KR101821427B1 - 투석기 - Google Patents

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프레제니우스 메디칼 케어 도이치란드 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유체 시스템의 결합, 특히 카세트의 결합을 위한 결합면과, 결합면 상에 배치되어 유체 시스템의 액츄에이터 영역을 이동시키기 위한 액츄에이터를 갖는 투석기로서, 상기 액츄에이터가 결합면 상에 배치되는 투석기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 액츄에이터를 가열하기 위한 가열소자가 설치되어 있어, 그 액츄에이터를 통하여 유체 시스템의 액츄에이터 영역 내의 액체를 가열할 수 있다.

Description

투석기{DIALYSIS MACHINE}
본 발명은 유체 시스템의 결합(coupling), 특히 카세트(cassette)의 결합을 위한 결합면(coupling surface)을 갖고, 결합면에 배치되어 유체 시스템의 액츄에이터 영역(actuator region)을 이동시키기 위한 액츄에이터를 갖는 투석기에 관한 것이다. 이와 관련하여, 투석기는 특히 복막투석기 또는 혈액투석기일 수 있다.
투석장치를 대체로 일회용 물품(disposable article)으로 설계되는 유체 시스템과 투석기로 분할함으로써 유체 시스템은 무균성(sterility)에 대한 높은 요구사항을 충족시킨다. 이와 관련하여, 유체 시스템 내부로의 액체의 이동 및/또는 유체 시스템 내부로의 액체 흐름을 제어하기 위해 유체 시스템의 대응하는 액츄에이터 영역에서 작용하는 투석기의 액츄에이터가 사용된다.
투석기에 있어서는 유체 시스템 내의 액체를 자주 가열할 필요가 있다. 이 액체는 특히, 체온까지 가열하여야 하는 투석액(dialysate)일 수 있다. 이와 관련하여, 특히 복막투석에 있어서는, 다량의 신선한 투석액을 환자에게 공급하기 전에 가열하여야 한다. 이와 관련하여, 카세트의 가열 영역(heating region) 또는 가열백(heating bag) 내의 액체를 가열하는 것이 이미 알려져 있다.
본 발명의 목적은 투석기의 유체 시스템의 가열 능력(heating capability)을 향상시키는 데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 따른 투석기에 의해 달성된다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 투석기는 유체 시스템의 결합, 특히 카세트의 결합을 위한 결합면과, 결합면에 배치되어 유체 시스템의 액츄에이터 영역을 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함한다. 본 발명에 따르면, 액츄에이터를 가열하기 위한 가열소자(heating element)가 설치되어 있으므로, 그 액츄에이터를 통하여 유체 시스템의 액츄에이터 영역에서 액체를 가열할 수 있다.
하여간 액츄에이터 영역에 액츄에이터를 결합시키는데 필요로 하는 표면은 본 발명에 의해 유체 시스템 내의 액체를 가열하는 데 사용된다. 이에 의해, 유체 시스템의 가열 가능한 표면이 증대되므로, 유체 시스템은 보다 컴팩트한 구조를 가질 수 있게 된다. 이와 관련하여, 액츄에이터는 유체 시스템의 액츄에이터 영역에 결합됨으로써, 유체 시스템의 액츄에이터 영역 내에 존재하고 또는 이 영역을 통해 흐르는 액체를 가열한다. 이와 관련하여, 가열소자는 액츄에이터를 직접 또는 간접적으로 액츄에이터를 가열할 수 있다.
이와 관련하여, 유체 시스템의 액츄에이터 영역은 특히, 투석기의 결합면에 배치된 액츄에이터에 의해 이동될 수 있는 가요성 필름(flexible film)이다. 이와 관련하여, 가요성 필름은 특히, 유체 시스템의 절결부(cut-out) 안으로 밀어 넣어질 수 있고 또한 그 절결부로부터 인출될 수 있다. 이와 관련하여, 액츄에이터 영역은 투석기의 결합면에 결합될 수 있는 카세트 측에 배치되는 것이 유리하다. 이러한 카세트에 의해, 컴팩트한 구조와 간단한 작동을 도모할 수 있다.
유리하게는, 가열소자는 능동가열소자(active heating element)이며, 그 출력은 적어도 스위치 온(ON)·오프(OFF)에 의해 조절될 수 있다. 특히, 가열소자는 전기가열소자(electric heating element)일 수 있다. 그러나, 그 대신에, 가열소자는 수동가열소자(passive heating element)를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 가열소자는 투석기의 또 다른 구성부들의 폐열을 회수하여 액츄에이터에 전달하는 열전도성 부재일 수 있다. 수동가열소자 및 능동가열소자의 조합 또한 선택적으로 생각할 수 있다.
더 유리하게는, 본 발명에 따라 액츄에이터 및/또는 가열소자의 온도 측정을 위한 온도센서가 마련된다. 이에 의해, 온도센서는 액츄에이터의 온도 조정을 가능하게 한다.
더 유리하게는, 투석기는 가열소자를 제어하기 위한 가열 제어기(heating controller)를 포함한다. 이와 관련하여, 가열소자의 제어는 온도센서의 출력신호에 기초하여 행해지는 것이 유리하다. 이와 관련하여, 가열 제어는 특히, 가열소자 및/또는 액츄에이터의 온도 및/또는 액츄에이터 영역 내의 액체에 기초하여 행해질 수 있다.
특히, 본 발명은 유압식(hydraulically)으로 작동되는 액츄에이터에 사용된다. 이와 관련하여, 본 발명에 따라, 가열소자가 액츄에이터의 구동을 위해 유압 유체(hydraulic fluid)를 가열하는 것이 제공되어 있다. 이에 의해, 유체 시스템의 액츄에이터 영역 내의 액체는 액츄에이터를 구동하는 유압 유체를 통해 가열될 수 있다.
이와 관련하여, 더 유리하게는, 액츄에이터는 유압 유체에 의해 움직이는 가요성 멤브레인(flexible membrane)을 포함한다. 이와 관련하여, 가요성 멤브레인은 실질적으로, 유체 시스템의 액츄에이터 영역을 이동시키는 플런저(plunger)처럼 작용한다.
이와 관련하여, 유리하게는, 가요성 멤브레인은 유체 경로를 갖는 액츄에이터 영역과 접촉된다. 이와 관련하여, 유체 경로를 갖는 액츄에이터 영역은 가요성 멤브레인과 접촉되는 가요성 필름이다.
유리하게는, 가열소자가 유압 유체로부터 전기적으로 절연되는 것이 제공되어 있다. 이에 의해, 첫 번째의 절연은 투석기와 유체 시스템 사이에 형성된다.
더 유리하게는, 가요성 멤브레인이 전기적으로 절연되는 것으로 설계되는 것이 제공되어 있다. 이에 따라, 투석기와 유체 시스템 사이의 두 번째의 절연은 액츄에이터의 가요성 멤브레인에 의해 형성된다.
이와 관련하여, 액츄에이터의 가요성 멤브레인은 특히, 실리콘 매트(silicone mat)로 설계될 수 있다. 이와 관련하여, 실리콘 매트는 열전도성이 좋지만 전기절연성을 갖도록 설계되어 있는 것이 유리하다.
더 유리하게는, 가열소자가 유압 펌프(hydraulic pump) 또는 유압 라인(hydraulic line)에 배치되어 있는 것이 제공되어 있다. 이에 따라, 가열소자는 액츄에이터의 유압 유체를 가열할 수 있다. 이와 관련하여, 가열된 유압 유체는 유압 펌프를 통해 가요성 멤브레인에 전달될 수 있다.
더 유리하게는, 온도센서가 액츄에이터의 온도를 결정하기 위해 유압 유체의 온도를 측정하는 것이 제공되어 있다. 이에 따라, 가열소자는 유압 유체의 온도를 조정하도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따라, 액츄에이터는 액체를 이동시키고 또한 유체 시스템의 유체 경로를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 바람직한 실시형태에서는, 액츄에이터가 유체 시스템의 펌프 멤브레인을 이동시키기 위한 펌프 액츄에이터이다. 이와 관련하여, 유리하게는, 펌프 액츄에이터는 유체 시스템의 펌프 챔버(pump chamber)의 펌프 멤브레인을 이동시키는 반면, 액체는 유체 시스템을 통하여 이동될 수 있다. 이와 관련하여, 비교적 큰 결합면(coupling surface)이 이용될 수 있고, 그 결합면을 통하여 유체 시스템의 펌핑 영역 내의 액체를 가열할 수 있다. 또한, 그 액체는 펌핑 중에 이동된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 투석기는 유체 시스템의 부동(不動) 가열 영역(unmoved heating region)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 투석기의 액츄에이터를 통하여 본 발명에 따라 액체를 가열하는 것 이외에 추가의 가열소자가 이용될 수 있다. 가열소자는 예를 들면, 유체 시스템의 가열백(heating bag) 또는 카세트의 가열 영역에 결합되는 공지의 히터소자일 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명에 따라 가열될 수 있는 액츄에이터가 가열 영역으로 흐르는 유체를 예열(preheat)하기 위해 사용되는 것이 유리하다. 특히 매우 차가운 유체를 이용함으로써, 본 발명에 따른 액츄에이터가 유체 시스템 내의 액체를 최소 온도로 가열하는 가열 영역을 경감(relieve)시킬 수 있다.
이와 관련하여, 액츄에이터의 가열소자는 투석기의 가열 제어기를 통하여 제어되는 것이 유리하며, 이 가열 제어기는 다른 가열소자도 제어한다. 이와 관련하여, 유리하게는, 이러한 제어는 유체 시스템 내의 액체의 온도를 측정하는 센서에 기초하여 행해진다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 투석기와 유체 시스템으로 되는 장치를 포함한다. 이와 관련하여, 유체 시스템은 특히, 투석기의 결합면에 결합될 수 있는 카세트이다. 이와 관련하여, 카세트의 액츄에이터 영역은 본 발명에 따른 액츄에이터를 통하여 가열될 수 있는 것이 유리하다.
