CN101868261B - 体外血液回路的自动预充 - Google Patents

Abstract

记载一种预充体外血液回路的系统。该系统包括流体回路(200)，具有空气排出机构，双向旋转泵(222)，动脉和静脉线路，预充废物袋(285)和可切换连接件(220)选择性地连接动脉和静脉线路至废物袋或者可选择地相互连接动脉和静脉线路。在动脉和静脉线路连接的不同结构下，预充流体连接至回路并且在回路中循环。

Description

体外血液回路的自动预充

技术领域

本发明涉及体外流体回路。血液透析使用体外回路从血流移除有害物质和代谢废物，体外回路具有设计成在血液上执行超滤和渗滤的部件。在血液返回至人体之前，气泡从血液移除以防止栓塞。

背景技术

参照图1，典型的体外回路100包括血液流动通过的管道和用于在血液上过滤和执行透析的部件。血液通过动脉管道110从病人105流出。血液滴入滴注腔115，在该滴注腔中，延伸自滴注腔115的连接管连接至血液透析机器上的传感器125，其确定回路100的动脉侧上的血液压力。泵120促使血液沿着通过回路100的路径持续前进。透析器130将废物从血液分离开。

在通过透析器130之后，血液流过静脉管道140进入第二滴注腔150。滴注腔150能够作为气阀。血液中的自由气体能够在血液持续进入病人之前逸出进入滴注腔150。传感器170通过管道165而连通于滴注腔中的空气。传感器170能够确定回路100的静脉侧上的压力。

肝素或药品160能够加入至滴注腔115中的液体。当血液暴露至氧气时，血液开始凝结。滴注腔150可包括过滤器，用于防止任何血块离开滴注腔150和进入病人105。在返回病人105之前，血液从滴注腔持续地通过静脉管道180以及通过气泡检测器175。

除了防止凝结，空气需要被保持在静脉线路之外，从而防止空气在处理期间注射入病人，这将导致血液栓塞。

发明内容

在一项实施例中，记载一种预充体外血液回路的方法，该体外血液回路包括静脉线路、动脉线路和连通至预充废物容器的线路，其中，静脉线路、动脉线路和连通至废物容器的线路其中的任何两个选择性地彼此流体连通，一腔包括过滤器，所述过滤器允许空气从所述腔逸出。将所述静脉线路或所述动脉线路其中的一个封闭，同时将所述静脉线路或所述动脉线路其中的另一个连接至所述预充废物容器。使得预充流体流过所述回路，使得所述预充流体从所述动脉或静脉线路流出进入所述废物容器。封闭连通至所述废物容器的线路并且将所述动脉和静脉线路连接到一起。使得预充流体循环通过所述封闭的体外回路。逆转所述流体通过所述回路，由此，空气从所述回路移除。其中，封闭所述静脉线路或所述动脉线路其中的一个、使得预充流体流动、封闭连通至所述废物容器的线路、循环预充流体并且逆转所述流体通过所述回路的步骤在不需要人员操作的情况下实现。

在另一实施例中，记载一种预充体外回路的方法，所述体外回路包括静脉线路、动脉线路和具有过滤器的腔，所述过滤器在防止流体从所述腔逸出的同时允许空气从所述腔逸出。该方法包括：沿向前方向和向后方向使得流体流过所述回路，同时所述动脉线路和所述静脉线路限定所述回路，预充液的供给与所述回路在同一线路内，其中，使得所述流体流动促使空气通过所述过滤器离开。在足以完全地填充所述回路的流体量已经释放进入所述回路并且循环并且在所述回路中不再有空气之后停止所述流动。

在另一实施例中，记载一种配置成自动地预充的血液透析系统。该系统包括：预充流体源容器；废物预充流体容器；体外回路和夹持系统。该体外回路包括静脉线路、动脉线路和腔，所述腔包括允许空气从所述腔离开的过滤器。所述预充流体源容器流体连通于所述动脉线路；三路连接器，连接所述静脉线路、所述动脉线路和废物预充流体容器。所述夹持系统配置成夹持所述动脉线路或者连通至所述废物预充流体容器的连接关闭。

