KR102157282B1 - 투석 기계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 흐름 평형을 갖는 투석 기계에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다수의 센서(37, 39)를 이용하여 환자의 신체로 들어오고 나가는 혈액의 압력을 모니터링하며 투석 기계로 공급되는 투석 용액의 압력을 조정하여 유체 흐름 경로 내의 유연함(compliance)을 보상한다. 그 결과, 투석 치료 동안에 보다 우수한 흐름 평형이 유지되어 혈액으로부터의 노폐물의 보다 균일한 제거에 이르게 한다.

Description

투석 기계{Dialysis Machine}
본 발명은 투석 기계에 관한 것으로서, 특히 그러나 배타적이지 않은, 혈액 투석 기계 내에서의 사용을 위한 일회용 카트리지에 관한 것이다.
투석은 과도한 유체 및 칼륨 그리고 요소와 같은 노폐물을 혈액으로부터 제거하는 신장 기능을 대신하는 치료법이다. 요독증이 신체의 생리 현상에 대한 위협이 될 정도까지 신장 기능이 악화되었을 때(급성 신부전증) 또는 장기간의 신장 조건이 신장의 기능을 손상시킬 때(만성 신부전증) 이 치료법이 이용된다.
2가지 중요한 형태의 투석, 즉 혈액 투석과 복막 투석이 있다.
복막 투석 치료에서, 투석액은 튜브를 통하여 복막강으로 흘러들어간다. 노폐물을 흡수하기 위하여 유체는 일정 기간 동안 복막강 내에 남아 있으며, 이후, 처리를 위하여 튜브를 통하여 제거된다.
장기간의 신장 질환을 위한 치료의 초기 단계에 있는 환자가 이후 단계에서 혈액 투석으로 진행되기 전에 복막 투석에 의하여 치료된다는 것은 일반적이다.
혈액 투석에서, 환자의 혈액은 동맥 라인에 의하여 신체로부터 제거되고, 투석 기계에 의하여 처리되며, 그 후 정맥 라인에 의하여 신체로 되돌아간다. 투석 기계는 혈액을 반투과성 멤브레인으로 형성된 튜브를 포함하는 투석기를 통과시킨다. 반투과성 멤브레인의 외부에서, 혈액과 함께 투석액은 내부로 전달된다. 반투과성 멤브레인은 혈액으로부터 투석액으로 노폐물과 과도한 유체를 여과한다. 멤브레인은 혈구, 특정 단백질 및 폴리펩타이드와 비슷한 많은 원하는 분자의 손실을 방지하는 반면에, 노폐물과 제어된 체적의 유체가 투석물 내로 침투하는 것을 허용한다.
멤브레인에 걸친 투석의 작용은 주로 확산(보다 높은 농도의 영역에서 보다 낮은 농도의 영역으로의 무작위 움직임에 의한 분자의 이동) 및 대류(일반적으로 정수압의 차이에 대응하는 용매의 부피 유동으로부터 야기된 용질 이동)의 조합에 의하여 이루어진다.
유체 제거(그렇지 않으면 한외 여과(ultrafiltration)로 알려진)는 멤브레인의 투석물 측의 정수압을 줄임으로써 또는 혈액 측의 정수압을 증가시킴으로써 이루어지며, 그로 인하여 자유수가 압력 경도(pressure gradient)를 따라 멤브레인을 가로질러 이동하게 한다.
그러나, 정확한 흐름 평형(투석기 내로의 투석물 흐름과 투석기 밖으로의 투석물 흐름의 일치)을 이루기 위하여, 투석기 내로 펌핑된 투석물의 체적이 밖으로 펌핑된 투석물의 체적과 동일한 상태에서 기계가 작동할 수 있는 것을 보장하는 것이 반드시 필요하다. 이 평형이 유지되지 않는다면, 그후 투석물로부터의 유체가 혈액으로 들어갈 수 있거나 또는 혈액으로부터의 유체가 투석물 내로 당겨질 수 있다. 투석물 내로의 그리고 투석물 밖으로의 흐름의 평형이 정확하게 제어되지 않는다면, 환자로의 또는 환자로부터의 허용될 수 없는 수준의 물질 전달이 일어날 수 있다.
그러나, 2개의 펌프가 정확하게 동일한 체적을 펌핑할 것으로 예상되지 않으며, 결과적으로 2개의 펌프의 제조 공차로 인하여 지정된 상류 펌프 그리고 체적적으로 일치된 하류 펌프의 사용은 흐름 평형 시스템으로의 오차를 유발할 수 있다. 또한, 이러한 공차는 환자로의 또는 환자로부터의 허용될 수 없는 수준의 물질 이동을 잠재적으로 야기할 수 있다.
대량 생산된 펌프에서의 어떠한 공차 오류를 상쇄하기 위하여 다수의 펌프 주기에 걸쳐 상류 펌프와 하류 펌프를 교환하는 것이 알려져 있다. 이는 펌핑된 체적의 평형을 맞추는데 있어 효과적이지만, 펌프들 사이 그리고 투석기와 환자 사이의 유체 흐름을 제어하는 밸브에 의하여 야기되는 어떤 불균형에 대해서는 다루지 않고 있다. 펌프가 교환될 수 있도록 하기 위하여 투석기의 상류 및 하류의 펌프의 전환을 실행하는 어떠한 시스템은 펌프당 2개의 유입 밸브와 2개의 배출 밸브의 이용을 필요로 한다. 이 밸브들은 유사한 방식으로 펌프로 손쉽게 전환될 수 없으며, 또한 2개의 밸브가 동일하지 않기 때문에 밸브 내의 제조 공차 그리고 밸브와 펌프 사이의 연결에 의하여 체적 부정확성이 시스템에 필연적으로 전해진다.
더욱이, 펌프 및 밸브를 작동시키기 위하여 기계적으로 또는 공압적으로 작동하는 가요성 필름을 이용하는 시스템에서, 작동시 멤브레인 위치 변화는 밸브의 작동 동안에 이동하는 유체의 체적의 부정확성을 야기한다.
이 문제점의 해결책은 작동 동안에 어떠한 액체도 옮기지 않는 체크 밸브를 사용하는 것이다.
