JP7372337B2 - デュアルリザーバ血液透析システム - Google Patents

Description

本出願は、２０１８年１０月２５日に出願された米国特許仮出願第６２／７５０，６４７号の優先権を主張する。この出願の内容を参照により本明細書に援用する。

本発明は、透析を行う際に使用するための人工腎臓システムに関する。より詳細には、本発明は、より広範な患者に血液透析を提供し、且つ、血液透析の全体的なコストを減少するように、血液透析療法を著しく改善する血液透析システムに向けられている。

出願人は、本出願において引用又は参照したあらゆる全ての特許及び公開特許出願を、参照により本明細書に援用する。

血液透析は、患者の血液からの、クレアチン、尿素、及び遊離水を含む老廃物の体外排出（半透膜を介した溶質拡散を含む）のために使用される医療処置である。これらの老廃物が適切に除去されない場合、腎不全の原因になり得る。

血液透析中、患者の血液は動脈ラインにより除去され、透析機械により処理され、そして、静脈ラインにより身体に戻される。透析機械は、半透膜を形成している多数の中空繊維を含むダイアライザを含み、血液はこのダイアライザを通して運ばれる。さらに、透析機械は、適切な量の電解質及びその他の必須成分（グルコースなど）を含む透析液を利用し、この透析液もまたダイアライザを介してポンプ送出される。

一般的に、透析液は、水と、適切な割合の酸濃縮物及び重炭酸濃縮物とを混合して調製される。好ましくは、酸濃縮液と重炭酸塩濃縮液とは、ダイアライザで使用される直前の最終混合まで分離されている。なぜなら、酸濃縮液中のカルシウム及びマグネシウムが重炭酸塩濃縮液中の高濃度の重炭酸塩と接触すると沈殿するからである。透析液は、適切なレベルのナトリウム、カリウム、塩化物、及びグルコースも含む。

膜を介した透析プロセスは、拡散と対流の組み合わせにより達成される。拡散は、高濃度領域から低濃度領域への分子のランダムな運動による移動を伴う。一方、対流は、溶質の移動（通常、静水圧の差に応答）を伴う。半透膜を形成している繊維は、血漿を透析液から分離し、また、拡散を生じさせるための大きい表面積を提供する。これにより、尿素、カリウム、リン酸などを含む老廃物が透析液に浸透されることができ、そして同時に、より大きい分子（例えば、血球、ポリペプチド、及び特定のタンパク質）の透析液への移動を防止できる。

通常、透析液は、体外循環路内の血液の流れとは逆の方向に流れる。この逆流により、半透膜を横切る濃度勾配が維持されて透析効率が向上する。場合により、血液透析は、限外濾過とも称される流体の除去を行い得る。限外濾過は、一般的に、ダイアライザの透析液コンパートメントの静水圧を低下させることにより達成され、電解質及びその他の透過性物質を含む溶解した溶質を含有する水が、血漿から透析液へと膜を渡って移動することを可能にする。より稀な状況において、ダイアライザの透析液流路部分の流体が血液流路部分よりも高くなり、これにより流体が透析液流路から血液流路に移動される。これは、一般的に「逆限外濾過」と称される。限外濾過及び逆限外濾過は、患者のリスクを高める可能性があるため、通常、限外濾過及び逆限外濾過は、高度な訓練を受けた医療従事者の監視下で行われる。

残念なことに、血液透析には多くの欠点がある。最も一般的に知られているアクセスポイントが動静脈フィステル（瘻孔）であり、瘻孔を形成するために、医師は動脈と静脈とを接合する。これが患者の毛細血管を迂回するため、血液は迅速に流れる。透析セッションのたびに、血液をダイアライザに送り込み、そしてダイアライザから戻すために、瘻孔に太い針を穿孔しなければならない。一般的に、この処置は週に３回、３時間～４時間かけて外来施設で行われる。患者が自宅で血液透析を行うケースも、割合は低いがある。自宅での透析は、通常、週６日、２時間程度行われる。しかし、自宅での血液透析には、より頻繁な処置が必要である。

在宅血液透析には、さらに別の欠点がある。現在の在宅透析システムは大きく、複雑で威圧感があり、操作が難しい。装置の操作にはかなりのトレーニングが必要である。現在の在宅血液透析システムは大き過ぎて持ち運びができないため、血液透析患者は旅行できない。在宅血液透析システムは高価であり、患者が機械代金を支払う必要がない通院型血液透析と特に比較して、高い初期投資が必要である。現在の在宅血液透析システムにおいては、消耗品の再利用が十分に行われず、医療機関が在宅血液透析を実現することを経済的に困難にしている。このような欠点があるため、在宅血液透析の苦役を担おうとする患者は非常に少ない。

従って、持ち運びが可能で軽量で使い易く、患者に優しく、従ってクリニック内又は家庭内で使用可能な血液透析システムのニーズが非常に高い。

また、患者を危険にさらすような単一障害点を、ポンプ、モータ、チューブ、電子機器が有さない血液透析システムを提供することが望ましい。

さらに、例えば透析液を浄化するためのフィルタを有する、或いはフィルタを有さないなどの様々なモードで使用され得る血液透析システムを提供することが望ましい。

本発明の態様は、これらのニーズを満たし、また、以下の概要で説明するような、さらなる関連する利点を提供する。

本発明の第１の態様によれば、血液を患者から収集するために患者の動脈に接続するための動脈血ラインと、血液を患者に戻すために患者の静脈に接続するための静脈血ラインと、再使用可能な透析機械と、使い捨てダイアライザと、を含む、血液透析システムが提供される。

前記動脈血ライン及び前記静脈血ラインは、当業者に公知の典型的な構造であり得る。例えば、前記動脈血ラインは、血液を患者の動脈から収集するための針に接続された従来型の柔軟な中空チューブであり得る。同様に、前記静脈血ラインは、血液を患者の静脈に戻すための従来型の柔軟なチューブ及び針であり得る。患者の血液にアクセスするために、静脈内カテーテル、動静脈瘻孔又は合成グラフトを含む様々な構造及び外科的処置が用いられ得る。

好ましくは、前記使い捨てダイアライザは、当業者に公知の、血液流路及び透析液流路を含む構造及び設計を有する。用語「流路」（”flow path”）は、流体を輸送するための１以上の流体導管（通路とも称される）を示すことが意図されている。前記導管は、当業者により決定され得る任意の方法で構成されることができ、例えば、柔軟な医療用チューブ、又は、非柔軟性の中空の金属製若しくはプラスチック製のハウジングなどを含む。前記血液流路は、前記動脈血ライン及び前記静脈血ラインに接続することにより血液を閉ループシステムで輸送し、血液を患者から前記ダイアライザに輸送し、そして患者に戻す。一方、前記透析液流路は透析液を、透析液の供給部から前記ダイアライザに、そして前記透析液供給部へと閉ループシステムで輸送する。前記血液流路及び前記透析液流路は共に前記ダイアライザを通過するが、前記ダイアライザの半透膜により分離されている。

