CN118236575A - 包括流路绝缘体的透析系统 - Google Patents

Abstract

一种肾衰竭治疗系统(10)，包括：透析器(102)；血液回路(100)，包括血液泵(120)，与所述透析器(102)流体连通；透析回路(30)，与所述透析器(102)流体连通；以及至少一个流路绝缘体(150，155)，位于所述透析回路(30)或所述血液回路(100)中，所述流路绝缘体(150，155)包括将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成多个(例如，两个或更多个)分离的液体段(160)的结构，所述多个分离的液体段(160)在所述流路绝缘体(150，155)内形成电隔离。

Description

包括流路绝缘体的透析系统

本申请是申请日为2016年10月14日、申请号为2020114857260的中国专利申请的分案申请，该中国专利申请是申请日为2016年10月14日，优先权日为2015年10月14日，国家申请号为2016800605340的PCT国家阶段申请的分案申请。

技术领域

本公开大致涉及医疗设备。更具体而言，本公开涉及医疗装置的电绝缘。

背景技术

血液透析(“HD”)通常使用扩散来从患者血液中去除废弃物。在血液和称为透析液的电解质溶液之间的半渗透透析器上发生的扩散梯度引起扩散。血液滤过(“HF”)是另外的肾脏替代疗法，其依赖于来自患者血液毒素的对流运输。该疗法通过在治疗期间向体外回路添加置换液(通常为10至90升这样的流体)来实现。在HF治疗过程中，患者在多次治疗之间积聚的置换液和流体被超滤，从而提供了一种对流输送机制，这对于去除中大分子特别有利(在血液透析中，在多次透析之间，有少量废废弃物连同获得的流体被去除，然而，来自该超滤液去除的溶质拖拽通常不足以提供对流清除)。

血液透析滤过(“HDF”)是结合对流和扩散清除的治疗方式。HDF将透析液从透析器入口流到出口。另外，置换液直接提供给体外回路，以提供对流清除。这些情态由透析机管理。机器可以设置在中心或患者家中。中心提供的透析机每天多次用于多名患者，因此必须在治疗之间进行清洁。透析机使用多个组件，包括电气组件。电气组件会导致电气故障的风险。为了保护患者免受透析机流路的内部故障的影响，现如今的透析机都接地。尽管如此，患者仍然可能会接触到未正确接地的设备，如移动电话或笔记本电脑的充电器、电动可调节椅、或甚至阅读灯。

医疗设备被指定为不同的电气类别。心脏起搏“CF”机器例如是具有与患者心脏直接导电接触的部件(“应用部件”)的机器。CF机器的例子是心脏肺机器、外部起搏器、电动手术设备、起搏器和除颤器。身体浮置“BF”机器应用了与患者导电接触的部件，或与患者进行中期或长期接触。BF机器的例子包括监视器、保温箱和超声波设备。身体(“B”)机器应用了通常不导电且可以立即从患者身上释放的部件。B机器的例子包括发光二极管(“LED”)照明、医用激光器、MRI人体扫描仪、医院病床和摄影设备。

CF和BF应用部件具有浮置的患者接地部(patien grounds)，而B机器可以连接到大地。希望透析机器具有可靠且成本有效的方法来保持浮置的患者接地部，其至少可以接近BF或CF额定机器。

发明内容

本公开提供了执行血液透析(“HD”)、血液滤过(“HF”)和血液透析滤过(“HDF”)的肾衰竭治疗系统和方法。因此，本文所用的“肾衰竭疗法”意在包括HD、HF和/或HDF中的任何一种、或多种或全部。

本公开的肾衰竭治疗系统在浓缩物、透析液和/或血液流动路径中提供流路绝缘体。如果进入的水被充分净化和去离子化，则不会有电流流动，并且不需要本公开的装置。绝缘体包括气隙，该气隙将透析流体或血液流动切断成不连续的液滴式流动，这继而打破驻留在浓缩物、透析液或血液中的电气路径。绝缘体可以包括空气泵和传感器，其中传感器感测绝缘体中的液位并将指示该液位的信号发送给控制器，该控制器使用该信号控制空气泵。空气泵将液体/空气界面调节到所需的水平。在替代实施例中，诸如浓缩物泵、透析液泵或血液泵之类的液体泵接收液位传感器反馈以将液体/空气界面调节到期望水平。

本文详细讨论了获得和保持不连续或液滴型流动的各种方式。在一个实施例中，定期向阀施加脉冲以产生长度不够长，不足以在阀中的液体与绝缘体内的液体之间产生电连续性的短流动流。为了增加流量，在绝缘体中提供两个或更多个脉冲阀出口。每个脉冲阀出口产生的短流动流不够长不足以在阀内的液体与绝缘体内的液体之间产生电连续性。脉冲阀出口彼此间隔足够远，使得它们的流是分离的并且可以不被组合以产生电连续性。

在另一个实施例中，采用涡轮叶轮。涡轮叶轮在一个实施例中由进入绝缘体的液体流驱动。涡轮包括与进入的液体接触的桨叶、叶片或轮叶，这反过来将进入的液体切断成落入装置内的液体/空气界面的不连续段，并且同时破坏装置内的电连续性。

在第三实施例中，进入的液体通过具有许多小开口的喷淋或歧管头进行喷射，所述小开口将流分成一阵不连续液滴流。在第四实施例中，喷淋或歧管头与涡轮叶轮结合，其中涡轮叶轮间歇地阻挡喷淋头的较小孔以产生许多不连续的液滴式流。

在第四实施例中，液体入口至少基本水平并且沿着绝缘体的内壁(例如圆柱形壁)定向。水平方向的液体沿着壁形成薄膜，从绝缘体的液体入口所在的顶部迁移到绝缘体内的液体/空气界面。由于薄膜的厚度比较小，确保了流路绝缘体内的电气阻抗非常高。

在第五实施例中，桨轮型结构被放置在流路绝缘体内部。桨轮结构可以具有充满从绝缘体顶部落下的液体的桨叶或杯。由于填充桨叶或杯的液体的重量，轮子转动。转动的轮子导致第一个桨叶或杯子从路径中移出，从而第二个桨叶或杯开始充满液体。不同的桨叶或杯将液体分离并破坏电气连续性。轮子转动，使每个桨叶或杯将其液体排放到绝缘体内的液体池中，重新设置桨叶或杯以用于其下一个液体负载。

除了可能的薄膜实施例之外，上述实施例中的任何一个都可以设置有空气隔离区或者空气隔离室，该空气隔离区或者空气隔离室位于引入液体的绝缘体的顶部。空气隔离区或空气隔离室将绝缘体的液体入口进行隔离，避免随着时间的推移在流路绝缘体内造成不利影响。可以预料，随着绝缘体在治疗过程中或在多次治疗过程中使用，绝缘体的内表面将变湿，并且可能被来自浓缩物或透析液的生物或盐沉积物覆盖。这种导电的涂层可能会提供不希望的至地的电路径。另外，如果绝缘体内的气氛变潮湿，产生具有盐的导电雾，则在液滴或液体段之间可能出现破坏性放电，从而导致另一不期望的接地路径。

下面示出并讨论了用于结合空气隔离室的使用来产生液体段的各种实施例。在一个实施方式中，提供第一空气管线和泵以将空气供应至空气隔离室，而提供第二空气管线和泵以将空气拉入液体管线中以形成多个液体段。在另一实施方式中，提供空气管线和泵以供应空气隔离室，而使用阀将液体流分成多个液体段。该阀可以是二通阀或三通阀。该阀还可以与上游顺应室一起使用，该上游顺应室在阀循环时保持不同体积的液体。在进一步的实施方式中，提供空气管线和泵以供应空气隔离室，而电机用于转动法兰，该法兰顺序地允许和不允许流体流，从而形成多个流体段。

通过在液体入口处提供小的隔离区域，空气隔离室解决了上述不想要的至地的路径。在一个实施例中，绝缘体或与绝缘体一起工作的电路包括将空气泵送到隔离区或隔离室的空气泵，其(i)防止生物或盐沉积物在隔离区中累积并且(ii)降低绝缘体的整体湿度。结果(i)破坏了由于生物或盐沉积膜而导致的不希望的电流路径。结果(ii)有助于防止液滴或流体段之间出现破坏性放电。

透析液和/或血液回路可以根据需要提供本文所述的任何流动路径绝缘体中的一个或多个，以防止例如由接触患者的透析机外部的故障电气设备引发的故障电流流向患者或或者防止电流从患者流动。可以考虑将流路绝缘体另外用作滴注室，例如在血液回路中。透析回路的新鲜透析流体管线可以包含位于最远下游流部件和透析器之间的流路绝缘体，而透析回路的使用过的透析流体管线可以包含位于最远上游流部件和透析器的流路绝缘体。流路绝缘体可以替代地或另外地放置在使用过的透析流体管线的最下游部分中，就在排出部之前。进一步可选地或附加地，本文描述的任何流路绝缘体可以被放置在透析机壳体外部的排放管线中。

此外，流路绝缘体可以与电浮置的流体血液、透析流体、浓缩物和水(如果是导电的或非去离子水)路径结合使用。通常，电浮置流体路径是没有连接到地的路径。如本文所使用的，在一个实施例中，浮置流体路径意味着在血液管线、肾衰竭治疗机器内部或外部的透析液管线、浓缩物管线或甚至水管线(如果是未去离子的水)内没有接地路径。也就是说，浮置流体路径可以是指其中携带导电流体时本身将使导电流体相对于通过电源干线和/或通过连接到透析机(例如排放和外部水管线)的接地部件提供到透析机的电势(例如大地)电气浮置的浮置流体路径。浮置流体路径可以包括血液管线、(新鲜和/或使用过的)透析液管线、浓缩物管线和/或水管线以及诸如传感器和泵之类的连接至上述流体线路的部件的全部或一个或几个部分。唯一接地的路径是通过使用过的透析液行进到外部到达诊所房屋排出部的地。使病人身上产生的任何故障电压一路移动到房屋排出部的接地处，增加了故障电压所见的流体管线中自然发生的阻抗，从而使由故障电压产生的电流最小化。

与电浮置流体通道相结合的流路绝缘体提供适合用于中央静脉导管(“CVC”)的电绝缘。中央静脉导管可以是通过大静脉插入患者的上腔静脉或右心房以抽出和输送血液，例如用于血液透析，或施用肠胃外流体(如肠胃外营养)，抗生素或其他治疗剂。因为导管尖端靠近患者的心脏，因此CVC会造成更严重的情况。来自透析机的故障电流是可能的。然而，更可能的情况是，患者接触的来源的故障电流，例如来自插入计算机、电话或平板电脑的故障充电器。如果发生这种情况，并且机器提供了从血液或血液和透析液到地面的电通路，那么外部故障可能通过血液或血液和透析液借助CVC导管而聚焦到患者的心脏。流动路径绝缘体结合电浮置流体路径防止发生上述情况。

