(57)【要約】複数のダイヤフラムバルブおよびポンプを含む流体処理カセットは、その作動ポートがカセットの肉薄端部または幅狭端部に沿って配置されるように構成される。カセット内の作動通路は、作動ポートから、カセットを構成するプレート間の空間にあるバルブおよびポンプの作動チャンバにつながっている。個々のプレートは、作動通路用に剛性のある天井を提供するのに十分であるが、カセットの全体的な厚さを最小にするのに十分に薄い公称厚さを有する。カセットは、その幅狭端部によって、作動レセプタクルまたはマニホールドに差し込んだり、そこから引き抜いたりすることができる。複数のそのようなカセットは、共に積み重ねることができ、または互いに離間してカセットアセンブリを形成することができ、カセットアセンブリをその作動レセプタクルに取り付けたり、取り外したりする便利な方法を提供する。この構成は、２つの間に複数の可撓性接続チューブを使用することなく、複雑なカセットアセンブリをその関連する圧力分配マニホールドに接続する改善された方法を可能にする。
2021519882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体処理カセットアセンブリであって、
第１の外側カセットと第２の外側カセットとの間に介在する中間カセットであって、
各カセットは、
第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレート厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が前記第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が前記第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部と、前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
作動通路に接続されたバルブまたはポンプ作動チャンバを含む複数のダイヤフラムバルブまたはポンプであって、前記作動通路は、前記第１または第２のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延び、かつ前記第１または第２のプレート間空間の間のカセットの第１の端部において個々のカセットバルブまたはポンプ作動ポート内で終端する、前記複数のダイヤフラムバルブまたはポンプとを含む、前記中間カセットと、
前記中間カセットと第１または第２のカセットとの間のカセット間空間に配置された流体処理ポッドであって、ポッドは、前記中間、第１または第２のカセットの前記面を貫通する流体導管を介して、前記中間、第１、または第２のカセット内の流体通路への流体接続を有する、前記流体処理ポッドとを備え、
前記中間、第１、および第２のカセットの前記第１の端部は、カセットアセンブリの第１の側面に配置されて、前記カセットバルブまたはポンプ作動ポートが、カセットアセンブリの前記第１の側面と対向する作動ポートレセプタクルアセンブリに差し込まれるか、または前記作動ポートレセプタクルアセンブリから引き抜かれるように構成されるようにする、カセットアセンブリ。
【請求項２】
前記流体処理ポッドが、前記中間、第１、または第２のカセットの前記面を貫通する作動導管および流体導管を介して、前記中間、第１、または第２のカセット内の作動通路および流体通路への作動および流体接続を有するダイヤフラムポンプポッドを含む、請求項１に記載のカセットアセンブリ。
【請求項３】
前記ダイヤフラムポンプポッドの前記作動導管が、前記中間、第１、または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の作動通路と接続し、かつ前記中間、第１または第２のカセットの前記第１の端部にある前記ダイヤフラムポンプポッド用のカセット作動ポートへの連続した接続を有する、請求項２に記載のカセットアセンブリ。
【請求項４】
前記ダイヤフラムポンプポッドの流体導管が、前記中間、第１、または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の流体通路と接続し、かつ前記カセット内のダイヤフラムバルブと接続し、前記ダイヤフラムバルブの作動通路は、前記中間、第１、または第２のカセットの前記第１の端部にある前記ダイヤフラムバルブ用のカセット作動ポートと接続する、請求項２に記載のカセットアセンブリ。
【請求項５】
前記流体導管が剛性を有する、請求項１に記載のカセットアセンブリ。
【請求項６】
前記中間カセットと前記第１のカセットとの間、および前記中間カセットと前記第２のカセットとの間の複数の流体処理ポッドを含み、前記複数の流体処理ポッドの関連する流体導管は、剛性を有し、かつカセットアセンブリに対する構造的サポートを提供する、請求項５に記載のカセットアセンブリ。
【請求項７】
カセットアセンブリの構造的剛性を高めるように構成されたカセットアセンブリフレームを備え、前記カセットアセンブリフレームは、カセットアセンブリの前記第１の側面とは反対側のカセットアセンブリの第２の側面にある剛性の支持プレートを含み、前記支持プレートは、作動ポートレセプタクルとは反対側のカセットローディング装置と係合するように構成されている、請求項１に記載のカセットアセンブリ。
【請求項８】
流体処理カセットアセンブリであって、
第１の外側カセットと第２の外側カセットとの間に介在する中間カセットであって、
各カセットは、
第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレート厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が前記第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が前記第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部と、前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
作動通路に接続されたバルブまたはポンプ作動チャンバを含む複数のダイヤフラムバルブまたはポンプであって、前記作動通路は、前記第１または第２のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延び、かつ前記第１または第２のプレート間空間の間のカセットの第１の端部において個々のカセットバルブまたはポンプ作動ポート内で終端する、前記複数のダイヤフラムバルブまたはポンプとを含む、前記中間カセットと、
前記中間カセットと第１または第２のカセットとの間のカセット間空間に配置された第１の流体処理ポッドであって、ポッドは、前記中間、第１または第２のカセットの前記面を貫通する流体導管を介して、前記中間、第１、または第２のカセット内の流体通路への流体接続を有する、前記第１の流体処理ポッドと、
前記中間、第１、または第２のカセットの前記面を貫通する作動導管および流体導管を介して、前記中間、第１、または第２のカセット内の作動通路および流体通路への作動および流体接続を有するダイヤフラムポンプポッドを含む第２の流体処理ポッドとを備え、
前記中間、第１、および第２のカセットの前記第１の端部は、カセットアセンブリの第１の側面に配置されて、前記カセットバルブまたはポンプ作動ポートが、カセットアセンブリの前記第１の側面と対向する作動ポートレセプタクルアセンブリに差し込まれるか、または前記作動ポートレセプタクルアセンブリから引き抜かれるように構成されるようにする、カセットアセンブリ。
【請求項９】
前記ダイヤフラムポンプポッドの前記作動導管が、前記中間、第１、または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の作動通路と接続し、かつ前記中間、第１または第２のカセットの前記第１の端部にある前記ダイヤフラムポンプポッド用のカセット作動ポートへの連続した接続を有する、請求項８に記載のカセットアセンブリ。
【請求項１０】
前記ダイヤフラムポンプポッドの流体導管が、前記中間、第１または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の流体通路と接続し、かつ前記カセット内のダイヤフラムバルブと接続し、前記ダイヤフラムバルブの作動通路は、前記中間、第１、または第２のカセットの前記第１の端部にある前記ダイヤフラムバルブ用のカセット作動ポートと接続する、請求項８に記載のカセットアセンブリ。
【請求項１１】
前記流体導管が剛性を有する、請求項８に記載のカセットアセンブリ。
【請求項１２】
前記中間カセットと前記第１のカセットとの間、および前記中間カセットと前記第２のカセットとの間の複数の流体処理ポッドを含み、前記複数の流体処理ポッドの関連する流体導管は、剛性を有し、かつカセットアセンブリに対する構造的サポートを提供する、請求項１１に記載のカセットアセンブリ。
【請求項１３】
カセットアセンブリの構造的剛性を高めるように構成されたカセットアセンブリフレームを備え、前記カセットアセンブリフレームは、カセットアセンブリの前記第１の側面とは反対側のカセットアセンブリの第２の側面にある剛性の支持プレートを含み、前記支持プレートは、作動ポートレセプタクルとは反対側のカセットローディング装置と係合するように構成されている、請求項８に記載のカセットアセンブリ。
【請求項１４】
流体処理カセットであって、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が前記第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が前記第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部、および前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
前記中間プレートは、ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンプステーションを含み、前記ポンプダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第１の側面に対して着座し、かつ前記第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有しており、
前記第１のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延びるポンプ作動通路とを備え、前記ポンプ作動通路は、前記第１のプレートおよび前記ポンプダイヤフラムによって境界が定められたポンプ作動チャンバを、前記第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットポンプ作動ポートに接続する、流体処理カセット。
【請求項１５】
前記ポンプステーション内の第１および第２のポンプ流体ポートを備え、前記第１および第２のポンプ流体ポートは、前記第２のプレート間空間内の個々の第１および第２の流体通路を、前記ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続する、請求項１４に記載のカセット。
【請求項１６】
前記ポンプステーション内のポンプ流体ポートを備え、前記ポンプ流体ポートは、前記第２のプレート間空間内の流体通路を、前記ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続する、請求項１４に記載のカセット。
【請求項１７】
前記ポンプステーションにおいて前記中間プレートにある開口を備え、前記開口は、前記ポンプ作動通路を介して供給される正圧または負圧によって作動されるときに、前記ポンプダイヤフラムが前記第１のプレートから前記第２のプレートに移動することを可能にする、請求項１４に記載のカセット。
【請求項１８】
前記プレートは、流体通路または作動通路が、カセットの前記面に平行な方向に前記プレート内を進行することを可能にするのに不十分な厚さを有している、請求項１４に記載のカセット。
【請求項１９】
前記第２のプレート間空間内に延び、かつ前記ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンプピングチャンバに流体的に接続された流体通路を備え、接続は、前記中間プレートにおける１つまたは複数のポンプ流体ポートを介して行われ、前記流体通路は、前記第２のプレート間空間内でカセットの前記面と平行に延び、前記流体通路は、前記ポンピングチャンバを、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記第１の端部または第２の端部において配置されたカセット流体ポートに接続する、請求項１４に記載のカセット。
【請求項２０】
流体処理カセットであって、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が前記第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部、および前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
前記中間プレートは、バルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるバルブステーションを含んでおり、前記バルブダイヤフラムは、前記中間プレートの第１の側面に対して着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有しており、
前記第１のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延びるバルブ作動通路とを備え、前記バルブ作動通路は、前記第１のプレートおよび前記バルブダイヤフラムによって境界が定められたバルブ作動チャンバを、前記第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットバルブ作動ポートに接続する、流体処理カセット。
【請求項２１】
前記バルブステーション内の第１および第２のバルブ流体ポートを備え、前記第１および第２のバルブ流体ポートは、前記第２のプレート間空間内の個々の第１および第２の流体通路を、前記バルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるバルブ流体チャンバに流体的に接続する、請求項２０に記載のカセット。
【請求項２２】
一方または両方のバルブ流体ポートは、前記バルブ作動通路を介して前記バルブダイヤフラムに正圧が印加されたときに、前記第１または第２のバルブ流体ポートの上で前記バルブダイヤフラムをシールするための隆起したバルブシートを含む、請求項２１に記載のカセット。
【請求項２３】
前記第１の流体通路は、前記第１および第２のバルブ流体ポートを介する以外に、前記第２の流体通路から流体的に隔離されている、請求項２１に記載のカセット。
【請求項２４】
前記第２のプレート間空間内に延び、かつ前記バルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるバルブ流体チャンバに流体的に接続された流体通路を備え、接続は、前記中間プレートにおける２つのバルブ流体ポートを介して行われ、前記流体通路は、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記面と平行に延び、前記流体通路は、前記バルブ流体チャンバを、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記第１の端部または第２の端部において配置されたカセット流体ポートに接続する、請求項２０に記載のカセット。
【請求項２５】
流体処理カセットであって、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が前記第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が前記第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部、および前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
前記中間プレートは、ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンプステーションを含んでおり、前記ポンプダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第１の側面に対して着座し、かつ前記第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有しており、