在另一实施例中，记载一种计算机程序产品。该产品编码在计算机可读取介质上，用于使得数据处理设备执行控制血液透析机器的操作。该操作包括：接收指令从而初始化预充序列；响应于接收所述指令，将指令发送至夹持机构从而使得所述夹持机构封闭通向预充容器的管道与第一病人线路之间的连接；在所述第一病人线路封闭之后，将指令发送至泵，从而使得泵沿第一方向运行从而在第一泵送时间时循环流体通过回路；确定所述第一泵送时间已经经过的时间；在确定所述第一泵送时间已经经过之后，将指令发送至所述夹持机构从而打开所述第一病人线路，使得通向所述预充容器的管将被封闭并且使得第二病人线路不再流体连通于所述预充容器并且仅与所述第一病人线路流体连通；在所述第一病人线路连接至所述第二病人线路之后，将指令发送至所述泵从而使得所述泵逆向运行。

本系统、方法和产品的实施例可包括下述特征其中的一个或多个。使得预充流体流过所述回路能够促使所述回路中的空气离开与所述腔关联的过滤器。多次逆转在所述回路中所述预充流体的流动的方向，其中，逆转所述流体的方向经编程从而自动地实现。断开所述动脉线路的端部；以及将所述动脉线路的端部连接至病人。在将所述动脉线路连接至病人之后，使得血液从病人流入所述回路，其中，所述回路中不存在空气。在使得血液从病人流入所述回路的同时，保持所述废物容器和所述静脉线路之间的连接。在血液进入所述静脉线路之后将连通至所述预充容器的连接关闭；将所述静脉线路连接连通至所述废物容器的线路；以及将所述静脉线路连接至病人。在使得血液从病人流入所述回路的同时，保持所述废物容器与所述静脉线路之间的连接。当所述动脉线路的端部断开时断开所述静脉线路的端部，当所述动脉线路的端部连接至病人时，将所述静脉线路的端部连接至病人。使得预充流体流动通过所述回路从而促使所述回路中的空气离开与所述回路中的腔相关联的过滤器；一旦所述回路中的空气已经从所述回路消除以形成无空气回路，则停止所述循环。所述回路包括透析器，使得预充流体流动通过所述回路，逆转所述流体通过所述回路，采用流体促使空气流出所述回路这三个步骤限定预充序列；以及所述方法不包括在所述预充序列的任何步骤期间倒置所述透析器。在使得所述流体流动通过所述回路之前，封闭所述动脉线路；以及在使得所述流体沿向前方向流过所述回路之后，但是在使得所述流体沿向后方向流过所述回路之前，打开所述动脉线路。在封闭所述动脉线路的同时打开连接至所述回路的预充容器的连接；以及在打开通向所述动脉线路的连接的同时，在使得所述流体沿向后方向流动于所述回路之前，封闭通向所述预充容器的连接。

一种系统包括双向旋转泵，用于泵送流体通过所述回路；以及控制器，配置成控制所述泵并且控制所述夹持系统。所述夹持系统包括双路夹子，配置成可选择地夹持所述动脉线路或者通向所述废物预充流体容器的连接关闭。该系统可包括支承体外回路和透析机的保持器，其中，透析机不可旋转地固紧至所述保持器。该夹持机构可包括阀和/或夹子。

一种计算机产品能够使得所述数据处理设备执行操作包括确定泵逆转时间，其中，发送指令至所述泵从而使得所述泵逆向运转产生于泵逆转时间。确定泵逆转时间可包括接收实际流率并且根据所述实际流率和预定向前泵送体积确定所述泵逆转率。该数据处理操作可包括：接收指令从而开始泵送流体离开病人；响应于接收所述指令从而开始泵送流体离开病人，将指令发送至泵从而运行所述泵；以及将指令发送至所述夹持机构从而打开所述第二病人线路和预充容器之间的连接。所述操作可包括在打开所述第二病人线路与所述预充容器之间的连接之后接收指令从而停止所述泵；以及将指令发送至所述泵从而响应于停止所述泵的指令来停止所述泵。