本公开的系统和方法还包括测试流路绝缘体是否正确工作的多种方式。例如，对于产生液滴或液体段的流路绝缘体，可以考虑将传感器放置在绝缘体的侧面，以确保不连续流确实产生液滴，并且液滴或流体段彼此相距适当的距离。该传感器可以例如是其中光束被液滴或液体段破坏的光学传感器。光学传感器可选地包括一个或多个摄像机。如果传感器放置得足够接近连续流，则可替代地可以使用超声波、电容式或电感式传感器。

作为传感器的替代方案或附加方案，可以设想通过提供从透析回路到地的电路径来测试流路绝缘体是否正确工作，透析回路被例如开关、电流发生器和电压计分离开。一个实施例中的开关是具有流体路径(类似于线路)、连接断开(类似于中性)和接地位置的三位置开关。在流体路径(类似于线路)的位置，电压计读取由电流发生器产生的电压。在连接断开(类似于中性)的位置，电流发生器与透析回路断开，而电压计仍然可以读取流体或透析液路径中的电压。在接地位置，电压计所观察到的电压是通过透析液路径到地的任何故障电压。

在一个实施例中，在患者连接到机器之前，三位置开关连接到地以寻找表明流路绝缘体或电浮置路径不正常操作的故障电压。如果通过了该测试，并且在患者连接之前，则将开关切换至流体路径(类似于线路)位置，其中检测到由电流源引起的电压。在一个实施例中，电流源被设置为心脏浮置机器或体浮置机器的最大可允许极限，例如10至50微安(μA)。然后测量相应的电压。在治疗期间，当患者连接到机器时，开关切换到连接断开(类似于中性)位置，以便没有经由开关到地的路径，并且电流发生器不会在流体路径中产生电流。然而，电压检测器仍然可以寻找电压，然而，如果感测到的电压达到或超过最大可允许电压(或其工程因子)，则机器可以发出警报并关闭，采取纠正措施，例如夹住血液管线。

鉴于本文阐述的技术特征(而非限制)，在第一方面中，一种肾衰竭治疗系统，包括：透析器；血液回路，包括血液泵，与所述透析器流体连通；透析回路，与所述透析器流体连通；以及至少一个流路绝缘体，位于所述透析回路或所述血液回路中，所述流路绝缘体包括：(i)将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个(例如两个或更多)分离的液体段的结构，所述多个分离的液体段在所述流路绝缘体内形成电隔离；以及(ii)空气隔离室，所述空气隔离室通过至少一个挡板而与下部室分隔开，所述下部室接收所述液体段以保持所述空气隔离室干燥。

在第二方面(第二方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体包括空气隔离室，所述空气隔离室通过至少一个挡板(201)而与下部室分隔开，所述下部室接收所述液体段以保持所述空气隔离室干燥。

在第三方面(第三方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体配置并布置为使用分离的液体段的流来将空气拉动通过所述空气隔离室。

在第四方面(第四方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体包括入口，其中所述所述空气隔离室围绕所述入口，并且所述空气隔离室还包括放置并布置成对所述空气隔离室内的空气加压的空气泵，或者所述空气泵配置为本身抽吸空气。

在第五方面(第五方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个液体段的结构包括至少一个阀，所述至少一个阀按顺序打开和闭合以形成液体段。

在第六方面(第六方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个液体段的结构包括具有叶片的涡轮叶轮，所述叶片通过流动的液体旋转。

在第七方面(第七方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个液体段的结构包括歧管板，所述歧管板限定多个孔，每个孔限制流动的液体。

在第八方面(第八方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个液体段的结构包括具有多个容器的轮子，所述多个容器单独填充，其中填充的容器的重量导致所述轮子转动。

在第九方面(第九方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述系统包括逻辑实现器，其中所述流路绝缘体包括液位传感器，所述液位传感器配置为向所述逻辑实现器发送输出，所述逻辑实现器使用所述输出来控制空气泵以在所述绝缘体中实现期望的液位。

在第十方面(第十方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述系统包括至少一个测试设备，用于测试所述流路绝缘体是否正常运行。

在第十一方面(第十一方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述至少一个测试设备包括传感器，所述传感器被放置和布置为感测所述流体段是否正确形成。

在第十二方面(第十二方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述至少一个测试设备包括电压或电流计，所述电压或电流计被放置和布置成检测所述透析回路中的电压或电流。

在第十三方面(第十三方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述透析回路包括新鲜透析液管线和使用过的透析液管线，并且所述透析回路包括位于所述新鲜透析液管线中的第一流路绝缘体和位于所述使用过的透析液管线中的第二流路绝缘体。

在第十四方面(第十四方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述第一流路绝缘体位于所述新鲜透析液管线中的最远下游流部件与所述透析器之间，所述第二流路绝缘体位于所述使用过的透析液管线中的最远上游流部件和所述透析器之间。

在第十五方面(第十五方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体被放置在所述透析回路的排出部处和/或被放置在容纳所述透析回路的机器壳体外部。

在第十六方面(第十六方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，至少一个浓缩物容器悬挂离开地面或者设置有支架以排除与地面的电容耦合。

在第十七方面(第十七方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体被放置在所述透析回路的浓缩物管线中或者放置在所述血液回路中。

在第十八方面(第十八方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体使用脉冲式空气源来形成分离的液体段。

在第十九方面(第十九方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，一种肾衰竭治疗机，包括：透析器；血液回路，包括血液泵，与所述透析器流体连通；透析回路，与所述透析器流体连通；以及至少一个流路绝缘体，位于所述透析回路中，所述流路绝缘体包括将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个分离的液体段的结构，所述多个分离的液体段在所述流路绝缘体内形成电隔离；以及空气泵，被放置和布置成对所述流路绝缘体的空气隔离室内的空气加压。

在第二十方面(第二十方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述流路绝缘体位于所述透析回路的使用过的透析液和排放管线的下游端。

在第二十一方面(第二十一方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述空气隔离室包围所述流路绝缘体的形成所述液体段的区域。

在第二十二方面(第二十二方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述空气隔离室与形成在所述流路绝缘体内的液体/空气界面间隔开。

在第二十三方面(第二十三方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述空气隔离室是水或水和药剂清洁回路的一部分。

在第二十四方面(第二十四方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，一种肾衰竭治疗机，包括：透析器；血液回路，包括血液泵，与所述透析器流体连通；透析回路，与所述透析器流体连通；其中，所述血液回路、所述透析器和所述透析回路形成电浮置流体路径，其中唯一的到地的电气路径是经由使用过的透析流体行进通过所述治疗机到达大地；以及至少一个流路绝缘体，位于所述透析回路的排出端，所述流路绝缘体包括将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个分离的液体段的结构，所述多个分离的液体段在所述流路绝缘体内形成电隔离。

在第二十五方面(第二十五方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，其中所述电浮置流体路径具有以下中的至少一个：(i)电旁路传感器，(ii)至少一个电绝缘流体部件，或(iii)至少一个电隔离信号线。

在第二十六方面(第二十六方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，一种肾衰竭治疗系统，包括：透析器；血液回路，与所述透析器流体连通；透析回路，与所述透析器流体连通；流路绝缘体，位于所述透析回路或所述血液回路中，所述流路绝缘体被配置为在所述流路绝缘体内产生电隔离；以及至少一个测试设备，用于测试所述流路绝缘体是否正确地产生电隔离。

在第二十七方面(第二十七方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述至少一个测试设备包括传感器，所述传感器放置并布置为感测所述流路绝缘体是否正在正确地形成分离的电绝缘流体段。

在第二十八方面(第二十八方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述至少一个测试装置包括电压或电流计，所述电压或电流计放置并布置为确定所述流路绝缘体是否正在正确地产生电隔离。

在第二十九方面(第二十九方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，所述至少一个测试装置包括开关，所述开关允许如下路径中的至少一个：在治疗之前到地位置的路径，以通过所述电压或电流计测试所述流路绝缘体是否正确地产生电气隔离；或(ii)允许通向流体路径(类似于管线)位置的路径，以在治疗之前设置最大电压或电流水平；以及通向连接断开位置(类似于中性)的路径，以在治疗期间基于最大电压或电流水平测试流路绝缘体是否正确地产生电隔离。

在第三十方面(第三十方面可以与本文描述的任何其他方面一起使用，除非另有说明)中，一种肾衰竭治疗系统，包括：透析器；血液回路，包括血液泵，与所述透析器流体连通；透析回路，与所述透析器流体连通；至少一个流路绝缘体，位于所述血液回路中，所述流路绝缘体包括将所述流路绝缘体内流动的液体分成多个(例如两个或更多)分离的液体段的结构，所述多个分离的液体段在所述流路绝缘体内形成电隔离；以及逻辑实现器，被编程以操作单针治疗，所述流路绝缘体位于通往患者的血液回路的单条血液管线中。

在第三十一方面中，结合图1A至图12C中的任何一个或多个所描述的任何特征、功能和替代方案可以与结合图1A至图12C中的任何另外一个或多个所描述的任何特征、功能和替代方案。

因此，本公开的优点是提供具有电绝缘的血液透析、血液滤过或血液透析滤过系统和方法。

本公开的另一个优点是，提供主动防止或减少由于故障状况引起的电压导致的电流的血液透析、血液滤过或血液透析滤过系统和方法。

本公开的另一个优点是，提供主动防止或减少由于故障状况引起的电压导致的电流并且实施起来相对容易且成本有效的血液透析、血液滤过或血液透析滤过系统和方法。

本公开的另一个优点是，提供一种血液透析、血液滤过或血液透析滤过系统和方法，其将故障状况导致的电流的主动防止与电浮置流体路径相结合。

此外，本公开的一个优点是，提供一种血液透析、血液滤过或血液透析滤过系统和方法，其主动地防止或减少由于系统中多个位置处的故障状况引起的电压所导致的电流。

另外，本公开内容的一个优点是，提供了一种血液透析、血液滤过或血液透析滤过系统和方法，其主动地防止或减少在此描述的流路绝缘体的内壁上形成导电膜，并且进一步降低了绝缘体内部的湿度，以减少出现不希望的导电连接的风险。

另外，本公开的优点是，提供一个或多个反馈特征，以确保这里描述的流路绝缘体正确地起作用。

这里讨论的优点可以在本文公开的一个或者一些，并且可能不是全部的实施例中找到。本发明的其他特征和优点通过下面对具体实施方式和附图而描述中变得明显。

附图说明

图1A是使用本公开的流路绝缘体的用于肾衰竭治疗系统的透析回路的一个实施例的示意图。

图1B是使用本公开的流路绝缘体结合电浮置流体路径并且进一步与反馈回路组合以确保流路绝缘体和电浮置流体通路的正确操作的肾衰竭治疗系统的透析回路的另一个实施例的示意图。

