KR101638254B1

KR101638254B1 - 투석액 이송 장치 및 이를 갖는 혈액투석 장치

Info

Publication number: KR101638254B1
Application number: KR1020140164967A
Authority: KR
Inventors: 조태범
Original assignee: 조태범
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-07-20
Also published as: KR101638252B1; KR20150115613A; KR20150115611A; KR101638251B1; US20150283314A1; KR20150115612A; US9682182B2; KR20150115615A

Abstract

본 발명에 의한 투석액 이송 장치 및 혈액투석 장치는 투석액 흐름을 차단할 수 있는 유로차단밸브, 투석액을 투석필터로 공급하는 유입투석액 펌프, 투석필터를 거친 투석액을 배출시키는 유출투석액 펌프, 투석액을 일시적으로 저장하고 배출시킬 수 있는 볼륨 챔버, 투석필터의 투석액 압력이 허용치를 벗어나지 않도록 압력릴리프 우회로를 포함하여 구성된다. 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는 내부 공간을 갖는 실린더, 실린더를 압축 혹은 팽창시키는 피스톤을 포함하여 구성되며, 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프 실린더는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 한다. 유로차단밸브, 실린더, 피스톤을 갖는 투석액 이송 장치를 이용하여 투석필터 내의 투석액 압력을 신속하게 변화시킬 수 있고, 이를 통해 혈액과 투석액 사이에 수분 교환과 물질 전달, 그리고 투석 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

투석액 이송 장치 및 이를 갖는 혈액투석 장치 {DIALYSATE SUPPLY UNIT AND BLOOD DIALYZING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 혈액과 투석액을 유동시킴으로써 혈액 내의 불순물을 제거하는 혈액투석에서 투석액을 공급하고 배출시키는 투석액 이송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박동성 투석액 유동을 이용하여 혈액투석필터 내에서 투석액 압력을 신속하게 변화시키고, 이를 통해 혈액과 투석액 사이의 수분 교환과 물질 전달을 증대시킬 수 있는 투석액 이송 장치와 이를 갖는 혈액투석 장치에 관한 것이다.

신장 기능에 장애가 생기면 체외로 배출되어야 할 수분과 노폐물이 혈중에 축적되는 동시에, 체내의 전해질 불균형이 발생하게 된다. 이와 같은 신부전(kidney failure) 증상을 개선하는 방법으로 혈액을 체외로 순환시켜, 반투과성 막(membrane)을 갖는 투석필터(hemodialyzer)를 통하여 체내에 축적된 요독소와 잉여 수분을 제거하는 혈액투석 요법이 주로 시행되고 있다. 혈액투석은 반투과성 막의 일측으로 혈액을 타측으로 투석액을 유동시킴으로써, 이 두 유체의 농도차에 의한 확산(diffusion)과 압력차에 의한 여과(filtration)의 원리를 이용하여 체내 요독소와 잉여 수분을 제거하며 전해질 균형을 도모하는 방법이다.

혈액과 투석액이 지나는 동안 물질 이동이 용이하게 일어날 수 있도록 하나의 용기 내에 반투과성 투석막이 장착된 투석필터를 이용하게 된다. 투석필터는 원통형 용기에 중공사막의 다발을 장전하고 그 양단부에 폴리우레탄 등의 합성수지를 이용하여 포팅 가공한 중공사막형 투석필터가 주로 사용되고 있다. 중공사막형 투석필터는 전체의 크기가 소형인 것에 비해 혈액과 투석액의 유효 접촉면적이 커서 물질전달 효율이 우수하기 때문이다.

혈액과 투석액은 투석필터를 지나면서 각각의 정수압이 감소하게 되는데, 혈액과 투석액이 투석필터 내에서 서로 반대방향으로 유동하기 때문에, 투석필터 내에서 혈액의 유입파트에서는 혈액 압력이 투석액 압력보다 높아서 혈액 중의 수분이 투석액 영역으로 이동하는 여과 현상이 발생하며, 반대로 혈액 유출파트에서는 투석액 압력이 혈액 압력보다 높기 때문에 투석액으로부터 혈액 영역으로 수분이 이동하는 역여과 현상이 일어나게 된다.

혈액에서 투석액 영역으로 수분이 이동할 때, 혈액중의 노폐물이 함께 제거되는데, 이를 대류에 의한 물질전달(convective mass transfer)이라고 일컫는다. 이 대류에 의한 물질전달을 통해 신부전 환자의 중분자 요독소가 효율적으로 제거되고, 환자의 투석 효율과 예후도 크게 향상되는 것으로 알려져 있다. 하지만, 기존 혈액투석 장치에서는 투석필터의 크기가 한정되어 있고, 환자의 체중과 혈관 상태를 감안할 때 혈류량을 증가시키는 것이 제한적이기 때문에, 대류에 의한 투석효율을 향상시키는데 큰 어려움이 있다.

대한민국 등록특허 10-1349221 (2014.1.2)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 투석필터의 크기 혹은 혈류량을 증가시키지 않고, 혈액과 투석액 간의 압력차를 조절하여 혈액투석 효율을 향상시킬 수 있는 투석액 이송 장치와 이를 갖는 혈액투석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치는 투석액을 투석필터로 공급하는 유입투석액 펌프와 투석필터를 거친 투석액을 배출시키는 유출투석액 펌프를 포함하여 구성된다. 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는 내부 공간을 가지는 실린더, 실린더 내부에 설치되며 실린더를 압축 혹은 팽창시키는 피스톤, 피스톤을 구동시키는 피스톤 구동기를 포함하여 구성되며, 유입투석액 펌프 실린더와 유출투석액 펌프 실린더는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 한다.