好ましくは、前記血液透析システムは、透析溶液を貯蔵するためのリザーバを含む。前記リザーバは、前記血液透析システムの透析液流路に接続して閉ループシステムを形成し、この閉ループシステムにて透析液が前記リザーバから前記血液透析システムのダイアライザに輸送され、そして前記リザーバに戻される。より好ましくは、前記血液透析システムは、前記透析液流路内に交互に配置されることができる２つ（又はそれ以上）の透析液リザーバを有する。一方のリザーバが汚染された透析液を有する場合、他方のリザーバを使用して透析治療を継続でき、その間に、汚染された透析液を有するリザーバが空にされて再充填される。前記リザーバは、適切な血液透析治療を行うために臨床医が要求する任意のサイズであってよい。しかし、２つのリザーバが同一のサイズであることが好ましく、また、透析機械を容易に持ち運べるように十分に小さいことが好ましい。許容可能なリザーバのサイズは、０．５リットル～５．０リットルである。

前記血液透析システムは、好ましくは、前記リザーバ内に貯蔵された透析液を加熱するために前記リザーバに熱的に接続された１以上のヒータを有する。さらに、前記血液透析システムは、前記リザーバ内の透析液の温度を測定するための温度センサを有する。前記血液透析システムは、好ましくは、前記リザーバ内の流体のレベルを検出するための流体レベルセンサ（液面センサ）を有する。当該流体レベルセンサは、前記リザーバ内の流体の量を測定するための任意のタイプのセンサであり得る。許容可能なレベルセンサは、磁気式又は機械式のフロート型センサ、導電率センサ、超音波センサ、光学インタフェース、及び、前記リザーバ内の透析液の重量を測定するための重量測定センサ、例えばスケール又はロードセルを含む。

好ましくは、前記透析は３つの主要ポンプを含む。第１及び第２の「透析液」ポンプは前記透析液流路に接続されて、前記透析液を、透析液流路を通してリザーバから前記ダイアライザに送り、そして前記リザーバに戻す。好ましくは、第１ポンプは、前記透析液流路において前記ダイアライザよりも「上流」（前記流路における「前」を意味する）に配置され、一方、第２ポンプは、前記透析液流路において前記ダイアライザよりも「下流」（前記流路における「後」を意味する）に配置される。そしてまた一方、前記血液透析システムの第３主要ポンプは前記血液流路に接続されている。この「血液」ポンプは、患者からの血液を、前記動脈血ラインを通過させ、前記ダイアライザを通過させ、そして前記静脈血ラインを通過させて患者に戻すように送出する。前記第３ポンプが前記血液流路において、前記ダイアライザよりも上流に配置されることが好ましい。

また、前記血液透析システムは、血漿から半透膜を通って透析液内に透過した毒素を除去するための１以上の吸着剤（ソーベント）フィルタも含み得る。前記フィルタ内で使用するためのフィルタ材料は、当業者によく知られている。例えば、好適な材料は、ジルコニウムベースレジンを含む樹脂床を含む。許容可能な材料は、米国特許第８，６４７，５０６号明細書、及び、米国特許出願公開第２０１４／０００１１１２号明細書にも記載されている。その他の許容可能なフィルタ材料は、当業者が必要以上の実験をせずに開発及び利用できる。前記フィルタ材料のタイプに応じて、フィルタハウジングが、アンモニアなどのガスを放出できる蒸気膜を含み得る。

第１実施形態において、前記フィルタは、透析液がリザーバに戻される前に透析液中の毒素を除去するように、前記ダイアライザよりも下流で前記透析液流路に接続される。第２実施形態において、前記フィルタは、前記閉ループ透析液流路の外側にあり、その代わりに、前記フィルタは、前記２つの透析液リザーバのいずれか１つに選択的に接続する別個の閉ループ「フィルタ」流路内に配置される。好ましくは、前記血液透析システムは、追加の流体ポンプを含み汚染された透析液を、前記フィルタ流路及びそのフィルタを通るようにポンプ送出させる。

好ましくは、前記血液透析システムは、「ドレイン」流路及び「新鮮な透析液」流路の形態の２つの追加の流路を含む。前記ドレイン流路は、前記汚染された透析液をリザーバから排液するための１以上の流体ドレインラインを含み、前記新鮮な透析液流路は、新鮮な透析液の供給部から前記リザーバに新鮮な透析液を輸送するための１以上の流体充填ラインを含む。意図される場所に液体を輸送するために、１以上の流体ポンプが前記ドレイン流路及び／又は新鮮な透析液流路に接続され得る。

さらに、前記血液透析システムは複数の流体弁アセンブリを含む。これらの流体弁アセンブリは、前記血液流路を通る血液の流れを制御するためのもの、前記透析液流路を通る透析液の流れを制御するためのもの、及び、前記フィルタ流路を通る使用済み透析液の流れを制御するためのものである。前記弁アセンブリは、当業者が決定し得る任意のタイプの電気機械式流体弁構造であってよく、これらは、従来型の電気機械式二方流体弁及び三方流体弁を含むがこれらに限定されない。二方弁は、入口ポート及び出口ポートを含む２つのポートを有する任意のタイプの弁であり、この弁は、流路を通る流体の流れを単純に許可又は遮断する。これとは異なり、三方弁は３つのポートを有し、１つの流路における流体の流れを遮断し、同時に別の流路における流体の流れを開く機能を有する。さらに、前記透析機械の弁アセンブリは、安全ピンチ弁を含むことができ、これらは、例えば、前記静脈血ラインを通る血液の流れを選択的に許可又は遮断するために前記静脈血ラインに接続されたピンチ弁である。このピンチ弁は、安全でない状態が検出された場合に、前記静脈血ラインをピンチし、それにより、患者に戻る血液の流れを防止するように設けられる。

好ましくは、前記血液透析システムは、血液透析を監視するためのセンサを含む。この目的のために、好ましくは、前記血液透析システムは、前記透析液流路内の流体の流れ（体積及び／又は速度）を検出するために透析液流路に接続された少なくとも１つの流量センサを有する。さらに、前記血液透析機械が、前記透析液流路内の圧力を検出するための１以上の圧力センサ、又は、前記透析液流路が閉塞されているかどうかを検出するための少なくとも１つの閉塞センサを含むことが好ましい。好ましくは、前記血液透析機械は、前記血液流路内の圧力及び／又は流量（流体の流れ）を測定するための１以上のセンサも有する。前記圧力センサ及び流量センサは別々の構成要素であってもよく、或いは、圧力及び流量の測定が単一のセンサにより行われてもよい。

さらに、前記血液透析システムが、血液漏れ検出器（「ＢＬＤ」）を含むことが好ましく、当該血液漏れ検出器は、前記透析液流路を通る透析液の流れを監視して、血液が前記ダイアライザの半透膜を通って前記透析液流路に不適切に拡散したかどうかを検出する。好ましい実施形態において、前記血液透析システムは、血液漏れセンサアセンブリを含み、当該血液漏れセンサアセンブリは、前記透析液流路を通して光を放出する光源と、前記透析液流路を通して放出された光を受光する光センサとを組み込んでいる。前記透析液流路を通過した後に、前記受光された光が分析されて、透析液中の血液の存在可能性を反映するように光が変化したかどうかが判断される。

前記透析機械は、好ましくは追加のセンサを含み、これらは、透析液内のアンモニア及びｐＨのレベルを検出するためのアンモニアセンサ及びｐＨセンサを含む。好ましくは、前記アンモニアセンサ及びｐＨセンサは、前記透析液流路の前記フィルタのすぐ下流にある。さらに、前記透析機械は、前記動脈血ラインに接続された気泡センサ、及び、前記静脈血ラインに接続された気泡センサを有し、これらは、前記血液流路内にガス状の気泡が形成されたかどうかを検出する。

