双流吸附剂盒
阅读：511发布：2020-05-22
专利汇可以提供双流吸附剂盒专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了用于进行肾脏替代疗法的系统和方法，其具有或使用一 透析 器 ，控制部件，一具有至少两条独立的流动路径的 吸附 剂盒，以及构造为其重量和尺寸均适于一需要进行 治疗 的个体穿戴和携带的液体容器。该用于进行肾脏替代疗法是系统具有一可控的 顺应性 透析回路，其中一控制 泵 控制液体穿过一透析膜进行的双向流动。透析回路和一用于循环血液的体外回路通过透析膜液体连通。液体在体外回路和透析回路之间流动的流量可以通过控制泵的运行速率进行改变，从而使一 超滤 速率和 对流 清除率可控。该系统能够监测吸附剂盒的一入口电导率和一出口电导率，从而为吸附剂盒所清除的尿素的量化或监测提供便利。，下面是双流吸附剂盒专利的具体信息内容。
1.一吸附剂盒，其包括：
至少一第一吸附剂盒体，其具有与一输出口液体连通的一第一输入口和一第二输入口，其中所述第一输入口限定了一第一流动路径，所述第二输入口限定了一第二流动路径；
以及
所述第一流动路径具有至少一内部空间或设于所述第一吸附剂盒体内的吸附剂材料，该至少一内部空间或设于所述第一吸附剂盒体内的吸附剂材料不与所述第二流动路径液体连通，其中所述吸附剂盒能够从一液体中清除至少一种杂质或废物；
一第二吸附剂盒体，其中所述第一输入口允许一液体进入第一吸附剂盒体，所述第二输入口允许一液体进入所述第二吸附剂盒体。
2.如权利要求1所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第一流动路径能够使一液体通过一含脲酶材料，一磷酸锆材料，一氧化锆材料和一活性炭材料以及其组合中的任意一种。
3.如权利要求1所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第二流动路径能够使一液体通过一混合的阴离子和阳离子去离子树脂和一活性炭材料以及其组合中的任意一种。
4.如权利要求1所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第二吸附剂盒体具有与一导管连接的一输出口，其用于将液体输送至第一吸附剂盒体的一侧口。
5.如权利要求1所述的吸附剂盒，其特征在于：
所述第一吸附剂盒体具有一顶部和顶部侧壁以及一底部和底部侧壁，所述底部具有一大于顶部的直径，其中所述第一吸附剂盒体的一下游开口和一上游开口是基本平行的。
6.如权利要求5所述的吸附剂盒，其还包括：一个或多个设于所述第一吸附剂盒体内的模塑外壳，其中一第一内部空间形成于其中一个模塑外壳的一下游开口和所述第一吸附剂盒体的下游开口之间，但附加条件是该第一内部空间不位于一个或多个模塑外壳内。
7.如权利要求6所述的吸附剂盒，其特征在于，该一个或多个模塑外壳包括一第一模塑外壳和一第二模塑外壳的至少其中之一；该第一模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第二内部空间，且该一个或多个侧壁形成了所述第一模塑外壳的一下游开口和一上游开口；该第二模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第三内部空间，且该一个或多个侧壁形成了所述第二模塑外壳的一下游开口和一上游开口。
8.如权利要求7所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第二模塑外壳具有一环形周边部分，该环形周边部分具有若干形成于其上的开口。
9.如权利要求7所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第一模塑外壳具有若干在一基本垂直于所述第一吸附剂盒体的下游开口的方向上从所述第一模塑外壳突出的间隙器。
10.如权利要求7所述的吸附剂盒，其特征在于，一第一流动通道空间形成于所述第一模塑外壳的一个或多个侧壁和所述第一吸附剂盒体的侧壁之间。
11.如权利要求7所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第二模塑外壳的下游开口和上游开口平行于所述第一吸附剂盒体的下游开口和上游开口，一第四内部空间形成于所述第二模塑外壳的一个或多个侧壁与所述第一吸附剂盒体的一个或多个侧壁之间。
12.如权利要求6所述的吸附剂盒，其特征在于，该一个或多个模塑外壳包括一第一模塑外壳，该第一模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第二内部空间，且该一个或多个侧壁形成了所述第一模塑外壳的一下游开口和一上游开口；以及
其中该一个或多个模塑外壳包括一第二模塑外壳，该第二模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第三内部空间，且该一个或多个侧壁形成了所述第二模塑外壳的一下游开口和一上游开口，一第四内部空间形成于所述第二模塑外壳的一个或多个侧壁与所述第一吸附剂盒体的一个或多个侧壁之间。
13.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，一第一流动通道空间形成于所述第一模塑外壳的一个或多个侧壁与所述第一吸附剂盒体的侧壁之间，其中所述第四内部空间与所述第一流动通道空间液体连通。
14.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第二模塑外壳具有一环形周边部分，该环形周边部分具有若干形成于其上的开口，且该环形周边部分与所述第一吸附剂盒体的一个或多个侧壁相接触。
15.如权利要求5所述的吸附剂盒，其特征在于，该第一吸附剂盒体的形状可以为锥形，圆柱形或平顶山形中的任意一种。
16.如权利要求13所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第一模塑外壳具有在一基本垂直于所述第一吸附剂盒体的下游开口的方向上从所述第一模塑外壳突出的若干间隙器，一第二流动通道空间形成于该若干间隙器的一基面与所述第一内部空间内的一吸附剂材料之间。
17.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，引入到所述第一输入口的一液体穿过所述第三内部空间，但不穿过所述第四内部空间。
18.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，引入到所述第二输入口的一液体穿过所述第四内部空间，但不穿过所述第三内部空间。
19.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，引入到所述第二输入口的一液体穿过所述第四内部空间，但不穿过所述第三内部空间和所述第二内部空间。
20.如权利要求14所述的吸附剂盒，其特征在于，引入到所述第二输入口的一液体穿过所述第四内部空间，但不穿过所述第三内部空间和所述第一内部空间。
21.如权利要求12所述的吸附剂盒，其还包括：一底片，其与所述第一吸附剂盒体连接，其中所述第一输入口和所述第二输入口形成于所述底片内。
22.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第一流动路径包括所述第一内部空间，所述第二内部空间和所述第三内部空间。
23.如权利要求12所述的吸附剂盒，其特征在于，所述第二流动路径包括所述第四内部空间，所述第一内部空间和所述第一流动通道空间。
24.如权利要求1所述的吸附剂盒，其特征在于，所述吸附剂盒置于一吸附剂盒支架内，所述吸附剂盒支架包括：
一中心轴；
一与所述中心轴连接的第一臂，其具有第一和第二接入终端；
一与所述中心轴连接的第二臂，其具有一接入终端，所述第二臂至少在一第一位置和一第二位置之间可移动，
其中所述第一臂的第一接入终端与所述第一输入口接合，所述第一臂的第二接入终端与所述第二输入口接合，所述第二臂的接入终端与所述输出口接合。
25.一吸附剂盒的一使用，其包括：
测量进入吸附剂盒前的液体的电导率；
根据所述液体的电导率在所述吸附剂盒的一第一输入口和一第二输入口之间分配所述液体；
从一液体中清除一种或多种废物并调节所述液体的钠离子浓度；以及恢复来自于所述吸附剂盒的一输出口的液体，其中所述吸附剂盒具有一与所述第一输入口连接的一第一流动路径以及一与所述第二输入口连接的一第二流动路径，该第一流动路径包括一脲酶材料，该第二流动路径包括一混合床阴离子和阳离子交换材料。
26.用于进行肾脏替代治疗的一系统，其包括：
一血液透析系统，其具有一可控的顺应性透析回路，一具有一高渗透性透析膜的透析器，一用于接收血液的血液入口端，一允许血液流出透析器的血液出口端，一用于接收透析液的透析液入口端和一允许透析液流出透析器的透析液出口端，其中血液和透析液与所述透析膜的不同侧面相接触；
一体外回路，其具有用于从一客体接收血液的一导管，用于将血液返回至客体的一导管和一血液泵，该血液泵用于将血液从客体输送到透析器，并将血液返回至客体；以及一透析回路，其具有用于从透析液中清除杂质和废物的一吸附剂盒，一个或多个用于在吸附剂盒与透析器之间输送透析液的导管，以及一透析液泵，其用于将透析液从吸附剂盒输送到透析器并将透析液返回至吸附剂盒，所述吸附剂盒具有一透析液入口端和一透析液出口端；
其中所述吸附剂盒包括：
至少一个吸附剂盒体，其具有与一输出口液体连通的一第一输入口和一第二输入口，其中所述第一输入口限定了一第一流动路径，所述第二输入口限定了一第二流动路径；以及
所述第一流动路径具有至少一内部空间或设于所述吸附剂盒体内的吸附剂材料，该至少一内部空间或设于所述吸附剂盒体内的吸附剂材料不与所述第二流动路径液体连通，其中所述吸附剂盒能够从一液体中清除至少一种杂质或废物。
27.含有一吸附剂的一吸附剂盒的使用，其用于从一外部液体中清除至少一种杂质或废物，所述吸附剂盒具有至少一第一吸附剂盒体，该吸附剂盒体具有与一输出口液体连通的一第一输入口和一第二输入口，其中所述第一输入口限定了一第一流动路径，所述第二输入口限定了一第二流动路径，所述第一流动路径具有至少一内部空间或设于所述第一吸附剂盒体内的吸附剂材料，该至少一内部空间或设于所述第一吸附剂盒体内的吸附剂材料不与所述第二流动路径液体连通；所述吸附剂盒还具有一第二吸附剂盒体，其中所述第一输入口允许一液体进入第一吸附剂盒体，所述第二输入口允许一液体进入所述第二吸附剂盒体。
双流吸附剂盒
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求申请日为2011年8月22日，申请号为61/526,209的美国临时申请的优先权权益，该美国临时申请通过引用纳入本申请中。
技术领域
[0003] 本申请涉及吸附剂盒，其用于血液透析系统中的透析液再生，包括用于血液透析和血液滤过的便携式系统，血液透析和血液过滤用于在诸如终末期肾病（End Stage Renal Disease，ESRD）的病理条件下的治疗。该系统和方法包括具有一透析器的一系统，控制部件，用于透析液的一吸附剂盒，该吸附剂盒构造为贮存锆基材料并提升系统的安全性。进一步地，该系统和方法包括一吸附剂盒，其具有两条穿过吸附剂盒的用于透析液再生的流动路径。本公开本文还进一步涉及通过方法和装置治疗慢性肾病（Chronic Kidney Disease，CKD），该治疗允许患者在治疗期间依然能走动。
背景技术
[0004] 透析是处理患有肾衰竭的患者血液中积聚尿素的最常应用的生理原理。应用于透析治疗的透析膜通常仅根据分子质量进行选择，而不根据诸如电荷的其他属性进行选择。照此，尿素，离子和其他小分子物质能够畅通无阻地穿过透析膜，从一较高的浓度朝一较低的浓度移动，从而降低患者血液中这些种类物质的浓度。在透析液再次用于透析之前，进入透析液的废物和杂质通过一吸附剂盒被清除。
[0005] 为了再次使用已用过的透析液，积累的废物和杂质必须从已用过的透析液中清除，并且再生透析液的成分和pH值必须为生理相容性进行调整。用于对已用过的要再次使用的透析液体进行再生的装置通过各种吸附剂主要对尿素，铵离子，尿酸，肌酸酐和磷酸盐进行清除。例如，于1970年代引入的再循环透析液系统（Recirculating Dialysate System，REDY）采用一吸附剂盒，已用过的透析液通过吸附剂盒进行再循环和再生。然而，由REDY系统生成的再生透析液却受制于pH值的变化和需要持续调节的钠元素。
[0006] 0005此外，采用吸附剂技术的传统透析系统（例如REDY系统）通常采用低通量透析器并调节透析液的压力以实现患者液体净清除（net patient fluid removal）。一透析器的UF系数说明了通过透析器的过滤速率，该过滤速率是由于穿过透析器膜的压差而产生的，通常被称为跨膜压力。该跨膜压力通过公式TMP算得，TMP=((血液入口压力+血液出口压力)/2)-((透析液入口压力+透析液出口压力)/2)。该公式通常被缩短为TMP=静脉回流压力-透析液压力。低通量血液透析器具有一UF系数，其小于8ml（水通量）/hr/mmHg（跨膜压力）。采用传统的吸附剂系统来阐明液体清除，一典型的低通量透析器可以具有一4ml/hr/mmHg的UF系数。期望的每小时液体清除量除以透析器的UF系数可以计算获得液体清除速率所必需的压力。例如，若UF系数为4mL/hr/mmHg，0.5L/hr的每小时速率会产生一125mmHg的所需跨膜压力（TMP）。125mmHg是以每小时0.5L的速率清除液体所需的跨膜压力。静脉压力是血液流动速率和血液回流限制（针和通道）的函数。由于不能设定静脉回流压力来控制液体清除速率，因此必需要计算所需的透析液压力。操作人员通过公式来计算透析液压力：透析液压力=静脉压力-TMP，当静脉回流压力为75mmHg时，透析液压力（DP）=75－125=-50mmHg。在该例子中，使用者必须将透析液压力调节至-50mmHg以获得125mmHg的跨膜压力（TMP）。由于静脉压力会在治疗过程中波动，因此操作人员必须经常调节透析液压力，这并不适应于一非医学专业人士或一驻家患者。采用高通量透析器，仅通过压力是不足以准确控制超滤的，因为在超滤过程中液体会更自由地移动穿过透析器膜。为了在使用高通量透析器的传统血液透析中控制超滤，可以采用平衡腔（balancing chambers）、流量传感器或其他方法来平衡出入透析器的流量。在CRRT（continuous blood purification machine，连续血液净化机）装置中，以精确度量控制的泵被要求非常准确地控制出入透析器的流量。
[0007] 透析液再循环技术的进一步发展使得系统采用各种吸附剂介质，包括活性炭，脲酶，以及锆基、铝基和镁基化合物。与已用过的透析液的吸附剂再生相关的一个问题是释放钠离子的积聚，其是吸附过程中的一个副产品，吸附过程通过阳离子交换而进行。进一步地，诸如钙，镁，钾的电解质通过吸附剂和去离子介质被从已用过的透析液中清除，并且必须在再使用之前回加至透析液中，这会降低作为吸附剂介质使用的阳离子交换材料的使用寿命。
[0008] 此外，吸附剂盒通常由昂贵的材料制成，如锆基材料。尿素——血液中的主要代谢废物，其是一种中性的、水溶性的化合物，使得尿素难以通过大量吸附从透析液中被清除。尿素通过存在于吸附剂盒内的一种酶转化，将尿素转化为氨和二氧化碳。在透析液的微碱性pH值的环境下，氨以带正电荷的铵离子形式而存在，带正电荷的铵离子更易通过离子交换材料被吸附。然而，使用离子交换材料清除尿素/铵，同时也清除了存在于透析液中的用于保持生理相容性的其他电解质，包括Mg2+和Ca2+和K+。由吸附剂盒中的锆材料提供的很大一部分阳离子吸附能力及由此的铵吸附能力都被Mg2+和Ca2+和K+的吸附消耗掉了。因此明确需要保存铵的吸附能力。
[0009] 专利号为3,669,878，发明人为马兰士等人（Marantz et al.）的美国专利文献描述了通过脲酶、碳酸铵和磷酸锆从使用过的透析液中清除尿素和铵离子。专利号为3,669,880，发明人为马兰士等人（Marantz et al.）的美国专利文献描述了引导一被控量的透析液通过磷酸锆、活性炭和水合氧化锆组。专利号为3,850,835，发明人为马兰士等人
（Marantz et al.）的美国专利文献描述了水合氧化锆离子交换介质的生产。专利号为3,
989,622，发明人为马兰士等人（Marantz et al.）的美国专利文献描述了通过氧化铝和硅酸镁介质吸附脲酶，以将液体尿素转化为碳酸铵。在专利号为4,581,141的美国专利文献中，阿什（Ash）描述了通过钙基阳离子交换剂、脲酶以及脂肪族羧酸树脂从透析液中清除尿毒症废物。专利号为4,826,663，发明人为阿尔贝蒂等人（Alberti et al.）的美国专利文献描述了一种制备磷酸锆离子交换剂的方法。申请人为Wong，专利号为6,627,164的美国专利文献介绍了用于肾脏透析中的离子交换的碳酸锆钠（sodium zirconium carbonate）的生产。在专利号为7,566,432的美国专利文献中，Wong介绍了用于在再生透析中的离子交换的磷酸锆颗粒的生产。专利号为6,818,196和7,736,507的美国专利文献，公开号为2002/
