电导率控制系统的制作方法

1.本公开涉及用于生成和调节由透析机器使用以进行透析治疗的透析流体的流体调节系统。


背景技术：

2.透析是一种用于支持肾功能不全的患者的治疗方法。两种主要的透析方法包括血液透析(hd)和腹膜透析(pd)。在hd期间，患者的血液通过透析机器的透析器，同时透析溶液(或透析液)也通过透析器。透析器中的半透膜将血液与透析液隔开，并允许流体经由扩散、渗透和对流流动在透析液与血流之间发生流体交换。跨膜的这些交换使得从血液中去除废物(例如，诸如尿素和肌酸酐之类的溶质)。这些交换还调节血液中其它物质(例如，钠和水)的水平。这样，透析机器就充当了人造肾脏以用于净化血液。
3.在腹膜透析(“pd”)期间，患者的腹膜腔会定期注入透析液。患者腹膜的膜状衬层充当天然的半透膜，允许在溶液与血流之间发生扩散和渗透交换。跨患者腹膜的这些交换使得从血液中去除废物(例如，像尿素和肌酸酐等的溶质)，并调节血液中其它物质(例如，钠和水)的水平。


技术实现要素：

4.本公开涉及用于生成和调节由透析机器使用以进行透析治疗的透析流体的流体调节系统。描述了一种基于吸附剂的透析系统，所述透析系统使用包括电导率传感器的钠控制系统，以控制透析溶液中的钠水平。在透析期间，透析液的钠浓度随着吸附剂盒和患者将附加的钠释放到透析液中而发生变化，因为透析液通过吸附剂盒被回收并与患者的血液接触。在先前的系统中，透析液会从治疗开始就以正确的钠水平产生。随着治疗的进展，钠水平过低时通过添加氯化钠而增加，如果钠水平过高则通过添加稀释水而降低。使用所述方法使用了大量稀释水。
5.如本文中所述，透析液生成机器生成具有患者期望的更低的钠浓度的透析液。所述方法确保了用于整个治疗的透析液的平均钠浓度将大约等于期望的透析液浓度，而无需添加大量的稀释水，同时减少了氯化钠的使用量。
6.本文中所描述的系统和方法可以有利地消除许多已知的透析系统和方法出现的高用水量、昂贵和嘈杂的反渗透设备以及对排出管线的需要。因此，本文中所描述的系统和方法可以使血液透析机器能够相对容易地修改以用于家庭环境，而不需要在患者家中安装特殊的管道或布线。此外，本文中所描述的系统和方法可以允许将透析溶液中的钠水平维持在与单程血液透析中实现的基本上相同的生理范围内。所描述的利用碳酸氢钠和稀释水添加来改善透析液电导率控制的治疗算法提供了一种透析疗法，所述疗法使用单一机器配置和处方来治疗估计80％的患者群体。
7.在一个方面，一种透析系统，其包括连接到具有透析器的透析机器的模块，所述透析器被配置成能够在透析溶液通过透析器时从透析溶液中去除一种或多种物质，所述模块
包括与所述透析器流体连通的流体管线、与所述流体管线流体连通的吸附剂盒、以及与所述流体管线流体连通的钠控制系统，所述钠控制系统适于在透析溶液离开吸附剂盒时主动改变通过所述流体管线的透析溶液的钠浓度。所述钠控制系统包括：电导率传感器，其适于在透析溶液离开吸附剂盒时发送指示透析溶液的电导率的信号，所述电导率计与所述钠控制系统通信；以及处理器，其被配置成能够接收来自所述电导率传感器的所述信号，将所述电导率信号与低于规定值的阈值进行比较，如果所述信号大于所述阈值，则使所述钠控制系统停止主动改变钠浓度，以及如果所述信号大于所述规定值，则将稀释水添加到离开所述吸附剂盒的溶液中。
8.实施例可以包括以下特征中的一个或多个。与流体管线连通的存储碳酸氢钠的第一容器。所述钠控制系统被配置成能够经由第一泵将碳酸氢钠引入到流体管线中。主动改变钠浓度包括将碳酸氢钠引入到流体管线中。与流体管线连通的存储稀释剂的第二容器。所述钠控制系统被配置成能够将稀释剂从所述第二容器引入到流体管线。所述钠控制系统被配置成能够当处理器指示来自电导率传感器的信号高于规定值时将稀释剂引入流体管线。所述吸附剂盒包括至少一层能够再生用过的透析溶液的材料。
9.在一个方面，一种透析系统，其包括透析机器和连接到具有透析器的透析机器的模块，所述透析器被配置成能够在透析溶液通过透析器时从透析溶液中去除一种或多种物质。所述模块包括与所述透析器流体连通的流体管线、与所述流体管线流体连通的吸附剂盒、以及与所述流体管线流体连通的钠控制系统，所述钠控制系统适于在透析溶液离开吸附剂盒时主动改变通过所述流体管线的透析溶液的钠浓度。所述钠控制系统包括电导率传感器，所述电导率传感器适于在透析溶液离开吸附剂盒时发送指示透析溶液的电导率的信号，所述电导率计与所述钠控制系统通信；以及处理器，其被配置成能够接收来自所述电导率传感器的所述信号，将所述电导率信号与低于规定值的阈值进行比较，如果所述信号大于所述阈值，则使所述钠控制系统停止主动改变钠浓度，以及如果所述信号大于所述规定值，则将稀释水添加到离开吸附剂盒的溶液中。
10.实施例可以包括以下特征中的一个或多个。透析机器是血液透析机器。与流体管线连通的存储碳酸氢钠的第一容器。钠控制系统被配置成能够经由第一泵将碳酸氢钠引入到流体管线中。主动改变钠浓度包括将碳酸氢钠引入到流体管线中。与流体管线连通的存储稀释剂的第二容器。所述钠控制系统被配置成能够将稀释剂从所述第二容器引入到流体管线。所述钠控制系统被配置成能够在所述处理器指示来自电导率传感器的信号高于规定值时将稀释剂引入到流体管线。所述吸附剂盒包括至少一层能够再生用过的透析溶液的材料。
11.在一个方面，一种方法，其包括通过将用过的透析溶液通过吸附剂盒而从用过的透析溶液中去除一种或多种物质，接收来自电导率传感器的信号，将电导率信号与低于规定值的阈值进行比较，当所述信号大于所述阈值时停止改变离开吸附剂盒的溶液的钠浓度，以及如果所述信号大于所述规定值，则将稀释水添加到离开吸附剂盒的溶液中。实施例可以包括使离开所述装置的透析溶液通过透析机器。
12.其它方面、特征和优点将从说明书、附图和权利要求中显而易见。
附图说明
13.图1是可以与透析系统协作以执行包括透析治疗的流体调节循环的流体调节系统的透视图。
14.图2是图1的流体调节系统的俯视图。
15.图3是图1的流体调节系统的前视图。
16.图4是图1的流体调节系统的后视图。
17.图5是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的后视图。
18.图6是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的透视图。
19.图7是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的透视图。
20.图8是图1的省略了某些外部组件以暴露某些内部组件的流体调节系统的透视图。
21.图9是图1的流体调节系统的前组件的透视图。
22.图10是图9的前组件的后透视图。
23.图11是图9的前组件的后透视图。
24.图12是图9的前组件的门组件的加热器袋的后透视图。
25.图13是图9的前组件的门组件的加热器板的后透视图。
26.图14是示出图12的加热器袋和图1的流体调节系统的流体盒的安装的透视图。
27.图15是图14的流体盒连同图12的加热器袋的透视图。
28.图16提供了操作图，通过该操作图，图1的流体调节系统可以与透析系统协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路。
29.图17示出了图1的具有图16的透析系统的流体调节系统的一个示例设置。
30.图18示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的灌注阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。
31.图19示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的输注阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。
32.图20示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的治疗阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。