前記血液透析システムは、前記血液透析システムを制御するための専用電子機器を含むプロセッサを有する。前記プロセッサには、前記血液透析システムの適切な動作を制御するために前記ポンプモータ、弁、及び透析機械センサに接続された電源管理及び制御電気回路が含まれている。

前記透析機械は、持ち運び可能で、軽量で使い易く、患者に優しく、家庭内での使用が可能な血液透析システムを提供する。

さらに、前記血液透析システムは、患者の安全性を高めるために、従来の血液透析システムでは提供されていなかった非常に多くの量の制御及びモニタリングを提供する。

本発明その他の特徴や利点は、以下の詳細な説明を、図面を参照しつつ読むことにより当業者に理解されよう。

血液透析システムの第１実施形態を示すフローチャートである。 透析液がバイパス流路を流れることによりフィルタを回避する実施形態を示す、図１のフローチャートである。 第１リザーバを組み込んだ閉ループ透析液流路において透析液がフィルタを通って流れる実施形態を示す図１のフローチャートである。 第２リザーバを組み込んだ閉ループ透析液流路において透析液がフィルタを通って流れる実施形態を示す図１のフローチャートである。 第１リザーバ内の流体を濾過している閉ループフィルタ流路を含む血液透析システムの第２の実施形態を示すフローチャートである。 第２リザーバ内の流体を濾過しているフィルタ流路を含む、図５に示した血液透析システムの第２の実施形態を示すフローチャートである。

本発明は、図面に示されているように様々な形態での実施が可能であるが、以下に、本発明の現在の好ましい実施形態を、本開示が本発明の例示とみなされるべきであり、本発明を、例示された特定の実施形態に限定するものではないことを理解した上で記載する。

図１～図６に最良に示されているように、血液透析システムが、血液流路５３及び透析液流路５４を含む。血液透析システムは、さらに、再使用可能な透析機械と、血液透析を行うための使い捨て構成要素とを含む。血液流路５３は、血液を患者から収集するために患者の動脈に接続するための動脈血ライン１と、血液を患者に戻すために患者の静脈に接続するための静脈血ライン１４とを含む。動脈血ライン１及び静脈血ライン１４は、当業者に公知の典型的な構造であり得る。

血液流路５３は、血液を患者からダイアライザ８を介して輸送し、そして患者に戻すために、閉ループシステムにおいて血液を、動脈血ライン１及び患者への静脈血ライン１４に接続することにより輸送する。好ましくは、血液透析システムは、血液流路１に接続されたヘパリンの供給部６及びヘパリンポンプを含む。ヘパリンポンプは、少量のヘパリン抗凝固剤を血流内に、機械内での血液凝固のリスクを低減するために配送する。ヘパリンポンプは、線状に作動されるシリンジポンプの形態であってよく、或いは、ヘパリンポンプは、小型の蠕動ポンプ又は輸液ポンプに接続されたバッグであってもよい。

血液透析システムは、ダイアライザ８を、当業者に公知の構造及び設計の透析液流路５４に含む。好ましくは、ダイアライザ８は、半透膜を形成している多数の中空ファイバを含む。適切なダイアライザは、フレゼニウス・メディカル・ケア(Fresenius Medical Care)社、バクスター・インターナショナル社(Baxter International Inc.)、ニプロ・メディカル・コーポレーション(Nipro Medical Corporation)及びその他の中空ファイバダイアライザの製造業者から入手できる。血液流路及び透析液流路の両方が、ダイアライザ８（透析液を受け取るための入口、透析液を排出するための出口、血液を患者から受け取るための入口、及び、血液を患者に戻すための出口を有する）を介して進む。好ましくは、透析液は、ダイアライザを通って流れる血液とは反対方向に流れ、ダイアライザでは透析液流路が半透膜（図示せず）により血液流路から分離されている。図１～図６に示されているように、また、以下に、より詳細に説明するように、透析液流路５４は、透析液を閉ループシステムで輸送し、この閉ループシステムにおいて、透析液がリザーバ（１７又は２０）からダイアライザ８にポンプ送出され、そしてリザーバ（１７又は２０）に戻る。血液流路５３及び透析液流路５４の両方がダイアライザ８を通過するが、血液流路５３と透析液流路５４とはダイアライザの半透膜により分離されている。

好ましくは、血液透析システムは、血液及び透析液をポンプ送出するための３つの主要ポンプ（５，２６及び３３）を含む。本明細書において、用語「ポンプ」は、流体を移動させるために吸引又は圧力を使用するポンプアクチュエータと、アクチュエータを機械的に作動させるためのポンプモータとの両方を示すことを意味する。適切なポンプアクチュエータは、インペラ、ピストン、ダイアフラム、ローブポンプのローブ、スクリューポンプのスクリュー、蠕動ポンプのローラ若しくは線形移動フィンガ、又は、流体を移動させるための、当業者により決定され得るその他の任意の機械的構造物を含み得る。一方、ポンプのモータは、アクチュエータを作動させるための電気機械装置である。モータはポンプアクチュエータに、シャフトなどにより接続され得る。好ましい実施形態において、透析液及び／又は血液は、従来型の柔軟なチューブを通って流れ、ポンプアクチュエータの各々が蠕動ポンプ機構から成り、この機構において、各ポンプアクチュエータが、多数のカムを有するロータを含み、カムはロータの外周に、柔軟なチューブを圧迫する「ローラ」、「シュー」、「ワイパ」又は「ローブ」の形態で取り付けられている。ロータが回転すると、チューブの圧縮下の部分がつまんで閉じられ（又は「閉塞し」）、流体をチューブを通してポンプ送出させる。さらに、カムの通過後にチューブが自然な状態に開放されると、流体の流れがチューブ内に誘導される。

第１主要ポンプ及び第２主要ポンプ（２６及び３３）は透析液流路に接続されており、この接続は、透析液を、透析液流路を通してリザーバ（１７又は２０）からダイアライザ８にポンプ送出し、そしてリザーバ（１７又は２０）に戻すためのものである。第１ポンプ２６は、ダイアライザ８よりも「上流」（流路における「前」を意味する）の透析液流路に接続され、一方、第２ポンプ３３は、ダイアライザ８よりも「下流」（流路における「後」を意味する）の透析液流路に接続されている。そしてまた一方、血液透析システムの第３主要ポンプ６は血液流路に接続されている。血液ポンプとも称される第３ポンプ６は、患者からの血液を、動脈血ラインを通過させ、ダイアライザ８を通過させ、そして静脈血ラインを通過させて患者に戻すようにポンプ送出する。第３ポンプ６は、血液流路に、ダイアライザよりも上流にて接続されることが好ましい。血液透析システムが、３つよりも多い数又は３つよりも少ない数の主要ポンプを含んでもよい。例えば、透析液が単一のポンプのみを使用してダイアライザ８を通るようにポンプ送出されてもよい。しかし、血液透析システムが２つのポンプ（ダイアライザ８よりも上流の第１ポンプ２６及びダイアライザ８よりも下流の第２ポンプ３３を含む）を含むことが好ましい。

