３１２は（部分的にまたは全体として）、コネクタの内腔３１４内に存在する液体と接触することができる。図４１Ｂに示すように、コネクタとコネクタに装着された任意の可撓管との間の流体密封接続を維持するために、キャップ電極３１０とコネクタの近位端３０２との間にＯリング３１６または適切な封止材を配置することができる。

血液透析システム、または血液担持構成要素が加熱流体を用いて消毒または滅菌される他の体外システムにおいて、エラストマＯリングが特に有用であり得る。コネクタのプラスチック構成要素の熱膨張率は、組み込まれた金属電極と大幅に異なる可能性があり、そのため１回以上の滅菌または消毒処置の後に恒久的な封止が維持されない可能性がある。電極と電極が配置されるコネクタ座部との間の接合部にＯリング等のエラストマ構成要素を追加することによって、電極とコネクタとの間の異なる膨張および収縮率に適応することにより、封止を維持することができる。

図４２に示すように、一実施形態では、導電性電極３１０（たとえばステンレス鋼から構成される）をコネクタ３００の一部に（その近位端３０２にまたはもしくはその遠位接続端３０４に）組み込むことができ、コネクタ３００のその部分の上に、可撓管３１８の端部を配置することができる。本実施形態では、電極３１０は概して円柱状であり、電極３１０の外側表面への可撓管３１８のセグメントの端部のより容易な滑り嵌合装着を可能にするように、近位端にテーパ状部３２０を有する。図４２に示すように、電極３１０の内側表面は内部棚状突起３２２を有し、それにより、電極キャップ３１０はコネクタ３００の近位端３０２の上を滑動しかつそれに当接することができる。コネクタ３００は、金属またはより典型的にはプラスチック材料を含む任意の適切な硬質材料から構成することができる。棚状突起３２２は、電極３１０のより径の小さい方の内面３１２が、コネクタ３００の内腔３１４を通過する液体（たとえば血液）と接触するように適切に位置決めされるのを確実にするために役立つ。コネクタ３００と電極３１０との間の接続および電極３１０と上に重なる可撓管３１８の終端部との間の接続は、構成要素の組成と適合性がある任意の適切な接着剤を用いて気密にまたは恒久的にすることができる。

コネクタと電極との間の血液の漏れを防止するようにより確実な封止を確保するために、および血液成分が移動して留まる可能性がある電極の下の領域を制限するために、電極３１０の内面の電極内部棚状突起３２０の近くにＯリング３１６を組み込むことができる。これは、図４２において拡大した詳細に示されている。本例では、Ｏリング３１６は、ステンレス鋼電極３１０とコネクタ３００の遠位端３０２との間を封止する。可撓管３１８の伸張端をコネクタ３００の近端３０２の上に保持するために、コネクタ設計にコネクタ３００の近位端３０２の突刺要素３２４を組み込むことができる。一実施形態では、電極３１０は、電極３１０およびコネクタ３００の突刺３２４両方の上に伸張する可撓チューブの部分によって適所に保持される。

電極３１０の外面にワイヤ３２６をはんだ付けし、溶接し、または他の方法で固定することができ、ワイヤ３２６は、コネクタ３００に沿ってより遠位に出るまで、上に重なる伸張配管３１８の下を進むことができる。よって、ワイヤは、内面３１２が内腔内流体（たとえば血液）と接触する際に電極３１０におよび電極３１０から電気信号を伝えることができる。図示する例では、ワイヤ３２６は電極３１０の遠位部にはんだ付けされ、配管３１８下を移動して、コネクタ３００の対応するストッパ３２６との配管３１８の当接部で現れる。

図４３Ａ〜図４３Ｃに示すような別の実施形態では、米国特許出願公開第２０１０／００５６９７５号明細書（その内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているようなコネクタ４００が、コネクタ４００の中央部４０６が電極を組み込むことができるように変更されている。コネクタ４００の中央部４０６に沿って電極を配置することにより、コネクタの遠位連結端４０４を変更する必要がなくなり、可撓管の終端部とコネクタの近位端４０２との間の相互作用のいかなる変更もなくなる。本例では、血液ラインコネクタ４００は、その遠位連結端４０４に、患者アクセスラインのルアー型コネクタ用の雌ネジ型接続部４０５と、透析システムの血液担持構成要素を通るプライミングおよび消毒流体の再循環用の透析機ポートとの外部圧入型接続部４０７とを含む、２つの異なるタイプの封止接続を行うように構成される。圧入機構４０７は、コネクタ４００の遠位端４０４の外側表面に円錐台形状を有して形成され、ルアー適合ネジ型機構４０５は、コネクタ４００の遠位端４０４の対応する内側表面に形成される。円錐台部材の外側表面は、透析機２００または他の装置の嵌合コネクタの座部と封止係合するように構成される。コネクタ４００の遠位連結端４０４から近位方向に延在する一対の係止アーム４０８が、各々、透析機の嵌合コネクタの対応する係止機構と係合する有刺部４０９と、有刺部４０９を透析機から取り外すことを補助する指窪み部４１０とを有することができる。有刺部４０９は、圧入型の接続を行うときに透析機のその嵌合コネクタと封止係合する円錐台状部材を係止するのに役立つ。係止アームの遠位端は、コネクタ４００の円錐台部４０７の近位に位置するフランジ４１１を通じてコネクタに付着するように構成することができる。コネクタ４００は、可撓チューブと封止係合する近位配管装着端４０２を有する。配管装着端４０２は、可撓チューブの端部がコネクタ４００から外れるのを防止するのに役立つ１つまたは複数の突刺機構４１２を有することができる。

図４３Ｂは、コネクタ４００の内腔と直接連通する電極の配置を可能にすることができるアクセス機構またはポート４２０を見えるようにする、コネクタ４００の側面図を示す。他の実施形態では、アクセス機構は、鋭利なまたは鈍い針を備えたシリンジを用いてコネクタ４００の内腔４１４内からの流体のサンプリングを可能にするように、エラストマストッパ（隔膜ありまたはなし）を収容することができる。または、機構は、別の流体ラインのコネクタ４００の内腔４１４への接続を可能にするポートとしての役割を担うことができる。

さらに別の実施形態では、図４３Ｃの断面図に示すように、コネクタ４００の中間部４０６は２つのアクセスポートを有することができる。流体アクセスポート４２０ａはサンプリングポートとしての役割を担うことができ、電極ポート４２０ｂは電極クレードルとしての役割を担うことができる。サンプリングポート４２０ａ内のエラストマストッパ４２２は、コネクタ４００の内腔４１４まで延在するような形状とすることができ、気密封止を維持しながら同時に針による内腔４１４内の流体のサンプリングを可能にする。または、隔膜付きキャップまたは封を有するルアー型コネクタをポートに組み込むことができ、ポートは、嵌合するルアー型コネクタを有するシリンジまたはカテーテルと接続することができる。電極ポート４２０ｂが電極４２４用の座部またはクレードルとしての役割を担うことができる。それは、適所に圧入するかまたはセメント接合し、接着剤を用いて、または図示するようにＯリング４１６を用いて封止することができる。ワイヤ４２６を、電極４２４の外面にはんだ付けし、溶接し、または他の方法で固定することができ、ワイヤ４２６は、コネクタ４００が装着される動脈配管１０８または静脈配管１２６により透析機２００に向かって近位方向に進むことができる。

上記電極実施形態のいずれにおいても、コネクタ３００、４００またはその変形を通過する流体の温度を測定するさらなる目的のために、電極を、適切に寸法が決められたサーミスタ、またはサーミスタおよび導電体の組合せと置き換えることができる。

ワイヤアセンブリ
一実施形態では、コネクタ１０６、１２８の一対の電極（１つは血流回路の動脈側にあり１つは静脈側にある）にまたはそこから電気信号を搬送するワイヤは、別個に、血液配管１０８、１２６から離れて透析機２００に向かって戻るように進むことができ、透析機２００では、最終的に終端し図３７に示す伝導度回路等の伝導度検出回路に接続する。次いで、伝導度回路は、アクセス切断に一貫する流体伝導度の変化が発生したか否かを判定するために、透析機のプロセッサに対して適切に構成された信号を提供する。流体伝導度の変化が発生した場合、プロセッサは、警報状態をトリガすることができ、または血液ポンプ１３の停止を開始し、たとえば血液配管１０８および／または１２６の機械的閉鎖をトリガすることができる。

透析機と患者との間において合わせてまたは別個に延在するワイヤには、もつれるか、破断するか、または切断されるという危険がある。したがって、好ましくは、各ワイヤ３２６または４２６は、その関連する配管１０８、１２８に装着するか、融合させるか、または他の方法で組み込むことができる。ワイヤをその関連する配管に組み込むことは、ワイヤおよび接続部を保護し、患者と透析装置との間のインタフェースを簡略化する好都合な方法を提供する。これを達成する例示的な方法を図４４Ａ〜４４Ｄに示す。好適な実施形態では、配管は、押出処理で形成することができる可撓材料（たとえばシリコーン）から構成される。図４４Ａに示すように、可撓管のファイバ補強と同様に、形成され押し出される際の可撓シリコーン配管に目の粗いワイヤメッシュを埋め込むことができる。図４１Ａに示すように、ファイバ補強チューブの構成に類似する方法で、押出中に可撓管５０２の壁内にワイヤメッシュ５００を埋め込むことができる。図４４Ｂに示すように、二次押出し処理中、または２つの構造体がたとえば接着剤で接合される処理中に、その隣接する配管５０６の外側表面に絶縁ワイヤ５０４を接合することができる。図４４Ｃに示すように、配管材料５０８の二次同軸層を製造する二次押出しを行って、一次押出し後の配管の外側表面に沿って伸びるワイヤを捕捉することができる。図４４Ｄに示すように、成形中の配管５０２を、配管の壁に埋め込まれたワイヤ５０４と共押出しすることもできる。

上記方法のうちのいくつかでは、結果としてのチューブ−ワイヤ組合せは、ワイヤと配管のシリコーン材料との間の熱膨張率が異なるため、ねじれる傾向がある可能性がある。材料が押出し後に冷える際、シリコーンは埋め込まれたワイヤを堅く捕捉する可能性があり、それにより冷えたチューブ−ワイヤ束がねじれる。好適な実施形態では、押出ダイのワイヤ内腔は、埋め込まれるワイヤの断面積より著しく大きい断面積に適応するのに十分大きいように構成される。次いで、シリコーンが冷える際、ワイヤを包囲する通路は、ワイヤを堅く収容する包み込む程度まで収縮しない。絶縁ワイヤを組み込んだ共押出処理は、図４５に示すようなチューブ−ワイヤ束を生成することができる。本例では、可撓管５０２は、流体搬送内腔６０１とワイヤ搬送内腔６０２との共押出品である。好ましくは、ワイヤ５０１は可撓性および耐久性のために多重より線であり、たとえばＰＴＦＥ等の耐久性のある可撓合成絶縁材料５０３でコーティングされるかまたは被覆される。より線ワイヤ５０１のＰＴＦＥ系シース５０３は、シリコーン配管押出処理に関連する高温に耐えることができ、それにより、透析機２００または患者ラインコネクタ１０６、１２８のいずれかに接続するために最終的に配管を出るワイヤの部分５０４に沿って、その完全性が維持される。コーティングまたは被覆はまた、押出後および冷却中のワイヤ搬送内腔の側壁にワイヤが付着するのを防止するのに役立つことができる。別の実施形態では、シース５０３を省略し、ワイヤ３０１をワイヤ搬送内腔６０２の内側に露出させてもよい。図４６は、例示的なコネクタ−ワイヤ−配管アセンブリの断面図を示す。二重内腔配管５０２の端部が装着されている、コネクタ４００の近位配管接続端が示されている。流体搬送内腔６０１は、コネクタ４００の近位端に圧入および／またはセメント接合され、コネクタ４００の中心内腔４１４を通る流体流を可能にする。より線ワイヤ５０１は、電極４２４にはんだ付けされるかまたは他の方法で装着され、電極４２４は、コネクタ４００の内腔４１４内に存在する流体と導電接触する。配管５０２の外側を通るワイヤ５０１の非接続部分は、好ましくは、たとえばＰＴＦＥ等の絶縁合成コーティングで被覆される。任意に、露出したワイヤおよび被覆されたワイヤ両方のこの部分は、ＲＴＶ等の封止材で封止することもできる。被覆されたワイヤ５０３は、コネクタ４００へのその終端部の近くで配管５０２のワイヤ搬送内腔６０２に入る。次いで、ワイヤ／配管束は、透析機２００に向かって進み、透析機２００において、ワイヤは、図３７に示すもののような伝導度回路に接続するために配管から現れる。