또한, 본 발명은 투석기의 결합면에 유체 시스템, 특히 카세트를 결합하는 단계; 그 결합면에 배치된 액츄에이터에 의해 유체 시스템의 액츄에이터 영역을 이동시키는 단계; 및 액츄에이터를 통하여 유체 시스템의 액츄에이터 영역 내에 존재하는 액체를 가열하는 단계; 를 포함하는 투석기의 작동방법을 포함한다. 투석기에 관하여 이미 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 방법에 의해 동일한 이점이 얻어진다. 이와 관련하여, 유체 시스템의 액츄에이터 영역은 특히, 유체 시스템 내의 액체를 가열하는 데 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 유리하게는, 상기한 방법은 투석기에 관하여 이미 설명한 바와 같이 행해진다. 이와 관련하여, 이 방법은 특히, 상술한 바와 같은 투석기를 작동시키기 위한 방법이다.
도 1은 자동복막투석치료의 전형적인 진척 상황을 나타내는 3개의 도면이다.
도 2는 복막투석장치의 개략도이다.
도 3은 복막투석장치를 투석기와 유체 시스템으로 분할한 상태의 개략도이다.
도 4는 카세트의 제1 실시형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 카세트의 제2 실시형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 투석기의 제1 실시형태의 사시도이다.
도 7은 복막투석장치의 제1 실시형태의 플로우 챠트이다.
도 8은 투석기의 제2 실시형태의 사시도이다.
도 9는 복막투석장치의 제2 실시형태의 플로우 챠트이다.
도 10은 복막투석장치의 제2 실시형태에서의 카세트의 결합 상태도이다.
도 11은 펌프 액츄에이터의 제1 실시형태를 나타낸 도면이다.
도 12는 카사세트의 펌핑 영역과 펌프 액츄에이터의 결합 상태도이다.
도 13은 제어기의 일 실시형태의 디자인의 개략도이다.
도 14는 본 발명에 따른 가열 가능한 액츄에이터의 제1 실시형태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 실시형태 및 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명이 사용되는 투석기의 기능에 관하여 아래에 일반적으로 설명한다. 이와 관련하여, 본 실시형태에서의 투석기는 복막투석기이다. 그러나, 아래에 설명하는 구성부들은 혈액투석기에 대하여 동일한 방식 또는 유사한 방식으로 사용될 수 있다.
복막투석은 좋은 혈액 공급을 갖는 환자의 복막이 신체에 맞는 필터 멤브레인(filter membrane)로서 사용되는 인공 혈액투석의 종류이다. 투석액은 이러한 목적을 위해 카테터(catheter)를 통해 복강(abdominal cavity)에 주입된다. 그러면, 삼투현상의 원리에 따라, 혈액의 요소 성분(urea component)이 복막을 통하여 복강에 존재하는 투석액으로 확산된다. 특정한 체류시간(dwell time) 후에는, 요소 성분을 지닌 투석액은 복강으로부터 다시 제거된다.
자동복막투석에 있어서, 투석기는 복강 안으로의 신선한 투석액의 주입과 소모된 투석액의 제거를 제어하여 감시한다. 이와 관련하여, 사이클러(cycler)라고도 불리우는 이러한 투석기는 대체로, 밤 사이에, 즉 환자가 잠자고 있는 동안 수 회 복강에 삽입되고 그 복강으로부터 제거된다.
도 1a 내지 도 1c에는, 투석기에 의해 실행되는 것 같은 3가지 다른 방법 과정이 나타내져 있다. 이와 관련하여, 이러한 과정들 중 하나 이상은 대개는, 투석기의 제어기에 저장된다. 이와 관련하여, 저장된 과정들은 대체로 환자에게 적응시키는 것이 가능하다.
도 1a 내지 도 1c에 있어서, 환자의 복강에 각각 존재하는 투석량 V는 시간 t에 걸쳐 주입된다. 이와 관련하여, 도 1a는 밤 사이에 정상적인 자동복막투석치료의 진척 상황을 나타낸 것이다. 치료 시작 시에, 먼저 초기의 유출(outflow)(5)이 일어나고 그것을 통해 하루 동안 환자의 복강에 잔류되어 있던 투석액이 제거된다. 다음으로, 복수의 치료 사이클(1), 즉 도 1a에서, 3개의 연속 치료 사이클(1)이 일어난다. 이와 관련하여 각 치료 사이클은 유입 단계(inflow phase)(2), 체류 단계(dwell phase)(3) 및 유출 단계(outflow phase)(4)를 포함한다. 이와 관련하여, 특정 용량의 신선한 투석액 유체가 유입 단계(2) 동안에 환자의 복강에 주입된다. 이와 관련하여 최대 허용되는 투석액의 양은 환자에 따라 대략 1.5∼3ℓ에 달한다. 그러면, 신선한 투석액이 특정 체류 시간(3) 동안 복강에 있게 된다. 이와 관련하여 체류 단계는 몇 시간 지속된다. 다음으로, 소모된 투석액은 유출 단계(4)에서 복강으로부터 다시 제거된다. 다음으로, 새로운 치료가 시작된다. 이 치료는 최종 유입(6)으로 종료되고, 그에 의해 특정 량의 신선한 투석액이 환자의 복강에 주입된다. 다음으로, 그 신선한 투석액은 하루 동안 환자의 복강에 남아 있게 된다.
이와 관련하여, 밤 사이에 일어나는 각 치료 사이클(1)은 투석기의 제어기에 의해 자동 제어된다. 마찬가지로, 최초 유출과 최종 유입은 투석기에 의해 자동 제어될 수 있다. 이 대신에, 이들 과정은 오퍼레이터 또는 환자에 의해 수동으로 작동된다.
소위 타이들 치료(tidal treatment)가 도 1b에 나타내져 있다. 이 또한 최초 유출(5)과 최종 유입(6)으로 시작된다. 기본 사이클(base cycle)(7)이 더 제공되며, 이는 복수의 타이들 사이클(tidal cycle)(8)로 분할된다. 이와 관련하여, 최초에 기본 유입 단계(base inflow phase)(2')가 제공된다. 그러나, 체류 시간(3) 이후에는, 완전한 투석액 용량이 복강으로부터 더 이상 제거되지 않지만, 오히려 복강 내에 존재하는 일정량의 투석액만 제거된다. 다음으로, 이 투석액은 그에 상당하는 용량의 신선한 투석액으로 교체된다. 추가의 체류 사이클 이후에는, 복강에 존재하는 전체 투석액이 제거되지 않는 추가의 타이들 치료가 실시될 수 있다. 기본 사이클(7)의 종료 시에는, 투석액 전체가 바로 제거되는 기본 유출 단계(base outflow phase)(4')가 실시된다. 이와 관련하여, 1개의 기본 사이클(1)만이 도 1b에 나타내져 있다. 그러나, 이 대신에, 복수의 기본 사이클도 제공할 수 있다.
소위 PD 플러스 치료(PD plus treatment)에 의한 복막투석치료의 과정이 도 1c에 나타내져 있다. 이와 관련하여, 예를 들면 도 1a 또는 도 1b에 따라 행해질 수 있는 통상의 복막투석치료가 밤 사이(9)에 실시된다. 그러나, 추가적인 PD 플러스 치료는 하루 동안 더 제공됨으로써, 소모된 투석이 유출 단계(5')에서 제거되어 유입 단계(6')에서 신선한 투석액으로 교체된다. PD 플러스 치료에 있어서, 정상적인 야간의 복막투석치료는 하루 동안 하나 이상의 추가적인 치료 사이클과 조합된다. 이와 관련하여, 야간 치료 과정은 투석기에 의해 자동으로 습관처럼 실행된다. 마찬가지로, 하루 동안의 치료 사이클은 투석기를 통하여 실행되어 감시된다.
전형적인 복막투석기의 디자인이 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 복막투석기는 신선한 투석액이 들어 있는 용기(container)(10)와 사용한 투석액을 위한 유출구(20)를 포함한다. 신선한 투석액을 환자의 복강에 주입하거나, 다 사용한 투석액을 환자의 복강으로부터 제거하기 위해 환자의 카테터에 연결할 수 있는 커넥터(30)가 더 설치되어 있다. 이와 관련하여, 신선한 투석액이 들어 있고, 사용한 투석액을 위한 유출구(20) 및 환자에 연결하기 위한 커넥터(30)를 구비하는 용기(10)는 유체 경로(100)를 통하여 서로 연결되고 이들과 함께 복막투석장치의 유체 시스템을 형성한다. 사이클러라고도 불리우는 투석기(40)는 복막투석치료를 실시하기 위해 마련된 것이다. 이와 관련하여, 투석기(40)는 다음과 같이 주요 구성부를 포함한다.
- 유체 수송용 펌프(50)
이와 관련하여, 펌프(50)는 신선한 투석액을 용기(10)로부터 커넥터(30)에 전달한다. 펌프(50)는 소모된 투석액을 커넥터(30)에서 유출구(20)로 더 전달시킨다.
- 유체 흐름 제어용 밸브(70)
밸브(70)는 용기(10), 커넥터(30) 및 유출구(20) 사이에 상응하는 유체 연결부를 확립하기 위해 유체 경로(100)를 개폐한다.
- 신선한 투석액을 환자에게 공급하기 전에 대략 37℃의 온도로 가열하는
가열부(60)
비교적 다량의 투석액이 복막투석시에 환자의 복강에 직접 공급되므로, 가열부(60)는 환자가 너무 춥지 않도록 함과 함께 너무 차가운 투석액에 의한 불쾌감을 회피하도록 하기 위해 필요하다.