그러나, 이 해결책이 일반적인 고정된 설비 기계에서는 유용한 반면에, 유체 경로의 벽과 밸브가 일정하게 고정된 체적을 부여하도록 완전하게 제약되지 않는 일회용 시스템 내에서 이러한 밸브를 실행할 수 없다.
본 발명의 목적은 위에서 설명된 문제점 중 일부를 적어도 완화시키는 혈액 투석 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 환자의 혈액을 투석기로 전달하기 위한 동맥혈 라인, 투석된 혈액을 투석기로부터 환자로 돌아가게 하기 위한 정맥혈 라인, 새로운 투석물을 투석기로 펌핑하기 위하여 그리고 사용된 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하기 위하여, 투석물 공급부로부터 새로운 투석물을 받기 위한 유입 라인을 갖는 투석물 분배 펌프를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 투석 장치가 제공되며, 이 장치는 컨트롤러에 작동 가능하게 연결된, 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 압력 센서를 더 포함하되, 컨트롤러는 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 압력을 나타내는 센서로부터의 신호를 받으며, 컨트롤러는 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 센서로부터의 신호를 모니터링하고 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 투석물의 압력을 제어한다.
치료 과정 동안에 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 압력이 달라지기 때문에, 예를 들어 환자 혈압의 변화에 의하여 또는 환자 정맥 및 동맥 접근 높이에 의하여 투석기에 걸쳐 혈액 라인으로부터 투석물 라인으로의 압력 전달을 통하여 투석기에 대한 유입구 및 배출구에서의 투석물 라인 내의 압력 또한 변화한다는 결과가 된다. 이는 종래 기술에 따른 장치에서의 치료 과정에 걸쳐 흐름 평형 면에서의 부정확성을 야기한다.
유리하게는 본 발명에서, 혈액 라인 압력에 비례하여 투석물 분배 펌프 유입 라인 내의 투석물의 압력의 제어는 유체 라인 내의 유연한 구조체(compliant structures)의 위치 변화를 경감시키도록 작용한다. 결과적으로 이는 투석기로 들어가는 그리고 투석기에서 나오는 투석물 유체의 체적 평형을 보장하며 그로 인하여 흐름 평형 정확도를 개선한다.
고정된 투석물 분배 유입구 라인 압력 및 (투석기에 걸쳐 통과하는 혈액 라인 압력 변화에 의하여 야기된) 결과적으로 투석기에 대한 유입구 및 배출구에서의 투석물 라인 내의 변화하는 압력을 갖는 종래 기술의 기계에서, 유체 라인 내의 어떠한 유연한 구조체에 걸친 압력 차이가 변화할 것이다. 유연한 구조체는 개폐시 유체의 체적을 이동시키는 밸브를 포함할 수 있으며, 여기서 유체의 체적은 밸브에 걸친 압력 차이에 비례한다. 유체 라인 그 자체는 또한 펌프가 가질 수 있는 것과 같은 유연도를 가질 수 있다.
따라서 유연한 구조체의 배기량, 즉 부재에 걸친 낮은 압력 차이와 높은 압력 차이 사이에서의 유연한 부재의 체적의 변화는 중요할 수 있다. 투석기 내로 펌핑된 유체의 체적과 투석기 밖으로 펌핑된 유체의 체적의 불일치로 인하여 흐름 경로 내에서의 유연한 구조체의 위치 변화의 축적은 치료 과정에 걸쳐 현저한 흐름 평형 오류를 야기할 수 있다.
반대로, 본 발명에서 혈액측 상의 압력에 비례하여 투석기의 투석물측 상의 압력의 제어는 투석물 흐름 경로 내의 어떠한 유연한 구조체의 배기량의 변화(이는 흐름 평형 오류를 현저하게 감소시킴)가 급격하게 감소된다는 것을 보장한다. 결과적으로, 이는 치료의 효과를 개선한다.
대안적으로, 컨트롤러는 흐름 경로의 적어도 한 부분의 수압 저항을 변화시킴으로써 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 투석물의 압력을 제어하도록 구성될 수 있다. 이는 일반적으로 채널, 튜브, 밸브 또는 그 조합과 같은 흐름 경로 내에서의 유연한 구조체의 압축 및/또는 팽창을 통하여 수행될 수 있다. 가장 전형적으로, 수압 저항의 이 변화는 투석물 공급 펌프와 투석물 분배 펌프를 연결하는 튜브의 압축에 의하여 영향을 받는다.
이는 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 투석물 압력이 펌프의 이동을 변경시키지 않고 변화되는 것을 허용한다. 컨트롤러는 하나 이상의 클램핑 수단에 연결될 수 있으며, 이 클램핑 수단은 장치의 배관을 압축하도록 조정되어 원하는 압력을 얻는다.
바람직하게는, 투석물 분배 펌프는 투석기 내로 펌핑되는 투석물의 체적과 투석기 밖으로 펌핑되는 투석물의 체적을 맞추기 위한 흐름 평형 펌프이다. 바람직하게는, 흐름 평형 펌프는 투석물을 투석기 내로 펌핑하기 위한 제 1 펌프 챔버 및 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하기 위한 제 2 펌프 챔버를 갖는다.
바람직하게는, 장치는 투석물 분배 펌프의 유입 라인에 유체 연결된 배출구를 갖는 투석물 공급 펌프를 포함하며, 여기서 투석물 공급 펌프는 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 컨트롤러에 의하여 설정된 설정 펌핑 압력에서 투석물을 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 펌핑할 수 있다.
유리하게는, 투석물 공급 펌프는 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 컨트롤러에 의하여 결정된 압력에서 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 투석물을 펌핑한다. 이는 유체 라인 내의 유연한 구조체에 걸친 압력 차이를 상쇄(balance)시키며, 결과적으로 투석기에 걸쳐 흐름 평형의 개선된 정확도를 야기한다.
바람직하게는, 투석물 분배 펌프의 유입 라인은 제 1 펌프 챔버에 유체 연결된다. 바람직하게는, 장치는 투석물 공급 펌프와 투석물 분배 펌프 사이에 유체적으로 위치한, 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 밸브를 갖는다.
바람직하게는, 밸브의 닫힘 시 유입 라인 내의 설정된 밸브 닫힘 압력을 이루기 위하여 컨트롤러는 설정된 펌핑 압력을 제어한다.