図４７は、図４８に示すような血液透析装置２２０において着脱可能な交換可能ユニットとして使用することができる例示的な体外回路２１０を示す。本実施形態では、体外回路は、血液ポンプカセット１３、透析器１４、静脈戻りエアトラップ１２２、動脈血液配管１０８、静脈血液配管１２６、動脈カテーテルコネクタ１０６および静脈カテーテルコネクタ１２８を備える。動脈コネクタ１０６および静脈コネクタ１２８は、図４１Ａおよび４１Ｂに示すコネクタ３００と同様のタイプであってもよく、または図４３Ａ〜４３Ｃに示すコネクタ４００と同様にタイプであってもよく、またはその変形であってもよい。動脈血液チューブ１０８および静脈血液チューブ１２６は、図４４Ａ〜４４Ｄまたは図４５に示すタイプとすることができる。コネクタ１０６および１２８の電極への端子接続を形成するワイヤは、セグメント５０４Ａおよび５０４Ｂとして動脈チューブ１０８および静脈チューブ１２６から出てコネクタと接続し、コネクタは、最終的にその接続を、透析装置において図３７に示すもののような伝導度回路に関連する端子に渡す。図示する実施形態では、コネクタ５２６は、血液ポンプ１３およびエアトラップ１２２用の支持構造２１４に搭載される。図４７に示すセグメント５０４Ａ、５０４Ｂは、絶縁されていてもよい。別の例では、セグメント５０４Ａ、５０４Ｂは露出しているが、底部プレート１００１（図２０Ａ）に連結するシールド１００４（図２０Ａ）で覆われていてもよい。動脈チューブおよび静脈チューブ１０８、１２６内のワイヤ５０１の配置および動脈チューブ１０８の静脈チューブ１２６に対する相対的な位置は、各管１０８、１２６内のワイヤ５０１間に容量性コンダクタンスを生成することができる。この容量性コンダクタンスは、端子ＶＴＡとＶＴＢ３（図３７）との間の付加的な導電経路として機能し、カテーテル管１０４、１３０およびろう１３４（図４０）の血液柱を通る純粋に抵抗性のインピーダンスと並列に機能する。動脈チューブ１０８および静脈チューブ１２６内のワイヤ５０１間の容量性コンダクタンスは、管の間の距離によって変化する。図３７と同様の回路で行われたＶｓｅｎｓｅ測定は、動脈チューブ１０８及び静脈チューブ１２６内のワイヤ５０１間のキャパシタンスを飽和させるのに十分低いバイナリ電圧信号１３１、１４４の周波数を選択することによって、動脈チューブ１０８および静脈チューブ１２６の位置に対して非感受性にすることができる。例示的な実施形態では、バイナリ電圧信号は、周期的なアクティブフェーズの間、約２１７４Ｈｚの周波数で５０％のデューティサイクルでそれぞれ動作される。アクティブフェーズは、８０ミリ秒毎に発生するように設定することができる。

図４８は、図４７に示す体外回路２１０を受け入れるように構成される例示的な血液透析装置２２０を示す。本例では、透析器１４は、装置２２０にすでに搭載されている。基礎部２２７が、嵌合する血液ポンプカセット１３の制御ポートを受け入れる。レースウェイまたはトラック２２５のセットが、延出して患者に接続されていないときに動脈血液チューブ１０８および静脈血液チューブ１２６の対を編成するのに役立つ。コネクタ２２４が、ワイヤセグメント５０４Ａおよび５０４Ｂとコネクタ５２６との間で形成された接続を受け取り、図１に示すもののような伝導度回路の端子接続部に渡す。配管閉鎖部２２６が、エアトラップ１２２を出た後の静脈血液チューブ１２６と、血液ポンプカセット１３に達した後の動脈血液チューブ１０８とを受け入れるように位置決めされる。閉鎖部２２６は、たとえば体外血流の停止を必要とする警報状態が発生したときいつでも、空気圧式にまたは電気機械的に作動させることができる。閉鎖部２２６のアームのセットを、可撓チューブの壁に対して回転し、その中の流体流を抑制するかまたは停止させるように構成することができる。よって、装置２２０内に設置されたコントローラは、図３７と同様の伝導度回路から信号を受け取ることができ、その信号は、コネクタ１０６および１２８に設置された電極間の流体または血液のカラムの電気抵抗を表す。コネクタが、血液ポンプ１３、透析器１４およびエアトラップ１２２より患者の血管またはろう１３４に流体的にはるかに近接して位置決めされるため、血管またはろう１３４を通る流体路に関連する信号は、コネクタ１０６／１２８と患者の血管またはろう１３４との間の血液または流体のそのままのカラムと中断したカラムとを識別することができる。コントローラは、所定値を超えることが分かった、伝導度回路によって検出された電気抵抗に応答するようにプログラムすることができる。環境に応じて、その後、コントローラは、血液流のあり得る切断に対して患者に警告する警報をトリガすることができ、任意に、患者へのかつ患者からの体外流を停止するように閉鎖部２２６に命令することもできる。

切断検出回路の動作
図４９は、上述し図３７に示す切断検出回路を利用する試験結果を示す。この場合、米国特許出願公開第２００９／０１１４５８２号明細書および同第２０１０／００５６９７５号明細書（それらの内容は参照により本明細書に組み込まれる）において開示されているものと同様の血液透析血液回路および装置が採用された。図４７に示す体外回路２１０は、血液ポンプ１３、透析器１４、エアトラップ１２２、静脈血液回路配管１２６および動脈血液回路配管１０８を備える。体外回路２１０は、図４８に示すものと同様の血液透析装置２２０に嵌合する。試験される血流回路は、図４７に示す血液ポンプカセット１３に配置された一対の膜ベース血液ポンプと、透析器１４と、静脈戻りエアトラップ１２２と、動脈血液配管セット１０８と、静脈血液配管セット１２６と、動脈コネクタ１０６および静脈コネクタ１２８と、図４０に示すような血管アクセス針１０２、１３２に接続されたカテーテル配管セット１０４、１３０とを備えていた。針１０２、１３２は、抗凝固処置されたウシの血液を保持する容器に配置された。血液配管セット１０８および１２６は、およそ６フィート長であり、カテーテル配管セット１０４および１３０はおよそ２フィート長以下であった。針は、交互に、血流中に容器に配置されるかまたは容器から引き出されて、ろうまたは血管からの針の切断をシミュレートした。図４９における期間Ａ、ＣおよびＦは、針が容器内の血液に浸漬された時間を表す。これらの期間中に図３７に示す切断検出回路によって測定された電気抵抗は、平均して１２０，０００オームと１３０，０００オームとの間であった。図４９の期間ＢおよびＥは、静脈戻り針１３２（血液ポンプからの正圧下）が容器内の血液の表面の数センチメートル上方から引き抜かれ、血液が静脈戻り針を出て下方の血液の容器に入る際に空気と混合した血液の流れを形成する時間を表す。これらの期間中に測定された電気抵抗は、平均して１４０，０００オームと１５０，０００オームとの間であった。期間Ｄは、針のうちの１つが容器から完全に取り除かれ、完全に開放した電気回路を生成する時間を表す。この期間中に測定された電気抵抗は、平均して約１６０，０００オームと１８０，０００オームとの間であった。よって、コントローラは、血液の中断しない流れと中断した流れとの間の電気回路のモニタリングされた抵抗の差を識別するように容易にプログラムすることができる。これらの結果により、動脈針１０２と静脈針１３２との間の血液の連続性の中断により、外部血液回路の血液処理構成要素１３、１４および１２２より動脈および静脈アクセス部位の方に比較的近接して配置された場合の２つの電極の間において、測定された電気抵抗の検出可能な変化を確実にもたらすことができることが分かった。さらに、（空気を通る血液の流れのように）血流の連続性の部分的な中断さえも、測定された電気抵抗の変化がわずかであっても、確実に検出することができる。

ＡＤＳアルゴリズム
アクセス切断センサ（ＡＤＳ）の動作は、図４０、４８を参照することによってさらに理解され得る。血液透析装置２２０（図４８）内に設置されたコントローラは、アクセス遮断を検出すると血液の損失を最小限に抑えるために、閉鎖部２２６の位置およびベースユニット２２７を通る血液ポンプの動作を制御することができる。ここで図４０を参照すると、アクセス切断または針の脱落は、静脈針１３２または動脈針１０２のいずれかが血管アクセス部位から除去された場合、またはいずれかが血管アクセス部位から部分的に外れた場合、またはいずれかが血管アクセス部位へのまたは血管アクセス部位からの流体流へのまたは流体流からの妨害を生じている場合に起こると考えられる。より一般的には、「アクセス切断（ａｃｃｅｓｓ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ）」という用語の使用は、第１のカテーテル（またはカニューレ）から、血管アクセスを含む血管またはろうを通って第２のカテーテル（またはカニューレ）までの流体経路内の２つの電極間の電気インピーダンスまたは伝導度が、以下に説明する検出アルゴリズムによって変更されていた任意の状態を含むものと理解される。血管アクセス部位は、静脈またはろうまたはシャント１３４を指し、同部位において、透析装置２００からの針１０２、１３２またはカテーテルが患者の血液にアクセスするために体内に入る。静脈針または動脈針１０２、１３２のいずれかの血管アクセス部位からの除去は、針１０２、１３２を覆うように適用されたテープの緩み、または針の近位側の配管、患者の身体または四肢の運動時に不注意にライン１０４、１０８、１２６、または１３０を引っ張ること、若しくは血管アクセス部位から針１０２、１３２またはカテーテルを取り外すための患者による動作、等を含むがこれに限定されない多くの作用から生じ得る。

コントローラは、図３７と同様の伝導度回路の信号、血液ポンプの動作を監視する１つまたは複数のセンサからの圧力情報、または血液ポンプのバルブの命令された位置およびコントローラにより命令されたポンプ動作、を含むがこれに限定されない１つ以上の入力に基づいてアクセス切断を検出することができる。図３７に示すものと同様の伝導度回路であって、上述したように患者に接続された伝導度回路からのデータ出力信号は、アクセス切断センサ（Ａｃｃｅｓｓ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｓｅｎｓｏｒ）信号またはＡＤＳ信号と呼ぶことができる。一実施形態では、ＡＤＳ信号は、図４０に示されるコネクタ１０６、１２８内のプローブ間の電気インピーダンスである。別の実施形態では、ＡＤＳ信号は、図３７のデータ出力信号のフィルタリングされた値であるか、或いは図４０のコネクタ１０６、１２８内のプローブ間の測定された電気インピーダンスである。他の電気量は、測定された電気インピーダンスまたはＡＤＳ信号から計算することができ、限定されないが、種々の時定数でのインピーダンスのフィルタリングされた値；インピーダンスの時間微分：インピーダンスの平均値、ピーク値、データの移動ウィンドウ上のピーク値、データの移動ウィンドウ上の最小値、またはデータの移動ウィンドウ上の平均値を含む。

再び図４０を参照すると、一実施形態では、針の脱落またはアクセス切断を検出すると、コントローラはフリーズ状態を命令し、血液ポンプ血液１３を停止させ、および／または閉鎖部２２６を閉じて患者に通知する。アクセス切断の場合、コントローラは、患者またはユーザに、針１０２および１３２の状態および／または位置を確認するように通知する。これが完了すると、患者は、治療を再開するか、または治療を中止するかの選択肢を与えられ得る。針が適切に配置されていることを確認すると、患者は治療を再開することが可能となる。患者が治療を再開することを選択した場合、コントローラは、閉鎖部２２６を開き、必要に応じて血液ポンプ１３および血液透析装置２２０の他の構成要素を再起動して治療を再開する。患者が血管アクセスを再確立せずに治療を終了することを選択した場合、コントローラは患者に装置を取り外すよう指示し、コントローラは体外回路１００内の血液を患者に戻さずに治療手順の終了を開始するであろう。一実施形態では、コントローラは、制御インタフェース５５（図７）を介して患者と通信することができる。

一例では、コントローラは、本明細書においてはＡＤＳアルゴリズムと称されるソフトウェアサブルーチンまたは機能を実行し、同ＡＤＳアルゴリズムはＡＤＳ信号および他のセンサまたはコントローラ内の他のソフトウェアコンポーネントによって生成される他の入力に基づいてアクセス切断を識別する。コントローラは、ＡＤＳアルゴリズムからのアクセス切断信号を受信すると、血液ポンプ、閉鎖部および／または制御インタフェースを制御して血液損失を最小限に抑え、患者が血液透析機械２００のための次の動作を選択できるようにするであろう。他の実施形態において、別体の機械レベルコントローラは、ＡＤＳ信号を追跡および／またはフィルタリングし、信号閾値、タイミングまたはポンプ行程カウンタ、フラグまたはトリガ事象を設定し、必要に応じて１つまたは複数のトリガ信号をより高いレベルのコントローラ（例えば、治療コントローラおよび／またはユーザインターフェースコントローラ）に転送して、ポンプ動作の停止、血液ラインの閉鎖、ユーザ通知、またはユーザ命令を開始するべくプログラム化されていてもよい。

上述のように、アクセス切断は、プローブ間の導電経路を遮断し、高いＡＤＳ信号を生成するであろう。ＡＤＳアルゴリズムは、好ましくは、ＡＤＳ信号に基づいてアクセス切断を識別し、様々な非脱落事象に起因する他の高ＡＤＳ信号を無視する。ここで図４０を参照すると、非脱落事象は、限定されるものではないが、針ライン１０４、１３０のいずれかの気泡、ねじれた、挟まれたまたは閉鎖した針ライン１０４、１３０、２つの針１０２、１３２の間で静脈が圧縮されること、または患者を電気的に接地すること、を含む。ＡＤＳアルゴリズムは、偽のＡＤＳ信号と、コントローラから受信したＡＤＳ信号および他の情報を処理する１つまたは複数のソフトウェアサブルーチン、機能またはクラスを介してアクセス切断を表している可能性の高いものとを区別することができる。次に、コントローラソフトウェア内の高次関数は、血液の損失を最小限に抑えるために血液ポンプ、閉鎖部および／または制御インタフェースを制御し、患者が血液透析機械２００の次の動作を選択できるようにすることができる。

ＡＤＳアルゴリズムは、治療中のヘマトクリットレベルの変化、日ごとの及び患者ごとのヘマトクリットレベルの変化、患者の特徴の相違または使用される針のタイプに起因する静脈、ろうまたはアクセスにおける相違、を含むがそれらに限定されないＡＤＳ信号を変化させ得る種々の物理的条件には無関係であることが好ましい。ＡＤＳアルゴリズムは、そのような変化に起因する偽の針脱落信号を拒絶することが好ましい。ＡＤＳアルゴリズムは、針の脱落を検出し、１つ以上の多段階法を用いて高いＡＤＳ信号を引き起こす他の事象を区別することができる。ＡＤＳアルゴリズムの一実施形態は、静脈ライン上のプローブと動脈ライン上のプローブとの間の測定された電気インピーダンスから導かれる第１の値であって、第１の閾値を超える第１の値に基づいて針の切断の可能性が認識され、カウンタの開始をトリガする第１のステップを含む。第２のステップでは、測定されたインピーダンスから導かれる第２の値は、カウンタが増分されるときに監視される。第２の導出された値が第２の閾値を下回った場合、カウンタは停止される。第３のステップでは、カウンタが第３の閾値に達し、かつ第２の導出された値が第２の閾値を上回ったままである場合、針の脱落またはアクセス切断が宣言される。