33.图21提供了图1的流体调节系统的控制系统的框图。
34.图22提供了图1的流体调节系统的硬件系统的框图。
35.图23提供了图1的流体调节系统的软件系统的框图。
36.图24-27提供了各种排出方案的流体流动路径。
37.图28示出了经由图16的流体回路执行的流体调节循环的治疗阶段的流体流动路径(由突出显示的流体管线指示)。
38.图29-32是示出不同示例性患者在治疗持续时间上的透析液浓度的图表。
具体实施方式
39.先前用于透析的钠控制系统使用了双相钠调节。该调节与通常由用户输入的处方指南一致，并指示在整个治疗过程中平均时所期望的透析液的钠浓度的期望水平。在第一治疗阶段期间，将氯化钠溶液添加到透析液中以调节其电导率。在治疗期间添加的氯化钠的量可能是显著的。然后是第二阶段，其中系统通过添加稀释水来补偿超出期望处方量的
过量钠。在治疗期间添加的稀释水的量可能是显著的。本文中描述了用于调节透析液中钠含量同时避免添加过量钠和稀释水的方法。在这些方法中，与钠控制系统流体连通地连接的用于过滤用过的透析溶液的吸附剂盒通过控制电导率来调节透析溶液中的钠水平。
40.图1-4示出了可以被操作以制备用于透析系统的调节过的透析液的流体调节系统100。例如，流体调节系统100可以与透析系统流体地连通，以向透析系统输送“新鲜的”(例如，净化的、调节过的)透析液，从透析系统中收集“用过的”(例如，受污染的、未经调节的)透析液，并在连续的流体流动回路中再生(例如，净化)和调节用过的透析液，以回收用过的透析液。流体调节系统100可以与之流体地连通的示例透析系统包括血液透析(hd)系统、腹膜透析(pd)系统、血液滤过(hf)、血液透析滤过(hdf)和其它相关系统。
41.流体调节系统100包括：包含或支撑流体调节系统100的部件的壳体101；包括限定各种流体路径的多个流体管线的流体盒102；可以使流体在流体盒102的流体管线内循环的两个相对高容量的泵103；以及可以将调节剂输送(例如，输注)到流体盒102的流体管线内循环的流体中的两个相对低容量的泵104。流体调节系统100具有便于流体调节系统100的提升和运输的紧凑的占地面积。例如，流体调节系统100通常具有大约30cm至大约50cm的长度、大约30cm至大约50cm的宽度、大约30cm至大约50cm的高度、大约15kg至大约20kg的重量。
42.壳体101包括左和右侧面板105、106、沿着侧面板105、106定位的用于承载流体调节系统100的手柄107、可以打开和关闭以插入加热器袋的门组件108、门组件108固定到其上的前面板109、进一步封闭内部部件的后面板110和底部面板111、支撑流体盒102和泵103、104的上面板112以及保护流体盒102和泵103、104的盖113。可以用其制成壳体101的外部面板的示例材料包括塑料，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)和聚碳酸酯共混物等。
43.盖113通常由abs或聚碳酸酯制成，并且是透明或半透明的，以允许流体盒102和泵103、104的可视化。盖113可以在沿着上面板112设置的后铰链114处枢转，以打开或关闭盖113。上面板112承载可以在盖113的前边缘116上关闭的两个闩锁115，以将盖113固定在关闭位置。闩锁115也可以被拉起并与盖113分离，以将盖113从关闭位置释放，以用于访问流体盒102和泵103、104。
44.参考图5，流体调节系统100还包括左侧、右侧、前、后、底部和上面板105、106、109、110、111、112附接到其上的左侧和右侧内部支撑框架117、118。内部支撑框架117、118通常由金属片形成。
45.每个泵103、104是蠕动泵，其包括围绕可旋转框架(例如，电机)的圆周定位的多个辊，所述可旋转框架承载从流体盒102延伸的流体管线。当可旋转框架旋转时，滚动构件向流体管线施加压力，从而迫使流体流过流体管线。
46.图6-8示出了流体调节系统100的某些内部部件。例如，流体调节系统100还包括分别位于上面板112中的用于与流体盒102接合的孔122、123、124内的多个压力传感器119、两个温度传感器120和氨检测器121。压力传感器119被实施为接触流体盒102(参见图15)内的相应的薄的柔性膜164的薄的柔性膜，用于检测流体盒102的某些流体路径内的流体压力。温度传感器120是红外(ir)传感器，其检测流过流体盒102的流体路径的某些点的透析液的温度。氨传感器121是红-绿-蓝(rgb)颜色传感器，其可以检测流体盒102内的纸条上的颜色变化，以测量流过流体盒102的某个流体路径的透析液中的铵的浓度。流体调节系统100还
包括获取和调节由流体盒102上提供的电导率传感器生成的信号的电路，这将在下面更详细地讨论。
47.流体调节系统100还包括多个致动器125，其与上面板112中的孔126对准，用于分别并选择性地移动流体盒102的多个阀。每个致动器125安装到流体调节系统100的内部框架128的平台127，并且包括电机129和可以由电机129移动(例如，旋转或以其它方式操纵)的驱动单元130。驱动单元130配备有联接构件131，所述联接构件131形成为接合流体盒102的相应的阀，使得驱动单元130的运动引起阀的运动。内部框架128还包括支撑和定位壳体101的上面板112的柱状支撑构件132。上面板112还限定孔133，这些孔133被定位和尺寸设计成接收用于相对于上面板112适当地定位流体盒102的定位销134。在流体盒102就位的情况下，可以将定位销134向下扣向上面板112以锁定流体盒102的位置。流体调节系统100还包括电路板135，所述电路板135配备有用于操作流体调节系统100的各种机电部件的电子设备。例如，电子设备执行用于执行流体调节循环的各个阶段(如下文参考图18-20所讨论的)、操作泵103、104、转动用于流体盒102的阀、处理传感器信号、操作致动器125、操作加热器组件151以及运行控制回路(例如，用于调节透析液温度、调节泵速度以实现期望的流率、调节泵速度以实现期望的透析液化学成分以及确保装置安全性的控制回路)的代码。
48.再次参考图5，流体调节系统100还包括支撑支架136和承载在其中的风扇137，用于冷却流体调节系统100的电路板135和其它内部部件。流体调节系统100还包括功率源138以及承载a/c输入端口140的支撑支架。
49.图9-13示出了流体调节系统100的前组件141的各种视图。前组件141包括壳体101的门组件108和前面板109。门组件108在铰链142处相对于前面板109可枢转，以允许将加热器袋153装载到流体调节系统100中。铰链142是沿着门组件108的相反侧设置的摩擦铰链，如图12所示。
50.前面板109承载闩锁组件143，所述闩锁组件143与由上面板112(图1-4所示)承载的按钮144协作，以将门组件108在关闭位置可释放地固定到前面板109。例如，按钮144的按下调整闩锁组件143，使得门组件108可以从关闭位置解锁并枢转到打开位置。替代性地，门组件108可以从打开配置向内枢转，直到相反定位的螺钉145(例如，图12中所示的肩螺钉)接合闩锁组件131以将门组件108锁定在关闭位置。闩锁组件131具有用于确定门组件108是打开还是关闭的接触开关。特别参考图11和13，门组件108包括指示是否插入了加热器袋的光学开关147。在一些实施例中，当门组件108打开时，流体调节系统100可能不可操作。
51.特别参考图9，门组件108支持在其上可以显示图形用户界面(gui)的显示屏148(例如，触摸屏显示器)和可以各自配备有用于在gui处提供输入以操作流体调节系统100的选择器150(例如，按钮)的两个控制面板149。可以由用户使用选择器150经由显示屏148控制的示例参数和过程包括开始和停止治疗、启动排出循环、改变流率、流体调节循环的灌注阶段、启动系统准备以开始流体调节循环、根据患者舒适度调整温度、以及确认流体盒102或与泵103、104接口的流体管线的正确放置。