好ましくは、血液透析システムは、透析液を貯蔵するための２つ以上のリザーバ（１７及び２０）を含む。リザーバ（１７及び２０）の両方を透析液流路５４に同時に接続して１つの大きい透析液源を形成することも可能ではある。しかし、これは好ましいとは考えられない。その代わりに、血液透析システムは弁アセンブリ２１を含み、この弁アセンブリ２１が、２つのリザーバ（１７又は２０）の両方ではなくいずれか一方を透析液流路５４に導入して、閉ループシステム（透析液を２つのリザーバの一方からダイアライザに輸送し、そして透析液をそのリザーバに戻す）を形成する。第１リザーバ１７内の透析液が使用された後、透析液はもはや十分に清浄でないか、又は適切な化学的特性を有さず、血液透析システムの弁２１は、第１リザーバ１７を透析液流路から排除し、新鮮な透析液７５を有する第２リザーバ２０を透析液流路に代入するように制御される。従って、一方のリザーバが汚染された透析液７６を保有し、リザーバが空にされて新鮮な透析液７５が再充填される必要がある場合には、他方のリザーバを使用することで透析治療を継続できる。

このようにして、血液透析システムは、各リザーバを治療全体にわたり１７回～２０回切り替え得る。さらに、１つのリザーバではなく２つのリザーバが存在することにより、ポンプのキャリブレーション又は限外濾過測定のための流量の測定が可能になり、そしてまた、他方のリザーバが排液又は充填されている間、他方のリザーバを隔離できる。リザーバは、適切な血液透析治療を行うために臨床医が要求する任意のサイズであってよいが、好ましいリザーバは、０．５リットル～５．０リットルの容積を有する。

また、血液透析システムは、血漿から半透膜を通って透析液内に浸透した毒素を除去するために透析液流路５４に接続された吸着剤フィルタ（本明細書にて「フィルタ」とも称する）も含む。第１実施形態において、ダイアライザにより透析液内に移行した毒素を、透析液がリザーバに輸送される前に除去するために、フィルタ３６がダイアライザよりも下流で透析液流路５４に接続されている。透析機械と共に使用するためのフィルタ材料は当業者によく知られている。例えば、好適な材料は、ジルコニウムベースレジンを含む樹脂床を含む。好ましくは、フィルタは、酸化ジルコニウム、リン酸ジルコニウム及び炭素の層を含むハウジングを有する。許容可能な材料が、米国特許第８，６４７，５０６号明細書、及び、米国特許出願公開第２０１４／０００１１１２号明細書に記載されている。その他の許容可能なフィルタ材料は、当業者が必要以上の実験をせずに開発及び利用できる。フィルタハウジングは、アンモニアを含むガスは放出できるが液体（特にフィルタを通過した透析液）は放出しない蒸気膜を、含んでも含まなくてもよい。

血液透析システムが吸着剤フィルタを有する場合、好ましくは、透析液流路５４は、吸着剤カートリッジ３６のすぐ下流に配置されたアンモニウムセンサ３７及びｐＨセンサ３８の形態の安全機能を組み込む。吸着剤フィルタ（３６）が使い尽くされたとき、フィルタ３６は、フィルタリング化学反応の結果としてアンモニウムイオンの放出を開始し得る。透析液中のアンモニウムイオンは、特定のレベルになると患者に有害になり得る。好ましくは、アンモニウムイオンセンサ３７は、アンモニウムイオンの量をｐｐｍ（１００万分の１）で測定する。測定値が約５ｐｐｍ～２０ｐｐｍの範囲に達すると警戒状態が発動されて、この透析液による治療が停止される。透析液は排出されることができ、透析治療は、別のリザーバを用いて新鮮な透析液を使用することにより継続され得る。同様に、ｐＨセンサ３８が安全機能として作用し、アンモニウムイオンの測定をサポートする。透析液のｐＨが変化すると、アンモニア（ＮＨ３）とアンモニウムイオン（ＮＨ４＋）との平衡状態が変化し得る。透析流体のｐＨが約６．４ｐＨ～７．０ｐＨの範囲外であると測定された場合、警戒状態を発動させることができ、使用中の透析液を排出できる。

また、血液透析システムが、吸着剤フィルタ３６の直後の透析液流路５４に試薬を導入するための試薬バッグ３９及びポンプ４０を有することが好ましい。試薬バッグ（３９）は、濾過透析流体を再注入するための塩類及びイオンの濃厚溶液を保持している。吸着剤フィルタ（３６）は、老廃物を濾過する作用を通じて、カルシウム及び塩などの有益なイオンも透析液から除去してしまう。濾過された透析流体が再循環され得る前に、透析流体が患者の血液からこれらの有益なイオンを引き出さないように、濾過された透析流体にカルシウム及び塩を再注入しなければならない。好ましくは、試薬バッグ３９は、１リットル～３リットルの濃縮試薬を保持する。試薬ポンプ４０は、任意のタイプのポンプ、例えば蠕動ポンプ又はダイアフラムポンプであり得る。血液透析システムが適切な量の塩及びイオンを透析液に導入していることを確認するために、導電率センサ４１を、透析液流路５４内の、試薬バッグ３９の直後に配置できる。導電率センサ４１は、安全機能として機能し、再生された透析流体中の総溶解固形分を測定する。総溶解固形物が規定範囲内にないことが検出された場合には、ポンプ４０の動作を増大又は低減させることができ、或いは、治療を完全に停止できる。例えば、透析流体に欠陥状態が検出された場合、透析液がダイアライザ内の患者の血液に遭遇しないように、流体を、三方弁２９及び３２により、バイパス路３０を通るように方向変換させることができる。より具体的に説明すると、三方弁２９は透析流体をダイアライザの入口に方向付け、三方弁３２は透析液を透析液出口から透析液流路５４を介して戻すように方向付ける。しかしながら、透析流体に欠陥状態（例えば、温度が低過ぎる、又は、透析液中に過剰なアンモニウムイオンが検出される）が検出された場合に、透析流体は、三方弁２９及び３２により、ダイアライザ８を迂回してバイパス路３０を通るように方向変換される。

図１～図４に例示されている実施形態の場合、血液透析システムは、リザーバ（１７及び２０）からの廃棄透析液を排液するためのドレイン流路５５を含む。図１～図４に示されている実施形態において、ドレイン流路５５は両方のリザーバ（１７及び２０）に接続されている。廃棄透析液は、重力供給によりドレイン流路５を通して排液され得る、或いは、血液透析システムは、従来型の建物の下水道ライン４５などに廃棄されるべき使用済み透析液をポンプ送出するために、当業者が選択可能な任意のタイプのポンプ４４を含み得る。

図１～図４に示されている実施形態の場合、血液透析システムは、好ましくは、リザーバ１７及び２０のそれぞれを補充するための透析流体の源４６を含む。好ましくは、透析液の源は、所望の特性の透析液を提供するために試薬（４８及び５０）と混合される清浄な水の供給部４６を含む。好ましい実施形態において、清浄な水の供給部４６は、装置に隣接して配置された逆浸透（「ＲＯ」）機械により行われ、この機械は、清浄な水を生成し、次いで、化学濃縮物を加えて透析流体を作成する。この流体は、「新鮮な透析液」流路５６を通ってリザーバ（１７及び２０）に供給される。好ましくは、血液透析システムは、使い捨てバッグに保存され得る濃縮試薬の源（４８及び５０）も含む。好ましくは、濃縮試薬は、重炭酸塩溶液、酸溶液、乳酸塩溶液、塩溶液のうちの１以上を含む。試薬の一部を２つのバッグ（４８及び５０）に分離することが、溶質の望ましくない相互作用又は沈降を防ぐために必要である。濃縮試薬の源（４８及び５０）は、ポンプ（４７及び４９）により供給ライン４６に接続されている。ポンプ（４７及び４９）の作動により、濃縮試薬が水の供給部に導入され、それにより透析液がリザーバ（１７及び２０）に提供される。