图2是使用本公开的流路绝缘体的用于肾衰竭治疗系统的血液回路的一个实施例的示意图。

图3是本公开的流路绝缘体的一个实施例的剖视正视图，其使用按照顺序的阀来产生液体段或液滴。

图4是本公开的流路绝缘体的另一实施例的剖视正视图，其使用涡轮叶轮来产生液体段或液滴。

图5是与图4的流路绝缘体一起使用的涡轮叶轮的一个实施例的俯视图。

图6是本公开的流路绝缘体的另一实施例的剖视正视图，其使用喷淋式歧管来产生液体段或液滴。

图7是本公开的流路绝缘体的又一个实施例的剖视正视图，该流路绝缘体使用桨轮式结构来产生液体段或液滴。

图8是本公开的流路绝缘体的又一实施例的剖视正视图，其使用切向流在绝缘体内产生高电阻膜。

图9A是本公开的流路绝缘体的又一实施例的剖视正视图，其提供了结合使用空气隔离室来帮助维持有利于形成和维持液体段的空气隔离室而产生液体段的一个例子。

图9B是本公开的流路绝缘体的又一实施例的剖视正视图，其提供了结合使用空气隔离室来帮助维持有利于形成和维持液体段的空气隔离室而产生液体段的一个例子。

图9C是本公开的流路绝缘体的又一实施例的剖视正视图，其提供了结合使用空气隔离室来帮助维持有利于形成和维持液体段的空气隔离室而产生液体段的一个例子。

图9D是本公开的流路绝缘体的又一实施例的剖视正视图，其提供了结合使用空气隔离室来帮助维持有利于形成和维持液体段的空气隔离室而产生液体段的一个例子。

图10是示出例如使用图9A的流路绝缘体进行处理然后对相同回路进行消毒的一种可能方式的流示意图。

图11是图9A的流路绝缘体的剖视正视图，示出了本公开的任何流路绝缘体可能的附加排气孔和排气阀。

图12A和图12B是示出本公开的多个流路绝缘体的流示意图，流路绝缘体位于肾衰竭治疗机器的壳体外部并操作。

图12C是流路绝缘体的剖视正视图，示出了本文所述的任何流路绝缘体如何构造以将空气吸入其空气分离室中，与使用强制或加压空气相反。

具体实施方式

现在参考附图，特别地参照图1和图2，通过系统10示出了本公开系统的实施例。系统10包括具有外壳或壳体的机器12。机器12的壳体保持下面详细描述的透析液或透析液回路30的内容物。机器12的壳体还支撑用户界面14，其允许护士或其他操作人员与系统10交互。用户界面14可具有可用触摸屏覆盖、机电按钮(例如薄膜开关)或两者的结合可操作的监视器屏幕。用户界面14与至少一个处理器16和至少一个存储器18电通信。至少一个处理器16和至少一个存储器18还与本文所述的泵、阀和传感器进行电子交互并且在适当的情况下控制泵、阀和传感器，例如透析液回路30的那些泵、阀和传感器。至少一个处理器16和至少一个存储器18在本文中统称为逻辑实现器20。从逻辑实现器20延伸的虚线通向泵、阀、传感器、加热器和其他电气设备，如从泵、阀、传感器、加热器等引出的虚线所示。

透析液回路30包括净化水管线32、A-浓缩物管线34和碳酸氢盐B-浓缩物管线36。净化水管线32接收来自净化水装置或源22的净化水。使用诸如反渗透、碳过滤、紫外线辐射、电去离子(“EDI”)和/或超滤的任何一种或多种处理，可以将水净化。

A浓缩物泵38，例如蠕动泵或活塞泵，将来自A浓缩物源24的A浓缩物通过A浓缩物管线34泵入净化水管线32中。电导率单元40测量A浓缩物对净化水的导电效果，向逻辑实现器20发送信号，逻辑实现器20使用该信号通过控制A浓缩液泵38适当地分配A浓缩液。通过来自温度传感器42的读数对A电导率信号进行温度补偿。

诸如蠕动泵或活塞泵的B浓缩物泵44将来自B浓缩物源26的B浓缩物通过B浓缩物管线36泵入净化水管线32中。电导率单元46测量B浓缩对净化水/A浓缩物混合物的导电效果，向逻辑实现器20发送信号，逻辑实现器20使用该信号通过控制B浓缩物泵44适当地分配B浓缩物。通过来自温度传感器48的读数对B电导率信号进行温度补偿。

膨胀箱50在接收浓缩物之前对净化水进行排气，从已经通过位于膨胀箱50下方的排气泵53在腔室51中脱气的水中去除气泡。由逻辑实现器20控制的加热器52将用于治疗的净化水加热至体温，例如37℃。因此，离开电导率单元46的流体是新鲜制备的透析液，经过适当地脱气和加热，并且适合于送至透析器102用于治疗。诸如齿轮泵之类的新鲜透析液泵54将新鲜透析液输送到透析器102。如下面更详细描述的，逻辑实现器20控制新鲜透析液泵54将新鲜透析液以指定流量输送到透析器。

使用过的透析液和排出管线56通过使用过的透析液泵58将使用过的透析液从透析器返回到排出部60。逻辑实现器20控制使用过的透析液泵58以将来自透析器102的使用过的透析液以指定的流量进行抽取。空气分离器62将使用过的透析液中的空气与使用过的透析液和排出管线56分离，以提高下面讨论的下游UF系统90的准确性。类似的空气分离器62可以在UF系统90的上游附加地放置在新鲜透析液管线76中。另外一个或多个空气分离器62可以替代地或额外地放置在具有本公开的空气隔离室的流路绝缘体的下游，以从由于空气隔离室而夹带的管线76(和/或置换管线)中的新鲜透析液除去任何空气。压力传感器64感测使用过的透析液和排出管线56内的用过的透析液的压力，并向逻辑实现器20发送相应的压力信号。

电导率单元66测量流过使用过的透析液和排出管线56的使用过的流体的电导率，并将信号发送给逻辑实现器20。单元66的电导率信号也通过来自温度传感器68的读数进行温度补偿。诸如光学检测器的血液泄漏检测器70寻找排出管线中血液的存在，例如以检测透析器膜是否存在撕裂或泄露。热交换器72对从透析液回路30排出到排出部60的使用过的透析液进行热量回收，以对朝向加热器52行进的净化水预加热，以回收能量进而实现节能。

流体旁路管线74允许新鲜透析液从新鲜透析液管线76流到使用过的透析液和排出管线56而不接触透析器102。新鲜透析液管78从机器12延伸并将新鲜透析液从新鲜透析液管线76运送至透析器102。使用过的透析液管80也从机器12延伸并且将来自透析器102的使用过的透析液运送至使用过的透析液和排出管线56。

新鲜的透析液管线还包括电导率传感器或单元82，其感测离开UF系统控制单元90的新鲜透析液的电导率并将相应的信号发送给逻辑实现器20。单元82的电导率信号同样通过来自温度传感器84的读数进行温度补偿。

超滤器86在经透析液管线76和新鲜透析液管78传递至透析器102之前进一步净化新鲜透析液。如下文更详细讨论的，一个或多个超滤器86和88可用于将新鲜的透析液净化至至可用作置换液的程度，以进行稀释前或稀释后血液滤过或血液透析滤过。

UF系统90监测流向透析器102的新鲜透析液(和/或作为置换液直接流向血液套件(图2))和从透析器流出的使用过的流体的流量。UF系统90分别包括新的和使用过的流量传感器Q1c和Q2c，它们分别向逻辑实现器20发送表示新鲜和使用过的透析液流量的信号。逻辑实现器20使用这些信号来将使用过的透析液泵58比新鲜透析液泵54更快地泵送预定的量，以在治疗过程中通过超滤(“UF”)从患者身上移除规定量的流体。新鲜和使用过的流量传感器Q1p和Q2p监控UF系统90并在检测到差异时发出警报。

系统10在逻辑实现器20的控制下提供多个阀92(统称阀92a至92l)以选择性地控制规定的治疗。具体而言，(i)如果检测到新鲜透析液的任何类型的问题(例如，温度错误或电导率错误)，阀92a选择性地打开和关闭旁路管线74以将透析液流重定向为远离透析器102，或者(ii)以允许消毒流体从新鲜透析液管线76流到使用过的透析液和排出管线56。阀92b和92c分别打开和关闭通过管线78和80流向透析器102的流。阀92d选择性地打开和关闭使用过的透析液和排出管线56到排出口60(的流路)。阀92e选择性地打开和关闭净化水管线32到净化水源22(的流路)。阀92f和92g分别控制A和B浓缩物流动。阀92h至92k与UF系统90一起操作。

图1进一步示出了从新鲜透析液管线76延伸出的置换管线96。在逻辑实现器20的控制下的阀92l选择性地打开和关闭置换管线96。在逻辑实现器20的控制下的置换泵94选择性地泵送来自超滤器86的新鲜透析液通过第二超滤器88以产生经由置换管线96(在机器12内)和置换管98(在机器12外部)传递到动脉血液管线106和/或静脉血液管线108的置换液，而不是通过管线76(血液过滤(“HF”))的新鲜透析液或者除了通过管线76的新鲜透析液(用于血液透析过滤(“HDF”))之外。

现在参考图2，系统10还包括与机器12一起使用的血液回路或套件100。在所示实施例中，血液回路或套件100包括具有许多中空纤维半渗透膜104的透析器102，该半渗透膜104将透析器102分隔成血液隔室和透析液隔室。处理过程中的透析液隔室与来自新鲜透析液管78的入口和使用过的透析液管80的出口进行流体连通。对于HF和HDF，除了新鲜透析液管78之外，单独的置换管也在治疗期间放置为与动脉管线106或静脉管线108进行流体连通。在HDF中，透析液通过管78流到透析器102，而对于HF，通过管78的透析液流动被阻断。

动脉压力舱114位于血液泵120之前的动脉管线106上以确保例如在动脉管线中不存在由扭结或限制引起的过度负压。系统压力舱110放置在血液泵120和透析器102之间，而静脉管线108包括静脉压力舱112。压力舱110、112和114与安装在机器壳体上的血压传感器(未示出)一起操作。动脉、静脉和系统压力传感器分别将动脉、静脉和系统压力信号发送给逻辑实现器20。静脉管线108包括空气分离室或静脉滴注室115，其在血液返回患者116之前从患者116的血液中除去空气。

血液回路或套件100的动脉管线106由血液泵120操作，血液泵120在逻辑实现器20的控制下以期望的流量泵送血液。系统10还提供向逻辑实现器20发送信号和/或从逻辑实现器20接收命令的多个血液侧电子设备。例如，逻辑实现器20命令弹簧夹122a和122b分别选择性地打开或关闭动脉管线106和静脉管线108。血液量传感器(“BVS”)124沿着血液泵120上游的动脉管线106放置。空气检测器126在静脉血液管线中寻找空气。如图所示，置换管98可以连接至动脉管线106以用于预稀释HF或HDF和/或连接至静脉管线108以用于后稀释HF或HDF。动脉管线106、静脉管线108和置换管线98由合适的电绝缘材料支撑，如聚氯乙烯(“PVC”)或硅树脂(例如，泵送区域可以是较软的硅树脂)。血液管线足够厚以减少或消除由于电容耦合而产生的任何电压的可忽略水平。

