TW202123985A - 血液治療系統 - Google Patents

Abstract

透析器系統可以以顯著集成的方式整合多種血液治療系統的技術和功能。例如，本公開描述了包括集成到透析器的磁驅動和磁漂浮泵轉子的透析器系統。這種透析器可以與包括產生磁場的泵驅動單元的治療模組一起使用。在一些實施例中，透析器包括具有柔性膜的壓力變換器腔室，治療模組的相應壓力變換器可以與所述柔性膜接合以檢測動脈和/或靜脈壓力。

Description

血液治療系統

本發明涉及血液治療系統和用於體外血液治療程序的方法。

腎功能障礙或衰竭、特別是終末期腎臟疾病導致身體失去去除水和礦物質、保持酸鹼平衡和將電解液和礦物質濃度控制在生理範圍內的能力。尿素、肌酐和尿酸等有毒的尿毒症廢物代謝產物積聚在人體組織中，如果不替代腎臟的過濾功能，可能導致人的死亡。

在治療慢性腎衰竭中，使用各種機械淨化和治療血液的方法來去除通常隨尿液排出的物質並抽出流體。在血液透析（HD）中，擴散質量傳輸佔主導地位，而在血液濾過（HF）中，通過膜的對流質量傳遞佔主導地位。血液透析濾過（HDF）是兩種方法的組合。

在HD期間，血液從患者通過包括半透膜的透析器，半透膜將血液與大量外部提供的透析溶液（也稱為透析液）分離。廢物和毒素、包括多餘的流體通過半透膜析出血液進入到透析液中，然後通常被丟棄。小分子物質通過半透膜的傳輸主要由透析液和血液之間的濃度差異確定。在接收血液的透析成分之前，該透析液被稱為「新鮮透析液」，並且在接收到經透析的成分之後離開透析器的透析液被稱為「廢透析液」。

在HDF期間，通過半透膜抽出的部分血清被無菌置換流體所替代，該置換流體在透析器的上游或透析器的下游輸送到體外血流。透析器上游的置換流體的供應也被稱為預稀釋，而透析器下游的供應也被稱為後稀釋。

本文描述的透析器系統可包括集成到透析器中的磁驅動和磁懸浮泵轉子。這種透析器被配置為與本文所述的包括產生磁場的泵驅動單元的治療模組一起使用。在一些實施例中，透析器包括具有柔性膜狀壁的壓力感測器腔室，治療模組的相應壓力變換器可以抵靠柔性膜狀壁接合以檢測動脈和/或靜脈壓力。如本文所述，可以將附加特徵併入到透析器和治療模組中以合併構件、簡化設置並增強血液治療性能。

在一個方面，本公開涉及一種離心泵。所述離心泵包括限定出口端的殼體和在殼體內的葉輪。所述葉輪包括一個或多個磁體附接到其的第一端部和與第一端部相反並包括多個葉輪葉片的第二端部。所述第一端部直徑上小於所述第二端部。所述殼體限定同心地圍繞葉輪的第二端部的開口空間。開口空間的與出口端相反的一端由殼體的環形凹壁表面限定。

這樣的離心泵可以任選地以任何組合包括以下特徵中的一個或多個。在一些實施例中，待泵送的液體沿著泵葉輪的中心進入泵葉輪。泵葉輪的中心可以在所述殼體的中心軸線上。所述葉輪可以是離心式的，使得所述液體橫向於所述殼體的中心軸線離開所述葉輪。在一些實施例中，所述殼體使橫向於所述中心軸線離開所述葉輪的液體改向，以平行於所述中心軸線遠離所述葉輪流動。同心地圍繞所述葉輪的第二端部的開口空間可以包括圍繞所述泵葉輪的環形空間。所述殼體的環形凹壁表面可以限定所述環形空間的一部分。所述葉輪可以沿著所述葉輪的中心軸線限定貫穿的中心孔。所述第二端部可以包括附接到所述多個葉輪葉片的環形板。在一些實施例中，每個所述葉輪葉片的外邊緣沿著相對於所述葉輪的中心軸線成銳角延伸。在一些實施例中，所述銳角在5°至40°的範圍內。在一些實施例中，所述離心泵可以是或包括離心血液泵。所述離心血液泵可以是或包括血液透析器的一部分。泵葉輪可以相對於血液透析器的殼體內的多個中空膜狀纖維容納在固定位置。所述血液透析器可以被配置成引導流體（例如血液）橫向於所述透析器的縱向軸線進入第一端蓋。所述第一端蓋可以被配置成將流體輸送到泵葉輪的中心。在徑向離開泵葉輪之後，流體可以進入由所述第一端蓋圍繞泵葉輪限定的環形空間。從所述環形空間，流體可以被第一端蓋引導以流向殼體內的多個中空膜狀纖維。在到達所述中空纖維之前，流體可以通過由所述第一端蓋內的內部支撐板限定的一個或多個開口。在一些實施例中，所述殼體包括脫氣室。所述脫氣室可以被限定在所述殼體的端蓋中。

在另一個方面，本公開涉及一種泵送系統，其包括離心泵和泵驅動單元。所述離心泵包括限定出口端的殼體和在殼體內的泵轉子。所述泵轉子包括一個或多個磁體附接到其的第一端部和與第一端部相反並包括多個葉輪葉片的第二端部。殼體限定同心地圍繞泵轉子的第二端部的開口空間。開口空間的與出口端相反的一端由殼體的環形凹壁表面限定。當所述離心泵與所述泵驅動單元耦合時，所述泵驅動單元會產生動態磁場以使泵轉子懸浮和旋轉。

這樣的泵送系統可以任選地以任何組合包括以下特徵中的一個或多個。泵轉子的第一端部可以在直徑上小於第二端部。所述泵轉子可以是離心泵葉輪。所述泵轉子可通過由泵驅動單元產生的動態磁場磁驅動。在一些實施例中，所述泵驅動單元可以包括血液治療模組或血液治療機的一部分。在一些實施例中，所述離心泵可以是或包括血液泵。這樣的血液泵可以被結合到諸如透析器的血液治療設備中。

在另一個方面，本公開涉及一種包括離心血液泵的透析治療機。所述離心血液泵包括限定出口端的殼體和在殼體內的葉輪。所述葉輪包括一個或多個磁體附接到其的第一端部和與第一端部相反並包括多個葉輪葉片的第二端部。第一端部直徑上小於第二端部。殼體限定同心地圍繞葉輪的第二端部的開口空間。開口空間的與出口端相反的一端由殼體的環形凹壁表面限定。

實施例可包括以下優點中的一個或多個。

在一些實施例中，血液治療系統的多種技術和功能以顯著改進和集成的方式整合到本文所述的透析器和治療模組系統中。例如，在一些實施例中，如下文進一步所述的單個透析器單元可以替代傳統的中空纖維透析器的重要部分、管組、空氣去除系統、樣本端口和泵。此外，本文所述的一些透析器的端蓋可包括具有柔性膜狀壁的可接近壓力腔室，以便以非侵入性方式方便地測量動脈和靜脈壓力。在一些實施例中，透析器的端蓋可包括（a）從治療模組接收新鮮的透析液的端口，以及（b）在經過透析膜之後將廢透析液返回到治療模組的端口。在一些實施例中，透析器的端蓋還可包括端口，通過該端口，可在血液通過透析器的中空纖維血液治療區段之前和/或之後將置換液直接添加到血液中。另外，在一些實施例中，相同的透析器和治療模組系統被配置用於執行多種不同類型的血液治療中的任何一種，包括例如HD和HDF。

與典型的HD和HDF機相比，一些示例實施例減少了所需的設置步驟的數量，這可以使得減少設置時間和減少人為錯誤的機會。在診所中，這可以釋放寶貴的護理資源並簡化患者護理。這種簡化可以釋放診所或家庭設置中的護理人員或其它人員資源，並使患者自己配置透析機的程序更容易、更可行。

在一些實施例中，本文所述的整合的透析器和治療模組系統提供重要的功能優勢。例如，整合可以減少要用於血液治療期的體外回路所需的管量。此外，治療模組可以安裝在從血液治療機控制台延伸的臂上，使得治療模組和透析器可以非常靠近患者放置。這些特徵使得血液治療期所需的體外管的長度顯著減小。因此，有利地減少了灌注溶液所需的體積。另外，還有利地減少了患者血液暴露與異物表面接觸。整合的外形因素還帶來了其它優勢，例如洩漏可能性較小、溶血較少、生物危害廢物較少、包裝廢物較少以及運輸費用減少。

在一些實施例中，磁力泵轉子以液密方式集成到透析器。這種集成的泵轉子可以是無軸承的、磁懸浮的，並且由產生動態磁場的外部泵驅動單元旋轉地驅動。與用於體外血液治療的傳統泵送系統相比，這種佈置具有以下優勢：溶血減少，並且無軸承設計減少了系統維護要求和污染的可能性。此外，由於泵驅動單元和泵轉子是分開的，因此有利地便於機器介面的清潔。

在一些實施例中，與傳統系統相比，本文所述的整合透析器和治療模組系統也更容易設置和使用。因此，可以減少設置時間，並且可以減少出錯的可能性。因此，在一些實施例中，可以降低每位患者的治療費用。

一個或多個實施例的細節在圖式和以下描述中闡述。根據說明書和圖式以及根據申請專利範圍，其它方面、特徵和優點將是顯見的。

本公開描述了透析器系統，該透析器系統可以包括集成到透析器中的磁驅動的、磁懸浮泵轉子。這種透析器可與本文所述的包括產生動態磁場的泵驅動單元的治療模組一起使用。在一些實施例中，透析器包括一個或多個帶有柔性外膜壁的壓力感測器腔室，治療模組的相應壓力變換器與所述柔性外膜壁接合以檢測動脈和/或靜脈壓力。本文所述的透析器系統以顯著集成的方式整合了血液治療系統的多種技術和功能，以整合構件、降低成本、簡化設置並增強性能。

參考圖1，患者10被示出為正使用血液治療系統1接受體外血液治療，該血液治療系統1包括連接到血液治療機200的拋棄式組件。該拋棄式組件包括耦合到血液治療機200的治療模組220的透析器100。在某些情況下，患者10可以接受針對例如腎衰竭等健康狀況的治療。因此，系統1可以用於向患者10提供一種或多種類型的治療，包括血液透析（HD）、血液透析濾過（HDF）或某種其它類型的血液治療。對於此類治療，血液經由動脈管線102從患者10抽出，在通過透析器100後，經治療的血液經由靜脈管線104返回患者10。透析器100是單次使用的拋棄式用品，而血液治療機200是耐用的可重複使用的系統。在某些情況下，單個透析器100可針對特定的個體患者重複使用兩次或更多次。