0112609，2010/0078387和2010/00784330的美国专利文献，其发明人都为Wong，其描述了采用碳酸锆钠净化透析溶液的吸附剂盒。专利号为6,878,283，发明人为汤普逊（Thompson）的美国专利文献，专利号为7,776,210，发明人为罗森鲍姆等人（Rosenbaum et al.）的美国专利文献，公开号为2010/0326911，发明人为罗森鲍姆等人（Rosenbaum et al.）的美国专利文献，公开号为2010/0078381，发明人为麦钱特（Merchant）的美国专利文献，公开号为
2009/0127193，发明人为厄普代克等人（Updyke et al.）的美国专利文献，以及公开号为
2011/0017665，发明人为厄普代克等人（Updyke et al.）的美国专利文献描述了具有多种类型过滤介质的过滤盒，过滤介质包括锆化合物，脲酶及用于透析系统的氧化铝。申请号为WO2009/157877A1的国际专利文献描述了一脲酶材料，其具有固定于一基质上的脲酶，该基质与阳离子交换材料或磷酸锆材料混合，以改善减少堵塞的可使用性，并提高由脲酶产生的铵离子的吸附。
（Marantz et al.）的美国专利文献描述了水合氧化锆离子交换介质的生产。专利号为3,
989,622，发明人为马兰士等人（Marantz et al.）的美国专利文献描述了通过氧化铝和硅酸镁介质吸附脲酶，以将液体尿素转化为碳酸铵。在专利号为4,581,141的美国专利文献中，阿什（Ash）描述了通过钙基阳离子交换剂、脲酶以及脂肪族羧酸树脂从透析液中清除尿毒症废物。专利号为4,826,663，发明人为阿尔贝蒂等人（Alberti et al.）的美国专利文献描述了一种制备磷酸锆离子交换剂的方法。申请人为Wong，专利号为6,627,164的美国专利文献介绍了用于肾脏透析中的离子交换的碳酸锆钠（sodium zirconium carbonate）的生产。在专利号为7,566,432的美国专利文献中，Wong介绍了用于在再生透析中的离子交换的磷酸锆颗粒的生产。专利号为6,818,196和7,736,507的美国专利文献，公开号为2002/
0112609，2010/0078387和2010/00784330的美国专利文献，其发明人都为Wong，其描述了采用碳酸锆钠净化透析溶液的吸附剂盒。专利号为6,878,283，发明人为汤普逊（Thompson）的美国专利文献，专利号为7,776,210，发明人为罗森鲍姆等人（Rosenbaum et al.）的美国专利文献，公开号为2010/0326911，发明人为罗森鲍姆等人（Rosenbaum et al.）的美国专利文献，公开号为2010/0078381，发明人为麦钱特（Merchant）的美国专利文献，公开号为
2009/0127193，发明人为厄普代克等人（Updyke et al.）的美国专利文献，以及公开号为
2011/0017665，发明人为厄普代克等人（Updyke et al.）的美国专利文献描述了具有多种类型过滤介质的过滤盒，过滤介质包括锆化合物，脲酶及用于透析系统的氧化铝。申请号为WO2009/157877A1的国际专利文献描述了一脲酶材料，其具有固定于一基质上的脲酶，该基质与阳离子交换材料或磷酸锆材料混合，以改善减少堵塞的可使用性，并提高由脲酶产生的铵离子的吸附。
[0010] 关于在再生透析液中的杂质控制，专利号为4,460,555，发明人为汤普逊（Thompson）的美国专利文献以及专利号为4,650,587，发明人为波拉克等人（Polak et al.）的美国专利文献，描述了用于从水溶液中清除氨的磷酸镁介质。公开号为2009/
0282980，发明人为古拉等人（Gura et al.）的美国专利文献描述了在透析液系统中使用的脱气装置，透析液系统中具有脲酶介质。
0282980，发明人为古拉等人（Gura et al.）的美国专利文献描述了在透析液系统中使用的脱气装置，透析液系统中具有脲酶介质。
[0011] 需要一种由患者使用的、移动的或以家庭为基础的系统的无人监督的运行，其将系统的安全性最大化至超过在一临床环境中运行所需的水平。还需要减少消耗材料（如吸附剂盒）的成本，消耗材料包括在由单个患者使用的移动或以家庭为基础的系统内。进一步地，还需要一种对于患者友好的、可穿戴的和/或便携的透析系统（也统称为以可移动的系统（mobile-based systems）），该透析系统能够基于一较小的透析液量进行操作，并且适用于日常持续透析或短期透析。
发明内容
[0012] 本发明涉及一透析系统，其具有一适合患者在透析治疗过程中携带或穿戴的尺寸和重量。在任一实施例中，一吸附剂盒具有至少一盒体，该盒体具有一第一输入口和一第二输入口，这两者都与一输出口液体连通，其中，所述第一输入口限定了一第一流动路径，所述第二输入口限定了一第二流动路径。所述第一流动路径具有至少一内部空间或设于所述盒体中的吸附剂材料，该至少一内部空间或设于所述盒体中的吸附剂材料不与所述第二流动路径液体连通。进一步地，所述吸附剂盒能够从一液体中清除至少一种杂质或废物。吸附剂盒具有用于再生一透析液的两条流动路径。
[0013] 在任一实施例中，一吸附剂盒的一第一流动路径可以使一液体通过一含脲酶材料，一磷酸锆材料，一氧化锆材料和一活性炭材料及其组合的任意其中之一。
[0014] 在任一实施例中，一吸附剂盒的一第二流动路径可以使一液体通过一混合的阴离子和阳离子去离子树脂（mixed anion and cation de-ionization resin）和一活性炭材料及其组合的任意其中之一。
[0015] 在任一实施例中，引入到一吸附剂盒的一第一输入口的一液体穿过一第三内部空间，但不穿过一第四内部空间。
[0016] 在任一实施例中，引入到一吸附剂盒的一第二输入口的一液体穿过一第四内部空间，但不穿过一第三内部空间。
[0017] 在任一实施例中，引入到一吸附剂盒的一第二输入口的一液体穿过一第四内部空间，但不穿过一第三内部空间和一第二内部空间。
[0018] 在任一实施例中，引入到一吸附剂盒的一第二输入口的一液体穿过一第四内部空间，但不穿过一内部空间和一第一内部空间。
[0019] 在任一实施例中，本发明的吸附剂盒可以被用于一便携式透析系统，该系统具有一透析器，该透析器具有一透析膜、一用于接收血液的血液入口端、一允许血液流出透析器的血液出口端，一用于接收透析液的透析液入口端和一允许透析液流出透析器的透析液出口端，其中，所述血液和所述透析液与透析膜的不同侧相接触。血液在一体外回路上循环通过一透析器，该体外回路具有一用于接收来自于一客体内的血液的导管和一用于将血液返回至一客体体内的导管，一血液泵，其用于将来自客体的血液输送通过体外回路和透析器，其中血液从客体体内被输送至透析器，然后回到客体体内。透析液在一透析回路上被输送通过透析器，该透析回路具有一吸附剂盒，该吸附剂盒用于从透析液中清除杂质和废物，一个或多个在所述吸附剂盒和所述透析器之间输送透析液的导管，以及一用于将透析液从吸附剂盒输送到透析器，再输送回吸附剂盒的透析液泵，所述吸附剂盒具有一透析液入口端和一透析液出口端。
[0020] 在任一实施例中，一第一流动路径包括一脲酶材料和一磷酸锆材料。所述第一流动路径包括一含脲酶材料，一磷酸锆材料，一氧化锆材料和一活性炭材料及其组合的任意其中之一，所述第二流动路径包括一混合阴离子和阳离子去离子树脂和一活性炭材料及其组合的任意其中之一。所述吸附剂盒包括第一和第二盒体，其中所述第一输入口允许一液体进入第一盒体，所述第二输入口允许一液体进入第二盒体。
[0021] 在任一实施例中，一第二盒体具有一输出口，其与一导管连接，该导管用于将液体输送至另一盒体的一侧口。所述吸附剂盒具有一盒体，该盒体具有一顶部和顶部侧壁以及一底部和底部侧壁，所述底部具有一大于顶部的平均直径，其中所述盒体的一下游开口和一上游开口是基本平行的。一第一模塑外壳具有一第一内部空间，该第一内部空间由一个或多个侧壁形成，该一个或多个侧壁形成了所述第一模塑外壳的一下游开口和一上游开口，还具有若干在一垂直于下游开口的方向上从第一模塑外壳突出的间隙器。一第二模塑外壳具有一第三内部空间，该第三内部空间由一个或多个侧壁形成，该一个或多个侧壁上形成了所述第二模塑外壳的一下游开口和一上游开口，所述第二模塑外壳具有一环形周边部分，该环形周边部分具有若干形成于下游内的开口。所述第一模塑外壳设于所述盒体内，所述第一模塑外壳的下游开口和上游开口平行于所述盒体的上游开口和下游开口，并且一第一内部空间形成于所述第一模塑外壳的下游开口和所述盒体的下游开口之间，并且一第一流动通道空间形成于所述第一模塑外壳的一个或多个侧壁与所述盒体的侧壁之间。所述第二模塑外壳设于盒体的内部，所述第二模塑外壳的下游开口和上游开口平行于所述盒体的下游开口和上游开口，并且一第四内部空间形成于所述第二模塑外壳的一个或多个侧壁与所述盒体的一个或多个侧壁之间，其中所述第四内部空间与所述第一流动通道空间液体连通。
[0022] 在任一实施例中，一吸附剂盒包括一盒体，该盒体具有一顶部和顶部侧壁以及一底部和底部侧壁，所述底部具有一大于顶部的平均直径，其中所述盒体的一下游开口和一上游开口基本平行。
[0023] 在任一实施例中，一吸附剂盒具有一个或多个设于盒体内的模塑外壳，其中该第一内部空间形成于其中一模塑外壳的一下游开口和所述盒体的下游开口之间，但附加条件是所述盒体的一第一内部空间不位于一个或多个模塑外壳的内部。
[0024] 在任一实施例中，一个或多个模塑外壳包括一第一模塑外壳，该第一模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第二内部空间和该一个或多个侧壁形成的所述第一模塑外壳的一下游开口和一上游开口。
[0025] 在任一实施例中，一个或多个模塑外壳包括一第二模塑外壳，该第二模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第三内部空间和该一个或多个侧壁形成的所述第二模塑外壳的一下游开口和一上游开口。
[0026] 在任一实施例中，一第二模塑外壳具有一环形周边部分，该环形周边部分具有若干形成于其上的开口。
[0027] 在任一实施例中，一第一模塑外壳具有若干从基本垂直于所述盒体的下游开口的方向上从第一模塑外壳突出的间隙器。
[0028] 在任一实施例中，一第一流动通道空间形成于所述第一模塑外壳的一个或多个侧壁与一盒体的侧壁之间。
[0029] 在任一实施例中，一第二模塑外壳的一下游开口和一上游开口平行于一盒体的一下游开口和一上游开口，并且一第四内部空间形成于所述第二模塑外壳的一个或多个侧壁和所述盒体的一个或多个侧壁之间。
[0030] 在任一实施例中，一个或多个模塑外壳包括一第一模塑外壳，该第一模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第二内部空间和该一个或多个侧壁形成的所述第一模塑外壳的一下游开口和一上游开口，并且一个或多个模塑外壳包括一第二模塑外壳，该第二模塑外壳具有由一个或多个侧壁形成的一第三内部空间和该一个或多个侧壁形成的所述第二模塑外壳的一下游开口和一上游开口。
[0031] 在任一实施例中，一吸附剂盒具有形成于一第一模塑外壳的一个或多个侧壁与所述盒体的侧壁之间的一第一流动通道空间。
[0032] 在任一实施例中，一吸附剂盒具有一第四内部空间，其与一第一流动通道空间液体连通。
[0033] 在任一实施例中，一第一流动路径和一第二流动路径完全包含于一盒体内。
[0034] 在任一实施例中，一第二模塑外壳具有与一盒体的一个或多个侧壁相接触的一环形周边部分。
[0035] 在任一实施例中，一吸附剂盒具有一与一第二模塑外壳接触的第一模塑外壳。
[0036] 在任一实施例中，一控制泵控制液体流入流出透析回路的双向流动，其中流动于体外回路和透析回路之间的液体流出量由控制泵运行的速率而改变，并且一控制容器存储控制泵从所述透析回路中清除出的液体或存储由控制泵能够被添加至透析回路的液体。
[0037] 在任一实施例中，设置一第二容器和第二容器泵向透析回路加水，被添加至透析回路的液体使得液体从所述透析回路向所述体外回路流动。
[0038] 在任一实施例中，所述透析系统具有一盛有注入液的注入液容器，该注入液包括选自钾离子，钙离子和镁离子中的一种或多种的电解质。在一控制器的控制下，所述注入液被加入至透析液中，以将钾离子，钙离子和/或镁离子的浓度维持在预定范围内。
[0039] 在任一实施例中，所述透析液由一透析液泵输送通过透析系统，透析泵的速率由一控制器控制。血液由一血液泵从一患者体内输送通过透析系统，其中所述血液泵由一控制器控制。液体的一种或多种杂质和钠离子浓度由测量进入一吸附剂盒前的液体电导率，基于液体的电导率分配吸附剂盒的一第一输入口和一第二输入口之间的液体，以及并恢复（recovering）来自于吸附剂盒的一输出口的液体来进行调节。所述吸附剂盒具有一与所述第一输入口连接的第一流动路径和一与所述第二输入口连接的第二流动路径，所述第一流动路径包括一脲酶材料，所述第二流动路径包括一混合床阴离子和阳离子交换材料（mixed bed anion and cation exchange material）。
[0040] 在任一实施例中，一血液水合状态监测器监测在体外回路中患者血液的相对血液水合状态。红细胞比容检测器监测在体外回路中患者血液的红细胞比容。在某些实施例中，不采用搏动泵（pulsatile pump）输送血液或透析液。通过使用可控的顺应性透析回路（controlled compliance dialysis circuit）由一双向运行的控制泵以间歇逆转的操作进行运行来实现对流清除率的增强。
[0041] 在任一实施例中，通过使用一清除一废物的吸附剂盒来实施的方法包括：将一客体的血管与一肾脏替代治疗系统连接，所述系统具有一体外回路，体外回路具有从客体抽出血液的一第一端和将血液返回至客体的一第二端，以及一可控的顺应性透析回路，所述体外回路和透析回路通过容纳于一透析器内的一透析膜液体连通。血液从客体流出通过所述体外回路和透析器，并返回客体。一透析液通过所述透析回路输送，以使得透析液从吸附剂盒流向所述透析器并返回至吸附剂盒中，其中至少一种废物穿过透析膜从血液扩散到透析液，吸附剂盒基本上从透析液中清除至少一种杂质或废物。运行一控制泵通过一导管以一流入方向将液体从控制容器加入至透析回路，或通过所述管道以一流出方向将液体从所述透析回路移出至所述控制容器，并在流出方向和流入方向之间间歇地转换控制泵，在流出方向上液体穿过透析膜从体外回路流向透析回路，在流入方向上液体穿过透析膜从透析回路流向体外回路，其中所述泵的间歇转换实现了至少一种废物的对流清除，该废物的分子质量小于约66000g/mol。
[0042] 在任一实施例中，一用于从一液体中清除一种或多种杂质并调节所述液体钠离子浓度的方法包括步骤：测量液体在进入一吸附剂盒前的电导率，基于所述液体的电导率在吸附剂盒的一第一输入口和一第二输入口之间分配液体，恢复（recovering）来自于所述吸附剂盒的一输入口的液体，其中所述吸附剂盒具有一与所述第一输入口连接的一第一流动路径以及一与所述第二输入口连接的一第二流动路径，该第一流动路径包括一脲酶材料，该第二流动路径包括一混合床阴离子和阳离子交换材料。在任一实施例中，该方法还包括步骤：在吸附剂盒的一入口端监测液体电导率，在吸附剂盒的一出口端监测液体电导率，至少部分地根据在吸附剂盒的入口端和出口端测得的电导率，计算由吸附剂盒吸附的尿素量。
[0043] 在任一实施例中，一用于进行肾脏替代治疗的系统具有一血液透析系统，该血液透析系统具有一可控的顺应性透析回路，一透析器，该透析器具有一透析膜，一用于接收血液的血液入口端，一允许血液流出透析器的血液出口端，一用于接收透析液的透析液入口端，和一允许透析液流出透析器的透析液出口端，其中血液和透析液与透析膜的不同侧相接触；一体外回路，其具有一用于从一客体接收血液的导管，一用于将血液返回至客体的导管和一用于从客体向透析器输送血液，并将血液返回至客体的一血液泵；以及一透析回路，其具有一用于从透析液中清除杂质或废物的吸附剂盒，一个或多个用于在吸附剂盒与透析器之间输送透析液的导管，和一透析液泵，其用于从吸附剂盒向透析器输送透析液，并将透析液返回至吸附剂盒，所述吸附剂盒具有一透析液入口端和一透析液出口端，其中所述吸附剂盒包括至少一盒体，一第一输入口，一第二输入口和一输出口，其中所述吸附剂盒具有一与所述第一输入口液体连通的第一流动路径和一与所述第二输入口液体连通的第二流动路径，所述第一流动路径具有至少一内部空间或设于所述吸附剂盒内的吸附剂材料，该至少一内部空间或设于所述吸附剂盒内的吸附剂材料不与所述第二流动路径液体连通。
[0044] 在任一实施例中，一吸附剂盒包括一吸附剂，该吸附剂用于从一外部液体种清除至少一种杂质或废物，所述吸附剂盒具有至少一盒体，该盒体具有与一输出端液体导通的一第一输入口和一第二输入口，其中，所述第一输入口限定了一第一流动路径，第二输入口限定了一第二流动路径，并且所述第一流动路径具有至少液体连通限定第二流动路径，并且所述第一流动路径具有至少一内部空间或设于所述吸附剂盒内的吸附剂材料，该至少一内部空间或设于所述吸附剂盒内的吸附剂材料不与所述第二流动路径液体连通。