本公开包括放置在A浓缩物管线34、B浓缩物管线36、新鲜透析液管线76、使用过的透析液和排出管线56、动脉血液管线106和/或静脉血液管线108内的一个或多个流路绝缘体150。

如本文所使用的，流路绝缘体150表示以下在图3至图8中示出的绝缘性绝缘体150a至150e中的任一个。流路绝缘体150指的是绝缘体150a至150e中的多个绝缘体，和/或指绝缘体150a到150e的任何组合。为此，浓缩物管线34、36、新鲜透析液管线76、使用过的透析液和排出管线56、动脉血液管线106和/或静脉血液管线108可各自具有一个或多个流路绝缘体150。下面在图9A至图9D中介绍的流路绝缘体155a至155d(统称为流路绝缘体155)是与空气隔离室200组合工作的流路绝缘体(例如绝缘体150)。

图1和图2表明，任何流路绝缘体150可以位于以下任何一个或多个中：(i)A-浓缩物管线34，例如，A-浓缩物泵38的上游；(ii)B-浓缩物管线36，例如，B-浓缩物泵44的上游；(iii)新鲜透析液管线76，例如机器12内在最终的下游流部件(阀92b)和透析器102之间；(iv)使用过的透析液和排出管线56，例如，在机器12内在第一上游流部件(阀92c)和透析器102之间；(v)使用过的透析液和排出管线56，例如，机器12内最终下游流部件(阀92d)和排出部60之间；(vi)在动脉管线106内，例如，靠近血液泵120；和/或(vii)例如除了静脉滴注室115之外，流路绝缘体150还设置于静脉管线108内。可选地或附加地，可以使用任何流路绝缘体150来替代在使用过的透析液和排出管线56中的空气分离器62(额外地起到空气分离器62的功能)。另外，可选地或附加地，本文描述的任何流路热体150可以放置在位于机器12的壳体外部的使用过的透析液和排出管线56的一部分中，如下面结合图12A和图12B所描述的。进一步，可选地或附加地，流路绝缘体150可以与来自A源24、B源26或来自中央输送系统的浓缩物一起使用。

如上所述，流路绝缘体150可以放置在机器12内部的A浓缩物管线34和/或B浓缩物管线36中。这种内部浓缩物绝缘体对集中式浓缩物系统特别有用(但不限于集中式浓缩物)，集中式浓缩物系统中的浓缩物来自墙壁或大型来源而不是容器。当提供浓缩物的容器(例如源24和26)时，在一个实施例中，例如通过确保源24、26不与机器12的壳体接触和/或远离地板而在容器本身处提供隔离，以防止由于电容耦合而导致的从源传播的故障电流和/或传播到源的故障电流。

现在参照图1B，在各种实施例中，系统10包括位于机器12的流的末端处的单个或多个流路绝缘体150和/或155，例如图1B中在使用过的透析液和排出管线56的末端，和/或图12A和图12B中的机器12的外部。图1B的系统10对应于图1A所示的电绝缘防护的分段线A-A。防护线AA使用位于排放管线末端的流路绝缘体150/155以及本文中讨论的用于A-浓缩物容器24和B-浓缩物容器26的保护。这里，防护线AA右侧的所有流体流组件(如箭头所示)，实际上包括整个透析液回路30、透析器102和套件100中的血液流，都被电气浮置。位于使用过的透析液和排出管线56末端处的流路绝缘体150/155因此可以防止任何故障电流流过使用过的透析液和排出管线56到达排出部60。中央浓缩物管线因此没有附接到机器12，而浓缩物容器24和26在它们所处的位置处被很好地隔离，例如挂在机器上而不是放在可能湿的混凝土上。

如果来自源22的净化水是去离子的，则管线32中的水不导电。然而，实际上，诊所可能无法提供足够的去离子水。因此，可以设想的是，将流路绝缘体150/155放置在水管线32中，或者将导电单元与流经水管线32的水(例如，膨胀箱50的上游)连通以确保来自源22的水是充分不导电的。或者，现有的电导率传感器40或46可用于在来自A浓缩物源24或B浓缩物源26的任何浓缩物被添加到水中之前(例如，在灌装机器12期间启动时)测试水。

在一个替代实施例中，图1A示出了A-浓缩物容器24可以具有位于容器24底部的支架25，而B-浓缩物容器26可以具有位于容器26底部的支架25。支架25和27二者可以实现相同的目的，即，它们都可以将位于容器24和26内的导电液体以及位于透析诊所或中心的潜在导电湿气或湿地板(例如混凝土)之间的介电间隙(dielectric gap)提高到如下程度，即，在导电浓缩物和湿气或湿地板之间产生的电容电压可以被完全消除或者很小以至于可以忽略的程度。因此，支架25和27允许容器24和26坐落在地板上(如果需要的话)，同时与地板电隔离。

支架25和27可以分别与容器24和26的其余部分一起模制或形成，或者可以连接到容器。所提供的支架25和27的数量适合于当放置在诊所地板上时保持容器24和26稳定。支架25至27的高度足以使容器24和26的底部不存在任何湿气或者不会有诊所地板上的水的集聚，例如高度可以是12mm。或者，可以将容器24和26悬挂在机器12上，以将容器从诊所地板往上悬挂，以减少或消除在导电浓缩物与湿气或潮湿地板之间产生的任何电容性电压的可能性。

为了形成电浮置透析液回路30，通常连接到地的敏感设备(例如电导率传感器40、46、66和82)不连接到地。类似地，UF系统90的流量传感器Q1c、Q2c、Q1p和Q2p没有连接到保护性大地。事实上，没有任何电浮置透析液回路30或浮置血液套件100被连接到保护性大地(除了在下面描述的有限测试情况下)。因此，透析液回路30和浮置血液套件100相对于机器12被称为电浮置的。

然而，由于某种原因，敏感设备在现有技术中是连接到接地的，即如果没有正确接地，来自机器外部或内部的杂散电流或者有故障的部件可能导致电导率和流量传感器读取或输出不正确。为了在不将传感器连接到地的情况下解决该问题，本公开的传感器设置有电旁路线250，如图1B所示。旁路线路250从传感器上游的点到传感器下游的点电将传感设备电旁路，使得故障电流通过电旁路线25从每个传感器的上游传导到下游，反之亦然，而不是通过传感设备传导。这样做时，旁路线路250与传感器上游的流体和传感器下游的流体电接触或以其他方式电连通，从而在传感器周围产生短路。短路会导致杂散电流绕过传感器，因此杂散电流不会影响传感器的运行。

另外，导电地接触透析液回路30和血液套件100中的液体的传感器和任何其他流部件经由机械绝缘与机器12的其余部分电绝缘。机械绝缘是指使用放置在流体接触部件和机器之间的非导电材料(例如塑料、橡胶、陶瓷)及其组合。其结果可能是位于部件和机器底盘或其他机器固定装置(该部件安装到该机器固定部件)之间的绝缘垫。

此外，例如，使透析液回路30和血液套件100浮置的“机械”电绝缘、将信号传导以远离传感器探头的电力线和电信号线或与血液、透析液或浓缩物接触的其他结构，需要与读取和分析传感器信号的电路和计算设备(例如，印刷电路板、处理、存储器(以上作为逻辑实现器20讨论))电隔离。为此，源自传感器的每条电力线和信号线在一个实施例中分别通过变压器隔离或者分别与从光学隔离器延伸到逻辑实现器20或电源的电力线或信号线隔离光学隔离。变压器具有独立的功率线圈。光信号隔离器传递传感器信号线所承载的信息，同时在信号线中产生物理中断。物理中断防止(i)来自机器12的杂散电流经由传感器电力或信号线进入浮置流体路径，以及(ii)防止浮置流体路径内的杂散电流经由传感器电力或信号线从机器12及其他部件逸出。

因此，为了使透析液回路30和血液套件100电置，可以确保四个特征：(i)在机器12或血液管线内没有从导电流体路径到大地的连接，(ii)与透析液回路30以及血液套件100中的导电水、浓缩物、透析液和/或血液接触的敏感设备被电旁路，(iii)与液体接触的部件在安装时被“机械地”电绝缘，(iv)来自逻辑实现器20的信号线被电隔离。

在第二实施例中，如图1A中防护的电绝缘线B-B所示，系统10包括靠近新鲜透析流体阀92b以及使用过的透析流体阀92c的两个流路绝缘体150，并且如果置换流体将被用于HDF，则可能存在位于置换管线96中的第三流路绝缘体150。在此，防御电绝缘线B-B右侧的所有流体部件都需要电浮置，然而，透析液回路30左侧的大部分透析回路不需要电浮置。图2中主要是血液套件100需要用于防护电绝缘线B-B的电气浮置。但是血液套件100通常已经电浮置，因为它没有连接到接大地并且通常不通过具有接触血液的导电探头的侵入式感测设备来操作。但是，如果血液套件100例如采用血液侧电导率检测，那么传感器应该经由上面讨论的旁路250被电旁路，并且如本文所讨论的那样与大地隔离。

如图1A所示，空气分离器63放置在位于新鲜透析液管线76中的流路绝缘体150的下游。如果透析液管线76中的流路绝缘体150采用下面讨论的空气隔离室200，并且空气因此夹带在新鲜的透析液中，则空气分离器63可以在到达透析器102之前除去这些空气。然而，应当理解的是，透析器102的湿膜提供了空气阻挡层，使得空气不会从透析器102的透析液侧到达至其血液侧。尽管如此仍希望保持透析液回路30尽可能不含空气，因为诸如UF系统90的部件之类的某些仪器可能受到透析液中空气的影响。

另外的空气分离器63可以放置在用于HDF的置换线96中的流路绝缘体150的下游。这里同样，如果置换线96中的流路绝缘体150采用下面讨论的空气隔离室200，并且空气夹带在置换流体中，则额外的空气分离器63可以在到达血液套件100之前去除这种空气。

在第三实施例中，如图2中的防护电绝缘线C-C所示，在血液套件100中设置两个流路绝缘体150。这里，动脉流路绝缘体150上游的动脉管线106和静脉流路绝缘体150下游的静脉管线108相对于防护电绝缘线C-C需要电气浮置，这在大多数情况下是自然的。血液套件100中的流路绝缘体150可以是以下讨论的绝缘体150a至150e中的任何一个或流路绝缘体155a至155d中的任何一个。特别是对于家庭使用，当逻辑实现器20运行单针血液形态时，预期提供一个或多个血液流路绝缘体150。这里，只有一条血液管线106或108(图2)通向患者116，并且流路绝缘体150位于单条血液管线中。