- 적당한 치료절차를 감시 및/또는 제어할 수 있는 센서(80)
이와 관련하여, 특히 온도센서를 사용할 수 있다. 선택적으로는, 압력 센서를 더 사용할 수 있다.
이와 관련하여, 투석기(40)의 모든 구성부는 제어기(90)를 통해 제어된다. 이와 관련하여, 특히 제어기(90)는 센서(80)의 데이터에 기초하여 펌프(50), 가열부(60) 및 밸브(70)를 제어한다. 이와 관련하여, 제어기(90)는 복막투석의 자동과정을 제공한다. 이와 관련하여, 제어기(90)는 환자에 공급되고 또한 환자로부터 제거되는 유체량의 균형을 맞추는 천칭(balance)(95)을 중요한 구성부로서 포함한다.
이와 관련하여, 천칭(95)은 펌프(50)에 대한 제어 데이터 및/또는 센서 데이터에 기초하여 단독으로 실행할 수 있다. 그 대신에, 천칭은 별도로 마련된 밸런싱 챔버(balancing chamber)를 통해서 실행할 수도 있다. 마찬가지로 균형 저울(scale for the balancing)을 이용하는 것이 가능하다. 이러한 균형 저울은 예를 들면 신선한 투석액이 들어 있는 용기(10) 및/또는 사용한 투석액이 들어 있는 용기(20)의 무게를 재는 것이다.
투석액이 복막투석시에 복강을 통하여 환자에게 직접 투여되므로, 엄격한 무균성이 준수되어야 한다. 따라서, 신선한 투석액 및/또는 사용한 투석액과 접촉하게 되는 유체 경로 또는 유체 시스템은 대개는 일회용 부품(disposable parts)으로 설계된다. 이와 관련하여, 유체 경로 또는 유체 시스템은 특히 플라스틱 부품으로 설계된다. 그래서, 이러한 부품은 무균성 겉포장(sterile outer packaging)으로 보급되고 치료 전에 간단히 겉포장만을 풀 수 있다.
그럼에도 불구하고, 투석기(40)에 의해 복막투석의 제어를 유효하게 하려면, 유체 시스템은 투석기(40)에 결합할 필요가 있다. 이와 관련하여, 도 3에는 투석기(40)의 개별 구성부를 유체 시스템의 대응하는 영역에 결합하는 방법이 개략적으로 도시되어 있다.
이와 관련하여, 투석기(40)는 가열소자(61)를 갖는다. 이 가열소자는 유체 시스템의 대응하는 가열 영역(62)에 결합되어야 한다. 이와 관련하여, 이러한 결합은 가열소자(61)로부터 가열 영역(62)에 존재하는 투석액까지 열 에너지의 전달을 가능하게 한다.
또한, 투석기(40)는 유체 시스템의 펌프 영역(52)에 결합되는 하나 이상의 펌프 액츄에이터(51)를 갖는다. 이와 관련하여, 펌프 액츄에이터(51)는 펌프 영역(52)에 전달되는 펌프력을 발생시킨다. 이에 의해, 펌프 영역(52)에 존재하는 액체는 유체 경로를 따라 이동될 수 있다.
또한, 투석기는 하나 이상의 밸브 액츄에이터(71)를 갖는다. 이 밸브 액츄에이터는 유체 경로의 대응하는 밸브 영역(72)에 전달되는 폐쇄 움직임(closing movement)을 생기게 한다. 이에 의해, 유체 경로의 밸브 영역(72)은 그에 상응하여 폐쇄되거나 개방될 수 있다.
또한, 투석기(40)는 하나 이상의 센서(81)를 갖는다. 이 센서는 유체 시스템의 대응하는 센서영역(82)에 결합된다. 이에 의해, 센서(81)는 투석액의 특정 성질을 측정한다. 이에 의해, 특히 투석액의 온도를 측정할 수 있다. 유체 시스템 내의 압력을 결정하는 것을 더 제공할 수 있다.
투석기는 당연히 선택적으로, 유체 경로에 결합될 필요가 없는 또 다른 액츄이터 및/또는 센서를 구비한다.
이하, 실시예를 참조하여 복막투석장치의 개별 구성부에 관하여 상세히 설명한다.
1. 유체 시스템
1.1 투석용기
신선한 투석액은 대체로 플라스틱 백 내에 공급된다. 이러한 플라스틱 백은 대체로, 가장자리 영역(marginal region)에서 서로 결합되는 2층의 플라스틱 필름(plastic film)을 갖는다. 호스부재(hose element)는 대체로 투석용기에 결합되어, 상기 백으로부터 투석액을 제거할 수 있다. 이 호스부재에는 대체로 커넥터가 배치됨으로써, 투석용기를 다른 유체경로에 연결할 수 있다. 또한, 백은 대체로, 호스부재에 대향하여 배치된 측면에 절결부(cut-out) 또는 작은 구멍(eyelet)을 갖고 그것에 의해 후크(hook)에 매달려질 수 있다. 이에 의해, 투석액이 문제없이 백으로부터 흘러나오게 보장할 수 있다.
투석액은 대체로, 완충액(buffer), 삼투제(osmotic agent) 및 전해질을 포함한다. 이와 관련하여, 완충액으로서는, 예를 들면 중탄산염을 사용할 수 있다. 그 대신에, 글루코스 중합체(glucose polymer) 또는 글루코스 중합체 유도체 또한 사용될 수 있다. 전해질은 대체로 칼슘과 나트륨을 포함한다.
이와 관련하여, 전해질을 가열 살균할 수 있다. 이는, 투석액이 백에 충진된 후에 실시하는 것이 유리하다. 이에 의해, 투석액과 백 양쪽을 가열 살균할 수 있다. 이와 관련하여, 충진된 백은 대체로 겉포장에 먼저 포장되어 있으므로, 전체 시스템을 살균할 수 있게 된다.
완성된 투석용액(finished dialysate solution)을 구성성분에 따라 장시간 동안 가열 살균하거나 저장할 수 있으므로, 투석액의 개개의 성분을 저장하고 나서 치료 직전에 결합시키도록 할 수 있다. 이와 관련하여, 첫번째의 개별 용액(individual solution)은 대체로 완충액을 포함하는 반면, 두번째의 개별 용액은 글루코스와 전해질을 포함한다. 선택적으로는, 2개 이상의 개별 용액과 그에 따른 2개 이상의 영역을 백 안에 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 개별 용액의 저장을 위한 복수의 개별적인 영역을 갖는, 다중 챔버(multi-chamber) 백, 특히 이중 챔버 백을 마련할 수 있다. 이러한 영역은 연결부재에 의해 분리되며, 이 연결부재는 개별 용액을 서로 혼합하기 위해 기계적으로 개방될 수 있다. 이와 관련하여, 소위 필시임(peel seam)이 백의 2개의 영역 사이에 마련되어 그 영역들 중 적어도 하나의 영역에 특정 압력이 인가되면 개방된다.
비교적 다량의 투석액이 야간의 복막투석치료 중에 소모되므로, 대체로 복수의 투석용기를 병행하여 사용한다. 이 투석용기들은 대응하는 커넥터를 통하여 유체 경로에 연결되며 밸브의 상응하는 연결부에 의해 환자에게 주입하기 위해 사용될 수 있다.
1.2 유출구
소모된 투석 유체를 폐기하기 위해, 그 투석 유체를 배수 시스템으로 바로 인도하거나 혹은 유출 용기 내에 회수하거나 할 수 있다. 이와 관련하여, 백이 대체로 유출 용기로서 사용될 수 있다. 그 백은 치료 시작 전에 비워져서 소모된 투석액을 담을 수 있다. 다음으로, 백은 치료 종료 후에 그에 상응하여 폐기될 수 있다.
1.3 카세트
이미 처음에 설명한 바와 같이, 유체 시스템은, 투석기가 유체 시스템에 영향을 주어야 하는 복수의 영역을 갖는다. 이 유체 시스템은 이러한 목적을 위해 투석기에 결합될 필요가 있다.
카세트는 투석기에의 유체 경로의 결합과 유체 경로에 미치는 투석기의 대응하는 구성부들의 영향을 간소화하는데 사용된다. 투석기가 유체 경로에 영향을 미치는 복수의 영역은 이러한 카세트에 함께 배치된다. 이러한 목적을 위해, 카세트는 대체로, 플라스틱으로 된 경질부(hard part)를 구비하고, 이 경질부에 일측면으로 열리는 챔버들이 유체 경로로서 도입된다. 이러한 복수의 챔버는 투석기에 결합부를 제공하는 가요성 플라스틱막(flexible plastic film)에 의해 덮여진다. 이와 관련하여, 가요성 플라스틱막은 대체로, 가장자리 영역에서 상기 경질부에 결합된다. 카세트는 투석기의 결합면에 의해 압착됨으로써, 투석기의 액츄에이터 및/또는 센서가 카세트의 대응하는 영역과 접촉하게 된다.
또한, 카세트는 투석기(1), 커넥터(30) 및 유출구(20)를 연결하기 위한 연결부들을 구비한다.
이와 관련하여, 카세트는 대체로, 적어도 하나의 펌프 영역과 하나 이상의 밸브 영역을 포함한다. 이에 따라, 액체 수송은 카세트를 통하여 유체 시스템에 의해 제어될 수 있다. 카세트는 유체 시스템에 투석기의 센서들을 간단히 결합할 수 있게 하는 센서 영역들을 더 구비한다. 카세트는 선택적으로, 투석기의 대응하는 가열소자들에 결합될 수 있는 하나 이상의 가열 영역을 더 구비할 수 있다.