代替的な実施形態では、多段階ＡＤＳアルゴリズムは、以下のステップを含むことができる。第１のステップでは、静脈ライン上のプローブと動脈ライン上のプローブとの間の測定された電気インピーダンスから導出された第１の値に基づいて針の切断の可能性が認識される。第１の値が第１の閾値を超えるかまたは第１の閾値と交差すると、カウンタが開始される。第２のステップでは、測定されたインピーダンスから導かれる第２の値が、カウンタが増分されるときに監視される。第２の導出された値が第２の閾値を下回るかまたは第２の閾値と交差した場合、カウンタは停止される。第３のステップでは、カウンタが第３の閾値に達し、第２の導出された値が第２の閾値と交差していなければ、閉鎖が宣言され、血液ラインが閉鎖される。第４のステップでは、測定された電気的インピーダンスから導出された第３の値が第４の所定の閾値と交差する場合、閉鎖宣言は針の脱落宣言に置き換えられる。

代替的な実施形態では、多段階ＡＤＳアルゴリズムは、以下のステップを含むことができる。第１のステップでは、静脈ライン上のプローブと動脈ライン上のプローブとの間の測定された電気インピーダンスから導き出された第１の値であって、第１の閾値を超えるか第１の閾値と交差する第１の値に基づいて、針の切断の可能性が認識される。第２のステップでは、測定されたインピーダンスから導かれる第２の値が、カウンタが増分されるときに監視される。第２の導出された値が第２の閾値を下回るかまたは第２の閾値と交差する場合、カウンタは停止される。第３のステップでは、第２の値が第２の閾値と交差する場合、血液ポンプを一時停止し、血液を送達するポンプチャンバからの出口バルブを除いてすべてのバルブを閉じる。そのポンプチャンバは完全に送達され、次いで送出圧力はほぼ大気圧に低下される。第４のステップでは、静脈ライン上のプローブと動脈ライン上のプローブとの間の測定された電気インピーダンスに由来する第３の値が、第１の閾値に関連する第３の閾値を超えるか第３の閾値と交差する場合に、針の脱落またはアクセスの切断が宣言される。

ＡＤＳアルゴリズムは、いくつかの方法で実装され得る。図６２乃至６４にプロットされた試験データを参照して実施形態を説明する。これらの試験では、静脈針および動脈針を共通のウシ血液ビーカーに入れ、シミュレートされた透析療法を開始した。図６２は、静脈ラインが数秒間閉鎖され、その後閉鎖されていない試験であって、一時的にＡＤＳ信号レベルを上昇させた試験の結果をプロットしたものである。図６３は、針の切断をシミュレートして、静脈ラインがビーカーから取り外された試験の結果をプロットしたものである。図６２は、ＡＤＳ関連の信号、血液ポンプ圧、およびＡＤＳアルゴリズムにおける計算の一部であり得るソフトウェアフラグのプロットを示す。図６２のプロットの上部は、ＡＤＳ信号および複数の導出信号を、ＡＤＳアルゴリズムで使用される閾値とともにプロットしたものである。信号はｋオームの抵抗単位でプロットされている。１つまたは複数のソフトウェアフラグの状態が図６２のプロットの底部にグラフ表示されている。ソフトウェアフラグはメモリに格納されたバイナリ値またはブール値であり、オフまたはオンのいずれかであり、それぞれ０または１に等しいものとして表すことができる。血液圧送圧力（ｍｍＨｇ）は、図６２のソフトウェアフラグのプロットとＡＤＳ導出信号との間に位置している。この例では、２つの血液ポンプは、陰圧を印加することにより動脈ラインから血液を引き出すことと、陽圧を適用することによって静脈ラインに血液を送達することとを交互に行っている。第１の血液ポンプの圧力は、ｍｍＨｇの単位で太線１２３２としてプロットされている。第２の血液ポンプの圧力は、ｍｍＨｇの単位で細い線１２３４としてプロットされている。ほぼ垂直な線は、各血液ポンプポッドの行程の終わりを表す。ＡＤＳ信号、圧送圧力およびフラグは、測定値の指数（ｉｎｄｅｘ）に対してプロットされている。プロットされた例では、指数は２０Ｈｚで更新されるため、水平軸値は値を２０で割ることで時間単位の秒に変換できる。

図６２において、ＡＤＳ信号１２１０は、時間要素１２３６で約１３５Ｋオームから約１８０Ｋオームの値まで急激に上昇する。ＡＤＳ信号１２１０は時間要素１２３８で約１３０に戻る。

一実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号１２１０が第１の所定の閾値１２１１と交差するときにカウンタを開始し、ＡＤＳ信号が第２の所定の閾値１２１３と交差するまでカウンタを増分し続ける。カウンタが所定の値に達した場合、ＡＤＳアルゴリズムはアクセス切断を宣言する。ＡＤＳ信号が第２の閾値１２１３と交差するか、またはアクセス切断が宣言されたとき、カウンタはゼロにリセットされてもよい。一例では、カウンタは時間によって増分され、ＡＤＳアルゴリズムは、カウンタが所定の時間量を超えたときにアクセス切断を宣言する。別の例では、カウンタは血液量によって増分され、ＡＤＳアルゴリズムは、カウンタが所定の血液量を超えたときにアクセス切断を宣言する。別の例では、カウンタは、血液ポンプ行程によって増分され、ＡＤＳアルゴリズムは、カウンタが所定の血液ポンプ行程数を超えたときに、アクセス切断を宣言する。一例では、ＡＤＳコントローラは、ＡＤＳ信号が１８０Ｋオームを超え、複数回の血液ポンプ行程の間、または例えば３回以上の血液ポンプ行程が完了したときに１７５Ｋオームを超えたままである場合、針の脱落を宣言する。

アクセス切断信号をトリガしない高ＡＤＳ事象の一例を図６２に示す。同図６２において、血液ポンプの動作がポンプ圧１２３２、１２３４によって示されている。時間要素１２３６でＡＤＳ信号１２１０が第１の閾値１２１１を超えた後に１つの血液ポンプ行程が完了し、第２の血液ポンプ行程が開始されるが、時間要素１２３８においてＡＤＳ信号１２１０が第２の所定の閾値１２１３を下回る前に完了しない。

アクセス切断信号をトリガする高ＡＤＳ事象の一例を図６３に示す。同図６３において、ＡＤＳ信号が時間要素１２３６で第１の閾値１２１１を超えている。３つの血液ポンプ行程が、ポンプ圧力１２３２、１２３４によって証明されるように組み合わせられた両方のポンプによって時間要素１２３９によって完了され、その時点で、アクセス切断信号１２２０は、ＡＤＳアルゴリズムによってトリガされる。アクセス切断信号をトリガすると、コントローラは「凍結（ｆｒｏｚｅｎ）」フラグ１２２５を設定し、凍結状態に入り、その間に血液ポンプが停止され、閉鎖部が閉じられる（すなわち、流体ラインを閉鎖する）。（上述したように、これらの機能は、複数のソフトウェアベースのサブルーチンを使用する単一の物理コントローラによって実行されてもよく、またはフラグまたはカウンタによってトリガされる機能を調整するために相互作用する２つ以上の物理コントローラによって実行されてもよい。）閉鎖部を直ちに閉めることができ、コントローラは、ポンプ動作の再開時に血液ポンプが現在の行程を再開できるようにパーセント行程完了時間を記録することができる。時間要素１２４５において、ユーザは、１２３０としてプロットされた治療の再開を命令し、それは、閉鎖部を開き、血液ポンプを再始動するようにコントローラに命令するものである。

一実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、「凍結」フラグが設定されている間、および血液ポンプが静脈ラインまたは動脈ラインを通って血液または他の流体を移動していないときにＡＤＳ信号を無視するようにコントローラをプログラミングするステップを含むことができる。

別の実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号に基づいて暫定切断フラグを設定し、カウンタを開始し、カウンタが所定値に達する前に暫定フラグがクリアされない場合にアクセス切断を宣言する。上述したように、一例におけるカウンタは時間を増分させることができ、所定の値は時間の期間である。別の例では、カウンタは血流を測定し、所定の値は圧送された血液量である。別の例では、カウンタは血液ポンプ行程を増分し、所定の値は血液ポンプ行程数である。一例では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号が第１の所定の閾値を超える場合に暫定フラグを設定する。例示的な実施形態では、その第１の閾値は、約１８０Ｋオームに設定される。ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号が第２の閾値を下回った場合に暫定フラグを除去またはクリアするであろう。例えば、第２の閾値は、約１７５Ｋオームに設定することができる。例示的な実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、暫定フラグが３回以上の血液ポンプ行程の期間に設定されている場合には、システムまたはシステムコントローラ内のより高いソフトウェアレベルへのアクセス切断を宣言する（とはいえ、所望であれば、ポンプ行程の閾値数は別の数に設定することもできる）。

アクセス切断ではない高ＡＤＳ信号事象に反応する暫定フラグを含む実施形態の一例が図６２にプロットされている。暫定フラグ１２１８は、時間要素１２３６においてＡＤＳ信号１２１０が第１の閾値１２１１を超えるときに時間要素１２３６にて設定される。時間要素１２３８では、ＡＤＳ信号１２１８が第２の閾値１２１３を下回ったときに暫定フラグ１２１８がクリアされる。アクセス切断は、図２のＡＤＳアルゴリズムによって通知されない。これは、３回の血液ポンプ行程が完了する前に暫定フラグ１２１８がクリアされたためである。

暫定フラグを含むこの同じ実施形態を実際のアクセス切断に適用すると、図６３に示すプロットが得られる。時間要素１２３６において、暫定フラグは、ＡＤＳ信号１２１０が第１の閾値１２１１を超えるときに設定される．ＡＤＳ信号１２１０は第２の閾値１２１３の上にとどまり、暫定フラグ１２１８は、血液ポンプ圧１２３２、１２３４によってプロットされるように、組み合わせられたポンプによる３つの完了した行程を表す時間にわたり設定したままとなる。時間要素１２３９にて第３の行程の完了時に、ＡＤＳアルゴリズムはアクセス切断を通知し、切断フラグ１２２０を設定する。制御装置は、アクセス切断信号を受信すると、「凍結」フラグ１２２５を設定して凍結状態に入り、その間に血液ポンプが停止され、閉鎖部が閉じられる。閉鎖部は閉じられ、ポンプを直ちに停止する、或いは、動脈ラインからの引き出しがポンプを再始動するための開始位置にあるために現在の行程を完了さることを可能にする場合、血液ポンプ。時間要素１２４５において、ユーザは、１２３０としてプロットされた再開を命令し、これはコントローラに閉鎖部を開き、血液ポンプを再始動するように命令するものである。

別の実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号がアクセス切断の場合に予想されるように急激な増加を示す場合に暫定フラグを設定し、暫定フラグが設定されている場合にＡＤＳ信号が同ＡＤＳ信号から計算された値を下回った場合に暫定フラグをクリアする。一例では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号の時間微分（ｔｉｍｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）が第１の所定の値を超える場合に暫定フラグを設定する。この例では、暫定フラグがＡＤＳ−ｅｎｔｒｙとして設定されている場合、ＡＤＳアルゴリズムはＡＤＳ信号を記録する。暫定フラグは、ＡＤＳ信号がＡＤＳ−ｅｎｔｒｙの所定の機能であるＡＤＳ−ｅｘｉｔよりも下回った場合にのみクリアされる。更なる例では、暫定フラグは、ＡＤＳ信号がＡＤＳ−ｅｘｉｔ以下に低下し、ＡＤＳ微分が第２の所定値よりも下回った場合にクリアされてもよい。

フィルタリングされていないＡＤＳ信号データは、血管アクセス切断事象に起因する信号変化と他の事象（例えば、信号ノイズ、腕の動き、血液組成および伝導度の変動、治療の経過中の信号ドリフト、或いはカテーテルまたはろうの部位に発生する小さな閉塞など）との間において十分な識別を提供することができないかもしれない。ベースライン信号はまた、患者毎に変更してもよく、ろうまたはグラフトの解剖学的構造または質に依存していてもよく、または身体上のその位置に基づいて変更してもよい。好ましくは、アクセス切断アルゴリズムは、多数のこれらの変数に基づいて個別化パラメータを設定する必要はない。未処理の信号データを単にフィルタリングするだけでは、患者固有の変数とは無関係に信頼性が高くかつタイムリーに切断事象を検出する問題を解決するには不十分である可能性がある。より信頼性の高い検出アルゴリズムを提供するための１つのステップは、一時的な「ノイズ」事象による切断事象の誤った宣言を排除するための暫定フラグおよびタイマの使用を伴い得る。より長期的な変数がアルゴリズムに及ぼす影響に対処するには、信号データをそのフィルタリングされた対応物と比較することが有用であり得る。一実施形態では、未処理信号とそのフィルタリング処理された対応部分との間の差異が取られ、フィルタリングは、ベースライン信号の時間にわたって既存のバイアスまたはドリフトを隔離するのに十分である。代替的に、緩やかにフィルタリングされた信号は、第１の時定数でフィルタリングされた信号と第２のより長い時定数でフィルタリングされた信号との間の差である、同じ信号のより重くフィルタリングされたバージョンと比較することができる。２つの値の間に差があれば、トリガ事象を宣言できる閾値インピーダンスを設定することができる。閾値インピーダンス値は、より高度にフィルタリングされたバージョンの信号の値の変化に比例して変化するようにプログラムされていてもよい。２つの値の間の比率が取られれば、トリガ事象が宣言される閾値比を設定することができる。