本发明的一项或多项实施例的详细内容阐述在附图和下面的说明书中。本发明的其他特征、目的和优点将跟说明书附图以及权利要求而清楚地得到。

附图说明

图1是传统血液透析系统的示意图。

图2是自动预充式血液透析系统的机械部件的示意图。

图3是无气体腔的示意图。

图3A是无气体腔的俯视图。

图3B是无气体腔的仰视图。

图3C是无气体腔的透视仰视图和侧视图。

图4是预充袋、动脉线路和静脉线路之间的连接的示意图。

图5A是预充袋、动脉线路和静脉线路之间的连接的示意图。

图5B-5E示出当线路被可选择地夹住或打开时通过动脉线路、静脉线路和通向预充废物带的线路的流体。

图6是血液透析控制系统的示意图。

图7是记载自动预充式血液透析系统的使用的流程图。

不同附图中的类似附图标记表示类似的元件。

具体实施方式

下面将描述一种体外血液回路，包括用于泵送流体即预充流体和液体来通过该回路的双向旋转泵，连接至病人的静脉线路和动脉线路，在将该回路连接至病人之前接收废物预充液的预充废物线路以及将这些线路连接到一起的连接件。该连接件与双向旋转泵相结合地实现灵活地预充该回路。预充液能够沿任一方向流动通过该回路从而填充静脉线路和动脉线路并且允许预充液流入废物袋。在一些实施例中，没有使用废物袋，而仅仅使用收集已用过流体的容器，诸如预充流体和透析液。为了简化，在整个说明书中使用废物袋。同样，动脉线路和静脉线路能够连接到一起从而形成闭合回路，该回路中的流体能够沿向前和向后的方向循环。

参照图2，体外流体回路200包括允许系统进行自动预充的部件。双向旋转泵222诸如蠕动泵配置成促使流体沿两个方向既向前又向后地流过动脉线路210和静脉线路280。可选择地，传感器215与动脉线路210共线从而检测动脉线路210两端的流体压力。传感器215可以包括发送器。在一些实施方式中，传感器215处于动脉线路210上的双向旋转泵222之后，而不是之前。盐水250或者其他生物适应性流体诸如透析液的供给连接至动脉线路，诸如采用溶液尖形(spike)连接器。盐水连接夹265允许导引至盐水250的盐水线路263进行闭锁，由此停止盐水流入线路200。在一些实施例中，盐水由输液溶液代替。动脉线路210在泵222之后引导至透析器130。透析器出口线路270将透析器270连接至无气体腔230。

参照图3、3A、3B和3C，无气体腔230基本上是空的，用于填充流体。腔230能够用于从血液移除气体，但是也可使用许多其他流体，诸如体液，包括血浆或者任何体外血液/流体处理过程。腔230具有底部区域234和上部区域236，其中在使用期间，底部和上部与腔的取向有关。入口240和出口242处于腔230的底部区域234。在一些实施方式中，口240、242位于腔230的底表面。在其他实施方式中，口240、242其中的至少一个位于腔230的侧表面。在一项实施方式中，挡板248位于口240、242之间。可选的挡板248至少部分地从一侧壁延伸至相对侧壁。在一项实施方式中，挡板268接触每个侧壁，使得进入入口240的所有流体在流出出口242之前流过挡板248的上部。在一项实施方式中，血块过滤器254定位成相邻于出口242。流体在流出出口242之前流过血块过滤器254。在一项实施方式中，血块过滤器245具有大约50-500微米之间的孔尺寸。

口240、242是腔中的孔，其能够与管状延伸件流体连通。延伸件能够连接至管道，诸如通过压力装配或粘合。延伸件能够与腔形成一体或者随后连接至该腔，诸如通过粘合或焊接。

在腔230的上部区域236处的是微孔过滤器260，并且可选择地，安全排出结构264。该安全排出结构264可在微孔过滤器260上提供降低的凝结或者最小化凝结。该微孔过滤器260允许气体从腔230排出。过滤器260中的孔的范围从0.10至1微米，并且足够小从而防止外部颗粒和有机体从外部空气进入腔230。在一些实施例中，排出结构264具有大约15与45微米之间的孔尺寸。

在一项实施方式中，过滤器260包括疏水性物质。当腔230基本上填满流体时，疏水性微孔过滤器防止流体泄漏离开腔230。适当的过滤器的孔尺寸等于或小于0.45微米，诸如大约0.22微米或者大约0.2微米。过滤器可以由聚四氟乙烯(PTFE)或者任何其他的适当物质形成。在一些实施例中，过滤器260采用纤维支架，具有垫层和编织层，在该层上涂覆有PTFE或其他微孔材料。当腔230基本上填满流体时，疏水性微孔过滤器防止流体泄漏离开230并且允许空气通过。适当的过滤器的孔尺寸等于或小于0.45微米，诸如在大约0.05与10微米之间，例如，大约0.22微米或者大约0.2微米。合适的过滤器来自于Versapor

商标下的纽约East Hills的Pall公司以及特拉华州的纽瓦克市的W.L.Gore&Associates，Inc.。

安全排出结构264是坚固(solid)的多孔件，允许从该腔逸出的空气通过。排出结构264是自密封的。当排出结构264与流体接触时，例如，湿气或潮气，形成排出结构的材料延伸，或者膨胀，由此封闭各个孔。在一些实施例中，该排出结构由聚乙烯和羧甲基纤维素的混合物形成，由聚苯乙烯和甲基-乙基-纤维素的混合物形成，或者由基于聚丙烯-或者基于聚乙烯的多孔材料形成。这些材料可以从乔治亚州的Fairburn的Porex公司得到，诸如EXP-816，其是包含90％的聚乙烯和10％的羧甲基纤维素的产物，具有30-40微米的孔尺寸。但是，也可使用其他百分比的材料，以及其他材料和其他孔尺寸。