血液治療機200包括血液治療機控制台210、治療模組220和將治療模組220連接到血液治療機控制台210的臂280。臂280從血液治療機控制台210延伸，並且治療模組220安裝到臂280的另一端。換句話說，治療模組220通過臂280從血液治療機控制台210懸伸。

臂280包括一個或多個可調節的關節，使得臂280可以被手動地鉸接運動以將治療模組220相對於血液治療機控制台210和/或相對於患者10定位在各種位置/方位。例如（如圖1中所示），在一些情況下，臂280可以伸展，使得治療模組220靠近患者10定位。因此，與傳統血液治療系統相比，動脈管線102和靜脈管線104可以很短。例如，在一些實施例中，動脈管線102和靜脈管線104的長度小於一公尺（例如小於90cm、小於80cm、小於70cm、小於60cm、小於50cm、小於40cm、小於30cm、或小於20cm）。

在一些實施例中，治療模組220和/或臂280可包括一個或多個感測器226，其輸出可指示治療模組220相對於血液治療機控制台210的位置、方位和/或運動的信號。例如，在一些情況下，諸如治療模組220和/或臂280內的加速度計（例如3D加速度計）、陀螺儀感測器、超聲波感測器、接近感測器、光學感測器、磁力計、全球定位感測器、無線電三角測量感測器（例如像在用於汽車的無鑰匙進入系統中的或基於WiFi、藍牙或類似技術）、電子水平儀、電水平儀和/或類似的感測器可被用來指示治療模組220相對於血液治療機控制台210的位置、方位和/或運動。

在一些實施例中，來自這種感測器226的信號輸出可以被血液治療系統1的控制系統用作輸入，例如用於激活或去激活血液治療系統1的某些操作模式，或者，可選地，用於確定治療模組220的當前狀況。例如，治療模組220的某一方位可以被用於指示維護模式應該被激活。將治療模組220向前拉向患者，可以啟動治療模式的準備。治療模組220的另一特定方位可以被定義為指示激活脫氣模式。向血液治療機控制台210推回治療模組220可以充當用於暫停血液治療系統1的操作的輸入，等等。可以回應於治療模組的特定位置、方位或運動而激活的血液治療系統1的其它操作模式可以包括但不限於「護士模式」、調試模式和填充或灌注模式，以提供一些示例。包括一個或多個輸出可以指示治療模組220相對於血液治療機控制台210的位置、方位和/或運動的信號的感測器226允許使用者通過手動操作安裝在臂上的治療模組220方便且直觀地控制與血液治療系統1的互動。接收和解釋來自感測器226的輸出信號的電子器件和/或控制裝置可以位於血液治療機控制台210、治療模組220、臂280中和/或其它地方。在一些實施例中，來自一個或多個感測器226的原始數據在單獨的步驟中被處理以生成在進一步的步驟中使用的感測器輸出。在一些實施例中，執行該處理步驟的處理器位於治療模組220中。在一些實施例中，執行該處理步驟的處理器位於臂280中。在一些實施例中，執行該處理步驟的處理器位於血液治療機控制台210中。

在一些實施例中，在臂280中另外或替代地存在感測器，以確定治療模組220的位置和/或方位。這樣的感測器可以是角度感測器、路徑感測器、範圍感測器和/或其它類型的感測器。在一些實施例中，這樣的感測器可以用於識別是否發生了機械撞擊的情況，例如在人或物體與治療模組220接觸的機械撞擊的情況下。當警報同時出現在受到撞擊事件觸發的其它感測器中，撞擊事件的檢測可用於將警報識別為假警報。例如，超聲波氣泡檢測器在發生撞擊事件時可能會產生感測器讀數，從而引起警報。治療模組220和/或臂280中的加速度計或位置感測器能夠檢測發生在該警報時刻的撞擊事件。在這種情況下，治療模組控制裝置考慮到氣泡檢測器讀數由於檢測到的撞擊事件很可能已被偽造而可能會逐步降級該警報。

使用如上所述的這種感測器的其它優點包括，與除氣模式或灌注模式結合，利用感測器讀數來啟動某個操作狀態，以減少操作治療模組220的人員的工作量。另外，觸覺輸入通道將允許以更直觀的方式來操作治療模組220。此外，這些概念可以幫助避免操作和治療中的錯誤和失誤，並且錯誤警報能夠被識別。

在一些實施例中，來自感測器226的輸出信號可被引導至治療模組220和/或控制台210中的控制單元，並且控制單元可以被配置或編程為根據信號禁用或能啟用血液治療系統1的預定義程序。在一些實施例中，透析器100的灌注階段（這意味著使用液體填充透析器100並脫氣透析器100）和/或血液治療系統1的治療階段僅在信號指示透析器100處於垂直位置時才啟用。在一些實施例中，來自感測器226的信號必須指示治療模組220相對於地面（相對於地球的水平）的角度位置，使得任何可能流出液體回路的液體不滴到地面，而沿著治療模組220的表面傳導並被引導到治療模組220的液體收集端口。液體收集端口可以通過導軌沿著治療模組220的下端並連接到容器以收集洩漏的液體。

控制單元可以進一步連接到使用者介面、例如使用者介面212。該使用者介面可以是圖形使用者介面和光學照明系統、聲音生成系統或其任何組合。該使用者介面可被配置成顯示治療模組220的方位（如通過來自感測器226的信號提供）並且顯示器可以根據能啟用的程序改變可見外觀。

在一個示例實施例中，當下一程序步驟是例如灌注階段時，圖形使用者介面將顯示治療模組220的方位。僅當治療模組220處於直立位置（如通過來自感測器226的信號檢測到），才能以綠色顯示方位，並且操作者將能夠經由使用者介面動作（例如語音、按鈕、手勢等）手動啟動灌注階段，或者系統將自動啟動下一程序步驟。

儘管所示示例包括可相對於基部控制台210移動的治療模組220，但是應當理解，一些其它示例不包括可單獨定位的治療模組220。在這樣的示例中，除了針對可定位性的那些特定特徵，基部控制台210可以包含針對所示治療模組220描述的其它所述特徵。

所述血液治療機控制台210包括使用者介面212、控制系統、用於製作透析液的設施等等。

在血液治療系統1中，與傳統系統相關聯的大部分構件被結合到透析器100和血液治療模組220的與透析器100接合的部分中。傳統的血液治療系統通常包括拋棄式的管組和/或盒（除了透析器）。這樣的管組和/或盒被用於與一個或多個諸如泵、感測器、閥致動器等的硬體接合。然而，透析器100和血液治療機200以高度整合的方式集成了多種功能（如下文進一步所述）。

還參考圖2和圖3，透析器100以方便的方式可釋放地耦合到治療模組220。例如，在所示的實施例中，透析器100可與治療模組220可滑動地耦合。因此，透析器100和治療模組220包括互補的結構特徵以促進可滑動的耦合。換言之，透析器100包括可與治療模組220的第一互補形狀的槽222可滑動地耦合的第一突起106，並且透析器100包括可與治療模組220的第二互補形狀的槽224可滑動地耦合的第二突起108。在一些實施例中，可以使用將透析器100可釋放地連接到治療模組220的其它方式。例如，在一些實施例中，可以使用諸如卡扣連接、指擰螺釘連接、夾持連接、吸附連接等的連接方式。

透析器100包括限定內部空間的殼體110。中空纖維半滲透膜（或簡稱為「中空纖維」）的束被佈置在殼體110的內部中。動脈管線102和靜脈管線104分別從殼體110延伸（例如從殼體110的相反端延伸），並且與殼體110的內部以及中空纖維的內腔流體連通。

殼體110包括第一端蓋120和第二端蓋140。第一端蓋120包括第一突起106，第二端蓋140包括第二突起108。此外，動脈管線102耦合到第一端蓋120，靜脈管線104耦合到第二端蓋140。

治療模組220包括泵驅動單元230，其被配置成可釋放地接收第一端蓋120的一部分。如下文進一步所述，泵驅動器單元230產生動態磁場來懸浮和旋轉容納在第一端蓋120的部分內的泵轉子。在一些實施例中，泵驅動單元230不包括移動部件。

泵轉子被配置成使得泵轉子的旋轉迫使患者10的血液沿從第一端蓋120朝向第二端蓋140的方向穿過透析器100的中空纖維的內腔。因此，來自患者10的血液經由動脈管線102流入透析器100，流過中空纖維的內腔，並經由靜脈管線104流出透析器100。

治療模組220還包括與動脈管線102和/或靜脈管線104接合的其它裝置。例如，所示的治療模組220包括被配置成可釋放地接收動脈管線102的一部分和/或靜脈管線104的一部分的管接合模組240。管接合模組240可以包括可以執行諸如流率檢測、氣泡檢測等功能的裝置。換言之，管接合模組240可以包括用於檢測一個或多個參數（例如動脈管線102和/或靜脈管線104內的血液的流率、血細胞比容（Hct）和其它血液特性）和/或用於檢測動脈管線102和/或靜脈管線104內的血液中的氣泡（例如空氣泡）的感測器。在一些實施例中，使用諸如超聲感測器、光學感測器的感測器或其它合適類型的感測器來執行流率檢測和/或氣泡檢測。在其它實施例中，用於檢測氣泡的感測器可以位於透析器100的拋棄式用品的端蓋處或端蓋中。

治療模組220還包括動脈管線夾242和靜脈管線夾244。夾242和244分別用來完全限制或完全非限制（例如以開/關閥的方式）動脈管線102和/或靜脈管線104內的血液的流動。

如下文進一步所述，治療模組220還包括用於與透析器100接合以測量透析器100內的特定位置處的壓力的裝置。附加性地，如下文進一步所述，治療模組220包括可選擇性地與透析器100接合的管道，以促進諸如置換物和/或透析液的液體在透析器100與治療模組220之間的流動。

圖4至圖7是透析器100的示意圖。為便於理解，圖4僅示出了通過透析器100的血液流動。圖5示出了血液和置換物的流動。圖6僅示出了透析液的流動，圖7示出了血液、置換物和透析液的流動。

圖4至7被簡化以示出透析器100中的總體流動關係。例如，省略了固定中空纖維114的束中的每根纖維的兩個相應端部的第一灌封（first potting）115和第二灌封116，以簡化圖示。除了固定中空纖維的束之外，這些灌封115和116還在血液和透析液之間保持屏障。所述灌封115和116以及相關聯的流動路徑在下面結合圖8至29進一步詳細描述。

參考圖4，透析器100的殼體110包括第一端蓋120、第二端蓋140以及在第一端蓋120與第二端蓋140之間延伸的中間殼體部分112。中間殼體部分112包含中空纖維114的束的大部分長度。如上所述，下面結合圖8至29的描述提供了透析器100的結構、包括中空纖維114的束的更詳細的描述。

第一端蓋120包括泵殼體130。可旋轉的離心泵轉子132位於泵殼體130內。泵轉子132被包封或包罩在泵殼體130內。因此，泵轉子132相對於中空纖維114的束容納在固定位置。