카세트의 제1 실시형태는 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 제1 실시형태는 유체 경로 및 결합 영역이 대응하는 절결부, 챔버 및 통로로서 도입되는, 플라스틱으로 되는 경질부(101)를 구비한다. 이와 관련하여, 그 경질부는 예를 들면, 사출성형부품 또는 심가공(deep drawing)부품으로서 제조될 수 있다. 경질부(101)의 결합면(coupling plane)은 가장자리 영역에서 그 경질부에 결합되는 가요성 필름(flexible film)(102)에 의해 덮여진다. 가요성 필름(102)은 카세트를 투석기의 결합면에 의해 압착시킴으로써 경질부에 의해 압착된다. 카세트 내의 유체 경로들은 경질부의 웨브 영역(web region)으로 가요성 필름을 압착함으로써 유체 기밀(fluid tight) 방식으로 서로 분리되어 있다.
카세트는 다른 유체 경로들에 카세트를 연결하기 위한 연결부들을 구비한다. 한편, 유출구(20)에 연결하기 위한 연결부(21) 뿐만 아니라 커넥터(30)에 연결하기 위한 연결부(31)가 마련되어 있다. 이러한 연결부에는 도 4a에 도시하지 않은 대응하는 호스부재가 설치될 수 있다. 또한, 카세트는 투석액 용기(10)에 연결하기 위한 복수의 연결부(11)를 구비한다. 이와 관련하여, 연결부(11)는 제1 실시형태에 있어서 대응하는 커넥터 부재들이 연결될 수 있는 연결부들로서 설계된다.
연결부들은 각각의 경우에 있어서 카세트 내의 유체 경로들과 연관되어 있다. 이러한 유체 경로들에는 밸브 영역들이 형성되어 있다. 이러한 밸브 영역들에는, 가요성 필름(102)이 기계측(machine side)에서 밸브 액츄에이터를 통하여 경질부(101)에 압착될 수 있어 대응하는 유체 경로가 차단된다. 이와 관련하여, 카세트는 각각의 연결부를 위한 대응하는 밸브를 구비함으로써 이러한 연결부가 개폐될 수 있다. 이와 관련하여, 밸브(V10)는 유출구(20)용 연결부(21)와 관련되며, 밸브(V16)는 환자 커넥터(30)용 연결부(31)와 관련된다. 밸브(V11∼V16)는 투석액 용기(10)용 연결부(11)와 관련된다.
펌프 챔버(53, 53')는 카세트에 더 설치되어, 그것을 통해 투석기의 대응하는 펌프 액츄에이터를 구동시킬 수 있다. 이와 관련하여, 펌프 챔버(53, 53')는 가요성 필름(102)에 의해 덮여지는 경질부(101) 내의 오목한 절결부(concave cut-out)이다. 이제 가요성 필름은 펌프 챔버(53, 53')에 압착되거나 투석기의 펌프 액츄에이터에 의해 다시 펌프 챔버로부터 인출된다. 이에 의해, 카세트를 통한 펌프 흐름은 펌프 챔버(53, 53')의 유출구와 유입구를 연결하는 밸브(V1∼V4)와 상호작용하여 발생될 수 있고 도 4a에 도면부호 73으로 표시되어 있다. 이와 관련하여, 펌프 챔버들은 대응하는 밸브 회로들을 통해 카세트의 모든 연결부에 연결될 수 있다.
카세트에는 가열 영역(62)이 더 통합된다. 이 영역에 있어서, 카세트는 이러한 영역을 통하여 흐르는 투석액을 가열하는 투석기의 가열소자와 접촉하게 된다. 이와 관련하여, 가열 영역(62)은 가열 영역(62)에 걸쳐 나선형으로 퍼지는 투석액에 대한 통로를 구비한다. 이와 관련하여, 이 통로는 가요성 필름(102)에 의해 덮여지는 경질부의 웨브(web)(64)에 의해 형성된다.
이와 관련하여, 가열 영역(62)은 카세트의 양측에 형성된다. 가요성 필름은 또한 이러한 목적을 위해 카세트의 하부측의 가열 영역 내의 경질부에 배치된다. 이와 관련하여, 가요성 필름은 또한 가장자리 영역 내의 경질부에 결합된다. 마찬가지로, 그 하부측에는 통로가 배치되어 투석액이 그 통로를 통하여 흐른다. 이와 관련하여, 하부측과 상부측의 통로는 상부측과 하부측을 분리하고 통로벽을 형성하는 웨브가 아래쪽과 위쪽으로 향하는, 경질부의 중간 플레이트(middle plate)에 의해 형성된다. 이와 관련하여, 먼저 투석액은 중간 플레이트를 통하여 개구(aperture)(65)까지 상부측으로 나선형으로 흐르게 되고, 이 중간 플레이트로부터 투석액이 대응하는 통로를 통하여 하부측으로 역류(flow back)된다. 따라서, 유체를 가열하는데 사용될 수 있는 가열 표면은 상부측과 하부측에 마련된 가열 영역에 의해 확장될 수 있다. 그러나, 하나의 가열 영역이 카세트의 일측에만 배치되는 카세트의 실시형태 또한 가능하다.
또한, 가열소자가 카세트에 통합되는 카세트의 실시형태들이 가능하다. 특히, 이와 관련하여, 가열코일과 같은 전기가열소자를 카세트의 경질부 안에 주조(cast)할 수 있다. 이에 따라, 기계측의 가열소자를 생략할 수 있고 관류형 가열부(throughflow heating)를 카세트에 통합할 수 있다. 이와 관련하여, 전기가열소자의 접속을 위해 카세트에 전기접점이 배치된다.
또한, 카세트는 투석기의 온도센서들을 카세트에 결합시킬 수 있는 센서 영역(83, 84)을 구비한다. 이와 관련하여, 온도센서들은 가요성 필름(102) 위에 놓여짐으로써, 아래에 배치된 통로를 통하여 흐르는 액체의 온도를 측정할 수 있다. 이와 관련하여, 2개의 온도센서(84)가 가열 영역의 유입구에 배치된다. 환자에게 펌핑되는 투석액의 온도를 측정하는 온도센서(83)는 환자측에 있는 배출구에 설치된다.
카세트에 관한 제2 실시형태가 도 5에 도시되어 있다. 이와 관련하여, 카세트는 제1 실시형태의 디자인에 있어서 실질적으로 상응하지만, 어떠한 가열 영역도 포함하지 않는다. 이러한 카세트의 사용시에, 제1 실시형태에 도시한 바와 같이 가열은 카세트에 통합된 가열 영역을 통하여 일어나는 것이 아니라, 오히려 투석기의 가열 플레이트 위에 놓여지는 예컨대 가열백을 통하여 일어난다.
도 5에 도시한 카세트의 제2 실시형태는 V1∼V16까지 연속적으로 마찬가지로 번호를 붙인 밸브 영역을 통하여 개폐될 수 있는 유체 경로를 구비한다. 또한, 카세트는 유체 시스템의 또 다른 구성부에 연결하기 위한 연결부들을 구비한다. 이와 관련하여, 유출구(20)에 연결하기 위한 연결부(21)가 제공되며, 환자에게 커넥터(30)를 연결하기 위한 연결부(31)가 제공된다. 또한, 투석액 용기(10)를 연결하기 위한 연결부(11)가 더 제공된다.
제1 실시형태와 달리, 제2 실시형태의 카세트는 가열백의 연결을 위한 또 다른 연결부(66)를 구비한다. 이와 관련하여, 액체는 투석액 용기(10)로부터 유체의 가열을 위한 연결부(66)를 통하여 가열백으로 펌핑될 수 있다. 이러한 가열백은 가열소자 위에 놓여짐으로써, 가열백에 존재하는 유체를 가열할 수 있다. 그 결과, 유체는 가열백으로부터 환자에게 펌핑된다.
펌프 챔버(53, 53') 및 밸브(V1∼V4)는 디자인과 기능에 있어서 제1 실시형태에서의 대응하는 구성부들에 대응한다.
제1 실시형태와 달리, 제2 실시형태의 카세트는 온도센서의 연결을 위한 어떠한 센서 영역도 구비하지 않는다. 그것은 오히려 가열소자의 영역에 배치되어 있다. 그러나, 카세트는 펌프 챔버(53, 53') 내의 압력 측정을 위한 측정 영역(85, 86)을 구비한다. 이와 관련하여, 측정 영역(85, 86)은 펌프 챔버와 유체적으로 연통되고 마찬가지로 가요성 필름에 의해 덮여진다. 측정 챔버(85, 86) 및 그에 따른 펌프 챔버(53, 53') 내의 압력을 측정하는 장치측의 압력센서들은 측정 영역들에 결합될 수 있다.
유체 시스템의 또 다른 구성부에 대한 카세트의 연결부(11, 21, 31, 66)의 연결은 제2 실시형태에서 호스 연결부들을 통하여 행해진다. 호스 연결부들에는 커넥터들이 선택적으로 배치된다.
1.3 호스
시스템의 개별적인 용기, 카세트 및 환자 커넥터 사이의 연결은 대체로 호스 연결부를 통해 행해진다. 이들은 각각의 경우에 있어서 폐기가능한 물품이므로, 이와 관련하여 호스는 대체로, 적어도 일측에서 다른 구성부에 미리 견고하게 연결되어 있다. 호스는 예를 들면, 카세트의 하나 이상의 연결부에 미리 설치될 수 있다. 마찬가지로 호스는 이미 백과 유체적으로 연통된다.
1.4 연결부
유체 시스템은 대체로 복수의 부분으로 분할되며, 각각의 경우에 있어 무균 형태로 포장되어 있다. 먼저, 이러한 부분들은 치료를 위해 서로 연결되어 있어야 한다. 특히, 이와 관련하여, 카세트와 투석액 백 또는 복수의 백은 서로 별개로 포장되어 있다.