52.参考图10-13，前组件141包括加热器组件151的被设计为调节沿着流体盒102的流体路径运输的透析液的流体温度的部件。特别参考图12，加热器组件151包括配备有输入连接154和输出连接155的加热器袋153，所述输入连接154和输出连接155可以与流体盒102接口以允许透析液循环通过加热器袋153以被加温。加热器袋153形成为塑料通道，该塑料通
道在空时具有大体上平坦的塌瘪的形状，在充满流体时膨胀，并且将热量从外部表面传递到流过加热器袋153的透析液。
53.也参考图13和14所示，加热器组件151还包括两个板156，它们定位和支撑加热器袋153，并且被加热以将热量传递到加热器袋153内的流体。例如，在门组件108处于打开配置时，加热器袋153可以滑动到加热板156之间。特别参考图10-12，加热器组件151还包括加热元件，通过所述加热元件可以加温加热器袋153中的流体，以及设置在加热器袋153的相反侧上的两个绝缘垫盘158，或者具有{绝缘垫}{加热垫}{金属板}{加热器袋}{金属板}{加热垫}{绝缘垫}布置。加热元件附接到金属(例如，铝)板156。加热器组件151还包括提供用于操作加热器组件151的电子设备的电路板159、用于提供功率的每个加热垫156的馈送线160、以及用于确定相应的加热板156的温度的热电偶连接162。
54.参考图15，流体盒102是一次性使用的一次性盒，其包括壳体200、布置在壳体200内的多个流体管线201、沿着流体管线201定位的多个阀202、沿着流体管线201定位的两个电导率传感器203、两个流体管线连接器(例如，泵段夹)204和两个流体管线连接器(例如，泵段夹)205。流体管线201与加热器袋153和透析系统协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路350。例如，流体管线201包括加热器袋153的输入和输出连接154、155可以连接到其的端口，以提供流体管线201与加热器袋153之间的流体连通。流体管线连接器204定位高容量泵103周围的流体管线段206，而流体管线连接器205定位低容量泵104周围的流体管线段207。如图17所示，流体盒102还包括从流体盒102延伸到各种流体容器的附加的流体管线。
55.阀202是三通阀，通过所述三通阀，流体调节系统100的控制系统可以选择两个替代性的流体路径。阀202的较低的部分形成为与致动器125的联接构件131接合，以用于阀202的运动。可以包括在流体盒102中的阀202的示例类型包括旋转阀、推拉阀、滑动阀和穿梭阀。
56.图16示出了操作图300，通过所述操作图300，流体调节系统100可以与透析系统301的透析器337协作以形成用于执行流体调节循环的流体回路350(由实线表示)，而图17示出了具有透析系统301的流体调节系统100的一个示例设置。可以联接到流体调节系统100的透析系统301的示例类型包括hd系统、pd系统、hf系统和hdf系统。流体回路350包括流体盒102的部件，以及流体调节系统100的各种其它部件。
57.例如，除了以上结合图1-15讨论的组件之外，流体调节系统100还包括控制系统161(例如，包括电路板135、159，以及用于传感器电路的附加电路板)，用于控制流体调节系统100和沿着流体回路350定位的其它多个外围部件的各种操作。这些部件包括沿着流体流动路径装置300定位的用于收集水以产生透析液(例如，有时称为透析流体)的灌注罐302、用于过滤自来水以提供适合于产生透析液和用于净化从透析系统301离开的透析液的纯净水的吸附剂盒303、用于收集从吸附剂盒303离开的流体(例如，未调节的水或透析液)的主储存器304、用于收集超出主储存器304容量的流体的次储存器305、用于容纳电解质溶液的袋306、用于容纳盐-葡萄糖(sd)溶液的袋307、用于容纳稀释水(dw)的袋308以及用于容纳碳酸氢盐(bc)溶液的袋309。
58.袋306、307、309预先装载有适量的可以溶解在水中的干化学品，以产生电解质溶液、盐-葡萄糖溶液和碳酸氢盐溶液。每个袋306、307、309包括被设计成增加进入袋306、
307、309的流体流量的速度并产生使干化学品充分混合和溶解在水中所需的湍流的喷嘴。
59.表1列出了流体调节系统100的各种包含流体的部件的近似容量。
60.部件容量(ml)灌注罐(302)8000主储存器(304)7500次储存器(305)4500电解液袋(306)500盐/葡萄糖袋(307)160稀释水袋(308)4000碳酸氢盐袋(309)1000
61.表1：流体调节系统100的包含流体的部件的容量。
62.流体盒102的三通阀202在流体回路350中表示为v1-v7。每个阀包括三个流体端口(a)、(b)、(c)，通过所述端口(a)、(b)、(c)，可以调整阀中的流动路径。当阀的端口中的两个或三个端口关闭时，可以将其称为关闭，而当阀的端口中的两个或三个端口打开时，则可以将其称为打开。这些阀包括灌注阀v1、溶解阀v2、旁路流出阀v3、旁路流入阀v4、bc/dw阀v5、s/d/电解液阀v6和电导率盐选择器阀v7。流体盒102的流体管线201将在下面进一步结合流体调节系统100的操作单独引用。流体调节系统100的高容量泵103和低容量泵104分别表示为流体回路350中的p1、p2和p3、p4。这些泵包括盒式泵p1、透析液泵p2、电导率控制泵p3和电解液/盐-葡萄糖泵p4。表2列出了泵p1-p4的大致操作范围(例如，流体流率)。
63.泵操作范围(ml/min)p120-600p220-600p30.1-100p40.1-100
64.表2：流体调节系统100的泵的操作范围
65.流体调节系统100的加热器组件151和氨传感器121分别表示为流体回路350中的热交换器hx和氨传感器nh。流体盒102的电导率传感器203表示为与热交换器hx上游的流体温度相关联的电导传感器ct1和与热交换器hx下游的流体温度相关联的电导率传感器ct2。除了具有测量流体电导率的能力外，电导率传感器ct1和ct2还具有测量流体温度的能力。鉴于电导率随温度变化，在一些实施方式中，由电导率传感器ct1和ct2测量的温度可以用于校正由电导率传感器ct1和ct2测量的电导率值，以提供温度补偿的电导率测量。在一些实施方式中，由电导率传感器ct2测量的流体温度还可提供以对离开流体调节系统100以流动到透析系统303中的透析液的最终温度的安全检查。流体调节系统100的温度传感器120表示为流体回路350中的盒内温度传感器t1和热交换器温度传感器t2。流体调节系统100的压力传感器119表示为流体回路350中的压力传感器pt1、pt2、pt3和pt4。
66.流体调节系统100可以在多个阶段中操作以与透析系统301(例如，与透析器337)协作，以执行经由透析系统301对患者施行透析治疗的流体调节循环。例如，流体调节循环包括灌注阶段、输注阶段和治疗阶段。流体调节循环通常具有大约135分钟至大约300分钟的总持续时间。
67.图18示出了流体调节系统100在灌注阶段期间的操作，其中将初始体积的水吸入到流体回路350中以用于随后产生透析液。在灌注阶段的开始，将灌注罐302用来自水源(例如，容器134的水，如图17所示)的水(例如，自来水、瓶装水、反渗透水、蒸馏水或饮用水)填充到大约7.6l，泵p1被打开，热交换器hx被打开。水由泵p1从灌注罐302泵送到流体管线310，通过阀v1的端口(a)和(c)泵入流体管线311，经过温度传感器t1，并泵送到泵p1。在此操作阶段，泵p1以大约200ml/min至大约600ml/min范围内的流率泵送水，并为热交换器hx供电，以将流体温度维持在大约15℃至大约42℃的范围内的设定点。
68.如果温度传感器t1检测到水温高于大约42℃，则会在显示屏148上显示消息，以通知用户水温过温，阀v1被关闭，泵p1被关闭，以防止附加的水进入流体回路350。如果温度传感器t1检测到水温低于或等于大约42℃，则阀v1的端口(a)和(c)保持打开，泵p1将水通过流体管线312泵送到吸附剂盒303，泵入流体管线313，经过氨传感器nh，泵送到主储存器304中。在此操作阶段，吸附剂盒303净化在流体回路350中循环的水，使得水达到或超过环境保护署(epa：environmental protection agency)制定的饮用水水质标准和由医疗器械促进协会(aami：association for the advancement of medical instrumentation)标准制定的血液透析水水质标准。