现在参考图3，流路绝缘体150a示出了第一绝缘体实施例。流路绝缘体150a包括液体容器152。在此描述的任何绝缘体实施例中的液体容器152可以由任何类型的医疗上安全且电绝缘的塑料、陶瓷或玻璃制成。液体容器152容纳沿着线34、36、76、56、96或108的任何液体流，例如A-浓缩物、B-浓缩物、新鲜透析液、使用过的透析液、置换液或血液。应该理解，浓缩物管线34或36可以分别输送来自源24或26的浓缩物，或者输送来自中央输送系统的浓缩物。液体在容器152内形成液体/空气界面154。液体/空气界面154由液位传感器156监测，液位传感器156向逻辑实现器20输出指示液体/空气界面154的位置的信号。液位传感器156可以是本领域技术人员已知的任何类型，包括可以是电浮置的光学、电感、电容试传感器等等。逻辑实现器20使用来自液位传感器156的信号来操作空气泵158，例如以将液体/空气界面154保持在期望的水平。如图所示，空气泵158可以被定向成将空气抽出容器152，或者可替代地将空气推入容器152中。

流路绝缘体150a在逻辑实现器20的控制下提供多个控制阀，这里被示为两个控制阀92y和92z。可替代地，阀92y和92z可以用单个三通阀替换。可以提供一个、三个或更多个控制阀。控制阀92y和92z平行地从绝缘体入口管线34、36、76、56、96或108进入容器152的顶部。用于流路绝缘体150a的逻辑实现器20：(i)如上所述控制液体/空气界面154，使得容器152内的绝缘气隙足够大；并且(ii)控制每个控制阀92y和92z的打开和关闭，使得分离的液体段或液滴160彼此间隔开。逻辑实现器20控制(i)和(ii)，使得液体段的长度或直径比绝缘气隙短，以确保流路绝缘体150a内的电连续性被中断或破坏。以这种方式，流路绝缘体150a防止由于从机器内部或外部产生的故障电流导致电流在系统10的机器12的相应流动路径内流动。

一个三通阀或两个或更多个控制阀92y和92z帮助保持通过管线34、36、76、56、96或108的期望流量。在一个实施例中，两个或更多个控制阀92y和92z足够分隔开，使得它们各自的液体段或液滴160不会混合。

现在参考图4，流路绝缘体150b示出了另一绝缘体实施例。流路绝缘体150b还包括液体容器152，该液体容器152(与本文所述的任何绝缘体实施例一起)可以具有如图4中所示的锥形、非锥形或反锥形的形状。再次声明，液体容器152保持液体沿着线34、36、76、56、96或108流动的液体，例如A浓缩物、B浓缩物、新鲜透析液、使用过的透析液、置换液或血液。应该理解，浓缩物管线34或36可以分别输送来自源24或26的浓缩物，或者输送来自中央输送系统的浓缩物。再次声明，液体在容器152内形成液体/空气界面154。虽然在图4中没有示出(但是上面结合图3的绝缘体150a进行了描述)，但是流路绝缘体150b可以利用液位传感器156、空气泵158和逻辑实现器20，以便将液体/空气界面154控制在期望的水平。

流路绝缘体150b包括位于容器152的顶部的涡轮叶轮162。涡轮叶轮162包括具有多个叶片166的轴164，叶片166在容器152的顶部内水平旋转。轴164的任一端与形成在容器152的顶部中的上部和下部盲孔168保持轴承或承载关系。入口管线34、36、76、56、96或108将液体引入形成在旋转叶片166上方的腔室170中。一个或多个出口端口172设置在容器152的顶部将在端口172的出口处形成的液体段160分配到容器152中。可以提供多个出口端口172以获得通过流路绝缘体150b的期望的液体流量。

涡轮叶轮162可以由流体流动力驱动，产生水平驱动力，或者可替代地由电机或通过磁场产生来驱动。涡轮叶片166可以形成有孔或开口，其在旋转时以期望的方式打开和关闭出口端口172。

现在参考图5，示出了用于涡轮叶轮162的叶片166的实施例。涡轮叶轮162的轴164和叶片166可以由任何类型的医疗上安全且电绝缘的塑料、陶瓷或玻璃制成。在所示实施例中的叶片166呈现角度，使得当来自入口管线34、36、76、56、96或108的液体撞击叶片顶部时，存在施加到叶片的水平力矢量分量(如直线箭头所示)。水平力矢量分量在液体容器152内水平旋转叶片166和轴164，使得叶片166在它们旋转时交替覆盖并打开出口端口172，形成分开的液体段或液滴160，其通过出口端口172分布并进入位于液体/空气界面154上方的绝缘气隙。在所示实施例中，如图5中的圆形箭头所示，叶片166的角度的取向引起顺时针旋转。

当涡轮叶轮162的旋转产生液体段或液滴160时，逻辑实现器20可使用来自传感器156的反馈来经由液体/空气界面154的位置来控制容器152内的隔离气隙，使得液体段160的长度或直径比绝缘气隙短以确保流路绝缘体150b内的电连续性被中断或破坏。以这种方式，流路绝缘体150b防止由于故障情况产生的故障电流在系统10内传导。

在替代实施例中，可以通过涡轮叶轮162及其叶片166实现适当间隔开且具有适当尺寸的液体区段160，其中不需要开口的出口端口172，并且其中绝缘气隙在叶片166的正下方开始。

现在参考图6，流路绝缘体150c示出了另一绝缘体实施例。流路绝缘体150c还包括液体容器152，其可以具有如图6所示的锥形、非锥形或反锥形的形状。再次声明，液体容器152保持任何沿着线34、36、76、56、96或108流入的液体，例如A-浓缩物、B-浓缩物、新鲜透析液、使用过的透析液、置换液或血液。应该理解，浓缩物管线34或36可以分别输送来自源24或26的浓缩物，或者输送来自中央输送系统的浓缩物。再次声明，液体在容器152内形成液体/空气界面154。虽然在图6中未示出，但流路绝缘体150c可以如上所述与液位传感器156、空气泵158和逻辑实现器20一起操作以将液体/空气界面154控制在期望的水平。

流路绝缘体150c包括位于液体容器152顶部处作为底壁的歧管板176。歧管板176限定多个喷嘴或抽头178，喷嘴或抽头178足够窄以致使进入部分通过歧管板176限定的腔室170的液体通过喷嘴喷射成单独的液体段或液滴160。歧管板176可以具有如图所示的平坦形状，或略微弯曲。喷嘴178可以相对于垂直方向成角度地突出，使得所形成的液体段或液滴160径向远离彼此延伸以阻止混合。

虽然歧管板176的喷淋效果产生液体区段或液滴160，但逻辑实现器20可使用液位传感器156经由液体/空气界面154的位置来控制容器152内的绝缘气隙，使得液体段160的长度或直径比绝缘气隙短以确保流路绝缘体150c内的电连续性被中断或破坏。以这种方式，流路绝缘体150c防止由于故障情况产生的故障电流在系统10内传导。

在进一步的替代实施例中，图4和图5的涡轮叶轮162与歧管板176及其喷淋孔178结合以在单个流路绝缘体内产生分离的液体段或液滴160。

现在参考图7，流路绝缘体150d示出了另一个绝缘体实施例。流路绝缘体150d还包括液体容器152，其可以具有如图7所示的锥形形状、非锥形形状、或与图7相反的反锥形形状。再次声明，液体容器152保持任何沿着线34、36、76、56、96或108流入的液体，例如A-浓缩物、B-浓缩物、新鲜透析液、使用过的透析液、置换液或血液。应该理解，浓缩物线34或36可以输送来自源24或26的浓缩物，或者输送来自中央输送系统的浓缩物。再次声明，液体在容器152内形成液体/空气界面154。虽然在图7中未示出，但流路绝缘体150d可以如上所述与液位传感器156、空气泵158和逻辑实现器20一起操作以控制液体/空气界面154在期望的水平。

流路绝缘体150d包括位于液体容器152顶部处作为底壁的板180。板180限定单个较大的孔182，其允许稳定的液体流260从腔室170流出，使得可以获得通过流路绝缘体150d的期望流量。如图所示，板180可具有弓形(或弯曲)或球形，以更好地保持腔室170内液体的压力。在所示实施例中，孔182仍垂直布置。

流路绝缘体150d包括桨轮190，其在所示实施例中围绕水平布置的轴或轴线192顺时针旋转。桨轮190可由任何医学上安全的塑料或金属形成。桨轮190包括多个桨叶、杯或槽(本文统称为容器)194a至194d，其被流260单独填充。尽管示出了四个容器194a至194d，但如果由液体驱动，可以提供任何三个或更多个容器，或者如果外部驱动，例如电机驱动，则可以提供任何两个或更多个容器。在所示实施例中，当容器194a填充有液体并且容器194b将液体倒空到液体/空气界面154上时，桨轮190转动以将新的空容器194d引入流260。桨轮190的连续旋转通过容器194a至194d将流260分离成离散且分离的区段160，容器194a至194d承载在液体/空气界面154上方以破坏流260内的电连续性。

当如上所述叶轮190旋转并断开电连续性时，逻辑实现器20可使用传感器156经由液体/空气界面154的位置来控制容器152内的绝缘气隙，使得液体/空气界面始终位于最低旋转容器194a至194d的下方。以这种方式，桨叶轮190可自由旋转，以防止由于机器内部或外部产生的故障电流在机器12的相应流动路径内流动。

如同绝缘体150b的涡轮叶轮162一样，桨轮190可以如上所述经由流体流260的力被驱动、机电驱动和/或通过制动机构或附加质量减慢。例如，逻辑实现器20可以控制电机(未示出)以期望的角速度旋转轴线或轴192以及容器194a至194d以实现期望的分离流体段160。

现在参考图8，流路绝缘体150e还示出了另一个绝缘体实施例。流路绝缘体150e还包括液体容器152，其可以具有如图8所示的圆柱形形状、如上所示的锥形形状或其他合适的非圆柱形形状。再次声明，液体容器152保持任何沿着线34、36、76、56、96或108流入的液体，例如A-浓缩物、B-浓缩物、新鲜透析液、使用过的透析液、置换液或血液。应该理解，浓缩物管线34或36可以分别输送来自源24或26的浓缩物，或者输送来自中央输送系统的浓缩物。再次声明，液体在容器152内形成液体/空气界面154。图8示出了流路绝缘体150e可以如上所述与液位传感器156、空气泵158和逻辑实现器20一起操作以将液体/空气界面154控制在期望的水平。