再び図６２及び６３を参照すると、別の実施形態（デルタＡＤＳの実施形態として示される）において、ＡＤＳアルゴリズムは、異なる時定数でフィルタリングされたＡＤＳ信号１２１０の２つのフィルタリングされた値を比較する。デルタＡＤＳの実施形態では、コントローラは、短い時定数でフィルタリングされた（軽度にフィルタリングされた）ＡＤＳ値とより長い時定数でフィルタリングされた（より重くフィルタリングされた）ＡＤＳ値との間の差を監視することによって、ＡＤＳ信号の長期平均値と比較した場合のＡＤＳ信号の急激な増加を探す。デルタＡＤＳ実施形態では、コントローラは、針脱落またはアクセス切断事象の指示としてＡＤＳ信号の急激な増加を評価する。デルタＡＤＳの実施形態は、患者毎、日毎、または治療中に変化するベースラインインピーダンスの差異に対してあまり敏感ではない可能性がある。ベースラインの電気インピーダンスは、異なるヘマトクリットレベル、異なる血管アクセス位置、および異なる針を含むが、これらに限定されない多くの理由により、治療方法毎に変化する可能性がある。ベースラインの電気インピーダンスは、針の位置の変化、ヘマトクリットレベルの変動、または他の様々な原因によって治療中に変化し得る。デルタＡＤＳの実施形態における閾値の少なくともいくつかは、ＡＤＳ信号の絶対値またはベースライン値の変化（例えば、信号ドリフトまたは他の要因による）が偽陽性の検出値をトリガすることがより少なくなるように、フィルタリングされた値（ｓｌｏｗＡＤＳ、ｍｅｄＡＤＳ）の間の差である。別の実施形態では、コントローラは、２つのフィルタリングされた値の間の比をとり、比における所定の値に基づいて暫定フラグを設定することができる。

ＡＤＳアルゴリズムのデルタＡＤＳの実施形態は、より速くフィルタリングされた（またはより軽くフィルタリングされた）ＡＤＳ（ｍｅｄＡＤＳ）１２１２と、より遅くフィルタリングされた（またはより重くフィルタリングされた）ＡＤＳ値（ｓｌｏｗＡＤＳ）１２１４と、の間の差である値−デルタＡＤＳ１２１６を計算する。暫定フラグ１２１８は、デルタＡＤＳ値１２１６が第３の所定の閾値１２１５より大きい場合に設定される（第３の所定の閾値は、例えば、信号ドリフトがある場合、より遅くフィルタリングされたＡＤＳ値が増加または減少する量に比例して上方または下方に調整可能である）。暫定フラグがｍｅｄＡＤＳ−ｅｎｔｒｙ１２１２ＡおよびｓｌｏｗＡＤＳ−ｅｎｔｒｙ１２１４Ａとして設定された場合、ｍｅｄＡＤＳ１２１２およびｓｌｏｗＡＤＳ１２１４の値が記録されてもよい。ＡＤＳ−ｅｘｉｔ値１２１７は、ｍｅｄＡＤＳ−ｅｎｔｒｙ１２１２ＡおよびｓｌｏｗＡＤＳ−ｅｎｔｒｙ１２１４Ａの所定の関数として計算され得る。暫定フラグは、ｍｅｄＡＤＳ値１２１２がＡＤＳ−ｅｘｉｔ１２１７を下回った場合にクリアされる。１つの例では、（１）ｍｅｄＡＤＳ値１２１２がＡＤＳ−ｅｘｉｔ１２１７を下回った場合、そして（２）デルタＡＤＳ１２１６が第４の所定の値（図示せず）よりも低い場合のみ、暫定フラグがクリアされる。

デルタＡＤＳの実施形態のいくつかの例では、ｓｌｏｗＡＤＳ値および／またはｍｅｄＡＤＳ値は、特定のポンプ事象後にコントローラによってリセットされてもよい。ｓｌｏｗＡＤＳ値およびｍｅｄＡＤＳ値は、検出を改善するために、および／または特定の状況におけるアクセス切断の誤検出を低減するためにリセットされてもよい。一例では、誤検出値を最小限に抑えるために、血液ポンプがフリーズ状態から再開するときはいつでも、ｍｅｄＡＤＳ値はｓｌｏｗＡＤＳ値と等しく設定される。

デルタＡＤＳの実施形態の別の例では、一時（Ｔｅｍｐ）切断状態の後、血液ポンプが動作を再開するとき、ｓｌｏｗＡＤＳ値およびＭｅｄＡＤＳ値の両方がフィルタリングされていないＡＤＳ値にリセットされる。一時切断状態では、ユーザは、ＢＴＳライン１０８、１２６（図４０）を針ライン１０４、１３０から一時的に切断し、ＢＴＳライン１０８、１２６を互いに結合して、血液ポンプ１３により血液が両方のＢＴＳラインを通って流れるようにしてもよい。一時切断状態は、ユーザが針ライン１０４、１３０をＢＴＳライン１０８、１２６に再接続した後に終了する。

デルタＡＤＳ実施形態の更なる変形例では、針脱落の検出を改善するために、血液ポンプ１３が動作している間にｓｌｏｗＡＤＳ値をｍｅｄＡＤＳ値にリセットすることができる。この実施形態の第１のステップは、ｍｅｄＡＤＳが上述のように所定の量だけｓｌｏｗＡＤＳより大きい場合、脱落の可能性を検出する。特定の状況では、ＡＤＳ信号が急速に低下し、ＡＤＡＤ値がよりゆっくりと応答し、一時的にｍｅｄＡＤＳ値よりも大きくなる。針の脱落の可能性を検出する能力を維持するために、ＡＤＳアルゴリズムのコントローラは、ｓｌｏｗＡＤＳ値がｍｅｄＡＤＳよりも所定量だけ大きい場合、ｓｌｏｗＡＤＳ値をｍｅｄＡＤＳ値にリセットする。治療中の特定の状態では、ＡＤＳ信号は安定したより高い値に急激にシフトすることがある。平均またはベースラインＡＤＳ信号の急速で持続的なシフトは、アクセス切断の誤った検出の繰り返しを引き起こす可能性がある。一実施形態の一例では、アクセス切断または閉鎖の繰り返しの検出によって引き起こされるフリーズ状態の後に治療を再開するとき、ｓｌｏｗＡＤＳ値をｍｅｄＡＤＳ値にリセットすることができる。１つの例では、ｓｌｏｗＡＤＳ値は、ユーザが同じ治療セッション内でアクセス切断または閉鎖の３回目の検出後に治療を再開することを選択したときにｍｅｄＡＤＳにリセットされる。

一例では、同じ治療セッション内での閉鎖の３回目の検出後に、ユーザが治療を再開することを選択した場合、ｓｌｏｗＡＤＳ値はｍｅｄＡＤＳ値にリセットされる。この例では、ＢＴＳまたは針ラインの閉鎖によってフリーズ状態になった後に治療が再開される度に、閉鎖カウンタが増分される。閉鎖カウンタは、治療の開始時にゼロに設定され、ＡＤＳアルゴリズムの下のコントローラがアクセス切断を検出した場合、ゼロにリセットすることができる。また、ｓｌｏｗＡＤＳ値がｍｅｄＡＤＳ値にリセットされると、カウンタもゼロにリセットされる。

ここで図６２および図６３を参照すると、一実装例では、ｍｅｄＡＤＳ値１２１２は、１秒の時定数を有するＡＤＳ信号１２１０の第１次フィルタリング値である。ｓｌｏｗＡＤＳ値１２１４は、２０秒の時定数を有するＡＤＳ信号１２１０の第１次フィルタリング値である。暫定フラグは、デルタＡＤＳ１２１６が第３の所定値１６Ｋオームを超えると設定される。例えば、ＡＤＳ−ｅｘｉｔ１２１７は、７／８＊ｍｅｄＡＤＳ−ｅｎｔｒｙ＋１／８＊ｓｌｏｗＡＤＳ−ｅｎｔｒｙと等しく設定することができる。暫定フラグをクリアするための第４の所定の閾値は、２Ｋオームに設定することができる。

アクセス切断ではない高ＡＤＳ信号事象に反応するＡＤＳ信号の２つのフィルタリングされた値を含む実施形態の一例が図６２にプロットされている。暫定フラグ１２１８は、デルタＡＤＳ１２１６が第３の閾値１２１５を超えたとき、時間要素１２３６にて設定されるが、３つの完全な行程がポンプ圧１２３２、１３３２によって示されるように発生する前に、ｍｅｄＡＤＳ値１２１２がＡＤＳ−ｅｘｉｔ値１２１７を下回る。

２つのフィルタリングされたＡＤＳ値および暫定フラグを含むこの同じ実施形態を実際のアクセス切断に適用すると、図６３に示すようなプロットが得られる。デルタＡＤＳ１２１６は、時間要素１２３６で第３の閾値１２１５を超え、暫定フラグ１２１８が設定される。ｍｅｄＡＤＳ値１２１２は、１２３２、１２３４によってプロットされるように、次の３回の血液ポンプ行程の完了によって高く維持される。時間要素１２３９における第３の行程の完了時に、ＡＤＳアルゴリズムはアクセス切断を通知し、切断フラグ１２２０を設定する。アクセス切断信号を受信すると、コントローラは、「凍結」フラグ１２２５を設定し、凍結状態に入り、その間、血液ポンプは停止され、閉鎖部が閉じられる。時間１２４５において、ユーザは１２３０としてプロットされた再開を命令し、それは、コントローラに閉鎖部を開き血液ポンプを再起動するように命令するものである。

一実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号が予め定められた期間よりも長い間、または所定量より多くの血液が圧送される間、または所定数より多くの血液ポンプ行程が発生する間、所定の低閾値を下回った場合、アクセス切断を宣言する。一例では、暫定フラグは、ＡＤＳ信号が第１の低閾値を下回ったときに設定され、ＡＤＳ信号が第２の低閾値を上回ったときにのみクリアされる。暫定フラグが所定の期間より長く設定されている場合、または所定量より多くの血液が圧送されている間、または所定数より多くの血液ポンプ行程が発生している場合には、ＡＤＳアルゴリズムはアクセス切断を宣言する。一例では、第１の低閾値は２０ｋオームに設定され、第２の低閾値は２５ｋオームに設定され得る。

別の実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号試験が失敗した場合にアクセス切断を宣言する。ＡＤＳ信号試験は、ポンプ遅延動作を実行しながらＡＤＳ信号を監視することを含む。ポンプ遅延動作は、送達ポンプポッドの行程を完了し、その後、血液ポンプポッドおよび内部透析液回路の両方を一時停止させることと、血液ポンプ上の全ての弁、好ましくは内部透析液回路と透析器との間の弁を閉じることと、送出ポンプポッドの出口弁を開放したままにすることと、その後、第１の所定の時間の間、第１の所定の圧力を適用することによって、送達ポッドから血液を完全に送達することと、最後に、ポンププランジャまたはダイアフラムに加えられる圧力を、大気圧に近いが大気圧より大きい第２の低圧力に低下させ、その第２の圧力を第２の所定の時間保持することと、を含む。一実施形態では、ポッドポンプのポンププランジャまたはポンプダイヤフラムに加えられる第２の圧力は、プランジャおよびポンプチャンバ内の流体にほぼゼロの力を加えるために大気圧に近い。暫定フラグが設定されている場合には、ＡＤＳアルゴリズムは即座にアクセス切断を通知する一方で第２の圧力が適用される。暫定フラグは、ＡＤＳ信号が以下の条件のいずれかを満たす場合に設定することができる：第１の閾値を上回るＡＤＳ信号、第２の閾値を上回るＡＤＳ信号の微分値、第３の閾値を上回るデルタＡＤＳ信号。コントローラは、ＡＤＳアルゴリズム上で、閉鎖部を閉じること、血液ポンプを停止すること、ユーザに信号を送ることを含むがこれに限定されないアクセス切断を通知する１つ以上の動作をとる。コントローラは、針の配置を検査するようにユーザに知らせることができ、針が適切に挿入された場合にユーザが治療を再開できるようにすることができる。

一実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、暫定フラグが設定され、アクセス切断または閉鎖を通知することなくクリアされた場合にのみ、ＡＤＳ信号試験を実行する。この実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、静脈針または動脈針が血管アクセス部位からは除去されたが、血管アクセス部位の静脈またはろうの外側にある他の針への導電経路を再確立した場合の針の脱落を同定するためにＡＤＳ信号試験を使用する。シミュレートしたろう内における動脈針および静脈針を用いた１つの実験であって、静脈針をシミュレートしたろうから引き抜いた実験では、ＡＤＳ信号は最初に上昇し、次に、脱落された静脈針からの血流が動脈針と接触して、導電経路が再確立されると、より低い値に戻った。ＡＤＳ信号試験は血流を停止し、結果として血中の高抵抗によって高ＡＤＳ信号となり、ＡＤＳアルゴリズムはそれを検出してアクセス切断を通知した。同様のアルゴリズムはインビボ設定で使用することができる。

ＡＤＳ信号試験は、他の検出された状態（例えば、エアインライン検出）に基づいて、または治療中に予めプログラムされた周期的な監視プロトコルを介して、針の脱落を識別するために、いつでも使用することができる。動脈針と静脈針との間に電気的不連続性を生じさせる事象は、ＡＤＳ信号試験によって検出することができる。例えば、外部にプールされた血液または他の流体の集合体を介して、脱落した針とその対応物との間に導電路が再確立される場合、いずれかの針の遠位端に小さな気泡を導入すると、血管切断が実際に起こったことをコントローラが認識するのに十分な電気的不連続性を作出し得る。コンプライアントな血液回路では、静脈ライン内の血液のカラムの推進力は、小さな気泡を脱落した針の先端に流入させるのに十分であり得る。このような気泡は、例えば、ポンプ遅延動作中に針の遠位端に進入することもある。