该排出结构264相邻于过滤器260，使得过滤器260位于排出结构264与腔230之间。排出结构264防止凝结物积聚在过滤器260上以及接触过滤器260。在一些实施例中，排出结构264直接地接触过滤器260。该排出结构可以是基本上盘形的形状或者可以是其他可以与安装有排出结构的腔配合的另一形状。在一些实施例中，该排出结构是大约0.5与10毫米之间厚。

该腔的形状大概是细长的。在一些实施方式中，诸如图3所示的那些实施方式，腔230、230’的底部区域234宽于上部区域236，使得腔230、230’具有类似圆锥形的形状或者在底部形成向外张开的形状。在一些实施方式中，腔的上部和底部尺寸是大概相同的，使得腔具有矩形或圆柱形形状。底部区域234也可以比上部区域236窄。如果口240、242处于该腔的底表面，那么底表面具有足够大的尺寸来容纳口240、242，以及连接至口从而导引流体进入和离开腔的任何管。例如，如果管线的外直径为6.25毫米，那么底表面为至少12.5毫米宽。腔230的精确尺寸并不重要，但是腔230至少为大约2英寸高，优选为3至4英寸。无气体腔230进一步记载在2005年10月21日提交的美国申请No.11/256,627中，“Extracorporeal Fluid Circuit”，出版于2007年5月10日，作为美国出版物No.2007-0106198，通过引用的方式结合于此。

返回参照图2，静脉压力传感器272能够定位在透析器130与无气体腔230之间。因为双向旋转泵允许流体沿两个方向流过该回路，所以透析器130不需要可旋转地安装在支架上。流体能够被推动从下向上或者从上向下地通过透析器130，而不需要倒置透析器。无气体腔230连接至静脉线路280。静脉线路280、动脉线路210和预充废物袋285然后可释放地连接至连接器220。

该连接器允许动脉线路210、静脉线路280和预充废物线路283，即连通至预充废物袋285的线路，采用各种方式彼此连接。连接件220允许线路中的流体从动脉线路或者静脉线路转向至预充废物袋285。动脉线路210和静脉线路280也能够彼此连接从而形成封闭的回路，而不是通向预充废物袋285。该双向旋转泵222允许改变流体通过回路的方向。

在一些实施例中，区域217中的特征(虚线部分)能够实现在盒中，如美国出版物No.2007-0106198进一步所记载的。

参照图4，连接件220’允许静脉线路280、动脉线路210和预充废物袋285彼此流体连同。预充废物袋285可包括预充废物线路283。在一些实施例中，连接件220’包括三路Y型管221，具有连接器(未示出)，用于将Y型管221连接至多个线路。合适的连接器包括leur锁、快速连接器、螺纹连接器和其他适当的用于管道的装配件。连接件220’也允许静脉线路280、动脉线路210和预充废物线路283的每个彼此独立地密封。连接件220’可包括允许每条线路封闭的阀305、310、315或者夹子。在一些实施例中，连接件220’抵靠其上安装有管道的机器进行装配。该机器包括阀，诸如气泡或气球，电磁线圈或气压阀，当致动时扩展并关闭相邻于该阀的管道。这些阀可以相邻于连接件221。在一些实施例中，代替这些阀，连接件220’包括机械夹或遮光杆，当线路将要闭合时向下压制在Y形管上。另外，阀313、317、321或夹子，诸如压紧夹，能够处于每个线路上，使得这些线路在不泄漏的情况下从连接件220’断开。在一些实施例中，与连接件220’配合的每个线路上的连接器具有阀或其他机构，当线路从Y形管221断开时自动地关闭该线路。采用那种方式，当线路从连接件220’移除时，能够防止流体泄漏。

在一些实施例中，连接件220’包括在机器前面的门，能够紧密地关闭至机器前部，从而使得阀能够将足够的压力施加在Y形管221或线路上，从而封闭线路之间的连接。在一些实施例中，连接件220’包括切换阀来代替Y形管。切换阀进行旋转从而一次开启两个线路之间的连接，同时封闭通向第三线路的连接。