ダイアライザ８の使用の代替として、血液透析システムは、透析液を吸着剤フィルタ３６の周りに選択的に輸送する補助的な「バイパス」流路３５を含む。バイパス流路は、三方弁３４をフィルタの上流に含む。三方弁３４は、透析流体が吸着剤フィルタ３６を通るように透析流体を方向付けるように切り替えられ、或いは、三方弁３４は、透析液が吸着剤フィルタ３６を回避するためにバイパス流路３５を通るように、透析液を方向付けるように切り替えられる。例えば、吸着剤フィルタが利用可能でない場合、又は、吸着剤フィルタが使用済みになった場合、又は、特定の患者の治療に吸着剤フィルタが必要ない場合には、透析流体をバイパス流路３５に方向付けるために三方弁３４が切り替えられる。

図５及び６に示されている代替的な実施形態において、吸着剤フィルタ７１が、閉ループ透析液流路の外側に配置されている。血液透析システムは、２つの透析液リザーバ１７又は２０のいずれか一方に選択的に接続する別個の閉ループ「フィルタ」流路５７を含み、フィルタ７１は閉ループフィルタ流路５７に直列に配置されている。好ましくは、透析機械は、追加の流体ポンプ５８を含み汚染された透析液を、フィルタ流路及びフィルタ７１を通るようにポンプ送出させる。図５及び図６に示されているように、好ましいフィルタ流路５７は、汚染された透析液をどのリザーバが排出するかを決定する三方弁４３を含む。例えば、図５は、リザーバ１７ではなくリザーバ２０をフィルタ流路５７に接続する三方弁４３を示している。図６は、リザーバ２０ではなくリザーバ１７をフィルタ流路５７に接続する三方弁４３を示している。フィルタ流路はポンプ５８を含み得、或いは、透析液は、汚染された透析液をリザーバ１７又は２０から重力供給により排除(dispense)し得る。さらに、好ましくは、フィルタ流路５７は、圧力センサ５９、逆止弁６０、アンモニウムセンサ６９、及びｐＨセンサ７０を含む。

血液透析機械のこの実施形態は、フィルタ流路に試薬を導入するためのシステムを含む。図５及び図６に示されているように、フィルタ流路５７は、塩類を収容している第１の試薬源６１と、重炭酸塩溶液及び乳酸塩溶液を収容している第２の試薬源６５とを含む。これらの試薬は、フィルタ流路内に、ポンプ６２及びポンプ６６、並びにミキサ６３及びミキサ６７を用いて導入される。好ましくは、フィルタ流路は、アンモニウムセンサ６９、並びに、導電率センサ６４及び導電率センサ６８の形態の安全機能も有する。アンモニウムセンサ６９は、フィルタ７１が使い尽くされて許容不能なアンモニウムイオンを透析液に導入してしまうことを防止する。導電率センサ６４及び導電率センサ６８は、適切な量の有益なイオンを提供するために、清浄化された透析液に試薬が適切に導入されているかどうかを監視する。最後に、フィルタ流路５７は、一対の逆止弁５１及び逆止弁５２を含み、この逆止弁５１及び逆止弁５２が開閉されて、今や清浄化された透析液が、汚染された透析液を排出していたリザーバに戻されることを保証する。

図１～図６を参照すると、血液透析システムは、好ましくは、透析液を所望の温度に加熱するために透析液流路又はリザーバに熱的に接続されているヒータ２３を有する。例えば、図１～図６に示されている実施形態において、単一のヒータ２３が、両方のリザーバ（１７及び２０）の下流で透析液流路に熱的に接続されている。しかし、血液透析が追加のヒータを含んでもよく、１以上のヒータが異なる場所にあってよい。例えば、代替的な実施形態において、血液透析システムは２つのヒータを含み、単一のヒータが各リザーバに熱的に接続されている。１以上のヒータは、好ましくは電気により作動され、また、電流の通過により熱を生成する抵抗器を含む。

さらに、血液透析システムは、血液透析（特には透析液流路及び血液流路）を監視するための様々なセンサを有する。この目的のために、血液透析システムは、好ましくは、透析液流路内の流体の流れ（体積及び／又は速度）を検出するために透析液流路に接続された１以上の流量センサ２５を有する。さらに、血液透析システムが、透析液流路内の圧力を検出するための１以上の圧力センサ又は閉塞センサ（９及び２７）を含むことが好ましい。好ましくは、血液透析システムは、血液流路内の圧力を測定するための１以上のセンサ（４及び７）、及び／又は、血液流路内の流量を測定するためのセンサ１１も有する。

好ましくは、血液透析システムは、透析液流路全体の透析液の温度を測定するための温度センサ（２２，２４及び２８）を含む。さらに、血液透析システムは、リザーバ（１７及び２０）内の流体のレベルを検出するためのレベルセンサを有する。好ましいレベルセンサは、米国特許第９，６４９，４１９号明細書に記載されているような静電容量式液面センサ（１５及び１８）、若しくは超音波式液面センサ、又はロードセル（１６及び１９）のいずれかを含み得る。さらに、血液透析システムが、血液漏れ検出器３１を含むことが好ましい。血液漏れ検出器は、透析液流路を通る透析液の流れを監視し、血液がダイアライザの半透膜を通って透析液流路内に不適切に拡散したかどうかを検出する。

好ましくは、血液透析システムは、動脈血ラインを通る血液の流れを選択的に許可又は遮断するために動脈血ライン１に接続された第１ピンチ弁２と、静脈血ラインを通る血液の流れを選択的に許可又は遮断するために静脈血ライン１４に接続された第２ピンチ弁１３とを含む。ピンチ弁は、センサのいずれかが危険な状態を検出した場合に患者に血液が戻ることを防止するように動脈血ライン１及び静脈血ライン１４をピンチするために設けられている。さらなる追加の安全機能の提供として、血液透析システムは、血液ライン気泡センサ（３及び１２）を含む。血液ライン気泡センサ（３及び１２）は、気泡が動脈ライン（血液漏れセンサ３）又は静脈ライン（血液漏れセンサ１２）を後方移動した場合にそれを検出するためのものである。さらに、血液流路５３は、プラスチックハウジング内に加圧空気のポケットを有する気泡トラップ１０を含み得る。気泡は気泡トラップの上部に上昇し、一方、血液はトラップの下部出口へと流れ続ける。この構成要素は、気泡が患者の血液内に移動するリスクを低減する。

血液透析システムを通る血液及び透析液の流れ及び方向を制御するために、血液透析システムは、血液透析システムの様々な流路を通る流体の流れを制御するための様々な流体弁を含む。様々な弁は、ピンチ弁、開閉されなければならない二方弁、及び、透析液を意図する所望の流路に迂回させる三方弁を含む。上述の特定された弁に加えて、血液透析システムは、リザーバの出口に位置する三方弁２１を含み、三方弁２１は、どのリザーバ（１７又は２０）から透析液がダイアライザ８を通過するかを決定する。さらなる三方弁４２が、使用済みの透析液がどのリザーバに送られるかを決定する。最後に、二方弁５１及び５２（ピンチ弁であり得る）がリザーバの入口に配置されて、リザーバ（１７及び２０）への新鮮な透析液の供給を許可又は遮断する。もちろん、当業者の判断により、代替の弁を採用してもよく、本発明が、以上に明記した二方弁又は三方弁に限定されるものではない。