대안적으로, 밸브의 닫힘 시 유입 라인 내의 설정된 밸브 닫힘 압력을 이루기 위하여 투석물 분배 펌프의 배출 스트로크 종료 후에 컨트롤러는 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 잔류 압력을 제어한다.
유리하게는, 본 발명의 이 특징은 혈액 라인 내에서 감지된 압력과 독립적으로 투석물 공급 펌프의 펌핑 압력이 설정되는 것을 허용한다. 배출 스트로크 동안 펌핑 압력의 설정과 대조적으로, 본 실시예에서 혈액 라인 압력에 대응하여 잔류 압력(즉, 펌프의 배출 스트로크의 종료 후 유입 라인 내의 압력)이 설정된다. 따라서 투석물 공급 펌프의 배출 스트로크의 종료 후에 잔류 압력은 설정된 밸브 닫힘 압력으로 설정된다. 이렇게 하여, 투석물 공급 펌프는 대안적인 실시예의 설정된 펌핑 압력과는 다른 펌핑 압력에서 투석물을 펌핑한다. 예를 들어, 더 큰 흐름 속도를 이루기 위하여 컨트롤러에 의하여 더 큰 펌핑 압력이 설정될 수 있으며, 그후 밸브의 닫힘시 (즉, 밸브의 닫힘 직전에 또는 닫힘과 동시에) 컨트롤러는 잔류 펌핑 압력을 더 낮은 값으로 설정한다. 이렇게 하여, 위에서 설명된 유연한 구조체의 배기량에 있어서의 불일치로부터 발생하는 어떠한 후속 흐름 평형 오류 없이 더 큰 흐름 속도가 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 투석물 공급 펌프는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 갖는 멤브레인 펌프이며, 여기서 펌프는 멤브레인의 작용에 의하여 작동 가능하다. 바람직하게는, 투석물 공급 펌프는 투석물이 투석물 공급부로부터 펌프 내로 끌어당겨지는 유입 스트로크; 및 투석물이 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 펌핑되는 배출 스트로크를 갖는다.
바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 1 챔버는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 갖는 멤브레인 펌프이며, 여기서 펌프는 멤브레인의 작용에 의하여 작동 가능하다.
바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 2 챔버는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 갖는 멤브레인 펌프이며, 여기서 펌프는 멤브레인의 작용에 의하여 작동 가능하다.
바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 1 챔버는 투석물이 투석물 공급 펌프로부터 끌어당겨지는 유입 스트로크; 및 투석물이 투석기 내로 펌핑되는 배출 스트로크를 갖는다.
바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 2 챔버는 투석물이 투석기로부터 끌어당겨지는 유입 스트로크; 및 투석물이 펌핑되어 빠져 나가는 배출 스트로크를 갖는다. 바람직하게는, 멤브레인 펌프는 공압적으로 작동 가능하다.
바람직하게는, 투석물 공급 펌프의 설정된 펌핑 압력은 펌프를 작동시키기 위하여 멤브레인에 가해지는 공기압을 변화시킴으로써 제어된다.
바람직하게는, 유입 라인 내의 설정된 잔류 압력은 배출 스트로크 종료 후에 멤브레인에 가해지는 공기압을 변화시킴으로써 제어된다. 바람직하게는, 동맥 라인 내의 압력 센서는 환자로부터 투석기로 혈액을 펌핑하기 위한 혈액 펌프의 하류에 위치한다. 바람직하게는, 압력 센서는 정맥 라인 내에 위치한다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 이 방법은 환자의 혈액을 투석기에 전달하기 위한 동맥혈 라인, 투석된 혈액을 투석기로부터 환자로 복귀시키기 위한 정맥혈 라인, 그리고 투석물 공급부로부터 새로운 투석물을 받기 위한 유입 라인을 가지며 새로운 투석물을 투석기로 펌핑하고 사용된 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하기 위한 투석물 분배 펌프를 제공하는 단계를 포함하는 투석 기계를 작동하는 방법이 제공되며, 이 방법은 동맥혈 라인 내의 혈압 및/또는 정맥혈 라인 내의 혈압을 모니터링하는 단계; 및 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 투석물의 압력을 제어하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 투석물 분배 펌프는 투석기 내로 펌핑된 그리고 투석기 밖으로 펌핑된 투석물의 체적을 맞추기 위한 흐름 평형 펌프이다. 바람직하게는, 흐름 평형 펌프는 투석물을 투석기 내로 펌핑하기 위한 제 1 펌프 챔버 그리고 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하기 위한 제 2 펌프 챔버를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은 투석물 분배 펌프의 유입 라인에 유체적으로 연결된 배출구를 갖는 투석물 공급 펌프를 제공하는 단계를 더 포함하며, 여기서 투석물 공급 펌프는 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 컨트롤러에 의하여 설정된 설정 펌핑 압력에서 투석물을 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 펌핑한다.
바람직하게는, 투석물 분배 펌프의 유입 라인은 제 1 펌프 챔버에 유체적으로 연결된다. 바람직하게는, 본 발명의 방법은 투석물 공급 펌프와 투석물 분배 펌프 사이에 유체적으로 위치한 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내에 밸브를 제공하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은 밸브의 닫힘시 유입 라인 내에서 설정된 밸브 닫힘 압력을 이루기 위하여 설정된 펌핑 압력을 제어하는 단계를 더 포함한다.
대안적으로, 본 발명의 방법은 밸브의 닫힘 전에 또는 밸브의 닫힘과 동시에 유입 라인 내에서 설정된 밸브 닫힘 압력을 이루기 위하여 투석물 분배 펌프의 배출 스트로크의 종료 후에 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 잔류 압력을 제어하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 투석물 공급 펌프는 투석물이 투석물 공급부로부터 펌프 내로 끌어당겨지는 유입 스트로크 및 투석물이 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 펌핑되는 배출 스트로크를 갖는다.
바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 1 챔버는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 갖는 멤브레인 펌프이며, 여기서 펌프는 멤브레인의 작용에 의하여 작동 가능하다. 바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 2 챔버는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 갖는 멤브레인 펌프이며, 여기서 펌프는 멤브레인의 작용에 의하여 작동 가능하다. 바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 1 챔버는 투석물이 투석물 공급 펌프로부터 끌어당겨지는 유입 스트로크 그리고 투석물이 투석기 내로 펌핑되는 배출 스트로크를 갖는다.