前記中間プレートは、バルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成される第１および第２のバルブステーションを含んでおり、前記バルブダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第１の側面に対して着座し、かつ前記第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有しており、
前記ポンプステーション用のポンプ作動通路、および前記第１および第２のバルブステーションの各々用のバルブ作動通路とを備え、
前記ポンプ作動通路は、前記第１のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延び、前記ポンプ作動通路は、前記第１のプレートおよび前記ポンプダイヤフラムによって境界が定められたポンプ作動チャンバを、前記第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットポンプ作動ポートに接続し、
各前記バルブ作動通路は、前記第１のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延び、各前記バルブ作動通路は、前記第１のプレートおよび前記バルブダイヤフラムによって境界が定められたバルブ作動チャンバを、前記第１のプレート間空間内にカセットの前記第１の端部において配置されたカセットバルブ作動ポートに接続する、流体処理カセット。
【請求項２６】
２つのバルブステーションの各々における入口および出口バルブ流体ポートと、前記ポンプステーションにおける１つまたは複数のポンプ流体ポートとを備え、バルブ流体ポートおよびポンプ流体ポートの各々が、前記第２のプレート間空間内の流体通路を、
前記ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続するとともに、
対応するバルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成される、前記バルブステーションの各々におけるバルブ流体チャンバに流体的に接続し、
前記流体通路は、前記入口および出口バルブ流体ポートおよび前記１つまたは複数のポンプ流体ポートを通過する流路を有し、
前記ポンプ作動チャンバおよび前記バルブ作動チャンバの選択的動作により、前記流体通路を通る流体の一方向の流れを可能にする、請求項２５に記載のカセット。
【請求項２７】
前記第２のプレート間空間内に延びる流体通路を備え、
前記流体通路は、前記ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続され、接続は、前記中間プレートにおけるポンプ流体ポートを介して行われ、
前記流体通路は、各バルブステーションのバルブ流体チャンバに流体的に接続され、各前記バルブ流体チャンバは、対応するバルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成され、各接続は、前記中間プレートにおける２つのバルブ流体ポートを介して行われ、
前記流体通路は、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記面に平行に延び、前記流体通路は、前記ポンピングチャンバおよび各前記バルブ流体チャンバを、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記第１の端部または第２の端部において配置されたカセット流体入口ポートおよびカセット流体出口ポートに接続する、請求項２５に記載のカセット。
【請求項２８】
前記カセット流体入口ポートおよび前記カセット流体出口ポートは、カセットの第２の端部に配置されて、前記カセットポンプ作動ポートおよび前記カセットバルブ作動ポートが、カセットの外部にある嵌合作動レセプタクルに直接差し込まれるように構成されるようにし、かつ前記カセット流体入口ポートおよび前記カセット流体出口ポートが、可撓性のまたは可鍛性のチューブを介して、カセットの外部にある流体源または流体送給先に接続されるように配置されるようにする、請求項２７に記載のカセット。
【請求項２９】
前記第２のプレート間空間内に延びる流体通路を備え、
前記流体通路は、前記ポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続され、接続は、前記中間プレートにおけるポンプ流体ポートを介して行われ、
前記流体通路は、各バルブステーションのバルブ流体チャンバに流体的に接続され、各前記バルブ流体チャンバは、対応するバルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成され、各接続は、前記中間プレートにおける２つのバルブ流体ポートを介して行われ、
前記流体通路は、第２のプレート間空間にカセットの前記面に平行に延び、かつ前記ポンピングチャンバおよび各前記バルブ流体チャンバを、カセット流体入口ポートおよびカセット流体出口ポートに接続し、前記カセット流体入口ポートおよび前記カセット流体出口ポートは、前記中間プレートから出発して、前記第１または第２のプレートを通過するようにカセットの前記面を貫通する剛性導管を介してカセットから出現している、請求項２５に記載のカセット。
【請求項３０】
前記中間プレートの前記第１および第２の側面上に形成された複数の壁を備え、前記壁は、カセット内で前記第１および第２のプレートと結合して作動通路または流体通路を形成するように配置されている、請求項１４、２０、２５のいずれか１項に記載のカセット。
【請求項３１】
第１のタイプの前記壁が、作動通路または流体通路を画定する平行な壁を含み、第２のタイプの前記壁が、ポンプ作動ステーションまたはバルブ作動ステーションを画定する円周方向の周囲壁を含み、第３のタイプの前記壁が、バルブ流体ポートまたはポンプ流体ポートが前記中間プレートを貫通する通路終端を画定する隣接する端部壁を含む、請求項３０に記載のカセット。
【請求項３２】
前記第１のプレートが、ポンプ作動ステーションまたはバルブ作動ステーションを画定する対向する中間プレートの円周方向の周囲壁内に適合するように構成された１つまたは複数の円周バルブまたはポンプダイヤフラム保持器を含み、保持器は、前記中間プレートのポンプまたはバルブステーション内に配置された関連するダイヤフラムの周囲ビードまたはリムをクランプするように配置されている、請求項３１に記載のカセット。
【請求項３３】
前記保持器は、前記保持器によって囲まれたバルブまたはポンプ作動チャンバと関連する作動通路との間の作動流体またはガスの伝達を可能にするための孔、穿孔、またはスロットを含む、請求項３２に記載のカセット。
【請求項３４】
前記第１のプレートは、前記中間プレートの嵌合作動通路内に配置されるように構成された細長いリブを含み、前記リブの断面サイズおよび長さは、カセットの作動ポートと関連するバルブまたはポンプ作動チャンバとの間で、前記作動通路の容積を所定の値に調整するように決定されている、請求項３１に記載のカセット。
【請求項３５】
流体処理カセットであって、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が前記第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部、および前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
前記中間プレートは、第１および第２のバルブステーションを含んでおり、前記第１のバルブステーションは、第１のバルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成され、前記第２のバルブステーションは、第２のバルブダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第２の側面によって形成され、前記第１のバルブダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第１の側面に着座し、かつ前記第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有し、前記第２のバルブダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第２の側面に着座し、かつ前記第２のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有しており、
前記第１のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延びる、前記第１のバルブステーション用の第１のバルブ作動通路と、前記第２のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延びる、前記第２のバルブステーション用の第２のバルブ作動通路とを備え、
前記第１のバルブ作動通路は、前記第１のプレートおよび前記第１のバルブダイヤフラムによって境界が定められた第１のバルブ作動チャンバを、前記第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置された第１のカセットバルブ作動ポートに接続し、
前記第２のバルブ作動通路は、前記第２のプレートおよび前記第２のバルブダイヤフラムによって境界が定められた第２のバルブ作動チャンバを、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記第１の端部において配置された第２のカセットバルブ作動ポートに接続する、流体処理カセット。
【請求項３６】
流体処理カセットであって、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートであって、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、前記中間プレートの第１の側面が前記第１のプレートに対向し、前記中間プレートの第２の側面が前記第２のプレートに対向しており、
前記第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間しており、前記第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する前記中間プレートから離間している、前記中間プレートと、
各プレートの厚さに前記第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有するカセットの端部、および前記第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定されるカセットの面と、
前記中間プレートは、第１および第２のポンプステーションを含み、前記第１のポンプステーションは、第１のポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第１の側面によって形成され、前記第２のポンプステーションは、第２のポンプダイヤフラムおよび前記中間プレートの前記第２の側面によって形成され、前記第１のポンプダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第１の側面に着座し、かつ前記第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有し、前記第２のポンプダイヤフラムは、前記中間プレートの前記第２の側面に着座し、かつ前記第２のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有しており、
前記第１のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延びる、前記第１のポンプステーション用の第１のポンプ作動通路と、前記第２のプレート間空間内でカセットの前記面に平行に延びる、前記第２のポンプステーション用の第２のポンプ作動通路とを備え、
前記第１のポンプ作動通路は、前記第１のプレートおよび前記第１のポンプダイヤフラムによって境界が定められた第１のポンプ作動チャンバを、前記第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置された第１のカセットポンプ作動ポートに接続し、
前記第２のポンプ作動通路は、前記第２のプレートおよび前記第２のポンプダイヤフラムによって境界が定められた第２のポンプ作動チャンバを、前記第２のプレート間空間内にカセットの前記第１の端部において配置された第２のカセットポンプ作動ポートに接続する、流体処理カセット。
【請求項３７】
圧力分配マニホールドを流体処理カセットアセンブリに接続するように構成されたマニホールドアダプタであって、
マニホールドの作動出力ポートに接続するように構成された第１の組の移送ポートを含む第１の側面を有し、かつカセットアセンブリの作動入力ポートに接続するように構成された第２の組の移送ポートを含む反対側の第２の側面を有するハウジングを備え、
前記第１の組の移送ポートは、マニホールドの作動出力ポートの空間アレイとマッチングするように構成された第１の空間アレイを含み、
前記第２の組の移送ポートは、カセットアセンブリの作動入力ポートの空間アレイとマッチングするように構成された第２の空間アレイを含み、
移送ポートの前記第１の空間アレイは、移送ポートの前記第２の空間アレイとは異なる、マニホールドアダプタ。
【請求項３８】
前記第１の空間アレイは、アダプタハウジングの前記第１の側面の第１の長さおよび第１の幅を有する領域をカバーし、前記第２の空間アレイは、アダプタハウジングの前記第２の側面の第２の長さおよび第２の幅を有する領域をカバーし、マニホールドアダプタの前記ハウジングがマニホールドの側面から張り出すように、前記第２の長さが前記第１の長さよりも大きい、請求項３７に記載のマニホールドアダプタ。
【請求項３９】
前記ハウジングの前記第２の側が、複数のワイパーシールからなるエラストマーワイパーガスケットを含み、前記複数のワイパーシールの各々が、アダプタハウジングの前記第２の側面上の移送ポートに関連付けられており、ワイパーガスケットは、アダプタハウジングの上部プレートの下に埋め込まれている、請求項３７に記載のマニホールドアダプタ。
【請求項４０】
プラグイン側および反対側の取り付け側を有するカセット用の着座装置であって、
カセットマウントの第１の側面および前記カセットマウントの反対側の第２の側面上にある複数のリンク機構によって可動カセットマウントに接続された固定フレーム部材を備え、前記カセットマウントの前記第１の側面上にあるリンク機構は、前記固定フレーム部材の第１の固定フランジに接続され、前記カセットマウントの前記第２の側面上にあるリンク機構は、前記固定フレーム部材の第２の固定フランジに接続されており、
前記複数のリンク機構は各々、固定フランジに枢動可能に結合された第１の端部と、前記カセットマウントの細長いスロットに結合された第２の端部とを有するスイングアームを含み、
前記スイングアームの前記第２の端部は、前記カセットマウントを移動させるために弧状の経路で移動するように構成されており、
前記細長いスロットは、前記スイングアームによる前記カセットマウントの動きを、前記固定フレーム部材に向かうか、または前記固定フレーム部材から離れる直線運動に制限する、着座装置。
【請求項４１】
前記カセットマウントが、前記カセットマウントの前記第１の側面における第１の可動フランジおよび第１のレールと、前記カセットマウントの前記第２の側面における第２の可動フランジおよび第２のレールとを含み、各可動フランジは、前記カセットマウントの移動方向にほぼ平行な表面を有し、前記細長いスロットが前記可動フランジに形成され、かつ前記カセットマウントの移動方向に垂直に配向され、前記第１および第２のレールは、カセットの取り付け側を保持する、請求項４０に記載の着座装置。
【請求項４２】
前記カセットマウントに枢動可能に接続されたハンドルアセンブリを備え、前記ハンドルアセンブリのハンドルが前記固定フレーム部材から離れる方向に移動することにより、前記カセットマウントが前記固定フレーム部材から離れるように移動し、前記ハンドルが前記固定フレーム部材に向かう方向に移動することにより、前記カセットマウントが前記固定フレーム部材に向かって移動する、請求項４１に記載の着座装置。