参照图5A，示意图示出具有动脉线路210。静脉线路280和预充废物线路283的连接件220，每个都具有相应的夹子340、335和330。当所有夹子都打开或者关闭时，线路210、280、283都彼此流体连接。但是，啮合其中一个夹子可防止流体流入或者流出相应的线路。这些夹子优选地可以实现为气动阀，有效地压紧线路闭合，或者可采用气压或电磁线圈操作的夹子。在一些实施例中，两个线路上的夹子可以采用机械方式连接，使得它们的操作相互排斥，即，如果一个开启，那么另一个关闭。

参照图5B，关闭动脉线路210上的夹子330能够使得任何流体无法流入或流出动脉线路210。这与沿向前方向操作泵相结合地允许流体(箭头所示)从静脉线路280泵送进入预充废物袋285。参照图5C，仅封闭静脉线路280上的夹子335以及逆转泵的方向允许流体从动脉线路210流动或者泵送进入预充废物袋285。参照图5D，封闭通向废物预充袋285的线路283上的夹子349能够形成半封闭的回路，在那里，流体能够循环通过回路，而不使得任何流体转向至废物预充袋285。当泵处于向前方向时，流体从静脉线路280流入动脉线路210。参照图5E，通过保持预充线路袋线路283上的夹子340封闭并且逆转泵的方向，流体能够在回路中逆转，使得流体从动脉线路210流入静脉线路280。在一些实施例中，夹子是电子控制的，或者自动地控制的。在其他实施例中，夹子是手动控制的，也就是，夹子由操作人员控制。

参照图6，体外流体回路200由电脑系统405控制，该系统允许操作人员启动和停止预充序列并且自动地运行预充序列步骤。该电脑系统405包括用户输入装置410。用户输入装置410允许操作人员选择一个序列，运行该序列，选择运行序列的参数，进入菜单和帮助信息并且按照需要停止机器。一个这种的已编程的序列是预充序列，如这里进一步地说明。该用户输入装置可以包括键盘、按钮、触摸屏、鼠标或者其他适当的输入装置。操作人员使用输入装置410输入至电脑系统405的指令被中继传送至控制器420。控制器402经编程或者与指令通信从而控制通过流体回路的流。在一些实施例中，流体回路是一系列用后易处理的管、腔、透析器、盒，诸如’627申请所描述的，或者这些元件的组合，连接至具有阀422和泵424的机器。控制器420能够控制泵的方向以及泵的起动和停止。控制器420也可致动这些泵，或者其他封闭装置，从而使得阀密封一个或多个管或线路。可选择地，控制器420与流体计算发动机432通信，确定血液泵的流率。在一些实施例中，系统405编程为具有控制过程和安全过程。控制过程控制预充功能，诸如起动该泵。该安全过程在机器运行的同时监视该机器，例如，该安全过程能够相应于线路中的血液而监视该回路。如果在线路中检测到存在血液，那么安全过程停止任何正在运行的预充序列。流体计算发动机432能够将流率通信至控制器420，其又能够增加或减少泵速。控制器420也能够与预警发动机436通信。如果流率过高或过低，那么预警发动机436能够发出警报从而告知操作人员并且向控制器发送信号从而停止该泵或者采用其他适当的操作。

参照图7，用于使得动脉、静脉和预充废物袋线路可选择地彼此连通的连接件并且结合双向可旋转泵和无气体腔可允许在将动脉线路和静脉线路连接至病人之前进行回路的自动预充。也就是，血液管道回路可设置在透析机上，该机器能够接受指令从而自动地预充回路，而不需要人的干预。预充回路的一套示例性步骤如下。包括动脉线路和静脉线路的回路连接至预充废物袋(步骤505)。预充液，诸如盐水，连接至该回路，在盐水袋被夹持关闭的同时到达动脉线路(步骤510)。该动脉线路被夹持关闭(步骤515)。操作人员指令机器开始预充序列，诸如通过选择输入板上的“预充”按钮。预充序列开始，泵送预充液进入回路(步骤520)。预充液被泵送通过动脉线路并且通过透析机和回路。在一些实施例中，将预定量的预充液泵送进入动脉线路，诸如250ml的溶液。初始泵送入该回路的预充液的体积能够足以填充无气体腔。预充液的体积由泵送冲程测量并通过冲程体积计算。如果机器检测到没有预充液循环通过该回路，诸如如果盐水袋没有连接或者被夹持关闭，那么机器可以向操作人员发出警报。

