用于流体管理系统的无空气填充的装置和方法与流程

1.本发明涉及一种用于流体管理系统(例如透析机器)的液压系统的无空气填充的装置和方法。


背景技术：

2.用于慢性血液透析的现代透析机器在机器内部液压系统中在线制备所需的透析溶液。该机器内部的液压系统将透析溶液输送到机器外部的体外血液循环回路中，来自血液循环回路的用过的透析液被该液压系统接收并被引导至出口。
3.为确保系统卫生，必须对该机器内部液压系统进行常规消毒。
4.特别是当液压系统在消毒前充填有空气时，必须确保响应于对液压系统的液体填充而完全去除空气，以能够确保用消毒剂完全润湿表面。因此，还确保了在热消毒期间直到密封为止的热传导，以及消毒剂在消毒之后被完全冲洗掉。
5.在用均匀流动的冲洗溶液简单填充液压系统、特别是液压系统的部件的情况下，其中所述液压系统的几何特征阻碍了通过冲洗溶液去除气泡，从而不能以无空气方式填充。这同样适用于包括几何特征的腔室和中空空间，其结果是上升的气泡位于液流之外。液压系统中流体管线的流动截面的收缩部，例如体外血液回路的管套件的耦合点，特别是在线端口是这种特殊几何特征的实例。
6.本发明的目的在于提供一种流体管理系统，特别是一种用于肾脏替代治疗的血液治疗机器的液压系统，以及一种用于冲洗流体管理系统的方法，其确保了机器内部流体管线的无气泡填充。