유체 시스템의 개별적인 구성부들 사이의 연결은 대체로 커넥터를 통하여 행해진다. 이 경우에 있어서, 커넥터는 개별적인 구성부들 사이에서 무균상태의 연결을 가능하게 하도록 설계되어 있다. 이는 예를 들면, 커넥터의 폐쇄시에 자동으로 개방되는 대응하는 보호막을 통해 실시된다.
이와 관련하여, 개별적인 구성부들의 연결은 오퍼레이터 또는 환자 자신에 의해 수동으로 행해질 수 있다. 그 대신에는, 개별적인 구성부의 연결을 투석기에 의해 행하는 것을 제공할 수 있다.
이러한 목적을 위해, 대응하는 커넥터들은 예를 들면, 투석기의 커넥터 수용부(connector receiver)에 놓여질 수 있고 투석기에 의해 함께 자동 결합될 수 있다.
또한, 시스템의 올바른 구성부들이 서로 연결되었는지를 감시하는 전기 제어부가 설치될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 구성부들을 식별하는 바코드 또는 RFID와 같은 식별수단(identification means)이 커넥터에 설치될 수 있다. 이와 관련하여, 투석기는 커넥터에 대해 식별수단을 검출하는 바코드 판독기 또는 RFID 검출유닛 등의 식별 수단 검출유닛을 포함한다. 이에 의해, 복막투석의 제어기는 올바른 커넥터가 삽입되었는지를 인식할 수 있다.
이와 관련하여, 이와 같은 유체 시스템의 올바른 조립의 점검은 특히 커넥터의 자동 연결과 겸비될 수 있다. 이에 따라, 시스템은 올바른 커넥터가 커넥터 수용부에 배치되었는지를 먼저 점검한다. 커넥터들 사이의 연결은 올바른 커넥터의 삽입시에 투석기에 의해서만 확립된다. 만약 그렇지 않으면, 투석기는 잘못된 커넥터가 삽입되었다는 사실에 대해 사용자의 주의를 환기시킨다.
2. 투석기
이하, 2가지 실시형태를 참조하여 투석기의 개별적인 구성부에 관하여 상세히 설명한다.
이와 관련하여, 투석기의 제1 실시형태는 카세트의 제1 실시형태를 사용하는 도 6에 도시되어 있다. 이와 관련하여, 투석기의 제1 실시형태와 카세트의 제1 실시형태로부터 얻어지는 복막투석장치가 도 7에 도시되어 있다.
투석기의 제2 실시형태는 카세트의 제2 실시형태를 사용하는 도 8에 도시되어 있다. 이와 관련하여, 투석기의 제2 실시형태와 카세트의 제2 실시형태로부터 얻어지는 복막투석장치가 도 9에 도시되어 있다.
한편, 이와 관련하여 2가지 실시형태는 가열부의 디자인, 투석기와 카세트 사이의 결합 및 액츄에이터와 센서의 디자인에 있어서 다르다.
2.1 가열부
새로운 투석액은 환자의 복강으로 전달되기 전에 신체 온도가 되도록 해야 한다. 투석기는 이러한 목적을 위해 대응하는 가열부를 구비한다.
이와 관련하여, 가열은 대체로 하나 이상의 가열소자를 통해 행해진다. 이와 관련하여, 가열소자는 예를 들면 세라믹 가열소자일 수 있다. 이러한 세라믹 가열소자에 의하면, 세라믹 캐리어(ceramic carrier)에 저항 스트립(resistance strip)이 적용된다. 가열 스트립(heating strip)은 그 세라믹 캐리어에 전압을 인가함으로써 가열되고, 이에 의해 세라믹 캐리어 재료 또한 가열된다. 이와 관련하여, 세라믹 가열소자는 대체로 가열 플레이트 위에 배치된다. 가열 플레이트는 예를 들면 알루미늄으로 제조될 수 있다. 유체 경로가 가열 플레이트에 결합됨으로써, 유체 경로에 존재하는 투석액이 가열될 수 있다.
유체를 가열하기 위해 2개의 다른 디자인이 사용 가능하다. 한편, 다량의 투석액을 먼저 가열하여 가열 단계 후에 환자에게 펌핑시킬 수 있다. 이러한 가열은 대체로 투석기의 가열 플레이트 위에 놓여지는 가열백을 통해 행해진다.
이와 관련하여, 가열백은 투석액을 제공하는 투석백일 수 있다. 그러나, 대체로 투석액을 가열하기 위해 펌핑되는 별개의 가열백이 사용된다. 투석액이 가열백에서 가열되면, 투석액은 그 가열백으로부터 환자에게 펌핑된다.
이러한 개념은 도 8 및 도 9에 도시한 투석기의 제2 실시형태에서 실현된다. 이와 관련하여, 가열 플레이트(68) 위에 놓이는 가열백(67)이 제공된다. 이와 관련하여, 가열 플레이트(68)는 복막 투석기의 상부측에 배치됨으로써 용이하게 접근 가능하다. 이와 관련하여, 가열백(67)은 라인(66')을 통해 카세트에 연결된다. 이와 관련하여, 카세트는 가열백(67)을 유체 시스템의 다른 구성부들에 연결시킬 수 있는 밸브(V5, V9, V15)를 구비한다. 이에 따라, 새로운 투석액은 투석액 용기(10)로부터 펌프 챔버를 통해 가열백(67)으로 펌핑될 수 있다. 따라서, 치료 시작시에, 먼저 가열백(67)에는 차가운 투석액이 충진된다. 다음으로, 가열백(67) 내의 투석액이 가열 플레이트(68)를 통해 신체 온도까지 가열된다. 그 결과, 투석액은 펌프 챔버를 통해 환자에게 펌핑된다. 이에 따라, 가열백(67)은 다시 충진됨으로써, 다음의 치료 사이클을 위해 필요로 하는 투석액의 양을 가열한다.
이와 관련하여, 가열백(67)과 접촉하고 그에 따라 가열백(67) 내의 투석액의 온도를 측정할 수 있는 온도센서(88)가 가열 플레이트(68)의 영역 내에 설치되는 것이 유리하다. 온도센서는 가열소자 또는 가열 플레이트의 온도를 측정하는 가열 플레이트 또는 가열소자에 더 설치될 수 있다. 대응하는 제어기는 가열 플레이트가 백의 재료를 위해 너무 뜨겁게 되지 않도록 확실하게 해준다.
가열백(67)은 부가적으로 유체 유동의 밸런싱(balancing) 기능을 맡는다. 그래서, 가열플레이트(68)는, 가열백(67)의 무게를 정할 수 있는 저울(scale)(87)의 일부 일 수 있다. 이에 의해, 가열 후에 환자에게 공급되는 유체량이 결정될 수 있다.
제2 실시형태에서 나타낸 가열백을 통하여 투석액을 가열하는 것 대신에, 환자에게 투석액을 펌핑하면서 투석액을 가열할 수도 있다. 이에 따라, 그 가열부는, 유체 경로를 통하여 투석액을 펌핑하는 동안에 유체 시스템을 통하여 이동되는 투석액을 가열하는 연속 유동식 워터 히터(continuous flow water heater)의 형태로 작용한다.
이러한 개념에서는, 투석기의 가열소자에 결합되는 투석액 통로가 마련된다. 투석액이 투석액 통로를 통하여 흐르는 동안, 투석액은 그렇게 작용하는 동안에 투석기의 가열소자로부터 열을 흡수한다.
이러한 개념은 도 6 및 도 7에 도시한 투석기의 제1 실시형태로 실행된다. 이와 관련하여, 가열 영역은 이미 위에서 제시하였던 바와 같이 카세트에 통합된다. 카세트를 투석기에 결합할 때에, 카세트의 가열 영역은 투석기의 가열소자와 열적으로 접촉하게 된다.
이와 관련하여, 가열소자는 마찬가지로 세라믹 가열소자로서 설계될 수 있고 카세트의 가열 영역에 결합되는 가열플레이트와 접촉하게 될 수 있다. 카세트에 대하여 이미 제시한 바와 같이, 가열 영역을 통하여 흐르는 투석액을 가열하는 각각의 가열플레이트는 가열 영역의 상부측과 하부측 양쪽에 접촉하여 있다.
각각의 온도센서 영역은 가열 영역의 유입구와 유출구 측에서 카세트 내에 마련되고 카세트의 결합에 의해 복막 투석액의 온도센서와 접촉하게 된다. 그래서, 가열 영역 내로 흐르는 투석액의 온도와 가열 영역 밖으로 흐르는 투석액의 온도는 온도센서(T1∼T3)에 의해 정해질 수 있다. 가열소자 및/또는 가열플레이트의 온도를 결정하는 온도센서(T4, T5)가 더 설치된다.
이와 관련하여, 적어도 2개의 가열소자를 사용하면, 그 가열소자가 110V의 공급전압과 마찬가지로 220V의 공급전압에서 실질적으로 같은 전력을 출력하도록 각각의 경우에서 서로 가열소자에 접속하게 할 수 있다. 이 목적을 위해, 2개의 가열소자는 110V에서는 병렬회로로 작동되는 반면, 220V의 공급전압에서 직렬회로로 작동된다. 이와 관련하여, 가열이 제1 또는 제2 실시형태에 따라 실시되는지에 관계없이 공급전압에 대한 이와 같은 가열소자의 접속 채택을 실행할 수 있다.
2.2 카세트의 결합
카세트의 대응하는 영역에 투석기의 액츄에이터 및/또는 센서를 결합시킬 수 있게 하기 위해서, 투석기는 카세트를 결합시킬 수 있는 결합면을 갖는 카세트 리시버(cassette receiver)를 구비한다. 투석기의 대응하는 액츄에이터, 센서 및/또는 가열소자는 그 결합면에 배치된다. 카세트는, 대응하는 액츄에이터, 센서 및/또는 가열소자가 카세트 내의 대응하는 영역과 접촉하게 되도록 상기한 결합면에 의해 압착된다.