【請求項４３】
前記ハンドルアセンブリの枢動接続は、第１のハンドルアームの前記第１の固定フランジへの第１の枢動接続と、第２のハンドルアームの前記第２の固定フランジへの第２の枢動接続と、前記第１のハンドルアームの前記カセットマウントの前記第１の可動フランジに接続されたハンドルスイングアームへの第３の枢動接続と、前記第２のハンドルアームの前記カセットマウントの前記第２の可動フランジに接続されたハンドルスイングアームへの第４の枢動接続とを含み、前記第１および第３の枢動接続ならびに前記第２および第４の枢動接続は、前記第１および第２のハンドルアーム上で互いに離間されている、請求項４２に記載の着座装置。
【請求項４４】
前記固定フレーム部材の第３の固定フランジを含み、前記第３の固定フランジは、前記ハンドルアセンブリに対向し、かつ前記第１および第２の固定フランジにほぼ垂直であり、前記ハンドルアセンブリは、前記ハンドルアセンブリのハンドルが前記固定フレーム部材に向かって移動したときに前記カセットマウントが格納位置にロックされるように、前記第３の固定フランジにおける孔または凹部に係合するように構成されたばね式プランジャを含む、請求項４２に記載の着座装置。
【請求項４５】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプを制御する方法であって、
空気圧源をダイヤフラムポンプの作動チャンバに流体的に接続するバルブを開放するステップと、
前記ダイヤフラムポンプの前記作動チャンバ内のガスの１つまたは複数の圧力を監視するステップと、
前記作動チャンバ内の圧力が目標圧力以上になったときに前記バルブを閉鎖するステップと、
監視された圧力の平均の大きさが前記目標圧力よりも小さいときに前記バルブを開放するステップとを含む方法。
【請求項４６】
前記バルブが閉鎖された後に監視された圧力を平均化する動作をさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記バルブが閉鎖される前に平均圧力をゼロに設定する動作をさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記バルブがバイナリバルブである、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記圧力は、前記作動チャンバに流体的に接続された圧力センサを備えたコントローラによって監視される、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記コントローラは、前記圧力センサから圧力情報を受信し、前記圧力情報を使用して前記バルブを制御する、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプの流体流量を制御するための方法であって、
空気圧源をダイヤフラムポンプの作動チャンバに流体的に接続するバルブを最初に開放するステップと、
前記ダイヤフラムポンプの前記作動チャンバ内のガスの１つまたは複数の圧力を監視するステップと、
第１のバルブの開放の時間をマークするステップと、
前記作動チャンバ内の圧力が目標圧力以上になったときに前記バルブを閉鎖するステップと、
監視された圧力の平均の大きさが前記目標圧力を下回ったときに前記バルブを開放するステップと、
監視された圧力に基づいてポンプ行程の終了を検出するステップと、
前記ポンプ行程の終了の時間をマークするステップと、
行程持続時間と所定の目標行程持続時間との間の差に基づいて前記目標圧力を変更するステップとを含み、前記行程持続時間は、前記ポンプ行程の終了と前記第１のバルブの開放との間の時間の差である、方法。
【請求項５２】
前記バルブが閉鎖された後に監視された圧力を平均化するステップをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記バルブが閉鎖される前に平均圧力をゼロに設定するステップをさらに含む、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記バルブがバイナリバルブである、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記圧力は、前記作動チャンバに流体的に接続された圧力センサを使用して、コントローラによって監視される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記コントローラが、前記圧力センサからの情報を使用して前記バルブを制御する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプを制御する方法であって、
空気圧源をダイヤフラムポンプの作動チャンバに流体的に接続するバルブを開放するステップと、
前記ダイヤフラムポンプの前記作動チャンバ内のガスの１つまたは複数の圧力を監視するステップと、
前記作動チャンバ内の圧力が目標圧力以上になったときに前記バルブを閉鎖するステップと、
監視された圧力の平均の大きさが所定の値だけ目標圧力よりも小さいときに前記バルブを開放するステップとを含み、前記所定の値は、前記ダイヤフラムポンプの行程中に変化する、方法。
【請求項５８】
前記所定の値は、前記行程中のバルブ開放の数に従って変化する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記所定の値は、前記ダイヤフラムポンプが充填されているか、または空であるかに応じて変化する、請求項５７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、流体ポンプまたはミキシングカセット、カセットアセンブリ、それらの構成部品、および関連するデバイスの設計および構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラムポンプおよび／またはバルブを含む流体処理カセットは、流体的に（油圧または空気圧のいずれかで）作動させることができる。いくつかの例では、カセットは、正または負に加圧されたガスまたは空気をカセットに選択的に分配する電気機械式バルブを有する空気圧作動マニホールドに流体的に接続されるように設計されている。プログラム可能な電子コントローラを使用して、電気機械式バルブを制御して、カセットの様々なポンプまたはバルブに所定の方法で正または負の空気圧を選択的に供給することができる。
【０００３】
いくつかの流体処理カセットは、形状が実質的に平面であり得、肉薄側面または幅狭側面が隣接する幅広側面を有し、肉薄側面または幅狭側面は、カセットの全体の幅広側面の寸法よりも比較的小さい厚さを有する。液体の入口ポートおよび出口ポートは、カセットの端部または肉薄側面に組み込むことができる。しかしながら、これらのデバイスの多くでは、カセットの作動ポートは、制御されているポンプまたはバルブの作動チャンバの真上にあるカセットの面または幅広側面に配置されている。これは一般に、外部カセット作動ポートからカセット内のポンプまたはバルブの作動チャンバおよびダイヤフラムまでのカセット内の作動通路の最短ルートを提供する。さらに、多くの場合、カセットのポンピングステーションまたはバルブステーションまたは領域（一方の側面上の作動チャンバまたは対向側の側面上の液体搬送チャンバのいずれかを含む）は、カセット面の平面の上に延在する球状または半球状のチャンバ壁によって形成され得、これにより、一部の用途ではカセット全体が所望したものよりも厚くなる。他の場合には、ポンプモジュールは、１つまたは複数のブロック内に埋め込まれた空気圧作動通路または流体通路と共にサンドイッチされるか、または積層された１組のブロックを含み得る。この構成はまた、特定の用途に関して所望のものよりも大きな全体的なデバイスの厚さをもたらし得る。いくつかの用途では、複数の流体処理カセットを狭い空間に互いに隣接して取り付ける必要がある場合がある。これらの場合、多くのカセットを互いに隣接して配置し、それらを互いに積み重ね、または少なくともそれらの幅広側面を互いに向かい合わせに近接して配置することが望ましい場合がある。これらのアセンブリを構成する個々のカセットの厚さを減少させるか最小化することが特に望ましい場合がある。
【０００４】
ポンプカセットが、その関連する圧力分配マニホールド（例えば、電子コントローラの制御下でポンプカセットに空気圧を選択的に送出するマニホールド）に直接差し込むように構成することが有利であり得る。空気圧作動式の自己完結型ポンプカセットを使用する血液透析システムの従来に開示された実施形態では、ポンプカセットは、可撓性チューブを介して対応する空気圧マニホールドに接続されており、これは、組み立て中およびそれらの動作中に重大な課題をもたらしている。ポンプカセットを、その関連するマニホールドの近傍に配置することができる場合、２つの間の直接プラグイン接続には大きな利点がある。これらの状況下では、カセットまたはカセットアセンブリをマニホールドの作動ポートに最小限の労力で差し込んだり、そこから引き抜いたりすることができるように配置された、ポンプカセットへの直接インタフェースを可能にするコンパクトなマニホールドを有することが特に有利である。
【０００５】
空気圧分配マニホールドの設計および操作では、連続可変オリフィスバルブではなく、バイナリ圧力制御バルブを使用できることも、コストおよび信頼性の両方において大きな利点をもたらす。しかしながら、この場合、バイナリ圧力制御バルブによる個々のカセットポンプまたはバルブへの圧力供給の制御は、克服しなければならない追加の課題をもたらす。十分に堅牢な電子コントローラは、制御アルゴリズムを使用して、バイナリバルブ作動の周期および持続時間を制御して、関連する空気圧作動ポンプまたはバルブの正確な制御を実現するようにプログラムすることができる。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、ポンプおよび／またはバルブカセットは、比較的平面の形状を有し、幅広側面がより肉薄幅狭側面または端部に隣接している。ポンプおよび／またはバルブカセットは、２つの外側プレートの間に配置された中間プレートを備える。第１の外側プレートは、中間プレートの第１の側面に面し、第２の外側プレートは、中間プレートの反対側の第２の側面に面する。第１の外側プレートは、第１のプレート間空間を形成するように中間プレートから離間されている。第２の外側プレートは、第２のプレート間空間を形成するように中間プレートから離間されている。第１および第２の外側プレートの厚さは、プレートに剛性を与え、かつ中間プレートの両側の対向する通路壁に対してシール面を提供するのに十分な厚さに制限される。いくつかの実施形態では、各外側プレートの厚さは、それらの間の中間プレートの厚さとともに、カセットの全体的な厚さを規定する。他の実施形態では、液体の入口ポートおよび出口ポートは、カセットの外面から突出しており、これにより、カセットの全体的な厚さが増す。カセットは、１つまたは複数のポンプステーションまたは領域と、２つ以上のバルブステーションまたは領域とを含むことができる。ポンプステーションまたはバルブステーションの数およびそれらのサイズによって、カセットの全体的な幅広側面の寸法が決定され得る。オンボードポンプの行程容積は、ポンプステーションとそれに関連するダイヤフラムの直径、および中間プレートの通路壁の深さによって規定されるダイヤフラムの可動範囲の深さの関数であり、これによって、カセットの厚さおよびその幅広側面の寸法が決定されることとなる。任意の所与のポンプまたはバルブステーションに対して、中間プレートは、作動側および反対側の液体側を含み、作動側はポンプダイヤフラムまたはバルブダイヤフラムを保持する。個々のポンプまたはバルブステーションへのカセット内の作動通路は、第１のプレート間空間の中間プレート通路内に収容され、かつカセットの幅広側面にほぼ平行に延びることができる。カセット内の液体通路は、第２のプレート間空間の中間プレート通路内に収容され、液体通路がカセットの入口または出口に接続するいくつかの場合を除いて、一般に、カセットの幅広側面に平行に延びる。この構成では、第１および第２の外側プレートは、主に、個々の作動および液体搬送バルブまたはポンプ領域上にルーフまたは制限壁を提供するように機能する。
【０００７】
一実施形態では、流体処理カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み得、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、中間プレートの第２の側面が２のプレートに対向している。第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間しており、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間している。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。中間プレートは、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンプステーションを含むことができ、ポンプダイヤフラムは、中間プレートの第１の側面に対して着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有する。ポンプ作動通路は、第１のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、ポンプ作動通路は、第１のプレートおよびポンプダイヤフラムによって境界が定められたポンプ作動チャンバを、第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットポンプ作動ポートに接続する。ポンプステーション内の第１および第２のポンプ流体ポートは、第２のプレート間空間の個々の第１および第２の流体通路を、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続し得る。ポンプステーション内のポンプ流体ポートは、第２のプレート間空間の流体通路を、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続し得る。代替的に、ポンプステーションにおいて中間プレートに開口が設けられ得、その開口は、ポンプ作動通路を介して供給される正圧または負圧によって作動されるときに、ポンプダイヤフラムが第１のプレートから第２のプレートに移動することを可能にする。プレート（第１、中間プレート、および第２）は、流体通路または作動通路がカセットの面に平行な方向にプレート内を進行することを可能にするのに不十分な厚さを有する。流体通路は、第２のプレート間空間内に延び、かつポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続することができ、接続は、中間プレートにおける１つまたは複数のポンプ流体ポートを介して行われ、流体通路は、第２のプレート間空間内でカセットの面と平行に延び、流体通路は、ポンピングチャンバを、第２のプレート間空間内にカセットの第１の端部または第２の端部において配置されたカセット流体ポートに接続する。
【０００８】
一実施形態では、流体処理カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み得、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、中間プレートの第２の側面が第２のプレートに対向している。第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間し、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間している。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。中間プレートは、バルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるバルブステーションを含み得、バルブダイヤフラムは、中間プレートの第１の側面に対して着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有する。バルブ作動通路は、第１のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、バルブ作動通路は、第１のプレートおよびバルブダイヤフラムによって境界が定められたバルブ作動チャンバを、第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットバルブ作動ポートに接続する。バルブステーション内の第１および第２のバルブ流体ポートは、第２のプレート間空間の個々の第１および第２の流体通路を、バルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるバルブ流体チャンバに流体的に接続し得る。一方または両方のバルブ流体ポートは、バルブ作動通路を介してバルブダイヤフラムに正圧が印加されたときに、第１または第２のバルブ流体ポートの上でバルブダイヤフラムをシールするための隆起したバルブシートを含み得る。第１の流体通路は、第１および第２のバルブ流体ポートを介する以外に、第２の流体通路から流体的に隔離されている。流体通路は、第２のプレート間空間内に延び、かつバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるバルブ流体チャンバに流体的に接続し得、接続は、中間プレートにおける２つのバルブ流体ポートを介して行われ、流体通路は、第２のプレート間空間内にカセットの面に平行に延び、流体通路は、バルブ流体チャンバを、第２のプレート間空間内に第１の端部または第２の端部において配置されたカセット流体ポートに接続する。