図には示されていないが、血液透析システムは、プロセッサ及びユーザインタフェースを含む。プロセッサは、血液透析システムを制御するための、電力管理回路を含む専用の電子機器を含む。電力管理回路は、血液透析システムの適切な動作を制御するために、ポンプモータ、センサ、弁、及びヒータに接続されている。プロセッサは、様々なセンサの各々を監視して、医療従事者がユーザインタフェースに入力した事前プログラム手順に従って血液透析治療が進行していることを確認する。プロセッサは、様々なセンサを監視し、ヒータ、ポンプ、及びピンチ弁の自動制御又は指示制御を行うためにハードウェア及びソフトウェアを含む汎用コンピュータ又はマイクロプロセッサであってよく、これは当業者が決定できる。プロセッサは、回路基板の電子機器内に配置されても、或いは、複数の回路基板の集合処理機構内に配置されてもよい。

これもまた図示されていないが、血液透析システムは、プロセッサ、ユーザインタフェース、ポンプモータ、弁及びセンサに電力を供給するための電源を含む。プロセッサは、透析機械のセンサ（リザーバレベルセンサ（１５及び１８）、血液漏れセンサ３１、アンモニアセンサ３７、圧力及び流量センサ（４，７，９，１１，２５及び２７）、温度センサ（２２，２４及び２８）、血液ライン気泡センサ（３及び１２）、ポンプ（５、６，２６，３３，４０，４４，４７及び４９）、及びピンチ弁（２及び１３）を含むに、従来型の電気回路により接続されている。

動作時に、プロセッサは、第１、第２、及び第３の主要ポンプ（５，２６，及び３３）に電気的に接続されて、ポンプモータの起動及び回転速度を制御し、それによりポンプアクチュエータを制御し、そしてそれにより、血液流路を通る血液の圧力及び流体速度と、透析液流路を通る透析液の圧力及び流体速度とを制御する。透析液ポンプ２６と透析液ポンプ３３の動作を独立に制御することにより、プロセッサは、ダイアライザ内の透析液流路内の圧力及び／又は流体の流れを維持、増大、又は減少させることができる。さらに、３つのポンプを全て独立に制御することにより、プロセッサは、ダイアライザの半透膜を横切る圧力差を制御して、予め決められた圧力差（ゼロ、正又は負）を維持でき、又は、予め決められた圧力範囲を維持できる。例えば、ほとんどの血液透析が、半透膜を横切る圧力差がゼロ又はゼロに近い状態で行われ、このために、プロセッサは、この所望のゼロ又はゼロに近い圧力差を維持するようにポンプを監視及び制御できる。或いは、プロセッサは、圧力センサを監視し、ポンプモータを、そしてポンプアクチュエータを制御して、ダイアライザ内の血液流路の正圧を、ダイアライザ内の透析液流路の圧力に対して増大及び維持できる。有利なことに、この圧力差がプロセッサの作用を受けて、限外濾過と、血液から透析液への自由水及び溶解した溶質の移動とを提供できる。

好ましい実施形態において、プロセッサは、血流センサ１１を監視して血液ポンプの流量を制御する。プロセッサは、透析液流量センサ２５を使用して、上流の透析液ポンプからの透析液の流量を制御する。次いで、プロセッサは、リザーバレベルセンサ（１５，１６，１８及び１９）を使用して、下流の透析液ポンプ３３からの流量を制御する。透析液リザーバ内の流体レベル（又は体積）の変化は患者の体積の変化と同一である。リザーバ内のレベルを監視及び制御することにより、順方向濾過、逆方向濾過、又はゼロ限外濾過を達成できる。

さらに、プロセッサは、血液透析機械が効率的且つ安全に動作していることを確認するために様々なセンサの全てを監視し、そして、安全でなく又は指定されていない状態が検出された場合、プロセッサは欠陥を修正するか、又は、さらなる血液透析治療を停止する。例えば、静脈血ラインの圧力センサ９が安全でない圧力を示した場合、又は、気泡センサ１２が、ガス状の気泡を静脈血ライン内で検出した場合、プロセッサはアラームを発し、ポンプを停止させ、ピンチ弁を閉じて、患者に戻るさらなる血液の流れを阻止する。同様に、血液漏れセンサ３１が、血液がダイアライザの半透膜を透過したことを検出した場合、プロセッサはアラームを発して、さらなる血液透析治療を停止する。

透析機械のユーザインタフェースは、患者又は医療従事者が治療に関するコマンドを入力できるようにするための、又は、患者又は医療従事者が血液透析システムの性能を監視できるようにするためのキーボード又はタッチスクリーン（図示せず）を含み得る。さらに、プロセッサは、情報又は制御を離れた場所に転送するためのＷｉ－Ｆｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続を含み得る。

以下に、好ましい血液透析システムの様々な構成要素を、図面に示されている構成要素に対応する番号で特定する。

治療オプション
血液透析システムは、治療オプションの融通性の増大を、必要な透析頻度、患者の特徴、透析液又は水の利用可能性、及び、透析機械の所望の携帯性に基づいて提供する。全ての治療に関し、血液流路５３は、血液を患者からダイアライザに輸送し、そして患者へ戻すために、閉ループシステムにおいて血液を、動脈血ライン１及び患者への静脈血ライン１４に接続することにより輸送する。

図２を参照すると、血液透析システムを使用する第１の方法は、吸着剤フィルタ３６の使用を必要としない。水が、水供給部４６から新鮮な透析液流路５６を通して透析機械に導入され、水は、例えば逆浸透（ＲＯ）により供給される。必要に応じて、化学濃縮物４８及び化学濃縮物５０が清浄な水に、化学濃縮物ポンプ４７及び化学濃縮物ポンプ４９を使用して加えられる。次いで、混合された透析液がリザーバ１７及びリザーバ２０に導入される。この処理のために、第１リザーバからの透析液７５が、バイパス路３５を通り、ダイアライザ８を通過して同一のリザーバに戻るように再循環される。リザーバの容量が１回再循環されたならば、リザーバは、ドレイン流路５５を介して空にされ、そして、リザーバは、新鮮な透析液流路５６を介して再充填される。

一方、第１リザーバが空にされて再充填されている間、血液透析治療は、第２リザーバ（１７又は２０）を使用して継続される。図２に示されているように、プロセッサが、全ての透析液が１回再循環したと判断した場合、又は、透析液が汚染されていると判断した場合、プロセッサは、第１リザーバ２０を患者の治療から除外し、第２リザーバ１７を透析液流路５４に挿入するために、全ての関連する弁（２１，４２，４３，５１及び５２）を切り替える。第２リザーバ１７からの透析液７５が、バイパス路３５を通ってダイアライザ８を通過し、同一のリザーバ１７に戻るように再循環される。リザーバ１７とリザーバ２０とのこの交互の切り替えが、透析治療が完了するまで続く。この動作は、従来型のシングルパスシステムに類似しているが、吸着剤フィルタを使用しないため、同一ではない。