进入液体容器152中的入口34、36、76、56、96或108被水平布置，使得液体侧向引入并与容器152的内壁相切。液体沿着容器的内壁扩展开152，形成薄膜。薄膜从液体容器152的顶部迁移到液体/空气界面154。如图所示，液体容器152的顶壁188可以随着其远离入口34、36、76、56、96或108的末端延伸而向下形成角度以帮助将薄膜引导成向下螺旋流动模式。薄膜的薄厚度确保了流路绝缘体150e内的非常高的电阻抗，例如大约10兆欧姆或更高的量级。非常高的阻抗将故障电流限制在流路绝缘体150e处，进而限制故障电流通过系统10，使得故障电流变为非常低的无害的值。也考虑将膜开始的位置(入口线34、36、76、56、96或108处或其下方)向下至液体/空气界面154的的距离为最小距离以确保足够高的电阻抗。

现在参照图9A至图12C，流路绝缘体155a至155d(统称为流路绝缘体155)示出了另外的绝缘体实施例。流路绝缘体155还包括液体容器152，液体容器152可以具有如图9A所示的圆柱形形状，并且由本文讨论的任何材料制成。再次声明，液体容器152保持任何沿着线34、36、76、56、96或108流入的液体，例如A-浓缩物、B-浓缩物、新鲜透析液、使用过的透析液、置换液或血液。应该理解，浓缩物线34或36可以分别输送来自源24或26的浓缩物，或者输送来自中央输送系统的浓缩物。再次声明，液体在容器152内形成液体/空气界面154。图9A示出流路绝缘体155a可以如上所述与侧面安装的传感器156a(例如光学传感器)和/或底部安装的传感器156b(例如超声波传感器)、空气泵158(图9A中未示出)和逻辑实现器20一起操作，以将液体/空气界面154控制在期望的水平。传感器156a和156b以及逻辑实现器20是单独的或一起构成本公开的测试设备的一部分。

每个流路绝缘体155包括位于液体容器152顶部的空气隔离室200。也就是说，液体容器152包括两个室：上部室(是空气隔离室200)和下部室212(是保持液体/空气界面154的腔室)。控制空气隔离室200(上部室)以确保清洁的表面。在一个实施例中，没有浓缩物，新鲜或使用过的透析液、置换液或血液流入空气隔离室200。仅在清洁和消毒期间使用的流体可流过空气隔离室200。处理过程中空气隔离室200的表面保持干燥，以确保没有流会沿着室的内表面潜行。在用浓缩液、新鲜或使用过的透析液、置换液或血液处理期间，下部室212将会变湿。下部室212将通过上面讨论的任何流路绝缘体接受上面在空气隔离室200内产生的流体段160。在一个实施例中，干燥空气被泵送通过上部空气隔离室200，保持空气隔离室200干燥，并且使得空气通过下部室212排出，有助于降低下部室中的湿度并因此降低其整体电导率。

在所示实施例中，空气隔离室200围绕入口线34、36、76、56、96或108的末端喷嘴端部202。喷嘴端部202例如通过对一个或更多的阀92y和/或92z进行排序来喷散液体段或液滴160，如上面结合图3的流路绝缘体150a所讨论的那样。空气隔离室200可替代地与如下的部分一起使用并由此保护：(i)图3的绝缘体150a的多个阀出口；(ii)图4的绝缘体150b的出口端口172，位于图4和图5的涡轮叶轮162下方；(iii)图6的绝缘体150c的歧管板176和多个喷嘴178；和/或(iv)图7的绝缘体150d的单个较大的孔径182。因此，如上面讨论的绝缘体150a至150d的结构中的任意一种都可以与空气隔离室200一起使用。因此，当在本公开的任何地方讨论流路绝缘体150a至150d时，应当理解的是，这些绝缘体可以与空气隔离室200一起操作，也可以不与空气隔离室200一起操作，如结合流路绝缘体155进行图示和描述的那样。

任何液体容器152的内表面在处理期间或随着时间推移可能变湿并且形成生物沉积物或盐沉积物的积聚，这可能在液体/空气界面154和喷嘴端202(或者流路绝缘体150a至150d中的每一个的液滴产生端)之间产生不希望的导电路径，这可能损害流路绝缘体的有效性。生物沉积物和/或盐沉积物将开始于液体/空气界面154并向上朝向喷嘴端202(或其他液滴产生端)迁移或蠕变。盐和/或膜可以在壁上形成并形成蠕变膜，电流可能在蠕变膜上蠕变并破坏容器152的隔离能力。为空气隔离室200提供干燥空气，其中在治疗期间没有透析液或浓缩物流动，确保了空气隔离室200中的隔离完整性，防止了膜和/或盐积聚，并且减少或甚至消除了沿着空气隔离室200内壁的蠕变电流。干燥空气的一个解释是，空气足够干燥以确保在容器152壁的内侧上不会形成冷凝。由于机器的操作部件，机器12内的空气趋向于比环境温度更高，这有助于防止冷凝。如果需要，空气可以被预热，例如达到50℃或更高。

如图9A所示，空气隔离室200通过空气管线204接收泵送的空气。泵送的空气被引导(可被加压)到空气隔离室200内的所有表面。空气也被压入下部室(并且最终通过腔室底部中的出口管线与透析液一起被排出)以降低室212内的湿度，从而减轻可能形成的导电生物膜或盐膜以及沿着下部室212中的壁的蠕变电流。

将干燥空气连续泵入下部室212也倾向于防止放电和蠕变(这也可能存在于下部室212中具有盐并且潮湿的空气中)。防止放电和蠕变反过来防止电流流段或液滴160之间的泄露电流。

图9A还示出流路绝缘体155(或本文中描述的任何其他流路绝缘体150a至150e)可各自设置有防溅挡板206。防溅挡板206可由医疗上安全的橡胶(诸如硅树脂)制成。防溅挡板206可以例如具有一个或多个挡片并且具有与在垃圾处理装置上方的池中使用的防护橡胶防护装置相同或相似的形状。防溅挡板206也有助于防止在液体容器152内形成不希望的导电路径。虽然图9A示出了放置在传感器对156a下方的防溅挡板206，下面的图9C和图11示出了其中防溅板放置在传感器对156a之上的替代实施例。

图9A进一步示出了任何流路绝缘体150、155可采用与逻辑实现器20进行信号通信的光学传感器156a和超声波传感器156b，例如以监测液体段或液滴160。超声波传感器156b可以被用作光学传感器156a的备份传感器和/或独立地针对液滴或液体段160进行感测，例如，向逻辑实现器20发送超声波输出的形式，指示例如液滴160适当、勉强合格的液滴160或没有液滴160。光学传感器156a可以包括一个或多个摄像机或者包括发射和接收光学对，例如红外发射和接收对。无论如何，光学传感器156a将信号发送给逻辑实现器。例如，当存在液体段或液滴160时，该信号可以是+5VDC，而当液体段或液滴160不存在时，该信号可以是0VDC。这里，逻辑实现器20确保在+5VDC存在的两个液体段160之间观察到足够的0VDC信号。系统10可以例如确保在液体区段或液滴160之间存在至少5mm的间隙。如果是这样，则逻辑实现器20允许治疗继续。如果不是，则逻辑实现器20使系统10发声和/或显示以及发出音频、视觉或视听警报，这可以提示护士停止治疗，或者如果认为虽然绝缘体155(或者可替代地，与空气隔离室200一起操作的流路绝缘体150a至150d中的任何一个)可能没有适当工作但是对病人的威胁甚小，则护士可以忽略该警报。

图9A另外示出了与使用空气隔离腔室200结合形成液滴或液体段160的一个实施例。在所示实施例中，提供了第二空气管线205。这里，由逻辑实现器20控制第二空气泵(在下文中参照图10更详细地讨论)以提供加压的空气猝发(bursts of air)，该加压的空气猝发可以中断流过管线34、36、76、56、96或108的水、血液或透析液。该中断导致形成液体段或液滴160。

图9B的流路绝缘体155b示出了与空气隔离室200的操作相结合形成液滴或液体段160的另一个实施例。流路绝缘体155b包括这里讨论的管线34、36、76、56、96或108、容器152、液体/空气界面154、液位传感器156a/156b、空气隔离室200和空气入口管线204的所有结构、功能和替代方式。流路绝缘体155b还包括受逻辑实现器200控制的三通阀157。例如，三通阀157可以是电驱动电磁阀。逻辑实现器20使三通阀157来回切换以将水、血液或透析液(i)分成液体段160和(ii)分成两个单独的流动路径，分别在喷嘴端202a和202b排出。空气隔离室200围绕离开喷嘴端202a和202b的流体段160，以保持段160之间的空间干燥并且不导电。

图9C的流路绝缘体155c示出了与空气隔离腔室200的操作相结合地形成液滴或液体段160的又一个实施例。流路绝缘体155c包括这里讨论的管线34、36、76、56、96或108、容器152、液体/空气界面154、液位传感器156a/156b、空气隔离室200和空气入口管线204的所有结构、功能和替代方式。流路绝缘体155c还包括在其下方的受逻辑实现器20控制的双向阀159和用于用流体填充和排空的顺应室161。逻辑实现器20使双向阀159打开和关闭，以将水、血液或透析液分成在管道的喷嘴端202处排出的流体段160。例如，双向阀159可以是电致动电磁阀。当双向阀159闭合时，顺应室161充入流体，当双向阀159打开时排出流体。以这种方式，阀159的闭合不会在管线34、36、76、56、96或108中产生压力。空气隔离室200围绕离开喷嘴端202的流体段160，以便将流体段段160之间的空间维持在干燥并且不导电状态。

图9D的流路绝缘体155d示出了结合空气隔离室200形成液滴或液体段160的另一实施例。流路绝缘体155d包括这里讨论的管线34、36、76、56、96或108、容器152、液体/空气界面154、液位传感器156a/156b、空气隔离室200和空气入口管线204的所有结构、功能和替代方式。流路绝缘体155d还包括电机163，例如电动机，受逻辑实现器20的控制。电机163旋转轴165，轴165连接到法兰167，该法兰167限定一个或多个孔或孔口169。逻辑实现器20使电机163以期望的角速度旋转法兰167，以使更多的孔或孔口169以期望的频率与空气隔离室200的一个或多个喷嘴端202a、202b对准以产生在喷嘴端202a、202b排出的期望数量和尺寸的水、血液或透析液段160。轴165和法兰167由医学上和生理上安全的金属、塑料和/或橡胶制成，因此它们可以安全地接触水、血液或透析液。空气隔离室围绕离开喷嘴端202a、202b的流体段160，以保持流体段160之间的空间干燥且不导电。

如上所述，可在治疗期间提供空气(例如加压空气)以保持空气隔离室200干燥且具有低的湿度。在治疗之间，系统10可以运行清洁程序，其中具有或不具有清洁物质的热的淡水清洁流路绝缘体155的两个室200和212。淡水溶解位于下部室212内的盐沉积物(以及可能在空气隔离室200中形成的任何不可能的沉积物)。热量和/或清洁剂消除这些生物沉积物。