根據一些實施例，泵轉子132是具有中空中心體積區的徑向泵送泵輪。泵轉子132的泵輪的葉片（或葉子）佈置成使得它們至少部分地徑向突出或延伸。在一些情況下，葉片佈置成完全徑向地突出或延伸。在一些情況下，葉片佈置成部分徑向地和部分切向地突出或延伸。

如本文進一步所述，通過與治療模組220的泵驅動單元230（圖2和圖3所示）接合來操作和控制泵轉子132。也就是說，可以通過在使用期間被使得從泵驅動單元230發出的磁場使泵轉子132懸浮和旋轉。

殼體110限定一個或多個壓力檢測腔室。所示的實施例包括動脈壓力檢測腔室122和靜脈壓力檢測腔室142。動脈壓力檢測腔室122位於泵轉子132之前。也就是說，動脈壓力檢測腔室122佈置成有助於測量泵前動脈壓力。附加地或替代地，在一些實施例中，也可以在泵後（但是在中空纖維114之前）測量壓力。如下文進一步所述，壓力檢測腔室122和142均被配置為與治療模組220的相應壓力變換器接合。

現在將參照圖4中的虛線說明血液通過透析器100的流動路徑。血液經由動脈管線102（在圖2和圖3中示出）流入第一端蓋120。進入第一端蓋120的流體流動路徑橫向於透析器100的縱向軸線。動脈壓力檢測腔室122在進入第一端蓋120之後但在泵轉子132之前沿著該流動路徑定位。血液流動路徑過渡到平行於透析器100的縱向軸線，以將血液輸送到泵轉子132。血液被引導到泵轉子132的中心。離心泵轉子132的旋轉迫使血液從泵轉子132徑向向外流動。然後，在從泵轉子132徑向向外流動之後，血液轉向並縱向流向中間殼體部分112。血液進入中空纖維114的束的內腔，並繼續縱向地流向第二端蓋140。在穿過中間殼體部分112後，血液從中空纖維114的束中流出，進入第二端蓋140，並經由靜脈管線104橫向地流出第二端蓋140。靜脈壓力檢測腔室142在第二端蓋140中沿著血液流動路徑定位。在一些實施例中，當血液從第二端蓋140中流出而進入靜脈管線104中時，單向止回閥沿著血液流動路徑定位。在一些實施例中，單向止回閥包括在到血液流動路徑的側臂連接結構上，以防止回流流體流或血液進入側臂連接結構。

第二端蓋140還可被配置成在血液進入並流過第二端蓋140時對血液進行除氣。因此，第二端蓋140包括空氣淨化件144，該空氣淨化件144允許空氣和其它氣體離開第二端蓋140，同時防止諸如血液的流體通過其流出。空氣淨化件144也可以用作進入端口。即，空氣淨化件144可以被配置成用於諸如樣本提取和藥物（例如，肝素）的給予的用途。空氣淨化件144可以包括從第二端蓋140延伸的塑料管。位於塑料管內的彈性密封件被配置成當沒有針頭的注射器與空氣淨化件144耦合時打開。

再次，通過透析器100進行純化和治療的血液流過中空纖維114的內腔（同時透析液在中空纖維114的外部之間的空間中在中空纖維114的外部上/沿中空纖維114的外部流過透析器100，如本文進一步所述）。這與血液如何流過體外血液氧合器裝置（其也使用由可滲透材料製成的中空纖維）正好不同。體外血液氧合器被用於執行諸如體外膜肺氧合（「ECMO」）的治療，並且與心肺機協作，用於諸如冠狀動脈搭橋術（「CABG」）、心臟瓣膜置換/修復、心臟移植等等的外科手術。儘管體外血液氧合器類似於透析器100可以包括由可滲透材料製成的中空纖維的束，但通過體外血液氧合器的血液在中空纖維的外部上/沿著中空纖維的外部流動（與像透析器100那樣通過中空纖維的內腔相反），並且氣體流過中空纖維的內腔。

因此，由於與體外血液氧合器相比，透析器100的血液流動路徑的類型根本不同，因此與通過體外血液氧合器的血液相比，通過透析器100的血液的壓力和流動參數存在顯著差異。下表1示出了透析（使用透析器）和體外氧合（使用體外血液氧合器）的一些血液壓力和流動參數。

參數	透析	體外氧合
流率	300mL/min（典型值） 650mL/min（最大）	1000至5000mL/min（典型值） 10000mL/min（最大）
壓力	500mmHg（667mbar）至1500mmHg（2000mbar）（典型值）	500mmHg（667mbar）（典型值）
流率下的示例壓力	在300mL/min 下700mmHg（933mbar）	在1000mL/min下 250mmHg（333mbar）
壓力與流率之間的示例比（「溶血危險因子」）	933mbar/300mL/min=3.11	333mbar/1000mL/min=0.33

表 1

與流過透析器或體外氧合器的血液相關的壓力與流率之比也可以稱為「溶血危險因子」。引起溶血的危險（對紅血球的損害）隨著壓力與流率之比增加而增加。因此，術語「溶血危險因子」量化了與透析器和體外氧合器裝置的物理構造和使用相關的有用參數。

從表1可以看出，例如，與體外氧合期間相比，使用透析器100血液經歷的溶血危險因子（使用期間的壓力與流率之比）高得多。例如，在表1的示例中，透析的溶血危險因子是3.11，而體外氧合的溶血危險因子是0.33。這大約是10：1的差異。換句話說，透析過程中的壓力與流率之比或溶血危險因子是體外氧合期間的大約10倍。這種比較是說明和理解透析器（例如，透析器100）和體外氧合器裝置之間的實質性物理差異的一種方式。

參考圖5，透析器100還被配置成接收與透析器100內的血液組合的一種或多種添加置換流體。例如，在所示的實施例中，第一端蓋120限定出第一置換液端口124，並且第二端蓋140限定出第二置換液端口148。第一置換液端口124與由第一端蓋120限定的進入血液流動路徑直接流體連通，並且在動脈壓力檢測腔室122之前與之匯合。或者，在一些實施例中，置換流體可以在離開泵殼體130之後（即，由泵轉子132加壓之後）但在進入中空纖維114的內腔之前加入到血液。第二置換液端口148與由第二端蓋140限定的流出血液流動路徑直接流體連通，並且在靜脈壓力檢測腔室142之後與之匯合。置換液端口124和148中的每個可分別包括相應的單向止回閥，防止液體經由置換液端口124和148離開端蓋120和140。

參考圖6，透析器100還被配置為接收透析液，並引導透析液流過殼體110。例如，在所示的實施例中，第二端蓋140限定出透析液入口149，第一端蓋120限定出透析液出口125。透析液經由透析液入口149流入第二端蓋140，然後進入包含中空纖維114的束的中間殼體部分112。透析液經由中空纖維114的束的纖維的外徑之間限定的空間流過中間殼體部分112。換句話說，當血液在中空纖維114的束的纖維的內腔內流動時，透析液沿著纖維的外部流動。中空纖維114的束的纖維的半透壁將透析液與血液分離。透析液從中間殼體部分112流出並流入第一端蓋120。透析液經由透析液出口125離開第一端蓋120。

參考圖7 ，現在以組合方式示出了血液、置換物和透析液的流動路徑（如以上分別參照圖4至圖6所描述的）（例如，在透析器100的使用過程中將發生的情況）。當添加置換物時，該置換物與端蓋120和/或140中的血液直接組合。相反，透析器100保持透析液與血液分離。然而，來自血液的廢物（例如尿素、肌酸酐、鉀和額外的流體）通過透析器100中的中空纖維114的束的纖維的半滲透壁經由滲透作用從血液轉移到透析液。

參考圖8至10，上面對在圖4至圖7的示意圖的情況下提供的透析器100的結構和功能的描述可以用來促進對這裡所示的透析器100的實際實施例的結構和功能的理解。透析器100包括殼體110，該殼體110包括第一端蓋120、包含中空纖維114的束的中間殼體部分112和第二端蓋140。動脈管線102連接到第一端蓋120。靜脈管線104連接到第二端蓋140。在該示例中，動脈管線102和靜脈管線104分別永久地結合（例如溶劑結合、雷射焊接等）到第一端蓋120和第二端蓋140。然而，應當理解，在其它示例中，這些連接中的一個或兩個可以利用任何其它合適的永久或可移除的液密連接，包括例如壓配合和可卡鎖連接器。

第一端蓋120包括泵殼體130、第一置換液端口124和透析液出口125。第一端蓋120還包括動脈壓力檢測腔室122。動脈壓力檢測腔室122的外壁（如在圖8的後視圖中可見）包括柔性膜160。如本文進一步描述的（例如，參考圖31至圖33），在透析器100與治療模組220一起操作時，治療模組220的壓力變換器（例如，圖1至圖3和圖30）與動脈壓力檢測腔室122的柔性膜160接合（例如，抵靠著）。

第二端蓋140包括第二置換液端口148、透析液入口149和靜脈壓力檢測腔室142。靜脈壓力檢測腔室142的外壁（如在圖8的後視圖中可見）包括柔性膜162。如本文進一步描述的（例如，參考圖31至圖33），在透析器100與治療模組220一起操作時，治療模組220的壓力變換器（例如，圖1至圖3和圖30）與靜脈壓力檢測腔室142的柔性膜162接合（例如，抵靠著）。空氣淨化件144也附接到第二端蓋140，並且與第二端蓋140的內部流體連通。

參考圖20至22，這裡第一端蓋120被示出為與透析器100的其它部分分開，以使得第一端蓋120的結構細節更加可見。在圖21和22中，未示出動脈柔性膜160，以便於示出動脈壓力檢測腔室122的其它特徵。還參考圖16的剖視圖，待在透析器100中治療的血液經由動脈管線102流入第一端蓋120。血液進入動脈混合腔室163，然後血液從該動脈混合腔室163流入動脈壓力檢測腔室122。例如，在血液治療系統1以預稀釋HDF模式操作時，血液可以通過動脈混合腔室122未經稀釋或與置換流體混合。

在將置換物添加到動脈混合腔室的情況下（例如，預稀釋HDF），該置換物經由第一置換液端口124從第一置換物供應管道254流入第一端蓋120。然後，置換物流過動脈置換物供應管165。然後，置換物通過止回閥167並進入動脈混合腔室163。該置換物的流動經由圖16中從第一置換液入口124延伸到止回閥167的出口的一系列箭頭示出。在動脈混合腔室163中，該置換物在通過動脈壓力檢測腔室入口122i之前與進入的動脈血流（由向上指向的箭頭所示）混合。止回閥167防止血液流入動脈置換物供應管165和第一置換液入口124。這防止第一置換物供應管道254被血液污染。