図３に示されている第２実施形態において、吸着剤カートリッジ３６は、ダイアライザ８を通過した後の透析液を濾過する。この目的のために、プロセッサは、吸着剤カートリッジ３６が透析液流路５４に組み込まれるように三方弁３４を切り替え、また、プロセッサは、リザーバ１７が透析治療中に利用されるように、様々な弁アセンブリ（２１，４２，４３，５１及び５２）を切り替える。清浄な透析液７５が、ダイアライザ８及び吸着剤カートリッジ３６を介して再循環され、その後、透析液は、透析液流路５４を通して同一のリザーバ１７に送り返される。この再循環は、プロセッサが以下の理由による判断により継続される。これらは、吸着剤カートリッジが使い尽くされたため、若しくは、透析流体が汚染されているため、又は、限外濾過の結果としてリザーバ１７が満杯になり、排液及び再充填が必要であるため、などを含むが、これらに限定されない。一方、リザーバ２０内の流体が汚染されている場合には、それらはドレイン流路４５を介して排出され、次いで、リザーバ２０が、新鮮な透析液流路５６を用いて再充填される。

図４に示されているように、プロセッサが、透析治療のためにリザーバ１７を使用し続けることが適切でないと判断したならば、プロセッサは、リザーバ１７を透析液流路５４から排除し、その代わりにリザーバ２０を透析治療のために透析流路内に挿入させるために、様々な弁アセンブリ（２１，４２，４３，５１及び５２）を切り替える。清浄な透析液７５が、ダイアライザ８及び吸着剤フィルタ３６を介して同一のリザーバ２０に戻るように再循環される。この例においても、この再循環は、プロセッサによる判断に従って、再びリザーバ１７に切り替えられるまで、又は透析治療が完了するまで、リザーバ２０を使用して継続される。リザーバ２０を使用して透析治療を継続している間、リザーバ１７内の汚染された流体７６は、ドレイン流路を通して排出される。その後、リザーバ１７は、新鮮な透析液流路５６を用いて再充填される。その他の治療方法と同様に、リザーバ１７とリザーバ２０とのこの交互の切り替えは、透析治療が完了するまで続く。

図５及び図６に示されているさらに別の実施形態において、血液透析治療は、図２に示したものと同様の方法で、すなわち、吸着剤フィルタ３６が透析液流路５４内で利用されずに行われる。フィルタ３６を透析液流路５４内で利用することは可能であるが、この実施形態においては、透析液７５は、吸着剤フィルタ３６を回避するように、バイパス路３５を通るように方向付けられることが好ましい。治療中、第１リザーバからの透析液７５は、バイパス路３５を通ってダイアライザ８を通過して再循環され、同一のリザーバに戻るように方向付けられる。この実施形態に関し、さらに好ましくは、血液透析システムが吸着剤フィルタ３６を含まない。その代わりに、図５及び６を参照すると、血液透析システムは、本明細書で「フィルタ流路５７」と称する別個の閉ループ流路内にある単一の吸着剤フィルタ７１を含む。図５及び図６は、２つの吸着剤フィルタ３６及び吸着剤フィルタ７１を含む血液透析システムを示しているが、透析液流路５４内の吸着剤フィルタ３６は任意であり、血液透析システムのこの実施形態内に組み込まれる必要はない。

前述の実施形態と同様に、透析治療が、リザーバ１７とリザーバ２０とを交互に切り替えながら実行される。図５を参照すると、透析治療がリザーバ１７の清浄な透析液７５を使用している間に、様々な弁アセンブリ（２１，４２，４３，５１及び５２）が、第２リザーバ２０を閉ループフィルタ流路５７に挿入するように切り替えられる。汚染された水７６が、ポンプ５８及び圧力センサ５９を介してリザーバ２０から排出される。その後、汚染された水７６は吸着剤フィルタ７１を介して濾過される。試薬６１及び試薬６５が、重力供給又はポンプ６２及びポンプ６６を用いてフィルタ流路に導入され得る。試薬は、ミキサ６３及びミキサ６７内で混合され、その後、今や清浄化された透析液が、導電率テスタ６４及び導電率テスタ６８、アンモニウムセンサ６９、及びｐＨセンサ７０により適合性をテストされる。テストにより水が清浄であることが示されたならば、水はリザーバ２０に戻される。

図６を参照すると、プロセッサは、透析液流路５４内のセンサを含む様々なセンサの出力を監視し続けている。リザーバ１７内の水が汚染されると透析液流路から除去され、その代用としてリザーバ２０が使用される。これは、関連する弁アセンブリ（２１，４２，４３，５１及び５２）の全てを再び切り替えることにより行われる。第２リザーバ２０からの透析液７５は、閉ループ透析液流路５４において、ダイアライザ８を通過して再循環され、同一のリザーバに戻される。一方、リザーバ１７内の今や汚染された水７６は、ポンプ５８及び圧力センサ５９を介して排水された後、吸着剤フィルタ７１を介して濾過される。この例においても、試薬６１及び試薬６５をフィルタ流路５７に導入でき、試薬はミキサ６３及びミキサ６７内で混合される。今や清浄な透析液は、リザーバ１７に充填される前に、導電率テスタ６４及び導電率テスタ６８、アンモニウムセンサ６９及びｐＨセンサ７０により適合性をテストされる。リザーバを交互に使用するこのプロセスは、所定の血液透析治療が完了するか、又は治療の停止を必要とするような欠陥が検出されるまで継続される。

最後に、血液透析システムが、本明細書で図示及び説明したような本発明の例示的実施形態に関して開示されることが認識されよう。本発明の原理は、図示及び記載した以外の多数の構成で実施され得る。従って、本発明が、例示的実施形態により限定されることが全くないだけでなく、一般的な血液透析システムに向けられ、且つ、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに多数の形態を有し得ることが理解されよう。また、当業者は、本発明が、開示された構造の特定の形状及び材料に限定されずに、現在公知の又は今後開発される機能的に同等のその他の構造物又は材料を、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに含み得ることを理解するであろう。さらに、上述の実施形態の各々の様々な特徴を、任意の論理的手段で組み合わせてもよく、これらは本発明の範囲に含まれるものとする。

本発明の代替的な実施形態、要素、又はステップのグループ化が、限定的であると解釈されるべきではない。各グループのメンバーは、個々に、又は、本明細書で開示されたグループのその他のメンバーとの任意の組合せにおいて言及及び権利請求され得る。便宜及び／又は特許性の理由により、グループの１以上のメンバーがグループに包含され又はグループから削除される場合が予測される。このような包含又は削除が生じた場合はいずれも、本明細書はこれらのグループを、修正されたように含むものとみなされる。

別段の指定のない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる特徴、品目、量、パラメータ、特性、項などを表わす数が、全て、全ての例において用語「約」(“about")により修飾されることを理解されたい。本明細書で用いた場合、用語「約」は、そのように修飾された特徴、品目、量、パラメータ、特性又は項が、記載された特徴、品目、量、パラメータ、特性、又は項の値よりも上又は下の±１０パーセントの範囲を含むことを意味する。従って、それと反対の記載のない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、変化し得る近似値である。最低限でも、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値表示は、少なくとも、報告された有効数字に照らして、通常の丸め手法を適用することにより解釈されるべきである。本発明の広い範囲を記載している数値範囲及び値は近似値であるが、具体的な例において記載された数値範囲及び値は、可能な限り正確に報告されている。しかし、任意の数値範囲又は値は、それぞれの試験測定で見出される標準偏差に必然的に起因する、或る程度の誤差を本質的に含む。本明細書における値の数値範囲の記載は、その範囲内に入る各別個の数値を個別に指す簡潔な方法としての機能を果たすためのものに過ぎない。本明細書で別段の指定のない限り、数値範囲の各個別値は、本明細書で個別に記載されたかのように本明細書に組み込まれる。