바람직하게는, 흐름 평형 펌프의 제 2 챔버는 투석물이 투석기로부터 끌어당겨지는 유입 스트로크 그리고 투석물이 펌핑되어 빠져 나가는 배출 스트로크를 갖는다. 바람직하게는, 멤브레인 펌프는 공압적으로 작동 가능하다. 바람직하게는, 본 발명의 방법은 펌프를 작동시키기 위하여 멤브레인에 가해지는 공기압을 설정함으로써 투석물 공급 펌프의 설정된 펌핑 압력을 제어하는 단계를 더 포함한다.
대안적으로, 본 발명의 방법은 배출 스트로크 종료 후에 멤브레인에 가해지는 공기압을 설정함으로써 유입 라인 내의 설정 잔류 압력을 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제 3 태양에 따라, 투석 기계와 통신적으로 연결된 컨트롤러에 의하여 실행될 때, 컨트롤러가 본 발명의 제 2 태양에 따른 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, 환자 혈액 및 새로운 투석물을 투석기에 전달하는 단계; 동맥혈 라인 내의 혈압 및/또는 정맥혈 라인 내의 혈압을 모니터링하는 단계; 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 투석물의 압력을 제어하는 단계; 및 투석된 혈액을 환자에게 복귀시키고 사용된 투석물을 제거하는 단계를 포함하는 투석 수행 방법이 제공된다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양에 따른 투석 기계; 그리고 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 압력에 대응하는 데이터를 수신하도록 구성되고 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 압력에 대응하여 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 투석물의 압력을 제어하도록 구성된 프로세서 및/또는 메모리를 포함하는 시스템이 제공된다.
본 발명이 단지 한 예로서 그리고 도면을 참고하여 설명된다.
도 1은 선행 기술에 따른 투석 시스템의 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 투석 기계의 단면도.
도 3은 도 2의 장치의 투석 카트리지의 사시도.
도 4는 도 3의 카트리지 부분의 평면도로서, 펌프 챔버를 보다 상세하게 도시함.
도 5는 도 4의 펌프 챔버의 선 V-V을 따라 절취한 상태의 단면도.
도 6은 도 3의 카트리지의 한 부분의 평면도로서, 밸브를 보다 상세하게 도시함.
도 7은 열림 위치에 있는, 도 6의 밸브의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절취한 상태의 단면도.
도 8은 제 1 닫힘 위치에 있는, 도 6의 밸브의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절취한 상태의 단면도.
도 9는 제 2 닫힘 위치에 있는, 도 6의 밸브의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절취한 상태의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 투석 시스템의 개략적인 도면.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에서의 도 2의 기계의 제 1 흐름 평형 펌프 유입 밸브에 의하여 관측된 바와 같은 시간에 대한 압력의 플롯(plot)을 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에서의 도 2의 기계의 제 1 흐름 평형 펌프 유입 밸브에 의하여 관측된 바와 같은 시간에 대한 압력의 플롯을 도시한 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 다른 투석 시스템의 개략적인 도면.
도 1을 참고하면, 흐름 평형 펌프 형태의 투석물 분배 펌프를 갖는 투석 시스템(10)이 도시되며, 이 펌프는 제 1 흐름 평형 챔버(12)와 제 2 흐름 평형 챔버(14)를 갖는다. 투석기(16)는 혈관 접근 기기(명료함을 위하여 도시되 않음)에 의하여 환자에 연결된 동맥 라인(18)을 통하여 혈액을 받는다. 펌프(5), 일반적으로 연동 펌프에 의하여 혈액은 환자에서 투석기로 펌핑된다. 혈액은 공지된 방식으로 투석기를 통과하며, 정맥 라인(20)을 통하여 환자에게 되돌아 간다. 투석기(16)는 또한 새로운 투석물을 받기 위한 투석물 유입 라인(22) 및 사용된 투석물을 투석기(16)로부터 제거하기 위한 투석물 배출 라인(24)을 갖는다. 이렇게 하여, 혈액 내의 노폐물은 공지된 방식으로 반투과성 멤브레인을 가로질러 투석물을 지나간다.
투석기(16) 내로의 투석물의 통로를 제어하는 투석기 유입 밸브(26)가 투석물 유입 라인(22)의 상류에 배치된다. 제 1 흐름 평형 펌프(12)에 의하여 투석물은 투석기 유입 밸브(26)를 통하여 투석기(16) 내로 펌핑된다. 흐름 평행 펌프 유입 밸브(28)가 제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12)의 상류에 배치된다. 제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12)는 투석물 원(30)으로부터 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)를 통하여 투석물을 뽑아내도록 구성된다.
투석물 배출 라인(24) 내에서의 사용된 투석물의 흐름을 제어하는 투석물 배출 밸브(32)가 투석기(16)의 투석물 배출측에 위치한다. 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14)는 투석물 배출 밸브(32)로부터 사용된 투석물을 끌어당기며 또한 흐름 평형 펌프 배출 밸브(36)를 통하여 배출관(34)으로 끌어당긴다.
사용시, 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)는 열리며 제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12)는 작동되어 투석물 원(30)으로부터 제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12) 내로 투석물 유체를 끌어당긴다. 그후 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)는 닫히며, 투석기 유입 밸브(26)는 열리고 그리고 제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12)는 작동되어 투석물을 투석기(16) 내로 펌핑한다.
제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12), 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28) 그리고 투석기 유입 밸브(26)가 투석기의 상류측에서 작동하여 투석물을 투석기(16) 내로 펌핑함과 동시에, 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14), 투석물 배출 밸브(32) 그리고 흐름 평형 펌프 배출 밸브(36)가 아래와 같이 작동하여 투석기(16)로부터 투석물을 끌어당긴다.
투석기(16)로부터 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14) 내로 투석물을 끌어당기기 위하여 투석물 배출 밸브(32)가 열리며 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14)가 작동된다. 그후 투석물 배출 밸브(32)가 닫히며, 흐름 평형 펌프 배출 밸브(36)가 열리고 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14)가 작동하여 투석물을 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14)로부터 배출관(34)으로 펌핑한다.