투석액이 유동하는 투석액 유동관은 투석액이 유입투석액 펌프로 공급되는 제 1 투석액 유동관, 유입투석액 펌프의 투석액이 투석필터로 공급되는 제 2 투석액 유동관, 투석필터의 투석액이 유출투석액 펌프로 유입되는 제 3 투석액 유동관, 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관으로 구성될 수 있다. 여기서, 각 유동관을 통한 유체의 흐름을 볼 때, 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 투석액이 펌프로 유입되는 유입관이며, 반대로 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 투석액이 펌프로부터 유출되는 유출관으로 볼 수 있다. 이때 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치는 상기 유입관(즉, 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관)과 상기 유출관(즉, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관)을 교번하여 차단하는 유로차단밸브를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

상기 유로차단밸브는 직선 왕복 이동이 가능한 유로차단 가압부재와 가압부재에 직선력을 제공하는 가압부재 구동기를 이용하여 유동관을 차단 혹은 개방할 수 있다. 즉, 유로차단 가압부재가 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관을 가압하여 내부의 유로를 차단하면, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 개방되며, 반대로 유로차단 가압부재가 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관을 가압하여 내부의 유로를 차단하면, 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 개방되는 것이 바람직하다.

또한, 유로차단밸브의 구조는 하우징, 하우징의 외주면에 설치되는 유동 포트, 하우징의 내부에 위치하며 하우징 내주면과 밀폐 결합하고 상기 유동 포트 사이에 유로를 연결하는 로터, 그리고 로터를 구동하는 유로차단밸브 구동기를 포함하여 구성될 수 있다. 로터가 회전함으로써 어느 두 개의 유동 포트 사이에 유로를 연결하면 연결되지 않은 유동 포트를 통한 유로는 차단되는 것이 바람직하다. 상기 로터의 회전 속도를 조절함으로써 유로의 개방 혹은 차단 시간을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 투석액 이송 장치는 상기 제 3 투석액 유동관과 연결되며 내부에 투석액을 저장할 수 있는 볼륨 챔버를 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 볼륨 챔버는 투석액이 유입되면 챔버는 팽창되고 반대로 투석액이 방출되면 챔버는 수축된다. 또한, 상기 볼륨 챔버는 제 3 투석액 유동관에 연결되는 것으로 한정되지 않고, 상기 제 2 투석액 유동관과 연결되도록 변경될 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치 및 혈액투석 장치의 작동에 대해 설명한다.

혈액투석시 혈액 펌프가 작동하여 환자의 혈액이 투석필터를 통과하고, 투석액 이송 장치에 의해 유입투석액 탱크의 투석액이 투석필터를 통과하여 유출투석액 탱크로 회수된다. 혈액은 투석막 안쪽으로 유동하고 투석액은 투석막의 바깥쪽으로 유동한다.

유입투석액 펌프 실린더와 유출투석액 펌프 실린더가 팽창될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 개방하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 차단한다. 유입투석액 펌프 실린더의 팽창으로 투석액이 실린더 내부로 유입되며, 유출투석액 펌프 실린더의 팽창으로 투석필터의 투석액이 실린더 내부로 유입된다. 이때, 볼륨 챔버에 저장된 투석액이 함께 유출투석액 펌프 실린더로 유입된다. 이와 같이, 투석액이 유출투석액 펌프 실린더로 유입될 때, 제 2 투석액 유동관이 차단되어 있으므로 투석필터의 투석액 압력은 혈액 압력에 비해 낮아지고 혈액 중의 수분과 노폐물이 투석액 영역으로 이동하는 여과(filtration)가 발생한다.

반대로, 유입투석액 펌프 실린더와 유출투석액 펌프 실린더가 압축될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 차단하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 개방한다. 유출투석액 펌프 실린더의 압축으로 실린더 내부의 투석액이 배출되며, 유입투석액 펌프 실린더의 압축으로 실린더 내부의 투석액이 투석필터로 공급된다. 이때, 투석필터를 거친 투석액의 일부가 볼륨 챔버에 저장될 수 있다. 이와 같이, 투석액이 투석필터로 공급될 때, 제 3 투석액 유동관이 차단되어 있으므로 투석필터의 투석액 압력은 혈액 압력에 비해 높아지고 투석액 중의 수분이 혈액 영역으로 이동하는 역여과(backfiltration)가 발생한다.

즉, 실린더가 팽창되면 여과가 발생하며, 실린더가 압축되면 역여과가 발생한다. 이와 같이, 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프의 팽창-압축의 한 사이클이 여과-역여과의 한 사이클을 구성하며, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치는 상기 팽창-압축의 사이클을 반복하게 된다. 여과 동안 수분과 노폐물이 제거되며 역여과 동안 유실된 수분을 보충하게 된다.

전술한 바와 같이, 실린더가 팽창될 때 투석필터의 투석액 압력은 감소하고, 반대로 실린더가 압축될 때 투석필터의 투석액 압력은 상승한다. 이와 같이 투석필터의 투석액 압력이 변동될 때, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치는 투석액 압력이 허용된 범위를 벗어나지 않도록 투석필터의 투석액이 유출투석액 펌프로 유입되는 제 3 투석액 유동관과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 유출되는 제 4 투석액 유동관을 연결하는 압력릴리프 우회로를 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 제 4 투석액 유동관은 유출투석액 탱크와 연결되어 있으므로 상기 압력릴리프 우회로는 일단은 제 3 투석액 유동관에 연결되고 타단은 유출투석액 탱크에 직접 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치는 투석필터로 공급된 투석액의 양과 투석필터로부터 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있는 수단을 포함하여 구성될 수 있다. 일례를 들어, 유입투석액 탱크 및 유출투석액 탱크 밸런스를 이용하여, 혈액투석동안 유입투석액 탱크로부터 사용된 투석액의 양과 유출투석액 탱크로 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있다. 신부전 환자는 신장 기능의 부재로 인하여 체외로 수분 배설이 용의치 않기 때문에 혈액투석동안 체내의 잉여 수분을 제거하는 것이 중요하다. 혈액투석동안 공급된 투석액의 양과 회수된 투석액의 양을 이용하여 환자로부터 제거된 순수 수분의 양을 측정할 수 있다.