图10示出了用于在使用过的透析液和排出管线56(其在逻辑实现器20的控制下与使用过的透析液泵58一起操作)以及再循环管线208中放置流路绝缘体(例如流路绝缘体155a，图9A)的一个例子。如上所述，在常规治疗期间使用过的透析液泵58将使用过的透析液泵送通过使用过的透析液和排出管线56，并到达排出口60。使用过的透析液和排出管线56连同再循环管线208和旁路管线209提供再循环回路，其中热水/药剂清洁流体可以在治疗之间再循环以清洁和冲洗那些管线以及透析液回路30内的其他管线。

在图10中，取决于机器12是正在进行治疗还是提供消毒，对受逻辑实现器20控制的排放阀92d和再循环阀92m和92n进行不同控制。在治疗期间，逻辑实现器20闭合再循环阀92m和92n并打开排放阀92d。在治疗期间，逻辑实现器20还促使使用过的透析液泵58将使用过的透析液泵送通过流路绝缘体155a，并到达排出部60。在治疗期间，逻辑实现器20还使空气泵158和210(例如体积空气泵)将空气经由管线204和205分别泵入流路绝缘体155a内不同位置。如本文所讨论的，空气泵158将干燥且可能经加热的空气经管线204泵入空气隔离室200，以保持流段160之间的空间干燥且不导电。逻辑实现器20可以控制第一空气泵158将空气恒定地泵入空气隔离室200。另一方面，第二空气泵210经由管线205将空气(该空气可以是干燥空气，但干燥或干燥不是关键)泵送进入使用过的透析液和排出管线56，以形成第一位置处的流段160，如上文结合图9A所讨论的。特别地，逻辑实现器20可以控制空气泵210以产生用于中断使用过的透析液流动的短空气猝发，从而形成流体段160。

在消毒或再循环期间，逻辑实现器20打开再循环阀92m和92n并闭合排出阀92d。逻辑实现器20促使使用过的透析液泵58将加热后的水和/或清洁溶液循环通过使用过的透析液和排出管线56、包括空气隔离室200的流路绝缘体155a、再循环管线208、旁路管线209和空气管线204和205。在清洁流体被泵送通过流路绝缘体155a和管线56、204、208和209之后，逻辑实现器20使系统10泵送反渗透(“RO”)净化水通过流路绝缘体155a和管线56、204、208和209，以从绝缘体155a和这些管线中去除任何导电流体，并将导电流体经由打开的排放阀92d传送到排出部60。在RO水漂洗之后，一个或两个空气泵158和210可以将空气泵送通过流路绝缘体155a和这些管线以干燥管线和绝缘体155a。上述清洁过程确保了在使用系统10进行每次治疗之前流路绝缘体155a(或者与空气隔离室200一起操作的绝缘体155或绝缘体150中的任何一个)是清洁如初的。

如本文所述，空气可以通过使用过的透析液和排出管线56排出到排出部60，或者可选地排出到图11中所示的单独的替代空气端口214。图11中的替代流路绝缘体155a包括空气端口214，位于限定空气隔离室200的一个或多个挡板201下方。所示实施例中的空气端口214包括疏水盖或通风口216，其(i)过滤进入容器152的任何空气；并且(ii)防止任何液体(包括消毒热水或带有消毒剂的热水)通过端口214逸出容器152。例如，光学传感器156a可以与逻辑实现器20一起使用，逻辑实现器20还控制空气阀171以将腔212内的液体/空气界面154保持在期望水平。

特别地，图11示出来自传感器对156a的信号可以被馈送给逻辑实现器20，逻辑实现器20继而控制空气阀171以允许或不允许空气通过盖或通气口216消散。任何流路绝缘体150或155可以采用空气端口214、排气口216和液位空气阀171。在一个实施例中，当传感器对156a看不到液体时，其到逻辑实现器20的输出指示没有感测到液体，使逻辑实现器20打开阀门171以允许空气通过排气口216排出，释放容器152内的空气压力，这允许液位154在容器152内上升到传感器对156a的高度。当液位154上升到传感器对156a的高度时，传感器对156a的输出切换为指示正在感测到液体，这导致逻辑实现器20闭合阀171以禁止空气通过排气口216排出，建立容器152内的空气压力，并且使液位154下降到传感器对156a的水平以下。然后重复上述循环。

再次参考图1B，图1B示出了用于本文所述的任何流路绝缘体150、155的另一反馈实施例或测试设备，其可被提供以代替图9A的光学传感器液滴或流体段160分析，或者可以除了图9A的分析之外还提供该测试设备。图1B示出了上面讨论的电浮置透析液回路30的一部分，并对于与上面图1A中示出的部件相同的部件，采用类似的元件标号。位于使用过的透析液和排出管线56末端处的流路绝缘体150、155从空气泵158接收空气，如本文所述。图1B的系统10流路绝缘体150、155、血液套件100和透析器102右侧的透析液回路30中是电浮置的，以确保没有到流路绝缘体150、155、血液套件100和透析器102右侧的大地226的路径。假定流路绝缘体150、155左侧的使用过的透析液和排出管线56连接到地，如大地符号226所示，位于阀92d和流路绝缘体150之间，如图1B所示。流路绝缘体150、155切断了经由位于机器12之外的排出部60的至大地226的路径。

为了确保电浮置路径和流路绝缘体150、155正常工作，图1B的系统10提供了泄漏电流监测装置220。泄漏电流监测装置220提供电流发生器222，该电流发生器222与使用过的透析液和排出管线56(或者替代地与新鲜透析液管线76，或者可替代地与在新鲜透析液管线76和使用过的透析液和排出管线56之间导电的电旁路管线250)电通信。电流发生器222可以通过位于液体管线中的第一和第二导电耦合器(例如包括不锈钢、导电聚合物或导电碳)连接到使用过的透析液和排出管线56(或管线76或250)。电流发生器222通过三位开关224分别连接到大地226、连接断开(类似于中性)位置或流体路径(类似于管线)的位置。当开关224连接到流体路径(类似于管线)位置时，电压计228可以读取由电流发生器222产生的电压。当开关224处于连接断开位置(类似于中性)时，没有到地226的连接，电流源222不在透析流体回路30中产生电流，然而，电压计228可以读取透析回路中的电压。当开关224接地时，逻辑执行器20寻找由电压计228感测到的故障电压，该故障电压在系统10内在流路绝缘体150、155的右侧产生，指示系统10没有正常操作。

当开关224接地时，电流可以在通过流路电阻器230和排出管线56的电流之间分流，其中分流比取决于相对阻抗。在替代实施例中，系统10为流路电阻器230下游和流路绝缘体150、155上游的流体路径添加额外的到地的开关。额外的开关提供了测试系统10产生的到泄露电流监测装置220的电流的机会。电流发生器还可以被设计为以几个频率(也可以包括DC)产生电流以区分不同的电流源(产生的电流或来自其他源)。人体对电流的敏感度随着频率而降低。

在一个实施例中，电流监测装置220在患者连接到透析机12之前最初测试图1B中的系统10。逻辑实现器20使开关224朝向保护性大地226闭合。这里，电流可以从电流发生器222通过与电流发生器222并联的使用过的透析液和排出管线56(称为“流路电阻器”230，该流路电阻器230是填充有透析液的使用过的透析液和排出管线56的一部分上的电阻/阻抗)的一部分到保护性大地226。相应地，仅当患者被良好地相对于机器12被屏蔽时(例如，患者未连接到机器12或者患者连接到血液管线106、108，但是与机器12经由停止的血液泵120和闭合的血液管线阀和/或夹具而隔离)，才应该进行该测试。如果电浮置透析液回路30、血液套件100和透析器102以及流路绝缘体150、155正常工作，则在电压计228处在“流路电阻器230”上将存在非常小的电流和测得的电压，或者甚至没有电流和测得的电压(或没有测得的电压)。测量得到的并发送给逻辑实现器20的电压应该接近或等于零。如果是这样，逻辑实现器20允许患者继续治疗。如果不是，则逻辑实现器20使用户界面14产生听觉、视觉或视听警报，指示机器的电绝缘存在问题。

在患者仍然与机器隔离的情况下，逻辑实现器20然后使开关224移动到其上部的流路(类似于管线)位置，使得电压计228可以读取由来自电流发生器222的电流生成的电压。例如，电流发生器222可以是十或五十微安(μA)电流源，其是心脏电压或身体浮置装置的上限。然后，电压计228将读取通过流路电阻器230上来自电流发生器222的10或50微安(μA)产生的电压。产生的电压值被发送并存储在逻辑实现器20中。

当转向治疗时，逻辑实现器20使开关224移动到其连接断开(类似于中性)位置，以使浮置透析液回路30、血液套件100和透析器102完全浮置并且不被有意连接到任何保护性大地226。当患者连接到机器12时，逻辑实现器在治疗过程中监测电压计228。处理期间的电压计228测量在流动路径电阻器230两端产生的任何泄漏电流电压。逻辑实现器20将测量的电压与来自上述电流发生器222测试的存储的管线测试电压(对应于心脏浮置和身体浮置的可接受极限)进行比较。如果治疗中测量的电压低于存储的管线测试电压(例如，通过工程或安全因子)，则逻辑实现器20允许患者继续治疗。如果测得的治疗中电压等于或高于存储的管线测试电压(或高于其工程或安全因子)，则逻辑实现器20使机器12停止并且促使用户界面14产生音频、视觉或视听警报，指示机器的电气绝缘存在问题。在一个实施例中，逻辑实现器20使血液泵120停止并使沿着血液套件100的夹具关闭以放大朝向保护性大地126的任何可能的阻抗，由此减轻故障电流并减少任何潜在危险的流向患者的电流。

图1B中的系统10的优点是：(i)它能够测试流体绝缘体150、155和电气浮置路径正在工作，(ii)它能够测试否危险电流在治疗期间流过流路电阻器230，(iii)它能够将保护性大地226放置在机器的出口处，与排出部60去耦接。还应该理解的是，图1B示出了电流监测装置220的一个例子，然而，电流监测装置220可以放置在任何地方，以测试本公开的任何一个或多个流体流绝缘体150、155，包括图12A和图12B中位于机器外部的流体流绝缘体150、155，并且包括在血液套件100中(其可能需要在血液套件中添加导电接触)的布置。

在替代实施例中，由排出部60引起的大地226用于开关224的接地位置，而不是图1B中所示的单独大地226。这里，短切线(未示出)从开关224延伸到位于例如阀92d和流路绝缘体150之间的排出部60处的大地226。然而，在该替代实施例中，不存在上面列出的优点(iii)，但是该替代方案仍然可以提供关于由于排出部60引起的接地226的信息。另外可替代地，电流源222可以是电压源和/或电压表228可以是电流计。