[0045] 在任一实施例中，一吸附剂盒具有一用于一系统的使用，该系统具有一可控的顺应性回路，该回路用于对来自于外部液体的液体量的流动进行控制，该使用包括：操作所述系统以输送外部液体通过一外部回路和一透析器，所述外部回路通过容纳于所述透析器中的一透析膜与可控的顺应性回路液体连通；通过所述可控的顺应性回路输送一透析液，以使得透析液从吸附剂盒流向透析器，并返回至吸附剂盒，在其中至少一种废物穿过所述透析膜从外部液体扩散至透析液，所述吸附剂盒基本上从所述透析液中清除至少一种杂质或废物。
[0046] 通过以下详细描述，本发明的其它的目的，特征和优点对于本领域的技术人员是显而易见的。然而，应当理解的是，在说明本发明的一些实施方式时的详细描述和具体实施例是为了对本发明进行解释，而不构成对本发明的限制。在本发明范围内的许多变化和修改可以在不脱离本发明精神的情况下做出，并且本发明包括了所有这样的修改。附图说明
[0047] 图1示出了根据本文所公开的某些实施例中的一具有第一和第二流动路径的吸附剂盒。
[0048] 图2示出了某些实施例中运行的一具有一可控的顺应性透析回路的一血液透析装置。
[0049] 图3A至图3F示出了本文所公开的某些实施例中的形成一具有第一和第二流动路径的吸附剂盒的部件。图3A示出了一主盒体和一顶片。图3B显示了一主盒体和顶片的顶部视图。图3C示出了一第一模塑外壳。图3D显示了第一模塑外壳的顶部视图。图3E示出了一第二模塑外壳和一底片。图3F显示了第二模塑外壳和底片的俯视图。
[0050] 图4示出了本文所公开的某些实施例中的用于形成一吸附剂盒的部件的组装图，该吸附剂盒具有设于一盒体内的第一和第二流动路径。
[0051] 图5示出了某些实施例中一吸附剂盒的剖视图，该吸附剂盒具有设于一盒体内的第一和第二流动路径。
[0052] 图6示出了吸附剂盒设在一吸附剂盒支架内的一实例。
[0053] 图7A至图7D示出了吸附剂盒支架的一实施例。图7A显示了吸附剂盒支架的整体装置图。图7B示出了吸附剂盒支架的一下臂。图7C示出了吸附剂盒支架的一上臂。图7D示出了在一冲洗位置的吸附剂盒支架。
[0054] 图8A至图8C示出了具有第一和第二流动路径的一吸附剂盒的替换实施例。图8A示出了具有两个盒体的吸附剂盒。图8B示出了吸附剂盒的一个盒体和一顶片的顶部视图。图8C示出了一个盒体的底片的视图和两个盒体的底部图。
[0055] 图9示出了红细胞比容检测器的示意图。
[0056] 图10示出了阻抗检测器的示意图。
[0057] 图11示出了与各种系统部件通信连接的一控制器的示意图。
[0058] 技术方案详述
[0059] 本发明描述了其内具有至少两个流动路径的吸附剂盒，与仅具有一条流动路径的盒体相比，该吸附剂盒投入到尿素/氨的吸附中的锆材料的量更大。吸附剂盒具有两条流动2+ 2+ +
路径使得能够转移至少一部分存在于透析液中的Mg ，Ca 和K来被非锆材料吸附。在达到吸附额外铵的极限之前，提高吸附剂盒的寿命被提高了，从而提升了系统的安全性。提高吸附剂盒的使用寿命特别有利于改善没有专业监督的家用装置的安全性。进一步地，提高吸附剂盒的使用寿命还降低了运行成本，其有利于所有用于血液透析的使用。
路径使得能够转移至少一部分存在于透析液中的Mg ，Ca 和K来被非锆材料吸附。在达到吸附额外铵的极限之前，提高吸附剂盒的寿命被提高了，从而提升了系统的安全性。提高吸附剂盒的使用寿命特别有利于改善没有专业监督的家用装置的安全性。进一步地，提高吸附剂盒的使用寿命还降低了运行成本，其有利于所有用于血液透析的使用。
[0060] 还描述了具有一可控的顺应性透析回路的一便携式透析系统。一些家用系统采用一工作透析溶液的容器，该工作透析溶液量的变化取决于在治疗过程中穿过透析膜的水的整体移动（bulk movement）和/或为了稀释钠离子浓度并减少所产生的电导率所加入的水。然而，这种系统很难精确地通过诸如超滤和透析过滤等普遍使用的技术来从一患者体内清除液体，以处理在患者体内积聚的液体的同时从血液中清除废物。在本公开文本中，提供了一可控的顺应性透析回路，其用于在超滤和透析过滤中输送和再循环一透析液并从患者体内精确清除液体量。本文所描述的透析液流动路径具有主动控制进入和流出流动路径的液体流动的方式，这种方式允许超滤的精确运行，尿素清除的量化和在不具有中等重量的尿毒症废物的对流清除的进行。
[0061] 释义
[0062] 除非另有其他含义，本文所使用的所有技术术语和科学术语具有与相关领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。
[0063] 在本文中使用的冠词“一”指一个或多于一个（即至少一个）的该冠词的语法对象。例如，“一元件”表示一个元件或多于一个元件。
[0064] 术语“活性炭”是指具有一表面积大于500m2/g的一多孔碳材料。活性炭能够吸附多种物质，包括：诸如铅，汞，砷，镉，铬和铊等其他的重金属，诸如氯和氯胺的氧化剂，氟离子，诸如磷酸盐的废物，以及诸如肌酐和尿酸的某些含氮废物。
[0065] 术语“给予着”（administering），“给予”（administer），“输送着”（delivering），“输送着”（deliver），“引入着”（introducing），“推注”（bolus）和“引入”（introduce）可以互换使用，以表示水或一药剂被引入一需要的患者体内，药剂包括电解质和碱和/或碱土离子，其可以进一步地表示水，任何药剂或碱和/或碱土离子被引入至一透析液或透析回路中，在此这些水，药剂或碱和/或碱土离子将通过扩散、横穿过一透析膜或其它手段进入患者血液。
[0066] 术语“防气阀”（air trap）是指一用于将气体从气液混合物中分离出来的结构。一防气阀可以包括一允许气体通过但防止液体通过的疏水膜。
[0068] 一“生物相容性材料”是一材料，其具有在本文所预期的特定的医疗系统、治疗方法或输送方法中以一可接受的宿主反应与活体生物组织配合的能力。生物相容性材料可以由合成的，天然的或改性天然聚合物组成，意在与本文包含的任意一项发明申请中的生物系统相接触或相互作用。
[0069] 术语“钙交换树脂”是指有能力通过释放钙离子进入一与钙离子交换树脂接触的溶液中，并从溶液中吸附其他阳离子来进行阳离子交换的一材料。
[0070] 术语“导管”是指具有使液体可以流经或移动的空隙容积的一管子或一通道。导管可以具有平行于液体流动方向的一维度（dimension），该维度明显长于正交于液体流动方向的维度。
[0071] “慢性肾病”（CKD）是一状况，其以一段时间内慢慢丧失肾脏功能为特征。慢性肾病最常见的原因是高血压，糖尿病，心脏病和引起肾炎的肾病。慢性肾病也可由感染或尿道阻塞引起。若慢性肾病发展下去，它能够导致终末期肾病（ESRD），肾脏在终末期肾病阶段无法适当发挥其功能。
[0072] 术语“通信”包括但不限于系统电气元件的连接，该连接直接地或远程地在元件中或元件之间传输数据。该术语还包括但不限于系统液体元件的连接以使液体在该元件中或元件之间交互。
[0073] 术语“包括”包括但不限于跟随于术语“包括”后的任何内容。因此，使用该术语表示所列元件是必需的或强制性的，但其他元件是可选的，可能存在或可能不存在的。
[0074] 术语“电导仪”或“电导率传感器”是指一用于测量一溶液的电导率的装置。
[0075] 术语“由……组成”包括并限制跟随于术语“由……组成”后的任何内容。因此，该术语表示所列元件是必需的或强制性的，并且没有其他元件存在。
[0076] 术语“基本由……组成”包括跟随于术语“由……组成”后的任何内容，以及不影响本文所描述的装置、结构和方法的基本操作的附加元件、结构、动作或特征。
[0077] 术语“控制泵”是指双向地抽取液体以主动控制液体进出一隔室或回路的转移量的可操作泵。
[0078] 术语“控制容器”是指一刚性或非刚性的管子或容器，其可通过接入控制泵而盛有一可变化量的液体。
[0079] 一“控制系统”由部件的组合而构成，这些部件共同作用以将一系统维护在期望的一系列功能要求上。该控制系统可以使用构造为交互运行以维持期望的功能要求的处理器，存储器和计算机部件。该控制系统还可以包括本领域已知的液体控制部件和溶质控制部件以维持功能要求。
[0080] 一“控制器”，“控制单元”，“处理器”或“微处理器”是一监测和影响一给定系统的运行状况的装置。该运行状况通常是指系统的输出变量，这些输出变量能够通过调节某些输入变量而被影响。
[0081] 术语“可控的顺应性”（controlled compliance）和“可控的顺应的”（controlled compliant）描述了主动控制转入或转出一隔室或一回路的液体量的能力。在某些实施例中，在一透析液回路中的液体的可变量通过一个或多个泵的控制被扩大和收缩了。系统中的液体量减去系统处于运行状态下附加的容器，通常是恒定的。该附加的容器使得系统能够通过抽出液体并将期望的液体量存储于附加控制容器，和/或通过向患者提供再平衡液体并清除废物来调节患者的液体量。可替换地，存储于与透析液回路连接的一控制容器中的液体可以被用于超滤（UF）和/或输送一注入液。术语“可控的顺应性”和“可控的顺应的”不与术语“非顺应的容积”（non-compliant volume）混淆，“非顺应的容积”仅仅是指一管子、导管、容器、通道或盒子，其在空气被从一限定空间（例如管子、导管、容器、通道或盒子）中抽出后阻止一液体量的引入。
[0082] 术语“对流清除率”是指溶剂分子穿过半渗透屏障而产生的力所导致的溶质分子或离子穿过半渗透屏障的移动。
[0083] 术语“透析液”描述了一液体，来自于一液体的溶质通过一膜透析扩散到其中。一透析液通常包含电解质，电解质的浓度接近于血液中电解质的生理浓度。
[0084] “透析”是过滤的一种类型，或者是通过一膜选择性扩散的一过程。通过扩散穿过一膜，透析使具有一特定范围分子量的溶质从一要被透析的液体中清除到一透析液中。在透析过程中，被透析的液体穿过一过滤膜，同时透析液穿过该膜的另一侧。溶解的溶质通过液体间的扩散而被输送穿过过滤膜。透析液用于将溶质从待透析的液体中清除。透析液还可以向其他液体提供富集（enrichment）。
[0085] 术语“透析膜”可以指一选择性的半渗透屏障，其允许一特定范围分子量的溶质穿过屏障的扩散，或可选的指一高渗透性膜，其是半渗透膜的一种类型，它比一常规血液透析系统的半渗透膜更透水，常规血液透析系统具有一透水性很低的半渗透膜，这样就不需要超滤控制器来防止来自患者血液中水的过量流失。在高渗透性血液透析过程中，系统利用对流（通过一高的超滤速率）和/或扩散（通过透析液的一浓度梯度）从患者血液中清除毒素或过量液体。在某些非限制性实施例中，高渗透性血液透析中的半渗透膜具有一大于8毫升每小时每常规毫米汞柱的体外超滤系数（Kuf），其是采用牛科动物或过期人血测得的。
[0086] 术语“稀释液”是指一液体，其电导率小于其加入的一液体的电导率。
[0087] 术语“电解质”是指溶解于一水性介质中的一碱或一碱土阳离子。
[0088] 术语“过滤”是指通过使液体穿过一某些溶质或悬浮液无法通过的过滤介质，而从一液体中分离溶质的一过程。过滤是由穿过膜的压力差而驱动的。
[0089] 术语“固定容积”是指在一管子或容器内能够容纳不可压缩的液体的最大量并阻止任何超过该最大量的液体量加入的三维空间。
[0090] 术语“液体连通”是指包含在隔室内的至少两相液体能够通过一半渗透屏障来交换物质，该物质是溶剂或溶质分子或离子，或是指允许一液体通过一通道、熔块（frit）等独立的限定区域从一限定区域移动到另一限定区域。
[0091] 术语“熔块”（frit）和“垫片熔块”（spacer frit）是指生物相容的、具有约1μm至300μm孔隙率的一材料。该材料可以是一个或多个生物相容的、可压缩的一开孔聚合物或泡沫或类似材料。
[0092] 术语“相对血容量监测器”（relative blood volume monitor）是指测量血液中的任何溶质或固体物质浓度的任何装置。相对血容量监测器的非限制性实施例包括用于测量氧合血红蛋白，脱氧血红蛋白，红细胞比容或红细胞计数的浓度，渗透压或血液中的总蛋白浓度的装置。
[0093] 术语“相对血容量水合状态”（relative blood volume hydration status）是指在一段时间内血液中的任何目标溶质或固体物质水平的相对变化。目标溶质或固体材料的非限制性实施例包括氧合血红蛋白，脱氧血红蛋白，红细胞比容或红细胞计数，渗透压或血液中的总蛋白浓度。相对血容量水合状态可以通过观察一信号的变化进行监测，而无需确定目标溶质或固体物质的绝对浓度，该信号对血液中的任何目标溶质或固体物质的水平作出响应。
[0094] “血液过滤”是指血液穿过一半渗透膜而被过滤的一种治疗。水和溶质通过压力驱动的对流穿过膜而被从血液中清除。在血液过滤中，那些小到能够穿过与血浆浓度相称的膜的溶质被清除。驱动力是一压力梯度，而非一浓度梯度。一正向静水压力（hydrostatic pressure）驱动水和溶质穿过过滤膜从血液隔室到滤液隔室而被排出。小的和大的溶质通过由静水压力引导的水的流动以一相似的速率被拖动穿过膜。因此，对流克服了出现于血液透析中的较大溶质的清除速率降低（由于其扩散速率慢）。溶质清除速率与从血液回路中清除的液体量是成比例的，可以对其进行调节以满足一临床情况的需要。通常，从患者体内清除大量的等离子体水（plasma water）需要大量的替代物。置换液（通常为一与患者所需的等离子体水组分接近的缓冲溶液）其可以在过滤前或过滤后给予（预稀释模式，后稀释模式）。
[0095] “透析”是血液和一称为透析液的“清洗液体”通过一半渗透膜隔开但相互接触的一技术。在沿着既有的浓度梯度扩散时，在膜的渗透性范围内的溶质通过膜。血液透析使用的透析液具有可溶性离子（例如钠离子，钙离子和钾离子等），其并非纯水。膜的筛分性能阻止超过某一阈值的所有溶质穿过膜。一个常见的筛分性能为“白蛋白筛分”。在多数情况下，不希望在肾脏替代治疗中清除白蛋白，因为较低的血清白蛋白与死亡率的上升相关。术语“白蛋白筛分系数”可以用来描述穿过膜的白蛋白的量。
[0096] 术语“红细胞比容”是指红细胞在血容量中所占的比例。
[0097] “血液透析滤过”是一将血液过滤和血液透析结合的治疗。
[0098] 术语“阻抗计”是指用于测量一物体或结构对一交流电的抵抗的一装置。
[0099] 术语“注入液容器”是指一用于容纳一种或多种盐的溶液以调节一透析液的组分的容器，其可以是刚性或非刚性的。
[0100] 术语“注入液”是指一种或多种用于调节一透析液成分的盐的溶液，例如钙盐、镁盐和钾盐。
[0101] 术语“杂质物质”是指来源于非蒸馏水，一吸附剂盒或一患者或客体血液以外的来源的一分子或离子物质，其包括氯、氟离子和含铝物质。
[0102] 术语“含氮废物”是指来自一患者血液中的任何非聚合含氮有机化合物。含氮废物包括尿素和肌酐。
[0103] 术语“废物”或“废产物”是指任何来自患者或客体的分子或离子物质，其包括代谢废物，包括氮或硫原子的分子或离子物质，中等重量的尿毒症废物和含氮废物。废物被具有一健康肾脏系统的个体保持在一特定的体内平衡范围内。例如，对于具有一健康肾脏系统的个体来说，血液中的含氮废产物通常低于30ml/dL，无机磷酸盐通常在2.5-4.5ml/dL的范围内，但不必定限定于这一范围内。对肾脏功能受损的个体来说，血液中的废产物会升高。
[0104] 术语“非顺应的容积”（non-compliant volume）是指在空气从一限定空间（例如一管子，管道，容器，通道或盒子）中被清除后，抵抗一液体量引入的一管子，管道，容器，通道或盒子。
[0105] 术语“血氧计”（oximeter）是指一用于测量一血容量所携带的氧气量的装置。
[0106] 术语“鲁尔连接器”（luer connector）或“鲁尔适配器”（luer adapter）是指符合国际标准化组织（ISO）的标准594的适配器或连接器。
[0107] 术语“圆锥形的”是指具有如本文所定义的“锥形”的一盒子或容器的一形状，其中横截面的直径垂直于盒子或容器的轴线，横截面的直径沿着轴线从一较小直径转变为一较大直径或从一较大直径转变为一较小直径。
[0108] 术语“圆柱形”是指一盒子或容器的形状，该盒子或容器的垂直于盒子或容器轴线的横截面直径基本一致。
[0109] 术语“平顶山形”（mesa）是指具有如本文所定义的“圆锥形的”和“锥形的”一盒子或容器的形状，其中垂直于盒子或容器的轴线的横截面的直径沿着轴线以一非恒定的速率进行变化。
[0110] 术语“存储器”是指一用于记录能够由微处理器（例如RAM，动态RAM，微处理器缓存，FLASH存储器或存储卡）访问的数字信息的装置。
[0111] 术语“中等重量尿毒症废物”或“中等重量尿毒症废物物质”是指可以穿过一透析膜的物质，其具有大于约1000g/mol且小于约66000g/mol的分子重量。
[0112] 术语“双向地移动液体”是指移动一液体在一屏障的任一厚度方向上穿过屏障（例如一半渗透膜）的能力。