暫定フラグを設定してクリアした後にＡＤＳ信号試験を適用する例を図６４に示す。図６４にプロットされた試験では、静脈針および動脈針を最初にウシ血液の第１のビーカーに入れ、シミュレートされた透析療法を開始する。次いで、静脈ラインが第１のビーカーから取り出され、静脈針が第２のビーカーの底部の血液プールに接触しないように第２のビーカーに入れられる。そして最後に、金属ワイヤが２つのビーカー内の血液を電気的に接続する。静脈針が第１のビーカーから取り外されると、ＡＤＳ信号が一時的に上昇する。静脈針が第２のビーカー内に配置されると、静脈針、血液プールおよびワイヤからの血液の流れが、同血液が静脈針を通って流れる限り、動脈針に戻る電気的接続を再確立する。ＡＤＳ信号試験を使用して、コントローラは静脈針を通る血流を停止させ、針の脱落を検出するべくＡＤＳ信号の上昇を探す。

ＡＤＳ信号は急激に上昇し、時間要素１２３６にて暫定フラグ１２１８を設定する。暫定フラグは、第１の閾値１２１１を超えるＡＤＳ信号１２１０によって、または第３の所定の閾値１２１５を超えるデルタＡＤＳ１２１６によって設定されてもよい。時間要素１２３８において、ＡＤＳ信号１２１０は降下し、同ＡＤＳ信号１２１０が第２の所定の閾値１２１３を下回ること、またはｍｅｄＡＤＳ１２１２がＡＤＳ−ｅｘｉｔを下回ることに基づいて暫定フラグ１２１８をクリアする。ＡＤＳ信号試験は、暫定フラグ１２１８が時間要素１２３８でクリアされたときに血液を送達していた血液ポンプポッドに高圧１２３２Ａを印加することによって開始される。一定時間後、送達血液ポンプポッドに印加された圧力は、時間１２４３にてほぼ大気圧１２３２Ｂに低減された。ＡＤＳ信号１２１０Ｂが第１の閾値１２１１を超え、かつデルタＡＤＳ１２１６が第３の閾値１２１５を超えたため、暫定フラグ１２１６はリセットされ、時間要素１２４３でアクセス切断１２２０が通知された。

ＡＤＳアルゴリズムは、上記の閾値の一部または全部を組み合わせて、暫定フラグを設定し、フラグをクリアするための対応する試験を設定することができる。同様に、アクセス切断は、上記のいずれかの基準について通知され得る。ここで図６３を参照すると、一実施形態では、暫定フラグは、以下の条件のいずれかが生じた場合に設定される：すなわち、ＡＤＳ信号１２１０が第１の閾値１２１２を超えること、デルタＡＤＳ１２１６が第３の閾値１２１５を超えること、ＡＤＳ信号は低閾値（図示せず）を下回るか、またはＡＤＳ信号の微分が第５の所定の閾値を超えること。暫定フラグは、最初にフラグをセットする条件に対応する条件に基づいてクリアされてもよい。例えば、フラグが第１の閾値１２１１を超えるＡＤＳ信号によって設定された場合、ＡＤＳ信号が第２の閾値１２１３を下回ったときにのみフラグがクリアされるか、またはフラグが第３の閾値を超えるデルタＡＤＳ１２１６によって設定された場合、フラグは、ｍｅｄＡＤＳ１２１２がＡＤＳ−ｅｘｉｔ１２１７を下回った場合にのみクリアされる（例えば、図６２参照）。別の例では、上記の１つまたは複数の条件を要求することによって、フラグがクリアされてもよい。ＡＤＳアルゴリズムは、暫定フラグが所定の期間連続して設定されている場合、ある量の血液が圧送されている間、またはいくつかの血液ポンプ行程が起こった場合に、針が脱落したことをより高いソフトウェアレベルまたはコントローラの残りに通知する。

図４９、６２〜６４に報告された測定された抵抗値は、図３７及び３８におけるバイナリデジタル信号１３１、１４４が、約３５ｋＨｚの周波数で交互に現れる場合に行われた。デジタル信号１３１、１４４の周波数は、動脈ラインおよび静脈ライン１０８、１２６（図４０）におけるワイヤ間の容量結合を可能にするために十分に高かった。並列容量回路は、試験を通して測定した抵抗値を低減したが、静脈針を第１のビーカーから取り出した場合の開回路条件下では最も有意に減少した。

対照的に、図６５にプロットされた測定された抵抗は、高い半サイクル（図３８）の持続時間が、図４９、６２〜６４にプロットされた実験における半サイクルよりも１６倍長い実験からのものである。図６５にプロットされた実験では、半サイクルの持続時間は約４分の１ミリ秒である。周波数に関して、バイナリ制御信号１３１、１４４は、図６５にプロットされた試験のアクティブフェーズの間、２１７４Ｈｚの周波数で交互に現れる。

ここで図３８を参照すると、一例における信号１３１および１４４は、それぞれが４２０マイクロ秒の持続時間を有するパルスを含む。パルスは、８０，０００マイクロ秒毎に繰り返される６つのパルスの組で発生する。パルスの組の間では、信号１３１、１４４は共に低い。パルス間の信号が低い期間は、患者に達する電流漏れの量を制限し得る。

試験された血流回路は、図４７に示す血液ポンプカセット１３上に配置された一対の膜ベースの血液ポンプ、透析器１４、静脈戻りエアトラップ１２２、動脈血液配管セット１０８、静脈血液配管セット１２６、動脈および静脈コネクタ１０６および１２８、および図４０に示されるように、血管アクセス針１０２、１３２に連結されたカテーテル配管セット１０４、１３０を含んでいた。図３７の回路のプローブ３は、動脈および静脈コネクタ１０６、１２８に取り付けられている。針１０２、１３２を抗凝固処理したウシ血液を入れた容器に入れた。血液配管セット１０８および１２６は約６フィート（１．８３メートル）の長さであり、カテーテル配管セット１０４および１３０は約２フィート（０．６１メートル）以下の長さであった。針は、ろうまたは血管からの針の切断をシミュレートするために、交互に、血流時に手動で容器に入れられるかまたは容器から引き出される。図６５の横軸の７３０の前の期間は、針が容器内の血液中に沈められている時間を表す。

引き続き図６５を参照すると、これらの期間中の電気抵抗またはＡＤＳ信号１２１０は平均して１００ｋオームであった。約７３５秒で、針の１つが容器から完全に除去され、完全に開いた電気回路が形成された。測定された電気抵抗は約６７０Ｋオームに増加した。コントローラは、ＡＤＳ値１２１０の大きな変化に基づいて暫定フラグ１２１８を設定する．ＡＤＳ値は、次の３回のポンプ行程の間は高いままであり、約７４８秒で針の脱落が宣言され、切断フラグ１２２５が設定された。太い線１２３２は、（−）５００〜５００ｍｍＨｇの範囲の血液ポンプポッド圧の１つをプロットしている。−５００から５００ｍｍＨｇの間の各遷移は、血液ポンプの１つの行程を表す。血液ポンプ動作は、切断フラグ１２２５が設定され、図４０の閉鎖部２２６が閉鎖されたときに凍結される。引き続き図４０を参照すると、閉鎖部２２６を閉じることにより、コネクタ１０６の一方の電極Ａから血液セット配管１０８、１２６、血液ポンプ１３、血液ポンプライン１１２、１１６、透析器１４、透析器ライン１２０およびエアトラップ１２２、コネクタ１２８におけるプローブＢを介する導電経路を遮断する。既に説明したように、血液セット配管およびカセットを通る導電経路は、アクセス部位を通るコンダクタンスへの平行経路である。少なくとも１つのろう針が血管アクセスから脱落した場合、ＡＤＳ値は、図６５の７３５〜７４８秒の間のＡＤＳ値１２１０のような、血液配管セットおよびポンプによる抵抗とほぼ等しくなり得る。時間７４８で閉鎖部が閉じられると、血液ポンプを通る導電経路が中断されるので、測定されたＡＤＳ値１２１０は、１０００Ｋオームをかなり上回る値まで急激に上昇する。一実施形態では、コントローラは、２段階法で、血液配管１０４、１３０（図４０）における閉鎖または気泡と、血管アクセス部位１３４からの針１３２、１０２のうちの１つの脱落とを区別する。コントローラがＡＤＳ信号に基づいて針の脱落を検出すると、血液ポンプが凍結され、閉鎖部２２６が閉じられる。コントローラは、最初に閉鎖（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）を宣言し、その閉鎖アラートをユーザに表示する。ＡＤＳ信号またはＡＤＳ信号のフィルタリングされた値が所定の閾値を超えるまで、針脱落またはアクセス切断は宣言されておらず、ユーザは針の脱落に対して警告されていない。一例では、コントローラは、ＡＤＳ信号が１０００ｋオームを超えるまで、針の脱落を宣言しない。１つの可能な理論は、特に、血液配管１０８、１２６内の閉鎖または気泡が、血液ポンプを通る導電経路を遮断し、血液ポンプ１３を通る導管経路のうちの１つを除去することによって、継手（ｆｉｔｔｉｎｇｓ）１０６、１２８におけるプローブ間の測定した抵抗を上昇させることである。血液ライン１０８、１２６における閉鎖の場合、閉鎖または気泡が既に血液ポンプ１３を通る導電経路を遮断しているので閉鎖部を閉じることによって導電型路が変化することなく、一方、血管アクセス１３４を通る導電経路は元のままである。この場合、閉鎖部を閉じてもＡＤＳ信号は変化しない。逆に、針１０２、１３２のうちの１つが血管アクセス部位１３４から引き出された場合、プローブ間に残っている唯一の導電経路は血液ポンプ１３を通り、閉鎖部２２６を閉じることによりその導電経路を閉じ、ＡＤＳ信号が急激に上昇する。一実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＡＤＳ信号１２１０に基づく量が第１の閾値１２１１と交差するときにカウンタを開始し、ＡＤＳ信号が第２の閾値１２１３と交差するまでカウンタが増分し続ける（例えば、図６２〜６４を参照）。ＡＤＳアルゴリズムは、カウンタが所定の値に達するとアクセス切断を宣言する。ＡＤＳ信号が第２の閾値１２１３と交差したとき、またはアクセス切断が宣言されたとき、カウンタはゼロにリセットされてもよい。この実施形態では、第１および第２の閾値は、測定されたＡＤＳ信号１２１０に基づいて計算される。第１および第２の閾値は、ＡＤＳ信号が増加するにつれて増加する。一例では、第１の閾値は、所定の低い値を下回るＡＤＳ信号の最小値と、所定の高い値を超えるＡＤＳ信号の最大値とを有する。所定の高いＡＤＳ値と低いＡＤＳ値との間で、第１の閾値はＡＤＳ値の変化に比例して変化する。第２の閾値は、同様に比例する方法でＡＤＳ値に依存することができる。

一例では、コントローラは、ＡＤＳ信号１２１０の２つのフィルタリングされた値の差を閾値と比較し、２つの値が異なる時定数でフィルタリングされる。ＡＤＳアルゴリズムは、より速いフィルタリングされたＡＤＳ（ｍｅｄＡＤＳ）１２１２とより遅いフィルタリングされたＡＤＳ値（ｓｌｏｗＡＤＳ）１２１４との差である値デルタＡＤＳ１２１６を計算することができる。暫定フラグ１２１８は、デルタＡＤＳ値１２１６が第１の閾値より大きい場合に設定される。この例では、第１および第２の閾値は、ｓｌｏｗＡＤＳ値１２１４の関数である。一例では、第１の閾値は、６０Ｋオーム未満のｓｌｏｗＡＤＳ値に対して１４Ｋオームである。第１の閾値は１７０Ｋオームを超えるｓｌｏｗＡＤＳ値に対して５１Ｋオームである。第１の閾値は、ｓｌｏｗＡＤＳ値が６０〜１７０Ｋオームの間にある場合、ｓｌｏｗＡＤＳ値に比例して増加する。第２の閾値は、第１の閾値の固定された関数であってもよい。代替的に、第２の閾値は、第１の閾値未満の固定値であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１および第２の閾値は、ＡＤＳ信号のノイズに起因する針の逸脱の誤った検出を回避するために、所定の動作期間中に増加される。一例では、第１および第２の閾値は、所定量の血液が血液ポンプ１３（図４０）によって圧送されるまで一定量だけ増加される。例えば、第１および第２の閾値は、最初の２５回の血液ポンプ行程の間に約１５０％増加されてもよい。

血液ポンプ遅延試験の実施形態では、上述したように、第３の閾値は、第１の閾値よりも所定の因子だけ大きくてもよい。血液ポンプ遅延試験の一例では、暫定フラグは、ＡＤＳ信号に基づく電気量が第１の閾値を超えたときに最初に設定される。針脱落が宣言される前に暫定フラグがクリアされると、血液ポンプ試験が開始される。血液ポンプ試験は、血液ポンプを停止させ、ポンプポッドに最大許容圧力を加えることによって、ポッドからのすべての可能な血液を押し出す（ｆｏｒｃｅ）。次に、ポンピング圧力がほぼゼロに減少し、遅延後に電気量が第３の閾値と比較される。一例では、第３の閾値は、第１の閾値よりも大きい固定因子である。一例では、第３の閾値は、第１の閾値の約１５０％であってもよい。一例では、電気量を第３の閾値と比較する前の遅延は約１０秒である。