【０００９】
別の実施形態では、流体処理カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み得、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、中間プレートの第２の側面は、第２のプレートに対向する。第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間し、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間している。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。中間プレートは、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンプステーションを含み得、ポンプダイヤフラムは、中間プレートの第１の側面に対して着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有する。中間プレートは、各々がバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成される第１および第２のバルブステーションを含み得、バルブダイヤフラムは、中間プレートの第１の側面に対して着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有する。ポンプステーション用のポンプ作動通路と、第１および第２のバルブステーションの各々用のバルブ作動通路とが設けられる。ポンプ作動通路は、第１のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、ポンプ作動通路は、第１のプレートおよびポンプダイヤフラムによって境界が定められたポンプ作動チャンバを、第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットポンプ作動ポートに接続する。バルブ作動通路の各々は、第１のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、バルブ作動通路の各々は、第１のプレートおよびバルブダイヤフラムによって境界が定められたバルブ作動チャンバを、第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置されたカセットバルブ作動ポートに接続する。２つのバルブステーションの各々における入口および出口バルブ流体ポートが設けられ得、ポンプステーションにおける１つまたは複数のポンプ流体ポートが設けられ得、バルブおよびポンプ流体ポートの各々は、第２のプレート間空間内の流体通路を、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の面によって形成されるポンピングチャンバ、および対応するバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の面によって形成される各バルブステーションにおけるバルブ流体チャンバに流体的に接続する。流体通路は、入口および出口バルブ流体ポートならびに１つまたは複数のポンプ流体ポートを通過する流路を有し、ポンプ作動チャンバおよびバルブ作動チャンバのバルブ作動通路の各々は、選択的作動により、流体通路を通る流体の一方向の流れを可能にする。流体通路は、第２のプレート間空間内に延び、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続され、接続は、中間プレートにおけるポンプ流体ポートを介して行われ、流体通路は、対応するバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成される各バルブステーションのバルブ流体チャンバに流体的に接続され、各接続は、中間プレートにおける２つのバルブ流体ポートを介して行われて、流体通路が、第２のプレート間空間内でカセットの面と平行に延び、流体通路が、ポンピングチャンバおよび各バルブ流体チャンバを第２のプレート間空間内にカセットの第１の端部または第２の端部において配置されたカセット流体入口ポートおよびカセット流体出口ポートに接続するようにする。カセット流体入口ポートおよびカセット流体出口ポートは、カセットの第２の端部に配置されて、カセットポンプ作動ポートおよびカセットバルブ作動ポートは、カセットの外部にある嵌合作動レセプタクルに直接差し込まれるように構成されるようにし、かつ流体入口ポートおよび流体出口ポートが、可撓性のまたは可鍛性のチューブを介して、カセットの外部にある流体源または流体送給先に接続されるように配置されるようにする。流体通路は、第２のプレート間空間内に延び、ポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成されるポンピングチャンバに流体的に接続し、接続は、中間プレートにおけるポンプ流体ポートを介して行われ、流体通路は、各バルブステーションのバルブ流体チャンバに流体的に接続され、各バルブ流体チャンバは、対応するバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成され、各接続は、中間プレートにおける２つのバルブ流体ポートを介して行われる。流体通路は、第２のプレート間空間にカセットの面と平行に延び、ポンピングチャンバおよび各バルブ流体チャンバを、カセット流体入口ポートおよびカセット流体出口ポートに接続し、カセット流体入口ポートおよびカセット流体出口ポートは、中間プレートから出発して、第１または第２の外側プレートを通過するようにカセットの面を貫通する剛性導管を介してカセットから出現している。
【００１０】
さらなる実施形態では、複数の壁が中間プレートの第１および第２の側面上に形成され得、前記壁は、カセット内で第１および第２のプレートと結合して作動通路または流体通路を形成するように配置されている。第１のタイプの壁は、作動通路または流体通路を画定する平行な壁を含み得、第２のタイプの壁は、ポンプ作動ステーションまたはバルブ作動ステーションを画定する円周方向の周囲壁を含み得、第３のタイプの壁は、バルブ流体ポートまたはポンプ流体ポートが中間プレートを貫通する通路終端を画定する隣接する端部壁を含み得る。第１のプレートは、ポンプ作動ステーションまたはバルブ作動ステーションを画定する対向する中間プレートの円周方向の周囲壁内に適合するように構成された１つまたは複数の円周バルブまたはポンプダイヤフラム保持器を含み得、保持器は、中間プレートのポンプまたはバルブステーション内に配置された関連するダイヤフラムの周辺ビードまたはリムをクランプするように配置されている。保持器は、保持器によって囲まれたバルブまたはポンプ作動チャンバと関連する作動通路との間の作動流体またはガスの伝達を可能にするための孔、穿孔、またはスロットを含み得る。第１のプレートは、中間プレートの嵌合作動通路内に配置されるように構成された細長いリブを含み、リブの断面サイズおよび長さは、カセットの作動ポートと関連するバルブまたはポンプ作動チャンバとの間で、作動通路の容積を所定の値に調整するように決定されている。
【００１１】
別の実施形態では、流体処理カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み得、前記プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、中間プレートの第２の側面が第２のプレートに対向し、第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間され、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間される。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。中間プレートは、第１および第２のバルブステーションを含み、第１のバルブステーションは、第１のバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成され、第２のバルブステーションは、第２のバルブダイヤフラムおよび中間プレートの第２の側面によって形成され、第１のバルブダイヤフラムは、中間プレートの第１の側面に着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有し、第２のバルブダイヤフラムは、中間プレートの第２の側面に着座し、かつ第２のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有している。第１のバルブステーション用の第１のバルブ作動通路は、第１のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、第２のバルブステーション用の第２のバルブ作動通路は、第２のプレート間空間内でカセットの面に平行に延びる。第１のバルブ作動通路は、第１のプレートおよび第１のバルブダイヤフラムによって境界が定められた第１のバルブ作動チャンバを、第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置された第１のカセットバルブ作動ポートに接続し、第２のバルブ作動通路は、第２のプレートおよび第２のバルブダイヤフラムによって境界が定められた第２のバルブ作動チャンバを、第２のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置された第２のカセットバルブ作動ポートに接続する。
【００１２】
別の実施形態では、流体処理カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み得、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、中間プレートの第２の側面は、第２のプレートに対向する。第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間し、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間している。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。中間プレートは、第１および第２のポンプステーションを含み、第１のポンプステーションは、第１のポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第１の側面によって形成され、第２のポンプステーションは、第２のポンプダイヤフラムおよび中間プレートの第２の側面によって形成され、第１のポンプダイヤフラムは、中間プレートの第１の側面に着座し、かつ第１のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有し、第２のポンプダイヤフラムは、中間プレートの第２の側面に着座し、かつ第２のプレート間空間の幅によって規定される可動範囲を有している。第１のポンプステーション用の第１のポンプ作動通路は、第１のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、第２のポンプステーション用の第２のポンプ作動通路は、第２のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、第１のポンプ作動通路は、第１のプレートおよび第１のポンプダイヤフラムによって境界が定められた第１のポンプ作動チャンバを、第１のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置された第１のカセットポンプ作動ポートと接続する。第２のポンプ作動通路は、第２のプレートおよび第２のポンプダイヤフラムによって境界が定められた第２のポンプ作動チャンバを、第２のプレート間空間内にカセットの第１の端部において配置された第２のカセットポンプ作動ポートと接続する。
【００１３】
別の実施形態では、流体処理カセットアセンブリは、第１の外側カセットと第２の外側カセットとの間に介在された中間カセットを含み得、各カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み、プレートは、長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、中間プレートの第２の側面が第２のプレートに対向する。第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間し、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間している。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。バルブまたはポンプ作動チャンバを含む複数のダイヤフラムバルブまたはポンプは、作動通路に接続され、作動通路は、第１または第２のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、かつ第１または第２のプレート間空間の間のカセットの第１の端部において個々のカセットバルブまたはポンプ作動ポート内で終端する。流体処理ポッドは、中間カセットと第１または第２のカセットとの間のカセット間空間に配置され、ポッドは、中間、第１または第２のカセットの面を貫通する流体導管を介して、中間、第１または第２のカセット内の流体通路への流体接続を有する。中間、第１および第２のカセットの第１の端部は、カセットアセンブリの第１の側面に配置されて、カセットバルブまたはポンプ作動ポートが、カセットアセンブリの第１の側面と対向する作動ポ−トレセプタクルアセンブリに差し込まれるか、または作動ポートレセプタクルアセンブリから引き抜かれるように構成されるようにする。流体処理ポッドは、中間、第１または第２のカセットの面を貫通する作動導管および流体導管を介して、中間、第１または第２のカセット内の作動通路および流体通路への作動および流体接続を有するダイヤフラムポンプポッドを含み得る。ダイヤフラムポンプポッドの作動導管は、中間、第１、または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の作動通路に接続し、かつ中間、第１または第２のカセットの第１の端部にあるダイヤフラムポンプポッド用のカセット作動ポートへの連続した接続を有する。ダイヤフラムポンプポッドの流体導管は、中間、第１または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の流体通路と接続し、かつカセット内のダイヤフラムバルブと接続し、ダイヤフラムバルブの作動通路は、中間、第１、または第２のカセットの第１の端部にあるダイヤフラムバルブ用のカセット作動ポートと接続し得る。これらの構成のいずれかにおける流体導管は、剛性を有し得る。複数の流体処理ポッドは、中間カセットと第１のカセットとの間、および中間カセットと第２のカセットとの間に配置され得、複数の流体処理ポッドの関連する流体導管は、カセットアセンブリに対する構造的サポートを提供するために剛性を有し得る。カセットアセンブリフレームは、カセットアセンブリの構造的剛性を高めるように構成することができ、カセットアセンブリフレームは、カセットアセンブリの第１の側面とは反対側のカセットアセンブリの第２の側面に剛性の支持プレートを含み、支持プレートは、作動ポートレセプタクルとは反対側にあるカセットローディング装置と係合するように構成される。