[0113] “渗透压”（Osmolarity）被定义为每升溶液中的溶质的渗摩（osmoles）数量。因此，“高渗摩溶液”表示相较于生理溶液，一渗透压升高的溶液。某些化合物，例如甘露糖醇，可能对本文所描述的一溶液的渗透性能有影响。
[0114] “患者”或“客体”是任何一种动物物种，优选地是哺乳类，可选地为人类。客体可以是看似健康的个体，患病的个体，或正在接受疾病治疗的个体。
[0115] 术语“通道”和“输送通道”是指一液体（如透析液或血液）流过的路径。
[0117] 术语“便携式系统”或“可穿戴系统”是指一系统的整体或部分具有允许由一单一个体通过携带系统或将系统穿戴于个体身上而运送的质量和尺寸。
[0118] 术语“压力差”和“压降”是指一液体压力测量值在两个测量点的差。
[0119] 术语“压力计”是指测量一管子或容器中的气体或液体的压力的装置。
[0120] 本文所使用的术语“处理器”，“计算机处理器”和“微处理器”是广义的术语，其具有本领域的普通技术人员所知的普通含义和通常含义。该术语是指但不限于一计算机系统，状态机，处理器或类似用来实现算法或逻辑运算的设计，算法或逻辑运算使用逻辑电路来响应并处理驱动一计算机的基本指令。在某些实施例中，该术语可以包括ROM（只读存储器）和/或与其相关的RAM（随机存取存储器）。
[0123] 术语“泵”是指一通过施加抽吸或压力使液体或气体移动的装置。
[0124] 术语“快速连接器”是指由一个体通过用手或手指在没有附加工具辅助的情况下可操作地完成一连接的任何结构。快速连接器可以具有一阀，在该连接器断开时，该阀切断流动。
[0125] 术语“已用过的透析液”是指通过一透析膜已与血液接触的一透析液，该透析液包含一种或多种杂质或废物或废物物质，如尿素。
[0126] 术语“吸附剂盒”是指一盒体，其含有一种或多种从溶液中清除特定溶质（如尿素）的吸附剂材料。
[0127] 术语“吸附剂材料”是指任何用于通过物理接触和改变透析液组分来处理透析液的有用材料，其包括含脲酶材料、离子交换材料和活性炭材料。
[0128] 术语“间隙器”（standoff）是指在一物体（例如一主体或外壳）上的一模制材料件，其用于部分分开原本连接在一起的两个物体。用作垫片的间隙器在物体之间形成了一开放空间，特别地，其允许一液体通过。
[0129] 术语“进行治疗”和“治疗”是指对具有一病状或病症的一患者进行的管理和看护，其给予一种或多种治疗化合物以用于抵制或缓解症状或并发症。治疗包括给予本发明的一种或多种配方，以防止或缓解该症状或并发症，或消除疾病、病症或紊乱。如本文所用，“治疗”或“疗法”包括治疗性治疗和预防性或防止性措施。“进行治疗”和“治疗”不要求完全缓解体征或症状，不要求治愈，其包括对患者仅具有临界的或不完整的疗效的治疗方案。
[0130] 术语“超滤”是指使一液体经过过滤，其中被过滤材料是非常小的；通常该液体包括胶质的溶解溶质或很细小的固体物质，过滤器是一微孔的、纳米孔的或半渗透的介质。常见介质是膜。在超滤中，一“过滤液”或“超滤液”穿过过滤介质而从一进料液体中分离。通常，当穿过一膜的输送过程主要是由一浓度驱动力而导致的扩散时，该过程在本文中被称为透析。当输送过程主要是由一压力驱动力引导的穿过膜的整体流动（bulk flow）而导致的对流时，该过程是超滤还是血液过滤取决于需要的替代溶液，因为该膜让小溶质通过但拒绝大分子。术语“超滤”也可以是指在一透析或血液过滤过程中从血液中清除液体。也就是说，超滤是指在任何透析、血液透析滤过或过滤过程中，使液体通过一选择性膜（例如一透析膜或血液过滤膜）的过程。
[0131] 术语“空隙容积（void volume）”是指能够被一限定空间（例如本发明所述的包括其中全部部件的透析液回路）内的液体占据的一特定容积。
[0132] “扩散渗透性”是一膜的性质，其描述了由扩散而导致的渗透。扩散是溶质从一高浓度区域移动到一低浓度区域的过程。
[0133] 如本文所用的，术语“孔隙率”，其描述了一膜的开放孔隙量所占的比例。
[0134] 如本文所用的，术语“分流器”，器描述了在通道（例如血管）之间的一通路，分流器能够使流量从一路径或区域到另一路径或区域。
[0135] 如本文所用的，术语“管道装置”（plumbing），其通常描述了的阀门，导管、通道的系统，该阀门、导管、通道用于供给本发明中使用的任何液体。
[0136] 如本文所用的，术语“体外”是指位于或发生于体外。
[0137] 如本文所用的，术语“流出的透析液”，描述了透析液在被用于透析后的排出或流出。
[0138] 如本文所用的，术语“代谢废物”描述了由一患者产生的有机和无机的成分。它们可以是诸如尿素，尿酸，肌酐，氯化物，无机硫酸盐和磷酸盐的代谢产物，或诸如钠，钾等的过量的电解质。可以理解的是，具体的“代谢废物”会根据饮食和环境因素在个体之间有所变化。因此，该术语意在包括通常由一肾脏或透析清除的任何废物成分，而不对废物物质的特定类型做出限制。
[0139] 术语“工作透析溶液”是指通过一包括导管、路径、透析器和盒子的系统进行主动循环或移动的一透析液。
[0140] 用于透析再生的吸附剂
[0141] 从血液透析治疗采用的一透析器中洗脱出的透析液含有废物，例如从血液进入透析液的尿素。透析液可以进一步地包含来自于一吸附剂盒或通过非蒸馏水的引入而进入透析液的杂质。在被更新的透析液再次使用之前，吸附剂盒清除这些杂质和废物。可以完成废物和杂质的清除并对用于可控的顺应性透析回路的透析液进行再生的吸附剂材料是已知的。有用的吸附剂材料的实例包括REDY吸附剂系统。通常地，吸附剂盒包含如下四种不同类型的材料：1）一含脲酶材料，其中脲酶是一催化尿素转化成氨（铵离子）和二氧化碳的酶；2）一磷酸锆（ZrP）材料，其具有通过吸附大量的铵离子交换钠离子和氢离子而充当一阳离子交换剂的能力，其中ZrP材料还将Mg2+，Ca2+和K+离子交换为钠离子和氢离子；3）一氧化锆材料（ZrO），其通过将磷酸盐交换为醋酸盐和碳酸氢盐而充当阴离子交换剂，以及4）一活性炭材料，其具有吸附各种各样的杂质和废物的一表面积，杂质和废物包括金属离子和中等重量尿毒症废物（例如维生素B12，C反应蛋白和β2-微球蛋白），以及诸如尿酸和肌酐的其他废物。有用的吸附剂材料的实例包括REDY吸附剂系统和专利号为3,669,880；3,989,622；4,581,141；4,460,555；4,650,587；3,850,835；6,627,164；6,818,196；7,566,432的美国专利文献，以及公开号为2010/007838；2010/0084330和2010/0078381的美国专利文献，以及公开号为WO2009/157877A1的国际专利文献，其通过引用而被纳入本文。
[0142] 双流吸附剂盒
[0143] 一典型的吸附剂盒输送透析液进入盒体，使其依次通过含脲酶材料，磷酸锆材料，氧化锆材料和活性炭材料。一些吸附剂盒可以具有一附加的活性炭材料，该附加的活性炭材料在含脲酶材料之前接触已用过的透析液以清除金属离子或氟离子，这些离子能够破坏含脲酶材料。类似地，一单一的活性炭材料也可以置于含脲酶材料之前，以使该活性炭材料是透析液进入队列后所接触的第一种材料。在某些实施例中，磷酸锆可以被磷酸镁取代。
[0144] 本发明所述的吸附剂盒作为阳离子交换剂以化学计量的方式来吸附铵离子和其它阳离子（例如，K+，Ca2+和Mg2+），将其交换为钠离子和氢离子进行释放。尿素通过设于吸附剂盒内的含脲酶材料转化为氨和二氧化碳。由于透析液的微碱性pH值，氨以铵离子的形式存在。由含脲酶材料所产生的部分二氧化碳通过水解作用被转化为碳酸。在吸附剂盒的磷酸锆层中，铵离子被交换为钠和氢。在该交换中释放的钠量的化学计量是取决于磷酸锆层的过程的；然而，每个过程提供了相同的结果。通过举例的方式，一个磷酸锆材料的代表性实例是将1mEq的铵离子交换为0.15mEq的钠离子和0.85mEq的氢离子。
[0145] 在透析液穿过磷酸锆材料时，磷酸锆具有吸附存在于透析液中的所有阳离子的倾向，包括铵离子，K+，Ca2+和Mg2+。由于磷酸锆的分子筛分特性以及其相对于其它阳离子交换材料能够吸附大量铵离子的能力，磷酸锆被用于血液透析应用中。磷酸锆是一种昂贵的材料，其占了不可再生的吸附剂盒的一大部分成本。较便宜的阳离子交换材料是已知的，然而那些材料相较于磷酸锆具有较差的铵离子吸附能力。通过吸附阳离子而导致的磷酸锆耗尽或导致铵离子的漏出（breakthrough），未吸附的氨从吸附剂盒中流出，这对患者可能是极端危险的。尽管可以在系统中纳入检测铵离子漏出的安全系统，但铵离子漏出的可能性仍是一安全风险。因此，提高吸附剂盒的使用寿命改善了系统的安全性，也降低了成本。
[0146] 本文公开的是具有两条流动路径的一吸附剂盒，两条流动路径设于一单一的盒体或装置内。一第一流动路径将透析液输送进入吸附剂盒的一入口，通过一含脲酶材料、一磷酸锆材料、一氧化锆材料和一活性炭材料；该第一流动路径的吸附剂材料的顺序是可以变化的。一第二流动路径将透析液输送进入吸附剂盒的一入口，通过一混合的阴离子和阳离子去离子树脂（混合床去离子树脂）和一活性碳材料。采用混合床去离子树脂从透析液中吸附钠离子，其中钠离子浓度具有随着治疗过程而增加的趋势。同时，混合床去离子树脂还起到至少吸附部分K+，Ca2+和Mg2+的作用，若没有该作用，吸附剂盒吸附铵的能力将会降低。该吸附剂盒可以用来降透析液的电导率，同时减少吸附除铵离子以外离子的磷酸锆材料的使用。
[0147] 不经过调节，在治疗过程中的钠离子浓度将增加至不安全水平（主要归因于磷酸锆材料的作用），磷酸锆将铵离子以及K+，Ca2+和Mg2+交换为钠离子和氢离子。透析液的正常成分是：Na+：137‐142mEq/L，K+：1‐4mEq/L，Ca2+：2‐3mEq/L，Mg2+：0.5‐1mEq/L，以及HCO3‐：32‐40mEq/L。通常在溶液中也有少量的葡萄糖。在标准透析液组成中，钠离子（Na+）是透析溶液中的主要离子含量。为了获得治疗过程中添加到透析液的钠离子量级的一估计值，一日常治疗中交换的10克尿素中的铵会交换得到相当于约为180mEq的钠。Ca2+，Mg2+和K+的进一步交换产生约240mEq的钠。
[0148] 较之产生自尿素的铵离子的吸附，Ca2+，Mg2+和K+离子的吸附需要吸附剂盒具有一更大的容量。因此，采用磷酸锆材料将透析液中含有的Ca2+，Mg2+和K+离子的一部分从吸附中转移可以显著提高吸附剂盒在其使用寿命内吸附的铵离子量，并降低吸附剂盒被替换前无法吸附铵离子的可能性。仍使用上述例子，将磷酸锆材料吸附Ca2+，Mg2+和K+的量减少10%会使得磷酸锆材料吸附铵离子的能力提高将近13%。
[0149] 图1显示了本文所公开的某些实施例的一吸附剂盒102。一电导仪101于入口197处（图2）测量透析液在进入吸附剂盒102之前的电导率。电导率由控制器801监测，控制器801控制一个或多个阀215和217的动作。在有些实施例中，可以仅设置一个阀215或217，并且/或者阀215和217的其中之一可以是一三通阀。阀215和217中的一个或多个引导从一导管249进入到吸附剂盒102的透析液通过一第一流动路径250或一第二流动路径260流过吸附剂盒102。在某些实施例中，系统中只有阀215而没有阀217。
[0150] 在讨论吸附剂盒102的其他结构细节之前，将会先描述一典型的血液透析系统，该血液透析系统具有一可控的顺应的（compliant）流动路径。本领域内的技术人员需要了解图1的吸附剂盒可以用于任何适宜的系统中。图2显示了一个系统以及流动路径，该流动路径用于通过一透析器130使血液和一透析液循环流通。一分流器，例如一针或一导管，其与一患者的血管连接，以抽出血液并将患者的血液通过一体外回路140进行循环。进入分流器可以由一阀515进行控制。包括从患者体内抽出血液的那部分体外回路140可以被称为动脉管路610，动脉管路通常被理解为一从患者体内输送出血液的一管路，而不管血液是从患者的一动脉还是静脉中抽出。将血液送回至患者的那部分可以被称为静脉管路620。在某些实施例中，动脉管路610和静脉管路620与患者的一根或多根静脉连接。一血液泵125为血液在体外回路140中的流动提供动力，血液泵125通常沿动脉管路610设置。通常血液在体外管路内以50‐600ml/min的速率进行输送，并且可以由一控制器801调节至由本发明实施的一流程所需的任何适宜的速率。血液泵125可以是一蠕动泵，然而本领域内的技术人员应当知晓其他类型的泵也是可以使用的，包括隔膜泵、离心泵和梭心泵（shuttle pumps）。在某些实施例中，血液泵不是一搏动泵。
[0151] 在某些实施例中，血液泵125输送血液通过透析器130，在透析器中，血液与一高渗透性透析膜的一血液侧接触。血液经由一血液进口161进入透析器130，并经由一血液出口162流出。在透析器130之前的血液压力由一压力计133检测，在其之后的血液压力由一压力计134检测。压力计133上的压力给出了血液流入回路的充分性的一表征，增加的真空度表示流入的血液不足。压力计134上的压力表征着静脉管路620内的阻碍物。一防气阀（air trap）500沿体外回路140设置，以防止空气进入患者体内的循环系统。防气阀500并不限于一特定的设计。通常，防气阀采用一疏水膜，其通过允许空气通过膜并保留水基液体而将空气从一气液混合物中分离出来。可选地，防气阀全部运行，压力传感器采用一弹性防渗透膜以向压力传感器发送压力脉冲，因此没有直接的空气血液界面。设置空气‐液体检测器201和202是为了确保空气不会存在于体外回路140中。空气‐液体检测器201和202可以是超声波传感器，其可以检测到由于空气或气泡的存在而导致溶液密度或是扩散的变化。阀515可以用于控制进入客体的血管系统。【00146】在血液沿着体外回路140输送的过程中，肝素或一类似的抗凝剂被添加到血液中，以防止血液在透析器130或血液输送路径/体外回路140中凝结。采用一抗凝剂泵186将肝素或其他抗凝剂从一抗凝剂容器185中取出，以一按计量的速率添加。抗凝剂泵186可以是任何能够精确计量肝素的泵。可选地，体外回路140的表面可以共价连接肝素或其他抗凝剂。
[0152] 系统中的透析液通过透析回路141中的一第一透析液路径108或一显示为虚线的第二支路路径136的其中之一被输送，第一透析液路径108将透析液输送至透析器130，第二支路路径136用于绕开透析器130。第一和第二路径108和136具有一个或多个输送透析液的导管。进入第二支路路径136由阀150控制。本领域内的技术人员可以理解，三通阀150可以被一两通阀替代，其同样可以控制经由透析器130或支路路径136的流动。第一透析液路径108、第二支路路径136以及透析器130内的剩余容积（包括输送透析液的导管）共同形成了一透析回路141，其容置着系统中的透析液的循环部分的量。
[0153] 透析液在透析膜135的透析液侧被输送经过透析器130，透析液通过扩散、血液过滤或血液透析滤过清理血液中的废物（包括尿素）。透析液在一透析液入口端194进入透析器130，并从一出口端196流出。流出透析器130的透析液流经一血液渗漏检测器560，血液渗漏检测器560可以确定透析液中存在的血液，从而指示透析膜135的损坏。可以通过操作阀158来停止或控制来自透析器130的透析液的流动。操作阀158也可以防止透析液向透析器
130的回流。透析液被输送经过吸附剂盒102，以在再次被输送经过透析器130之前将废物清除。可能存在的任何杂质也都通过吸附剂盒102从透析液中被清除。透析液在一透析液入口端197进入吸附剂盒102，并从一出口端195流出。一防气阀501设置在出口端195之后，以清除通过吸附剂盒102进入透析液的气体。主动循环透析液或工作透析液溶液的量由形成透析回路141的导管和吸附剂盒102的总空隙容积决定。形成透析回路141的导管和吸附剂盒
102的空隙容积基本上是一非弹性的容积。在其他实施例中，透析回路141具有一范围约为
0.15‐0.5L的空隙容积。在其他一些实施例中，透析回路141具有一范围约为0.2‐0.4L或
0.2‐0.35L的空隙容积。本领域内的技术人员根据诸如患者体重、体型和健康状况的参数可以预期得到其他容积。该系统可以被设计为一便携系统、一桌面系统或一适用于临床环境中大量使用的大型系统。因此，比0.5‐5L更大的容积，以及与0.1‐0.5L（例如0.1‐0.2,0.1‐
0.3,0.1‐0.4,0.2‐0.3,0.3‐0.4或0.3‐0.5）一样小的容积中的微量容积根据本发明都是可行的。
130的回流。透析液被输送经过吸附剂盒102，以在再次被输送经过透析器130之前将废物清除。可能存在的任何杂质也都通过吸附剂盒102从透析液中被清除。透析液在一透析液入口端197进入吸附剂盒102，并从一出口端195流出。一防气阀501设置在出口端195之后，以清除通过吸附剂盒102进入透析液的气体。主动循环透析液或工作透析液溶液的量由形成透析回路141的导管和吸附剂盒102的总空隙容积决定。形成透析回路141的导管和吸附剂盒
102的空隙容积基本上是一非弹性的容积。在其他实施例中，透析回路141具有一范围约为
0.15‐0.5L的空隙容积。在其他一些实施例中，透析回路141具有一范围约为0.2‐0.4L或
0.2‐0.35L的空隙容积。本领域内的技术人员根据诸如患者体重、体型和健康状况的参数可以预期得到其他容积。该系统可以被设计为一便携系统、一桌面系统或一适用于临床环境中大量使用的大型系统。因此，比0.5‐5L更大的容积，以及与0.1‐0.5L（例如0.1‐0.2,0.1‐