이와 관련하여, 가요성 재료의 매트, 특히 실리콘 매트는 투석기의 결합면에 설치되는 것이 유리하다. 이는, 카세트의 가요성 필름이 카세트의 웨브 영역(web region)과 압착됨으로써 카세트 내에서 유체 경로들을 분리하는 것을 보장한다.
카세트의 가장자리 영역과 압착되는 결합면의 주변 가장자리(peripheral margin)가 마련되는 것이 더 유리하다. 이와 관련하여, 상기한 압착은, 결합면과 카세트 사이에 저압력(underpressure)이 형성되도록 기밀식(airtight manner)으로 행해지는 것이 유리하다.
또한, 결합면과 카세트 사이의 공간으로부터 공기를 펌핑할 수 있는 진공 시스템을 선택적으로 설치할 수 있다. 이에 의해, 카세트의 대응하는 영역과 복막 투석장치의 액츄에이터, 센서 및/가열소자와의 특히 양호한 결합이 가능하게 된다. 또한, 이러한 진공 시스템에 의해 카세트의 누설방지(leak tightness) 점검이 가능하게 된다. 이러한 목적을 위한 결합 후에 그에 상응하는 진공이 가해져서 이 진공이 유지되는지의 여부가 점검된다.
카세트의 압착은 예를 들면 공기학적으로 실행된다. 이를 위해, 대개는 압축공기가 충진되어 카세트를 결합면 위에 누르는 에어쿠션(air cushion)이 설치된다.
대체로, 카세트 리시버는 결합면과 반대측에 배치되어 카세트의 경질부가 삽입되는 수용면(receiver surface)을 구비한다. 수용면은 이러한 목적을 위해 대응하는 오목부(recess)를 구비하는 것이 유리하다. 다음으로, 카세트가 삽입된 수용면은 공기압착장치(pneumatic pressing apparatus)를 통하여 결합면 위에 압착될 수 있다.
이와 관련하여, 카세트의 삽입은 다른 방식으로 행해질 수 있다. 도 6에 도시한 투석기의 제1 실시형태에 있어서는, 이 목적을 위해 투석기로부터 이동될 수 있는 드로워(drawer)(11)가 마련된다. 카세트는 이러한 드로워에 삽입된다. 다음으로, 카세트는 드로워와 함께 투석기에 밀어진다. 그 때문에, 장치 내부에 배치되는 결합면과 카세트와의 압착이 이루어진다. 이와 관련하여, 카세트와 결합면은 먼저 서로를 향하여 기계적으로 이동되고, 그 다음으로 서로 공기학적으로 압착된다.
제2 실시형태에 따른 카세트(110)의 결합 관계는 도 10에 더 상세히 나타내져 있다. 결합면(130)은, 카세트가 결합면(130)의 정확한 위치에 배치될 수 있도록 도어(140)를 개방함으로써 자유롭게 접근될 수 있다. 이와 관련하여, 결합면(130)은 수직을 향하여 후방으로 기울어짐으로써, 더 용이한 결합이 가능하게 된다. 다음으로, 도어의 수용면이 카세트의 후면측과 접촉하게 되도록 도어(140)가 폐쇄될 수 있다. 이어서, 도어에 배치된 에어쿠션에 의해 압착이 행해진다. 또한, 결합면과 카세트(10) 사이에는 진공이 가해진다.
또한, 투석기의 제1 실시형태는 자동 연결을 위한 장치를 구비한다. 이러한 목적을 위해, 투석액 백(10)의 커넥터가 삽입되는 커넥터 리시버(112)가 마련된다. 다음으로, 커넥터 리시버(112)는 커넥터에 적용된 바코드를 판독하는 바코드 판독기가 설치되어 있는 장치로 이동된다. 이에 의해, 이 장치는 정확한 백이 삽입되었는지를 점검할 수 있다. 만일 정확한 백이라고 인식되면, 커넥터 리시버(112)는 완전히 안쪽으로 이동하고 나서, 백의 커넥터를 커넥터처럼 만들어진 카세트의 연결부(11)에 연결한다.
이에 반하여, 제2 실시형태에서는, 이러한 자동 연결은 생략되었다. 그러므로, 카세트의 연결부(11)에는 호스부가 배치되며, 이 호스부는 커넥터를 통하여 대응하는 백에 수동으로 연결하여야 한다.
2.3 펌프 액츄에이터
본 실시형태에서, 유체 시스템을 통한 액체의 펌핑은 카세트의 가요성 필름과 함께 펌프 챔버(53, 53')에 의해 형성되는 멤브레인 펌프(mambrane pump)에 의해 실행된다. 이와 관련하여 가요성 필름이 대응하는 펌프 액츄에이터에 의해 펌프 챔버측으로 압착되면, 유체는 펌프 챔버로부터 카세트의 유체 경로의 개방 영역으로 펌핑된다. 반대로, 이 유체는 유체 챔버로부터 가요성 필름을 끌어당김으로써 유체 경로로부터 펌프 챔버측으로 흡입된다.
이와 관련하여, 펌프 챔버측으로의 펌프 액츄에이터의 이동에 의해 펌프 행정(pump stroke)이 실시된다. 펌프 액츄에이터는 흡입 행정(suction stroke)을 위해 다시 펌프 챔버로부터 먼 쪽으로 이동된다. 이와 관련하여, 카세트의 가요성 필름이 펌프 액츄에이터를 수행하여 다시 펌프 챔버로부터 후퇴되는 카세트와 결합면과의 기밀 압착으로 인하여 저압력이 생긴다.
카세트의 가요성 필름과 펌프 액츄에이터와의 결합을 좋게 하기 위해서는, 진공 시스템을 더 설치할 수 있다. 이와 관련하여, 특히, 결합면과 카세트 사이의 대응하는 진공 설정을 통해, 흡입 행정 중에 가요성 필름이 펌프 챔버로부터 최대로 멀리 이동되는 힘을 설정할 수 있다.
이에 의해, 펌프의 흡입력은 매우 정밀하게 설정될 수 있다. 이에 반하여, 펌프력은 액츄에이터의 추력(thrust force)에 의해 설정된다.
이와 관련하여, 멤브레인 펌프가 흡입 행정과 펌프 행정으로 펌핑되는 유체량에 대한 고정밀성을 갖기 때문에 유체 흐름의 밸런싱은 각 행정의 계산에 의해 실행될 수 있다.
2.3.1 유압 구동( hydraulic drive )
도 11에는 펌프 액츄에이터의 제1 실시형태의 구조가 도시되어 있다. 이와 관련하여, 펌프 액츄에이터는 유압식으로(hydraulically)으로 움직이다. 이를 위해, 카세트의 가요성 필름에 배치되는 멤브레인(59)이 설치된다. 이와 관련하여, 멤브레인(59)은 예를 들면 실리콘으로 만들어질 수 있다. 멤브레인(59) 후방에는, 유압 유체(hydraulic fluid)로 충진될 수 있는 챔버(54)가 설치되어 있다. 챔버(54) 내에 과압력(overpressure)를 인가하게 되면, 가요성 필름을 갖는 멤브레인(59)은 카세트의 펌프 챔버(53)에 압착된다. 챔버(54)에 저압력을 인가하게 되면, 멤브레인(59)은 그 반대로 챔버(54)로 당겨진다. 가요성 필름과 멤브레인 사이의 저압력으로 인하여, 가요성 필름은 이러한 움직임을 수행함으로써 펌프 챔버(53)의 부피가 증가하게 된다. 이와 관련하여, 펌프 행정과 흡입 행정에 따른 펌프 과정(pump process)이 도 12b에 개략적으로 나타내져 있다.
펌프의 유압작동을 위해 유압 펌프(58)가 설치되어 있다. 유압 펌프(58)는 모터(57)를 통해 피스톤을 왕복 이동시킬 수 있는 실린더를 구비한다. 이에 의해, 유압 유체는 챔버(54)에 가압되거나 상응하는 연결라인을 통해 챔버(54)로부터 다시 흡입된다. 이와 관련하여, 유압 펌프(58) 쪽에 위치 인코더(position encoder)(56)가 설치되며 피스톤의 움직임은 그 위치 인코더를 통해 기록될 수 있다. 이에 의해, 유압 유체가 챔버(54)에 얼마나 많이 가압되었지, 그리고 그 챔버(54)로부터 얼마나 많이 제거되었는지를 판단할 수 있다. 유압 시스템 내의 압력을 측정하는 복수 개의 압력 센서(55)가 유압 시스템 측에 더 설치되어 있다. 한편, 압력 센서의 데이터가 위치 인코더(56)의 데이터와 비교될 수 있고, 이에 따라 유압 시스템의 누설 방지(leak tightness)를 점검할 수 있으므로, 압력 센서는 유압 시스템의 기능 점검을 가능하게 한다.
또한, 압력 센서는 카세트의 펌프 챔버(53) 내의 압력 결정을 가능하게 한다. 유압 펌프(58)가 움직이지 않으면, 챔버(54)와 펌프 챔버(53) 사이에 압력 밸런싱을 적용한다. 이와 같이 하여, 유압 유체의 압력은 펌프 챔버(53) 내의 압력에 상응한다.