전술한 바와 같이, 신부전 환자는 혈액투석동안 체내의 잉여 수분을 제거하는 것이 중요한데, 이를 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치는 제 3 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관을 연결하는 보조 투석액 유동관, 보조 투석액 유동관에 설치되어 투석필터로부터 추가로 투석액을 제거하는 보조 투석액 펌프를 포함하여 구성될 수 있다. 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프의 작용에 의해 투석액이 유동할 때, 보조 투석액 펌프의 작용에 의해 투석필터로부터 추가로 투석액을 제거할 수 있다.

끝으로, 본 발명의 일실시예에 의한 유입투석액 펌프 및 유출투석액 펌프는 실린더와 실린더를 압축 혹은 팽창시키는 피스톤으로 구성되는데 한정되지 않고, 투석액을 이송시킬 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다. 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는 피스톤에 의해 실린더가 팽창-압축되면서 투석액을 이송시키는 바, 상기 실린더와 피스톤은 수축 및 이완할 수 있는 유연한 재질로 이루어진 튜브와 튜브를 압축 혹은 팽창시키는 튜브 가압부재로 변경될 수 있다. 튜브 가압부재는 일측벽에 마련된 가이드 레일을 따라 직선 운동을 하면서 유입투석액 펌프 튜브와 유출투석액 펌프 튜브를 동시에 가압 또는 팽창시킨다.

본 발명에 의한 투석액 이송 장치는 투석액 흐름을 조절하는 유로차단밸브와 실린더, 피스톤을 갖는 투석액 펌프를 이용하여 투석필터의 투석액 압력을 신속하게 변화시킬 수 있으며, 이로 인해 혈액투석 동안 혈액과 투석액 사이에 수분 교환과 물질 전달을 증대시키고, 투석필터의 크기 혹은 혈액과 투석액 유량을 증가시키지 않고서도 투석 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 혈액투석 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 투석필터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치와 이를 갖는 혈액투석 장치를 도시한 것이다.
도 4는 유로차단밸브가 설치된 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 유로차단밸브의 개략도이다.
도 7은 볼륨 챔버가 설치된 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치의 작동을 나타낸 것이다.
도 10은 압력릴리프 우회로가 설치된 본 발명의 일시예에 의한 투석액 이송 장치를 나타낸 것이다.
도 11은 압력릴리프 우회로의 개략도이다.
도 12는 압력릴리프 우회로가 제 1 및 제 2 투석액 유동관에 설치된 본 발명의 일시예에 의한 투석액 이송 장치를 나타낸 것이다.
도 13은 밸런스가 설치된 본 발명의 일시예에 의한 투석액 이송 장치를 나타낸 것이다.
도 14는 보조 투석액 유동관 및 보조 투석액 펌프를 갖는 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치를 나타낸 것이다.
도 15는 튜브와 튜브 가압부재로 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치를 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치와 이를 갖는 혈액투석 장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타내어질 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 혈액투석 장치(10)는 혈액과 투석액 사이에 물질 이동이 일어나는 투석필터(20), 투석필터와 환자를 연결하는 혈액 유동관(12), 혈액 유동관에 설치되어 혈액을 이송시키는 혈액 펌프(11), 투석액을 투석필터로 공급하고 투석필터를 거친 투석액을 배출시키기 위한 투석액 이송 장치(30)를 갖는다. 투석액은 수처리 시스템을 통해 생성된 초순수에 pH, 전해질 농도 등을 조정하여 제조된다. 도 1의 혈액투석 장치에는 유입투석액 탱크(16) 및 유출투석액 탱크(17)를 도시하였다. 즉, 투석액은 유입투석액 탱크에 저장된 후 투석필터로 공급될 수 있으며 투석필터를 거친 투석액은 유입투석액 탱크로 회수될 수 있다. 하지만, 투석액이 오염되는 것을 방지하기 위하여 투석액은 유입투석액 탱크에 저장되지 않고 곧바로 투석필터로 공급될 수 있으며, 투석필터를 거친 투석액은 유출투석액 탱크를 거치지 않고 곧바로 폐기될 수 있다. 상기 혈액 펌프(10)는 혈액을 이송시킬 수 있는 다양한 종류의 방법이 이용될 수 있다. 일례를 들어, 도면에 도시한 바와 같이 혈액 유동관(12)을 압착함으로써 내부의 혈액을 이송시키는 롤러와 롤러를 구동하는 롤러 구동부를 포함하여 구성되며, 롤러에 의해 유동관이 압착될 때 혈액 유동관 내부의 유로는 차단되는 것이 바람직하다.

투석필터(20)는 도 2에 도시된 것과 같이, 내부 공간을 갖는 투석필터 용기(21)와 용기의 내부 공간에 수용되는 투석막(22)을 포함하며, 용기의 내부 공간은 투석막에 의해 혈액 유동영역과 투석액 유동영역으로 구획된다. 투석필터 용기의 일단과 타단에는 혈액 유입구(23)와 혈액 유출구(24)가 마련되고, 용기의 외주면 상하부에는 투석액 유입구(25)와 투석액 유출구(26)가 마련된다. 혈액 유입구로 유입되는 혈액은 투석막 안쪽의 혈액 유동영역을 통과하여 혈액 유출구를 통해 배출되고, 투석액 유입구로 유입되는 투석액은 투석막의 바깥쪽의 투석액 유동영역을 통과하여 투석액 유출구를 거쳐 배출된다.

도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 투석액이 유동하는 투석액 유동관(31, 32, 33, 34), 투석액을 투석필터로 공급하는 유입투석액 펌프(35), 투석필터를 거친 투석액을 배출시키는 유출투석액 펌프(36)를 포함하여 구성된다. 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는 내부 공간을 가지는 실린더(35a, 36a), 실린더 내부에 설치되며 실린더를 압축 혹은 팽창시키는 피스톤(35b, 36b), 피스톤을 구동시키는 피스톤 구동기를 포함하여 구성된다. 피스톤 구동기는 피스톤을 진퇴시켜 실린더를 압축 혹은 팽창시킬 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 여기서, 유입투석액 펌프 실린더(35a)와 유출투석액 펌프 실린더(36a)는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 동일한 피스톤 및 피스톤 구동기에 의해 압축 혹은 팽창될 수 있다.