0.3,0.1‐0.4,0.2‐0.3,0.3‐0.4或0.3‐0.5）一样小的容积中的微量容积根据本发明都是可行的。
[0154] 该可控的顺应性透析回路具有两个点，在这两个点液体可以进入透析液流动路径：1）注入液泵以及2）一控制液体穿过透析膜的运动的控制泵。该可控的顺应性透析回路采用两个主要元件进行操作：1）一体外回路，其与一患者的血管和循环系统连接，以及2）一透析回路，其具有一有限的空隙容积，该有限的空隙容积是一透析液的循环系统。该体外回路是患者循环系统向患者体外的延伸。任何添加入透析回路141的液体都会进入患者的身体；同样，任何从体外回路140中抽出的液体也均源自患者的身体。由于体外回路140和血管系统之间的连接，液体可以自由地流入和流出体外回路，因为相对较大的患者身体容积可以容纳液体的流入或作为液体的容器。下文还会进行更详细的描述的是，采用一控制泵190来主动控制体外回路140和透析回路141之间的液体流动。该能力被用来在控制从患者体内清除出净液体量（net fluid）时，提高系统的对流清除率（convective clearance）。
[0155] 导管的总空隙容积具有一基本非弹性容积，该非弹性容积阻止由于治疗过程中可能发生的压力变化而导致的液体被动地流入和流出。这是有益的，因为并不是治疗中的所有压力变化都在一使用者或操作者的精确控制之下的。一可控的顺应性透析回路通过主动控制液体流入和流出透析回路141和体外回路140来实现。按此方式，穿过透析膜135的液体量被直接控制着，并且是可以被精确确定的。在某些实施例中，透析回路141具有一范围约为0.15‐0.5L的空隙容积。在另外一些实施例中，透析回路141具有一约为0.2‐0.4L或0.2‐0.35L的空隙容积。本领域内的技术人员根据诸如患者体重、体型和健康状况的参数可以预期得到其他容积。该系统可以被设计为一便携系统、一桌面系统或一适用于临床环境中大量使用的大型系统。因此，比0.5‐5L更大的容积，以及与0.1‐0.2L（例如0.1‐0.2,0.1‐0.3,
0.1‐0.4,0.2‐0.3,0.3‐0.4或0.3‐0.5）一样小的容积中的微量容积根据本发明都是可行的。
0.1‐0.4,0.2‐0.3,0.3‐0.4或0.3‐0.5）一样小的容积中的微量容积根据本发明都是可行的。
[0156] 特别地，该可控的顺应性透析回路可以被精确控制，以将液体精确地从透析回路141中清除或将液体精确地添加至透析回路141中。由于导管、吸附剂盒102和透析回路141的其他元件的基本非弹性空隙容积，液体在任意时间段穿过透析膜135的净流动可以通过创建一将液体精确地引入或移出患者体内的方法来被精确控制。
[0157] 该可控的顺应性透析回路还具有一有益特征：液体穿过透析膜135的流动可以被控制，而不会影响透析液进入透析器130的流速。
[0158] 如图2所示，透析液通过一透析液泵138沿着透析回路141流动。当控制泵190不运行时，液体沿着透析回路141的长度以透析液泵138确定的一速率流动。当控制泵190运行时，流出透析器130以及流向导管191的液体以一速率流动，该速率是控制泵190和透析液泵138的速率的组合。然而，从进入透析回路141的导管191的入口点到透析器130，液体是以透析液泵138的速率流动的。如此，液体流向透析器130的速率就不会被控制泵190的运行而影响。透析泵可以以约10‐400ml/min的速率运行，以实现杂质从血液向透析液的扩散，该特定的速率取决于在与透析膜135的理想接触时间时的血液泵125的速率。透析液泵138和血液泵125的速率可以由一控制器801进行控制。
[0159] 从吸附剂盒102的出口端流出的经过再生的透析液可以由一电导仪104和/或一电导仪160监测。必要的电解质通过一注入液泵（infusate pump）181从一容器180中被加入到经过再生的透析液中，容器180中具有一注入液（infusate solution）。向透析液中加入注入液（例如阳离子）的位置，在某些实施例中，可以在吸附剂盒102和阀150之间，在另外一些实施例中，可以在吸附剂盒102和透析器130的透析液入口194之间。本文所描述的实施例中采用的任何电导仪的设计不进行特别的限制。然而，常规的电导仪具有两个电极，监测两个电极之间的电流。透析液中的钠离子是由电导仪104测得的电导率的主要贡献者。电导率被连续监测并被报告给控制器801，从而用来评价透析液的质量和安全性。当透析液的电导率下降到一预定的范围内，阀150就将透析液引向透析器130的透析液入口端194。阀150设于吸附剂盒102的出口端195和透析器130的透析液入口端194之间。在某些实施例中，阀150是一三通阀。可选地，透析液可以被一微生物过滤器512过滤。进入透析器130的透析液入口端194的透析液的压力由一压力计137检测。在某些实施例中，透析液电导率的预定范围约为
12.6‐15.4mS/cm。
12.6‐15.4mS/cm。
[0160] 当压力计140和/或160测得的电导率超出预定的范围时，阀150将透析液引导至虚线所示的第二透析流动路径136进行输送。进一步地，可以将阀158关闭以防止透析液回流至透析器130。如此，透析液在绕过透析器130并根据需要不与患者血液接触时，可以循环地通过吸附剂盒102。由于在阀158关闭时，透析回路141与体外回路140是分隔开的，因此当阀158处于常规运行中的一关闭位置时，控制泵190是不运转的。当系统在最开始启动泵以将体外回路140和透析回路141中的空气替换为液体时，控制泵190运转以将空气从透析回路
141中排出。
141中排出。
[0161] 由于导管和吸附剂盒102的基本非弹性空隙容积，因此体相液体（bulk fluid）或水从透析器130的体外回路140穿过膜135到透析器130的透析回路141是被阻止的。特别地，由于透析回路141的基本非弹性空隙容积，水不会穿过透析膜从体外侧被动地流动到透析液侧。如果出现了趋于增加透析膜体外侧压力的因素（例如血液流速或血液粘度增加），那么穿过膜的压力会由于透析回路141的有限容积和透析液不可压缩的特性而自动平衡。如果出现了趋于增加透析膜透析液侧的压力的因素（例如透析液流速增加），那么从透析回路141到体外回路140的水的净流动就会被一真空阻止，如果出现该净流动，真空就会形成于透析回路141中。由于透析器是高通量型的，因此某些流体通量会由于膜的血液侧和透析液侧的压力差而反复穿过透析器的膜。这是归因于溶液穿过膜所必须的低压力的局部现象，并被称为反渗透（backfiltration），但是其却不会导致患者的净液体盈亏。
[0162] 采用本文所描述的可控的顺应性透析回路，水穿过透析膜的净流动是在主动控制下发生的，而不是由于常规操作中在透析膜两侧所产生的压力差而被动发生的。控制泵190通过导管191接入该可控的顺应性透析回路141。在某些实施例中，导管191于透析器130上游的一点与该可控的顺应性透析回路141连接。顺应性控制泵190可以在一流入方向上运转，使来自于控制容器192的液体流入可控的顺应性透析回路141，或者其可以在一流出方向上运转，使来自于可控的顺应性透析回路141的液体流入控制容器192。由于透析回路141的基本非弹性容积，因此，在顺应性控制泵190在流入方向上运转时加入到该可控的顺应性透析回路中的量，导致了从透析膜135的透析液侧到透析膜135的体外侧的液体净流动。当顺应性控制泵190在流出方向上运转时，液体从透析膜的体外侧被抽出到该可控的顺应性透析回路中。在某些实施例中，顺应性控制泵190可以以约为0‐200mL/min的速率在任意方向上运转。在另外一些实施例中，控制泵190可以以约为0‐100mL/min或约为0‐50mL/min的速率在任意方向上运转。根据本发明，约0‐200mL/min中的任何范围均是可以想到的，例如约15‐185mL/min，约25‐175mL/min，约5‐75mL/min，约61‐183mL/min，约156‐193mL/min，约32‐63mL/min，约145‐199mL/min，约16‐93mL/min，约25‐175mL/min或者约29‐124mL/min。
[0163] 在控制泵190在流入方向上运转的实施例中，透析液泵138以高于控制泵的一速率进行运转，从而防止使用过的透析液回流至透析器130。透析液泵138用于将透析液从导管191接入透析回路141的点输送至吸附剂盒102。透析液泵138的运转速率比控制泵190在流入方向上的运转速率快，保证了控制容器192中的物质被输送至吸附剂盒102，而不会不先经过吸附剂盒到达透析器130。在某些实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高于约
100mL/min以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上的运转时）。例如，如果控制泵190的速率是10mL/min，那么透析液泵138可以以高于约110mL/min的速率运转，例如130mL/min，
175mL/min，210mL/min，510mL/min，760mL/min，1L/min以及1.6L/min。如果控制泵190的速率是25mL/min，那么透析液泵138可以以高于约125mL/min的速率运转，例如130mL/min，
175mL/min，210mL/min，510mL/min，760mL/min，1L/min以及1.6L/min。在一个实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高约20mL/min以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上运转时）。在其他实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高于约两倍以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上运转时）。在某些实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高于约5%以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上运转时）。例如，透析液泵可以以
6%，7%，8%，10%，15%，45%，63%，75%，100%，200%，500%，2000%或任何更高的高于控制泵190的速率的百分比运转。
100mL/min以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上的运转时）。例如，如果控制泵190的速率是10mL/min，那么透析液泵138可以以高于约110mL/min的速率运转，例如130mL/min，
175mL/min，210mL/min，510mL/min，760mL/min，1L/min以及1.6L/min。如果控制泵190的速率是25mL/min，那么透析液泵138可以以高于约125mL/min的速率运转，例如130mL/min，
175mL/min，210mL/min，510mL/min，760mL/min，1L/min以及1.6L/min。在一个实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高约20mL/min以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上运转时）。在其他实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高于约两倍以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上运转时）。在某些实施例中，透析液泵138以比控制泵190的速率高于约5%以上的速率运转（当控制泵190在流入方向上运转时）。例如，透析液泵可以以
6%，7%，8%，10%，15%，45%，63%，75%，100%，200%，500%，2000%或任何更高的高于控制泵190的速率的百分比运转。
[0164] 控制容器192不限于任何特定的结构。在某些实施例中，控制容器192可以由一弹性的或可收缩的材料制成，其可以根据承装的量而扩张。在某些实施例中，该控制容器192可以基本上是非弹性的。控制容器192可以包括一疏水的，0.2微米（μm）无菌的、无热原的且无毒的空气过滤器300，以防止细菌或内毒素进入控制容器192和透析回路141。空气过滤器300也对从控制容器192排出和进入系统的空气进行消毒。进一步地，空气过滤器300可以释放在控制容器192中的空气压力。空气过滤器300的材料可以是Millipore DualeTM的过滤器或是本领域内技术人员只晓得的一等同物。在某些实施例中，控制容器192可以具有一阀，该阀能够使患者或者客体无需中断治疗就排空控制容器192中的容积。
[0165] 如图2所示，可以采用若干传感器和监测器来判断透析系统的状态。渗漏穿过透析膜135的血液可以由一血液渗漏检测器560检测到。血液渗漏检测器560可以是一光学检测器，其具有一光源和一能够检测透析液中的红色的光检器。体外回路140和透析回路141中的空气或液体可以被空气‐液体检测器201,202和203检出，其可以是超声波传感器，超声波传感器能够检测出由于空气或气泡的存在而导致的溶液密度或扩散的变化。可以设置电导仪101,104和160来监测透析回路中透析液的成分。可以设置压力计133,134和137来判断一不安全的运行压力和/或系统的液体渗漏。该压力计可以是一传感器装置，其基于电容或压电原理运行，以将施加在表面的力值转换为一电子信号。
[0166] 超滤（UF）和增加对流清除
[0167] 顺应性控制泵190由一控制器801操作，控制器801精确考量从患者的循环系统移出和/或输入患者循环系统的液体量。如上文所述，该顺应性控制泵190基于透析回路141的基本非弹性容积而控制液体穿过透析膜135的流动。很多肾衰竭患者具有堆积的液体，其可以通过超滤来处理，在此将体相液体通过循环系统移出。顺应性控制泵190可以精确地用于确定从患者体内移出液体的精确量。除了对移出的净液体和患者的对流清除进行精确控制，精确控制通过顺应性控制泵190流出或流入的液体还可以确定在一治疗过程中清除的钠离子量（mEq Na+），该结果可以被计算并存储在控制器801的存储器中和/或显示于一控制面板上（图中未示出）。对穿过透析膜的体相液体的精确控制可以进一步用来通过对流清除提高中等重量杂质的清除率，对流清除对于中等重量的杂质（例如通过血液透析不能被很好地清除的β‐2，其较高的血清血液水平与较高的患者死亡率相关）尤其有利。为了能够控制患者液体净移除量，任何超过了理想患者液体损失量的移除液体都必须重新注入血液中。在一个实施例中，其是通过在治疗过程中反向运行控制泵190，然后采用超滤进行补偿实现的：控制泵控制=净患者UF+对流UF。控制泵反渗透受到对流UF量的约束。例如，一理想的每小时200ml的患者净液体损失量和每小时1000ml的对流，需要一控制泵190以一1000ml/hr的UF速率（流出速率）和一800ml/hr的反渗透速率（流入速率）运行，以实现净液体损失量和理想的对流清除率。这些相同的机制使得一个系统可以在必要时精确地向患者提供液体，冲洗回血以及控制液体移除。
[0168] 一溶质的扩散速度取决于该溶质的分子质量。小分子废物（例如尿素）在缺乏液体净移动时可以有效地从透析膜的体外侧扩散到透析膜的透析液侧。然而，具有较低扩散速率的大型、中型分子就不能被有效地清除。如本文所用，术语中型分子或中型尿毒症废物是指一杂质，其分子质量高于约1000g/mol而低于约66000g/mol，其包括尿毒症毒素，B12，C反应蛋白以及β2‐微球蛋白。
[0169] 在液体从透析膜135的体外侧到透析液侧的净流动过程中，溶质可以随着液体的净流动被拖着穿过透析膜135。这一被称作对流清除的过程将来自于患者血液中的中等重量废物清除出，并由吸附剂盒102吸附。一些对流清除发生在上文所述的超滤过程中。然而，对流清除量受限于通过超滤清除出的液体量。例如，如果在一4小时的治疗过程中从患者体内清除出1L液体，那么基于穿过透析膜135的1L的液体量所发生的对流清除量就是治疗过程中产生的最大的对流清除量。若不向患者体内注入额外的液体，考虑到一个人平均有约5L血液，可以被清除的液体量是受限的。进一步地，希望不从患者体内移出大量液体就可以实现对流清除。
[0170] 根据某些实施例以实现的对流清除，控制泵190在流出方向上运转，将液体从体外回路140，进而从患者体内抽出，穿过透析膜135。在液体穿过透析膜135净流出的过程中，中等质量的尿毒症废物被输送到透析液循环系统中，在此它们可以被吸附剂盒102吸附。控制泵190周期性地在流入方向上反转，以促使控制容器192中的液体进入到可控的顺应性透析回路141中，由此促使一相应的液体量进入到体外回路140并进入到患者体内。