技术实现要素：

7.根据本发明的教导，该目的通过根据权利要求1的装置和根据权利要求14的方法来解决。特定实施例是从属权利要求的主题。
8.本发明涉及一种流体管理系统。例如，用于产生和/或输送透析溶液的透析机器的液压系统可以是这种类型的流体管理系统。流体管理系统具有机器内部流体管线(作为机器部件)，该流体管线包括用于连接到冲洗液供应源的流体输入部和用于连接到用于排放冲洗液的管线的流体输出部。
9.根据权利要求，在一个实施例中机器内部在此可意味着流体管线完全布置在机器内部。在另一个实施例中，机器内部的流体管线同样也包括仅部分地在机器内部被引导的流体管线。
10.将流体管线分成第一体管线部分和第二流体管线部分的锁定装置布置在流体管线中。
11.第一流体管线部分具有第一流体输送器件，该第一流体输送器件在其根据本发明的操作期间布置在锁定装置的上游。
12.第二流体管线部分具有第二流体输送器件，该第二流体输送器件在其根据本发明
的操作期间布置在锁定装置的下游。
13.流体管理系统具有控制装置，用于控制锁定装置、第一流体输送器件和第二流体输送器件，其中，控制装置被配置为控制第一流体输送器件以朝锁定装置的方向输送液体，以增加锁定装置上游的第一流体管线部分中的压力，并且控制装置被配置为控制第二流体输送器件以将液体在锁定装置下游输送离开锁定装置，以降低流体管线系统的第二流体管线部分中的压力，并且其中，控制装置被配置为在第一液体部分中的压力增加的情况下和在第二液体部分中的压力降低的情况下至少打开锁定装置一次。
14.控制装置由此可以包括处理器、数据存储介质和数据线。响应于将相应信号发送到相应部件的程序代码的执行，可以将程序代码存储在存储介质上。
15.也可以反复交替打开和关闭锁定装置，例如3到7次。重复打开和关闭可以实现流体管线部分中的所有气泡的更完全或完全的去除。
16.流体管线部分可以闭合以形成再循环回路，从而减少冲洗溶液的消耗。为了使空气能够从再循环回路中去除，空气分离器件可以布置在第一流体管线部分中或优选地布置在第二流体管线部分中。空气分离器件可以布置在锁定装置的下游。包括入口和出口以及在腔室的上部区域中的第三开口的腔室可以用作这种类型的空气分离器件以从腔室中排出空气。空气分离器件也可以是到泵的外部的连接件，其中液体与气泡一起被输送出流体部分。例如，在流体管理系统的入口中的水输入室或在流体管理系统的出口中的腔室可以用作空气分离室。作为再循环的结果，在更高流量的情况下不再依赖于通过水源的高输送量。
17.流体管线，尤其是第二流体管线部分，可以具有至少一个贯通腔的收缩部。气泡特别是在流体管线的贯通腔的收缩部的上游不能通过或只能困难地通过。
18.这种类型的瓶颈存在于例如体外血液回路的液压系统的耦合点处。这种类型的耦合点用于将透析液例如直接输送到患者血液中。此处其被称为置换端口。另一个耦合点，冲洗端口，用作患者连接的连接部，以响应在治疗开始之前管套件的填充和冲洗。有效的消毒在这里尤为重要，因为液压系统与体外血液回路直接接触。
19.为了最佳地去除这些瓶颈处的气泡，可以将锁定装置布置在该收缩部的上游，并且可以将第二流体输送器件布置在该收缩部的下游。在关闭锁定装置的情况下，响应于第二流体输送器件的操作，在锁定装置与第二流体输送器件之间产生负压。该负压最初会增加位于该区域的气泡的体积。通过操作锁定装置上游的第一流体输送器件，可以同时增加锁定装置上游的流体管线中的压力。
20.在锁定装置上游和下游的流体管线部分之间建立压力差之后，响应于打开锁定装置而大程度地补偿压力，并因此在锁定装置下游产生冲击压，该冲击压将因负压而增大和不稳定化的气泡分成小的微泡。这些气泡可以更容易地通过流体管线部分中的瓶颈。由于负压以及锁定装置下游的流体管路部分中的流量峰值，这些小气泡随后在它们再次聚集在一起形成更大的气泡之前通过收缩部而离开，因此可以从流体管线系统中去除。
21.当锁定装置与贯通腔的收缩部之间的流体管线的柔量尽可能小时，例如在0.5和50cm之间，优选地为10-30cm时，这种效果特别有效。
22.为确保响应于打开锁定装置而存在足够的压力差，流体管理系统可以具有测压器件，并且控制装置可以被配置为通过内部流体管路部分内的测压器件确定的压力值来控制
锁定装置的打开或交替的打开和关闭。为此目的，第一测压器件被布置为特别地与第一流体管线部分流体连接，并且第二测压器件与第二流体管线部分流体连接。
23.例如，当差值在1000和3000hpa之间，优选地在1600和2500hpa之间时，就达到了足够的压力差。
24.替代地或附加地，流体管理系统可以具有时间测量器件。从而控制装置可以被配置为通过借助这些时间测量器件确定的时间来控制锁定装置的打开或交替的打开和关闭。在泵的输送速率已知的情况下，也可以通过打开锁定装置之前的阶段的持续时间或分别通过打开锁定装置之前的阶段的持续时间以及打开锁定装置的持续时间来确保达到足够的压力差。
25.锁定装置可以关闭，例如1-5秒，优选2秒。
26.锁定装置的打开可以进行2-6秒，优选4秒。
27.此外，阀的打开可以快速进行，使得压力补偿在20到500ms之间、优选在20到60ms之间的时间间隔内进行。因此可以特别有效地进一步输送气泡。
28.在替代方案中，例如，当隔膜泵或平衡室定时用作泵送器件时，控制装置可以被配置为根据至少一个流体输送器件的一定数量的操作循环来控制锁定装置的打开或交替的打开和关闭。
29.锁定装置可以是任何装置，其适合于以产生所需压力差的方式将流体管线部分彼此分开。锁定装置优选地可以是阀，例如电磁阀或管夹阀。