血液（根據治療系統1的操作模式，未稀釋或被置換物稀釋）流過動脈壓力檢測腔室入口122i並進入動脈壓力檢測腔室122。通過動脈壓力檢測腔室122的血液流動允許血液治療模組200的動脈壓力變換器250（圖31至圖33所示）經由膜160測量動脈血液壓力。如圖13中的箭頭所示，血液經由動脈壓力檢測腔室出口122o離開動脈壓力檢測腔室122。在離開動脈壓力檢測腔室122之後，血液然後通過轉子供應管103流向泵殼體130。轉子供應管103限定了橫向於透析器100的縱向軸線Z的流體流動路徑。

第一端蓋120還包括透析液出口125。透析液從第一端蓋120的周邊內壁區域通過透析液出口管126流動到透析液出口125。如圖16所示，單向流閥16（例如，止回閥）可以被包括在第一置換液端口124和動脈管線102中。

參考圖13和圖23，通過圖13的透析器100的縱向剖視圖和圖23中的第一端蓋120的局部縱向剖視透視圖，可以更清楚地看到通過第一端蓋120的血液（如上所述，血液可以未經稀釋或被置換物稀釋）的流動路徑。血液通過轉子供應管103流向泵殼體130。轉子供應管103的末端的90º彎頭引導血液轉向並在第一端蓋120的中心沿透析器100的縱向中心軸線Z平行流動。從轉子供應管103的出口開始，血液被輸送到位於泵殼體130內的泵轉子132的中心。

還參考圖24，示例性的泵轉子132包括第一板133、磁盤136以及在第一板133和磁盤136之間延伸的多個葉片（vanes）135（或葉子（blades））。根據一些實施例，泵轉子132是包括具有中空中心體積區的徑向泵送泵輪的泵葉輪。因此，所示的泵轉子132也可以稱為泵葉輪。泵轉子132的泵輪的葉子（或葉片）可以佈置成使得它們至少部分地徑向突出或延伸。在一些情況下，葉片佈置成完全徑向地突出或延伸。在一些情況下，葉片佈置成部分地徑向地和部分地切向地突出或延伸。

第一板133是限定出中心孔134的環形圈。在一些實施例中，省略了第一板133，並且葉片135從磁盤136延伸並且在沒有第一板133的情況下終止。磁盤136限定了沿透析器100的縱向中心軸線Z延伸的中心腔131（圖23）。磁盤136可以包括未包封的或包封的雙極磁體（例如稀土磁體、鐵氧體陶瓷磁體和其它合適類型的磁體）。在所示的實施例中，葉片135是弓形構件。

泵轉子132的旋轉使血液如圖13和圖23的大箭頭所示流動。在一些實施例中，泵轉子132在操作期間被驅動以在5,000rpm至25,000rpm、或5,000rpm至22,000rpm、或7,000rpm至20,000rpm、或9,000rpm至18,000rpm、或11,000rpm至16,000rpm、或12,000rpm至15,000rpm、或13,000rpm至14,000rpm的範圍內的速度（每分鐘轉數）旋轉，但不限於此。

在一些實施例中，葉片135的高度（沿著縱向中心軸線Z測量）在2mm至10mm、或2mm至8mm、或2mm至6mm、或3mm至5mm、或3mm至4mm的範圍內，但不限於此。

在一些實施例中，轉子供應管103的出口的直徑在5mm至10mm、或6mm至9mm、或7mm至8mm的範圍內，但不限於此。在一些實施例中，泵轉子132的中心孔134的直徑在4mm至12mm、或5mm至11mm、或6mm至10mm、或7mm至9mm的範圍內。在一些實施例中，中心腔131的直徑在2mm至10mm、或3mm至9mm、或4mm至8mm、或5mm至7mm的範圍內，但不限於此。因此，在一些實施例中，泵轉子132的中心孔134的直徑大於、等於或小於轉子供應管103的出口的直徑。此外，在一些實施例中，泵轉子132的中心腔131的直徑大於、等於或小於轉子供應管103的出口的直徑。此外，在一些實施例中，泵轉子132的中心孔134的直徑大於、等於或小於轉子供應管103的出口的直徑。

在一些實施例中，在操作期間（例如，當泵轉子132懸浮時），第一板133的頂表面與內部支撐板121的相對的下表面之間的間隙在1mm至3mm、或2mm至3mm、或1.5mm至2.5mm、或1mm至5mm的範圍內，但不限於此。類似地，在一些實施例中，在操作期間（例如，當泵轉子132懸浮時），磁盤136的底部與泵殼體130的相對的表面之間的間隙在1mm至3mm、或2mm至3mm、或1.5mm至2.5mm、或1mm至5mm的範圍內，但不限於此。在一些實施例中，在操作期間，（i）第一板133的頂表面與內部支撐板121的相對的下表面之間的間隙與（ii）磁盤136的底部與泵殼體130的相對的表面之間的間隙相比，比率在1.1：1.0至1.2：1.0、或0.8：1.0至1.0：1.0、或1.0：1.0至1.3：1.0、或0.9：1.0至1.1：1.0的範圍內，但不限於此。

在一些實施例中，磁盤136的外徑在15mm至25mm、或17mm至22mm、或18mm至20mm的範圍內，但不限於此。在一些實施例中，泵殼體130的圓柱形內壁的內徑在15mm至25mm、或17mm至23mm、或18mm至22mm、或19mm至21mm的範圍內，但不限於此。因此，在一些實施例中，泵轉子132的圓柱形外壁與泵殼體130的圓柱形內壁之間的徑向間隙在0.3mm至1.1mm、或0.4mm至0.9mm、或0.5mm至0.8mm、0.6mm至0.7mm的範圍內，但不限於此。

血液向泵轉子132流動，穿過中心孔134，並且通過葉片135的旋轉從泵轉子132徑向向外流動。再次參考圖13和23，當血液通常徑向地流離泵轉子132時，血液進入由泵殼體130和/或動脈端蓋120限定的環形空間128。在環形空間128內，血液通過泵殼體130的內壁被迫使轉向並平行於透析器100的縱向軸線Z朝向中空纖維114的束流動。

在一些實施例中，環形空間128的直徑比泵殼體130（包含磁盤136）的圓柱形內壁的直徑大10mm至17mm、或11mm至16mm、12mm至15mm、或13mm至15mm、或14mm至15mm的範圍，但不限於此。

第一端蓋120包括內部支撐板121。轉子供應管103可以附接到內部支撐板121和/或由內部支撐板121支撐。內部支撐板121還附接到第一端蓋120的內壁的圓周部分，同時在其間限定多個開口（例如槽、圓形開口等）123。開口/槽123為血液從泵殼體130流向中空纖維束提供了通道。在所示的實施例中，有四個弓形槽123，血液可以流過該弓形槽。在一些實施例中，存在單個開口/槽123、或兩個開口/槽123、三個開口/槽123、四個開口/槽123、五個開口/槽123、六個開口/槽123、七個開口/槽123、八個開口/槽123、或多於八個的開口/槽123。

由於旋轉的泵轉子132產生的增加的壓力，血液被推過中空纖維114的束的每個中空纖維的內部空間（或內腔）。血液經由暴露在灌封115的表面上的開口進入纖維。由於灌封115是相對於動脈端蓋120密封的，因此加壓的血液被迫穿過中空纖維114的束的中空纖維的內腔，該中空纖維穿過並由灌封115支撐。在該示例中，通過墊圈170將灌封115相對於動脈端蓋120密封，該墊圈在灌封115的外周和動脈端蓋120的內壁之間軸向（即，沿縱向軸線Z的方向）壓縮。第二墊圈171相對於靜脈端蓋140和灌封116起到類似的作用。

當血液軸向流過中空纖維114的束的內腔時，透析發生在半滲透性纖維膜上，透析液在纖維114周圍的空間中（沿逆流方向）流動。血液此時仍然在中空纖維114內流動，穿過靜脈端蓋140中的第二灌封116，並進入靜脈端蓋140的上頂蓋145中的內部空間146。

再次，在使用透析器100時，透析液沿著中空纖維114的外表面從靜脈端蓋140流到動脈端蓋120，例如在中空纖維114之間限定的空間內流動。如果沿橫向於縱向軸線Z的橫截面的半徑在各個點處進行透析液的流率測量，則測量結果將表明，在許多情況下，在中空纖維114內透析液的軸向流率並不完全均勻。即，在許多情況下，它可以看出，接近中空纖維114的束的外部區域的透析液的流率比在中空纖維114的束的內部區域更高。換言之，更多的透析液傾向沿中空纖維114的束的外部環形部分流過透析器100，而不是通過中空纖維114的束的中心部分。

鑒於如上所述的透析液的不均勻流率，動脈端蓋120被有利地設計成引導血液以增強透析效率的方式流過中空纖維114的束。例如，動脈端蓋120包括弓形槽123，血液被引導流動通過弓形槽123而在進入中空纖維114的束的路線中流動。弓形槽123的徑向位置朝向中空纖維114的束的外部環形部分偏置（相比中空纖維114的束的中心部分）。因此，動脈端蓋120以有利地匹配透析液的較高流率區域的方式使血液以比中空纖維114的束的中心部分更高的速率流過中空纖維114的束的外部環形部分。與血液和透析液具有不同的流率分佈相比，血液和透析液的流率分佈的這種匹配有利於提高透析效率。

動脈端蓋120還有利地設計成降低血液溶血（對紅血球的損害）的可能性。如上所述，離開轉子132的血液大體上從葉片135徑向地流入環形空間128。然而，由於轉子132的旋轉，環形空間128內的血液也具有大致圓形流動的趨勢（例如，像渦旋）。如果迫使血液流入中空纖維114的內腔，同時仍以基本上圓形的方式流動，則所產生的動態剪切應力將傾向於引起溶血。幸運的是，動脈端蓋120的內部支撐板121被設計成減少血液的圓形流動，從而降低溶血的可能性。例如，通過其血液被引導而在進入中空纖維114的束的路線中流動的弓形槽123減少血液的圓形流動。相反，弓形槽123使血液更軸向地流向到中空纖維114的內腔的入口。因此，通過減少血液進入中空纖維114的內腔時血液的圓形流動，內部支撐板121的弓形槽123降低了血液動態剪切應力的可能性，並降低了溶血的可能性。

如上所述，泵轉子132限定出中心腔131。中心腔131從葉片135的區域延伸穿過泵轉子132，並一直穿過磁盤136。換句話說，中心腔131在葉片135的區域、與在泵轉子132的圓柱形外壁與泵殼體130的圓柱形內壁間存在的間隙之間提供流體連通。借助中心腔131提供的流體連通，這樣就降低了血液在泵殼體130內的區域停滯的可能性。即，中心腔131有助於使在泵轉子132的圓柱形外壁與泵殼體130的圓柱形內壁之間的間隙中的血液移動並從那裡流出。因此，由於泵轉子132的中心腔131，降低了泵殼體130中的血栓形成的可能性。