【００１４】
別の実施形態では、流体処理カセットアセンブリは、第１の外側カセットと第２の外側カセットとの間に介在された中間カセットを含み得、各カセットは、第１のプレートと第２のプレートとの間に配置された中間プレートを含み、プレートは長さ、幅、およびプレートの厚さを有し、中間プレートの第１の側面が第１のプレートに対向し、および中間プレートの第２の側面が第２のプレートに対向する。第１のプレートは、第１のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間し、第２のプレートは、第２のプレート間空間の幅を規定する中間プレートから離間している。カセットの端部は、各プレートの厚さに第１および第２のプレート間空間の幅を加えることによって規定されるカセットの厚さを有し、カセットの面は、第１または第２のプレートの長さおよび幅によって規定される。複数のダイヤフラムバルブまたはポンプは、作動通路に接続されたバルブまたはポンプ作動チャンバを含み得、作動通路は、第１または第２のプレート間空間内でカセットの面に平行に延び、かつ第１または第２のプレート間空間の間のカセットの第１の端部において個々のカセットバルブまたはポンプ作動ポートで終端する。第１の流体処理ポッドは、中間カセットと第１または第２のカセットとの間のカセット間空間に配置することができる。流体処理ポッドは、中間、第１、または第２のカセットの面を貫通する流体導管を介して、中間、第１または第２のカセット内の流体通路への流体接続を有する。第２の流体処理ポッドは、中間、第１または第２のカセットの面を貫通する作動導管および流体導管を介して、中間、第１、または第２のカセット内の作動通路および流体通路への作動および流体接続を有するダイヤフラムポンプポッドを含み得る。中間、第１、および第２のカセットの第１の端部は、カセットアセンブリの第１の側面に配置されて、カセットバルブまたはポンプ作動ポートは、カセットアセンブリの第１の側面と対向する作動ポートレセプタクルアセンブリに差し込まれるか、または作動ポートレセプタクルアセンブリから引き抜かれるように構成されるようにする。ダイヤフラムポンプポッドの作動導管は、中間、第１、または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の作動通路に接続し、かつ中間、第１または第２のカセットの第１の端部にあるダイヤフラムポンプポッド用のカセット作動ポートへの連続した接続を有し得る。ダイヤフラムポンプポッドの流体導管は、中間、第１または第２のカセットの第１または第２のプレート間空間内の流体通路と接続し、かつカセット内のダイヤフラムバルブと接続し、ダイヤフラムの作動通路は、中間、第１、または第２のカセットの第１の端部にあるダイヤフラムバルブ用のカセット作動ポートと接続し得る。流体導管は剛性を有し得る。中間カセットと第１のカセットの間、および中間カセットと第２のカセットとの間に複数の流体処理ポッドが設けられ得、複数の流体処理ポッドの関連する流体導管は、カセットアセンブリに対する構造的サポート持を提供するために剛性を有し得る。カセットアセンブリフレームは、カセットアセンブリの構造的剛性を高めるように構成することができ、カセットアセンブリフレームは、カセットアセンブリの第１の側面とは反対側のカセットアセンブリの第２の側面に剛性の支持プレートを含み、支持プレートは、作動ポートレセプタクルとは反対側にあるカセットローディング装置と係合するように構成される。
【００１５】
本発明の別の態様では、マニホールドアダプタは、圧力分配マニホールドを流体処理カセットアセンブリに接続するように構成される。ハウジングは、マニホールドの作動出力ポートに接続するように構成された第１の組の移送ポートを含む第１の側面を有し、かつカセットアセンブリの作動入力ポートに接続するように構成された第２の組の移送ポートを含む反対側の第２の側面を有する。第１の組の移送ポートは、マニホールドの作動出力ポートの空間アレイとマッチングするように構成された第１の空間アレイを含む。第２の組の移送ポートは、カセットアセンブリの作動入力ポートの空間アレイとマッチングするように構成された第２の空間アレイを含み、移送ポートの第１の空間アレイは、移送ポートの第２の空間アレイとは異なる。第１の空間アレイは、アダプタハウジングの第１の側面の第１の長さおよび第１の幅を有する領域をカバーし得、第２の空間アレイは、アダプタハウジングの第２の側面の第２の長さおよび第２の幅を有する領域をカバーする。マニホールドアダプタのハウジングがマニホールドの側面から張り出すように、第２の長さは、第１の長さよりも大きい。ハウジングの第２の側は、複数のワイパーシールからなるエラストマーワイパーガスケット（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ  ｗｉｐｅｒ  ｇａｓｋｅｔ）を含み得、複数のワイパーシールの各々は、アダプタハウジングの第２の側の移送ポートに関連付けられている。ワイパーガスケットは、アダプタハウジングの上部プレートの下に埋め込まれ得る。
【００１６】
別の態様では、着座装置は、プラグイン側および反対側の取り付け側を有するカセット用として記載される。着座装置は、カセットマウントの第１の側面およびカセットマウントの反対側の第２の側面上にある複数のリンク機構によって可動カセットマウントに接続された固定フレーム部材を備える。カセットマウントの第１の側面上にあるリンク機構は、固定フレーム部材の第１の固定フランジに接続され、カセットマウントの第２の側面上にあるリンク機構は、固定フレーム部材の第２の固定フランジに接続される。複数のリンク機構は各々、固定フランジに枢動可能に結合された第１の端部と、カセットマウントの細長いスロットに結合された第２の端部とを有するスイングアームを含み得る。スイングアームの第２の端部は、カセットマウントを移動させるために弧状の経路で移動するように構成されて、細長いスロットが、スイングアームによるカセットマウントの動きを、固定フレーム部材に向かうか、または固定フレーム部材から離れる直線運動に制限するようにする。カセットマウントは、カセットマウントの第１の側面における第１の可動フランジおよび第１のレールを含み得、カセットマウントの第２の側面における第２の可動フランジおよび第２のレールを含み得る。可動フランジの各々は、カセットマウントの移動方向にほぼ平行な表面を有し得、細長いスロットは、可動フランジに形成され、かつカセットマウントの移動方向に垂直に配向され、第１および第２のレールは、カセットの取り付け側を保持するように構成される。ハンドルアセンブリは、カセットマウントに枢動可能に接続されて、ハンドルアセンブリのハンドルが固定フレーム部材から離れる方向に移動することにより、カセットマウントが固定フレーム部材から離れるように移動し、ハンドルが固定フレーム部材に向かう方向に移動することにより、カセットマウントが固定フレーム部材に向かって移動するようにする。ハンドルアセンブリの枢動接続は、第１のハンドルアームの第１の固定フランジへの第１の枢動接続と、第２のハンドルアームの第２の固定フランジへの第２の枢動接続と、第１のハンドルアームのカセットマウントの第１の可動フランジに接続されたハンドルスイングアームへの第３の枢動接続と、第２のハンドルアームのカセットマウントの第２の可動フランジに接続されたハンドルスイングアームへの第４の枢動接続とを含み得る。第１および第３の枢動接続ならびに第２および第４の枢動接続は、第１および第２のハンドルアーム上で互いに離間され得る。固定フレーム部材の第３の固定フランジは、ハンドルアセンブリに対向し、かつ第１および第２の固定フランジにほぼ垂直であり得る。ハンドルアセンブリは、ハンドルアセンブリのハンドルが固定フレーム部材に向かって移動したときにカセットマウントが格納位置にロックされるように、第３の固定フランジの孔または凹部に係合するように構成されたバネ式プランジャを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の非限定的な実施形態を、添付の図を参照して一例として説明するが、その一部は概略的なものであり、縮尺通りに描かれることを意図していない。図において、図示されている各同一またはほぼ同一の各構成要素は、通常、単一の番号で表されている。明確にするために、全ての構成要素が全ての図においてラベル付けされているわけではなく、当業者が本発明を理解できるようにするために図示が必要でない場合、本発明の各実施形態の全ての構成要素が示されているわけでもない。
【図１Ａ−１Ｂ】充填行程および送出行程中のポンプカセットの実施形態の概略断面図である。
【図２Ａ−２Ｂ】充填行程および送出行程中のポンプカセットの別の実施形態の概略断面図である。
【図３Ａ−３Ｂ】動作中の例示的なダイヤフラムバルブの概略断面図である。
【図４Ａ−４Ｂ】動作中のポンプカセットの別の実施形態の概略断面図である。
【図５Ａ−５Ｂ】動作中の例示的なポンプカセットのオプションの追加機構の概略断面図である。
【図６】例示的なポンプまたはバルブカセットの斜視図である。
【図７】図６に示されるポンプまたはバルブカセットの正面斜視図である。
【図８】図６および図７に図示されている例示的なカセットの外側プレートの内側の斜視図である。
【図９】図６、図７および８に図示されている例示的なカセットの中間プレートの作動側の斜視図である。
【図１０】図９に示される中間プレートの作動側のポンプステーションおよびバルブステーションの拡大図である。
【図１１】例示的なポンプまたはバルブカセットの中間プレートの流路側の斜視図である。
【図１２】ポンプまたはバルブカセットの別の実施形態の斜視図である。
【図１３】図１２に図示されている例示的なカセットの中間プレートの第１の側面の斜視図である。
【図１４】図１３に示されている中間プレートの第２の側面の斜視図である。
【図１５】カセットアセンブリの背面斜視図である。
【図１６】図１５に示されるカセットアセンブリの正面斜視図である。
【図１７Ａ−１７Ｂ】カセットアセンブリの別の実施形態の正面および背面斜視図である。
【図１８】従来の例示的なカセットアセンブリの分解図である。
【図１９】アセンブリの空気圧作動ラインおよび関連するコネクタを示す図１８の組立て済みのカセットアセンブリの側面図である。
【図２０】フレームアセンブリに固定されたカセットアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図２１】図２０に示されるフレームアセンブリの分解図である。
【図２２Ａ−２２Ｂ】例示的なフレームアセンブリの上部プレートの正面および背面斜視図である。
【図２３】血液透析装置の正面斜視図である。
【図２４】図２３に示される血液透析装置のハウジングの正面斜視図である。
【図２５】図２４に示されるハウジングの背面斜視図である。
【図２６】例示的な圧力分配マニホールドの概略図である。
【図２７】例示的な圧力分配マニホールドの概略図である。
【図２８】例示的な圧力分配マニホールドの概略図である。
【図２９】例示的な圧力分配マニホールドの概略図である。
【図３０】対応するマニホールドアセンブリから切り離されたカセットアセンブリを囲む図２４のハウジングの上部の斜視図である。
【図３１】カセットアセンブリが対応するマニホールドアセンブリに接続されている図３０に示されるようなハウジングの上部の斜視図である。
【図３２】例示的な圧力分配マニホールドおよび関連するインタフェースアダプタの背面斜視図である。
【図３３】図３２に示される圧力分配マニホールドの分解図である。
【図３４】例示的な圧力分配マニホールドおよび関連するセンサ基板の斜視図である。
【図３５】図３４に示される圧力分配マニホールドの下部ブロックの斜視図である。
【図３６−３７】図３４に示される圧力分配マニホールドの上部ブロックの下方および上方斜視図である。
【図３８】例示的な圧力分配マニホールド内の空気圧通路の構成の流路概略図である。
【図３９】圧力分配マニホールド内の例示的な空気圧通路の斜視図である。
【図４０】圧力分配マニホールド内の図３９に図示されている例示的な空気圧通路の配置の斜視図である。
【図４１】例示的な圧力分配マニホールド内の空気圧通路の構成の流路概略図である。
【図４２】圧力分配マニホールド内の別の例示的な空気圧通路の斜視図である。
【図４３】圧力分配マニホールド内の図４２に図示されている例示的な空気圧通路の配置の斜視図である。
【図４４】圧力分配マニホールドの配置を示す、血液透析装置ハウジングの背面斜視図である。
【図４５】例示的なマニホールドアダプタの設置を示す、血液透析装置ハウジングの正面斜視図である。
【図４６】ハウジングの上部に配置され、マニホールドアダプタと位置合わせされた例示的なカセットアセンブリの正面左側斜視図である。
【図４７】マニホールドアダプタ用のハウジング切欠部の下に配置された例示的な空気圧分配マニホールドの斜視図である。
【図４８】例示的な圧力分配デバイスおよびインタフェースアダプタの設置を示す、血液透析装置ハウジングの背面斜視図である。
【図４９】例示的なインタフェースアダプタの設置を示す、血液透析装置ハウジングの正面斜視図である。
【図５０】ハウジングの天井に取り付けられた例示的なカセットローディングアセンブリを示す、血液透析装置のハウジングの部分切取図である。
【図５１】例示的なマニホールドアダプタレールの斜視図である。
【図５２】圧力分配マニホールドの上に配置された例示的なマニホールドアダプタの部分分解上方斜視図である。
【図５３】下方から見た図５２のマニホールドアダプタの部分分解図である。
【図５４】マニホールドアダプタの例示的なワイパーガスケットの平面図である。
【図５５】図５４のワイパーガスケットの断面を示す断面図である。
【図５６】操作ハンドルが持ち上げられた（解放された）状態にあるときの例示的なカセットローディングアセンブリの下方斜視図である。
【図５７】操作ハンドルが下げられた（係合された）状態にあるときの例示的なカセットローディングアセンブリの正面斜視図である。
【図５８】操作ハンドルが下げられた状態である、図５７の例示的なカセットローディングアセンブリの下方斜視図である。
【図５９】操作ハンドルが下げられた状態である、図５７および図５８の例示的なカセットローディングアセンブリの背面斜視図である。
【図６０】血液透析装置内の流体流路の概略図である。
【図６１】血液透析装置内のポンプの作動チャンバ内の圧力変動のグラフ表示である。
【図６２】血液透析装置内のポンプの作動チャンバ内の圧力変動のグラフ表示である。
【図６３】空気圧作動ポンプの作動チャンバの圧力を制御するためのアルゴリズムの例示的なフローチャートである。
【図６４】空気圧作動ポンプのための代替の圧力制御アルゴリズムの例示的なフローチャートである。
【図６５】例示的な空気圧作動ポンプの行程終了検出アルゴリズムのための例示的なフローチャートである。
【図６６】ダイヤフラムベースのポンプシステムにおける流体経路に関する閉塞検出アルゴリズムの例示的なフローチャートである。
【図６７】ポンピング充填行程中の流れに対する抵抗を決定するためのアルゴリズムの例示的なフローチャートである。
【図６８】例示的な血液透析システムにおける流体流路の概略図である。
【図６９】図６８に示される血液透析システムの流体流路のセクションの独立した図の概略図である。
【図７０】血液透析システムに関する殺菌手順を表す状態図である。
【図７１】殺菌手順の前と最中の温度制御を表す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
平面内に液体通路および空気圧通路を備えたカセット
いくつかのポンピング用途では、流体圧または空気圧作動ポンプまたはバルブカセットの作動ポートを、カセットの幅広側面ではなく、カセットの端部、肉薄側面、または幅狭側面に配置することが有利である。これにより、カセットを、幅広側面ではなく幅狭側面で、圧力供給マニホールドに関連付けられた作動ポートのアレイを含むレセプタクルに差し込むことができる。これにより、ポンプ／バルブカセットが限られた空間内で実行できる機能を最大化し得る。状況によっては、全体的な空間の制約により、カセットの総厚を最小にすることが有利になり得る。これは、カセットを密閉型ダイヤフラムの可動範囲よりも最小限で厚くすることによって実現することができる。理想的には、カセットの各外側プレートは、主に、ポンプまたはバルブの作動または液体搬送チャンバまたは通路のルーフまたは端部壁として機能し、その厚さは、カセットの面または幅広側面にほぼ平行に延びる任意の液体通路または作動通路を完全に包囲するには不十分である。作動通路は、カセットの１つまたは複数のダイヤフラムの最大可動範囲を規定するプレート間空間内で、カセットの中間プレートと外側プレート（例えば、第１の外側プレート）との間の空間内に延びるように構成される。プレート間空間の幅（従って、可撓性膜またはダイヤフラムの最大可動範囲）は、カセット中間プレートの作動側および／または液体搬送側に形成された通路壁の高さによって予め決定することができる。中間プレートの一方の側面上の通路壁の高さは、中間プレートの反対側の側面上の通路壁の高さと異なり得る。例えば、所望の流体流量に対応するために、中間プレートの液体側の通路壁をより高くして、液体搬送通路のより大きな断面積を提供することができるが、中間プレートの作動側の作動通路の断面要件（従って、通路壁の高さ）は、より小さくなり得る。