[0171] 在控制泵190在流出和流入方向上以相同的泵速运转并运转大致相同时间的机制下，对流清除量大致等于流出速率，而不会向患者体内添加或从患者体内移出任何净液体量。例如，如果该顺应性控制泵190以10ml/min的速率运转一小时，并在流出和流入方向之间周期性地换向，那么300ml的液体从体外回路被移出，送入到可控的顺应性透析回路141中，以影响对流清除，在此相同量的液体被送回到患者体内，其在治疗结束时不会产生净液体移除量。可选地，顺应性控制泵190在流出和流入方向上运转的时间可以不相等，以影响治疗过程中的一净超滤量。例如，如果控制泵190以10ml/min的速率运转，在流出方向上以18秒的周期并间歇地在流入方向上以12秒的周期运转，那么会在流出方向上流出360ml/h的液体以影响对流清除，且120ml/h的净液体被从患者体内移出。本领域内的技术人员应当知晓，可以改变控制泵190在流出和流入方向之间的运转间隔来进一步影响发生于治疗过程中的对流清除量和净超滤量。
[0172] 血液泵125和透析液泵138分别为输送血液流经体外回路140和输送透析液流经可控的顺应性透析回路141提供大部分动力。在某些实施例中，血液泵和透析液泵可以以约在50‐300ml/min的范围内的任意速率独立地运转，该范围包括根据本发明可以想到的，约在
60‐295ml/min的范围，例如约76‐185ml/min，约85‐287ml/min，约25‐115ml/min，约45‐
273ml/min，约156‐293ml/min，约32‐163ml/min，约145‐199ml/min，约167‐193ml/min或者约29‐224ml/min。在某些实施例中，血液泵和/或透析液泵提供一恒定的负载压力以使在至少短的时间周期内的输送速率是恒定的。可以提供一恒定负载压力的泵，包括蠕动泵。
60‐295ml/min的范围，例如约76‐185ml/min，约85‐287ml/min，约25‐115ml/min，约45‐
273ml/min，约156‐293ml/min，约32‐163ml/min，约145‐199ml/min，约167‐193ml/min或者约29‐224ml/min。在某些实施例中，血液泵和/或透析液泵提供一恒定的负载压力以使在至少短的时间周期内的输送速率是恒定的。可以提供一恒定负载压力的泵，包括蠕动泵。
[0173] 建议采用模拟人体心脏搏动的搏动泵进行对流清除。如本文所述的，在已知的装置中，血液和透析液由搏动泵输送，搏动泵被设置为具有180度的相位差以实现穿过透析膜的周期性过滤。当血液泵进行一搏动动作时透析液泵静止，对流清除会因穿过透析膜的压力差的增长而发生。相反地，当透析液泵进行搏动动作且血液泵静止时，液体反渗透地穿过透析膜。然而，这种系统会受制于增加的凝血。期望的是，在透析结束前的30‐60分钟停止给与肝素或其他抗凝剂，从而到治疗结束时恢复正常的凝血。但是血液在低流速时会明显变得更粘。此外，蛋白质包裹了开始凝血连锁反应（clotting cascade）的膜表面。由搏动泵的动作产生的血液循环的周期性的放缓有助于在体外回路中发生凝血。血液凝结妨碍了治疗的完成。
[0174] 上文所述的采用搏动泵进行对流清除的方法要求通过透析器的血液流速和透析液流速类似，以保证正常的运行。产生于透析器内的透析膜任意一侧的压力取决于流速，透析液和血液的流速应当是接近的，从而在穿过透析膜的两个方向上实现相同的液体流动。特别地，当采用搏动泵增加对流清除率时，血液流速与透析液流速的比率最好是从3:4到4:
3。采用搏动泵进行对流清除也会增加血液浓缩，而血液浓缩会提高血液凝结的风险。当通过透析器的血液流速要相对低于通过透析器的透析液流速时，在一单位时间内从体外回路中抽出的任何特定的液体量都会导致较多的血液浓缩量。也就是说，随着血液流速的降低，从体外回路中移出的液体量也会从一更少的血液量中清除出来的。如上文所述，当采用搏动泵进行对流清除时，血液流速与透析液流速的比率最好是从3:4到4:3。采用如本文所述的可控的顺应性透析回路，穿过透析膜135的液体的净流出是由控制泵190控制的，而不是由血液和透析液之间的流速比率控制的。如此，血液流速与透析液流速的比率可以设定为减少血液浓缩的一值，血液浓缩是将液体从体外回路中抽出导致的。在某些实施例中，通过透析器130的血液流速和透析液流速的比率是约从1:1.5到3:1，以及包括其间的任何比率范围。在其他一些实施例中，通过透析器130的血液流速比通过透析器130的透析液流速至少要高出50%左右。
3。采用搏动泵进行对流清除也会增加血液浓缩，而血液浓缩会提高血液凝结的风险。当通过透析器的血液流速要相对低于通过透析器的透析液流速时，在一单位时间内从体外回路中抽出的任何特定的液体量都会导致较多的血液浓缩量。也就是说，随着血液流速的降低，从体外回路中移出的液体量也会从一更少的血液量中清除出来的。如上文所述，当采用搏动泵进行对流清除时，血液流速与透析液流速的比率最好是从3:4到4:3。采用如本文所述的可控的顺应性透析回路，穿过透析膜135的液体的净流出是由控制泵190控制的，而不是由血液和透析液之间的流速比率控制的。如此，血液流速与透析液流速的比率可以设定为减少血液浓缩的一值，血液浓缩是将液体从体外回路中抽出导致的。在某些实施例中，通过透析器130的血液流速和透析液流速的比率是约从1:1.5到3:1，以及包括其间的任何比率范围。在其他一些实施例中，通过透析器130的血液流速比通过透析器130的透析液流速至少要高出50%左右。
[0175] 如图2所示，在本文所述的系统的任何实施例中均可以设置的一第二容器173和第二容器泵174。如上文所述，控制泵190可以双向运转以帮助对流清除的进行。特别地，控制泵可以在流出方向上运转，以使液体从体外回路140流入透析回路141，控制泵可以在流入方向上运转，以使液体从透析回路141流入体外回路140。
[0176] 在某些实施例中，控制泵190在流入方向上的运转可以被第二容器泵174的运转替代，从而将液体从第二容器173中送入透析回路141，并随之使液体从透析回路141穿过透析膜135流入体外回路140。可以采用控制泵190使液体穿过透析膜135在相反的方向上流动。在本发明透析回路的总空隙容积和工作透析液少于0.5L左右的实施例中，或者在透析回路的总空隙容积和工作透析液少于约1L左右的实施例中，采用第二容器泵174和第二容器
173。
173。
[0177] 第二容器173可以盛装水，自来水或纯净水。如所述的，采用吸附剂盒102交换铵离子容易将钠离子释放进透析液。虽然通过控制泵190在流出方向上的运转可以减少透析液中钠离子的浓度，但是透析液通过去离子盒210或聚磺苯乙烯盒250的转换，这些减少透析液中钠离子浓度的途径可能仍不足以减少钠离子浓度。如此，可以运转第二容器泵174以将水或其他液体作为稀释液加入到透析回路141中，从而根据需要减少钠离子的浓度。
[0178] 在某些实施例中，第二容器173盛装的液体量约为1L或更少，或者约为0.5L或更少。在某些实施例中，容器盛装的液体量约为0.1‐1L，0.2‐0.8L，0.5‐1L，0.6‐1L，0.5‐0.8L或0.2‐0.8L。
[0179] 双流吸附剂盒
[0180] 图1显示了本文公开的某些实施例中的吸附剂盒102。如图2所示，一电导仪101测量透析液于入口197进入吸附剂盒102之前的电导率。参见图1，电导仪101（或图2中的104或106）测得的透析液电导率由控制器801进行监测，控制器801控制一个或多个阀215和217的动作。在某些实施例中，仅设置一个阀215或217，并且/或者阀215和217的其中之一可以是一三通阀。阀215和217中的一个或多个将从来自于透析回路的导管249的透析液引入吸附剂盒102，使其沿着一第一流动路径250或一第二流动路径260通过吸附剂盒102。在某些实施例中，系统中设置了阀215而不设置阀217。
[0181] 沿着第一流动路径250流动的透析液与一含脲酶材料240、一磷酸锆材料242、一氧化锆材料244和一活性炭材料246接触。本领域内的技术人员可以很容易地知晓透析液在流经第一流动路径250时接触的各吸附剂材料的顺序可以不同于图1所示的顺序。在某些实施例中，一附加的活性炭层可以沿着第一流动路径250设置在含脲酶材料240之前，该附加的活性炭层可以清除会损坏含脲酶材料240的重金属和/或氟离子。类似地，活性炭材料246可以在第一流动路径250上设置在含脲酶材料240之前。在某些实施例中，沿着第一流动路径250输送的透析液不与同时具有阴离子和阳离子交换材料的混合床去离子（mixed bed deionization）材料接触。
[0182] 沿着第二流动路径260流动的透析液与至少两种吸附剂材料接触：1）一混合床去离子材料248；以及2）活性炭材料246。在某些实施例中，第一流动路径250和第二流动路径260中的活性炭材料246可以是相同的材料。也就是说，活性炭材料246共享于第一流动路径
250和第二流动路径260之间。进入第一流动路径250的液体和进入第二流动路径260的液体于入口197进入吸附剂盒102的时间点是不同的。但是，被引导通过第一流动路径250的液体和被引导通过第二流动路径260的液体可以混合和/或通过相同的隔间或内部空间，相同的隔间或内部空间设于吸附剂盒102内，吸附剂盒102位于一入口的上游。
250和第二流动路径260之间。进入第一流动路径250的液体和进入第二流动路径260的液体于入口197进入吸附剂盒102的时间点是不同的。但是，被引导通过第一流动路径250的液体和被引导通过第二流动路径260的液体可以混合和/或通过相同的隔间或内部空间，相同的隔间或内部空间设于吸附剂盒102内，吸附剂盒102位于一入口的上游。
[0183] 当透析液的电导率在一预定范围内时，阀215和/或阀217引导透析液通过吸附剂盒102的第一流动路径250。当电导仪101,102和/或160中的一个或多个测量到的电导率超过了理想的预定范围时，流过吸附剂盒102的全部透析液中的一部分可以被改道至第二流动路径260。混合床去离子材料248包含阳离子交换材料和阴离子交换材料，阳离子交换材料从透析液中吸附阳离子（例如钠离子）并释放氢离子，阴离子交换材料吸附阴离子（例如氯离子）并释放氢氧离子。如此，从第二流动路径流出的液体就基本为去离子的纯净水，并具有低电导率。在一典型的吸附剂盒中，具有低电导率的从第一流动路径流出的透析液和从第二流动路径流出的透析液,在如图2所示的吸附剂盒102的出口端195重新汇合。如此，流过第二流动路径260的透析液就作为稀释液降低了吸附剂盒102的流出液体的电导率，并因此调节了透析液回路141中循环的透析液的电导率。一个或多个控制器801可以控制第一流动路径250和第二流动路径260之间的透析液流量的分配。在某些实施例中，电导率的预定范围约为12.6‐15.4mS/cm。如需要，可以将来自第二容器173的液体加入到透析回路141以调节电导率。
[0184] 用来形成混合床去离子材料248的材料较之含锆材料相对便宜。如所述的，基本上所有的非钠和非铵阳离子（例如Mg2+,Ca2+和K+）都会被吸附剂盒102从透析液中清除，而不管透析液是经第一流动路径250还是第二流动路径260输送。包括钠离子在内的所有经过第二流动路径的阳离子都会被混合床去离子材料248清除，混合床去离子材料248减小了磷酸锆材料242的工作量。通过第二流动路径260的透析液中的一部分尿素被活性炭材料246清除。由于混合床去离子材料248基本形成一去离子稀释液的能力，流过吸附剂盒102的总透析液流量中相对较少的一部分要求在常规运行中通过第二流动路径260输送，以保持一稳定的透析液电导率。在某些实施例中，约为20%或更少的经过吸附剂盒102的透析液流量流经第二流动路径260，约为80%或更多的透析液流量流经第一流动路径250。在另外一些实施例中，约为10%或更少的经过吸附剂盒102的透析液流量流经第二流动路径260，约为90%或更多的透析液流量流经第一流动路径250，或者约为5%或更少的经过吸附剂盒102的透析液流量流经第二流动路径260，约为95%或更多的透析液流量流经第一流动路径250。如此，一大部分尿素通过第一流动路径250中的含脲酶材料240和磷酸锆材料242的作用或者通过第二流动路径260中的活性炭材料246的吸附被从流经吸附剂盒102的透析液中清除。在吸附剂盒102的流出液体中的残余尿素不会对患者造成安全危害。
[0185] 如图1所示，吸附剂盒102可以具有一可选的侧口437，用于添加碳酸氢盐溶液。如所述的，磷酸锆材料向溶液中释放趋于降低pH值的氢离子。如此，随着治疗的进行，透析液和患者会易于酸中毒。此外，虽然氧化锆材料在饱和吸附碳酸氢盐时可以成为碳酸氢盐的来源，但是氧化锆材料还是可以从溶液中吸附碳酸氢盐离子。如图1所示，侧口437可以设置为使碳酸氢盐直接加入第二流动路径260中并有可能地绕开氧化锆材料。碳酸氢盐在控制器的控制下加入到透析液中，以将碳酸氢盐的离子浓度维持在预定的范围内。可以以一恒定速率来计量碳酸氢盐溶液，以维持一稳定的透析液pH值。在可选的实施例中，pH计可以与电导仪101,104和/或160中的任意一个一并设置，以监测透析液的pH值以及随之调整的添加至进口437的碳酸氢盐的速率。在其他实施例中，碳酸氢盐离子的水平可以由一电导率的变化确定，因为碳酸氢盐是导电的。碳酸氢盐离子在某些阳离子（例如钙离子）存在的情况下可以是不稳定的。碳酸氢盐溶液在加入透析回路141的位置浓缩，这增加了不稳定性。如此，通过侧口437添加碳酸氢盐溶液降低了碳酸氢盐离子的不稳定性，因为在与混合床去离子材料接触后，第二流动路径中不存在钙离子。可选地，可以在透析回路141沿线的另外一个点添加碳酸氢盐溶液。
[0186] 吸附剂盒实施例
[0187] 图3A‐3F显示了如图2所示的一吸附剂盒102的实施例，吸附剂盒102具有如图1所示的一第一流动路径250和第二流动路径260。如图3A所示，一盒体402设置为容置形成吸附剂盒102的部件和吸附剂材料。盒体402具有一上部406和一下部404，上部406和下部404具有侧壁。盒体402的一个或多个侧壁限定了盒体402的一下游开口408和盒体402的一上游开口410。如本文所采用的，术语“下游”是指朝着液体通过一出口流出吸附剂盒102的方向设置的一部件，术语“上游”是指朝着液体进入吸附剂盒102的方向设置的一部件。盒体402的上部406和下部404被限定为根据下游开口408和上游开口410之间距离的中间位置，其中下游开口408和上游开口410是基本平行的。盒体402可以是锥形的，在本文其被限定为盒体402的下部404具有大于盒体402的上部406的平均直径。盒体402内部毗邻下游开口408的一部分是用来容置吸附剂材料的一第一内部空间。包括上部406和下部404的盒体402具有一高度维度("h")，其被限定为垂直于平行的下游开口408和上游开口410的方向。公式（I）定义了平均直径，其中Dh是最长的假想线的长度，该假想线可以绘制于盒体402的一横截面上，该横截面与维度“h”垂直。被测量的该特征的维度h，其长度被分成100个任意长度单元h，用来确定平均直径。
[0188]
[0189] 图3B示出了盒体402的俯视图以及下游开口408。可选地，一个或多个支撑杆412可以跨越下游开口408设置，以有助于固定盒体402内的吸附剂材料和其他部件。如图3B所示，可以在盒体402上形成一校准凹槽414以有助于内部部件的定位。图3B还显示了一顶片416，其具有一输出口418，用于让液体流出盒体402。顶片416被模制在盒体402的下游开口408处，以对吸附剂盒102进行密封。
[0190] 图3C显示了一第一模塑外壳420，其具有一第二内部空间426，第二内部空间426由第一模塑外壳420的一个或多个侧壁形成。第一模塑外壳420具有一下游开口422和上游开口424，其由第一模塑外壳420的一个或多个侧壁形成。第一模塑外壳420合适地设置在盒体402内，以在第一模塑外壳420的一个或多个侧壁与盒体402的一个或多个侧壁之间形成一第一流动通道430（如图1所示）。当设置在盒体402内时，第一内部空间421形成于盒体402内的第一模塑外壳420的下游开口422和盒体402的下游开口408之间。第一模塑外壳420可以具有与盒体402相似的锥形形状，其中模塑外壳可以被分为一上部和一下部。第一模塑外壳
420和盒体402的尺寸被选择为第一模塑外壳420不能插入到盒体402的下游开口408处。
420和盒体402的尺寸被选择为第一模塑外壳420不能插入到盒体402的下游开口408处。
[0191] 图3D显示了第一模塑外壳420的俯视图。若干间隙器（standoffs）428从第一模塑外壳420的顶面伸出。可以设置若干个支撑杆432以帮助固定在第一模塑外壳420内的吸附剂材料和其他部件。间隙器428自一基面在垂直于下游开口422所在平面的方向上伸出，该基面可以是一个或多个支撑杆432，或者是环绕下游开口422的一模塑的唇部。
[0192] 图3E显示了一具有一个或多个侧壁的第二模塑外壳440，其限定了一下游开口444和一上游开口446。第二模塑外壳440的内部限定了一第三内部空间448。图3F显示了第二模塑外壳440的一俯视图，其中一环形周边部分450具有若干个开口452，开口452与图1所示的第一流动通道430液体连通。在某些实施例中，该环形周边部分450不是圆形或椭圆形。环形的描述符号是指外周边部分450环绕着下游开口444。可以设置若干个支撑杆454以帮助固定第二模塑外壳440内的吸附剂材料和其他部件。