還參考圖25，替代性的泵轉子137包括第一板138、磁盤143以及在第一板138和磁盤143之間徑向延伸的多個葉片139。第一板138是環形的並且限定中心孔141。磁盤143可以包括未包封的或包封的雙極磁體（例如稀土磁體、鐵氧體陶瓷磁體和其它合適類型的磁體）。在所示的實施例中，葉片139是線性件。

根據一些實施例，泵轉子137是泵葉輪，其包括具有中空中心體積區的徑向泵送泵輪。因此，所示的泵轉子137也可以稱為泵葉輪。泵轉子137的泵輪的葉片（或葉子）可以佈置成使得它們至少部分地徑向突出或延伸。在一些情況下，葉片佈置成完全徑向地突出或延伸。在一些情況下，葉片佈置成部分徑向地和部分切向地突出或延伸。

血液流向泵轉子137，穿過中心孔141，然後由於葉片139的旋轉而被迫從泵轉子137徑向向外移動。當血液沿徑向流離泵轉子137時，血液在泵殼體130的內壁的作用下被迫轉向並平行於透析器100的縱向軸線（朝向中空纖維束）流動。然後，血液穿過在內部支撐板121和第一端蓋120的內壁之間限定的槽123。槽123提供了使血液從泵殼體130流向中空纖維束的通道。

參考圖27至圖29，這裡示出了與透析器100的其它部分分開的靜脈端蓋140（或「第二端蓋140」），使得第二端蓋140的結構細節更加可見。

如圖所示，例如如圖13和圖14所示，已經通過透析器100中的纖維束114並進入第二端蓋140的血液經由血液出口管105離開上頂蓋145。

第二端蓋140還包括空氣淨化件144。空氣淨化件144可以位於上頂蓋145的頂點處。空氣淨化件144可以用於多種目的、例如用於淨化空氣（排氣）以及作為進入端口（例如，用於樣本提取或給藥）。圖29示出了另一示例性靜脈端蓋340的剖視圖，該端蓋340與端蓋140的不同之處在於，除了空氣淨化件344之外，端蓋340還包括進入端口380（在這種情況下，是無針入口）。進入端口380可用於給予藥物或提取樣本。

血液從血液出口管105經由靜脈壓力檢測腔室入口142i進入靜脈壓力檢測腔室142（具有其外部的柔性膜壁162）。血液經由靜脈壓力檢測腔室出口142o離開靜脈壓力檢測腔室142。血液經過靜脈壓力檢測腔室142的流動允許血液治療模組200的靜脈壓力變換器252（圖31所示）經由膜162測量靜脈血液壓力。

在離開靜脈壓力檢測腔室142之後，血液然後流入靜脈混合腔室164。血液可以不經過後稀釋地通過靜脈混合腔室142，或者可以與置換流體混合，例如當血液治療系統1以後稀釋HDF模式操作時。

在置換物添加到靜脈混合腔室的情況下（例如，後稀釋HDF），所述置換物經由第二置換液入口148從第二置換物供應管道256（在圖31中示出）流入第二端蓋140。置換物流經靜脈置換物供應管166。然後，置換物穿過止回閥168並進入靜脈混合腔室164。這種置換物的流動經由圖15中從第二置換液入口148延伸到止回閥168的出口的一系列箭頭示出。在靜脈混合腔室164中，置換物與從靜脈壓力檢測腔室142進入的靜脈血液混合。止回閥168阻止血液流入靜脈置換物供應管166和第二置換液入口148。這防止第二置換物供應管道256被血液污染。

血液（無論是否經過稀釋）從靜脈混合腔室164進入靜脈血液管線104，所述靜脈血液管線104將透析過的血液輸送回患者體內。

第二端蓋140還包括透析液入口149。透析液通過透析液供應管150從透析液入口149流到第二端蓋140的周邊內壁區域。

從透析液供應管道257到透析液出口管道（或廢透析液管道）255的透析液的流動路徑在圖17至圖19中示出。 血液治療模組200被致動以：a）將透析液供應管道257（在圖31中示出）與透析液入口149流體密封地接合，以及b）將廢透析液管道255與廢透析液出口125流體密封地接合。然後，透析液的流動開始於透析液流過透析液供應管150進入靜脈端蓋140和灌封116之間的空間。透析液從該空間軸向地流過灌封116，並徑向向內地通過中間殼體部分112的軸向延伸的指狀物174之間的開口118。指狀物174的端部嵌入並支撐灌封116。透析液路徑通過墊圈171與靜脈端蓋140中的血量隔絕。

經由開口118的透析液的徑向流入（利用指狀物174幫助分佈透析液流）使透析液在徑向流入中空纖維114之間的空間時以環狀方式沿周向分佈。這種周向集中的透析液流動與血液通過中空纖維114的內腔的流動適配或一致，這是因為血液通過第一端蓋120的周邊定位的開口/槽123進入中空纖維114。因此，透析器100的設計使中空纖維114的區域中的透析液和血液的最高流動濃度彼此匹配。血液和透析液流動濃度的這種匹配提高了透析器100的血液治療效率。

在穿過開口118之後，透析液在中空纖維114之間流動並繼續軸向向下流動，直到到達動脈端蓋120。由於灌封115阻止了纖維114之間的進一步的軸向流動，因此透析液通過中間殼體部分112的嵌入並支撐灌封115的指狀物173之間的開口117徑向向外流動。透析液路徑通過墊圈170與動脈端蓋120中的血量隔離。然後，透析液流入動脈端蓋120和灌封115之間的空間。透析液然後經由廢透析液管入口127進入廢透析液出口管126。廢透析液管126然後將透析液輸送到透析液出口，在此它流入血液治療模組220的廢透析液管道255（在圖31至圖33中示出）。

參考圖30和圖31，治療模組220限定出第一互補形狀的槽222和第二互補形狀的槽224，該第一互補形狀的槽222和第二互補形狀的槽224將治療模組220配置成可與透析器100的第一突起106和第二突起108（例如，圖2、圖10和圖17）可滑動地耦合。治療模組220還包括動脈管線夾242和靜脈管線夾244。夾242和244被用來完全限制或完全未限制動脈管線102和/或靜脈管線104內的血液的流動（例如，以開/關閥的方式），或調節通過動脈管線102和/或靜脈管線104的血液的流動（例如，夾具有部分限制設置的範圍）。

治療模組220還包括管接合模組240，該管接合模組240被配置為可釋放地接收動脈管線102的一部分和/或靜脈管線104的一部分。管接合模組240可以包括執行諸如流率檢測、氣泡檢測等功能的裝置。即，管接合模組240可以包括感測器，用於檢測例如動脈管線102和/或靜脈管線104內的血液的流率，和/或用於檢測動脈管線102和/或靜脈管線104內的血液中的氣泡（例如，空氣泡）。可以使用諸如超聲感測器、光學感測器的感測器或其它合適類型的感測器來執行流率檢測和/或氣泡檢測。

治療模組220還包括泵驅動單元230。泵驅動單元230被配置成當透析器100耦合到治療模組220時可釋放地接收透析器100的泵殼體130（在圖8、圖9、圖13和圖15中示出）。在治療模組220的操作期間，通過血液治療機控制台210（在圖1中示出）的控制系統動態地激勵泵驅動單元230內的一個或多個電線圈。所述一個或多個電線圈的激勵產生動態磁場（移動或調製的磁場），該動態磁場使得磁性泵轉子（例如，轉子132或轉子137）懸浮而不與泵殼體130的壁接觸並以所需的轉速旋轉。替代地，在一些實施例中，可以使用機械耦合將泵驅動單元耦合到透析器內的泵轉子上。

泵驅動單元230結合血液治療機控制台210的控制系統（在圖1中示出）也可以用於監視透析器100的各種狀態。例如，可以檢測透析器100的泵殼體130是否相對於泵驅動單元230處於操作位置。另外，可以檢測泵殼體130中的空氣的存在。如果在泵殼體130內檢測到空氣，則可經由第一置換液端口124添加置換物以灌注磁性泵轉子。透析器100內的阻塞也可以由泵驅動單元230結合其控制系統來檢測。

治療模組220還包括與透析器100接合的壓力測量裝置，以測量動脈壓力檢測腔室122和靜脈壓力檢測腔室142（在圖8、圖11、圖12、圖18和圖19中所示）中的壓力。此外，治療模組220包括用於將置換物（經由置換液端口124和148）供應到透析器100以及用於將透析液（經由透析液端口125和149）輸送到透析器100或從透析器100輸送的管道。這種壓力測量裝置和管道可以通過治療模組220控制，以伸展而與透析器100接合、縮回而與透析器100脫離。

在圖30中，壓力測量裝置和管道縮回並被第一門246和第二門248覆蓋。在圖31中，門246和248被打開，並且壓力測量裝置和管道被伸展（因為它們要與透析器100接合）。當關閉時，門246和248允許方便地擦拭以清潔治療模組220的外表面。另外，在壓力測量裝置和管道在治療模組220內縮回到內部（並且門246和248關閉）的情況下，壓力測量裝置和管道當它們處於治療模組220內時可以被自動清潔和準備以備後用。

在圖31中，門246和248處於它們的打開位置，並且壓力測量裝置和管道伸展到它們的操作位置（就像透析器100與治療模組220耦合一樣）。例如，第一壓力變換器250延伸以與透析器100的動脈壓力檢測腔室122的柔性膜壁接合，第二壓力變換器252延伸以與透析器100的靜脈壓力檢測腔室142的柔性膜壁接合。

此外，治療模組220包括兩對管道，它們可以自動與透析器100接合，以便於諸如置換物和/或透析液的液體在透析器100與治療模組220之間的流動。例如，第一對管道（第一置換物供應管道254和透析液出口管道255）定位成分別與位於透析器100的第一端蓋120上的第一置換液端口124和透析液出口125耦合。此外，第二對管道（第二置換物供應管道256和透析液供應管道257）被定位成分別與位於透析器100的第二端蓋140上的第二置換液端口148和透析液入口149耦合。管道254至257以及壓力測量變換器250和252的延伸和縮回可以通過血液治療機200的控制系統控制（圖1）。

參考圖32至圖34，提供了示出第一端蓋120如何與第一壓力變換器250、第一置換物供應管道254和透析液出口管道255接合的更多細節的單獨的視圖。應當理解，第二端蓋140相對於第二壓力變換器252、第二置換物供應管道256和透析液供應管道257的相對佈置是相似的。

第一壓力變換器250的面（當延伸時，如圖24所示）抵靠用作動脈壓力檢測腔室122的外壁的柔性膜122m。第一置換物供應管道254（當延伸時，如圖24所示）以液密的方式與第一置換液端口124流體耦合。透析液出口管道255（當延伸時，如圖24所示）以液密的方式與透析液出口125流體耦合。