通向预充废物袋的线路被夹持关闭，动脉线路开启(步骤525)。这允许动脉线路形成完全的回路，静脉线路通过该连接件。在沿向前或正常方向运行该泵之后，该泵沿逆转方向循环预充流体通过该回路(步骤530)。在一些实施例中，泵沿逆向方向以200-300ml/min的速率运行两分钟。泵再次被逆转(步骤532)，由此沿正常方向推动预充流体并沿预充流体袋的连接的下游至回路。将回路填充预充流体并且预充废物袋连接被封闭可促使预充流体通过线路到达所述腔。当预充流体从动脉线路和静脉线路填充腔的底部时，持续使流体流过该回路导致泵上游的任何空气被推动离开腔的上部，通过过滤器组件。在一些实施例中，该泵以400-500ml/min的流率运行五分钟。该泵停止。

因为在泵上游的回路中存在额外的空气，所以泵被再次反转并且再次循环流体通过该回路(步骤533)。在一些实施例中，流率是400ml/min。预充流体循环一段最短的时间段，诸如两分钟，例如，大约5分钟。任何的泵逆转步骤都是可选的。在一些实施例中，预充流体完全是仅沿一个方向流过该回路或者流体的方向在预充期间仅仅逆转一次或两次。流率可以增加或降低从而促进推动空气离开透析器，将空气通过过滤器排出。在一些实施例中，线路其中之一，诸如静脉线路，被周期性地夹持同时泵送流体通过该回路从而在该回路中积累压力。这基本上推动流体通过透析器从而进一步促使空气离开该回路。

在一些方法中，除了将预充流体用于推动空气离开该系统，透析液也可用于推动空气离开该系统。透析液通过分离于血液回路的分离回路被导引入透析机。该透析机具有半渗透中空隔膜，允许流体和小分子通过。被导向至隔膜一侧上的透析液能够渗透过该隔膜的另一侧并且有助于推动空气离开该系统，同时预充流体流过该系统，在之前或之后。

在预充流体已经循环通过该回路一段明显时间段使得所有空气已经从该回路排出并且不需要人的干预就可确定所有空气已经从该回路通过疏水性过滤器移除之后，泵停止，如果必要，泵逆转至正常流动方向。在一些实施例中，液体量检测器检测腔中的液体的量。当液体量检测器检测到腔中存在足够量的流体时，该回路确定已经被充分地预充。机器然后空载直到病人和操作人员准备好将回路连接至病人。当空气从回路中移除时，泵方向逆转，如果必要，逆转至正常流动方向(步骤534)。

预充液连接泵关闭，诸如通过夹持该线路(步骤535)。动脉线路从连接件断开(步骤540)。动脉线路连接至病人(步骤545)。动脉和静脉连接器之间的连接件被关闭(步骤550)。连通至预充废物袋的线路打开(步骤555)。在一些实施例中，夹持动脉线路关闭能够自动地打开连通至预充废物袋的线路。操作人员初始化下一泵送序列。可选择地，操作人员选择所需的泵送速度，诸如病人健康、体重或身体状态确定的速率。该泵泵送血液离开病人(步骤560)，使得预充液移动通过回路，并且进入预充废物袋或直接地预充病人。当已经将预定量的预充液泵送入预充废物袋时，或者当机器确定回路不存在空气时，停止该泵并且关闭连通至预充废物袋的连接(步骤565)。静态线路从预充废物袋断开(步骤570)。病人然后连接至静态线路(步骤575)。预充废物袋可扔掉。一旦病人连接至静脉线路，那么透析程序运行(步骤580)。如果预充液是诸如盐水或者其他生理可容性流体的溶液，那么可接受将静脉线路中的一些量的预充液泵送入病人。

在对系统进行预充的备选实施例中，动脉线路和静脉线路同时彼此断开并且同时连接至病人。预充序列，即，泵，停止。在断开静脉和动脉线路之前，对预充废物袋的夹持被关闭。静脉线路和动脉线路彼此断开并且连接至病人。因为在静脉线路中存在预充流体，所以随着血液开始从病人流入回路，病人接收预充流体。导引入病人的过量流体能够在血液透析处理期间通过超滤作用移除。

在一些实施例中，不需要具有夹子的连接件来预充回路。如果静脉线路和动脉线路彼此连接，那么预充序列能够通过允许预充液排放入回路而运行起来。当预充液达到回路的相邻于泵的部分时，泵能够运行从而推动溶液通过回路。因为空气能够从腔的上部流出，所以回路继续填满，直到所有的空气空间都填充有流体。该泵能够反转从而使得流体移去截留在该回路中的任何气泡。因为流体的方向被逆转从而移去该回路中截留的任何空气，所以空气能够被推动通过该系统，而不需要在预充期间倒置透析器，而在一些传统透析器系统中是需要这样的。因此，透析器系统能够自动地在连接至病人之前不需要人的干预而预充回路。