【００１９】
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、充填行程の終了近傍および送出行程の終了近傍のカセット１０を断面で模式的に示している。中間プレート１２は、第１の外側プレート１４と第２の外側プレート１６との間に配置されている。可撓性ダイヤフラム１８は、第１のプレート間空間２０内に配置され、液体流路は、第２のプレート間空間２２内に存在している。ポンプおよび／またはバルブカセットの厚さを低減するために、任意の作動通路は、好ましくは、ダイヤフラムが中間プレート１２と第１の外側プレート１４との間を移動する可動範囲の深さ、移動深さ、または直線範囲Ｅによって画定される空間である第１のプレート間空間２０内に延びる。オンボードダイヤフラムポンプの場合、その行程容積（ｓｔｒｏｋｅ  ｖｏｌｕｍｅ）は、ダイヤフラム１８の可動範囲Ｅの深さと、ダイヤフラムがカセットの幅広側面（ｂｒｏａｄ  ｓｉｄｅ）上で占有する有効表面積とに相関している。ダイヤフラムの好ましい可動範囲Ｅの深さは、その有効表面積を増加させることによってダイヤフラムの行程容積をどの程度効率的に増加させることができるかにも依存し得る。この実施形態では、入口および出口を表す２つのポンプチャンバ液体ポート２４ａ、２４ｂが示され、各ポートがプレート間空間２２内の別個の流体通路に接続され、流体通路は壁３８によって模式的に分離されている（示されている液体の流れの方向は、任意であり、かつダイヤフラムの充填行程または送出行程中に下流のバルブによってどの液体ラインが開放されているか、または閉鎖されているかによって異なる）。別の実施形態では、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、単一のポンプチャンバ液体ポート２４ｃ（または２つ以上のそのようなポート）を使用することができ、ポンプチャンバ液体ポート２４ｃは、プレート間空間２２内の単一の液体ラインにおいてどの下流バルブが開放または閉鎖されているかに応じて、入口ポートと出口ポートとが交互に切り替わる。作動チャンバ２６の容積が最小であるとき、対応するポンプチャンバ２８は最大である（充填行程、図１Ａ、図２Ａを参照）。作動チャンバ２６の容積が最大であるとき、対応するポンプチャンバ２８の容積は最小である（送出行程、図１Ｂ、図２Ｂを参照）。カセット上のダイヤフラムの可動範囲の深さＥが選択されると、（従来技術の設計のように）作動されるダイヤフラムの真上に作動ポートを配置することを回避することによって、カセットの厚さＴを減少させることができる。これは、作動ポートをカセットの肉薄側面または幅狭側面（ｔｈｉｎ  ｏｒ  ｎａｒｒｏｗ  ｓｉｄｅ）に配置し、かつ作動通路を、カセット１０内の第１のプレート間空間２０内の個々のダイヤフラムにまで延ばすことによって達成される。この空間は、ダイヤフラム１８がその上に着座する中間プレート１２と、各ダイヤフラム１８用の作動チャンバ２６のためのカバーまたはルーフを提供する第１の外側プレート１４とによって画定されている。各ダイヤフラムの周囲を取り囲んでいるものは、プレート間空間２０にまたがる壁３０であり、壁３０は、作動チャンバ２６をその対応する作動通路（第１のプレート間空間２０内の矢印によって表される）に接続する作動ポートまたは作動窓３２を��いて、外側プレート１４と共に、各作動チャンバ２６を完成させる。作動通路は、プレート間空間２０内をカセットの外周端部または幅狭側面まで延び、そこでカセット作動ポートとして終端する（例えば、図９を参照）。作動通路は、ダイヤフラム１８に対してどのような可動範囲の深さＥが指定されているかに応じて、プレート間空間２０によって提供される深さよりも小さくすることができることに留意されたい。所与の指定されたダイヤフラムの可動範囲の深さＥに対するカセット１０の全体的な厚さＴを最小化するために、（構造的な剛性の制約、および中間プレートの通路壁への外側プレートの適切な溶接または接着を達成する上で課されるあらゆる制約の範囲内で）各プレート１２、１４、１６の公称厚さＰを最小化することができる。流体流量（ｆｌｕｉｄ  ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）の要件に応じて、第２のプレート間空間２２内の液体流路の深さ（即ち、通路壁の高さ）を減少させることによって、カセットの厚さを最小化することもできる。
【００２０】
カセットの全体的な厚さＴは、第２のプレート間空間２２内のカセット１０の中間プレート１２の対向側面（ｏｐｐｏｓｉｎｇ  ｓｉｄｅ）上の液体流路または液体通路によって必要とされる深さの量に依存する。図１Ａ〜図１Ｄに示されるポンプおよび図３Ａ、図３Ｂに示されるバルブにおいて、液体通路の必要な深さによって、第２のプレート間空間２２の深さが決定される。カセットに関して指定された液体流量に応じて、第２のプレート間空間２２は、第１のプレート間空間２０の深さＥよりも実質的に小さい深さＬを有し得る。
【００２１】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、任意の所与のダイヤフラムバルブステーションに関して、少なくとも２つの液体通路（中間プレート１２のバルブポート３４ａで終端する第１の通路、および中間プレート１２のバルブポート３４ｂで終端する第２の通路）が存在する（いくつかの実施形態では、複数の液体通路は、単一のバルブステーションの中間プレートにおける別個のバルブポートで終端することができる）。図３Ａおよび３Ｂに示されるように、可動範囲の深さＥは、ダイヤフラムバルブの場合、ダイヤフラム１８が閉塞するように設計された流体ポート３４ａ、ｂから離れるように持ち上がることを可能にするのに必要な弛緩の程度によって決定される。バルブダイヤフラム３６は、図３Ａに示すように負の作動圧力下でポート３４ａ、ｂから離れるように移動して液体の流れを可能にするか、または図２Ｂに示すように正の作動圧力下でポート３４ａ、ｂを閉塞するように移動して液体の流れを遮断し得る。カセットのバルブステーション内の別個の液体通路は、第２のプレート間空間１２内に示される壁３８によって模式的に表されている。図示の例では、バルブポート３４ａ、ｂは、ダイヤフラムのシール効率を改善するために、任意選択で隆起要素４０（バルブポートの周りに円周方向に配置される）を含み得る。このような隆起要素は、効果を発揮するために、バルブポートの１つの周りにのみ存在するように必要とされ得る。従って、バルブダイヤフラムがバルブの液体ポートから弛緩するか、または引き離されると、液体は、１つの液体通路から、その関連するポートを通って液体バルブチャンバに流入し、次に、そのバルブステーションに接続されている第２の液体通路の液体ポートを通って流出することが可能となる。液体通路の断面積の選択は、所望の液体流動抵抗、およびカセット内の液体通路によって占有される所望のホールドアップ容積またはデッドスペースに依存し得る。液体通路の所望の断面積によって、カセットの中間プレート１２と第２の外側プレート１６との間の第２のプレート間空間２２を占有する液体通路の深さ（または通路壁の高さ）が決定される。液体通路および作動通路は、中間プレートまたは個々の外側プレートから形成するか、または外側プレートまたは中間プレートとは独立して形成することができる。好ましい構成では、中間プレートは、中間プレートの両側にある所望の通路壁と共に、モールド、３Ｄプリント、またはそれ以外にキャストで形成されるため、外側プレートの構造を単純化することができる。外側プレート１４は、作動チャンバ２６のルーフまたはダイヤフラム制限壁を含み得、外側プレート１６は、カセット内のルーフまたは液体通路を含み得る。このようにして、中間プレートと外側プレートとの間のプレート間空間をさらに減少させることができる。
【００２２】
従って、図１Ａに示されるように、好ましい実施形態では、ポンプまたはバルブカセット１０の厚さＴは、中間プレートおよび２つの外側プレートの各々の公称厚さＰに、ダイヤフラム１８の可動範囲の深さＥおよびカセット上に設けられた第２のプレート間空間２２によって形成される液体通路の深さＬを加えることによって規定され得る。中間プレート１２上にバルブおよびポンプステーションを位置決めおよび分配する効率を最大化するために、単一の中間プレート１２の両側にいくつかの作動通路および作動チャンバを配置することが有利であり得る。この場合、カセットの厚さＴは、中間プレートの各側にある最大のダイヤフラムの可動範囲の深さによって決定される。例えば、ポンプダイヤフラムの可動範囲の深さＥが中間プレート１２の各側で同じである場合、カセットの厚さＴは、（２ｘＥ）＋（３ｘＰ）に等しくなる。
【００２３】
図４Ａおよび図４Ｂは、ポンプカセット５０のダイヤフラムポンプの代替的な実施形態を示す。この場合、ポンプチャンバの流体ポートは、ダイヤフラム４４が充填位置（図４Ａ）から送出位置（図４Ｂ）に移動する際に通過することができる広い開口４２に置き換えられている。従って、このカセットの全体的な厚さＴ’は、ダイヤフラム４４の総可動範囲距離または長さＥ’に、２つの外側プレート４６、４８の厚さＰを加えることによって決定される。ポンプダイヤフラム４４は、カセット５０の全体の厚を実質的に利用して、ポンプの行程容積を実質的に増大させる。この場合、ポンピングチャンバ５２は、ダイヤフラム４４の液体側と、第２の外側プレート４８によって覆われた円周方向のシール壁５４とによって形成される。液体入口／出口ポンプポート５６、５８がこの実施形態に示されているが、他の実施形態では、入口および出口の両方として機能する単一のポートのみを含み得るか、または入口または出口の機能が各ポンプポートに関連付けられた液体通路中の下流バルブによって決定される複数のポートを含み得る。この構成では、中間プレートがない場合には、ダイヤフラムによって生成される行程容積が実質的に２倍になるため、カセットの全体的な厚さを最小限にすることができる。これにより、任意の所望のポンプ行程容積に対して、プレート間の距離を実質的に減少させることができる。
【００２４】
図５Ａおよび図５Ｂは、ポンプまたはバルブカセットに任意選択的に含ませることができる追加機構を示している。この場合、ダイヤフラム６０、６２は、ダイヤフラム保持器（ｒｅｔａｉｎｅｒ）または保持壁（ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ｗａｌｌ）６８（図８の保持器１００も参照）によって中間プレート１２に対して固定されていることが示されている。他の実施形態では、ダイヤフラム６０、６２の個々の周囲ビード６４、６６は、接着剤によって、熱溶接によって、中間プレートのセクションをオーバーモールドしてビードを取り囲んでクランプすることによって、ダイヤフラムビードに対して所定の位置に固体連続リングを適用することによって、またはダイヤフラムが中間プレートに固定され、かつ液体チャンバ２８を作動チャンバ２６から分離するためにダイヤフラムビードと中間プレートとの間にシールが形成されることを確実にする多くの他の方法によって、中間プレート１２に固定することができる。図示されている例では、保持器または保持壁６８、１００は、作動チャンバ２６の周囲壁３０の内側に設置されている。断面で示されるように、保持壁６８の図示された部分は、作動圧力（例えば、空気圧）がダイヤフラム６０の作動側に伝達されることを可能にする２つの穿孔（ｆｅｎｅｓｔｒａｔｉｏｎｓ）、スロット、窓または孔７０を表示している。その円周の大部分について、保持器または保持壁６８は、第１の外側プレート１４または４６の内側から、ダイヤフラム６０、６２のビード６４、６６に隣接する位置にまで途切れることなく延在する。ビードがエラストマー材料で作製されている場合、第１の外側プレートが対向する中間プレートに対して取り付けられるときに、保持器または保持壁６８、１００は、カセットの組み立て中にビードを部分的に圧縮するように作用する。タイトフィットは、ダイヤフラムが確実に取り付けられ、気密／水密シールが形成されていることを確実にするのに役立つ。好ましい構成では、２つまたは複数の保持壁の穿孔７０（または孔）を保持壁６８の周囲に分配することができ、その結果、正または負の作動圧力をダイヤフラム６０、６２の複数のセクションに相対的に同時に伝達することができる。
【００２５】
いくつかの場合、ダイヤフラムビードまたはリムの全周に対して連続した剛性クランプ構造があることを確実にすることが有利であり得る。その場合、保持壁６８、１００の複数の孔は、ダイヤフラムビードまで延在するスロットよりも好ましい場合がある。代替的に、ダイヤフラムビードに対して適用された連続剛性リング（例えば、金属ワッシャまたはプラスチックワッシャ）（図示せず）を、スロット付き保持壁６８、１００と組み合わせて、同じ結果を達成することができる。好ましくは、リングまたはワッシャの外端部は、バルブまたはポンプステーションの周囲壁の内側に当接して、ダイヤフラムのビード部分のみを圧縮し、リングまたはワッシャの内端部は、ワッシャがダイヤフラムビードからダイヤフラム本体に移行する際にダイヤフラムとの接触を回避する。
【００２６】
図示されている例では、保持器または保持壁６８、１００の直径は、保持器または保持壁６８、１００と作動チャンバ２６の周囲壁３０との間にギャップ７２が存在することを可能にするのに十分に小さい。ギャップ７２は、流体または空気の作動圧力が保持壁６８の個々の穿孔７０に分配されることを可能にする。保持器または保持壁６８、１００は、カセットの他の構成要素と共に組み立てられる別個の要素であり得るか、または保持器または保持壁６８、１００は、カセットの中間プレート１２または第１の外側プレート１４のいずれかと共に形成または共成形され得る。
【００２７】
図５Ａおよび図５Ｂはまた、作動または第１の外側プレート１４または４６の内壁が、ダイヤフラム６０、６２が作動側の第１のプレート１４または４６に向かって完全に拡張した際に、作動チャンバ２６の内壁をダイヤフラム６０、６２の曲率に一致させるのを補助する湾曲バットレス（ｃｕｒｖｅｄ  ｂｕｔｔｒｅｓｓ）７４または７６を任意選択的に含むことができることを示す。これは、作動チャンバ２６内に完全に引き込まれたときに、ダイヤフラム６０、６２のより周辺部分に加わる応力を低減するのに役立ち得る。同様に、図５Ｂに示されるように、湾曲バットレス７８は、同様の理由で、液体ポンピングチャンバ５２の端部壁（液体または第２の外側プレート４８）に沿って配置することができる。これらの例では、外側プレート１４、４６、および４８の内壁を成形するために、カセット１０または５０のいずれかの全体的な厚さを増加させる必要はない。バットレス７４、７６、７８は、個々の外側プレートに取り付けられた別個のインサートであり得るか、または外側プレートの任意の追加の厚さが、外側プレートの外面を超えて拡張されるのではなく、プレート間の空間を侵食するように形成されるように、外側プレートと共に形成および共成形され得る。外側プレートは、カセットの全体的な厚さを増加させないようにしながら、プレートの外側から作動チャンバまたは液体チャンバに向かって内側に湾曲するように成形されてもよい。
【００２８】