為了在柔性膜122m與第一壓力變換器250之間提供有效的接合，在使第一壓力變換器250延伸成與柔性膜122m接觸之前，對動脈壓力檢測腔室122加壓。當動脈壓力檢測腔室122被加壓時，柔性膜122m將向外凸出以向第一壓力變換器250呈現凸面。然後，當柔性膜122m向外凸出時，第一壓力變換器250被延伸以抵靠柔性膜122m以密封它們之間的接合部。例如，該技術可以通過減小在其間的氣穴的可能性來幫助在第一壓力變換器250和柔性膜122m之間建立強大的耦合附著力。在一些實施例中，可以施加負氣壓（真空）以產生或增強第一壓力變換器250與柔性膜122m之間的耦合附著力。

圖35示出了另一示例性血液治療模組1220和透析器1100。該佈置與模組220和透析器100的佈置的不同之處在於，透析液端口和置換物端口以及壓力腔室和膜位於動脈端蓋中。因此，血液治療模組1220僅接合動脈端蓋1120，以供應新鮮的透析液，接收廢透析液，供應預稀釋和後稀釋的置換流體以及監測動脈和靜脈壓力。在這種佈置中，提供了一對管1190，以將新鮮的透析液和後稀釋的置換物從動脈端蓋1120輸送到靜脈端蓋1140。

圖36是以局部縱向剖視圖示出的替代性的第一（動脈）端蓋520的透視圖。例如，端蓋520作為端蓋120的替代者可以與透析器100一起使用。

進入的血液通過由內部支撐板521支撐的轉子供應管503朝向泵殼體530流動。在轉子供應管503的端部處的90°彎頭引導血液轉向並在第一端蓋520的中心沿透析器100的縱向中心軸線平行流動。血液從轉子供應管503的出口輸送到位於泵殼體530內的泵轉子532的中心。血液徑向地離開泵轉子532進入環形空間528，環形空間528周向圍繞轉子532的包括葉片535的部分。環形空間528的形狀形成為將血液軸向地引向中空纖維的束。環形空間528部分地由殼體530的環形凹壁表面限定，該環形凹壁表面與中空纖維的束相對。在環形空間528中從徑向流改向到縱向流之後，此時血液穿過內部支撐板521中限定的一個或多個開口523，並繼續流向中空纖維的束。在一些實施例中，開口523是槽（例如，線性或弓形槽）。可以包括任何數量的開口523，例如一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個或多於八個。

泵轉子532包括位於泵轉子532的相反端上的第一端部537和第二端部538。第一端部537容納或具有連接於其上的一個或多個磁體、例如磁盤536。第二端部538包括第一板533和在第一板533與磁盤536之間延伸的多個葉片535。第一端部537比第二端部538直徑小。

根據一些實施例，泵轉子532是包括具有中空中心體積區的徑向泵送泵輪的泵葉輪。因此，所示的泵轉子532也可以稱為泵葉輪。泵轉子532的泵輪（第二端部538）的葉片535可以佈置成使得它們至少部分地徑向突出或延伸。在一些情況下，葉片被佈置成完全徑向地突出或延伸。在一些情況下，葉片被佈置成部分徑向地和部分切向地突出或延伸。第一板533是限定出中心孔534的環形環。磁盤536限定沿著透析器100的縱向中心軸線Z延伸的中心腔531。磁盤536可以包括一個或多個包封的或未包封的雙極磁鐵（例如稀土磁體、鐵氧體磁體的陶瓷和其它合適類型的磁體）。在所示的實施例中，葉片535是弓形件，但是在一些實施例中，葉片535可以是線性件。

在一些實施例中，端蓋520的構件可具有與以上參考端蓋120的構件所描述的相同的物理尺寸和尺寸相互關係。然而，端蓋520至少在以下幾個方面與端蓋120不同。葉片535的外邊緣不平行於中心軸線。相反，在葉片535的外邊緣與中心軸線之間限定一銳角。在一些實施例中，銳角在0°至60°、或0°至45°、或5°至40°、或10°至35°、或20°至35°、或25°至35º、或30º至45º的範圍內，但不限於此。此外，在一些實施例中，葉片535的高度小於葉片135的高度。例如，在一些實施例中，葉片535的高度（沿著縱向中心軸線Z測量）在1mm至8mm、或1mm至6mm、或1mm至5mm、或1mm至4mm、或1mm至3mm、或2mm至3mm的範圍內，但不限於此。此外，環形空間528在形狀方面不同於環形空間128。例如，限定環形空間528的下壁的殼體的內表面是凹形的（向下彎曲），而環形空間128的下表面是平面的或向上彎曲的。環形空間528的形狀促進從泵轉子532徑向離開的流動中出現渦旋，並促進朝向向上的軸向方向的流動的過渡（改向）。

端蓋520及其泵轉子532的這些物理特徵用於在操作期間最大化血流的軸向推力並穩定泵轉子532。本質上，泵轉子532和環形空間528將血流改向180°而不是90°。在一些實施例中，血液被軸向地引入到泵轉子522的「頂部」中並且被輸送到轉子532的「底部」。

血液經由一個或多個開口523以與中心孔534同心的圓形型式離開端蓋520。所述一個或多個開口523可以是對稱圓形佈置的多個孔，或一個或多個圓形/弧形段形狀的縫。因此，沒有偏心力作用於泵轉子532（不同於大多數具有切向出口的離心泵）。因此，泵轉子532在操作期間更加穩定（例如，具有明顯減小的傾斜力矩），並且其與周圍的殼體表面之間的尺寸間隙保持在公差內。有利地，因為泵轉子532在操作期間更穩定，所以懸浮和驅動泵轉子532所需的磁場強度減小了。因此，例如，在一些實施例中，可以使用成本較低的硬質鐵氧體磁體，從而大大降低了泵轉子532的成本。

環形空間528的形狀促進血液從徑向朝向向上的軸向方向的流動的過渡（改向）。來自環形空間528的向上的血流基本上集中在環形空間528的出口的周邊或圓周處。血流的這種集中還有利地與開口523的位置適配（其又與中空纖維的束的外圍部分適配）。此外，如以上參考圖17至圖19所述，當透析液徑向地流入中空纖維114之間的空間時，透析液的流動以周向環形的方式集中。外圍集中的透析液流與通過中空纖維114的內腔的外圍集中的血液流適配或一致。因此，透析器100的設計有利地使得或使透析液和血液的最高流量集中在相同區域中彼此匹配或適配。血液和透析液流集中的這種匹配提高了透析器100的血液治療效率。

儘管已經描述了某些實施例，但是其它實施例也是可能的，並且在本公開的範圍內。

儘管描述了具有HDF功能的系統，但某些實施例省略了置換物端口。這樣的機器可以執行血液透析，但不包括HDF功能。例如，除了沒有HDF功能之外，被配置成類似於圖1的血液治療系統的透析器的透析器2100在圖37至圖39中示出。透析器2100的殼體2110包括第一端蓋2120、第二端蓋2140和在第一端蓋2120和第二端蓋2140之間延伸的中間殼體部分2112。中間殼體部分2112包含中空纖維2114的束的大部分長度。

第一端蓋2120包括泵殼體2130。可旋轉的離心泵轉子（不可見）位於泵殼體2130內。如本文中進一步所述，泵轉子通過與治療模組220的泵驅動單元（例如，如圖2和圖3所示）接合而被操作和控制。即，在使用過程中，泵轉子可以通過被使得從泵驅動單元發出的磁場而懸浮和旋轉。

殼體2110限定出一個或多個壓力檢測腔室。所示的實施例包括動脈壓力檢測腔室2122和靜脈壓力檢測腔室2142。動脈壓力檢測腔室2122位於泵轉子之前。即，動脈壓力檢測腔室2122被佈置為便於測量泵前動脈壓力。附加地或替代性地，在一些實施例中，可以在泵後（但是在中空纖維之前）測量壓力。壓力檢測腔室2122和2142均被配置成與治療模組220中的相應的壓力變換器接合。

透析器2100被配置成接收透析液，並引導透析液流過殼體2110。例如，在所示的實施例中，第二端蓋2140限定出透析液入口2149，第一端蓋2120限定出透析液出口2125。滲析液經由滲析液入口2149流入第二端蓋2140，然後進入包含中空纖維2114的束的中間殼體部分2112。透析液經由在中空纖維2114的束的纖維的外徑之間限定的空間流過中間殼體部分2112。換句話說，當血液在中空纖維2114的束的纖維的內腔內流動時，透析液體沿著纖維的外部流動。中空纖維2114的束的纖維的半滲透壁將透析液與血液分離。透析液體從中間殼體部分2112流出並流入第一端蓋2120。透析液體經由透析液出口2125離開第一端蓋2120。

參考圖40和圖41，替代性的第二（靜脈）端蓋600可與本文所述的任何透析器一起使用。靜脈端蓋600被配置成具有特定特徵，以促進在灌注期間和使用期間從體外回路分離諸如空氣的氣體。靜脈端蓋600包括螺旋入口腔610（或螺旋腔610）、出口620、傾斜導流體630、頂蓋640、空氣淨化件650和腔室660。在圖41中，未示出頂蓋640和空氣淨化件650以便提供腔室660內部的結構的更好的可見性。靜脈端蓋600的上部包括頂蓋640和附接的空氣淨化件650。靜脈端蓋600的下部或底部限定出螺旋入口腔610及其出口620，並且包括傾斜導流體630。螺旋入口腔610和傾斜導流體630可以與靜脈端蓋600的下部整體形成。螺旋入口腔610的出口位於靜脈端蓋600的上部和腔室660的出口620之間。

在使用中，血液離開中空纖維的內腔並且經由到螺旋入口腔610的入口和通過螺旋入口腔610本身而流到腔室660。換句話說，螺旋入口腔610提供了腔室660和腔室660的外部區域之間的流體連通。到螺旋入口腔610的入口被配置在靜脈端蓋600的底部的底側上。到螺旋入口腔610的入口具有比螺旋入口腔610的橫向剖面更大的面積。螺旋入口腔610的出口被配置在底部的上側上。螺旋入口腔610從靜脈端蓋600的下部延伸並且豎直地朝向靜脈端蓋600的上部螺旋（朝向頂蓋640）延伸。螺旋入口腔610被配置成使得進入腔室的血液基本上水平地（即，橫向於透析器的縱向軸線）流動。螺旋入口腔610的出口（即，螺旋入口腔610終止於腔室660內的位置）靠近腔室660的外周壁。換句話說，螺旋入口腔610的出口偏離透析器的中心軸線和靜脈端蓋600本身的中心軸線。因此，流入腔室660的血液可能趨向於衝擊腔室660的外周壁，這將為血液形成螺旋流動路徑。