도 12a에는 펌프 챔버(53)에 대한 펌프 액츄에이터의 결합 과정이 나타내져 있다. 이와 관련하여, 멤브레인(59)이 결합 준비를 위해 바깥쪽으로 아치(arch)형으로 되도록, 먼저 챔버(54) 내에 유압 유체를 채워넣는다. 이에 의해, 결합면과 카세트는 서로를 향해 이동됨으로써, 멤브레인(59)이 카세트의 가요성 필름을 펌프 챔버(53)에 압착시킨다. 결합면과 카세트의 압착 후에, 가요성 필름이 멤브레인의 이동을 뒤따르도록 멤브레인과 가요성 필름 사이의 공간은 바깥쪽으로 기밀하게 밀폐된다.
이와 관련하여, 도 11에 도시한 펌프 액츄에이터는 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 투석기의 제1 실시형태로 실행된다. 이와 관련하여, 2개의 펌프 챔버(53, 53')의 각각에 대하여 상응하는 펌프 액츄에이터가 각각 설치되어 있다.
2.3.2 전자기계 장치
그 대신에, 펌프 액츄에이터는 전기모터식으로 작동될 수도 있다. 이를 위해, 그에 상응하는 형상을 갖는 램(ram)이 설치되는데, 이는 전기모터, 특히 스텝 모터(stepped motor)를 통해 가요성 필름을 향하여 압착되게 하거나 그 가요성 필름과 이격되게 함으로써, 펌프 행정 또는 흡입 행정이 발생된다. 이러한 펌프 액츄에이터(151, 152)는 도 10a의 실시형태에 도시되어 있다. 이 저에서, 가요성 필름이 흡입 운동으로 상기한 램을 뒤따르는 것을 보장하는 진공 시스템이 설치되는 것이 유리하다.
2.4 밸브 액츄에이터
카세트의 가요성 필름을 경질부의 상응하는 챔버에 압착시켜 이 영역에서 유체 통로를 폐쇄하는 밸브 액츄에이터로서 밸브 플런저가 설치될 수 있다. 이와 관련하여, 밸브 액츄에이터는 예를 들면, 공기학적으로 구동될 수 있다. 이와 관련하여, 플런저는 압력 없이 개방되든지 혹은 압력 없이 폐쇄되든지 어느 한쪽이 되도록 스프링을 통해 편심(bias)될 수 있다.
그 대신에, 밸브 액츄에이터는 유압식 또는 공압식으로 움직이는 가요성 멤브레인을 통해 실행될 수 있다. 이와 관련하여, 가요성 멤브레인은 압력 인가에 의해 카세트 측으로 이동되고, 그에 따라 가요성 필름의 상응하는 밸브 영역을 유체 통로에 압압함으로써 그 유체 통로를 폐쇄한다.
밸브 액츄에이터(1)는 카세트의 밸브 영역(V1∼V16)에 결합되는데, 이는 도 10의 결합면에서 알 수 있습니다.
2.5 센서
투석기는 복수개의 센서를 구비하고 있는데, 이 센서를 통해 투석기를 제어할 수 있고 또는 투석기의 적당한 기능을 감시할 수 있다.
한편, 이와 관련하여, 투석액 및/또는 가열소자의 온도를 측정할 수 있는 1개 이상의 온도센서가 설치되어 있다. 이와 관련하여, 제1 실시형태에서는, 이 온도센서는 카세트에 대한 결합면 측에 배치되어 카세트를 통하여 흐르는 투석액의 온도를 측정할 수 있다. 이와 반대로, 제2 실시형태에서는, 온도센서(88)는 가열 플레이트(68) 위에 설치됨으로써 백(67)에 존재하는 투석액의 온도를 측정한다. 하나의 가열 소자 또는 복수개의 가열 소자에는 복수개의 온도센서가 더 설치될 수 있다.
펌프 챔버들의 압력을 결정하기 위해서는 1개 이상의 압력 센서가 더 설치될 수 있다. 이에 의해, 투석액이 너무 높은 압력에서 환자에게 펌핑되거나 혹은 환자로부터 투석액의 흡입 시에 흡입 압력이 너무 높아지게 되는 것을 방지할 수 있다.
이와 관련하여, 제1 실시형태에서는, 압력 측정은 위에서 나타낸 바와 같이, 펌프 액츄에이터들의 유압 시스템의 압력 센서들을 통해 행해진다. 이와 반대로, 제2 실시형태에서는, 결합면에 압력 센서(85', 86')가 설치됨으로써 카세트의 상응하는 압력 측정 영역들의 압력을 직접 측정한다. 이와 관련하여, 카세트에 대한 복수개의 압력 센서의 결합은 진공 시스템에 의해 보장되는 것이 유리하다.
2. 6 입 /출력유닛
투석기는 오퍼레이터와의 통신을 위해 입/출력유닛(input/output unit)을 더 포함한다. 이와 관련하여, 예를 들면 발광 다이오드, LCD 디스플레이 또는 스크린에 의해 실행될 수 있는 정보의 출력을 위해 상응하는 디스플레이가 설치되어 있다. 또한, 명령의 입력을 위해 상응하는 입력부재들이 설치되어 있다. 이와 관련하여, 예를 들면 푸쉬 버튼과 스위치가 설치될 수 있다.
이와 관련하여, 양쪽의 실시형태에서는, 상호작용 메뉴 네비게이션(interactive menu navigation)을 가능하게 하는 터치 스크린(120)이 설치되어 있다. 컴팩트 형태(compact form)로 투석기의 상태들을 나타내는 디스플레이 부재(121, 122)가 더 설치되어 있다.
또한, 제1 실시형태는 환자 카드를 판독할 수 있는 카드 판독기(125)를 구비한다. 각 환자의 치료에 관한 데이터는 환자 카드에 저장될 수 있다. 이에 의해, 각 환자를 위한 치료 절차는 개별적으로 정해질 수 있다.
또한, 복막 투석은 음향 신호(acoustic signal)를 출력할 수 있는 음향신호유닛을 구비한다. 이와 관련하여, 특히, 오류 상태가 등록되면 음향 경고 신호가 출력될 수 있다. 이와 관련하여, 음향 신호를 발생시킬 수 있는 확성기가 설치되는 것이 유리하다.
2.7 제어기
또한, 복막투석은 모든 구성부를 제어하고 감시할 수 있는 제어기를 구비한다. 이와 관련하여, 제어기는 자동 치료 절차를 제공한다.
도 13에는 이러한 제어기를 갖는 실시형태의 기본 구조가 도시되어 있다.
이와 관련하여, 오퍼레이터와 외부 정보원(external information souces)과의 통신은 인터페이스 컴퓨터(150)를 통해 행해진다. 이 인터페이스 컴퓨터는 환자 카드 판독기(200)와, 환자와의 통신에 사용되는 출력유닛(210)과, 모뎀(220)과 통신한다. 업데이트된 소프트웨어는 예를 들면, 모뎀을 통하여 업로드될 수 있다.
인터페이스 컴퓨터(150)는 내부 버스(internal bus)를 통해 액티비티 컴퓨터(activity computer)(160)와 프로텍티브 컴퓨터(protective computer)(170)에 연결된다. 액티비티 컴퓨터(160)와 프로텍티브 컴퓨터(170)는 시스템의 리던던시(redundancy)를 생성한다. 이와 관련하여, 액티비티 컴퓨터(160)는 시스템의 센서들로부터 신호를 수신하여 액츄에이터(180)에 대한 제어 신호를 계산한다. 마찬가지로, 프로텍티브 컴퓨터(170)는 센서(180)들로부터 신호를 수신하여 액티비티 컴퓨터(160)에 의해 출력되는 명령이 정확한지를 점검한다. 프로텍티브 컴퓨터(170)가 오류 있음을 판단하면, 그에 상응하는 비상 절차(emergency procedure)를 시작한다. 이와 관련하여, 특히, 프로텍티브 컴퓨터(170)는 알람 신호를 트리거(trigger)한다. 또한, 프로텍티브 컴퓨터(170)는 환자에 대한 접근을 차단한다. 이를 위해 환자측에 있는 카세트의 출력측에는 특수 밸브가 배치되어 있어 프로텍티브 컴퓨터(170)만이 그 특수 밸브에 접근할 수 있다. 이와 관련하여, 이러한 안전 밸브는 무압 상태(pressureless state)에서 차단됨으로써 치료 시스템의 장애 시 자동 차단한다.
또한, 프로텍티브 컴퓨터(170)는 바코드 판독기(190)에 연결됨으로써 정확한 투석백의 연결을 점검한다.
시스템의 오류를 판단하여 교정할 수 있는 진단 시스템(230)이 더 설치되어 있다.
3. 본 발명의 실시
이제, 상술한 투석 시스템 중 하나 또한 상술한 투석기 중 하나에 이용되는 본 발명의 실시형태를 다음과 같이 제시한다. 이와 관련하여, 본 발명의 실시형태는 상술한 바와 같이, 개별 구성부 또는 복수의 구성부와 결합될 수 있다.
도 14에는 본 발명에 따른 가열식 액츄에이터(heatable actuator)(51)의 제1 실시형태가 도시되어 있다. 이와 관련하여, 액츄에이터(51)는 유체 시스템의 액츄에이터 영역(52)에 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 액츄에이터 영역(52)은 유체 시스템 내의 액체를 펌핑하기 위해 사용될 수 있는 펌프 멤브레인이다.
이와 관련하여, 펌프 멤브레인은 카세트의 펌프 챔버(53)측에 배치되는 가요성 필름으로서 설계되어 있다. 카세트 및 펌프 챔버의 또 다른 구조에 관하여는 이미 위에서 더 상세히 제시한 바 있다.
액츄에이터의 가요성 멤브레인(59)은 유체 시스템의 펌프 멤브레인에 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 그러한 결합은 결합면과 카세트의 압착에 의해 행해진다. 이와 관련하여, 결합면과 카세트 사이에는 진공이 추가적으로 도입될 수 있다.