血液ポンプが患者の方に流体を移動させない間に誤検出を回避する実施形態では、コントローラは、ＡＤＳ信号に基づいて電気量を計算することを回避し、ＡＤＳ信号またはＡＤＳ信号に基づく量を第１の閾値と評価または比較しない。一例では、コントローラは、血液ポンプがフリーズ状態から再開した後の複数の行程のＡＤＳ値を評価しない。血液ポンプ圧は、ポンプの最初の数回の行程で血液が流れないように十分に低く開始することができる。一例では、コントローラは、凍結状態から再開した後の最初の２行程のＡＤＳ信号を評価しない。別の例では、溶液注入の間、外部透析液ポンプは透析液を患者に向けて圧送する一方で血液ポンプは一時停止する。血液ポンプが一時停止している間、コントローラはＡＤＳ信号を評価しない。

任意選択的に、コントローラは、針の脱落を確実に検出するために、針ライン線１０４、１３０（図４０）および血管アクセス部位１３４を通る電気抵抗を評価する。針ライン１０４、１３０および血管アクセス１３４を通る電気抵抗が、脱落した針の抵抗値に近づくと、ＡＤＳアルゴリズムは切断を検出しないことがある。コントローラが脱落した針を検出する能力を確実にするために、ＡＤＳアルゴリズムは、針ラインおよび血管アクセスの抵抗を測定し、これを所定の最大許容抵抗と比較する。測定された抵抗が所定の最大許容抵抗を超える場合、コントローラは、ＡＤＳシステムが適切に機能しないことをユーザに知らせることができる。ユーザには、ＡＤＳシステムの保護なしに続行するという選択肢が与えられるか、或いは治療を終了する選択肢が与えられる。

１つの例では、コントローラは、ＡＤＳアルゴリズムが、針ラインが患者の血液で満たされるのを確実にするのに十分な時間にて動作させ、その後、血液ポンプ１３を停止させ、針ラインおよび血管アクセス部位を介する患者の抵抗を測定する前に閉鎖部２２６を閉じることを可能にする。測定された抵抗が所定の最大許容抵抗値以下である場合、コントローラは治療を再開するであろう。測定された抵抗が最大許容抵抗よりも大きい場合、治療は終了するか、またはＡＤＳシステムがアクティブではなく、ＡＤＳシステムなしで治療を続けるといった選択を許容できることをユーザに警告することができる。一例では、血液ポンプは、針ラインおよび血管アクセスによる抵抗を測定する前に、１０回のポンプ行程を実行する。一例では、測定された許容抵抗は約８００Ｋオームである。一実施形態では、ＡＤＳアルゴリズムは、治療を開始する前または患者を透析する前に、１つまたは複数の機械操作中にＡＤＳ信号を評価することによって、ＡＤＳシステムの機能性を確認する。一例では、ＡＤＳアルゴリズムは、血液ポンプが透析液でプライミングされ、閉鎖部が開いている間に、ＡＤＳ信号が所定の最小値を上回っていることを確認する。別の例では、ＡＤＳアルゴリズムは、ＢＴＳライン１０８、１２６（図４０）を針ライン１０４、１３０に接続するプロセスの間にＡＤＳ信号の大きさが実質的に変化することを確認する。この例では、血液ポンプ１３の最初の行程が完了する前に、接続プロセス中の最高のＡＤＳ値が最低のＡＤＳ値と比較される。最高のＡＤＳ値および最低のＡＤＳ値の差が所定の値以下である場合、治療は一時停止され、コントローラはフリーズ状態に入る。患者が治療を再開すると、ＡＤＳアルゴリズムは１つ以上の血液ポンプ行程を完了し、その行程中の最低ＡＤＳ値を最高ＡＤＳ値と比較する。最高および最低ＡＤＳ値の間の差が所定の値以下である場合、治療は一時停止され、コントローラはフリーズ状態に再び入る。

リンスバック閉鎖検出
ここで図５および図５Ａを参照すると、ＡＤＳコントローラは、リンスバック処理中に静脈ライン２０４内の閉鎖を検出することもできる。リンスバックプロセスは、治療の最後に行われ、血液ポンプ１３および透析器１４から患者に血液を戻す。リンスバック処理は、通常、外部透析液ポンプ１６０および血液ポンプ１３を使用して、透析器１４を超える透析液を押し込み、血液ポンプ１３および透析器１４内に残っている血液を、静脈ライン２０４を通して患者に向けて流すことを含む。このプロセス中に標準閉鎖検出アルゴリズムは閉鎖を検出することはできない。

ここで図４０を参照すると、治療の終了時およびリンスバック動作の開始前に、ＢＴＳライン１０８、１２６および針ライン１０４、１３０は、患者の血液で完全にプライミングされる。血液が洗い流されて患者に戻されると、それはゆっくりと透析液と交換され、血液ヘマトクリットはＢＴＳおよび針ライン１０４、１０８、１２６、１３０において減少する。ヘマトクリットの減少は、継手１０６、１２８に取り付けられたＡＤＳプローブ間の電気インピーダンスであって、図３７の回路と同様のＡＤＳ検出回路により測定される電気インピーダンスを変化させる。ライン１２０、１２６、１３０を含むポンプの静脈側の血液配管が閉鎖されると、透析液の流れが減少または停止され、配管内のヘマトクリット値の低下が減衰される。ヘマトクリットの減衰された変化は、ＡＤＳ信号（すなわち、信号インピーダンスまたは信号インピーダンスのフィルタリングされた値）の減衰された低減に対応する。このようにして、静脈ライン１３０、１２６、１２０または透析器１４における閉鎖は、リンスバックプロセス時のＡＤＳ信号の変化の減少によって検出され得る。

一実施形態では、コントローラは、リンスバックプロセスの開始時にＡＤＳ信号を記録し、それをリンスバックプロセスの終了時のＡＤＳ信号と比較する。リンスバックプロセスの終了時のＡＤＳ信号がリンスバックプロセスの開始時のＡＤＳ信号の所定の割合以上である場合、コントローラは閉鎖を宣言する。一例では、所定の割合は１００％未満である。別の例では、所定の割合は９９％である。別の例では、所定の割合はある範囲の値、例えば９３％から９７％を含む。

一例では、コントローラは、リンスバックプロセスの最初の１２秒間に最高のｍｅｄＡＤＳ値として高リンスバックＡＤＳ値を記録する。リンスバックプロセスが完了した後、コントローラは、リンスバックプロセスの終了時に、エンドリンスバックＡＤＳ値をｍｅｄＡＤＳ値として記録する。エンドリンスバックＡＤＳ値が高リンスバックＡＤＳ値の９７％以上であれば、コントローラは閉鎖を宣言する。

閉鎖部
上述したように、図１７の閉鎖部５１３等の閉鎖部を用いて、血液回路アセンブリのラインを通る流れを、たとえば血液ライン２０３、２０４の患者接続部とアセンブリの他の部分との間の箇所において制御することができる。以下、単独でまたは本明細書に記載する他の特徴との任意の適切な組合せで採用することができる、閉鎖部に関連する本発明のさまざまな態様について、１つまたは複数の具体的な実施形態とともに説明する。

開示する発明の一態様によれば、少なくとも１つの可撓チューブ、たとえば一対の可撓チューブを圧縮する閉鎖アセンブリが記載されている。閉鎖アセンブリは、１つまたは複数の可撓チューブ、いくつかの実施形態では可撓チューブの１つまたは複数の対の中の流体流を閉鎖するように構成された機構を備えるチューブ閉鎖部を備える。いくつかの実施形態では、閉鎖アセンブリのチューブ閉鎖部は、少なくとも１つの閉鎖部材を備え、具体的な実施形態では、アセンブリ内に配置された配管の各セクションに対して閉鎖部材を備える。いくつかのこうした実施形態では、各閉鎖部材は閉鎖部材の側部に沿って摺動する要素によって押圧されるかまたは他の方法で閉鎖位置まで押し込まれるかもしくは付勢され、それにより閉鎖部材はその近位端において枢動し、その遠位端において配管に向かって並進する。一実施形態では、その要素は、２つの閉鎖部材の間に位置決めされ、閉鎖部材がそれらのそれぞれのチューブに対して押圧する際に閉鎖部材の遠位端を互いから離れる方向に広げるように作用する。好適なオプションでは、主バネが、広がり要素を、閉鎖要素の遠位端に向かって閉鎖位置まで押しやる。広がり要素は、広がり要素に連結されたボタンおよびリンクアセンブリを通じて手動で、または同様に広がり要素に連結されるアクチュエータを作動させるコントローラの制御により、主バネの付勢力に抗して、閉鎖要素の近位端の近くの非閉鎖位置まで移動させることができる。ヒンジ式ドアを、閉鎖要素および配管のそれらのそれぞれの部分を覆うように構成することができる。ドアが閉鎖要素の上で適切に閉鎖しない場合に、アクチュエータの作動を阻止することができる。任意に、ドアが開放位置にあるとき、広がり要素を非閉鎖位置で保持するリテーナ要素を使用可能とすることができる。リテーナ要素を使用可能とすることにより、ユーザがボタンに連続して力を加えるかまたはアクチュエータの連続作動によることなく、広がり部を、非閉鎖位置で保持することができる。ドアが閉じたときにリテーナ要素を使用不能とすることができ、それにより、広がり要素は、手動でまたはアクチュエータを通じて閉鎖位置になるようにおよび閉鎖位置から出るように自由に移動することができる。

図５０および図５１は、本開示の実施形態による閉鎖アセンブリ７００の展開斜視図を示す。図５０は、正面角度からの閉鎖アセンブリ７００の展開斜視図を示し、図５１は、背面角度からの閉鎖アセンブリ７００の展開斜視図を示す。

閉鎖アセンブリ７００は、一対のチューブ７０５を受け入れ、アセンブリ７００の長さに沿っておよそ同じレベルでつまみ（ｐｉｎｃｈｉｎｇ）作用を用いてチューブ７０５を閉鎖するように構成される。つまみ作用により、各チューブ７０５の内部流体通路のサイズが、そこを流れる流体の流れを制限するように低減する。閉鎖アセンブリ７００は、注入ポンプと、透析機、血液透析、腹膜透析、血液ろ過、血液透析ろ過、腸透析等で使用することができる。

閉鎖アセンブリ７００は枠７０１を備える。いくつかの実施形態では、枠７０１は、血液透析装置等の血液ろ過装置のフロントパネルの対応するスロットに枠を固定するタブまたはスナップ７０９を備える。

枠７０１は、チューブ７０５が一対の閉鎖アーム７１０および７１１の閉鎖端７１３によって圧縮されるアンビルまたはブロック７０２および７０３と、各チューブ７０５をブロック７０２および７０３に対して位置決めするチューブガイド７０４とを備える。チューブガイド７０４ならびにブロック７０２および７０３は、各々、ブロック７０２および７０３の各々に隣接する所定位置にチューブ７０５を位置決めするように構成される。閉鎖アセンブリ７００はまた、枠７０１に枢動可能に搭載されるドア７０６も備える。ドア７０６は、ブロック７０２および７０３の各々とチューブガイド７０４との間でチューブ７０５を固定するように枠７０１に対して閉じることができる。ドア７０６には、ドア７０６を閉鎖位置で枠７０１に固定する、弾性の可撓基部（たとえばリビングヒンジを介する）７０８を通じてラッチ７０７が一体成形されている。しかし、ラッチ７０７は、ドア７０６に接着されるか、溶接されるか、ボルト締めされるかまたは他の方法で装着されるラッチ要素を含む等、他の適切な方法で配置することができる。図５０、５２および５３に示すように、ラッチ７０７を側方に押圧して、枠７０１の対応するスロット７４１との係合からキャッチ７４０を解放してドア７０６を開放することができる。

閉鎖アセンブリ７００は、２つのアーム７１０および７１１を備える。第１のアーム７１０は枢動端７１２および閉鎖端７１３を有し、同様に、第２のアーム７１１は、枢動端７１４および閉鎖端７１５を有する。２つのアーム７１０および７１１は、ボタン７１６が解放されドア７０６が閉鎖したとき、またはアクチュエータ７１７が停止したときにチューブ７０５を閉鎖するように合わせて動作する。

図５２は、本開示の一実施形態による、チューブ７０５の装填および取外しを可能にするように閉鎖アーム７１０および７１１の解放を示す、ドア７０６が開放し、ボタン７１６が押されている、閉鎖アセンブリ７００の前斜視図を示す。図５４は、本開示の一実施形態による、チューブ７０５ａ、ｂを完全に閉鎖するアーム７１０および７１１を示すように、ドア７０６および枠７０１のない図５０の閉鎖アセンブリ７００の前面を示す。図５４に示すように、くさび要素または広がり部７２２が閉鎖アーム７１０および７１１の面する側に接触し、閉鎖アーム７１０および７１１は、バネ力下で、閉鎖アーム７１０および７１１の閉鎖端７１３および７１５をチューブ７０５ａ、７０５ｂの一部に対して押圧するように、閉鎖アーム７１０および７１１に圧力を印加することができる。ユーザは、ボタン７１６を押すことにより閉鎖アーム７１０および７１１を解放することができ、それにより、広がり部７２２は、閉鎖アーム７１０および７１１から離れるように引っ込み、閉鎖アーム７１０および７１１の遠位端に印加されている広がり部７２２の圧力を解放する。態様によっては、手動アクチュエータ（たとえばボタン７１６）は、配管閉鎖部要素（たとえば広がり部７２２）に接続された自動アクチュエータ（たとえば空気圧作動ピストン／シリンダ装置等）に対するオーバーライド機構として作用する。手動アクチュエータは、配管閉鎖部に動作可能に連結されて、配管閉鎖部の少なくとも一部のほぼ直線的な運動をもたらし、ユーザによるオーバーライド機構の手動操作時に閉鎖部材を閉鎖位置から非閉鎖位置まで移動させる。