傾斜導流體630位於螺旋入口腔610的出口附近，使得離開螺旋入口腔610的血液將傾向於衝擊傾斜導流體630並且向上朝向頂蓋640偏轉，頂蓋640是殼體的剛性部分，使得其限定腔室660的上部的固定形狀。傾斜導流體630的衝擊表面可以在血液離開螺旋入口腔610時相對於基本水平的血流方向成銳角。例如，在一些實施例中，傾斜導流體630相對於水平和/或相對於透析器和靜脈端蓋600的中心縱向軸線的角度在10°至70°、或20°至60°、或30º至50º、或30º至40º的範圍內，但不限於此。

空氣淨化件650允許空氣和其它氣體離開靜脈端蓋600，同時防止諸如血液的流體通過其離開。空氣淨化件650也可以用作進入端口。即，空氣淨化件650可以被配置用於諸如樣本提取和藥物（例如，肝素）給予的用途。

為了在使用過程中最佳地用作空氣分離器，需要在開始血液治療之前通過灌注基本上清除靜脈端蓋600內的空氣。也就是說，在灌注階段期間需要從腔室600中清除足夠的空氣，以使腔室660最佳地、有效地隨後在血液治療期間分離空氣。在灌注期間，旨在通過灌注溶液將腔室660中的空氣基本上從腔室660沖出。借助於靜脈端蓋600的結構所產生的速度和定向流動，增強了灌注溶液從腔室660中去除空氣的能力（例如，通過定位在血液治療機上的沖洗口將空氣沖掉）。否則，保留在腔室660中的空氣也可以手動通過將注射器連接到空氣淨化件650經由空氣淨化件650清除。

在使用過程中，靜脈端蓋600的結構所產生的流速對空氣分離提出了挑戰，因為血液中的空氣需要時間受重力的影響，並可能仍然滯留在血液中。靜脈端蓋600的結構引起圓形的螺旋狀流動，其可以起到減慢血液流動速度的作用。因此，空氣傾向於向螺旋流的中心遷移，在螺旋流的中心速度是最低的，並且重力的影響有時間作用在空氣上，因此空氣可以與血液分離並收集在頂蓋640的頂部。

儘管以上在透析器的端蓋的情景下描述了用於使液體除氣的靜脈端蓋600的結構，但是應當理解，用於除氣的結構也可以與各種其它類型的裝置結合使用，或者作為除氣裝置結合於自身中。即，可以將用於靜脈端蓋600的脫氣的結構作為可以在多種合適的實施例中實施的脫氣室的一部分。另外，儘管靜脈端蓋600主要旨在使血液、灌注溶液或其它醫用液體脫氣，但是應當理解，用於靜脈端蓋600的脫氣的結構也可以在其它實施例中實施，以便對其它類型的液體進行脫氣。

參考圖42至圖44，另一個替代性的第二（靜脈）端蓋700可與本文所述的任何透析器一起使用。靜脈端蓋700被配置成具有特定特徵，以促進在灌注期間和使用期間從體外回路分離諸如空氣的氣體。

靜脈端蓋700包括上部或頂部，該上部或頂部包括頂蓋710和附接的空氣淨化件730（在圖43中示出，但是在圖42和44中未示出）。靜脈端蓋700包括下部或底部，該下部或底部包括入口通道件740，並限定出腔室出口750（圖44）。在靜脈端蓋700的上部和下部之間限定腔室720。

入口通道件740包括突起，該突起從靜脈端蓋700的底部沿靜脈端蓋700（和整個透析器）的中心軸線（例如，縱向軸線）軸向地延伸。入口通道件740可以與靜脈端蓋700的下部整體地形成。入口通道件740的出口在突起的末端，該末端升高到腔室出口750上方，並且升高到腔室720的中間高度上方。入口通道件740的出口從靜脈端蓋700（和整個透析器）的中心軸線（例如，縱向軸線）徑向偏移。頂蓋710是殼體的剛性上部，使得其限定了腔室720的上部的固定形狀。

血液通過中空纖維膜被處理之後通過形成在靜脈端蓋700的軸向中部中的入口通道件740進入靜脈端蓋700的腔室720。在入口通道件740的末端的出口端部被配置成螺旋形（例如，具有相對於中心軸線成銳角的斜面，流出入口通道件740的血液將沿其流動）。因此，入口通道件740的末端處的出口端部被配置成當血液離開入口通道件740進入腔室720時給予血液的流動路徑螺紋分量。從入口通道件740的末端出口端部溢出之後，血液進入腔室720。血液可通過重力來脫氣（氣泡將趨於相對於血液上升並從血液分離），因為血液以薄層流動並從入口通道件740的端部以螺旋流流入腔室720和朝向腔室出口750流動。

儘管所示的實施例中的中間入口通道件740僅包括入口通道件740的一個螺旋通道出口（進入腔室720），但在一些實施例中，入口通道件740也可以包括多個螺旋通道出口。在這些實施例的一些中，多個螺旋通道出口可以對稱地或均勻地分佈在靜脈端蓋700，以便最小化血液中的湍流並對稱地平衡腔室720內的流動。

儘管以上在透析器的端蓋的場景下描述了用於使液體脫氣的靜脈端蓋700的結構，但是應當理解，用於脫氣的結構可以與各種其它類型的裝置結合使用，或者作為除氣裝置結合於自身中。即，用於靜脈端蓋700的除氣的結構可以作為可以在多種合適的實施方式中實施的除氣室的一部分。另外，儘管靜脈端蓋700主要旨在使血液、灌注溶液或其它醫用液體脫氣，但是應當理解，用於靜脈端蓋700的脫氣的結構可以在其它實施例中實施，以便對其它類型的液體進行脫氣。

參考圖45至圖47，另一個替代性的第二（靜脈）端蓋800可與本文所述的任何透析器一起使用。靜脈端蓋800被配置成具有特定的特徵，以促進從體外回路分離和收集例如空氣的氣體。例如，靜脈端蓋800包括可重構的波普爾蓋（popper cap），如下文進一步所述。

靜脈端蓋800包括一個或多個外周入口810（或多個周邊入口810）、出口820、可重構頂蓋840（或柔性頂蓋）、空氣淨化件850和腔室860。在圖47中，未示出頂蓋840和空氣淨化件850，以便提供腔室860內部的結構的更好的可見性。在圖45中，可重構頂蓋840處於第一、倒置配置，使得腔室860基本上不存在或僅最小地存在。在圖46中，可重構頂蓋840處於第二、穹頂配置，從而限定了腔室860。與第一配置相比，當可重構頂蓋840處於第二配置時，腔室860更大。

一個或多個周邊入口810是通道，其允許從透析器的中空纖維排出的液體進入腔室860。進入腔室860之後，液體在腔室860中停留一段時間，然後經由出口820離開腔室860。出口820在殼體的下部的側壁中，並且比一個或多個周邊入口810的高度更低。換句話說，當可重構頂蓋850處於第二、穹頂配置時，與可重構頂蓋850相比，出口820在一個或多個周邊入口810的相對側上。

在一些實施例中，出口820位於其它位置。例如，在一些實施例中，出口820被定位在腔室860的凹形下部分的中心和底部，如圖47通過一個出口820'所示。在該位置，出口820'由所述一個或多個周邊入口810圍繞，並與一個或多個周邊入口810中的每個入口等距。在一些實施例中，包括多個出口。例如，在一些實施例中，出口820和出口820'分別包括在單個實施例中。

在一些實施例中，彼此間隔開的多個周邊入口810（例如，在所示實施例中為六個）圍繞腔室860的外圍，這樣做使得進入腔室860的液體（例如灌注溶液、血液等）的速度低。通過在腔室860中保持低的液體流動速度，更多的時間允許空氣由於重力作用在液體中上升（即，從液體中分離）。然而，使用這種低速方法趨向於使在灌注階段從傳統端蓋中的傳統腔室沖走空氣更加困難。靜脈端蓋800的特定的波普爾蓋（即，可重構頂蓋840）有助於減輕該問題。

可重構頂蓋840（或柔性頂蓋840）是由半柔性材料製成的半球形件。可重構頂蓋840的自然的、應力最小的配置是圖46所示的形狀（穹頂形狀，穹彎形配置或第二配置）。可重構頂蓋840的第二配置（穹頂形狀）比第一配置（倒置配置）更穩定。然而，可重構頂蓋840也將保持其圖45所示的倒置配置。倒置配置是可重構頂蓋840的初始配置（即，在灌注或使用之前可重構頂蓋840的配置）。回應於腔室860內的加壓，可重構頂蓋840（或柔性頂蓋840）將從第一配置（倒置構造）重新配置為第二配置（穹頂配置）。

在灌注期間，當液體通過一個或多個入口810時，液體將力施加到倒置的可重構頂蓋840的內表面。可重構頂蓋840將開始回應於液體的力向上偏轉，並且腔室860將由此開始形成。當可重構頂蓋840已經向上偏轉到閾值程度時，可重構頂蓋840將自然傾向於朝著腔室860完全形成的圖46所示的穹頂配置變化或彈出。有利地，因為在初始灌注期間基本上不存在腔室860或僅最小地存在腔室860，所以基本上不存在需要通過液體灌注程序沖出的空氣。然而，在已經形成腔室860之後，腔室860用於在使用期間從血液中分離空氣/氣體。

儘管以上在透析器的端蓋的場景下描述了用於使液體脫氣的靜脈端蓋800的結構，但是應當理解，用於脫氣的結構可以與各種其它類型的裝置結合使用，或者作為除氣裝置結合於自身中。即，用於靜脈端蓋800的除氣的結構可以作為可以在多種合適的實施例中實施的除氣室的部分。另外，儘管靜脈端蓋800主要用於使血液、灌注溶液或其它醫用液體脫氣，但是應當理解，用於靜脈端蓋800的脫氣的結構可以在其它實施例中實施，以便對其它類型的液體進行脫氣。

上面描述了具有用於使液體除氣的結構的多種不同類型的透析器靜脈端蓋（例如靜脈端蓋600、靜脈端蓋700和靜脈端蓋800）。應當理解，各種靜脈端蓋600、700和/或800的特徵可以被混合、組合、添加、替代為其它特徵等，以便創建在本公開範圍內的混合設計。例如，儘管靜脈端蓋800被描述為具有可重構頂蓋840，但是在一些實施例中，剛性/固定頂蓋（例如，頂蓋640或頂蓋710）也可以替代可重構頂蓋840。相反，儘管將靜脈端蓋600和靜脈端蓋700描述為具有剛性/固定的頂蓋，但是在一些實施例中，可重構頂蓋（例如，可重構頂蓋840）可以替代剛性/固定的頂蓋。各種靜脈端蓋600、700和/或800的入口和/或出口配置和/或位置也可以在各種設計中被替代或增加。通過這些示例，應該理解的是，使用了各種靜脈端蓋600、700和/或800的特徵的所有可能的混合設計都被設想並且在本公開的範圍內。