本発明を説明する文脈において（特に以下の特許請求の範囲の文脈において）用いられる用語「１つの」(“a”)(“ an”)、「その」(”the“)及び類似の指示語は、本明細書で特に指定されるか文脈により明らかに否定されない限り、単数と複数の両方を対象として含むものとして解釈されるべきである。本明細書で記載した全ての方法は、本明細書で別段の指定又は文脈により明らかな矛盾がない限り、任意の適切な順序で実行可能である。本明細書に提供されたあらゆる全ての例又は例示的文言（例えば「など」(”such as”)）の使用は、本発明をより明確化するためのものに過ぎず、別段の要求のない限り、本発明の範囲を何ら限定しない。本明細書内のいかなる文言も、権利請求されていない要素が本発明の実施に必須であると示していると解釈されるべきではない。

本明細書に開示した特定の実施形態は、さらに、特許請求の範囲において、文言「～から成る」(consisting of)、又は「本質的に～から成る」(consisting essentially of)を用いて限定され得る。特許請求の範囲で使用される場合、出願であるか又は補正による追加であるかに関係なく、接続句「～から成る」」(consisting of)は、特許請求の範囲にて特定されていない如何なる要素、ステップ又は構成要素も除外する。接続句「本質的に～から成る」(consisting essentially of)は、特許請求の範囲を、特定された材料又はステップ、及び、基本的で新規の特徴（複数可）に物質的に影響を及ぼさないものに限定する。このように権利請求された本発明の実施形態が、本明細書において本質的に又は明確に記載されて可能にされる。

各方法のそれぞれの要素を実行する論理コード、プログラム、モジュール、プロセス、方法及び順序が、純粋に例示的であることが理解されよう。これらは、本開示で別段の指定のない限り、実施に応じて任意の順序で、又は並列に実行され得る。さらに、論理コードは、いずれの特定のプログラミング言語にも関連付けられもせず限定もされず、また、分散型、非分散型、又は多重処理環境にて１以上のプロセッサ上で実行される１以上のモジュールを含み得る。

本発明の幾つかの特定の形態を例示し、説明してきたが、様々な変更を、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに行えることが明らかであろう。従って、本発明は、以下の特許請求の範囲による以外には限定されないものとする。

１ 動脈血ライン
２ ピンチ弁
８ ダイアライザ
１４ 静脈血ライン
１７ リザーバ
２０ リザーバ
２９ 三方弁
３５ バイパス流路
４６ 清浄な水の供給部
４８ 試薬
５３ 血液流路
５４ 透析液流路

Claims (5)

1. 血液透析システムであって、
   血液を患者から収集するために患者の動脈に接続するための動脈血ラインと、
   血液を患者に戻すために患者の静脈に接続するための静脈血ラインと、
   ダイアライザと、
   血液を患者から前記ダイアライザに輸送し、そして患者に戻すために前記動脈血ライン及び前記静脈血ラインに接続している閉ループ血液流路と、
   血液を、前記血液流路を通してポンプ送出するための血液ポンプと、
   透析溶液を貯蔵するための、入口及び出口を有する第１リザーバであって、０．５リットルないし５．０リットルの容積を有する、該第１リザーバと、
   透析溶液を貯蔵するための、入口及び出口を有する第２リザーバであって、０．５リットルないし５．０リットルの容積を有する、該第２リザーバと、
   透析液を前記第１リザーバ又は前記第２リザーバから前記ダイアライザに輸送し、そして前記第１リザーバ又は前記第２リザーバに戻す、前記血液流路から隔離された閉ループ再循環透析液流路であって、前記第１リザーバ入口及び前記第１リザーバ出口を前記閉ループ再循環透析液流路に接続している第１リザーバ流路と、前記第２リザーバ入口及び前記第２リザーバ出口を前記閉ループ再循環透析液流路に接続している第２リザーバ流路とを含む、該閉ループ再循環透析液流路と、
   前記閉ループ再循環透析液流路を通して透析液をポンプ送出するための少なくとも１つの透析液ポンプと、
   前記第１リザーバ流路を通る透析液の流れを許容するために開き、又は、前記第１リザーバ流路を通る透析液の流れを遮断するために閉じる、第１リザーバ流体弁アセンブリと、
   前記第２リザーバ流路を通る透析液の流れを許容するために開き、又は、前記第２リザーバ流路を通る透析液の流れを遮断するために閉じる、第２リザーバ流体弁アセンブリと、
   前記第１リザーバ流体弁アセンブリ及び前記第２リザーバ流体弁アセンブリに接続されたプロセッサであって、
   （１）前記第１リザーバ流路を通る前記透析液の流れを許容するために前記第１リザーバ流体弁アセンブリを開き、且つ、前記第２リザーバ流路を通る前記透析液の流れを遮断するために前記第２リザーバ流体弁アセンブリを閉じることと、
   （２）前記第１リザーバ流路を通る前記透析液の流れを遮断するために前記第１リザーバ流体弁アセンブリを閉じ、且つ、前記第２リザーバ流路を通る前記透析液の流れを許容するために前記第２リザーバ流体弁アセンブリを開くことと
   を選択的に交互に行うようにプログラムされたプロセッサと、
   を備えている、血液透析システム。
2. 尿毒症の毒素を水から除去するフィルタと、
   前記血液流路及び前記閉ループ再循環透析液流路から隔離された閉ループフィルタ流路とをさらに備え、前記閉ループフィルタ流路が、前記第１リザーバ又は前記第２リザーバから前記フィルタに透析液を輸送し、そして、同一の前記第１リザーバ又は前記第２リザーバに透析液を戻すための導管である、請求項１に記載の血液透析システム。
3. さらに、前記閉ループフィルタ流路に共に接続されたポンプ及び試薬源をさらに備えている、請求項２に記載の血液透析システム。
4. 前記第１リザーバ及び前記第２リザーバの両方に接続された新鮮な透析液の供給部と、
   前記新鮮な透析液の供給部、並びに、前記第１リザーバ及び前記第２リザーバに接続された、新鮮な透析液流路と、
   前記第１リザーバ及び前記第２リザーバの両方に接続されたドレイン流路と、をさらに備え、
   前記プロセッサが、前記新鮮な透析液の供給部及び前記ドレイン流路に接続されており、前記プロセッサが、前記第１リザーバ流体弁アセンブリが前記第１リザーバ流路を通る前記透析液の流れを閉塞している場合に、前記ドレイン流路を通して前記透析液を排出し、そして新鮮な透析液を、前記新鮮な透析液流路を通して前記第１リザーバに供給するようにプログラムされており、且つ、
   前記プロセッサが、前記第２リザーバ流体弁アセンブリが前記第２リザーバ流路を通る前記透析液の流れを閉塞している場合に、前記ドレイン流路を通して前記透析液を排出し、そして新鮮な透析液を、前記新鮮な透析液流路を通して前記第２リザーバに供給するようにプログラムされている、請求項１に記載の血液透析システム。
5. フィルタと、
   バイパス流路と、
   前記プロセッサに接続されたバイパス弁と、
   をさらに備え、前記バイパス弁が、前記閉ループ再循環透析液流路内の流体を、前記フィルタは通るが前記バイパス流路は通らないように方向変換させるか、或いは、前記バイパス弁が、流体を、前記バイパス流路は通るが前記フィルタは通らないように方向変換させる、請求項１に記載の血液透析システム。

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