69.一旦主储存器304收集了大约100ml至大约500ml的水，就打开泵p2并通过泵p2将水泵送到流体管线314，泵入流体管线315，经过电导率传感器ct1，并经过热交换器hx1，所述热交换器hx1将流体管线315中的水加热到设定点温度。控制泵p2以大约等于泵p1泵送水的流率的流率泵送水。水从流体管线315通过阀v2的端口(c)和(a)移动到流体管线316，通过阀v7的端口(b)和(a)进入流体管线317，通过阀v5的端口(c)和(a)进入流体管线318，并进一步进入袋308，直到用水(例如，稀释水)将袋308填充到大约3.5l至大约4.0l。
70.接下来，关闭阀v5的端口(a)和(c)，关闭阀v7的端口(a)，打开阀v7的端口(c)，使得泵p2通过阀v6的端口(c)和(a)将水泵送到流体管线319中，泵入流体管线320，然后进一步泵入袋306，直到袋306充满水以产生电解质溶液。关闭阀v6的端口(a)和(c)，关闭阀v7的端口(c)，重新打开阀v7的端口(a)，打开阀v5的端口(b)和(c)。然后，泵p2通过阀v5的端口(c)和(b)将水泵送到流体管线317，泵入流体管线321，再进一步泵入袋309，直到袋309充满水以产生碳酸氢盐溶液为止。
71.在灌注阶段的这一点上，热交换器hx的设定点温度被提高到大约31℃到大约39℃的范围(例如，其中39℃是热交换器hx可以达到的最高温度)，泵p2的流率减小到大约100ml/min至大约300ml/min的范围内的值，以增加热交换器hx内的水的暴露时间，以实现更高的设定点温度。关闭阀v5的端口(b)和(c)，关闭阀v7的端口(a)，打开阀v7的端口(c)，打开阀v6的端口(b)和(c)。因此，泵p2通过阀v6的端口(c)和(b)将水泵送到流体管线319，泵入流体管线322，再进一步泵入袋307，直到袋307充满以产生盐葡萄糖溶液为止。热交换器hx的较高设定点温度促进盐-葡萄糖物质与流入袋309中的水的溶解。在流体调节循环期间的这一点上，灌注阶段结束，灌注罐302已基本上排空，泵p1、p2被关闭，开始输注阶段。灌注阶段通常持续大约10分钟至大约30分钟(例如，大约20分钟)的持续时间。
72.图19示出了流体调节系统100在输注阶段期间的操作，其中将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到流体回路350中的水中以产生透析液。特别地，将碳酸氢盐、盐和葡萄糖以受控方式(例如，在流率控制下)添加到水中，直到盐和葡萄糖达到生理上可接受的浓度并且直到
碳酸氢盐产生生理上可接受的流体电导率和流体ph为止。在输注阶段期间，为热交换器hx供电，以将流体温度维持在大约35℃至大约39℃的范围内的设定点。
73.在输注阶段的开始，关闭阀v7，关闭阀v2的端口(a)，打开阀v2的端口(b)，打开阀v3和v4的端口(a)和(b)，打开阀v1的端口(b)，关闭阀v1的端口(a)，阀v6的端口(b)和(c)保持打开，打开阀v5的端口(b)和(c)。泵p1、p2立即打开以在流体回路350内以大约300ml/min至大约600ml/min的流率泵送水。同时，泵p3和p4被打开。泵p3以大约10ml/min至大约100ml/min的流率将碳酸氢盐溶液从袋309中泵出，泵入流体管线317，通过泵p3，并泵入流体管线314。泵p4将盐-葡萄糖溶液以可变的流率从袋307中泵出，泵入流体管线319，通过泵p4，并泵入流体管线314。p4最初泵送流体的流率在大约1ml/min至大约100ml/min的范围内。流率以大约1min的周期性时间增量逐步降低为二分之一。泵p3和p4的流率被设置为在围绕流体回路350转一圈内分别完全添加bc溶液和sd溶液的输注体积。因此，泵p3和p4的流率取决于泵p1和p2在输注阶段期间的流率。例如，如果将泵p1和p2的流率设置为200ml/min，则泵p3和p4的流率将相对较慢。相反，如果将泵p1和p2的流率设置为600ml/min，则泵p3和p4的流率将相对较快。
74.一旦袋307排空了盐-葡萄糖溶液，阀v6的端口(b)关闭，阀v6的端口(a)打开，以允许泵p4以大约0.1ml/min至大约5ml/min的流率将电解质溶液从袋306中泵出，泵入流体管线314。一旦电解质溶液到达阀v3，输注阶段就结束了，治疗阶段就可以开始了。透析液可以继续通过流体管线311、312、313、314、315、323、336、326绕流体回路350循环，直到治疗阶段开始。输注阶段通常持续大约5分钟至大约6分钟的持续时间。
75.图20示出了在治疗阶段期间流体调节系统100的操作，其中将碳酸氢盐、盐和葡萄糖添加到流体回路350中的水中以产生透析液。治疗阶段包括碳酸氢盐溶液被用于调节透析液的电导率的第一阶段和稀释水被用于调节透析液的电导率的第二阶段。泵p1、p2以大约200ml/min至大约600ml/min的范围内的流率泵送透析液。热交换器hx的设定点温度被维持在大约35℃至大约39℃(例如，大约37℃)的可接受范围内的生理上可接受的温度，如流体调节系统100的用户特别选择以适合患者舒适度。在治疗阶段期间的任何时候，如果在ct2处测量的透析液温度在大约35℃到大约42℃的范围之外，则流体调节系统100将进入旁路模式，在该模式下，透析液将流过流体管线336以经由流体管线324、325旁路流过透析系统301。当流体调节系统100以旁路模式操作时，将在显示屏148上显示指示流体温度过低或过高的消息。流体调节系统100将保持在旁路模式，直到流体温度稳定在可接受的范围内。
76.在治疗阶段的第一阶段期间，关闭阀v3的端口(b)，打开阀v3的端口(c)，以允许泵p2通过流体管线324泵送“新鲜”透析液(例如，净化的、调节过的透析液)并泵入透析系统301，关闭阀v4的端口(a)，打开阀v4的端口(c)，以允许泵p1将“用过的”透析液(例如，受污染的透析液)通过流体管线325从透析系统301中泵出，并进一步泵入流体管线326。因此，关闭在阀v3、v4之间延伸的旁路流体管线336。在治疗阶段期间，用过的透析液已经在透析系统301内输注有来自患者血液的超滤液。超滤液携带有毒物质，例如尿素、所有小的水溶性尿毒症毒素以及其它有毒物质(例如，胍基琥珀酸、甲基胍、1-甲基腺苷、1-甲基肌苷、n2、n2-二甲基鸟苷、假尿苷、阿拉伯糖醇、甘露醇、α-n-乙酰精氨酸、乳清酸核苷、草酸盐、胍、赤藓糖醇、肌酸、乳清酸、苯乙酰谷氨酰胺、肌酐、肌醇、γ-胍基丁酸、β-胍基丙酸、对称二甲基精氨酸(sdma)、不对称二甲基精氨酸(adma)、山梨糖醇、尿苷和黄嘌呤)。
77.用过的透析液从流体管线326被泵送通过阀v1的端口(b)和(c)、流体管线311、泵p1、流体管线312，然后泵入吸附剂盒303。在吸附剂盒303内，有毒物质从用过的透析液中移除(例如，过滤掉)，以产生从吸附剂盒303流出并进入流体管线313、经过氨传感器nh并进入主储存器304的“再生”透析液(例如，净化的、未调节的透析液)。在一些情况下，主储存器304内的再生透析液的体积超过了主储存器304的容量，因此通过流体管线327流动到次储存器305，在整个治疗阶段中，次储存器305保持与主储存器304流体连通。泵p2将再生透析液从主储存器304泵出，泵入流体管线314，并泵入泵p2。虽然从吸附剂盒303离开的再生透析液已经将在透析系统301中从患者血液中吸收的有毒物质清除了，但是在作为新鲜的透析液循环回到透析系统301的透析器337中之前，再生透析液必须进一步调节以满足可接受的生理特性。