本文所述的脫氣室被設計成通過促進密度比液體低的氣體自然地向上移向脫氣室的頂蓋而從液體（例如血液）中分離出氣體（例如空氣）。因此，可以說頂蓋是或包括脫氣室的上部。脫氣室的與頂蓋相對的端部可以被稱為下部或底部，或者被稱為位於頂蓋下方。因此，在本文所述的脫氣室的場景下，諸如上方、下方、上、下、頂部和底部的術語可用於定義特定的部分、位置或方向。另外，本文描述的透析器可被配置為附接到血液治療機（例如，治療模組220），使得第二端蓋（靜脈端蓋）在第一端蓋（動脈端蓋）上方。

上述設備和方法是本文公開的創新方面的示例。如下所述，但不限於此，本公開的範圍也涵蓋其它實施例和替代形式。

儘管夾242和244被描述為充當開/關閥，但在一些實施例中，夾242和244被用來可變地調節通過動脈管線102和/或靜脈管路104的血液的流動（例如，包含部分地限制的夾設置的範圍）。

儘管第一端蓋120和第二端蓋140已經描述為具有特定佈置形式的端口和壓力腔室，但在一些實施例中，端蓋具有其它佈置形式的端口和壓力腔室。

儘管治療模組220被描述為通過可調整臂280從血液治療機控制台210懸伸，但是在一些實施例中，治療模組220通過樞軸機構附接到血液治療機控制台210，直接附接或集成在其中。在一些這樣的情況下，動脈管線102和靜脈管線102的長度可以大於一公尺。

儘管已經將透析器100描述為具有集成的壓力檢測腔室122和142，但是在一些實施例中，在沿著動脈管線102和/或靜脈管線104的位置而不是在透析器100處進行動脈和/或靜脈壓力檢測。在這種情況下，從透析器100中去除壓力檢測腔室122和/或142（但透析器100仍可以包括集成的磁力泵轉子、例如轉子132或轉子137）。

儘管透析器100已經描述為具有一體的磁力泵轉子（例如，轉子132或轉子137），但是在一些實施例中，替代地包括作用在動脈管線102上的蠕動泵。在這種情況下，從透析器100中去除轉子（儘管透析器100仍可以包括集成的壓力檢測腔室122和/或142）。一些示例利用其它泵血機構（例如隔膜泵、螺桿泵、活塞泵、蠕動泵等）。

儘管透析器100的構件，例如磁力泵轉子（例如，轉子132或轉子137）以及壓力檢測腔室122和142已被描述為集成在透析器100的端蓋120和140中，但在一些實施例中也可以將一個或多個這樣的構件集成到透析器100的除端蓋120和140之外的部分中。

儘管通過透析器100的血液流動路徑被圖示為從透析器100的底部處的第一端蓋120向上延伸至透析器100的頂部處的第二端蓋140，但是在一些實施例中，通過透析器100的血液流動路徑可以從透析器100的頂部處的第二端蓋140向下延伸至透析器100的底部處的第一端蓋120。在這種情況下，在一些實施例中，集成的磁力泵轉子可以位於透析器100的頂部處的第二端蓋140中。

儘管一些示例包括通過臂280從血液治療機控制台210懸伸的治療模組220，但是應當理解，其它示例將這些構件作為單個單元集成在共用殼體中。而且，一些示例具有未被控制台機械支撐的治療模組。例如，一些具有被安裝到另一結構（例如，牆壁或牆壁支架或地板支架）或者被放置在諸如桌子或桌台的表面上的治療模組。這樣的示例可以包括在模組和控制台之間的柔性流體管線和電纜，以傳輸流體和電/信號。其它示例具有可以從控制台單獨接收電源和/或具有與控制台的無線通信通道的治療模組。

儘管已經在透析器的靜脈端蓋的背景下描述了脫氣室，但是除透析器之外，脫氣室的概念也可以在獨立的醫用液體脫氣室裝置的背景下實施，或作為任何其它合適的流體處理裝置的一部分。

已經描述了本發明的多個實施例。然而，可以理解，可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下進行各種修改。因此，其它實施例也在所附申請專利範圍的範圍內。

無

[圖1]示出了使用血液治療系統接受體外血液治療的患者。

[圖2]是圖1的血液治療系統的透析器和治療模組系統的分解透視圖。

[圖3]是處於一組裝配置下的圖2的透析器和治療模組系統的透視圖。

[圖4]是圖1的血液治療系統的透析器的示意圖，示出了通過透析器的血液流動路徑。

[圖5]是圖1的血液治療系統的透析器的另一示意圖，示出了通過透析器的血液流動路徑和置換物添加位置。

[圖6]是圖1的血液治療系統的透析器的另一示意圖，示出了通過透析器的透析液流動路徑。

[圖7]是圖1的血液治療系統的透析器的另一示意圖，示出了血液和透析液的流動路徑以及置換物添加位置。

[圖8]是圖1的血液治療系統的透析器的後視圖。

[圖9]是圖1的血液治療系統的透析器的前視圖。

[圖10]是圖1的血液治療系統的透析器的側視圖，其中部分地示出了動脈和靜脈管線。

[圖11]是圖1的血液治療系統的透析器的俯視圖，其中部分地示出了動脈和靜脈管線。

[圖12]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖10的剖面線A-A所作的剖視圖。

[圖13]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖11的剖面線B-B所作的截斷剖視圖。

[圖14]是圖1的血液治療系統的透析器的第二端蓋的沿著圖11的剖面線C-C所作的剖視圖，其中以虛線示出了透析器灌封的位置。

[圖15]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖10的剖面線D-D所作的剖視圖。

[圖16]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖10的剖面線E-E所作的剖視圖。

[圖17]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖11的剖面線B-B所作的截斷剖視圖，其中中空纖維的束和灌封以虛線示出。

[圖18]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖10的剖面線F-F所作的剖視圖。

[圖19]是圖1的血液治療系統的透析器的沿著圖10的剖面線G-G所作的剖視圖。

[圖20]是圖1的血液治療系統的透析器的第一端蓋的透視圖。

[圖21]是圖20的第一端蓋的後視圖。

[圖22]是圖20的第一端蓋的另一透視圖。

[圖23]是圖20的第一端蓋的以局部縱向剖視圖示出並且示出了通過其中的血液流動的透視圖。

[圖24]是被配置成位於圖20的第一端蓋中的泵轉子的透視圖。

[圖25]是可以用於圖20的第一端蓋中的替代性泵轉子的透視圖。

[圖26]是圖1的血液治療系統的透析器的第二端蓋的透視圖。

[圖27]是圖26的第二端蓋的後視圖。

[圖28]是圖26的第二端蓋的另一透視圖。

[圖29]是替代性的第二端蓋的剖視圖。

[圖30]是處於第一配置的圖1的血液治療系統的治療模組的透視圖。

[圖31]是處於第二配置的圖30的治療模組的透視圖。

[圖32]是示出了圖20的第一端蓋和圖30的治療模組的第一壓力感測器和第一對管道的分解透視圖。

[圖33]是以分離配置示出的圖32的第一端蓋、第一壓力感測器和第一對管道的頂部透視圖。

[圖34]是以可操作的耦合配置示出的圖32的第一端蓋、第一壓力感測器和第一對管道的頂部透視圖。

[圖35]是替代性治療模組的透視圖。

[圖36]是以局部縱向剖視圖示出的替代性的第一（動脈）端蓋的透視圖。

[圖37]是被配置成類似於圖1的血液治療系統的透析器（除了沒有HDF功能）的示例性透析器的後視圖。

[圖38]是圖37的透析器的前視圖。

[圖39]是圖37的透析器的側視圖。

[圖40]是替代性的第二（靜脈）端蓋的縱向剖視圖。

[圖41]是示出了圖40的靜脈端蓋的一部分的透視圖。

[圖42]是另一替代性的第二（靜脈）端蓋的一部分的透視圖。

[圖43]是圖42的靜脈端蓋的縱向剖視圖。

[圖44]是圖42的靜脈端蓋的另一透視圖。

[圖45]是另一替代性的第二（靜脈）端蓋的縱向剖視圖。靜脈端蓋以第一配置示出。

[圖46]是處於第二配置的圖45的靜脈端蓋的縱向剖視圖。

[圖47]是示出了圖45的靜脈端蓋的一部分的透視圖。

各個圖式中相似的元件符號指示相似的元件。

Claims (14)

1. 一種離心泵，包括： 限定出口端的殼體；和 殼體內的葉輪，包括： 第一端部，一個或多個磁體附接到所述第一端部；和 與第一端部相反並包括多個葉輪葉片的第二端部， 其中，第一端部直徑上小於第二端部， 其中，殼體限定同心地圍繞葉輪的第二端部的開口空間，並且其中，開口空間的與出口端相反的一端由殼體的環形凹壁表面限定。
2. 根據請求項1所述的離心泵，其中，待泵送的液體沿著泵葉輪的中心進入泵葉輪。
3. 根據請求項2所述的離心泵，其中，所述泵葉輪的中心在所述殼體的中心軸線上。
4. 根據請求項3所述的離心泵，其中，所述葉輪是離心式的，使得所述液體橫向於所述殼體的中心軸線離開所述葉輪。
5. 根據請求項4所述的離心泵，其中，所述殼體使橫向於所述中心軸線離開所述葉輪的液體改向，以平行於所述中心軸線遠離所述葉輪流動。
6. 根據請求項1至5中任一項所述的離心泵，其中，同心地圍繞所述葉輪的第二端部的所述開口空間包括圍繞泵葉輪的環形空間。
7. 根據請求項6所述的離心泵，其中，所述殼體的所述環形凹壁表面限定所述環形空間的一部分。
8. 根據請求項1至5中任一項所述的離心泵，其中，所述葉輪沿著所述葉輪的中心軸線限定貫穿的中心孔。
9. 根據請求項1至5中任一項所述的離心泵，其中，所述第二端部包括附接到所述多個葉輪葉片的環形板。
10. 根據請求項1至5中任一項所述的離心泵，其中，每個所述葉輪葉片的外邊緣沿著相對於所述葉輪的中心軸線成銳角的方向延伸。
11. 根據請求項1至5中任一項所述的離心泵，其中，所述銳角在5°至40°的範圍內。
12. 根據請求項1至5中任一項所述的離心泵，其中，所述離心泵包括離心血液泵。
13. 根據請求項12所述的離心泵，其中，所述離心血液泵包括血液透析器的一部分。
14. 一種透析治療機，其包括離心血液泵，所述離心血液泵包括： 限定出口端的殼體；和 殼體內的葉輪，包括： 第一端部，一個或多個磁體附接到所述第一端部；和 與第一端部相反並包括多個葉輪葉片的第二端部， 其中，第一端部直徑上小於第二端部， 其中，殼體限定同心地圍繞葉輪的第二端部的開口空間，並且其中，開口空間的與出口端相反的一端由殼體的環形凹壁表面限定。

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