図６は、複数のバルブステーション８２および例示的なポンプステーション８４を含む例示的なカセット８０の背面斜視図を示す。一例では、カセットは、約１６ｃｍの長さ、約１９ｃｍの幅、および約１．５ｃｍの厚さを有するように構成した。第１の外側プレートまたは作動プレート８６は、バルブ８２およびポンプ８４のステーションにおいて、これらの領域内の関連するダイヤフラムに一致するように湾曲した内面を提供するために、その外面に凹部を付けて成形されている。この例では、第１の外側プレート８６、第２の外側プレートまたは液体側プレート８８、および中間プレート９０の各々の公称厚さは約２ｍｍであるが、カセットの全体的な厚さは約１５ｍｍである。第１のプレート間空間９２および第２のプレート間空間９４は、各々幅が約４．５ｍｍである。この例では、ポンプダイヤフラムは、４．５ｍｍ幅の第１のプレート間空間９２にほぼ等しい可動範囲を有する。カセット作動通路ポート９６は、カセット８０の第１のプレート間空間９２内に配列されて示されている。従って、約４．５ｍｍのダイヤフラム可動範囲は、約１０．５ｍｍに第２のプレート間空間９４の液体通路に対する所望の幅を加えた幅を有するカセットで達成することができる。この場合、第２のプレート間空間９４は、第１のプレート間空間９２と同じ幅を有するが、他の実施形態では、第２のプレート間空間９４は、（液体通路に対する所望の流動特性に依存して）より少なくなり得る。この例では、カセットのダイヤフラムの可動範囲は、全体的なカセット幅の約３０％である。図７は、カセット８０の第２のプレート間空間９４内に配列されたカセット液体通路ポート９８を明らかにする図６のカセットの正面斜視図を示している。
【００２９】
図８は、カセット８０の第１の外側プレート８６の内側の斜視図を示している。この例では、ダイヤフラム保持器または保持壁１００、１０２は、第１の外側プレート８６の内側の一体部分として成形されている（デュアルデューティカセットでは、中間プレートの両側がポンプまたはバルブ作動側であり得るため、第１および第２の外側プレートの両方が保持器または保持壁１００、１０２を含み得る）。この例では、各ダイヤフラム保持器１００、１０２は、多数の穿孔または孔１０４を有し、任意選択的に、中間プレート９０に対して保持されるダイヤフラム全体に作動圧力を均等に分配するための上面溝１０６を有する。バルブおよびポンプステーションにおける外側プレート８６の湾曲内壁１０８は、ダイヤフラムが作動チャンバ（保持器１０２が配置される）内に完全に拡張する際に関連するダイヤフラム形状に一致するように配置される。いくつかの場合、任意選択的に、リブ１０９は、外側プレート８６の成形に含まれ得、リブ１０９は、対向する中間プレートの嵌合作動通路を侵食するように構成されている。リブ１０９は、関連する作動通路の総容積を所定の容積に調整するための断面サイズおよび長さを有するように構成され得る（これは、供給される（または圧縮される）空気圧ガス容量の量を最小にするのに役立ち、圧力供給マニホールドによる作動に対する関連するダイヤフラムの応答性を改善し得る）。
【００３０】
作動容積調整リブは、中間プレートの両側が作動通路および／または流体通路を装備する構成、またはプレート間空間がより広いダイヤフラム可動範囲に対応しなければならない構成において特に有利であり得る。その場合、作動容積調整リブを取り付けることにより、作動通路の伝達容積が減少し、かつカセットの性能が向上し得る。さらに、同期バルブ作動が所望される場合、カセットの作動ポートからの距離が変化する複数組のバルブ間で作動通路伝達容積を一致させることが有利であり得る。このように、適切なサイズの容積調整リブを使用して、カセットバルブの動作を微調整することができる。
【００３１】
図９は、カセット８０の中間プレート９０の作動側の斜視図を示している。この例では、作動通路１１０、バルブおよびポンプステーションの周囲壁１１２、およびカセット作動ポート９６は、中間プレート９０の一部として形成または成形されている。この例では、ダイヤフラムバルブまたはポンプステーションの大部分は、専用のカセット作動ポート９６から続く別個の作動通路１１０によって供給される。カセットの流体通路または作動通路は、個別に形成された導管とすることができるか、または、各通路は、中間プレートと第１の外側プレートまたは第２の外側プレートのいずれかと結合され（ｆｕｓｅｄ）、かつそれらの間に延在する、プレート間空間にまたがる２つの壁を含み得る。いくつかの場合、２つ以上のバルブステーションを一度に作動させることが望ましく、その場合には、バルブステーション１１６、１１８に示されるように、単一の作動通路のパス１１４が２つ以上のバルブステーションに供給することができる。各バルブステーションは、隣接する第１の外側プレート８６が中間プレート９０に溶接されるときに、ステーションをシールする周囲壁１１２によって囲まれている。
【００３２】
カセットプレートは、硬質または硬質の粘稠度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）に硬化するポリスルホンなどの成形可能なプラスチック材料から形成する（例えば、射出成形する）ことができる。他のプラスチックまたは金属などの材料を使用することもできる。中間プレートおよび外側プレートを形成するために、他の成形方法だけでなく、３Ｄプリントなどの新規の技術を使用することができる。外側プレートは、接着剤を使用するか、超音波振動または機械的振動による局所的な加熱を使用して、中間プレートに接合させることができる。好ましい方法では、外側プレートは、透明、半透明とすることができるか、またはレーザー波長の透過を可能にして、外側プレートの不透明な（ｏｐａｑｕｅ）中間プレートへのレーザー溶接を可能にすることができる。溶接は、外側プレートのバルブおよびポンプ領域を、中間プレートの個々のバルブおよびポンプステーションの周囲壁および通路に対してシールする。
【００３３】
各周囲壁１１２は、個々のバルブまたはポンプステーションの作動チャンバの一部を形成し、各周囲壁１１２は、周囲壁１１２内の作動チャンバポート１２０を介して作動通路１１０と連通する。この例におけるポンプステーション８４は、中間プレートの反対側（第２の側面）上の液体通路を図に示される中間プレートの第１の側面と接続する２つのポンプポート２４ａ、２４ｂを有する。これらのうちの一方はポンプチャンバの入口として機能し、他方はポンプチャンバの出口として機能する。他の実施形態では、ポンプ領域は、単一のポンプポートまたは複数のポンプポートを有することができる。この例の複数のバルブステーションは、それぞれ、中間プレートの第２の側面上にある２つの別々の液体通路を、図示されている中間プレートの第１の側面上にあるバルブステーションに接続する２つのポートを有する。また、この例では、バルブポート３４ａの１つは、正圧がダイヤフラムに印加されたときのバルブポートに対するバルブダイヤフラムのシールを改善するために、隆起した周囲リップ４０を有する。
【００３４】
図１０は、図９の中間プレート９０の拡大図を示している。この場合、ポンプダイヤフラム１２２およびバルブダイヤフラム１２４は、個々のポンプステーションおよびバルブステーションに設置されていることが示されている。図８に示す対応する保持壁または保持器１００、１０２によってダイヤフラムは所定の位置に保持され、かつ中間プレート９０に対してシールされる。保持壁または保持器１００、１０２は、個々のバルブステーションまたはポンプステーションの周囲壁またはチャンバ壁１１２の円周内に（緩く）嵌合していることに留意されたい。周囲壁および保持壁の直径の違いは、２つの間にギャップ７２（図５Ａを参照）が存在して、作動流体またはガス圧を関連するダイヤフラムの周りに均一に分散させることができるようにするのに十分である。
【００３５】
図１１は、カセット８０の中間プレート９０の第２の側面を示している。この例では、液体通路１２６は、中間プレート９０の一部として成形されている。ポンプステーション８４の場合、２つのポート２４ａ、２４ｂの各々は、別個の液体通路１２８、１３０に関連付けられ、その結果、一方のポートはポンプチャンバの入口ポートとして機能し、他方のポートはポンプチャンバの出口ポートとして機能する。特定のポートが入口または出口として機能するかどうかは、どの下流バルブが作動または閉鎖されるかによって決定することができる。
【００３６】
図１２は、追加のオプション機構（任意のカセット設計に個別に含まれるかまたは除外され得る）を含むカセット１３２の変形例を示す。この場合、カセットは、中間プレート１３４の両側に作動ポート、作動通路、および作動チャンバを組み込んでいる。第１のプレート間空間１３６および第２のプレート間空間１３８の各々は、作動通路および液体通路の両方、ならびに作動ポートおよび液体カセットポートを含む。この図では、カセットの端部または幅狭側面に２列の作動ポート１４０、１４２を見ることができ、これにより、カセットのその端部を、圧力分配マニホールドと連通するコネクタまたはインタフェースに差し込むことが可能となる。この実施形態では、中間プレート１３４、第１の外側プレート１４４および第２の外側プレート１４６の各々の厚さに、第１のプレート間空間１３６および第２のプレート間空間１３８の幅を加えたカセットの全体的な厚さＴ２は、ポンプダイヤフラムまたはバルブダイヤフラムが中間プレートの第１または第２の側面上、あるいはその両方の上に載置されることを可能にする。これにより、特定の幅広側面寸法を有するカセットに設置することができるバルブまたはポンプステーションの数が潜在的に増加する。この実施形態では、カセット１３２に含ませることができるポンプまたはバルブステーションの密度を最大化しながら、カセットの全体的な厚さＴ２を最小化することができ、収容されたダイヤフラムの可動範囲は、カセットの全体的な厚さの実質的な大部分を構成する。例えば、（中間プレートの両側に作動通路およびチャンバを可能にする）このような「ダブルデューティ」中間プレートを備えたカセットでは、公称プレート厚さが２ｍｍであり、５ｍｍの各プレート間空間と結合されて、５ｍｍのダイヤフラムの可動範囲に対応するためにカセット全体の厚さは１６ｍｍとなり、その約２／３が所望のダイヤフラム可動範囲を構成する。
【００３７】
図１２および図１３は、中間プレートの第１の側面１５２および第２の側面１５４の各々が、中間プレートの各側面上の作動ポート、作動通路、作動チャンバ、および液体通路を組み込んだ、作動通路および液体処理通路の両方を含む、デュアルデューティカセットの中間プレート１５０を示す。複数のバルブステーション１５６がこの例で示されているが、オンボードポンプステーションも他の実施形態において含むことができる。この点に関して、カセットは、図１２のカセット１３２と同様である。
【００３８】
任意選択で、この中間プレート１５０は、アウトボードポンプポッドまたは液体ミキシングポッドを組み込むカセットアセンブリで使用されるように追加的に設計されているが、これは、アウトボードポンプポッドまたは液体ミキシングポッドの容積要件により、それらを個別のカセット上のオンボードポンプステーションまたはミキシングチャンバステーションとして含ませることが妨げられるためである。より大きな行程容積が必要な場合、２つ以上のカセットを配置して、液体ラインまたは作動ラインが、２つのカセットの間に位置する外部ポッドに接続可能な、カセットの面に垂直な延長導管１５８、１６０に接続されるようにすることができる。（例えば、中間プレートとともに形成されるか、または成形される）導管は、カセット中間プレートを起点とし、第１または第２の外側プレートのいずれかを貫通して、外部の自己完結型ダイヤフラムポンプ、自己完結型ミキシングチャンバ、または自己完結型バランシングチャンバへの直接接続を提供する。導管が剛体である場合、それらはまた、カセットアセンブリを共に保持するのを補助する構造部材として機能し得る。垂直導管は、カセットの外部にある流体源または流体送給先（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）に接続するための液体ポートとして使用されてもよい。この場合、導管の終端は、可撓性または可鍛性（ｍａｌｌｅａｂｌｅ）のチューブとの接続を行うように構成され得る。このタイプのカセットでは、カセット作動ポートおよび作動通路の最初の部分は、流体ラインまたは作動ラインが、カセットを出て、関連するポッドポンプ、バランシングチャンバポッドまたはミキシングチャンバに接続しなければならないポイントに到達するまで、カセットのプレート間空間内に全て配置したままにすることができる。この構成では、カセット作動ポートがより効率的に配置されているため、カセットアセンブリは、従来に開示されたカセットアセンブリよりも実質的に改善されている。作動ポートは全てカセットの端部に沿って配置されているため、可撓性チューブ接続または個別のコネクタを必要とすることなく、カセットを関連する圧力供給マニホールドまたは剛性レセプタクルアレイに直接差し込むことができる。
【００３９】
図１２および図１３のカセット中間プレート１５０はまた、特定のサイズのカセット内に組み込むことができるバルブステーションまたはポンプステーションの数を増加させるために、作動通路および液体通路を、中間プレートの第１の側面から反対側の第２の側面にルーティングすることができることを示している。作動通路または液体通路のルーティングは、カセットポートから目的のバルブステーションまたはポンプステーションへの直接的なルートを妨げる他の通路、ポンプステーション、またはバルブステーションの存在によって困難となることがある。その場合、作動通路または液体通路を中間プレートの第１の側面／第２の側面に向け直すことにより、通路が中間プレートの第２の側面／第１の側面上の障害物をバイパスすることを可能にし得る。バイパス通路は、単一の中間プレートの反対側の側面への貫通を単に行ってもよく、また中間プレートを貫通して障害物をバイパスしてから、中間プレートの開始側面に戻って目的のポンプステーションまたはバルブステーションに到達するようにしてもよい。図１４は、カセット中間プレート１５０の第２の側面１５４を示している。バルブステーション１６４に供給するように構成された作動ポート１６２は、延長導管１６８の存在のために、バルブステーションへの途切れのない経路を欠いている。カセット作動ポート１６２に接続された作動通路１７０ａは、中間プレート１５０を貫通する作動通路ポート１７２で終端する。図１３に示すように、中間プレート１５０の第１の側面１５２上の作動通路１７０ｂは、作動通路１７０ａを作動通路ポート１７４を介して作動通路１７０ｃに接続して、カセット作動ポート１６２からバルブステーション１６４までの作動通路のパスを完成させることができる。
【００４０】
カセットが中間プレート（即ち、デュアルデューティ中間プレート）の両側面上に作動通路および作動チャンバ、ならびに液体通路を含むかどうかにかかわらず、カセットは、カセットの幅狭側面または端部に配置された液体カセットポートを有するように配置することができ、その結果、そのようなカセットの複数またはバンクを共に積み重ねて、コンパクトなカセット群を形成することができる。図１５は、幅広側面から幅広側面に積み重ねられた複数の個別のカセット１７８ａ〜ｄからなるカセット群１７６の背面斜視図である。各カセット１７８ａ〜ｄは、第１のプレート間空間１８２ａ〜ｄ内のカセットの幅狭側面に配置された１つまたは複数のカセット作動ポート１８０を有し、作動ポートは、カセット群の個々のカセットが、レセプタクルアセンブリの個々の対応するコネクタポートまたはレセプタクルポートに差し込まれることができるように、同じ方向を向いており、コネクタポートまたはレセプタクルポートは、互いに隣接して配置され、かつ圧力分配マニホールドに接続され、搭載され、または取り付けられる。
【００４１】
カセット群のカセットは、それらが互いに接合または接着されているかに関係なく、互いに接触するように配置することができる。代替的に、それらは、隣接するカセットを邪魔することなく、群の各カセットをその対応するレセプタクルアセンブリに個別に挿入または取り外すことができるように、遊びをもたせるか、またはある程度の間隔を置いて互いに隣接して配置することができる。これにより、個々のカセットをレールまたはトラック上に配置して、作動ポートを個々のコネクタまたはレセプタクルに適切に位置合わせし、より簡単に挿入および取り外しできるようにすることができる。カセットレセプタクルアセンブリは、空間的にコンパクトなカセット群を提供するために互いに隣接して配置することができる。任意選択的に、カセットレセプタクルアセンブリは、単一のハウジング内に配置することができ、これにより、個々のカセットのための位置合わせおよび挿入トラック／取り外しトラックを提供することができる。または、各カセットレセプタクルアセンブリは、同じ目的のために別々のハウジングに含まれてもよい。対象のアレイに個別の流体循環を提供する設定では、この構成により、単一のカセットを、（ポンプステーションおよびバルブステーションの数および分布、および液体流路に関して）異なる機構を有するカセットと交換することが可能になる。従って、個々の対象に対する流体循環要件が変化すると、カセット群の構成により、その関連する対象の必要性に応じてカセットを便利にかつ迅速に適合させることができる。さらに、カセット群の隣接するカセットは、例えば、ジャンパーラインによって、それらの個々の液体ポートを介して相互に接続することができる。このようにして、特定の濃度の特定の成分を含む溶液を対象に提供する必要がある場合に、複雑な液体ミキシング手順を実行することができる。従って、必要に応じて、カセット群の１つまたは複数のカセットを単一の対象に専用化することができる。