[0193] 当设置在吸附剂盒体402内时，该环形周边部分450与吸附剂盒体402的一个或多个侧壁接触。第二模塑外壳440的一个或多个侧壁与盒体402之间的空间限定了在盒体402内部的一第四内部空间456，如图5所示。
[0194] 如图3F所示，盒体402的底部由一底片460密封。底片460具有一设于底片460内侧的凹处462（图4），凹处462具有与第二模塑外壳440的上游开口446大致相同的形状和尺寸，以使第二模塑外壳440合适地设于凹处462内，如图5和图6所示。一第一输入口464和一第二输入口466形成于底片460的外表面。如图5所示，第一输入口464与第三内部空间448液体连通，第二输入口466与第四内部空间456液体连通。
[0195] 图4显示了图3A至图3F所示的结构装配形成图1和图2所示的一吸附剂盒102。图4的顶部显示了盒体402和顶片416，盒体402下方是按其在盒体402内的布置顺序排布的内部部件。垫片熔块（spacer frits）502和505设于盒体402的第二内部空间426内。垫片熔块502设于下游开口408，并是第一内部空间421的实际一部分，第一内部空间421内填充有诸如活性炭材料426的吸附剂材料。垫片熔块502设置为以适当的压力将吸附剂材料保持在第一内部空间421内合适的位置。第一模塑外壳420设置在盒体402内以使间隙器428与垫片熔块505接触。垫片熔块507于第一模塑外壳420的下游开口422处设置在第一模塑外壳420内。一个或多个吸附剂材料可以设置在第二内部空间421内。设于第二内部空间426内的各吸附剂材料可以由一垫片熔块分隔开。如图4所示，一氧化锆材料244和一磷酸锆材料242可以设于第二内部空间421内，由垫片熔块509分隔开。然后，第一模塑外壳420的底部可以由垫片熔块511保护，来确保吸附剂材料稳固设置在第一模塑外壳420内。
[0196] 在某些实施例中，吸附剂材料可以混合，并没有任何分隔地设置在同一内部空间内。在某些实施例中，含脲酶材料和磷酸锆材料在吸附剂盒102的同一内部空间内混合。含脲酶材料被固定在一基材上或与该基材以共价键连接。该基材没有特别地限定，其中适当的基材包括有机聚合物，碳水化合物型聚合物，聚酰胺，聚酯，无机聚合物材料，壳聚糖和硅胶。在同一内部空间内包括含脲酶材料和磷酸锆材料可以改善吸附剂材料的可使用性，以防止吸附剂盒102堵塞；或改善磷酸锆材料对铵离子的吸附。在某些实施例中，混合的含脲酶材料和磷酸锆材料可以放置在一个以上的内部空间内。特别地，含脲酶材料和磷酸锆材料可以放置在第二内部空间421和/或第三内部空间448内。
[0197] 基于盒体402内的第一模塑壳体420的布置，间隙器428靠在垫片熔块505上，垫片熔块505设置在盒体402的第一内部空间421的底部。由于设置了间隙器428，在第一模塑外壳420和第一内部空间421内的吸附剂材料之间形成了一空间。该空间作为如图1所示的第一流动路径250和第二流动路径260的第二流动通道435（如图1所示）。进一步地，第一模塑外壳420的一个或多个侧壁与盒体402的一个或多个侧壁之间形成了一空间，其作为如图1所示的第一流动通道430。该第一流动通道430和第二流动通道435液体连通，并且可以形成液体可以在其中流过的一连续空间。
[0198] 第二模塑外壳440形成了用于容置一吸附剂材料的一第三内部空间448。在某些实施例中，含脲酶材料240设于第三内部空间448内。当设于盒体402内时，环绕着第二模塑外壳448的下游开口444的环形周边部分450与盒体402的一个或多个侧壁接触。第二模塑外壳440侧壁的其余部分形成了一位于第二模塑外壳440和盒体402的一个或多个侧壁之间的空间，以建立一如图5所示的第四内部空间456。在某些实施例中，混合床去离子树脂248设于如图5所示的第四内部空间456内。
[0199] 当置于盒体402内时，第二模塑外壳440设于垫片熔块511和垫片熔块513之间，垫片熔块511和垫片熔块513均具有足够的直径以与盒体402的侧壁接触。盒体402的底部由底片460密封以使第二模塑外壳440合适地放置在底片460的凹处462内。形成于底片460上的输入口464与第三内部空间448液体连通，且输入口466与第四内部空间456液体连通，如图5所示。
[0200] 图5显示了一典型装配的吸附剂盒102，其剖视地显示了吸附剂盒102的内部元件。引入第一输入口464的一液体进入第三内部空间448后进入第二内部空间426。如图所示，第二内部空间426被图4所示的垫片熔块509分隔开，以容纳两种吸附剂材料。可选地，第三内部空间448和/或第四内部空间456可以通过插入一额外的垫片熔块（图中未示出）而被分隔为包含两种或两种以上的吸附剂材料。特别地，可以放置一活性炭材料作为在第三内部空间448和/或第四内部空间456内的一第二吸附剂材料，用来吸附自来水在达到吸附剂盒102中的其他材料之前其中的杂质。
[0201] 如图5所示，图1所示的第一流动路径250由从输入口464进入吸附剂盒102的液体形成，其流经第三内部空间448、第二内部空间426、第二流动通道435和第一内部空间421，然后从输出口418流出吸附剂盒。图1所示的第二流动路径260由从输入口466进入吸附剂盒102的液体形成，如图3‐图5所示，液体流经图5所示的第四内部空间456、图1所示的第一流动通道430、图1和图5所示的第二流动通道435，然后从如图3‐图5所示的输出口418流出。如图所示，吸附剂盒102的若干个部件和内部隔间在图1所示的第一流动路径250和在图1所示的第二流动路径260之间共享，其允许从输入口464和466进入的液体（如图3‐图5所示）混合成从吸附剂盒的输出口418流出的单一液体。特别地，在图5所示的实施例中，第一流动路径
250和第二流动路径260共享第一内部空间421和第二流动通道435。
250和第二流动路径260共享第一内部空间421和第二流动通道435。
[0202] 本领域内的技术人员很容易地知晓图5所示的吸附剂盒的实施例可以很容易地被改变，以改变图1所示的第一流动路径和第二流动路径的顺序。例如，间隙器428可以设于第二模塑外壳440的表面，以使第一模塑外壳420和第二模塑外壳440之间具有一流动通道（图中未示出）。在这种设置方式中，第一流动路径250和第二流动路径260会额外共享第二内部空间426。本领域内的技术人员很容易地知晓可以对吸附剂盒102做出其他改变。本文公开的吸附剂盒的一个特征是，第一流动路径具有至少一个不与第二流动路径液体连通的内部隔间。本文公开的吸附剂盒的另一个特征是，第二流动路径具有至少一个不与第一流动路径液体连通的内部隔间。
[0203] 吸附剂盒内的垫片熔块用于将吸附剂材料压缩到具有符合要求的流动特性。设置锥形的吸附剂盒102也是为了促进良好的流动特性。在某些实施例中，垫片熔块采用约为1‐100psi的压力压缩一吸附剂材料。在某些实施例中，垫片熔块采用约为10‐75psi的压力压缩一吸附剂材料。在另外一些实施例中，垫片熔块采用约为10‐50psi或为约5‐35psi的压力压缩一吸附剂材料。
[0204] 吸附剂盒的集成
[0205] 如图2所示，吸附剂盒102设于透析回路141的输送流动路径上，从而使来自组成透析回路141的导管内的液体从入口端197进入吸附剂盒102，从出口端195流出吸附剂盒102。如图1所示，来自透析回路141的导管249可以被阀215和/或217分成第一流动路径250和第二流动路径260。吸附剂盒102可以通过任何合适的连接器或紧固件（例如将吸附剂盒102结合至系统的鲁尔适配器（luer adapter））与导管249连接。可选地，可以设置一检测器（例如一压力开关式检测器）、一磁开关或一光学检测器来判断本文所描述的任何连接器的连接状态。
[0206] 可选地，吸附剂盒102可以设置在一支架600内，如图6所示。该支架600具有基本平行的一上臂680和一下臂670，臂670和680的至少其中之一可以沿着一支撑轴675移动，支撑轴675具有一最长维度，支撑轴675的最长维度与臂670和680的最长维度基本垂直。臂680接近吸附剂盒102的输出口418，臂680接近第一输入口464和第二输入口466。
[0207] 图7A至7D显示了没有设置吸附剂盒的支架600的更多细节。图7A显示了上臂680沿着支撑轴675设定一中间位置的可调整性，其使得支架可以容置尺寸变化的吸附剂盒。下臂670具有两个接入终端645和650，其分别对准吸附剂盒的一第一输入口和一第二输入口，例如，如图3‐图5所示的输入口464和466。来自一透析回路的一导管（图中未示出）进入下臂
670。在某些实施例中，一个或多个部件可以设置在下臂670内，例如图1所示的电导仪101、阀215和阀217。接入终端645将液体输送到一第一流动路径，例如图1所示的第一流动路径
250；接入终端650将液体输送到一第二流动路径，例如图1所示的第二流动路径260。
670。在某些实施例中，一个或多个部件可以设置在下臂670内，例如图1所示的电导仪101、阀215和阀217。接入终端645将液体输送到一第一流动路径，例如图1所示的第一流动路径
250；接入终端650将液体输送到一第二流动路径，例如图1所示的第二流动路径260。
[0208] 如图7B所示，其显示了在下臂670上的接入终端645和650的更多细节。各接入终端645和650均具有一主终端体654，主终端体654与吸附剂盒的输入口（例如图3‐图5所示的输入口464和466）连接。一O型环652在吸附剂盒输入口和接入终端645或650之间建立一不渗漏的密封。设置一公适配器件（male adapter piece）657使吸附剂盒输入口与O型环655接触，O型环655设置为与接入终端645或650形成一紧密的密封。
[0209] 图7C显示了上臂680上的接入终端660的更多细节。接入终端660具有与接入终端645和650相同的元件，包括主终端体654、O型环652和655，以及用于与吸附剂盒的输出口（例如图3‐图5所示的输出口）连接的公适配器件657。上臂680也可以具有一冲洗口661，用于使接入终端650额外地具有冲洗模式。如图7D所示，在没有吸附剂盒时，上臂680和下臂
670可以放在一起进行冲洗。该冲洗位置使得液体能够在一连接的包括一清洗液的透析回路中循环，否则清洗液会损坏吸附剂盒。在某些实施例中，一清洗液包括柠檬酸或醋酸的至少其中之一。图8A‐8C显示了吸附剂盒102的另一个实施例。图8A显示了用于容置吸附剂材料的两个单独的外壳。盒体702可以包含一种或一种以上吸附剂材料，其具有一条流动路径，用于透析液从输入口764流入，从输出口718流出。盒体704具有至少一种吸附剂材料以及单独的一条流动路径，用于透析液从输入口766流入，从输出口732流出。流出输出口732的液体流通过导管730被输送到外壳702的一侧口734，使得流出输出口732的液体与容置于盒体702内的一种或多种吸附剂材料接触。侧口在盒体702上的位置不做特别的限定。
670可以放在一起进行冲洗。该冲洗位置使得液体能够在一连接的包括一清洗液的透析回路中循环，否则清洗液会损坏吸附剂盒。在某些实施例中，一清洗液包括柠檬酸或醋酸的至少其中之一。图8A‐8C显示了吸附剂盒102的另一个实施例。图8A显示了用于容置吸附剂材料的两个单独的外壳。盒体702可以包含一种或一种以上吸附剂材料，其具有一条流动路径，用于透析液从输入口764流入，从输出口718流出。盒体704具有至少一种吸附剂材料以及单独的一条流动路径，用于透析液从输入口766流入，从输出口732流出。流出输出口732的液体流通过导管730被输送到外壳702的一侧口734，使得流出输出口732的液体与容置于盒体702内的一种或多种吸附剂材料接触。侧口在盒体702上的位置不做特别的限定。
[0210] 如图8A和图8C所示，盒体702具有一圆形横截面，盒体704具有一与盒体702毗邻设置的“新月形”横截面。盒体702和704作为一吸附剂盒102并入一血液透析系统中，其具有两条流动路径，进入吸附剂盒的透析液在这两条流动路径上流动。一第一流动路径通过输入口764进入盒体702，并开始与盒体702内的一种或多种吸附剂材料接触。一第二流动路径通过输入口766进入盒体704，并在与盒体702内的至少一种吸附剂材料接触后，与设于盒体704内的至少一种吸附剂材料接触。输入口764和766之间的透析液流量的分配可以按照与上文所述的输入口464与466之间的流量分配的相同方式进行。
[0211] 在某些实施例中，盒体704含有一混合床去离子材料，盒体702含有一磷酸锆材料。在另外一些实施例中，盒体702除了磷酸锆材料外还可以含有另外的吸附剂材料，包括氧化锆、活性炭和一含脲酶材料。侧口734可以设置在这样一个位置：在从输入口766进入并在第二流动路径上流动的液体不与磷酸锆材料接触的条件下，使得其与盒体702内的一种或多种吸附剂材料接触。
[0212] 由于与其中的混合床去离子材料进行了接触，进入盒体704的透析液基本上是去离子的。如此，为了保持盒体702内的所有磷酸锆材料的吸附能力，进入盒体704内的透析液中的Mg2+,Ca2+和K+不被磷酸锆材料吸附。通过将侧口734设置在盒体702内的所有磷酸锆材料之上的位置，出口732处产生的液体可以在盒体702内与非磷酸锆材料（例如活性炭）接触。
[0213] 图8B显示了盒体702的一俯视图。盒体702具有一下游开口708，可选地一个或多个支撑梁712跨越下游开口708，用于固定盒体702内的材料。下游开口708被图8B所示的一顶片760覆盖并密封，顶片760内形成有输出口718。
[0214] 图8C显示了一底片762以及盒体704的底部，底片762用于密封盒体702的一上游开口。如图所示，输入口764形成于底片762内，输入口766形成于盒体704的底部。为了同轴性，可以在形成吸附剂盒的任何一部件上形成一凹口714。
[0215] 尿素清除的量化
[0216] 接受肾脏替代疗法治疗的患者的血液通常周期性地由实验室试验来进行血液化学测定，以判断治疗的效果。这种试验由经过培训的专业医疗人员在肾脏替代疗法中的单独基础上进行。各种治疗度量可以根据实验室结果进行调整。对于一个采用本文所述的可穿戴的吸附剂系统的患者，该患者在没有专业医疗人员帮助的情况下，希望可以有一种设备，其能在治疗过程中确定治疗的准确性。
[0217] 在治疗过程中，吸附剂盒作为一阳离子交换器，其释放氢离子和钠离子。吸附剂盒释放钠离子有两个主要来源：
[0218] 1）吸附剂盒中的脲酶层将尿素转化为铵离子。在吸附剂盒的磷酸锆层，铵离子被交换为钠离子和氢离子。在此交换中释放出的钠离子量的化学计量比（stoichiometry）取决于磷酸锆层的进程，无论如何各进程提供了统一的结果。一旦铵/氢/钠交换化学计量比是已知的，从吸附剂盒中释放出的钠的量就可以用来量化被吸附的铵离子的量。举例来说，在一个典型例子中，磷酸锆材料可以将1mEq的铵离子交换为0.15mEq的钠离子和0.85mEq的氢离子。在该例子中，如果盒体在一治疗过程中清除了20克尿素，那么磷酸锆材料就清除了1400mEq的铵离子，这会产生210mEq左右的钠离子。本领域内的技术人员应当很容易地知晓，其他具有不同的铵/氢/钠交换化学计量比的磷酸锆材料也可以被用于计算转化为铵离子以及被吸附剂盒吸附的尿素的量；以及
[0219] 2）透析溶液具有诸如钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）和钾离子（K+）的电解质。在治疗过程中，这些电解质维持在一稳定的范围，并且在透析液中是基本恒定的。吸附剂盒将这些电解质全部从用过的透析液中清除。为了使得再生的透析液在到达透析器前具有一稳定的和恰当的电解质浓度，磷酸锆将这些电解质与钠离子进行交换。然后，这些电解质通过一注入液泵被重新注入，以达到恰当的浓度。磷酸锆层在该交换中产生的钠的量取决于透析溶液流速、治疗时间和这些阳离子在透析溶液中的浓度值。例如，如果Ca2+是3mEq，Mg2+是1mEq，K+是1mEq，总量为48升的液体在一20ml/min的流速下通过吸附剂盒，吸附剂盒会产生大约240mEq的钠。
[0220] 由于吸附剂盒交换近乎恒定的量的钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）和钾离子（K+），因此进入吸附剂盒的含有尿素的透析液与从吸附剂盒流出的经过再生的透析液之间的电导率的差异就可以被用来量化转化为铵离子以及被吸附剂盒吸附的尿素的量。如果一电解质溶液的温度和组成是恒定的，那么作为结果的该溶液的电导率也将是稳定的。在常规透析溶液的范围，钠浓度的任何变化都会导致透析液电导率的线性增加或减少。表1显示了一常规透析溶液在25℃的浓度和电导率。虽然钠不是影响透析溶液电导率的唯一因素，但是NaCl和NaHCO3构成了一常规透析溶液电导率的94%左右。通常，该溶液中还具有少量的醋酸或柠檬酸，以及葡萄糖。
[0221] 表1.