투석물 원(30)으로부터 투석기(16)를 통한 배출관(34)으로의 투석물의 일정한 흐름을 끌어당기기 위하여 이 펌핑 사이클은 그후 반복된다.
위에서 설명된 투석 시스템은 도 2에서 도면 부호 "9"에 개략적으로 도시된 투석 기계에 의하여 구현된다. 투석 기계(9)는 위에서 설명된 선행 기술의 시스템의 특징 및 간단하게 설명될 본 발명의 특징을 포함한다. 기계는 카트리지(8; 도 3 참조)를 작동시키며, 이 카트리지는 더 상세하게 도시될 바와 같이 펌프 챔버(12, 14) 그리고 밸브(26, 28, 32, 36)를 부분적으로 구현한다. 카트리지(8)는 가요성 필름(50; 도 2에만 도시됨)으로 덮여 있다. 펌프 챔버(12, 14)는 카트리지의 몸체(6)에 의하여 형성된 오목한 펌프 캐비티(40)에 의하여 부분적으로 형성된다.
사용시, 카트리지(8)는 카트리지의 제 1 측 상의 제 1 플래튼(13; platen)과 카트리지의 제 2 측 상의 제 2 플래튼(15) 사이에 유지된다. 제 2 플래튼(15)은 카트리지 상의 오목한 펌프 캐비티(40)에 부합하는 캐비티(17)를 한정한다. 펌프 챔버 내로 그리고 펌프 챔버 밖으로 유체를 끌어당기기 위하여, 필름(50)을 공압적으로 작동시킴으로써 펌프는 가동된다. 이는 공지된 방식으로 채널(15)을 통하여 필름(50)에 압력 및 진공을 가하는 공압 액츄에이터(17)에 의하여 이루어진다. 유사하게, 밸브(26, 28, 30, 32)는 공압 액츄에이터(17)에 의하여 작동된다. 더욱 상세하게 설명될 바와 같이 (명확함을 위하여 도시되지 않은) 컨트롤러는 액츄에이터(17)를 제어하여 밸브를 열고 닫으며 펌프를 작동시킨다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 제 1 및 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(12 및 14)가 보다 상세하게 도시된다. 펌프 캐비티(40)는 하부 벽(42)을 가지며, 하부 벽은 펌프 유입구(46) 그리고 펌프 배출구(48)를 통한 펌프 캐비티(40)로의 접근을 허용하는 개구(44)를 한정한다. 제 1 흐름 평형 펌프 챔버(12)에서, 펌프 유입구(46)는 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)에 유체적으로 연결되고, 펌프 배출구(48)는 투석기 유입 밸브(26)에 유체적으로 연결된다. 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14)에서, 펌프 유입구(46)는 투석기 배출 밸브(32)에 유체적으로 연결되고, 펌프 배출구(48)는 흐름 평형 펌프 배출 밸브(36)에 유체적으로 연결된다.
펌프 캐비티(40)는 가요성 필름(50)으로 둘러싸여 있으며, 이 가요성 필름은 필름(50)의 외부 표면에 압력 또는 진공을 가하는 액츄에이터(17)에 의하여 작동한다. 액츄에이터가 필름에 진공을 가할 때, 필름은 플래튼(15; 도 2 참조) 내의 캐비티(17) 내로 이동하며, 그로 인하여 투석물을 펌프 챔버 내로 끌어당긴다. 이는 펌프의 유입 스트로크로 언급된다. 펌프 캐비티 밖으로 그리고 배출 밸브를 통하여 투석물을 펌핑하기 위하여 (펌프의 배출 스트로크) 그후 유입 밸브(28, 32)가 닫히고, 배출 밸브(26, 36)가 열리며, 압력이 필름(50)에 가해진다. 펌프가 펌프 캐비티(40)로부터 투석물(또는 미리 정해진 비율의 투석물)을 방출하면, 배출 스트로크의 종료 후에 미리 정해진 지정 시간 동안 액츄에이터가 필름에 공기 압력을 가하는 것을 정지하고, 배출 밸브가 닫힌다. 그후 압력 및 진공 하에서 필름을 왕복시킴으로써 이 공정은 반복되어 펌프를 통하여 투석물을 펌핑한다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 투석기 유입 밸브(26)가 더 상세히 도시되나, 그 설명은 기본적으로 동일한 모든 밸브(26, 28, 32, 36)에 동일하게 적용된다. 밸브(26)는 도 2에 도시된 카트리지(8)의 강체(9)에 의하여 한정된다. 각 밸브는 유입구(54)와 배출구(56)를 갖는다. 밸브는 외부 직립 벽(58; outer upstanding wall)과 내부 직립 벽(60)을 갖는다. 내부 직립 벽(60)은 외부 직립 벽(58)보다 다소 아래에 위치한다. 밸브는 펌프(12, 14)와 같이 동일한 가요성 필름(50)으로 덮여지며, 이하에서 더 상세하게 설명될 바와 같이 필름(50)은 액츄에이터(17)에 의하여 유사한 방식으로 작동 가능하여 밸브를 열고 닫는다. 도 7에서 열린 위치에 있는 밸브가 도시되며, 열린 위치에서 투석물은 유입구(54)를 통하여 밸브로 들어갈 수 있고 내부 직립 벽(60)을 넘어 배출구(56) 밖으로 나아갈 수 있다.
도 8로 돌아가서, 밸브가 제 1 닫힌 위치에 있는 상태를 도시하며, 제 1 닫힌 위치에서, 필름(50)은 공지된 방식으로의 엑츄에이터(17)에 의한 필름의 외부 표면으로의 압력의 적용에 의하여 작동된다. 압력(P)의 이러한 적용은 필름(50)이 굴절되는 것을 야기하여 필름을 내부 직립 벽(60)에 접촉시키며 따라서 유입구(54)와 배출구(56) 사이에 장벽(barrier)을 생성한다.
도 1을 간단하게 참고하면, 투석기 유입 밸브(26)의 배출구(56)는 압력(Pi)을 받는다. 치료 중에 환자 혈압이 변화함에 따라 동맥 라인 유입 압력(PA) 그리고 정맥 라인 압력(PV)이 달라진다. 이 압력 변화는 투석기(12) 내의 반투과성 멤브레인에 걸쳐 일어나 투석기 유입 밸브(26)의 배출구(56) 내의 압력(Pi) 변화를 야기한다.