采用无气体腔将静脉线路和动脉线路连接至体外回路使得用户能够自动地运行预充序列并且从该系统排出所有空气。因为该系统沿两个方向循环预充流体通过该回路多次并且处理预定量的流体，所以操作人员能够确信所有的空气已经从该系统移除，而不需要在将病人连接至该系统之前视觉地检查该回路。这使得操作人员例如技师不用手动地预充该系统。操作人员能够使用系统正被预充的时间来为病人做好准备或者完成其他任务。因为该系统使得预定体积的流体通过该系统并且停止，所以该系统不太可能由于操作人员忘掉关闭预充步骤而干燥地操作。因为预充序列运行足够的时间量，所以该回路中存在任何空气的可能性非常低。回路中的任何空气应当通过该腔而逸出。这减小了病人栓塞的风险，由此增加了使用机器时病人的安全性。

在实施例中，在本说明书中记载的功能性操作能够以数码电子电路的方式实现，或者实现在计算机软件、固件或硬件中，包括本说明书中公开的结构和它们结构的等同物，或者一个或多个上述元素的组合。控制特征的实施例能够实现为一个或多个计算机程序产品，即，一个或多个计算机程序指令的模块，编码在计算机可读取介质上，用于由数据处理设备执行，或者控制操作。该计算机可读取介质可以是机器可读取的存储装置，机器可读取的存储基板，内存装置，实现机器可读取传播信号的内容组合，或者一个或多个上述元素的组合。术语“数据处理设备”包括所有的设备、装置和机器，用于处理数据，包括例如可编程处理器，计算机或者多个处理器或计算机。已传播的信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电子、光学或电磁信号，产生为编码信息从而传递至合适的接收器设备。

计算机程序(同样已知为程序、软件、软件应用程序、编码或代码)能够采用任何形式的编程语言写成，包括汇编或编译语言，并且可采用任何形式部署，包括独立程序或者作为模块、组分、子程序或者适于用在计算环境中的其他单元。在本说明书中记载的过程和逻辑流能够通过一个或多个可编程过程实现，执行一个或多个计算机程序从而通过在输入数据上操作并生成输出而实现功能。过程和逻辑流也可通过专门目的的逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专门应用的集成电路)实现，并且设备也可实现为专门目的的逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专门应用的集成电路)。

适于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专门目的的微处理器，以及任何类型数字计算机的任何一个或多个处理器。一般地，处理器将从只读存储器或者随机访问存储器或者二者接收指令和数据。计算机的关键元件是用于实现指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储装置。一般地，计算机也包括用于存储数据的一个或多个大量存储装置，例如磁性、永磁性光盘或者光盘，或者操作连接成接收一个或多个大量存储装置的数据或者将数据传递至一个或多个大量存储装置。但是，电脑需要具有这种装置。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储装置，包括例如半导体存储装置，例如EPROM、EEPROM以及闪存装置；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁性光盘；以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以添加专门目的的逻辑电路，或者结合在专门目的的逻辑电路中。

为了提供与用户的交互，本发明的实施例实现在具有显示装置的计算机上，例如LCD(液晶显示器)监视器，用于将信息显示给用户，以及键盘和指示装置，例如，鼠标或跟踪球，由此，用户能够为计算机提供输入。其他类型的装置也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈，例如视觉反馈，声觉反馈，或者触觉反馈；来自于用户的输入能够以任何形式接收，包括声音、说话或触觉输入。

已经记载许多实施例。然而，应当理解的是，可在不脱离本发明的精髓和范围的情况下进行各种改进。因此，其他实施例处于所附权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种预充体外血液回路的方法，该体外血液回路包括静脉线路、动脉线路和连通至预充废物容器的线路，其中，静脉线路、动脉线路和连通至废物容器的线路其中的任何两个选择性地彼此流体连通，一腔包括过滤器，所述过滤器允许空气从所述腔逸出，所述方法包括：

将所述静脉线路或所述动脉线路其中的一个封闭，同时将所述静脉线路或所述动脉线路其中的另一个连接至所述预充废物容器；

使得预充流体流过所述回路，使得所述预充流体从所述动脉或静脉线路流出进入所述废物容器；

封闭连通至所述废物容器的线路并且将所述动脉和静脉线路连接到一起；

使得预充流体循环通过所述封闭的体外回路；

逆转所述流体通过所述回路，由此，空气从所述回路移除，以及

检测所述腔中的液体的量从而确定所述体外血液回路是否已经被充分地预充，

其中，封闭所述静脉线路或所述动脉线路其中的一个、使得预充流体流动、封闭连通至所述废物容器的线路、循环预充流体、逆转所述流体通过所述回路并且检测所述腔中的液体的量的步骤在不需要人员操作的情况下实现，以及