同様に、アクチュエータの作動により、広がり部７２２を、閉鎖アーム７１０および７１１の閉鎖端７１３、７１５から離れるように引っ込ませることにより、閉鎖アーム７１０および７１１を解放することができる。一実施形態では、図５０に示すように、広がり部７２２は、キャリッジアセンブリ７２３から形成するか、それと一体成形するか、それに装着するかまたは他の方法で接続することができ、キャリッジアセンブリ７２３は、さらに、アクチュエータの作動アームに接続される（たとえば図５６および５７参照）。アクチュエータは、特に、たとえばモータおよび歯車アセンブリ（たとえばラックおよびピニオンアセンブリまたはウォーム型歯車アセンブリ）、ソレノイド、液圧シリンダまたは空気圧シリンダを備えることができる。好適な実施形態では、アクチュエータは、ピストンアーム７４２を備える作動アームをバネ力（一実施形態では、図６０に示すようにシリンダ７１７内のコイルバネ７４５であり得る）に抗して線形に伸長させる空気圧シリンダ７１７を備える。図６０に示すように、空気圧作動リニアアクチュエータ７１７の側面斜視図では、ピストンアーム７４２は、キャリッジ７２３に接続される。空気圧によって作動すると、アクチュエータ７１７は、ピストンアーム７４２を伸長させ、キャリッジ７２３および装着された広がり部７２２を、閉鎖アーム７１０および７１１の遠位端７１３、７１５との係合から広がり部７２２を引っ込める方向に移動させる（明確にするために、特に、閉鎖アーム７１１、枠７０１、ドア７０６、ブロック７０３およびチューブガイド７０４は図５８〜図６０から取り除かれている）。好ましくは、シリンダ／アクチュエータ７１７の外部または内部の主バネは、ピストンアーム７４２またはキャリッジ７２３に付勢力を印加して、広がり部７２２に対して、閉鎖アーム７１０および７１１を閉鎖位置まで移動させることができる。動力または空気圧が喪失すると、閉鎖アーム７１０および７１１はデフォルトで閉鎖モードになり、チューブ７０５内の流体の流れを阻止する。図６０の閉鎖アセンブリ７００の断面図に示すように、一実施形態では、コイルバネ７４５をシリンダ７４３内に配置して付勢力を提供することができ、ピストン７４４は、それに抗して空気圧下でピストンアーム７４２を移動させることができる。空気圧は、電子コントローラの制御下で介在する電気機械バルブによって調整される圧力源（たとえばポンプによって加圧されるタンク）からリニアアクチュエータ７１７に供給することができる。

図５４および図５９に示すように、リニアアクチュエータ７１７が完全に後退すると、キャリッジ７２３は、閉鎖アーム７１０および７１１の面する側に沿って広がり部７２２を担持して、それらを閉鎖位置まで回転させる。第１のアーム７１０は、その枢動端７１２を中心に枢動して、閉鎖端７１３を、ブロック７０２によって拘束される第１のチューブ７０５ａに対して押圧させる（図５４参照）。第２のアーム７１１は、その枢動端７１４を中心に枢動し、それにより、閉鎖端７１５が、ブロック７０３によって拘束される第２のチューブ７０５を押圧することができる。

図５５および図５８は、非閉鎖状態の閉鎖アセンブリ７００を示す（明確にするために、枠７０１、ドア７０６、ブロック７０２、７０３および他の要素は取り除かれている）。ボタン７１６が押されるかまたはリニアアクチュエータ７１７が作動すると、キャリッジ７２３および装着された広がり部７２２がアクチュエータ７１７から離れて遠位方向に移動し、閉鎖部アーム７１０および７１１が枢動点７１２および７１４を中心に非閉鎖位置まで回転することができるようにする。チューブ７０５ａ、ｂの弾性により、アーム７１０および７１１は互いに向かって枢動することができる。本開示のいくつかの実施形態では、アーム７１０および７１１に埋め込まれた小型磁石（明示的に示さず）がアーム７１０および７１１を互いに向かって引っ張り、閉鎖端７１３および７１５のチューブ７０５から離れる方向の後退を容易にする。他の実施形態では、小型バネ（図示せず）が、閉鎖アーム７１０および７１１を互いに向かって枢動するように付勢することができ、バネ定数は、キャリッジ７２３または広がり部７２２を後退（閉鎖）位置に付勢する主バネ（たとえばバネ７４５）によって克服されるのには十分弱い。

図５３は、本開示の一実施形態による、ドア７０６が閉鎖したときにスイッチ７２０と係合する状態を示す、図５０の閉鎖アセンブリ７００（明確にするために枠７０１は取り除かれている）の側面斜視図を示す。図５３に示すように、ラッチ７０７のヒンジ部７０８は、枠７０１の連動するスロット７４１内にはまり込むことができる係合部材またはキャッチ７４０に連結される（たとえば図５０および図５３参照）。ドア７０６が閉鎖すると、ドア７０６のラッチ７０７のキャッチ７４０の一部がバネ式スイッチ７２０と係合し、一実施形態では、バネ式スイッチ７２０はスイッチ７２０のバネアーム７３７を含む。

ドア７０６の閉鎖によるスイッチ７２０の係合により、電子コントローラ（図示せず）に、ドア７０６が適切に閉鎖されていることと、リニアアクチュエータ７１７を作動させて、流体がチューブ７０５を流れるのを可能にするように閉鎖部７１０および７１１を解放することができることとが通知される。ドア７０６閉鎖信号により、コントローラは、たとえばチューブ７０５内の流体の圧送を開示するようにチューブ７０５に連結されたポンプに命令する等、他の機能を行うこともできる。

図５６は、本開示の一実施形態による、リニアアクチュエータ７１７が完全後退位置（すなわち、閉鎖位置）にある、図５０の閉鎖アセンブリ７００の後面を示す。図５６は、図５４において閉鎖アセンブリ７００の前面図に対して示したものと同じ構成で、閉鎖アセンブリ７００の後側を示す。図５６は、本開示の一実施形態による、アクチュエータ７１７およびキャリッジ７２３の動作を示すように図５０の閉鎖アセンブリ７００のいくつかの作動部分を示す。キャリッジ７２３は、ピストンアーム７４２の伸長もしくは後退により、またはボタン７１６の作動により移動する。キャリッジ７２３は、キャリッジ７２３に一体成形されるかまたは他の方法で装着されたガイド７２４を備える。ガイド７２４は、ピストンアーム７４２の作動を介するかまたはボタン７１６の作動によって移動する際のキャリッジ７２３を誘導する。ガイド７２４は、枠７０１のトラック７２５とインタフェース接続する（たとえば図５１参照）。

任意の実施形態では、ドア７０６が開放すると、ユーザによるボタン７１６の作動またはコントローラによるアクチュエータ７１７の作動により、キャリッジ７２３および広がり部７２２が非閉鎖位置まで移動し、リテーナ要素またはアセンブリにより、ユーザによるかまたはアクチュエータ７１７によってさらなる力が印加されることなく、非閉鎖位置を保持することができる。図５６に示す例示的な実施形態では、キャリッジ７２３は、保持部材７１８のスロットまたは穴と連動するラッチピン７２６を組み込むことができる。保持部材７１８は、閉鎖したドア７０６の内側に位置するピン７３８が接触するように位置決めされた表面７２７を有する（たとえば図５１および図５２参照）。貫通穴７３９により、ピン７３８が保持部材７１８の一部と接触して、それを後部方向に変位させることができる。図示する実施形態では、ピン７３８は、保持部材７１８の前部プレート７２７と接触する。保持部材７１８はまた、図示する実施形態では受入部７２９を形成する水平プレート７２８を備える、ラッチピン７２６の頭部を受け入れるように位置決めされたスロットまたは穴７２９を有する表面も有する。保持部材７１８は、ドア７０６が閉鎖するかまたは開放するとき（たとえば図５１参照）ピン７３８による接触に応じて、枠７０１の溝またはガイド（図示せず）内で摺動するように構成される。枠７０１に搭載されたバネ７３０は、保持部材７１８を枠７０１のストッパ機構（図示せず）まで前方に移動させるように付勢することができ、それにより、ドア７０６を開放することによって、保持部材７１８が前方に摺動することができ、ラッチピン７２６に関して受入部７２９を再度位置合せする。ドア７０６が閉鎖すると（図５０および図５１参照）、ドア７０６のピン７３８は前部プレート７２７を押圧し、前プレート７２７はバネ７３０を圧縮し、それにより、水平プレート７２８の受入部７２９がラッチピン７２６の上に直接位置決めされる。受入部７２９がラッチピン７２６に位置合せされると、受入部７２９の面積は、ラッチピン７２６を保持部材７１８によって解放することができるほど十分に広く、それにより、キャリッジ７２３が、アクチュエータ７１７における主バネ７４５のバネ力を受けることができる。その後、空気圧がアクチュエータ７１７に印加されていない場合、キャリッジ７２３は自由に閉鎖位置まで移動することができる。使用不能状態（すなわち非動作状態）にある保持部材７１８により、ラッチピン７２６は、キャリッジ７２３が完全伸長位置と完全後退位置との間で移動する際に受入部７２９を通って自由に移動することができる。

図５７は、アクチュエータ７１７が作動し、閉鎖アーム７１０、７１１を非閉鎖状態にするようにピストンアーム７４２が伸長位置にある、閉鎖アセンブリ７００の後面図である。この図では、ラッチピン７２６の頭部は、保持部材７１８の水平プレート７２８の平面より上方にあるように示され、ラッチピン７２６の窪み領域７３１は、保持部材７１８の受入部７２９と位置合せされるように示されている。この図では、ドア７０６は閉鎖位置にあり、それは、受入部７２９が、ラッチピン７２６が保持部材７１８内に掛からないように十分後方位置にあることを意味する。

ドア７０６が十分に開放すると、ドア７０６のピン７３８は前部プレート７２７を押圧せず、バネ７３０は前部プレート７２７に力を印加し、それにより保持部材７１８の受入部７２９はラッチピン７２６が受入部７２９の縁に係合し保持部材７１８に掛かることができるように位置決めされる。受入部７２９がラッチピン７２６に掛かるように位置決めされたときに、ラッチピン７２６は、受入部７２９内に移動して、前部プレート７２７をバネ７３０の力に抗して後方に引っ張る。ラッチピン７２６の頭部が受入部７２９を通って十分に移動すると、ラッチピン７２６の頭部の下方の窪み領域７３１は、前部プレート７２７に印加されるバネ７３０の力の下で、受入部７２９の縁が窪み領域７３１内に移動する際に移動する、水平プレート７２８と相互に位置合せされる。ドア７０６のピン７３８が前部プレート７２７と十分に係合したとき、受入部７２９は、ラッチ７１８からラッチピン７２６を解放するように位置決めされる。よって、ドア７０６が開放すると、キャリッジ７２３および広がり部７２２は、アクチュエータ７１７によるかまたはユーザがボタン７１６を押すことによる力の連続的な印加なしに、非閉鎖位置に保持することができる。これにより、ユーザは、ボタン７１６に同時に力を印加することなく、閉鎖アセンブリ７００に配管を装填しかつそこから配管を取り外すことができる。しかし、ドア７０６の閉鎖時、保持部材７１８はそれ以上動作可能ではなく、アクチュエータ７１７によるかまたはボタン７１６を介する力の連続的な印加がないため、キャリッジ７２３および広がり部７２２は適所に移動して、閉鎖アーム７１０および７１１を閉鎖位置まで回転させる。

図５８および図５９は、図５０の閉鎖アセンブリ７００のいくつかの作動部分の側面斜視図を示し、枠７０１、ブロック７０２、７０３、チューブガイド７０４、ドア７０６、閉鎖アーム７１１および他の部分は明確にするために取り除かれている。図５８において、ピストンアーム７４２は、本開示の実施形態により完全に伸長している。図５８は、保持部材７１８上に掛けられたラッチピン７２６を示す。すなわち、ドア７０６が開放位置にあるとすると、水平プレート７２８は、ラッチピン７２６の窪み領域７３１と係合するようにバネ７３０の力によって位置決めされる。

図５９は、ピストンアーム７４２が完全後退位置にある、図５０の閉鎖アセンブリ７００の側面斜視図を示し、明確にするために図５８のようにいくつかの要素が取り除かれている。本例では、ラッチピン７２６は、保持部材７１８から完全に取り外されているように示され、アクチュエータ７１７に対する作動力またはボタン７１６に対する押圧力がないため、ピストンアーム７４２、キャリッジ７２３および広がり部７２２は、ピストンアーム７４２の伸長に対して付勢された主バネ７４５（図６０参照）の力の下で自由に後退することができる。次いで、広がり部７２２は、閉鎖アーム７１０、７１１の閉鎖端７１３、７１５に向かって移動する。一実施形態では、図５８および５９に示すように、ボタン７１６が押されたとき、ボタン７１６は枢動軸７３２を中心に枢動してレバーアーム７３３を上昇させる。レバーアーム７３３は、近位枢動軸７３５を通じて接続部材７３４に枢動可能に接続される。次いで、接続部材７３４は、遠位枢動軸７３６を通じてキャリッジ７２３に枢動可能に接続される。ボタン７１６が押されるかまたはピストンアーム７４２がキャリッジ７２３を保持部材７１８に向かって移動させると、図５８に示すように、接続部材７３４はキャリッジ７２３とともに移動し、枢動軸７３２を中心にボタン７１６を回転させる。

図６１は、本開示の一実施形態による透析システムのフロントパネルアセンブリ９１１に使用される図５０の閉鎖アセンブリ７００を示す。閉鎖アセンブリ７００は、血液が患者までおよび患者から流れる際に通る可撓チューブ９０１、９０２を閉鎖する。右側チューブ９０２は患者から血液ポンプアセンブリ１０００まで血液を搬送し（動脈血液ライン）、左側チューブ９０１は、透析機１４からエアトラップ１９を通過した後に患者に戻るように血液を搬送する（静脈血液ライン）。閉鎖アセンブリ７００は、これらの患者チューブ９０１、９０２の両方を同時に通る血液の流れを閉鎖することができる。