도 9를 다시 참고하면, 밸브(26)에 대한 이 변형의 효과가 도시된다. 밸브(26)는 도 8에 도시된 밸브(26)와 동일하다. 이 차이는 동일한 압력(P)이 필름(50)의 외부 표면에 작용함에도 불구하고 필름(50)이 도 8에 도시된 위치보다 더 굴절된다는 것이다.
필름(50)의 작동시 필름(50)의 굴절 위치 변화는 밸브(26)의 배기량(swept volume), 즉 밸브(26)의 작동에 의하여 하류로 이동된 투석물의 체적이 선행 기술의 장치에서 치료 동안에 예측할 수 없는 방식으로 변화하는 것을 야기한다. 이동된 체적의 변화의 축적이 선행 기술의 장치에서의 치료 지속 기간에 걸쳐 중요한 흐름 평형 오류를 야기할 수 있는 효과와 함께 이 동일한 효과는 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)와 투석액 배출 밸브(32)에 의한 것이다.
본 발명은 시스템 압력의 균형을 유지함으로써 이러한 오류를 극복하여 다음과 같이 밸브(그리고 유체 라인에서의 다른 유연한 구조체)의 닫힘 위치가 정상화되는 것을 보장한다.
도 10을 참고하면, 배출구(34)는 치료의 과정에 걸쳐 무시할 수 있을 정도로 변화하는 대기압을 받으며 따라서 일정한 것으로 고려될 수 있다. 치료 동안에 제 2 흐름 평형 펌프 챔버(14)는 일정한 작동 압력에서 작동하며, 따라서 흐름 평형 펌프 배출 밸브(36)에 걸친 압력 차이는 변화하지 않는다. 그 결과, 흐름 평형 펌프 배출 밸브(36)의 배기량은 변화하지 않는다.
그에 반하여, 동맥 라인 유입 압력(PA)과 정맥 라인 압력(Pv)의 변화로 인하여 투석기 유입 밸브(26)와 투석기 배출 밸브(32)는 잠재적으로 그 배출구와 유입구에서 변화하는 압력(Pi, Po)을 각각 받는다. 본 발명에서 이러한 문제점은, 압력 센서(37, 39)를 통하여 동맥 라인 유입 압력(PA) 및/또는 정맥 라인 압력(PV)을 각각 모니터링하고 이후에 보다 상세하게 설명될 바와 같이 동맥 라인 유입 압력(PA), 정맥 라인 압력(PV) 또는 양 압력의 함수에 비례하여 제 1 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)에 의하여 관측된 압력(PF)을 변경하는 컨트롤러(명료함을 위하여 도시되지 않음)에 의하여 극복된다. (투석기 내에서의 응고에도 불구하고) 동맥 라인 유입 압력(PA)과 정맥 라인 압력(PV)이 일반적으로 서로 비례하기 때문에, 동맥 라인 유입 압력(PA) 또는 정맥 라인 압력(PV)을 제어하는 것이 가능하다.
한 예로써, 환자가 자신의 팔을 들어올림으로 인하여 정맥 라인 압력(PV)이 증가한다면, 투석기 내의 반투과성 멤브레인을 가로지르는 압력 전달 때문에 압력(Pi 및 Po)이 증가할 것이다. 이러한 상황에서, 밸브(26, 32)의 닫힘 위치가 변하지 않은 상태로 남아있는 것을 보장하기 위하여, 컨트롤러는 압력(PV)의 증가에 비례적으로 투석물 라인 내의 압력(PF)을 증가시킬 것이다. 이는 치료 기간에 걸쳐 흐름 평형 오류를 극적으로 줄인다.
압력(PF)의 이러한 변화는 투석물 공급 펌프(60; 도 10에도 도시되나, 명확화를 위하여 도 2에는 도시되지 않음)의 제공에 의하여 이루어진다. 여기서, 액츄에이터(17)에 의하여 필름(50)에 가해진 압력이 동맥 라인 유입 압력(PA) 및/또는 정맥 라인 압력(PV)에 비례하여 컨트롤러에 의하여 변화될 수 있다는 점을 제외하고는, 이 투석물 공급 펌프는 구조와 작동 면에서 제 1 및 제 2 흐름 평형 펌프(12, 14)와 유사하다.
도 11을 참고하면, 제 1 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)에 의하여 관측된 압력(PF)의 2개의 플롯(plot; A, B)이 시간(T)에 대하여 도시된다. 액츄에이터(17)에 의하여 필름(50)에 가해진 공기압에 의하여 압력(PF)이 좌우된다는 것이 인식될 것이다. 플롯 A에서, 압력(PF)은 초기에는 펌핑 압력, 즉 펌프(60)를 작동시키기 위하여 액츄에이터(17)에 의하여 필름(50)에 가해진 압력의 결과로서 유입 투석물 라인에서 관측된 압력과 동일하다. 이 펌핑 압력은 컨트롤러에 의하여 설정되어 아래와 같이 시간 t2에서 밸브의 닫힘과 동시에 압력(Pi; 설정된 밸브 닫힘 압력)을 전달한다. 시간 t1에서, 액츄에이터는 필름(50)으로 압력을 가하는 것을 중지하며, 대기로 벤트한다. 이는 필름에 가해지는 그리고 그에 따라 펌프(60)에 가해지는 압력을 급격하게 감소시킨다. 결과적으로, 이는 펌프의 배출 스트로크 동안에 관측된 설정 펌핑 압력으로부터의 밸브(28)에 의하여 관측된 압력(PF)의 감소(decay)를 야기한다. 시간 t2에서, 밸브(28)에 의하여 관측된 압력(PF)은 압력(Pi; 설정된 밸브 닫힘 압력)으로 떨어진다. 여기서, 압력(Pi)은 밸브(28)의 닫힘 위치가 정확하다는 것을 보장하기 위하여 동맥 및/또는 정맥 압력에 대응하여 컨트롤러에 의하여 계산된 압력과 같다.