투석액 유동관은 투석액이 유입투석액 펌프(35)로 공급되는 제 1 투석액 유동관(31), 유입투석액 펌프의 투석액이 투석필터로 공급되는 제 2 투석액 유동관(32), 투석필터의 투석액이 유출투석액 펌프로 유입되는 제 3 투석액 유동관(33), 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관(34)으로 구성될 수 있다. 여기서, 각 유동관을 통한 유체의 흐름을 볼 때, 제 1 투석액 유동관(31)과 제 3 투석액 유동관(33)은 투석액이 펌프로 유입되는 유입관이며, 반대로 제 2 투석액 유동관(32)과 제 4 투석액 유동관(34)은 투석액이 펌프로부터 유출되는 유출관으로 볼 수 있다. 이때 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 도 4에 도시한 것과 같이, 상기 유입관(즉, 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관)과 상기 유출관(즉, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관)을 교번하여 차단하는 유로차단밸브(40)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

상기 유로차단밸브(40)는 도 5에 도시한 것과 같이, 직선 왕복 이동이 가능한 유로차단 가압부재(41)와 가압부재에 직선력을 제공하는 가압부재 구동기를 이용하여 유동관을 차단 혹은 개방할 수 있다. 즉, 도 5(a)에 도시한 것처럼 유로차단 가압부재(41)가 제 1 투석액 유동관(31)과 제 3 투석액 유동관(33)을 가압하여 내부의 유로를 차단하면, 제 2 투석액 유동관(32)과 제 4 투석액 유동관(34)은 개방되며, 반대로 도 5(b)에 도시한 것처럼 유로차단 가압부재(41)가 제 2 투석액 유동관(32)과 제 4 투석액 유동관(34)을 가압하여 내부의 유로를 차단하면, 제 1 투석액 유동관(31)과 제 3 투석액 유동관(33)은 개방되는 것이 바람직하다.

유로차단 가압부재 구동기는 유로차단 가압부재(41)에 왕복 직선 운동을 전가할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 일례의 유로차단 가압부재 구동기는, 유로차단 가압부재를 유동관을 지지하는 유동관 지지벽(42) 쪽으로 이동시키기 위한 캠과 캠을 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있으며, 캠의 회전에 의해 유로차단 가압부재가 유동관을 압축하면 내부의 유로는 차단되며, 캠에 의한 외력이 제거되면 유로차단 가압부재(41)는 유동관으로부터 이격되고 유동관은 자체 탄성력으로 원래 상태로 복원되면서 유동관은 개방된다. 본 발명에 있어서, 유로차단밸브(40)의 유로 차단장치는 도시된 구조로 한정되지 않고 유동관을 압축 혹은 이완시킬 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다. 일례를 들어, 모터에 연결된 편심 캠이 회전하여 일측의 유동관을 압축하면 압축된 유동관 내부의 유로는 차단된다. 캠이 더 회전하면 유동관을 압축하는 캠의 외력은 제거되고 유동관은 원래 상태로 복원되면서 개방될 수 있다.

또한, 유로차단밸브(40)의 구조는 도 6에 도시한 것과 같이, 하우징(43), 하우징의 외주면에 설치되는 유동 포트(44), 하우징의 내부에 위치하며 하우징 내주면과 밀폐 결합하고 상기 유동 포트 사이에 유로를 연결하는 로터(48), 그리고 로터를 구동하는 유로차단밸브 구동기(49)를 포함하여 구성될 수 있다. 로터(48)가 회전함으로써 어느 두 개의 유동 포트 사이에 유로를 연결하면 연결되지 않은 유동 포트를 통한 유로는 차단되는 것이 바람직하다. 상기 로터(48)의 회전 속도를 조절함으로써 유로의 개방 혹은 차단 시간을 조절할 수 있다.

도 5에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 유로조절밸브(40)는 유로차단 가압부재(41)에 의해 상기 유입관 혹은 유출관이 동시에 차단되거나 개방될 수 있다. 이는 하우징(43)과 로터(48)로 구성된 유로차단밸브에서 한 개의 로터에 의해 2개의 유동관이 동시에 개폐되는 것과 동일하다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 의한 유로차단밸브는 도시된 형상으로 한정되지 않는다. 일례를 들어, 투석액 흐름을 보다 용이하게 조절하기 위하여, 상기 유로조절밸브(40)는 투석액이 투석필터로 공급되는 유동관(31, 32)과 투석액이 투석필터로부터 배출되는 유동관(33, 34)에 분리되어 설치될 수 있다. 또한, 도 6에서 알 수 있듯이, 유로차단밸브 하우징(43) 내에 다수개의 로터(48)가 설치되고, 이들의 회전에 의해 유입관 혹은 유출관이 차단될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 유로차단밸브(40)는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관, 그리고 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관을 교번하여 차단할 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 투석액 이송 장치(30)는 도 7에 도시한 것과 같이, 상기 제 3 투석액 유동관(33)과 연결되며 내부에 투석액을 저장할 수 있는 볼륨 챔버(51)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 도 7에 도시한 볼륨 챔버는 투석액을 수용할 수 있는 용기와 용기 내부에 위치한 피스톤 형상의 프레임으로 구성된 것을 알 수 있는데, 투석액이 유입되면 챔버는 팽창되고 반대로 투석액이 방출되면 챔버는 수축된다. 볼륨 챔버는 도시한 형상으로 한정하지 않고 투석액을 일시적으로 저장하거나 방출할 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다. 또한, 상기 볼륨 챔버(60)는 제 3 투석액 유동관(33)에 연결되는 것으로 한정되지 않고, 상기 제 2 투석액 유동관(32)과 연결되도록 변경될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)와 이를 갖는 혈액투석 장치(10)의 작동에 대해 설명한다.