[0222] 常规透析溶液的组分以及各组分对电导率的贡献
[0223]
[0224] 由于铵交换为钠，因此透析液中钠的浓度会增加，其可以被用来验证在治疗过程中尿素是否被清除。如图2所示，可以在系统中加入电导仪101、104和160，来测量流至吸附剂盒102的入口197的透析液的电导率和流出吸附剂盒102的出口195的透析液的电导率。在某些实施例中，可以在吸附剂盒内的磷酸锆层320的出口处设置一电导仪。在透析器130的透析液出口196和吸附剂盒102之间的位置测量吸附剂盒102入口处的电导率。在吸附剂盒102和透析器130的透析液入口194之间的位置测量吸附剂盒102出口处的电导率。一微处理器或控制器801可以对由电导仪检测到的电导率进行监测，以分析下述情况引起的电导率变化：
[0225] 1）尿素转化为碳酸铵以及随之的碳酸铵交换为钠；以及
[0226] 2）由Mg2+,Ca2+和K+交换为钠引起的电导率的任何净变化，其可以被看作一恒定值。由清除Mg2+,Ca2+和K+引起的变化和由钠引起的电导率增加是已知的。在表1所示的透析溶液示例中，Mg2+,Ca2+和K+贡献了0.7mS/cm的电导率。
[0227] 在治疗过程中，由于Mg2+,Ca2+和K+的损失而引起的电导率变化和由于该交换引起的钠离子的增加将是相对恒定的。进一步地，流经第二流动路径260（如图1所示）的那部分透析液流量是已知的，且由控制器801监测。如此，控制器801可以很容易地计算由吸附剂盒102吸附尿素导致的电导率的变化。从该信息中，一控制器可以通过下述来源计算由于尿素的清除而增加的电导率的量：
[0228] 入口电导率‐Mg2+,Ca2+和K+所贡献的电导率=起始电导率
[0229] 出口电导率‐由于Mg2+,Ca2+和K+交换为Na+而增加的电导率+由于去离子树脂而减少的电导率=修正的出口电导率
[0230] 修正的出口电导率‐起始电导率=由于NH4+转换为Na+而增加的电导率
[0231] 下面的量化例子是基于在治疗过程中采用的48升再生透析溶液的，该透析溶液具有标准浓度的Mg2+,Ca2+和K+，其中全部透析液流量在图1的第一流动路径250上输送：
[0232] 入口电导率=14.04mS/cm 出口电导率=14.32mS/cm
[0233] 1.14.05mS/cm‐0.7mS/cm=13.35mS/cm 起始电导率
[0234] 2.14.32mS/cm‐0.5mS/cm=13.8mS/cm 修正的出口电导率
[0235] 3.13.8mS/cm‐13.35mS/cm=0.45mS/cm由于NH4+转换为Na+而增加的电导率
[0236] 4.0.45mS/cm/0.1037mS·L/mEq·cm=4.34mEq/L Na+清除尿素而产生的
[0237] 5.每升0.4g尿素
[0238] 在血液透析过程中，尿素的清除取决于穿过透析膜的扩散梯度。该梯度在治疗开始阶段比在治疗结束阶段要高得多，在治疗结束阶段通常50‐60%的尿素已经被清除。在某些实施例中，可以将电导率值平均，这样尿素清除曲线是可以被了解的，并且可以不必进行持续计算。例如，为了量化尿素清除量，可以在每个治疗阶段进行四次或五次电导率抽样。在一治疗阶段的早期，进行尿素清除的量化可以验证尿素正在被清除，并且验证Na+的增加相对较高。稍后，进行量化测量可以计算一尿素清除的曲线，并根据该曲线预测尿素的预期总清除量。如此，治疗过程中的尿素清除量就可以被精确测得或是以一较高的确定性估算得到。
[0239] 重大清除问题的检测
[0240] 上文描述的尿素清除监测设备可以被用来指示系统的正常运行，并就那些可能妨碍废物清除过程的重大问题向患者进行报警。该问题可以通过WiFi、因特网或其他通信方式自动传输给医生或专业医疗服务人员。例如，一患者的血液接入流程受损，就几乎不会有尿素被清除。例如，在治疗的开始阶段监测到尿素清除量低，就可以发送表示潜在故障的一警报。
[0241] 血小板在接入支架的累积导致可能无法进入患者血管系统。血小板在吻合术（anastomosis）的末端产生一狭窄处，支架或移植物（graft）在此处被缝合至患者的血管系统。当该现象发生时，血液易于在接口区域内进行再循环，进入体外回路的新鲜血液流量会不足，这会导致相同的血液被反复透析。因为几乎没有血液从系统循环进入透析器，所以血液中的尿素就会少，由此吸附剂盒因尿素/铵交换为钠而产生的钠就会少。电导率适当增加不足可以被系统检测到，并且可以发出一表示进入患者血管系统的潜在故障或问题的警报。该警报可以表示一降低的废物清除率，但是该警报并不能必然指示是否降低的清除率是由于血管接入问题还是由于透析液流动问题等。在某些实施例中，一熟练的医疗专业人员可以通过分析事件来确定引起警报的原因。
[0242] 锆耗尽的检测
[0243] 持续使用一段时间后，磷酸锆吸附尿素的能力会被耗尽。磷酸锆的耗尽会导致铵释放进入透析液，这会导致患者铵中毒。如上文所述的，尿素/铵交换为钠影响着吸附剂盒的出口电导率。检测吸附剂盒入口和出口的电导率提供了一种检测从吸附剂盒中漏出的铵的方法。吸附剂盒入口电导率和出口电导率在一较短时间内为均等的，表示着吸附剂盒内的磷酸锆层被耗尽。在某些实施例中，吸附剂盒前和吸附剂盒后的电导率是被监测的。如果控制器没有检测到钠浓度的增加，那么系统会发出一警报，并阻止透析液进入透析器，由此防止患者铵中毒。
[0244] 患者水合状态的检测
[0245] 本文所述的便携式透析可以用于对一患者进行超滤。在超滤过程中，液体通过控制泵190穿过透析膜135被从体外回路的血液的血清中抽出。由控制泵190清除的液体被送至控制容器192。超滤可以单独进行或者与上文所述的对流清除协同进行。
[0246] 肾衰竭患者可能在身体组织内具有一不期望的液体积聚，其称为水肿。随着液体（例如水）被从患者的血浆中清除出，患者血浆的量被来自患者组织的液体的注入而替代。也就是说，该便携式透析系统并未直接接入存储于患者体内的液体，而是仅直接接入了患者的血管系统。通常，人体在任何一段时间都具有5‐6L的血浆，其中一大部分时间是要求血浆通过向来自于组织的液体转移而被替换。
[0247] 在超滤过程中，液体被清除得过快会导致患者血容量减少，这会导致各种严重后果，包括低血压、痉挛、恶心和呕吐。为了防止由于液体过度清除引起的血液浓缩，超滤的速率被限制为流过体外回路140的血液流速的一百分比。在某些实施例中，超滤的速率被限制为不超过流过体外回路140的血浆流速的30%左右。血浆流速（Qp）被定义为：Qp=血液流速×（1‐血细胞比容），其中血液流速用单位时间内的量的单位表示（例如ml/min），血细胞比容是没有单位的，其表示红细胞占血液量的分数。例如，血液流速是60ml/min，血细胞比容是40%，那么超滤的最大速率被设定为约10.8ml/min或更低。
[0248] 便携式透析系统可以具有一红细胞比容检测器，以确定在图2中的体外回路中的血液的红细胞比容。在某些实施例中，红细胞比容检测器是一光源和一光电检测器，其中，光从光源发射出，穿过体外回路140中的血液并被光电检测器检测到。光的一个或多个波长的吸收可以表示进入动脉管路610的透析器130中的血液的红细胞比容水平。在某些实施例中，如果红细胞比容的趋势是不安全的，红细胞比容检测器给出一指征，而不是给出一精确的数值定量。在另外一些实施例中，红细胞比容检测器也可以确定体外回路140内是否有血液，这在如上所述的注入（priming）系统或将血液返回到患者的过程中是有用的。具有一光源和一光电检测器的一简单光学检测器也可以被用于检测系统中是否有血液存在。
[0249] 在大多数肾病中，肾脏不能产生促红细胞生成素，其是一种刺激红细胞生成的激素。多数终末期肾病（ESRD）患者通过摄入一促红细胞生成素刺激药物来帮助生成红血球。这些药物用以将一预处理血清红细胞比容维持在32%。在透析治疗的过程中，红细胞比容会由于从血液中清除液体而改变。红细胞比容水平随着治疗过程的变化是相对血容量随着治疗过程变化的一个指征。通过超滤的液体清除将液体从血浆中清除，而将红细胞留在了循环系统中。根据血管液体从组织再填充的速率，红细胞比容将会增加或减少。即使是在治疗结束时，一平的红细胞比容也表明该患者很有可能液体超负荷。在液体清除过程中的红细胞比容斜率的急剧增加可以预示着血容量减少的状况，该状况发生于一低血压情况之前。
在治疗过程中，红细胞比容逐渐增加很可能是一良好透析患者的指征。
在治疗过程中，红细胞比容逐渐增加很可能是一良好透析患者的指征。
[0250] 红细胞比容水平与血红蛋白浓度是成比例的。因此，任何合适的传感器可用于测量血红蛋白浓度，例如用于脉搏血氧计中的传感器，其通过测量吸收的红光和红外光来分别确定氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的浓度。可以包括相关联光源的红细胞比容/血红蛋白传感器可以放置于任何合适的位置。沿着体外回路140的动脉管路610设置红细胞比容/血红蛋白传感器的放置可以表征在患者体内循环中的血容量状态。沿着体外回路140的静脉管路620设置的红细胞比容/血红蛋白传感器可以表征透析器130内的血液浓缩程度。测量动脉管路610内的红细胞比容可以用来计算上文所述的Qp。其他可以确定治疗过程中相对血容量变化的光学技术也可以用来确定患者的水合状态以及适量的液体是否已被清除。
[0251] 图9示出了一红细胞比容/血红蛋白/相对血容量传感器的示意图。具有适宜波长（红色或红外线）的一光源713置于体外回路140的管道的一侧，使得光穿过管子到达检测器715。若体外回路140中的血红蛋白浓度较高，则较多的光被吸收（同时到达检测器715的光较少）。任选地，一导线712将电力和其他电信号从传感器装置主体711传送到光源713，传感器装置主体711可以包括电源和其他控制电子器件或检测电子器件。导线717将电信号从检测器715传送到设于传感器装置主体711内的部件。合适的红细胞比容传感器是已知的，例如，HEMA METRICS公司的CRIF-LINE监测器（参阅HEMA METRICS公司，CRIT-LINE红细胞比容的准确性，2003年2月24日，技术指南第11号（修订版D）卷1）[HEMAMETRICS,CRIT-LINE hematocrit accuracy,Vol.1,Techn Note No.11(Rev.D)February24,2003]。
[0252] 在其它实施例中，血液浓缩和血液水合作用能够通过一相对血容量监测器被检测并监测到。相对血容量监测器能够检测血液中的那些大得无法穿过透析135或血液过滤200的被测溶质、固体物质或溶质和固体物质的组合的浓度变化，其表示着血容量的变化。血液的量通常不通过相对血容量监测器测得。相对血容量监测器通过间接地测量一溶质或固体物质来测量治疗过程中血液中水含量的变化，而不需要对血液中的任何特定溶质进行绝对量化。相对血容量监测器通过测量一种或多种血液溶质在接近治疗开始时的水平来确定客体的相对血容量水合状态（RBVHS），其可以被赋值为C0。一种或多种血液溶质的水平并不需要绝对量化，而是作为相对血容量监测器所产生的信号的幅度而被报告。该一种或多种溶质水平在一第二后来时间内被定期地测量，其被赋值为Ct。相对血容量水合状态就能够通过公式RBVHS=C0/Ct来确定。
[0253] 在某些实施例中，相对血容量监测器是一红细胞比容传感器，并且由相对血容量监测器测量的一种或多种溶质是氧合血红蛋白或脱氧血红蛋白。在某些其它实施例中，相对血容量监测器是测量血液中的超声波速率的一装置。超声波被定义为具有高于20,000Hz的频率的声波。血液中的超声波速率是血液中的总蛋白浓度的一指征。
[0254] 相对血容量水合状态可以以与红细胞比容相同的方式进行使用，如上文所述，来确定超滤的有效性。需要注意的是，当使用相对血容量时，其趋势斜率与使用一红细胞比容传感器时的趋势斜率是相反的。当红细胞比容增加时，相对血容量则减少，即随着红细胞比容的增加，相对血容量减少。即使是在治疗结束时，一平的相对血容量水合状态也表明患者很有可能液体超负荷。在液体清除过程中的相对血容量水合状态斜率的急剧下降可以预示着一血容量减少的状况，该状况发生于一低血压情况之前。在治疗过程中，相对血容量水合状态逐渐减少很可能是一良好透析患者的指征。在另外一些的实施例中，由相对血容量监测器确定的相对血容量水合状态可以与血液的液体量相关联。
[0255] 如果红细胞比容水平或相对水合状态指示了水合状态的一不安全的水平，那么与系统连接的一控制器801可以停止液体清除并警示患者。控制器801可以被编写为通过使相对血容量逐渐下降来清除液体，或者当监测红细胞比容或相对血容量的另一指标时，控制器801被编写为通过使红细胞比容或相对血容量的另一指标逐渐上升来清除液体。另外，透析回路的可控的顺应性能够被用来实现向患者输送推注液体。如上所述，控制泵190在流入方向上的运行将引起液体量从控制容器191向体外回路140输送。可以将该系统预编程，从而一旦检测到红细胞比容或相对血容量水合状态具有一不安全的趋势，就向患者输送一定的推注量。
[0256] 在某些实施例中，控制容器191在治疗阶段的开始是空的，液体量在治疗过程（包括超滤）中进入控制容器。照此，作为对红细胞比容或相对血容量水合状态的趋势的反应的一推注注入（bolus infusion）是在治疗中将从患者体内清除出的液体返回至患者。任何从控制容器191返回至患者的液体量都会在引入体外回路140前通过吸附剂盒102净化。然而，在其它实施例中，控制容器191可以在治疗阶段的开始就盛有一定量的液体，其能够用于在治疗过程中向患者净注入液体。
[0257] 能够进一步地通过同时监测接受血液透析治疗的患者的体液水平来防止血容量减少。存储于身体组织中在血液外的液体量与能够从患者身体测得的阻抗是成比例的。如图10所示，阻抗可以在两个电极703和705之间被测得，两个电极703和705与人类患者的身体10连接。电极703和705可操作地通过导线与控制和处理电子器件701耦合。电子器件701构造为在电极703和705之间产生一电压差，这样电流就能够被测得，阻抗能够被计算出。测量能够在直流或交流模式下进行。阻抗或相位角能够与组织液体量相关联。合适的外部阻抗监测器700和能够根据本文的教示而采用的部件是已知的。在一些其它实施例中，电极703和705可以被植入患者体内。
[0258] 一熟知的系统的实例是美敦力公司（Medtronic,Inc.）的 液体状态监测系统，其可以在此使用或经修改后在此使用。这种系统或其他类似的系统具有详细记录的程序，该程序用于确定组织阻抗以及由此的液体量的可接受范围。参见，例如刊登于期刊《临床监测和计算》（2010），第24卷第449页-451页，作者为Siegenthalar等人的文章[Siegenthalar,et al.Journal of Clinical Monitoring and Computing(2010):24:
449-451]；刊登于《心脏病》，第99期（增刊）：3G-1-G，2007年5月21日，作者为Wang,Am.J.的文章[Wang,Am.J.Cardiology,99(Suppl):3G-l-G，May21,2007]。可选择地或附加地，可以在一段适当的时间内监测组织阻抗以将其作为适合的基线建立，患者标识（patient
markers）可以用来指示患者是否液体过载或液体不足。由阻抗传感器获取的数据和在传感器数据获取时与患者液体状态相关的输入数据可以用于建立适合的阻抗值范围。
449-451]；刊登于《心脏病》，第99期（增刊）：3G-1-G，2007年5月21日，作者为Wang,Am.J.的文章[Wang,Am.J.Cardiology,99(Suppl):3G-l-G，May21,2007]。可选择地或附加地，可以在一段适当的时间内监测组织阻抗以将其作为适合的基线建立，患者标识（patient
markers）可以用来指示患者是否液体过载或液体不足。由阻抗传感器获取的数据和在传感器数据获取时与患者液体状态相关的输入数据可以用于建立适合的阻抗值范围。
[0259] 与血液透析系统相关联的一个或多个控制器801能够监测红细胞比容/相对血容量水合状态和接受血液透析治疗患者的阻抗/体液水平。一透析患者的一典型的红细胞比容水平约为32%。在一治疗阶段前，一肾病患者的血液的液体量可以被提高，由此红细胞比容水平可以是低于期望的。监测红细胞比容水平的一个或多个控制器801能够在红细胞比容水平达到期望的、预定的范围时，调节液体清除速率或结束超滤治疗。
[0260] 一个人身体内的液体能够从人体组织移动到血液中，反之亦然。因此，在一患者的合适的液体水平可以以组织液体量与血容量（根据由红细胞比容水平测得的）的比值来表示。如上所述，体液水平的红细胞比容水平能够被独立地监测到。通常，血液约是体重的7%，组织液体的总量约是体重的60%（包括血液，细胞外和细胞内的液体）。因此，一健康个体的一典型的组织液体量与血容量的比值约在6:1-9:1的范围内。考虑到患者血液和组织之间的液体要适当平衡，测得的比值超过该范围表示血液被抽出得太快。液体清除可以被改变，停止或酌情给予一液体推注，并且可以被预先编写入血液透析系统801的一个或多个控制器中。
[0261] 针或导管未连接的检测
[0262] 在本领域内公知的是，在检测返回的静脉血液与患者入口的分离时，压力并非一直可靠的手段。如果此事件发生，就会存在危及生命的出血的风险和流血的可能。一种导电垫（conductive mat）或保持架可以用于检测泄漏到控制器的血液。然后，控制器能够通过采取停止血液泵和警示患者的合适手段来保护患者。其他检测针或导管未连接的手段也可以被纳入系统中，例如通过两个针或使用压力脉冲来监测阻抗。
[0263] 系统控制
[0264] 如上所述，本文所述的系统具有若干动态部件，其包括泵和阀门，及用于确定系统状态的检测器。作为整个公开文本的应用，在一控制器的控制下的系统运行可以采用具有单独功能或叠加功能的单一控制器或多个控制器。一控制器是指一具有一可编程的微处理器和相关存储器的装置。
[0265] 图11示出一个或多个能够发送和接收来自多个系统部件的数据或指令的控制器801。该一个或多个控制器801可以是一个以上的微处理器单元。特别地，该一个或多个控制器801能够控制泵的速率，并且能够随着阀150，阀158，阀215，阀217和阀515的操作控制血液泵125，透析液泵138，第二容器泵174，注入液泵181和控制泵190的泵送方向。进一步地，抗凝剂泵186的操作也在一个或多个控制器801的控制下。在具有两个控制器的系统中，一个控制器可以被用来控制过程，另一个控制器可以被用来监测系统，并在控制不正确时保护系统。在可选的具有一个控制器的系统中，控制或保护过程在同一控制器中可以是分别独立的过程。
[0266] 一个或多个控制器801还接收来自于系统内的各种仪器和检测器的数据，这些仪器和检测器包括压力计133，134，137，空气-液体检测器201，202，203，电导仪101，104，160和血液渗漏检测器560。该一个或多个控制器801能够停止或改变系统的运行以使患者不会遇到一不安全的压力读数、一不安全电导率水平或检测到透析器130内有血液渗漏的情况，不安全的压力读数表明在体外回路140中有故障或有空气存在，透析器130内的血漏由血液渗漏检测器560检测。该一个或多个控制器能够停止系统中的任一泵或操作阀150以绕过透析器130。进一步地，该一个或多个控制器801可以基于来自电导仪101，104，160的电导率读数以及基于由吸附剂盒102吸附的尿素的量的计算和/或通过控制泵190进入或离开系统的钠的量的计算来改变或停止系统的操作。在具有两个控制器的系统中，一个控制器可以被用来控制过程，另一个控制器可以被用来监控系统，并在控制不正确时保护系统。
[0267] 在某些实施例中，该一个或多个控制器801设于远离透析回路和体外回路的位置。控制器801的其中之一可以通过与便携式透析系统有线或无线的连接发送和接收数据和指令。某些控制器的功能，例如，可以通过在一多用途计算装置（例如一手机，平板电脑，PC机或PDA）上运行的应用程序完成。在某些实施例中，远离于便携式透析系统的控制器801能够通过与便携式透析系统的有线连接进行操作，以使得在使用无线技术的医院环境或飞机环境中的操作受到限制。
[0268] 通过设置远离于便携式透析系统的一个或多个控制器801，患者不需要携带大部分处理电源，从而降低了装置的重量。通过无线技术来控制一装置的装置和方法在本领域内是已知的。无线信号可以采用信号确认，数字编码算法，校验和其他验证方法来减少干扰，并允许类似系统在同一区域内进行操作。如果无线控制信号被中断或被盗用，该系统可以具有一安全特征来停止装置。
[0269] 可以根据运行的特定需求而对便携式透析系统进行各种组合和/或修改以及变化，这对于本领域的技术人员而言是显而易见的。此外，作为一个实施例的一部分的被阐释或被描述的技术特征可以用于另一个实施例，以获得一更进一步的实施例。
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