78.因此，泵p4继续以取决于泵p2泵送透析液的流率(例如，是其一部分)的流率，将电解质溶液从袋306中泵出，并泵入流体管线320，通过阀v6的端口(a)和(c)，泵入流体管线319的上段，通过泵p4并且泵入流体管线314。因此，泵p2、p4一起形成闭合的泵控制回路332，其控制泵p4泵送电解质溶液的流率，该流率在大约0.5ml/min至大约5ml/min的范围内。此外，泵p3继续将碳酸氢盐溶液从袋309中泵出或者将稀释水从袋308中泵出，通过阀v5的端口(c)，泵入流体管线317的上段，通过泵p3并且泵入流体管线314以进一步调节透析液。
79.当透析液通过泵p2和电导率传感器ct1时，电导率传感器ct1检测透析液的电导率。基于对透析液的电导率的连续测量，将连续不断选择碳酸氢盐溶液或者稀释水通过阀v5的端口(c)添加到透析液中，并且连续不断调整泵p3泵送透析液的流率，以维持透析液的电导率在13.5ms/cm至14.2ms/cm的生理可接受范围内。通常，随着测量的电导率与可接受的电导率之间的差值增加，泵p3泵送流体的流率增加。因此，随着测量的电导率与可接受的电导率之间的差值减小，泵p3泵送流体的流率减小。以这种方式，电导率计ct1和泵p3一起形成调节泵p3泵送流体的流率的封闭的泵控制回路331。如果在治疗阶段的第一阶段中透析液的电导率过低，则向透析液中输注碳酸氢盐溶液以提高电导率。
80.在通过电导率传感器ct1之后，透析液流经热交换器hx和温度传感器t2。基于由温度传感器t2检测到的流体温度，热交换器hx的功率水平将被调整以将透析液的温度维持在热交换器hx的设定点温度。以这种方式，温度传感器t2和热交换器hx形成封闭的加热器控制回路333。透析液从流体管线315通过阀v2的端口(c)和(b)流入流体管线323，并经过电导率传感器ct2。当透析液通过电导率传感器ct2时，电导率传感器ct2执行第二次检查(例如，在热交换器hx的下游)以检测透析液的电导率。
81.如果透析液的电导率在可接受范围之外(例如，过低或者过高)，但在预定范围内(例如，比可接受范围宽)，则与该电导率传感器电气通信的安全系统将调整碳酸氢盐溶液或稀释水的输注流率，以达到可接受的范围内的电导率。如果透析液的电导率水平在预定的生理安全范围之外，则在一些实施方式中，流体调节系统100将试图恢复安全流体参数并继续治疗。例如，阀v3和v4将调整以引导流体通过旁路流体管线336并关闭流体管线324、325，直到电导率再次稳定地达到生理安全范围的时间为止，此时阀v3、v4将进行调整，以关闭旁路流体管线336并经由流体管线324、325将流体引导到透析系统301以及从透析系统301引导流体。在一些实施方式中，还可以指示用户在将电导率恢复到生理安全范围时检查
碳酸氢盐溶液和稀释水的流体水平是否为非零。
82.随着时间的推移，吸附剂盒303改变在治疗阶段的第一阶段(例如，其中患者的血液最初循环通过透析机器301的早期初始阶段)期间离开吸附剂盒303的再生透析液的组成。例如，在治疗阶段的第一阶段期间，用过的透析液中的有毒物质水平相对较高。吸附剂盒303将尿素转化成铵，并在吸附剂盒303内的一个或多个过滤层内捕获所述铵，以从透析液中去除铵。在过滤层捕获铵的同时，过滤层经由阳离子交换将钠阳离子和其它阳离子释放到透析液中，这增加了离开盒303的再生透析液的电导率和/或降低了ph。
83.在治疗阶段的第一阶段过程中，进入吸附剂盒303的用过的透析液包含较少的有毒物质(例如，由于尿毒症毒素从患者血液中去除)，并且吸附剂盒303释放更多的钠阳离子。因此，离开吸附剂盒303的透析液的电导率随时间的推移逐渐增加。一旦透析液的电导率达到大约13.8ms/cm至大约14.0ms/cm的范围内的预定的值，则使用碳酸氢盐来调节透析液的电导率的治疗阶段的第一阶段就结束了，并且治疗阶段的第二阶段开始。
84.在治疗阶段的第二阶段(例如，稍后的最终阶段)，碳酸氢盐不再用于调节(例如，增加)透析液的电导率，稀释水是阀v5处用于调节(例如，降低)透析液的电导率直到治疗阶段结束(例如，第二阶段结束)的唯一物质。因此，阀v5的端口(b)关闭，而阀v5的端口(a)打开。如果在治疗阶段的第二阶段期间透析液的电导率过高，则向透析液中输注稀释水以降低透析液的电导率。
85.在治疗阶段的第二阶段的过程中，在吸附剂盒303中捕获的铵的量增加，使得吸附剂盒303吸收附加的铵的能力逐渐降低，一旦吸附剂吸附铵的能力用尽，再生透析液内的氨的水平最终增加。氨传感器nh在吸附剂盒303下游的位置检测再生透析液中的氨的水平。
86.治疗阶段(例如，包括第一阶段和第二阶段二者)通常持续大约120min至大约300min的持续时间。例如，240min(例如，4小时)是标准持续时间，其通常为绝大多数患者实现适当的治疗。此外，大多数治疗阶段将在四个小时后结束，而不会达到2mg/dl的阈值铵浓度(例如，从未接近耗尽吸附剂盒303的过滤能力)。流体调节系统100将发出音频警报，表示治疗成功完成，患者可以将他或她自己与透析器337断开。然而，如果在标准治疗持续时间之前透析液中的铵水平(例如，由氨传感器nh检测到的)指示吸附剂盒303不再从用过的透析液中吸收足够的铵以将铵水平维持在或低于大约2mg/dl的可接受值，那么治疗阶段将过早结束。对于血液尿素氮(bun)水平非常高的体型较大的患者，偶尔会出现这种情况。
87.在整个流体调节循环中，压力传感器pt1、pt2、pt3、pt4检测流体压力以调节泵流率。例如，在流体调节循环的所有阶段(例如，灌注、输注和治疗阶段)期间，压力传感器pt1通过检测流体管线312(例如，位于泵p1的下游)内透析液的流体压力并向泵p1提供指示流体压力的反馈信号，与泵p1形成封闭的泵控制回路328。基于透析液的流体压力，调整泵p1的角速度(例如，rpm水平)以将流率维持在期望范围内。在流体调节循环的治疗阶段期间，压力传感器pt4通过检测离开透析系统301(例如，泵p1的上游)的透析液的流体压力并向泵p1提供指示流体压力的正向信号，与泵p1形成附加的封闭的泵控制回路329。基于透析液的流体压力，调整泵p1的角速度以使泵p1处的流率与离开透析系统301的透析液的流率紧密匹配。因此，流体管线312(例如，泵p1的下游)内的透析液的流体压力至少部分地受到离开透析系统301(例如，泵p1的上游)的透析液的流体压力的影响。
88.类似地，在流体调节循环的所有阶段(例如，灌注、输注和治疗阶段)期间，压力传
感器pt2通过检测流体管线315(例如，位于泵p2的下游)内透析液的流体压力并向泵p2提供指示流体压力的反馈信号，与泵p2形成封闭的泵控制回路330。基于透析液的流体压力，调整泵p2的角速度以将流率维持在期望范围内。如上所述，在流体调节循环的治疗阶段期间，泵p3泵送流体的流率由电导率计ct1的反馈信号调节，以形成泵控制回路331，而泵p4泵送电解质溶液的流率由来自泵p2的反馈信号来调节，以形成泵控制回路332。
89.在流体调节循环的所有阶段期间，压力传感器pt3和pt4检测透析器337的操作。如果压力传感器pt3和pt4的测量结果表明没有流体流过透析器337，则流体调节系统100将进入旁路模式，以使透析液流过流体管线336，并避免经由流体管线324、325将透析液输送到透析系统301。
90.图21提供了控制系统161的框图。控制系统161包括处理器410、存储器420、存储装置430和输入/输出接口440。在一些实施例中，控制系统161包括一个以上处理器410、存储器420、存储装置430和/或输入/输出接口440。组件410、420、430和440中的每一个都可以例如使用系统总线450互连。处理器410能够处理用于在控制系统161内执行的指令。处理器410可以是单线程处理器、多线程处理器或量子计算机。处理器410能够处理存储在存储器420或存储装置430中的指令。
91.存储器420在控制系统161内存储信息。在一些实施方式中，存储器420是计算机可读介质。存储器420可以例如是易失性存储器单元或非易失性存储器单元。存储装置430能够为控制系统139提供大容量存储。在一些实施方式中，存储装置430是非暂时性计算机可读介质。存储装置430可以包括例如硬盘装置、光盘装置、固态数据驱动器、闪存驱动器、磁带或一些其它大容量存储装置。替代性地，存储装置430可以是云存储装置，例如，包括分布在网络上并使用网络访问的多个物理存储装置的逻辑存储装置。