혈액투석시 혈액 펌프(11)가 작동하여 환자의 혈액이 투석필터(20)를 통과하고, 투석액 이송 장치(30)에 의해 유입투석액 탱크(16)의 투석액이 투석필터를 통과하여 유출투석액 탱크(17)로 회수된다. 혈액은 투석막 안쪽으로 유동하고 투석액은 투석막의 바깥쪽으로 유동한다.

도 8에 도시한 것과 같이, 유입투석액 펌프 실린더(35a)와 유출투석액 펌프 실린더(36a)가 팽창될 때, 유로차단밸브(40)는 제 1 투석액 유동관(31)과 제 3 투석액 유동관(33)은 개방하고, 제 2 투석액 유동관(32)과 제 4 투석액 유동관(34)은 차단한다. 유입투석액 펌프 실린더(35a)의 팽창으로 투석액이 실린더 내부로 유입되며, 유출투석액 펌프 실린더(36a)의 팽창으로 투석필터의 투석액이 실린더 내부로 유입된다. 이때, 볼륨 챔버(51)에 저장된 투석액이 함께 유출투석액 펌프 실린더(36a)로 유입된다. 이와 같이, 투석액이 유출투석액 펌프 실린더로 유입될 때, 제 2 투석액 유동관(32)이 차단되어 있으므로 투석필터의 투석액 압력은 혈액 압력에 비해 낮아지고 혈액 중의 수분과 노폐물이 투석액 영역으로 이동하는 여과(filtration)가 발생한다.

반대로 도 9에 도시한 것과 같이, 유입투석액 펌프 실린더와 유출투석액 펌프 실린더가 압축될 때, 유로차단밸브(40)는 제 1 투석액 유동관(31)과 제 3 투석액 유동관(33)은 차단하고, 제 2 투석액 유동관(32)과 제 4 투석액 유동관(34)은 개방한다. 유출투석액 펌프 실린더(36a)의 압축으로 실린더 내부의 투석액이 배출되며, 유입투석액 펌프 실린더(35a)의 압축으로 실린더 내부의 투석액이 투석필터(20)로 공급된다. 이때, 투석필터를 거친 투석액의 일부가 볼륨 챔버(51)에 저장될 수 있다. 이와 같이, 투석액이 투석필터로 공급될 때, 제 3 투석액 유동관(33)이 차단되어 있으므로 투석필터의 투석액 압력은 혈액 압력에 비해 높아지고 투석액 중의 수분이 혈액 영역으로 이동하는 역여과(backfiltration)가 발생한다.

즉, 실린더(35a, 36a)가 팽창되면 투석필터의 TMP가 양(+)의 값을 갖고 여과가 발생하며, 실린더가 압축되면 TMP는 음(-)의 값을 갖고 역여과가 발생한다. 여기서, TMP는 투석필터를 지나는 혈액 압력과 투석액 압력의 차이로 정의된다. 이와 같이, 유입투석액 펌프(35)와 유출투석액 펌프(36)의 팽창-압축의 한 사이클이 여과-역여과의 한 사이클을 구성하며, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 상기 팽창-압축의 사이클을 반복하게 된다. 여과 동안 수분과 노폐물이 제거되며 역여과 동안 유실된 수분을 보충하게 된다.

통상의 혈액투석에서 혈액은 튜브 압착 방식의 롤러 펌프에 의해 이송되는데, 이때 혈액 압력은 롤러에 의한 혈액 유동관 압착과 팽창을 반복하기 때문에 소폭의 파동(fluctuation)이 존재한다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치에 의해서 만들어지는 투석액 압력은 혈액 압력의 변동 폭에 비해 현저하게 큰 것을 특징으로 한다. 이는 혈액 유동관을 압착해서 유체를 이송시키는 롤러 펌프에 비해, 실린더 압축과 팽창을 통한 투석액 이동이 현저하게 큰 박동성(pulsatility) 유동을 만들기 때문이다.

여기서, 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프가 팽창될 때의 여과량(QUF, ml/stroke)과 압축될 때의 역여과량(QBF, ml/stroke)을 산출할 수 있다. 투석액 유동관(32, 33)은 내부의 압력 변화에도 불구하고 수축 혹은 팽창하지 않으며 고정된 볼륨을 갖는다고 볼 수 있다. 유출투석액 펌프 실린더(36a)의 팽창 볼륨을 Ve, 유입투석액 펌프 실린더(35a)의 압축 볼륨을 Vd, 볼륨 챔버(51)의 수용 볼륨을 Vc라고 가정할 경우, QUF과 QBF는 다음의 식으로 계산되어 질 수 있다.

QUF = Ve - Vc, QBF = Vd - Vc .....(1)

또한, 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프 실린더(35a, 36a)의 단위시간당 압축-팽창 횟수(cycle/min)는 혈액투석 치료에서 요구되는 투석액 유량의 처방에 따라 조절되는 게 바람직하다. 예를 들어, 혈액투석 치료에서 환자의 혈류량이 250 ml/min, 투석액 유량이 600 ml/min, 4시간 치료로 처방되었다고 가정하고, 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프 실린더의 압축-팽창 볼륨이 20 ml라면 본 발명에 의한 유입투석액 펌프 및 유출투석액 펌프는 분당 30회의 압축-팽창이 요구된다. Vd, Ve는 실린더 내부의 직경과 피스톤의 이송거리(d)에 의해 결정될 수 있다. 식(1)에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 상기 볼륨 챔버(51)에 의해 여과량(QUF)과 역여과량(QBF)을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 실린더(35a, 36a)가 팽창될 때 투석필터의 투석액 압력은 감소하고, 반대로 실린더가 압축될 때 투석필터의 투석액 압력은 상승한다. 이와 같이 투석필터의 투석액 압력이 변동될 때, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 투석액 압력이 허용된 범위를 벗어나지 않도록 투석필터의 투석액이 유출투석액 펌프(36)로 유입되는 제 3 투석액 유동관(33)과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 유출되는 제 4 투석액 유동관(34)을 연결하는 압력릴리프 우회로(52)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 도 10은 상기 압력릴리프 우회로가 설치된 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)를 도시한 것이다. 제 4 투석액 유동관(34)은 유출투석액 탱크(17)와 연결되어 있으므로 상기 압력릴리프 우회로(52)는 일단은 제 3 투석액 유동관(33)에 연결되고 타단은 유출투석액 탱크(17)에 직접 연결될 수 있다.