플롯 B를 참고하면, (아마 환자가 손을 들어올리는 것에 의하여) 동맥 및/또는 정맥 압력이 증가한다. 보다 높은 펌프 압력(펌프(60)를 작동시키기 위하여 액츄에이터(17)에 의하여 필름(50)에 가해지는 압력)에서 펌프(60)를 작동시킴으로써 컨트롤러는 응답한다. 이는 밸브(28)에 의하여 초기에 관측된, 설정된 펌핑 압력(PF)을 증가시킨다. 시간 t1(펌프(60)에 가해진 압력의 벤트)과 시간 t2 (밸브(28)의 닫힘) 사이의 시간은 변동이 없기 때문에, 닫힘 시의 밸브(28)에 의하여 관측된 압력(PF)은 이제 P2(설정된 밸브 닫힘 압력)이며, 이 압력은 증가된 동맥 및/또는 정맥 압력에도 불구하고 밸브(28)의 닫힘 위치가 정확하게 남아 있는 것을 보장하기 위하여 요구된다. 이렇게 하여 시간 t1(펌프(60)에 가해진 압력의 벤트)과 시간 t2 (밸브(28)의 닫힘) 사이의 일정한 시간 주기를 유지시킴으로써 그리고 펌프(60) 내의 펌프 압력을 변화시킴으로써 닫힘시 밸브(28)에 의하여 관측된 원하는 압력(PF)이 유지될 수 있다. 시간(t2)에서의 밸브의 닫힘시 주어진 압력을 이루기 위하여 요구된 설정된 펌핑 압력은 룩업 테이블(look up tables) 형태로 컨트롤러에 저장된다. 닫힘시 밸브에 의하여 관측된 압력을 동맥 및/또는 정맥 압력에 일치시킴으로써 밸브의 배기량의 변화는 최소화되며 그로 인하여 흐름 평행 정확도는 증가된다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 압력(PF)은 밸브(28)의 닫힘 시간에 의하여 요구 수준으로 적극적으로 설정된다. 이는 펌프 압력이 예를 들어 펌프 챔버의 배출 스트로크 동안 보다 높은 값으로 설정되는 것을 허용하며 그후 동맥 압력 또는 정맥 압력에 의하여 결정됨에 따라 스트로크 종단에서 컨트롤러에 의하여 설정된 값에 대하여 설정된 PF로 감소되는 것을 허용한다.
이는, 제 1 흐름 평형 펌프 유입 밸브(28)에 의하여 관측된 압력(PF)의 2개의 플롯(A, B)이 시간(T)에 대하여 도시된 도 12에 나타난다. 이 경우, 펌프(60)를 작동시키기 위하여 액츄에이터(17)에 의하여 필름(50)에 가해진 압력의 결과로서 양 플롯(A, B)은 동일한 압력, 즉 유체 라인 내에서 관측된 압력에서 출발한다. 그러나, 이 실시예에서, 시간(t1)에서 액츄에이터(17)는 펌프 스트로크의 종단에서 대기로 벤트하지 않는다. 오히려, 압력(PF; 잔류 압력)의 쇠퇴는 제어되어 압력(PF)을 가능한 한 빨리 요구되는 압력(P1; 설정된 닫힘 압력으로 언급됨)으로 가져간다. 그후 압력(PF)은 시간(t3)에서 시간(t4)까지 값(Pi)에서 유지된다. 이는 압력(PF)이 설정된 밸브 닫힘 압력에 있는 더 긴 시간 구간(window of time)을 제공한다. 그로 인하여, 밸브가 닫힐 때 시간(t2)에서의 압력(P1)의 정확도를 보장한다.
시간(t2)에서 더 높은 압력(PF)이 요구되는 경우, 액츄에이터에 의하여 필름(50)에 가해진 압력의 쇠퇴가 제어되어 압력(PF)이 시간(t3)와 시간(t4) 사이에서 더 큰 값(P2)으로 설정된다. 시간(t4) 이후, 즉 밸브(28)가 닫히면, 액츄에이터에 의하여 필름(50)에 가해진 압력이 대기로 벤트된다. 이렇게 하여, 설정된 닫힘 압력(P1, P2)을 변화시킴으로써 동맥 압력 및/또는 정맥 압력에 대응하여 펌핑 압력을 설정할 필요없이 닫힘시 밸브(28)에 의하여 관측된 원하는 압력(PF)은 유지될 수 있다.
이는 압력 (이 압력에서 배출 스트로크(펌핑 압력) 동안에 펌프가 작동됨)이 밸브(28)에 의하여 관측된 압력에서 분리되는 것을 허용한다. 이는 증가된 투석물 흐름 속도를 제공하기 위하여 펌핑 압력이 증가될 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 펌프가 작동되는 압력이 일정하게 유지될 수 있고, 이는 흐름 평형의 향상된 정확도에 이르게 하는 기계 및 카트리지를 위한 더욱 안정적인 조건을 대비한다.
대안적인 실시예에서, 컨트롤러는 하나의 클램프(명확함을 위하여 도시되지 않음) 또는 유체 흐름 경로를 따라 다양한 위치에서 일련의 클램프들에 연결되어 있다. 도 13은 투석물을 함유한 배관을 압축하기 위하여 클램핑 력이 가해질 수 있는 위치(101, 103, 105 및 107)를 도시한다. 투석물 분배 펌프(12)의 하류의 투석물 공급 펌프(60)와 밸브(28) 사이의 위치(101)에서 클램프에 의하여 클램핑 력이 가해진다. 배관(tubing)의 수압 저항을 변화시키기 위하여 그리고 그로 인하여 압력 센서(37, 39)에 의하여 기록된 압력에 기초한 위치(101)에서의 흐름 경로 내의 압력(PF)을 조정하기 위하여 컨트롤러는 클램프에 의하여 가해진 압축력을 제어한다.
더 큰 수압 저항이 요구된다면, 튜브가 유체 흐름을 계속 허용할 수 있다는 단서 하에서 배관(tubing)의 직경을 줄이기 위하여 클램핑 력은 증가될 수 있다. 위치(103, 105 및/또는 107)에서 부가적인 클램프가 맞물릴 수 있어 필요하다면 더 큰 수압 저항을 제공한다.