92.输入/输出接口440为控制系统161提供输入/输出操作。在一些实施方式中，输入/输出接口440包括网络接口装置(例如，以太网卡)、串行通信装置(例如，rs-232 10端口)和/或无线接口装置(例如，802.11卡、3g无线调制解调器或4g无线调制解调器)中的一个或多个。在一些实施方式中，输入/输出装置包括驱动器装置，所述驱动器装置被配置成能够接收输入数据并将输出数据发送到其它输入/输出装置，例如，键盘、打印机和显示装置(例如，显示屏148)。在一些实施方式中，使用移动计算装置、移动通信装置和其它装置。
93.在一些实施方式中，输入/输出接口440包括至少一个模数转换器441。模数转换器将模拟信号转换为数字信号，例如，适合于由处理器410处理的数字信号。在一些实施方式中，一个或多个感测元件与模数转换器441通信，如将在下面更详细地讨论的。
94.在一些实施方式中，控制系统161是微控制器。微控制器是在单个电子封装体中包含计算机系统的多个元件的装置。例如，单个电子封装体可以包含处理器410、存储器420、存储装置430和输入/输出接口440。
95.图22和23提供了由控制系统161提供的流体调节系统100的硬件系统500和软件系统600的框图。如图22所示，硬件系统500由用于生成用于在显示屏148上显示的gui的电路板和用于控制流体调节系统100的机电外围部件的一个或多个电路板135以及各种机电外围部件提供。软件系统600可以被分解为外部视图610、应用层620和驱动器层630。外部视图610包括由gui提供的用户接口、灯、声音和调试端口。应用层620包括业务逻辑，驱动器层630被配置成能够实现外围设备专用代码(例如，通信协议和步进电机驱动器)。
96.一旦治疗阶段结束，流体调节系统100将排空用过的透析液的流体回路350并将用过的透析液作为废物处置。有多种可以进行排空的方式。在一个实施例中，将用过的透析液提供给透析系统的流体管线断开。然后，将该管线的端部连接到排出管线，并将该管线的另一端部夹紧闭合。用户打开透析器上的门，盒开始重力排出。系统打开流体路径以启动其自身的排出。其它选项包括部分排空该系统并允许用户移除仍装有液体的袋。
97.参考图24-27，示出了各种排出程序，包括重力排出、重力排出之后的主动排出和快速排出程序。
98.图24示出了重力排出。透析系统301如该系统所典型的那样连接到排出系统。从透析系统301带来用过的透析液的流体管线325不再连接。然而，将新鲜透析液带到透析系统301的流体管线324仍然连接。所有泵均已脱离，并且所有阀在所有三个方向上均是完全打开的。透析系统301也被配置成能够重力排出。作为该程序的变体，流体管线324、325中的一个或两个可以直接连接到排出管线。
99.图25示出了组合的主动排出/重力排出程序的第一步骤。透析系统301如该系统所典型的那样连接到排出系统。从透析系统301带来用过的透析液的流体管线325不再连接。然而，将新鲜透析液带到透析系统301的流体管线324仍然连接。此步骤最多持续33min，或直到pt2和pt3感测到压力下降至接近大气压，以先到者为准。作为该程序的变体，流体管线324可以直接连接到排出管线。
100.图26示出了组合的主动排出/重力排出程序的第二步骤，该程序允许系统重力排出任何残留流体，包括吸附剂和灌注罐中的流体。三通阀被定位成打开所有端口。所有泵都脱离以允许流体自由地流动通过泵回路。作为该步骤的变体，流体管线324、325中的一个或两个可以连接到排出管线。
101.图27示出了快速排出程序。将通常连接到透析系统301的两条管线现在均连接到排出管线。p1以其最大流率反向流动，直到主储存器304为空。同时，p2、p3和p4也被设置为其正向最大流率。首先，阀v5被设置为从袋309排出碳酸氢盐，并且阀v6被设置为从袋306排出电解液。盐/葡萄糖袋307已经是空的，因为它被设计成在输注步骤期间完全使用。一旦系统确定袋309是空的，阀v5就改变为从袋308中排空稀释水。所述系统能够通过计算泵转数、通过监测压力、通过监测电导率、通过使用流量累加器(未显示)、和/或通过用户交互来确定袋309、308、306何时被排空。一旦系统检测到所有袋都已被排空，并且吸附剂盒303已被排空，则排出功能结束。一些残留流体可能会保留在管线中。
102.本文中描述了在使用系统100时调节透析液中钠含量的方法。在这些方法中，吸附剂盒303用于与钠控制系统结合地过滤使用过的透析溶液，所述钠控制系统与吸附剂盒303和电导率传感器203流体连通，它们通过控制电导率共同调节透析溶液中的钠水平。
103.先前的钠控制系统使用双相钠调节。该调节与通常由用户输入的处方指南一致，当在整个治疗过程中平均时，所述指南指示所期望的透析液的钠浓度的期望水平。在第一治疗阶段期间，将氯化钠溶液添加到透析液中以调节其电导率。通常，添加的氯化钠溶液的量使透析液中相对较低的钠含量达到处方平均浓度。在治疗期间添加的氯化钠的量可能是显著的。然后是钠浓度增加超过处方平均浓度的第二阶段。在此阶段期间，该系统通过添加稀释水来补偿超出期望处方量的过量钠。在治疗期间添加的稀释水的量可能是显著的。因此，透析液中的钠浓度随时间的推移在处方平均值附近波动，因为系统试图始终将浓度维
持在处方平均值。
104.类似于上述图20，图28的流动路径布置300作为流体调节系统400的一部分操作，该流体调节系统400与调节透析液中钠的基于碳酸氢钠的方法一起使用。流体调节系统400使用的方法确保用于整体治疗的透析液的平均钠浓度将大约等于期望的处方平均浓度。系统400包括调节电导率的钠控制器163。钠控制系统163可以是控制系统161的一部分，或独立于控制系统161。
105.参考图29，系统400钠调节所使用的调节钠含量的基于碳酸氢钠的方法具有三个阶段。类似于上面参考图20描述的第一阶段，在治疗的第一阶段(例如，患者血液最初循环通过透析机器301的早期阶段)期间，吸附剂盒303改变进入吸附剂盒303的再生透析液的组成。由于透析液的电导率在治疗阶段的阶段i期间过低(例如，远低于规定值)，因此将包含在用于容纳bc溶液的袋309中的碳酸氢钠形式的碳酸氢钠溶液输注到透析液中。
106.在使用期间，吸附剂盒303将患者尿素转化为铵，并且在吸附剂盒303内的过滤层内捕获铵以从透析液中去除铵。当铵被捕获时，过滤层经由阳离子交换将钠(和其它阳离子)释放到透析液中。这种交换取决于进入吸附剂盒303的透析液中的阳离子浓度，以及吸附剂盒303的特性。这种交换和bc溶液的添加增加了离开吸附剂盒303的再生透析液的电导率，如由电导率传感器203测量并在阶段i中所示。
107.随着治疗的进展，已经被吸附剂盒303吸收的铵的量和由此释放的钠离子的量最终使得产生透析液钠浓度，即规定的平均浓度。如果不加以控制，即使不添加bc溶液，由于由患者尿素引起的交换，电导率也会继续上升。在这个阶段必须添加稀释水。
108.系统400的控制器163不允许透析液电导率达到规定值。取而代之的是，当测量的电导率范围处于阈值透析液电导率值dc1时，控制器163指示系统400停止将钠添加到透析液。dc1低于目标期望的规定电导率。例如，dc1可以为大约12.5ms/cm。当在时间t1达到dc1时，控制器163停止碳酸氢钠的注入。治疗阶段的阶段i结束，阶段ii开始。
109.在阶段ii期间，透析液的电导率继续增加。然而，这种增加是由于患者的尿素(或血液尿素氮或bun)水平，而不是由于袋309的内容物。每个患者具有因个体而异的天生患者钠浓度。使得通过透析器337并因此在离开吸附剂盒303的流出物中进行离子交换的钠浓度因此对于每个患者具有不同的值。在阶段ii期间离开钠盒303的透析液中的钠浓度实际上是为每个患者定制的，并且他或她的天生尿素水平继续将电导率驱动到期望的水平。因此，电导率继续上升。透析液中钠浓度的升高也是吸附剂中尿素转化的结果。患者尿素穿过透析器并进入含有脲酶的吸附剂。脲酶将尿素转化为氨和co2。然后，氨被转化为铵，nh
4