제 3 투석액 유동관(33)의 압력, 즉 투석필터(20)의 투석액 압력이 허용치보다 높을 경우 투석필터의 투석액이 압력릴리프 우회로(52)를 거쳐 유출투석액 탱크(17)로 방출되며, 반대로 투석필터의 투석액 압력이 허용치보다 낮을 경우 유출투석액 탱크의 투석액이 압력릴리프 우회로(52)를 거쳐 투석필터로 보충된다. 도 11은 상기 압력릴리프 우회로의 일례를 도시한 것으로써, 스프링의 압축에 의해 압력릴리프 우회로는 보통의 경우 차단되어 있지만, 제 3 투석액 유동관(33)의 압력(P1)이 허용치를 벗어나고 스프링의 압축력을 초과할 경우 스프링이 위쪽으로 이동하고 우회로는 개방될 수 있다. 여기서, 압력릴리프 우회로(52)는 제 3 투석액 유동관의 압력에 의해 개방 혹은 차단되는 것으로 한정되지 않는다. 일례를 들어, 압력릴리프 우회로는 제 2 투석액 유동관(32)의 압력에 의해 개폐될 수 있으며, 또한 투석필터의 TMP에 의해 개방 혹은 차단될 수 있다. 뿐만 아니라, 압력릴리프 우회로(52)는 압력릴리프 우회로에 의해 연결되는 양단의 압력차(P1-P2)에 의해 개폐될 수 있다.

여기서 압력릴리프 우회로(52)를 개폐시킬 수 있는 압력 값은 정해진 값을 갖는 것이 아니며, 사용되는 투석막(22)에 따라 다르게 설정되는 것이 바람직하다. 통상의 투석필터는 투석막의 파손을 방지하기 위하여 TMP의 양(+)의 허용치와 음(-)의 허용치를 갖는다. 상기 TMP 허용치는 투석막의 종류에 따라 다르지만, 대략 그 절대값이 300~2,500 mmHg 사이의 값을 갖는다. 투석필터의 투석액 압력이 낮아져서 양(+)의 TMP 값이 허용치에 도달하거나, 반대로 투석액 압력이 높아져서 음(-)의 TMP 값이 허용치에 도달하는 것은 바람직하지 못하다. 따라서, 제 3 투석액 유동관의 압력이 낮아질 경우 (대략 -300~-2,500mmHg 사이의 압력) 압력릴리프 우회로를 거쳐 유출투석액 탱크의 투석액이 제 3 투석액 유동관으로 유동하고, 반대로 제 3 투석액 유동관의 압력이 높아질 경우 (대략 300~2,500mmHg 사이의 압력) 제 3 투석액 유동관의 투석액이 압력릴리프 우회로(52)를 거쳐 유출투석액 탱크(17)로 제거될 수 있다. 이와 같이, 상기 압력릴리프 우회로를 설치함으로써 투석필터를 지나는 투석액 압력은 항상 허용된 범위내에 있도록 조절될 수 있다.

여기서 상기 압력릴리프 우회로(52)는 도 12에 도시한 것과 같이, 제 2 투석액 유동관(32)과 제 1 투석액 유동관(31)을 연결하도록 변경될 수 있으며, 작동 방식은 도 10에 도시한 압력릴리프 우회로와 동일하다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 투석필터로 공급된 투석액의 양과 투석필터로부터 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있는 수단을 포함하여 구성될 수 있다. 일례를 들어, 도 13에 도시한 것과 같이, 유입투석액 탱크 및 유출투석액 탱크 밸런스(53)를 이용하여, 혈액투석동안 유입투석액 탱크(16)로부터 사용된 투석액의 양과 유출투석액 탱크(17)로 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있다. 신부전 환자는 신장 기능의 부재로 인하여 체외로 수분 배설이 용의치 않기 때문에 혈액투석동안 체내의 잉여 수분을 제거하는 것이 중요하다. 혈액투석동안 공급된 투석액의 양과 회수된 투석액의 양을 이용하여 환자로부터 제거된 순수 수분의 양을 측정할 수 있다. 투석필터로 공급된 투석액의 양과 투석필터로부터 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있는 수단은 도시한 밸런스(53)로 한정되지 않는다. 일례를 들어, 투석액이 공급되는 투석액 유동관(31, 32)에 설치되어 투석필터로 공급된 투석액의 양을 측정하는 투석액 유량계(flowmeter)와 투석액이 배출되는 유동관(33, 34)에 설치되어 투석필터로부터 배출된 투석액의 양을 측정하는 투석액 유량계를 통해 혈액으로부터 제거된 수분을 양을 측정할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 유입투석액 탱크(16)로부터 사용된 투석액의 양과 유출투석액 탱크(17)로 회수된 투석액 양을 측정할 수 있는 다른 수단으로 변경될 수 있다.

전술한 바와 같이, 신부전 환자는 혈액투석동안 체내의 잉여 수분을 제거하는 것이 중요한데, 이를 위하여 도 14에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는 제 3 투석액 유동관(33)과 제 4 투석액 유동관(34)을 연결하는 보조 투석액 유동관(14), 보조 투석액 유동관에 설치되어 투석필터로부터 추가로 투석액을 제거하는 보조 투석액 펌프(13)를 포함하여 구성될 수 있다. 유입투석액 펌프(35)와 유출투석액 펌프(36)의 작용에 의해 투석액이 유동할 때, 보조 투석액 펌프의 작용에 의해 투석필터로부터 추가로 투석액을 제거할 수 있다.