멤브레인 형태의 펌프가 설명되었음에도 불구하고, 연동 펌프 또는 시린지 펌프와 같은 대안적인 형태의 펌프가 사용될 수 있다는 것이 본 발명의 범위 내에서 생각될 수 있다.

Claims (40)

  1. 환자의 혈액을 투석기로 전달하기 위한 동맥혈 라인;
    투석된 혈액을 투석기로부터 환자로 돌아가게 하기 위한 정맥혈 라인;
    새로운 투석물을 투석기로 펌핑하기 위하여 그리고 사용된 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하기 위한 투석물 분배 펌프로서, 투석물 분배 펌프로 새로운 투석물을 전달하기 위한 유입 라인을 갖는 투석물 분배 펌프;
    감지된 압력을 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 압력을 대표하는 신호로 변환하는, 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 압력 센서;
    동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내의 상기 센서로부터의 신호를 모니터링하고 상기 센서로부터의 신호에 대응하여 적어도 하나의 제어 신호를 생성하도록 구성된 컨트롤러; 및
    적어도 하나의 제어 신호에 대응하여 유입 라인 내의 투석물의 압력을 제어하는 제어 수단을 포함하는 투석 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 적어도 하나의 제어 신호에 대응하여 새로운 투석물의 흐름 경로를 따른 특정한 위치에서 배관에 압축력을 가하도록 배치된 적어도 하나의 클램프를 포함하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 투석물 분배 펌프는 투석기 내로 펌핑되는 투석물의 체적과 투석기 밖으로 펌핑되는 투석물의 체적을 맞추기 위한 흐름 평형 펌프인 장치.
  4. 제3항에 있어서, 흐름 평형 펌프는 투석물을 투석기 내로 펌핑하기 위한 제 1 펌프 챔버 및 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하기 위한 제 2 펌프 챔버를 갖는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 투석물 분배 펌프의 유입 라인에 유체 연결된 배출구를 갖는 투석물 공급 펌프를 포함하되, 투석물 공급 펌프는 적어도 하나의 제어 신호에 대응하여 설정 펌핑 압력에서 투석물을 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 펌핑할 수 있는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 투석물 공급 펌프는 동맥혈 라인 및/또는 정맥혈 라인 내에서 측정된 압력에 대응하여 컨트롤러에 의하여 결정된 압력에서 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 투석물을 펌핑하는 장치.
  7. 제4항에 있어서, 투석물 분배 펌프의 유입 라인은 제 1 펌프 챔버에 유체 연결된 장치.
  8. 제5항에 있어서, 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 밸브를 더 포함하고, 상기 밸브는 투석물 공급 펌프와 투석물 분배 펌프 사이에 유체적으로 위치한 장치.
  9. 제8항에 있어서, 밸브의 닫힘 시 유입 라인 내의 설정된 밸브 닫힘 압력을 이루기 위하여 컨트롤러는 설정된 펌핑 압력을 제어하는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 밸브의 닫힘 시 유입 라인 내의 설정된 밸브 닫힘 압력을 이루기 위하여 투석물 분배 펌프의 배출 스트로크 종료 후에 컨트롤러는 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내의 잔류 압력을 제어하는 장치.
  11. 제5항에 있어서, 투석물 공급 펌프는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 갖는 멤브레인 펌프이며, 펌프는 멤브레인의 작용에 의하여 작동 가능한 장치.
  12. 제5항에 있어서, 투석물 공급 펌프는 투석물이 투석물 공급부로부터 투석물 공급 펌프 내로 끌어당겨지는 유입 스트로크; 및 투석물이 투석물 분배 펌프의 유입 라인 내로 펌핑되는 배출 스트로크를 갖는 장치.
  13. 제4항에 있어서, 흐름 평형 펌프의 제 1 펌프 챔버는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 가지며, 멤브레인의 작용에 의하여 투석물을 투석기로 펌핑하도록 작동 가능한 장치.
  14. 제4항에 있어서, 흐름 평형 펌프의 제 2 펌프 챔버는 가요성 멤브레인으로 덮혀진 펌프 캐비티를 가지며, 멤브레인의 작용에 의하여 투석물을 투석기 밖으로 펌핑하도록 작동 가능한 장치.
  15. 제4항에 있어서, 흐름 평형 펌프의 제 1 펌프 챔버는 투석물이 투석물 공급 펌프로부터 끌어당겨지는 유입 스트로크; 및 투석물이 투석기 내로 펌핑되는 배출 스트로크를 갖는 장치.
  16. 제4항에 있어서, 흐름 평형 펌프의 제 2 펌프 챔버는 투석물이 투석기로부터 끌어당겨지는 유입 스트로크; 및 투석물이 펌핑되어 빠져 나가는 배출 스트로크를 갖는 장치.
  17. 제11항에 있어서, 투석물 공급 펌프는 공압적으로 작동 가능한 장치.
  18. 제17항에 있어서, 설정된 펌핑 압력은 투석물 공급 펌프를 작동시키기 위하여 가요성 멤브레인에 가해지는 공기압을 변화시킴으로써 제어되는 장치.
  19. 제11항에 있어서, 유입 라인 내의 설정된 잔류 압력은 투석물 공급 펌프의 배출 스트로크 종료 후에 가요성 멤브레인에 가해지는 공기압을 변화시킴으로써 제어되는 장치.
  20. 제1항에 있어서, 압력 센서는 동맥혈 라인 내에서, 환자로부터 투석기로 혈액을 펌핑하기 위한 혈액 펌프의 하류에 위치하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 압력 센서는 정맥혈 라인 내에 위치하는 장치.
  22. 제5항에 있어서, 상기 제어 수단은, 적어도 하나의 제어 신호에 대응하여 투석물 흐름 경로에서 열리고 닫히도록 배치된 적어도 하나의 밸브를 더 포함하는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 밸브는 적어도 하나의 투석기 유입 밸브, 투석기 배출 밸브, 투석물 분배 펌프 유입 밸브, 및 투석물 분배 펌프 배출 밸브를 포함하는 장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 적어도 하나의 제어 신호에 대응하여 개방 및 폐쇄하는 것에 의해 유입 라인 내에서 압력을 제어하는 투석물 분배 펌프 유입 밸브를 포함하는 장치.
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