，并被盒中的磷酸锆(阳离子交换剂)捕获，所述盒将nh
4
交换为水合氢离子和钠阳离子。
110.当测量的电导率达到规定值dc2时，阶段ii停止，阶段iii开始。该电导率规定值dc2通常为大约13.8ms/cm。规定水平可以稍微改变，为大约13.6ms/cm到大约14.2ms/cm。例如，阈值浓度可以是13.6ms/cm或13.7ms/cm，或者对于体重较大的患者可以是14.1ms/cm或14.2ms/cm或更高。如在上述参考流体调节系统100的操作描述的阶段ii中，在系统400的阶段iii期间，稀释水被输注到回路中。然后，从此时间t2起，稀释水用于调节(例如，降低)透析液的电导率直到治疗的结束。如图29所示，透析液电导率可以在dc2附近稍微波动。
111.在一些示例中，系统400可以检测电导率的变化率何时接近零。接近零的值(在给定的容差范围内)表明发生的离子交换非常少，也就是说，浓度值随着达到最终值而减慢。
然后，系统400开始阶段iii。
112.有利地，系统400使用的基于碳酸氢盐的钠控制方法减少了添加的总钠的量。系统400在达到期望的最终电导率水平稍前时停止，然后让患者自身的生理机能驱动电导率的剩余增加。在其它操作模式下，可以继续定量供给碳酸氢钠以将透析液电导率保持更高。如何触发从阶段i到ii或从ii到iii的移动的确切选择可能取决于患者大小、系统特征和用户偏好(例如，医生、技术人员或患者)。与添加钠直到浓度达到期望的水平然后将其维持在该水平相比，可以节省数十克的钠。透析液中的酸性吸附剂更少，钠含量也更少，并且系统不会添加超过治疗所需的钠。因此，在治疗期间需要较少的稀释水。例如，最多使用4.5升稀释水。有利地，增加了患者的舒适度并且减少了出错的可能性。
113.系统400使用单一处方，并基于电导率控制递送的溶液的体积。个性化处方不是必需的，例如，基于每位患者的天生bun和处方钠浓度，处方需要在供应袋306、307、309中具有不同粉末量的溶液。无需计算和混合这些溶液，也无需为每位患者制定处方指南。取而代之的是，患者群体的先前研究允许计算治疗所需的最大粉末量(例如，驱动至阈值)，并且可以使用通用袋309)。群体的很大一部分可以在不改变系统的情况下进行治疗。系统400的其它好处包括减少患者和处方者进行治疗所需的交互。
114.吸附剂盒303被设计成使得系统400产生期望的最终电导率处方。所得的透析液的浓度基于当它最初添加到流动路径装置300时吸附剂盒303中的阳离子交换剂的量。例如，吸附剂盒303可以包括以下层和材料：水合氧化锆-氯化物(hzo-cl)、醋酸盐、碳酸锆钠或其它碱金属-iv族金属-碳酸盐；磷酸锆或其它氨吸附剂；氧化铝或其它类似材料；氧化铝支持的脲酶或其它固定化酶层或其它将尿素转化为氨的材料，如硅藻土(或二氧化硅、zsm-5、mm-22等)或氧化锆；以及颗粒状活性炭，如木炭或其它吸附剂。碳酸锆钠组分用作磷酸盐吸附剂。氧化锆能够起到反离子或离子交换剂的作用以去除磷酸盐，并且可以是水合氧化锆的形式(例如，含有乙酸盐或氯化物的水合氧化锆)。
115.图30是示出了在模拟20l、30bun患者的治疗阶段期间的透析液电导率的一个示例性实验。突出显示了治疗的不同阶段。初始振荡(在阶段i之前)是由用于本实验的输注模式引起的。在此时间期间，碳酸氢盐溶液以20ml/min的速度被输注。在阶段i期间，添加0.6m碳酸氢钠，电导率控制在13.5ms/cm。一旦离开储存器的流体达到13.0ms/cm的电导率，或等效地，一旦透析液电导率达到13.5ms/cm，几乎不添加碳酸氢盐，则阶段i结束，阶段ii开始。在阶段ii中，不使用碳酸氢盐或稀释水调整电导率。一旦透析液电导率自然上升到14.0ms/cm，阶段iii就开始了。在阶段iii中，将稀释水输注到透析液流中以控制透析液电导率。在本实验中，阶段iii的前30分钟，电导率控制在14.0ms/cm；然后，在接下来的30分钟内，电导率控制在13.9ms/cm；最后在剩余的治疗中，电导率控制在13.8ms/cm。
116.图31是示出了在模拟40l、60bun患者(例如，比图30中所示结果更大的患者)的治疗阶段期间的透析液电导率的一个示例性实验。突出显示了治疗的不同阶段。初始振荡(在阶段i之前)是由用于本实验的输注模式引起的。在此时间期间，碳酸氢盐溶液以20ml/min的速度被输注。在阶段i期间，添加0.6m碳酸氢钠，电导率控制在13.8ms/cm。一旦离开储存器的流体达到13.0ms/cm的电导率，或等效地，一旦透析液电导率达到13.5ms/cm，几乎不添加碳酸氢盐，则阶段i结束，阶段ii开始。在阶段ii中，不使用碳酸氢盐或稀释水调整电导率。一旦透析液电导率自然上升到13.875ms/cm，阶段iii就开始了。在阶段iii中，将稀释水
输注到透析液流中以控制透析液电导率。在本实验中，在剩余的治疗中，电导率控制在13.8ms/cm。
117.图32是示出了在模拟的60l、70bun患者(所示的示例中最大的患者)的治疗阶段期间的透析液电导率的一个示例性实验。突出显示了治疗的不同阶段。初始振荡(在阶段i之前)是由用于本实验的输注模式引起的。在此时间期间，碳酸氢盐溶液以20ml/min的速度被输注。在阶段i期间，添加0.6m碳酸氢钠，电导率控制在13.5与13.8ms/cm之间。一旦离开储存器的流体达到13.3ms/cm的电导率，或等效地，一旦透析液电导率达到13.8ms/cm，几乎不添加碳酸氢盐，则阶段i结束，阶段ii开始。在阶段ii中，不使用碳酸氢盐或稀释水调整电导率。一旦透析液电导率自然上升到13.875ms/cm，阶段iii就开始了。在阶段iii中，将稀释水输注到透析液流中以控制透析液电导率。
118.在本实验中，在阶段iii的前30分钟，电导率控制在14.0ms/cm；然后，在接下来的30分钟，电导率控制在13.9ms/cm；最后在剩余的治疗中，电导率控制在13.8ms/cm。本实验示出了在阶段iii的前30分钟内短暂上升到14.0ms/cm以上，这是由于稀释水输注的瞬时暂停引起的。
119.在一些实施例中，透析液中电导率的变化率可以确定系统400何时移动到阶段ii和到阶段iii。在一些实施例中，从阶段i到ii的过渡点取决于输入的流体流的电导率。从历史上看，位于储存器后但在输注点之前的电导率传感器确定了过渡点。在这里，该电导率测量不用于测量，因为该装置不再存在。从历史上看，有多个阶段：第一，碳酸氢盐电导率控制；第二，没有输注，因为已经接近期望的水平；第三，超出期望的水平，因此添加稀释水。从患者到盒的尿素被转化为氨并将钠添加到流中。
120.储存器304、305与输注点(将位于流体管线314上)之间的电导传感器确定阶段改变。如果电导率传感器不在那里，则系统不能使用透析液泵p2与热交换器hx1之间的传感器ct1，因为ct1是已经在使用的电导率控制传感器。在正常情况下，传感器ct1正在测量设定点或其附近。
121.传感器ct1不用于确定出过渡点。相反，控制系统的响应被用于通过间接使用电导率计作为读出装置(以及用于控制)并使用仪表对测量的响应来确定过渡。当系统接近阶段i结束时，由于控制回路的性质，碳酸氢盐泵p3会减速。当开始阶段i时，碳酸氢盐供给为40ml/min。当接近阶段i结束时，以较低的速率供给以维持相同的电导率，大约为1ml/min或接近0或5ml/mim。在dc1处，斜率非常接近于零。在储存器304、305之后和输注之前(沿着流体管线314)，该曲线在整个治疗过程中具有随时间增加的透析液电导率。碳酸氢盐溶液根据t1时的13.8ms/cm(或其它期望剂量)与输注点之前和储存器之后的值之间的差异被供给。
122.在一些实施例中，治疗以低输入浓度(例如，低于13.3ms/cm或12.5ms/cm)开始，并通过从泵4供给并响应于与13.8ms/cm的差异而在整个治疗过程中获得设定量的电导率，其确定泵3在阶段i添加的浓度。在阶段ii中，不再添加碳酸氢盐。来自储存器304、305的输入溶液接近13.3ms/cm并且附加的电溶液为～0.5ms/cm。在没有稀释或添加碳酸氢盐的情况下，它大约为13.8ms/cm。随着治疗的继续，患者尿素转化为钠并且来自储存器的电导率增加超过13.3ms/cm，阶段iii开始，这与阶段i相反。也就是说，它以稀释水的低的速率开始，到治疗结束时稀释水的流率可能会增加。