끝으로, 본 발명의 일실시예에 의한 유입투석액 펌프(35) 및 유출투석액 펌프(36)는 실린더(35a, 36a)와 실린더를 압축 혹은 팽창시키는 피스톤(35b, 36b)으로 구성되는데 한정되지 않고, 투석액을 이송시킬 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다. 도 8과 도 9에 도시한 것과 같이, 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는 피스톤에 의해 실린더가 팽창-압축되면서 투석액을 이송시키는 바, 상기 실린더와 피스톤은 수축 및 이완할 수 있는 유연한 재질로 이루어진 튜브(35c, 36c)와 튜브를 압축 혹은 팽창시키는 튜브 가압부재(35d, 36d)로 변경될 수 있다. 도 15는 튜브와 튜브 가압부재로 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 유입투석액 펌프(35) 및 유출투석액 펌프(36)를 도시한 것이다. 튜브 가압부재(35d, 36d)는 일측벽에 마련된 가이드 레일을 따라 직선 운동을 하면서 유입투석액 펌프 튜브(35c)와 유출투석액 펌프 튜브(36c)를 동시에 가압 또는 팽창시킨다. 전술한 유로차단밸브(40)의 유로차단 가압부재에서 설명한 바와 같이, 튜브 가압부재 구동기는 튜브 가압부재에 왕복 직선 운동력을 전가할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 투석액 이송 장치(30)는, 투석액 흐름을 개폐할 수 있는 유로차단밸브(40), 실린더(35a, 36a)와 피스톤(35b, 36b) 혹은 튜브(35c, 36c)와 튜브 가압부재(35d, 36d)로 구성된 투석액 펌프(35, 36)를 이용하여 투석필터 내의 투석액 압력을 신속하게 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 혈액투석이 진행되는 동안 투석필터 내에서 혈액과 투석액 사이에 수분 교환과 물질 교환을 극대화시키고, 투석필터의 크기 혹은 혈액과 투석액 유량을 증가시키지 않고 혈액투석 효율을 향상시킬 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한된다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량하거나 변경하는 것이 가능하며, 이러한 개량 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 혈액투석 장치
11 : 혈액 펌프
12 : 혈액 유동관
13 : 보조 투석액 펌프
14 : 보조 투석액 유동관
16 : 유입투석액 탱크
17 : 유출투석액 탱크
20 : 투석필터
21 : 투석필터 용기
22 : 투석막
23 : 혈액 유입구
24 : 혈액 유출구
25 : 투석액 유출구
26 : 투석액 유입구
30 : 투석액 이송 장치
31 : 제 1 투석액 유동관
32 : 제 2 투석액 유동관
33 : 제 3 투석액 유동관
34 : 제 4 투석액 유동관
35 : 유입투석액 펌프
35a : 유입 실린더
35b : 유입 피스톤
35c : 유입 튜브
35d : 유입 튜브 가압부재
36 : 유출투석액 펌프
36a : 유출 실린더
36b : 유출 피스톤
36c : 유출 튜브
36d : 유출 튜브 가압부재
40 : 유로차단밸브
41 : 유로차단 가압부재
42 : 유동관 지지벽
43 : 하우징
44 : 유동 포트
48 : 로터
49 : 유로차단밸브 구동기
51 : 볼륨 챔버
52 : 압력릴리프 우회로
53 : 밸런스