액츄에이터의 가요성 멤브레인(59)은 유압 유체를 유압 챔버(54)의 안 또는 바깥으로 펌핑하는 것으로 유압 구동 가능하다. 이와 관련하여, 펌핑 액츄에이터의 기능에 관하여는 이미 위에서 더 상세히 설명한 바 있다.
본 발명에 따라, 펌핑 액츄에이터(51)의 이동을 위해 유압 유체를 가열할 수 있는 가열소자(301)가 설치되어 있다. 이와 관련하여, 가열소자(301)는 본 실시형태에 있어서 펌프(58)의 영역에 배치되어 있다. 도 4에 도시한 펌프의 영역에 가열소자(301)를 배치하는 것 대신에, 유압 펌프와 유압 챔버(54) 사이의 유압 라인(302)에 배치될 수도 있다.
온도센서(300)가 더 설치되며, 그 출력신호를 통해 가열소자(301)를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 온도센서(300)는 유압 유체의 온도를 측정함으로써 유압 유체의 온도를 조절할 수 있다. 유압 펌프(58)의 펌핑 운동 시에, 가열소자(301)를 통해 가열된 유압 유체는 액츄에이터의 가요성 멤브레인(59)으로 이동된다. 가열된 유압 유체는 유체 시스템의 펌프 챔버(53) 내의 액체를 가열할 수 있다.
가열소자(301)는 전기가열소자이다. 특히, 가열소자(301)는 전기전압이 인가되는 저항경로(resistance path)이다. 이와 관련하여, 가열소자(301)는, 저항경로가 세라믹 캐리어 물질(carrier material)에 가해지는 세라믹 가열소자인 것이 유리하다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 가열소자는 5W∼1000W 범위의 가열능력(heating capacity)을 갖는다. 이와 관련하여, 가열소자는 50W 이상의 가열능력을 갖는 것이 더 유리하다.
가열소자(301)는 유압 유체에 대하여 전기적으로 절연되어 있다. 이와 관련하여, 특히 가열소자(301)는 유압 유체로부터 전기적으로 절연되는 가열로드(heating rod) 또는 가열플레이트일 수 있다. 가요성 멤브레인(59)은 또한 전기 절연식으로 설계된다. 이에 의해, 가열소자(301)와 카세트 사이에는 이중 절연(double insulation)이 형성된다. 이에 의해, 투석기는 선택적으로 누전차단기(ground fault interrupter) 없이 만들어질 수 있지만 보호등급(protection class) 2를 갖는다.
본 실시형태에서는, 유체 시스템의 액체를 가열하기 위해 이용되는 2개의 액츄에이터가 더 설치되어 있다. 이와 관련하여, 특히 이는 각각이 펌프 영역(53, 53')에 작용하는 2개의 펌프 액츄에이터의 경우이다. 이와 관련하여, 2개의 액츄에이터를 가열하기 위해 어느 하나의 공통의 가열소자를 사용할 수 있다. 그 대신에, 2개의 액츄에이터 각각이 그 자체의 가열소자를 통해 가열될 수도 있다. 이 경우, 2개의 액츄에이터 각각은 온도센서를 구비하고 있는 것이 유리하다.
유리하게는, 투석기는 예를 들면 위에서 더 상세히 설명한 바와 같이 유체 시스템의 액체를 가열하기 위한 또 다른 가열소자를 포함한다. 이와 관련하여, 가열소자(301)는 투석기의 온도 제어부에 통합되는 것이 유리하다. 이와 관련하여, 특히, 유체 시스템의 액체를 예열하기 위해 본 발명에 따라 가열될 수 있는 펌프 액츄에이터가 사용된다.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 액츄에이터는 위에서 설명한 바와 같이 복막투석기와 함께 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 특히, 본 발명에 따라 1개 또는 그 이상의 액츄에이터가 복막투석기의 결합면에서 사용된다. 이와 관련하여, 펌프 액츄에이터 및/또는 밸브 액츄에이터는 가열식으로 만들어질 수 있다.
그러나, 본 발명은 마찬가지로 혈액투석에 사용될 수도 있다. 특히 복막투석을 위한 전술한 바와 같은 카세트는 혈액투석에 동일한 방식으로 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 카세트의 액츄에이터 영역에 존재하는 액체를 가열하기 위해 액츄에이터를 사용할 수 있다.
이와 관련하여, 복막투석에 대하여 전술한 바와 같은 구성부들을 혈액투석을 위해 그리고 혈액투석기에도 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 유체 시스템은 투석액의 수송과 혈액 수송을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액츄에이터는 의료용 약액(medical liquid), 특히 투석액 또는 혈액을 가열하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 유체 시스템의 액체를 가열하기 위해 액츄에이터 영역을 사용함으로써 유체 시스템, 특히 카세트의 컴팩트 디자인을 가능하게 한다.
1 : 치료 사이클
2 : 유입 단계
2' : 기본 유입 단계
3 : 체류 단계
4' : 기본 유출 단계
5 : 최초 유출
5 : 유출 단계
6 : 최종 유입
7 : 기본 사이클
8 : 타이들 사이클
9 : 야간
10 : 용기
11 : 용기(10)의 연결을 위한 연결부
20 : 유출구
21 : 유출구(20)에 연결하기 위한 연결부
30 : 커넥터
31 : 커넥터(30)에 연결하기 위한 연결부
40 : 투석기
50 : 펌프
51 : 펌프 액츄에이터
52 : 펌프 영역
53, 53' : 펌프 챔버
54 : (유압) 챔버
55 : 압력 센서
56 : 트랜스듀서
57 : 모터
58 : 유압 펌프
59 : 다이아프램
60 : 가열부
61 : 가열소자
62 : 가열 영역
63 : 가열 영역의 하부측
64 : 웨브
65 : 개구
67 : 가열백용 연결부
66' : 라인
67 : 가열백
68 : 가열 플레이트
70 : 밸브
71 : 밸브 액츄에이터
72 : 밸브부
73 : 펌프 챔버의 밸브 영역
V1∼V16 : 밸브 영역
80 : 센서
81 : 센서
82 : 센서 영역
83, 84 : 온도센서의 센서 영역
85, 86 : 압력 센서의 센서 영역
87 : 저울
88 : 온도센서
T1∼T3 : 온도센서
T4, T5 : 온도센서
90 : 제어기
95 : 천칭
100 : 유체 경로
101 : 경질부
102 : 가요성 필름
110 : 카세트
111 : 드로워
112 : 커넥터 리시버
120 : 터치 스크린
121, 122 : 디스플레이 부재
125 : 카드 판독기
130 : 결합면
140 : 도어
151, 152 : 펌프 액츄에이터
150 : 인터페이스 컴퓨터
160 : 액티비티 컴퓨터
190 : 프로텍티브 컴퓨터
180 : 액츄에이터 및 센서
190 : 바코드 판독기
200 : 환자 카드 판독기
210 : 입/출력유닛
220 : 모뎀
300 : 온도센서
301 : 가열소자
302 : 유압 라인

Claims (15)

  1. 유체 시스템의 결합(coupling)을 위한 결합면(coupling surface); 및
    결합면 상에 배치되어 유체 시스템의 액츄에이터 영역을 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함하는 투석기에 있어서,
    액츄에이터를 통하여 유체 시스템의 액츄에이터 영역에서 액체를 가열할 수 있도록 액츄에이터를 가열하기 위한 가열소자(heating element)가 구비되고,
    액츄에이터는 유압식으로(hydraulically) 작동되며,
    가열소자는 유압 펌프(hydraulic pump) 또는 유압 라인(hydraulic line)에 배치되어, 액츄에이터의 구동을 위해 유압 유체(hydraulic fluid)를 가열하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  2. 제1항에 있어서,
    액츄에이터 또는 가열소자의 온도 측정을 위한 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  3. 제1항에 있어서,
    온도센서의 출력 신호에 기초하여, 가열소자를 제어하기 위한 가열 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    액츄에이터는 유압 유체에 의해 움직이는 가요성 멤브레인(flexible membrane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  6. 제5항에 있어서,
    가요성 멤브레인은 유체 경로의 액츄에이터 영역과 접촉되는 것을 특징으로 하는 투석기.
  7. 제1, 2, 3, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    가열소자가 유압 유체로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 투석기.
  8. 제1, 2, 3, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    가요성 멤브레인은 전기적으로 절연되는 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 투석기.
  9. 삭제
  10. 제1, 2, 3, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    온도센서는 유압 유체의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  11. 제1, 2, 3, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    액츄에이터는 유체 시스템의 펌프 멤브레인을 이동시키기 위한 펌프 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 투석기.
  12. 제1, 2, 3, 5, 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 시스템의 부동(不動) 가열 영역(unmoved heating region)에 결합될 수 있는 적어도 하나의 다른 가열소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  13. 제12항에 있어서,
    액츄에이터는 가열 영역으로 흐르는 유체를 예열(preheat)하는 것을 특징으로 하는 투석기.
  14. 제1, 2, 3, 5, 6항 중 어느 한 항에 따른 투석기와 유체 시스템을 갖는 장치.
  15. 투석기의 결합면(coupling surface)에 유체 시스템을 결합하는 단계;
    결합면에 배치된 액츄에이터에 의해 유체 시스템의 액츄에이터 영역을 이동시키는 단계;
    액츄에이터를 통하여 유체 시스템의 액츄에이터 영역 내에 존재하는 액체를 가열하는 단계; 를 포함하며,
    액츄에이터는 유압식으로(hydraulically) 작동되며,
    가열소자는 유압 펌프(hydraulic pump) 또는 유압 라인(hydraulic line)에 배치되어, 액츄에이터의 구동을 위해 유압 유체(hydraulic fluid)를 가열하는 것을 특징으로 하는 투석기의 작동방법.
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