123.由于储存器与输注端口之间没有电导率计，系统可以使用控制系统的响应来确定在给定时刻治疗是在一个阶段的哪个部分。控制系统将反馈回路以使ct1的电导率保持在13.8ms/cm。从阶段i到阶段ii的过渡取决于p3泵的活动。如果要求增加的流量非常小(接近于零)，则过渡到阶段ii。一旦进入阶段ii，电导率控制回路正在读取电导率，但该测量并未控制泵。ct1仅仅是电导率读数，因为它不用作回路的一部分。系统的电导率将仍会逐渐上升；达到设定的阈值之后，将再次使用ct1返回到电导率控制过程，将阀切换为用于稀释水而不是碳酸氢盐，这取决于与系统将应有的13.8ms/cm的差异，或流体在输注电解液之前但在储存器之后超过13.3ms/cm多少。
124.在本实施例中，在阶段iii期间存在平台，并且在储存器和预输注后的电导率值继续上升，从而逐渐增加所添加的稀释水的量。因此，图29中所示的曲线不包括阶段iii期间的振荡。此外，y轴电导率测量是指在化学供给之前透析液前和储存器后流体的值。
125.可以用于吸附剂盒的任一实施例中的尿素降解酶的非限制性示例包括天然存在的酶(例如来自菜豆、其它种子或细菌的脲酶)、通过重组技术产生的酶(例如在表达和/或分泌尿素降解酶的细菌、真菌、昆虫或哺乳动物细胞中)或合成产生(例如，化学合成)的酶。在一些实施例中，该酶是脲酶。
126.在某些实施例中，吸附剂盒303包括中空纤维。中空纤维可以排斥带正电的离子，以及增加所述盒的容量。中空纤维可以涂有离子排斥材料，所述离子排斥材料通过类似水净化的机制允许尿素通过，但排斥带正电荷的离子，如钙和镁。覆盖中空纤维的材料可以是本领域技术人员已知的任何此类材料(例如，脂肪酸或如聚砜之类的聚合物链)，它们可以有效地排斥钙和镁并因此将这些离子保留在透析溶液中。替代性地，中空纤维可以包括具有防止离子物质扩散通过膜的孔径的离子选择性纳滤膜。
127.上面已经详细描述了多个实施例。然而，在不脱离上述公开的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改。例如，虽然流体调节系统100已经被描述和示出为包括用于调节泵流率的压力传感器119(pt1、pt2、pt3、pt4)，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和的功能上相似的流体调节系统可以替代性地包括用于调节泵流率的流量计而不是压力传感器。在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以不包括压力传感器或流量计，而是可以基于系统操作的详细知识来进行rpm控制，以调节泵流率。
128.虽然流体调节系统100已经被描述和示出为包括蠕动泵103、104(p1、p2、p3、p4)，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以替代性地包括不同类型的泵，例如叶轮泵、线性排量泵、正排量泵或离心泵。
129.虽然流体调节系统100已经被描述和示出为包括一个溢流储存器(例如，次储存器305)，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以包括一个或多个附加的溢流储存器。例如，在一些实施例中，附加的储存器可以在泵p1的上游或泵p2的下游连接到流体回路350。在一些实施例中，附加的储存器可以具有与或者储存器304或者储存器305不同的容量，或者可以具有零体积容量。在一些实施例中，储存器可以永久地连接到排出系统。
130.虽然加热器袋153已经被描述和示出为布置在流体调节系统100的泵p2的下游，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统
可以包括布置在沿着流体回路350的不同位置的加热器袋或其它加热元件，以便实现对流过流体回路350的流体的最佳温度控制。例如，在一些实施例中，加热器袋可以直接位于吸附剂盒303的下游并且可以基于来自温度传感器t1的信号供电，以确保透析流体的温度不高到足以损坏吸附剂盒303的内部部件。在一些实施例中，加热器袋可以沿着流体回路350位于阀v1与阀v2之间的任何位置，这是有利的(例如，促进供应袋306、307、309中的干化学品的溶解)。
131.虽然流体调节系统100已经被描述为包括三通阀v1-v7，但是在一些实施例中，在其它方面与流体调节系统100在构造和功能上相似的流体调节系统可以替代性地包括一个或多个双向阀，以实现上述讨论的流体流动路径场景。
132.虽然已经结合某些流率、流体体积、温度、压力和时间段描述和示出了流体调节系统100的操作，但是在一些实施例中，流体调节系统100可以被操作以执行具有一个或多个不同的流率、流体体积、温度、压力和时间段的流体调节循环，同时仍然起到能够充分调节透析液以用于协作的透析系统的作用。
133.尽管已经在图21-23中分别描述了示例控制系统161、示例硬件系统500和示例软件系统600，但是上述主题和功能操作的实现可以在其它类型的数字电子电路中实现，或在计算机软件、固件或硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等效物，或在其中一种或多种的组合中实现。本说明书中描述的主题的实现可以实现为一个或多个计算机程序产品，即，在有形程序载体、例如计算机可读介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块；用于由处理系统执行或控制处理系统的操作。所述计算机可读介质可以是机器可读存储装置、机器可读存储基板、存储器装置、影响机器可读传播信号的物质组合物组成，或者它们中的一个或多个的组合。
134.术语“计算机系统”可以涵盖用于处理数据的所有设备、装置和机器，例如包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，处理系统还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。
135.计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本、可执行逻辑或代码)可以用任何形式的编程语言、包括编译或解释语言、声明性或过程语言编写，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为适合在计算环境总是使用的模块、组件、子例程或其它单元。计算机程序不一定与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在保存其它程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中或多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)。计算机程序可以部署成在一台计算机执行，或在位于一个站点上或分布在多个站点上并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
136.适合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或易失性存储器、介质和存储装置，例如包括半导体存储器装置，例如eprom、eeprom和闪存装置；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘或磁带；磁光盘；以及cd-rom和dvd-rom磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。系统的组件可以通过数字数据通信的任何形式或介质、例如通信网络互连。通信网络的示例包括局域网(“lan”)和广域网(“wan”)，例如因特网。
137.其它实施例也在所附权利要求的范围内。