30.为了输送冲洗液，流体管理系统可以具有任何类型的流体输送器件，其适合于分别建立所需的正压或所需的负压。流体输送器件优选可以是泵，例如蠕动泵、隔膜泵或特别优选为齿轮泵。
31.流体管理系统可以是例如用于肾脏替代治疗的血液治疗机器，例如用于血液透析的机器的液压系统的一部分。在这种类型的血液治疗机器的液压系统中，脱气泵，例如，可以是用于建立正压的第一流体输送器件，并且流量泵可以是用于产生负压的第二流体输送器件。两个泵都可以是齿轮泵。
32.本发明还涉及一种用冲洗液无气泡地填充根据本发明的流体管理系统的方法，其中，该方法在于通过操作第一和/或第二流体输送器件用冲洗液体填充系统。锁定装置在流体管线的填充期间打开。在填充流体管线之后，通过操作第一和/或第二流体输送器件，系统可以最初被冲洗一定时间段，例如5-60秒。在下一步中，锁定装置被关闭。为了增加第一流体管线部分中的压力和/或降低第二流体管线部分中的压力，至少一个流体输送器件继续操作。流体的输送也可以中断。在关闭锁定装置之后，然后操作至少一个，从而可以形成压力差。在形成压力差之后，打开锁定装置。
33.锁定装置的关闭和打开可以重复进行，优选3至9次。
34.为了最佳地去除气泡，观察装置的打开可以响应于至少第二流体输送器件的同时操作而发生。
35.将基于附图中所示的示例性实施例更详细地描述本发明的其他细节和优点。
附图说明
36.图1示出了根据本发明的流体管理系统的示意图。
37.图2示出了此处基于示意图描述的方法的一个示例性实施例。
具体实施方式
38.在图1中以示意方式示出透析机器的液压系统的一部分，所述液压系统作为流体管理系统的一个示例。
39.冲洗介质源14最初将冲洗溶液供应到水输入室10中。为了填充液压系统，冲洗溶液通过脱气泵1和脱气室9被引导到第一流体部15中而进入左平衡室8的新鲜水室，并且通过操作流量泵2通过锁定装置4进入第二流体部16。在该处，冲洗溶液利用通风器件17经由右平衡室8’的废水侧被引导回水输入室10。压力测量器件5在锁定装置4上游布置在第一流体部15中。压力测量器件6在锁定装置4下游布置在第二流体部16中。此外，用于体外血管系统的耦合点7位于第二流体部16中。
40.该耦合点7布置在机器前部。在耦合到体外血管系统之后，从而可以将透析液从液压系统直接输送到体外血液回路中。为了对该耦合点进行完全消毒，该耦合点具有例如同轴设计，包括内管和围绕其同轴布置的外管。内管相对于外管凹入。在冲洗或消毒模式下，外管通过翻盖相对于外部密封。在冲洗或消毒模式中，冲洗或消毒溶液分别通过内管流入围绕其同轴设置的外管中，并从该处流入出口管线。内、外管之间的距离为6mm。此外，耦合点7沿其纵向轴线倾斜，使得液体出口布置成低于内管的出口，以便于端口液体的完全排空。气泡因此会卡在凹入的内管的上游，并且响应于通过外管的这个窄间隙的抵抗浮力的层流，在冲洗模式中气泡不能容易地被输送到出口中。特别地，消毒溶液将不能完全接近形成与管系统的连接点并因此形成与可能的传染性介质的连接点的该瓶颈。而且，无空气填充优化了通过液体消毒剂的热传递，直到翻盖密封以及消毒结束后消毒溶液完全冲出。
41.为了实现气泡的完全去除，透析机器具有控制单元3。该控制单元3被配置为通过以连续流动操作流动泵2来填充流体部15和16，并且随后使它们循环。
42.响应于流动泵2和脱气泵1的同时操作，锁定装置7然后关闭。在第一流体部15中建立正压，在第二流体部16中产生负压。在冲洗期间还未通过第二流体部16中的贯通腔的收缩部的气泡最初在负压中膨胀。一旦压力测量器件5和6检测到第一流体部15与第二流体部16之间的足够的压力差，锁定装置4就打开，由此进行压力补偿。通过第二流体部16中的冲击压力，气泡被分成更小的气泡。更小的气泡随后立即通过脱气泵通过收缩部输送，然后到达水输入室10，在该处它们被排放到大气中。当水输入室中的液位低于预定值时，它填充冲洗溶液。
43.如果要在高流量阶段期间避免脱气，则可以通过打开阀12而绕过脱气节流阀9。
44.交替关闭和打开锁定装置7的过程可以重复若干次，例如7次。
45.随后停止流体输送器件1和2，对系统进行通风，并且关闭阀。
46.根据本发明的方法的一个实施例的流程图如图2所示。
47.在透析治疗开始时，透析机器的用于体外血管系统的同轴构造的耦合点的外管和从其引出的流体管线被排空并因此填充空气。
48.在填充过程的第一步骤101中，图1所示的水输入室10和平衡室的隔间分别填充有水。
49.在第二方法步骤102中，冲洗溶液在流体回路中循环，如图1所示。阀4、11和12打
开。此方法步骤持续约5秒。
50.在第三方法步骤103中，用连续流冲洗耦合点。该方法步骤103持续约5秒。
51.在第四方法步骤104中，阀4关闭，并且通过操作脱气泵1在阀上游建立高于1800hpa的正压。通过操作流量泵2在阀4的下游建立小于-400hpa的负压。该方法步骤持续约2秒。
52.在第五方法步骤105中，减小压力差，其中阀4打开约4秒。
53.为了完全去除空气，方法步骤104和105随后重复至七次。
54.在第六方法步骤106中，泵1和2被停止，并且系统被通风。
55.在第七方法步骤107中，关闭使用的阀。
56.附图标记列表
57.第一泵1
58.第二泵2
59.控制单元3
60.锁定装置4
61.第一测压器件5
62.第二测压器件6
63.用于体外血管系统的耦合点7
64.平衡室8
65.脱气室9
66.水输入室10
67.阀11
68.阀12
69.流体管理系统13
70.冲洗介质源14
71.第一流体管线部分15
72.第二流体管线部分16
73.通风器件17