其中，流体入口和流体出口处于所述腔的底部区域，所述过滤器处于所述腔的上部区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使得预充流体流过所述回路能够促使所述回路中的空气离开与所述腔关联的过滤器。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括多次逆转在所述回路中所述预充流体的流动的方向，其中，逆转所述流体的方向经编程从而自动地实现。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使得预充流体流动通过所述回路从而促使所述回路中的空气离开与所述回路中的腔相关联的过滤器；

以及

一旦所述回路中的空气已经从所述回路消除以形成无空气回路，则停止所述循环。

5.根据权利要求1所述的方法，其中

所述回路包括透析器，

使得预充流体流动通过所述回路，逆转所述流体通过所述回路，采用流体促使空气流出所述回路这三个步骤限定预充序列；以及

所述方法不包括在所述预充序列的任何步骤期间倒置所述透析器。

6.一种预充体外回路的方法，所述体外回路包括静脉线路、动脉线路和具有过滤器的腔，所述过滤器在防止流体从所述腔逸出的同时允许空气从所述腔逸出，包括：

沿向前方向和向后方向使得流体流过所述回路，同时所述动脉线路和所述静脉线路限定所述回路，流体的供给与所述回路一致，其中，使得所述流体流动促使空气通过所述过滤器离开；以及

在足以完全地填充所述回路的流体量已经释放进入所述回路并且循环并且液体量检测器已经检测到所述腔中的液体量示出在所述回路中不再有空气之后停止所述流动；

其中，流体入口和流体出口处于所述腔的底部区域，所述过滤器处于所述腔的上部区域。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在使得所述流体流动通过所述回路之前，封闭所述动脉线路；以及

在使得所述流体沿向前方向流过所述回路之后，但是在使得所述流体沿向后方向流过所述回路之前，打开所述动脉线路。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在封闭所述动脉线路的同时打开连接至所述回路的预充容器的连接；以及

在打开通向所述动脉线路的连接的同时，在使得所述流体沿向后方向流动于所述回路之前，封闭通向所述预充容器的连接。

9.一种配置成自动地预充的血液透析系统，包括：

预充流体源容器；

废物预充流体容器；

包括静脉线路、动脉线路和腔的体外回路，所述腔包括允许空气从所述腔离开的过滤器，其中，流体入口和流体出口处于所述腔的底部区域，所述过滤器处于所述腔的上部区域，所述预充流体源容器流体连通于所述动脉线路；

三路连接器，连接所述静脉线路、所述动脉线路和废物预充流体容器；

夹持系统，所述夹持系统配置成夹持所述动脉线路或者连通至所述废物预充流体容器的连接关闭；以及

液体量检测器，配制成检测所述腔中的液体的量，从而确定所述体外血液回路是否已经被充分地预充。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：

双向旋转泵，用于泵送流体通过所述回路；以及

控制器，配置成控制所述泵并且控制所述夹持系统。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述夹持系统包括双路夹子，配置成可选择地夹持所述动脉线路或者通向所述废物预充流体容器的连接关闭。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述夹持机构包括多个阀。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述夹持机构包括夹子。

14.根据权利要求9所述的系统，还包括：

用于支撑所述体外回路的支架；以及

透析机，其中，所述透析机不可旋转地固定至所述支架。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过滤器采用疏水性微孔过滤器。

16.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述流体流过所述回路的同时周期性地夹住所述静脉线路从而累积所述回路中的压力。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动脉线路、静脉线路和至所述废物容器的线路装配有夹子，所述夹子其中的两个采用机械方式相连，使得它们的操作是相互专属的，使得当两个夹子其中的一个打开时，两个夹子其中的另一个关闭。

18.根据权利要求6所述的方法，其中，所述过滤器采用疏水性微孔过滤器。

19.根据权利要求6所述的方法，还包括在所述流体流过所述回路的同时周期性地夹住所述静脉线路从而累积所述回路中的压力。

20.根据权利要求6所述的方法，其中，所述动脉线路、静脉线路装配有夹子，所述夹子其中的两个采用机械方式相连，使得它们的操作是相互专属的，使得当两个夹子其中的一个打开时，两个夹子其中的另一个关闭。

21.根据权利要求9所述的系统，其中，所述过滤器采用疏水性微孔过滤器。

Images