现在参考图12A至图12C，示出了用于在机器壳体12外部提供流路绝缘体150、155(示出了绝缘体155)的各种实施例，其可以单独实施或者与位于机器12内部的一个或多个绝缘体150、155一起实施。由于不需要封闭的液体容器152，因此外部流路绝缘体150、155可以更节约成本。而且，人们也更容易移除并替换外部流路绝缘体150、155以进行清洁或置换。液体/空气界面154可以位于排出部60中。上面结合图9A描述的防溅挡板206也可以位于排出部60中(图12A)和/或位于流路绝缘体150、155的管230内(图12B)。外部流路绝缘体150、155可以相应地包括简单的管230，其如图所示可以在该管下端开口。与位于机器12内的封闭绝缘体150、155相比，通到大气中的开口管230的内部应该湿度更低。因此，管230应该不易在液体/空气界面154和使用过的透析液也排放管线56内的使用过的透析液之间产生不希望的导电连接。管230也应该易于冲洗和消毒，并且在一个实施例中可以是系统10的一次性部件。同样地，位于机器12外部的空气管线204可以从机器12内进行冲洗和消毒。管230可以利用本文所讨论的液位传感器或液滴监测传感器156(例如，156a或156b)中的任何一个进行操作。外部流路绝缘体150、155的另一个优点是，流路绝缘体位于机器12的外部，与排出部60直接对齐，在排出部60这里该流路绝缘体可以被容易地移除和清洗，例如可以在标准的碗碟清洗机中进行清洗，并且在机器12处快速返回服务。

图12A中的外部流路绝缘体155的操作非常类似于图9C中所示的流路绝缘体155c。二者都使用受逻辑实现器20控制的位于液体管线中的双向阀以及用于填充液体以及排空液体的顺应室。再次声明，逻辑实现器20促使双向阀159打开和闭合，以将水、血液或透析液分成离开空气隔离室200内的流体段160。双向阀159可以是例如电驱动的电磁阀。当双向阀159闭合时，顺应室161填充有流体，并且当双向阀159打开时排出流体。以这种方式，阀159的闭合不会在阀159上游的使用过的透析液和排放管线56中产生压力。空气隔离室200包围流出的流体段160，以便将流体段160之间的空间维持在干燥且非导电状态。

图12B中的外部流路绝缘体155的操作非常类似于图9A、图10和图11中所示的流路绝缘体155A。每一个均使用第一空气泵158和第一空气管线204以在空气隔离室200内产生干燥环境，并且使用第二空气泵210和第二空气管线205来提供空气猝发以分离将液体(例如，使用过的透析液和排出管线56内使用过的透析液)分成多个段160。同样，空气隔离室200围绕排出的流体段160，以便将流体段160之间的空间保持在干燥且非导电状态。

图12C示出了外部流路绝缘体155可以限定或提供允许空气进入的一个或多个空气开口或端口175以及允许空气在液体段160落入时逸出的一个或多个开口或端口177。如图12C中的虚线所示，流体段160将随着这些流体段拉动空气并从绝缘体155的开口或端口175产生气流。液体段160将以这种方式驱动空气流动。将由液体段160拉动的空气量或流量可能受设计影响。虽然没有示出，但是外部流路绝缘体155的开口或端口175可以是一个或多个文丘里(venturi nozzle)喷嘴的形式，该文丘里喷嘴在形成流体段160之前使用通过流体柱的连续流动来抽吸受控量的空气进入空气隔离室200。在任何情况下，在图12C中有利地不需要加压空气来维持外部流路绝缘体155的干燥空气隔离室200干燥。

应该理解的是，在替代实施例中(例如与上述电浮置流体路径相结合)，图12A至图12C中需要提供外部或内部流路绝缘体150、155中的一种。出于多种原因，仅提供外部流路绝缘体150、155与适当电浮置流体路径相结合是有利的。首先，不需要加压空气，降低了成本和复杂性。其次，用于外部流路绝缘体150、155的管230可以根据需要制造得较大，以有助于防止电蠕变和静电放电。第三，机器12的底盘不必做得更大以容纳可能较大的外部流路绝缘体150、155。第四，如上所述，外部流路绝缘体150、155容易被移除、清洁和更换。

应该理解的是，对于本领域技术人员而言，对本文描述的当前优选实施例的各种改变和修改将是显而易见的。可以在不脱离本发明精神和范围并且不会削弱其预期优点的情况下做出这样的改变和修改。因此，这些改变和修改应当被所附权利要求涵盖。

Claims (25)

1.一种肾衰竭治疗机(12)，包括：

透析器(102)；

血液回路(100)，包括血液泵(120)，与所述透析器(102)流体连通；

透析回路(30)，与所述透析器(102)流体连通；其中，所述血液回路(100)、所述透析器和所述透析回路(30)形成电浮置流体路径，其中唯一的到地的电气路径是经由行进通过所述治疗机(12)的使用过的透析流体到达大地(226)；以及

至少一个流路绝缘体(150，155)，位于所述透析回路(30)的排出部(60)端，所述流路绝缘体(150，155)包括：将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成分离的多个液体段(160)的结构，多个分离的液体段(160)在所述流路绝缘体(150，155)内形成电隔离，所述电浮置流体路径具有以下中的至少一个：(i)电旁路传感器，或(ii)电隔离信号线，所述电隔离信号线将信号传导以远离传感器探头或与血液、透析液或浓缩物接触的结构，其中，所述电隔离信号线与读取和分析所述电隔离信号线的信号的电路和计算设备电隔离。

2.根据权利要求1所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述电旁路传感器利用放置在所述电旁路传感器与所述肾衰竭治疗机的其他部件之间的非导电材料进行机械绝缘。

3.根据权利要求1所述的肾衰竭治疗机(12)，包括绝缘垫，所述绝缘垫位于所述电旁路传感器与安装有所述电旁路传感器的机器底盘或机器固定部件之间。

4.根据权利要求1所述的肾衰竭治疗机(12)，包括变压器或光学隔离器，以将所述电隔离信号线与所述电路和计算设备电隔离。

5.根据权利要求1所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体包括空气隔离室(200)，所述空气隔离室(200)通过至少一个挡板(201)而与下部室(212)分隔开，所述下部室(212)接收所述液体段(160)，以保持所述空气隔离室(200)干燥。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体(150，155)被配置和布置成使用分离的液体段(160)的流来将空气拉动通过所述空气隔离室(200)。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成多个液体段的结构包括至少一个阀(92y，92z)，所述至少一个阀(92y，92z)按顺序打开和闭合以形成液体段(160)。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成多个液体段的结构包括具有叶片(166)的涡轮叶轮(162)，所述叶片(166)通过流动的液体旋转。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成多个液体段的结构包括歧管板(176)，所述歧管板(176)限定多个孔(178)，每个孔(178)限制流动的液体。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成多个液体段的结构包括具有多个容器(194a至194d)的轮子(190)，所述多个容器(194a至194d)单独填充，其中填充的容器(194a至194d)的重量导致所述轮子(190)转动。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述肾衰竭治疗机包括逻辑实现器(20)，其中所述流路绝缘体(150，155)包括液位传感器(156)，所述液位传感器(156)配置为向所述逻辑实现器(20)发送输出，所述逻辑实现器(20)使用所述输出来控制空气泵(158)以在所述绝缘体中实现期望的液位。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述肾衰竭治疗机包括至少一个测试设备，用于测试所述流路绝缘体(150，155)是否正常运行，所述至少一个测试设备包括：传感器(156a)，所述传感器被放置和布置为感测所述液体段是否正确形成；以及电压或电流计(228)，所述电压或电流计被放置和布置成检测所述透析回路(30)中的电压或电流。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述透析回路(30)包括新鲜透析液管线(76)和使用过的透析液管线(56)，并且所述透析回路(30)包括位于所述新鲜透析液管线(76)中的第一流路绝缘体(150，155)和位于所述使用过的透析液管线(56)中的第二流路绝缘体(150，155)。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述第一流路绝缘体(150，155)位于所述新鲜透析液管线(76)中的最远下游流部件(92b)与所述透析器(102)之间，所述第二流路绝缘体(150，155)位于所述使用过的透析液管线(56)中的最远上游流部件(92c)和所述透析器(102)之间。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体(150，155)被放置在所述透析回路(30)的排出部(60)处和/或被放置在容纳所述透析回路(30)的机器壳体(12)外部。

16.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，至少一个浓缩物容器(24，26)悬挂离开地面或者设置有支架(25，27)以排除与地面的电容耦合。

17.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体(150，155)被放置在所述透析回路(30)的浓缩物管线(34，36)中或者放置在所述血液回路(100)中。

18.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体(150，155)使用脉冲式空气源(210)来形成分离的液体段(160)。

19.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体包括空气泵，所述空气泵被放置和布置成对所述流路绝缘体的空气隔离室内的空气加压。

20.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，所述流路绝缘体位于所述透析回路的排出管线的下游端。

21.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，空气隔离室包围所述流路绝缘体的形成所述液体段的区域。

22.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，空气隔离室与形成在所述流路绝缘体内的液体和空气的界面间隔开。

23.根据权利要求1至5中任一项所述的肾衰竭治疗机(12)，其中，空气隔离室是水清洁回路的一部分或者水和药剂清洁回路的一部分。

24.一种肾衰竭治疗系统(10)，包括：

透析器(102)；

血液回路(100)，与所述透析器(102)流体连通；

透析回路(30)，与所述透析器(102)流体连通；

流路绝缘体(150，155)，位于所述透析回路(30)或所述血液回路(100)中，所述流路绝缘体(150，155)被配置为在所述流路绝缘体(150，155)内产生电隔离；以及

至少一个测试设备，用于测试所述流路绝缘体(150，155)是否正确地产生电隔离，所述至少一个测试设备包括电压或电流计(228)和开关(224)，所述开关(224)允许如下路径中的至少一个：(i)在治疗之前到地位置的路径，以通过所述电压或电流计(228)测试所述流路绝缘体(150，155)是否正确地产生电隔离；或(ii)通向流体路径位置的路径，以在治疗之前设置最大电压或电流水平；或(iii)通向连接断开位置的路径，以在治疗期间基于最大电压或电流水平测试流路绝缘体(150，155)是否正确地产生电隔离。

25.一种肾衰竭治疗系统(10)，包括：

透析器(102)；

血液回路(100)，包括血液泵(120)，与所述透析器(102)流体连通；

透析回路(30)，与所述透析器(102)流体连通；

至少一个流路绝缘体(150，155)，位于所述血液回路(100)中，所述流路绝缘体(150，155)包括将所述流路绝缘体(150，155)内流动的液体分成多个分离的液体段(160)的结构，所述多个分离的液体段(160)在所述流路绝缘体(150，155)内形成电隔离；以及

逻辑实现器(20)，被编程以操作单针治疗，所述流路绝缘体(150，155)位于通往患者的血液回路(100)的单条血液管线中。