Claims

혈액투석동안 투석액을 공급하고 배출시키는 투석액 이송 장치에 있어서,
투석액을 투석필터로 공급하는 유입투석액 펌프;
투석필터의 투석액을 배출시키는 유출투석액 펌프;
투석액이 유입투석액 펌프로 공급되는 제 1 투석액 유동관과 투석필터의 투석액이 유출투석액 펌프로 유입되는 제 3 투석액 유동관, 및 유입투석액 펌프의 투석액이 투석필터로 공급되는 제 2 투석액 유동관과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관을 교번하여 차단하는 유로차단밸브; 및
상기 제 2 혹은 제 3 투석액 유동관에 연결되며 투석액을 저장할 수 있는 볼륨 챔버;를 포함하는 투석액 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는,
내부 공간을 갖는 실린더;
실린더 내부에 왕복 이동이 가능하게 설치되는 피스톤; 및
피스톤을 구동시키는 피스톤 구동기;를 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
제 2 항에 있어서,
유입투석액 펌프 실린더와 유출투석액 펌프 실린더는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 하며,
상기 실린더가 팽창될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 개방하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 차단하며,
상기 실린더가 압축될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 차단하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 개방하는 투석액 이송 장치.
삭제
제 3 항에 있어서,
투석필터로 공급된 투석액의 양과 투석필터로부터 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있는 수단;을 추가로 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
제 5 항에 있어서,
투석필터와 유출투석액 펌프를 잇는 제 3 투석액 유동관과 유출투석액 펌프로부터 투석액이 배출되는 제 4 투석액 유동관, 혹은
투석필터와 유입투석액 펌프를 잇는 제 2 투석액 유동관과 유입투석액 펌프로 투석액이 공급되는 제 1 투석액 유동관을 연결하는 압력릴리프 우회로;를 갖는 투석액 이송 장치.
제 6 항에 있어서,
투석필터와 유출투석액 펌프를 잇는 제 3 투석액 유동관과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관을 연결하는 보조 투석액 유동관;
보조 투석액 유동관에 설치되어 추가로 투석액을 배출시킬 수 있는 보조 투석액 펌프;를 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
제 1 항에 있어서,
유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는,
수축 및 이완할 수 있는 유연한 재질로 이루어진 튜브;
튜브를 가압함으로써 튜브 내의 투석액을 토출시키는 튜브 가압부재; 및
튜브 가압부재에 직선 왕복력을 제공하기 위한 가압부재 구동기;를 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치
제 8 항에 있어서,
유입투석액 펌프 튜브와 유출투석액 펌프 튜브는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 하며,
상기 튜브가 팽창될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 개방하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 차단하며,
상기 튜브가 압축될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 차단하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 개방하는 투석액 이송 장치.
삭제
제 9 항에 있어서,
투석필터로 공급된 투석액의 양과 투석필터로부터 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있는 수단;을 추가로 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
제 11 항에 있어서,
투석필터와 유출투석액 펌프를 잇는 제 3 투석액 유동관과 유출투석액 펌프로부터 투석액이 배출되는 제 4 투석액 유동관, 혹은
투석필터와 유입투석액 펌프를 잇는 제 2 투석액 유동관과 유입투석액 펌프로 투석액이 공급되는 제 1 투석액 유동관을 연결하는 압력릴리프 우회로;를 갖는 투석액 이송 장치.
제 12 항에 있어서,
투석필터와 유출투석액 펌프를 잇는 제 3 투석액 유동관과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관을 연결하는 보조 투석액 유동관;
보조 투석액 유동관에 설치되어 추가로 투석액을 배출시킬 수 있는 보조 투석액 펌프;를 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
제 6 항 또는 제 12 항에 있어서,
압력릴리프 우회로는,
압력릴리프 우회로에 의해 연결되는 양단 투석액 압력의 차,
상기 제 3 투석액 유동관의 압력,
상기 제 2 투석액 유동관의 압력, 혹은
투석필터를 통과하는 혈액과 투석액 압력의 차이인 TMP(막간압력) 중 어느 하나의 압력 값에 의해 개방 혹은 차단되는 것을 특징으로 하는 투석액 이송 장치.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로차단밸브는,
유로차단 가압부재;
유로차단 가압부재에 의해 가압되는 유동관을 지지하는 유동관 지지벽;
유로차단 가압부재를 구동하는 유로차단 가압부재 구동기;를 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로차단밸브는,
하우징;
하우징의 내부에 위치하며 하우징 내주면과 밀폐 결합하는 로터;
로터를 구동시키는 유로차단밸브 구동기;를 포함하여 구성되는 투석액 이송 장치.
혈액과 투석액 사이에 물질 교환이 일어나는 투석필터;
투석필터와 환자를 연결하며 혈액이 유동하는 혈액 유동관;
혈액 유동관에 설치되며 혈액을 이송시키는 혈액 펌프;
투석액을 투석필터로 공급하는 유입투석액 펌프;
투석필터의 투석액을 배출시키는 유출투석액 펌프;
투석액이 유입투석액 펌프로 공급되는 제 1 투석액 유동관과 투석필터의 투석액이 유출투석액 펌프로 유입되는 제 3 투석액 유동관, 및 유입투석액 펌프의 투석액이 투석필터로 공급되는 제 2 투석액 유동관과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관을 교번하여 차단하는 유로차단밸브; 및
상기 제 2 혹은 제 3 투석액 유동관에 연결되며 투석액을 저장할 수 있는 볼륨 챔버;를 포함하는 혈액투석 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는,
내부 공간을 갖는 실린더;
실린더 내부에 왕복 이동이 가능하게 설치되는 피스톤; 및
피스톤을 구동시키는 피스톤 구동기;를 포함하여 구성되며,
상기 유입투석액 펌프 실린더와 유출투석액 펌프 실린더는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 하는 혈액투석 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 유입투석액 펌프와 유출투석액 펌프는,
수축 및 이완할 수 있는 유연한 재질로 이루어진 튜브;
튜브를 가압함으로써 튜브 내의 투석액을 토출시키는 튜브 가압부재; 및
튜브 가압부재에 직선 왕복력을 제공하기 위한 가압부재 구동기;를 포함하여 구성되며,
상기 유입투석액 펌프 튜브와 유출투석액 펌프 튜브는 동시에 압축과 팽창이 반복되는 것을 특징으로 하는 혈액투석 장치.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 실린더 혹은 튜브가 팽창될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 개방하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 차단하며,
상기 실린더 혹은 튜브가 압축될 때, 유로차단밸브는 제 1 투석액 유동관과 제 3 투석액 유동관은 차단하고, 제 2 투석액 유동관과 제 4 투석액 유동관은 개방하는 것을 특징으로 하는 혈액투석 장치.
삭제
제 20 항에 있어서,
투석필터로 공급된 투석액의 양과 투석필터로부터 회수된 투석액의 양을 측정할 수 있는 수단;을 추가로 포함하여 구성되는 혈액투석 장치.
제 22 항에 있어서,
투석필터와 유출투석액 펌프를 잇는 제 3 투석액 유동관과 유출투석액 펌프로부터 투석액이 배출되는 제 4 투석액 유동관, 혹은
투석필터와 유입투석액 펌프를 잇는 제 2 투석액 유동관과 유입투석액 펌프로 투석액이 공급되는 제 1 투석액 유동관을 연결하는 압력릴리프 우회로;를 갖는 혈액투석 장치.
제 23 항에 있어서,
투석필터와 유출투석액 펌프를 잇는 제 3 투석액 유동관과 투석액이 유출투석액 펌프로부터 배출되는 제 4 투석액 유동관을 연결하는 보조 투석액 유동관;
보조 투석액 유동관에 설치되어 추가로 투석액을 배출시킬 수 있는 보조 투석액 펌프;를 포함하여 구성되는 혈액투석 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 혈액 펌프는, 혈액 유동관을 압착함으로써 내부의 혈액을 이송시키는 롤러;
롤러를 구동하는 롤러 구동부;를 포함하여 구성되며,
롤러에 의해 유동관이 압착될 때 혈액 유동관 내부의 유로는 차단되는 것을 특징으로 하는 혈액투석 장치.