詳細に上述したように、チューブ９０１、９０２は、フロントパネル９１１に搭載しフロントパネル９１１から取り外すことができるモジュール式ユニットである、血液ポンプカセットまたはアセンブリ１０００に接続される。患者チューブ９０１、９０２はともに、血液ポンプカセット１０００およびエアトラップ１９を含むアセンブリとして提供することができ、血液ポンプカセット１０００がフロントパネル９１１に搭載されたときに閉鎖アセンブリ７００内に装填することができる。本実施形態では、閉鎖アセンブリ７００は、フロントパネル９１１の恒久的な部分を形成する。

閉鎖アセンブリ７００が非閉鎖状態にあるとき、血液ポンプカセット１０００に位置するポンプは、血液を、患者から右側チューブ９０２を通して、血液ポンプを通して透析器１４を通して圧送するように、作動させることができる。透析器１４によって処理される血液は、その後、最初にエアトラップ１９およびライン内空気検出器８２３を通過した後に、チューブ９０１を通じて患者まで戻る。

本発明の種々の実施形態を本明細書に記載して説明したが、当業者であれば、本明細書に記載の機能を担う、および／または本明細書に記載の成果および／または１つ以上の利点を得るための様々なその他の手段および／または構造を容易に構想し得る。こうした構想および／または変形は、本発明の範囲に属するものとみなされる。すなわち、当業者であれば、本明細書に記載のすべてのパラメータ、寸法、材料、および構成は例示であり、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成は、本発明が利用される具体的な用途に左右されることを容易に認識し得る。当業者であれば、実験を利用して、本明細書に記載の本発明の具体的な実施形態の多くの等価物を認識し得る。したがって、上記した実施形態は単なる例示であり、添付の特許請求の範囲とその等価物の範囲において本発明が実施され得ることを理解すべきである。

本明細書および請求項において使用される不定冠詞「ａ（１つの）」および「ａｎ（１つの）」は、明らかに矛盾するとの指摘がない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解すべきである。

Claims (33)

1. 血管、ろうまたはグラフトにおける第１および第２のカテーテルまたは針を含む、血管アクセスにおけるカテーテルまたは針の脱落を検出するためのシステムであって、前記システムは、
   第１のカテーテルまたは針をポンプの入口に流体接続する第１のラインと、
   第２のカテーテルまたは針をポンプの出口に流体接続する第２のラインと、
   前記第１のラインを前記第１のカテーテルまたは針に接続する第１のコネクタと、前記第２のラインを前記第２のカテーテルまたは針に接続する第２のコネクタと、各コネクタは、前記コネクタの流体搬送内腔と流体連通している電極を有することと、
   前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの前記電極と電気的に接続されるとともに、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の流体の電気インピーダンスを前記血管、ろうまたはグラフトを通る導電経路を介して測定するように構成された電子回路と、
   前記電子回路から一連のサンプリングされた電気インピーダンス値を受信し、前記電気インピーダンス値を信号として処理するように構成されたコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   第１の時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第１のフィルタリングされた信号を生成し、
   前記第１の時定数より長い第２の時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第２のフィルタリングされた信号を生成し、
   前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値よりも大きい時点にある場合に切断フラグを暫定的に設定してカウンタを開始し、
   前記カウンタが所定のカウントに達する前に、前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との間の差が前記第１の閾値より低い第２の閾値未満に減少する場合に前記切断フラグをクリアし、そして
   前記カウンタが前記所定のカウントに達する前に切断フラグがクリアされていない場合に血管切断を宣言するように構成されており、
   前記宣言により、前記第１および第２のラインにおける流体の流れを停止させ、前記ポンプを停止させ、または血管切断の可能性の発生をユーザに知らせるべく、前記コントローラが１つまたは複数の機械的ライン閉鎖部を作動させる、システム。
2. 前記カウンタは時間単位をカウントし、前記所定のカウントは所定の時間間隔である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記カウンタは前記血管アクセスに圧送される血液量の単位をカウントし、前記所定のカウントは所定の血液量である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記カウンタは前記ポンプの行程をカウントし、前記所定のカウントは、所定の行程数である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記信号は、前記電気インピーダンス値の時間微分である、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ポンプが前記第１および第２のラインを通って流体をポンピングすることを停止する場合、前記コントローラは前記電気インピーダンス値の処理を停止する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ユーザの通知は、前記ユーザが血管アクセス時に前記第１および第２のカテーテルまたは前記針の位置を確認することを要求することを含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記コントローラは、前記ポンプの動作を再開するコマンドまたは前記ポンプのさらなる動作を中止するコマンドを前記ユーザから受信するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
9. 前記ポンプの動作は、ユーザの血液の一部の体外循環を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記コントローラは、血管切断の複数の宣言の後にそれぞれ、前記ポンプの動作を再開するユーザコマンドが続く場合に、前記第１の閾値を上げるように構成されている、請求項８に記載のシステム。
11. 前記コントローラは、血管切断の宣言がなされ、前記機械的ライン閉鎖部が作動された場合に前記電気インピーダンス値を処理し続け、前記コントローラは、前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との差が、前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値を超えた場合に血管切断を確認するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
12. 血管、ろうまたはグラフトにおける第１および第２のカテーテルまたは針を含む、血管アクセスにおけるカテーテルまたは針の脱落を検出するためのシステムであって、前記システムは、
    第１のカテーテルまたは針をポンプの入口に流体接続する第１のラインと、
    第２のカテーテルまたは針をポンプの出口に流体接続する第２のラインと、
    前記第１のラインを前記第１のカテーテルまたは針に接続する第１のコネクタと、前記第２のラインを前記第２のカテーテルまたは針に接続する第２のコネクタとを備え、各コネクタは、同コネクタの流体搬送内腔と流体連通している電極を有することと、
    前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの前記電極と電気的に接続されるとともに、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の流体の電気インピーダンスを前記血管、ろうまたはグラフトを通る導電経路を介して測定するように構成された電子回路と、
    前記電子回路から一連のサンプリングされた電気インピーダンス値を受信し、前記電気インピーダンス値を信号として処理するように構成されたコントローラと、を備え、
    前記信号は、第１の時定数を用いた前記インピーダンス値の第１のフィルタリング値と、前記第１の時定数より長い第２の時定数を用いた前記インピーダンス値の第２のフィルタリング値と、の間の差であり、かつ、
    前記コントローラは、
    前記信号が第１の閾値より大きい時点にある場合に切断フラグを暫定的に設定してカウンタを開始し、
    前記カウンタが予め定められたカウントに達する前に前記信号が前記第１の閾値より低い第２の閾値未満に減少する場合に前記切断フラグをクリアし、そして
    カウンタが所定のカウントに達する前に前記切断フラグがクリアされていない場合に血管切断を宣言するように構成されている、システム。
13. 前記カウンタは時間単位をカウントし、前記所定のカウントは所定の時間間隔である請求項１２に記載のシステム。
14. 前記カウンタは前記血管アクセスに圧送される血液量の単位をカウントし、前記所定のカウントは所定の血液量である請求項１２に記載のシステム。
15. 前記カウンタは前記ポンプの行程をカウントし、前記所定のカウントは所定の行程数である請求項１２に記載のシステム。
16. 前記信号は、前記電気インピーダンス値の時間微分である、請求項１２に記載のシステム。
17. 前記ポンプが前記第１および第２のラインを通って流体をポンピングすることを停止する場合、前記コントローラは前記電気インピーダンス値の処理を停止する、請求項１２に記載のシステム。
18. 前記宣言により、前記第１および第２のラインにおける流体の流れを停止させ、前記ポンプを停止させ、または血管切断の発生をユーザに知らせるべく、前記コントローラが１つまたは複数の機械的ライン閉鎖部を作動させる、請求項１２に記載のシステム。
19. 前記ユーザの通知は、前記ユーザが血管アクセス時に前記第１および第２のカテーテルまたは前記針の位置を確認することを要求することを含む、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記コントローラは、前記ポンプの動作を再開するコマンドまたは前記ポンプのさらなる動作を中止するコマンドを前記ユーザから受信するように構成されている、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記ポンプの動作は、ユーザの血液の一部の体外循環を含む、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記コントローラは、血管切断の複数の宣言の後にそれぞれ、前記ポンプの動作を再開するユーザコマンドが続く場合に、前記第１の閾値を上げるように構成されている、請求項２０に記載のシステム。
23. 前記コントローラは、血管切断の宣言がなされ、１つまたは複数の機械的ライン閉鎖部が起動された場合に前記電気インピーダンス値を処理し続け、前記コントローラは、前記信号が第１の閾値よりも大きい第３の閾値を超える場合に血管切断を確認するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
24. 前記第１の閾値および前記第２の閾値は、前記電気インピーダンス値のフィルタリングされた値に基づく、請求項１２に記載のシステム。
25. 血管、ろうまたはグラフトにおける第１および第２のカテーテルまたは針を含む、血管アクセスにおけるカテーテルまたは針の脱落を検出するためのシステムであって、前記システムは、
    第１のカテーテルまたは針をポンプの入口に流体接続する第１のラインと、
    第２のカテーテルまたは針をポンプの出口に流体接続する第２のラインと、
    前記第１のラインを前記第１のカテーテルまたは針に接続する第１のコネクタと、前記第２のラインを前記第２のカテーテルまたは針に接続する第２のコネクタと、各コネクタは、前記コネクタの流体搬送内腔と流体連通している電極を有することと、
    前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの前記電極と電気的に接続されるとともに、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の流体の電気インピーダンスを前記血管、ろうまたはグラフトを通る導電経路を介して測定するように構成された電子回路と、
    前記電子回路から一連のサンプリングされた電気インピーダンス値を受信し、前記電気インピーダンス値を信号として処理するように構成されたコントローラと、を備え、
    前記コントローラは、
    第１の時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第１のフィルタリングされた信号を生成し、
    前記第１の時定数より長い第２の時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第２のフィルタリングされた信号を生成し、
    前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値よりも大きい時点にある場合に切断フラグを設定し、
    前記第１および第２のラインにおける流体の流れを停止させ、前記ポンプを停止させ、または血管切断の可能性の発生をユーザに知らせるべく、前記コントローラに１つまたは複数の機械的ライン閉鎖部を作動させる血管切断を宣言するように構成されている、システム。
26. 前記信号は、前記電気インピーダンス値の時間微分である、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記ポンプが前記第１および第２のラインを通って流体をポンピングすることを停止する場合、前記コントローラは前記電気インピーダンス値の処理を停止する、請求項２５に記載のシステム。
28. 前記ユーザの通知は、前記ユーザが血管アクセス時に前記第１および第２のカテーテルまたは前記針の位置を確認することを要求することを含む、請求項２５に記載のシステム。
29. 前記コントローラは、前記ポンプの動作を再開するコマンドまたは前記ポンプのさらなる動作を中止するコマンドを前記ユーザから受信するように構成されている、請求項２８に記載のシステム。
30. 前記ポンプの動作は、ユーザの血液の一部の体外循環を含む、請求項２９に記載のシステム。
31. 前記コントローラは、血管切断の複数の宣言の後にそれぞれ、前記ポンプの動作を再開するユーザコマンドが続く場合に前記第１の閾値を上げるように構成されている、請求項２９に記載のシステム。
32. 前記コントローラは、血管切断の宣言がなされ、前記機械的ライン閉鎖部が起動された場合に前記電気インピーダンス値を処理し続け、前記コントローラは、前記第１のフィルタリングされた信号と第２のフィルタリングされた信号との差が第１の閾値よりも大きい第３の閾値を超える場合に血管切断を確認するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
33. 血管、ろうまたはグラフトにおける第１のおよび第２のカテーテルまたは針を含む、血管アクセスにおけるカテーテルまたは針の脱落を検出するためのシステムであって、前記システムは、
    第１のカテーテルまたは針を往復容積式ポンプの入口に流体接続する第１のラインと、
    第２のカテーテルまたは針を前記ポンプの出口に流体接続する第２のラインと、
    前記第１のラインを前記第１のカテーテルまたは針に接続する第１のコネクタと、前記第２のラインを前記第２のカテーテルまたは針に接続する第２のコネクタと、各コネクタは、前記コネクタの流体搬送内腔と流体連通している電極を有することと、
    前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの前記電極と電気的に接続されるとともに、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の流体の電気インピーダンスを前記血管、ろうまたはグラフトを通る導電経路を介して測定するように構成された電子回路と、
    前記電子回路から一連のサンプリングされた電気インピーダンス値を受信し、前記電気インピーダンス値を信号として処理するように構成されたコントローラと、を備え、
    前記コントローラは、
    第１の時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第１のフィルタリングされた信号を生成し、
    前記第１の時定数より長い第２の時定数を使用して信号をサンプリングしてフィルタリングまたは平滑化し、第２のフィルタリングされた信号を生成し、
    前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との間の差が第１の閾値を超える場合にカウンタを開始して暫定的な切断フラグを設定し、
    前記カウンタが予め設定されたカウントに達する前に、前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との間の差が前記第１の閾値より低い第２の閾値を下回った場合に前記暫定的な切断フラグを一時的にクリアし、
    第１または第２のカテーテルまたは針への流体供給行程を完了させるように前記ポンプのアクチュエータに同ポンプのポンプチャンバに力を加えることを命令し、
    前記ポンプチャンバに減少した力を加えるように前記アクチュエータに命令し、そして
    前記第１のフィルタリングされた信号と前記第２のフィルタリングされた信号との間の差が前記第１の閾値以上である第３の閾値を超える場合にアクセス切断を宣言するように構成されている、システム。