【００４２】
図１６は、図１５のカセット群１７６の正面斜視図である。この例では、図示の便宜上、カセット液体ポート１８４は、作動ポート１８０とは反対側の各カセット１７８ａ〜ｄの幅狭側面上に配置されている。作動ポートは、（圧力送出マニホールドがカセット群の背後に配置することができるように）カセットの同じ対応する端部に好ましくは配置されるが、個々のカセットの液体ポートは、全てカセットの同じ端部に沿って配置される必要はない。この実施形態では、カセット液体ポート１８４は、個々のカセット１７８ａ〜ｄの第２のプレート間空間１８６ａ〜ｄ内に配置されている。従って、カセット群１７６は、圧力分配マニホールドに接続され、搭載され、または取り付けられた１つまたは複数のレセプタクルアセンブリ（図示せず）から外方を向くように方向付けすることができる。各カセット１７８ａ〜ｄは、個別の対象に液体循環を提供することができるので、群内の個々のカセットの数は、液体循環を必要とする対象の数と等しい数に一致させることができる。例えば、増殖、実験または試験のために配列された複数の生物学的細胞ステーション、組織または器官に、循環液体、薬物、栄養素または他の化学物質をカセット群内の複数のカセットによって供給することができ、各カセットは、潜在的に、各細胞ステーション、組織ステーション、または器官ステーションに同様のまたは異なる組成を有する液体溶液を供給する。カセット群１７６のようなカセット群は、溶液ミキシングステーションとして機能するように構成することもでき、群の１つのカセットの液体出力は、群内の隣接するカセットの液体入力を提供し、複雑な溶液ミキシングプロトコルを可能にする。そのため、２つ以上のカセットを単一の対象に供給するように再構成することができる。
【００４３】
デュアルデューティ中間プレートカセット１８８ａ〜ｄを組み込んだカセット群１８６の図１７Ａは、背面斜視図を示し、図１７Ｂは、正面斜視図を示している。他の実施形態では、カセット群は、１つまたは複数のシングルデューティ中間プレートカセットの中に１つ、２つまたは３つ以上のデュアルデューティ中間プレートカセットを組み込むことができる。この例では、代表的な第２のプレート間空間１８２ａ〜ｄの作動ポート１９０および代表的な第１のプレート間空間１８６ａ〜ｄの液体ポート１９２が示されている。カセット１８８ａ〜ｄ内の個々のポンプステーションおよびバルブステーションの数およびサイズに応じて、デュアルデューティ中間プレートカセットを使用することにより、比較的限られた空間内により高密度の多目的バルブステーションおよびポンプステーションを配置することが可能になり得る。
【００４４】
いくつかの用途では、ポンプまたは他のタイプのチャンバの行程容積または液体チャンバの容積は、オンボードポンプまたはチャンバが収容することができる容積を超えている。この場合、アウトボードポンプまたはチャンバポッドが使用され、２つのカセットの間に配置されている。液体ラインおよび／または作動ラインは、アウトボードポンプまたはチャンバに供給するために２つのカセットの対向する面から生じ、液体が、例えば、第１のカセットからアウトボードポッドに、続いて第２のカセットに流れることを可能にし、各カセットは、液体の流れを制御するための上流または下流のバルブステーションを収容する。あるいは、アウトボードポンプ作動ラインは、第１のカセットの面から生じ、液体の入口ラインおよび出口ラインは、対向する第２のカセットから生じ得る。このタイプのカセットアセンブリは、液体ラインを一方のカセットの面から対向するカセットの面に直接接続することも可能であった。従来の実施形態では、図１８に示されるように、対向するカセット１９４、１９６、１９８の面は、液体ポート２０４と、アウトボードポンプ２１０またはチャンバ２１２への液体ライン２０６および作動ライン２０８ラインとともに、オンボードポンプステーション用の作動ポート２００と、バルブステーション用の作動ポート２０２とを含んでいた。この構成により、液体ラインと作動ラインの両方のための多数の可撓性チューブ接続がカセットの内面に差し込まれており、製造、組み立て、および保守に関して課題が生じていた。
【００４５】
図１９は、従来のカセットアセンブリを示し、このカセットアセンブリでは、空気圧作動ライン２１４がカセット面２１８上の作動ポート２１６から、カセットアセンブリを操作するために使用される圧力分配マニホールドへのその後の接続のためのブロックス式コネクタ２２０ａ、ｂまで延びていた。これは、個々のカセット上の液体ポート２２４から延在する液体ライン２２２に追加されたものであった。このタイプのカセットアセンブリは、本開示のカセット設計を組み込むことによって実質的に改善された。
【００４６】
透析カセットアセンブリ
図２０は、図１７および１８の従来のカセットアセンブリと実質的に同様の液体処理機能を実行するカセットアセンブリ２２６の例を示し、本開示のカセットがどのようにしてこのようなカセットアセンブリの構造、組み立て、および保守を実質的に改善するかを説明するのに役立つ。この例では、図示されているカセットアセンブリ２２６は、携帯型血液透析装置内で透析液を混合し、処理し、かつ移動させるために使用される。しかし、このタイプのカセットまたはカセットアセンブリ（即ち、プレート間に延び、かつカセット面に平行な作動通路を備えた端部マウント型作動ポートを有するカセット）の使用は、血液透析システムに限定されない。図２０に示されるように、３つのカセット２２８、２３０、２３２は、流体処理ポッド２３４、２３６によって共に結合されている。これらのカセット間ポッドは、作動導管と流体導管の両方を有する自己完結型ダイヤフラムポンプ、または流体導管のみを有する他の液体搬送チャンバ２３６を含み得る。他のタイプの液体搬送ポッドの例は、第１の流体ラインを通る流れが、可撓性ダイヤフラムによって第２の可変容積から分離された第１の可変容積を有するポッドを介して第２の流体ラインを通る流れによってバランスされる流体ミキシングチャンバまたは流体バランスポッドを含む。各流体処理ポッド２３４、２３６は、可撓性導管または剛性の導管のいずれかによって、それに隣接するカセットのいずれかまたは両方に流体的に接続される。剛性液体導管２３８は、カセットアセンブリのための構造的サポートを提供することができるので、好ましいものであり得る。ダイヤフラムポンプポッド２３４の場合、液体搬送導管と作動導管の両方が、それに隣接する一方または両方のカセットまで延在し得る。導管２３８は、隣接するカセットの面を貫通して、そのカセットの第１または第２のプレート間空間内に位置する流体通路または作動通路に到達する。一般に、カセット間ポンプポッドを駆動する作動通路は、カセット作動ポートからポンプポッドの作動チャンバまで中断することなく進行する。カセット間ポンプポッドまたは別のタイプの流体処理ポッドのいずれかの流体通路は、カセット内に配置された１つまたは複数のダイヤフラムバルブを介して、一方または両方の隣接カセットの対応するプレート間流体通路に接続する。これらのダイヤフラムバルブの作動通路、ポンプポッドの作動通路、およびカセット内の任意の他の作動通路は、各カセットの第１または第２のプレート間空間内を渡って個々のカセットの第１の端部に達し、カセットの作動ポート２４０にて終端する。カセットアセンブリでは、各カセット２２８、２３０、２３２は、個々のカセットの幅狭側面または端部に配置された作動ポート２４０を有し、かつカセットアセンブリの作動ポートがカセットアセンブリの一方の側面を占有するように、全て同じ方向を向くように構成される。これにより、カセットアセンブリ２２６を１つまたは複数のレセプタクルアセンブリに一回の動作で差し込んだり、１つまたは複数のレセプタクルアセンブリから抜いたりすることができる。この構成により、カセット作動ポートを対応するマニホールド出力ポートに接続するための可撓性チューブが不要になる。図２０に図示されている例では、カセット２２８は、任意選択的に、単一デューティ中間プレートカセットとして構成される（全ての作動ポートは、第１のプレート間空間または第２のプレート間空間のいずれかに配置される）。同じ例では、カセット２３０および２３２は、任意選択的に、デュアルデューティ中間プレートカセットとして構成され、いくつかの作動ポートは、カセット中間プレート２４２、２４４の両方の側面上の両方のプレート間空間内に配置されている。同様に構成されたカセットアセンブリに必要な流体処理タスクに応じて、他の配置も当然可能である。
【００４７】
図２１は、図２０に図示されている例示的なカセットアセンブリ２２６の部分分解図を示す。組み立てられたカセット２２８、２３０および２３２は、挿入されたポンプ２３４または他の液体搬送チャンバ２３６と共にフレームアセンブリ内に保持され、設置および操作中にカセットポートの適切な位置合わせを保証する。従来に開示されたカセットアセンブリは、剛性の導管（例えば、導管２３８）、およびアセンブリを共に保持するためのいくつかの保持バーまたはバネに依存することができたが（図１８を参照）、マニホールドアセンブリに直接差し込むために正確に位置合わせされた作動ポートを必要としなかった。本明細書で開示されているカセットアセンブリでは、キャリアフレーム５０５および／または５０７は、カセットアセンブリ２２６をコンパクトに固定し、カセットアセンブリ２２６を必要な構成または整列状態に保持することによって、この懸念事項を解消することができる。図２０および図２１の例示的な実施形態は、対向する方向からカセットアセンブリ２２６と係合可能な第１のキャリアフレーム５０５および第２のキャリアフレーム５０７を示している。いくつかの実施形態は、カセットアセンブリ２２６を隣接する側面から固定するための同様のキャリアフレームを提供することができる。他の実施形態はまた、カセットを２対以上の対向する側面から固定するためのモノリシックキャリアフレームを提供することができる。
【００４８】
キャリアフレーム５０５および５０７は、カセットアセンブリ２２６と係合するために、カセット２２８、２３０および２３２の対応するカセットプレートに亘ってスライドすることができるプレートレールをさらに含むことができる。フレーム構成要素を相互に接続し、包囲されたカセットプレートをレールに固定することにより、３つのカセットプレートのいずれかに穿刺したり、ドリルで孔を開けてそれらをフレームに固定する必要がなくなる。レールの構成と、カセットプレートを通るネジ、ナット、またはクリップの欠如とは、カセットアセンブリを損傷し、その中の空気圧接続または経路のいずれかに干渉する可能性を減少させることができる。例えば、第１のキャリアプレート５０５は、第１の組のプレートレール５０５Ａ、５０５Ｂ、および５０５Ｃを含むことができ、第２のキャリアプレート５０７は、第２の組のプレートレール５０７Ａ、５０７Ｂ、および５０７Ｃを含むことができる。プレートレール５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃ、５０７Ａ、５０７Ｂおよび５０７Ｃは、カセット２２８、２３０および２３２の対応するカセットプレートの少なくとも１つの端部または端部の一部を部分的または完全に受承することができる細長いスロットを備えることができる。例えば、第１のキャリアフレーム５０５を参照すると、プレートレール５０５Ａ、５０５Ｂ、および５０５Ｃは、カセット２２８、２３０、および２３２のカセットプレートの端部をそれぞれ受承することができる。一実施形態では、レールは、キャッピング機構（ｃａｐｐｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）を含むことができる。例えば、第１のフレーム５０５のレール５０５Ａおよび５０５Ｃは、個々のレールの端部に配置されたキャッピング機構５０５Ｆおよび５０５Ｇを含むことができる。プレートレール５０７Ａ、５０７Ｂ、および５０７Ｃは、対応するカセット２２８、２３０、および２３２の端部を受承することによって、カセットアセンブリ２２６と係合することができる。さらに、プレートレール５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃ、５０７Ａ、５０７Ｂおよび５０７Ｃの壁はまた、任意選択で、キャリアフレーム５０５、５０７がカセットアセンブリ２２６と係合するときに、対応する剛性液体導管２３８を受承し、かつ抱える（ｃｒａｄｌｅ）ように構成されたノッチ５０６を含むことができる。プレートレール５０５Ａ、５０５Ｃ、５０７Ａおよび５０７Ｄは、閉鎖端部および開放端部を有することができる。レールの開放端部は、近傍のカセットポート２４０との干渉を回避するために含まれ得る。第１および第２のキャリアフレーム５０５および５０７は、個々のカセット端部上をスライドしてカセットアセンブリ２２６と係合することができ、かつカセット２２８、２３０および２３２と直接係合するための追加の固定装置を必要とし得ないことに留意されたい。さらに、レールを補完する固定機構、即ち、限定されないが、キャッピング機構５０５Ｆ、５０５Ｇ、およびノッチ５０６および５０８などの機構は、カセットアセンブリとフレームとの間の係合をさらに強化することができ、従って、フレームに印加されるあらゆる力をカセットアセンブリ上により均一に分散させることができ、カセットアセンブリ２２６���歪みまたは変形を潜在的に回避することができる。この構成は、カセットポートの位置合わせ不良を招くような、カセットアセンブリに対する困難性を生じさせることなく、血液透析装置２４６のマニホールドレセプタクルのアレイからカセットアセンブリ２２６をコンパクトに取り付けおよび取り外すのに役立つことができる。
【００４９】
プレートレール５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃは、プレートレールに垂直に延在する上部バー５０５Ｄおよび下部バー５０５Ｅによって相互接続することができる。下部バー５０５Ｅは、レールの開放端およびカセットポート２４０の近傍においてプレートレール５０５Ａ〜５０５Ｂおよび５０５Ｂ〜５０５Ｃを相互接続する。上部バー５０５Ｄは、レールの閉鎖端部においてプレートレール５０５Ａ〜５０５Ｂおよび５０５Ｂ〜５０５Ｃを相互接続する。同様に、レール５０７Ａ、５０７Ｂ、５０７Ｃは、プレートレールに垂直に延在する上部バー５０７Ｄおよび下部バー５０７Ｅによって相互接続されている。下部バー５０７Ｅは、レールの開放端およびカセットポート２４０の近傍においてプレートレール５０７Ａ〜５０７Ｂおよび５０７Ｂ〜５０７Ｃを相互接続する。上部バー５０７Ｄは、レールの閉鎖端部においてプレートレール５０７Ａ〜５０７Ｂおよび５０７Ｂ〜５０７Ｃを相互接続する。
【００５０】
フレームがカセットアセンブリ２２６と係合するように配置されている場合、少なくとも１つのクロスバー５１１を配置して、第１および第２のキャリアフレーム５０５、５０７を接続することができる。この例では、クロスバー５１１は、カセットアセンブリ２２６を長手方向に通過するように配置され、かつクロスバーの両端において第１および第２のキャリアフレーム５０５、５０７を接続する。この構成は、カセット２２８、２３０、２３２のポート２４０の近傍のフレーム５０５、５０７の側面を安定させるのに役立つ。クロスバー５１１は、フレーム５０５、５０７がカセットアセンブリ２２６に対して位置がシフトするのを防止するのに役立つ。クロスバー５１１の個々の端部と対応するキャリアフレーム５０５、５０７との間の接続は、ネジ、ボルト、接着剤、レーザーまたは超音波溶接、または他の同様の固定機構などのこれらに限定されない固定機構によって確立することができる。任意選択的に、カセットアセンブリ２２６は、第１のキャリアフレーム５０５と第２のキャリアフレーム５０７との間に、それらを互いに固定するための代替または追加の接続要素を提供することができ、カセットアセンブリ２２６は、限定されるものではないが、図１８のクリップ５１２と同様のクリップ、ネジ付きロッド、またはジップタイ、またはフレーム５０５、５０７を互いに対してシフトすることができる程度に制限する他の要素を含むことができる。
【００５１】
図２０および図２１は、第１の支持プレート５１３および第２の支持プレート５１５をさらに示している。第１の支持プレート５１３は、カセットアセンブリ２２６と係合する第１および第２のキャリアフレーム５０５、５０７を相互接続するように配置することができる。この例では、第１の支持プレート５１３は、第１および第２のキャリアフレーム５０５、５０７が配置される側面に垂直であるカセットアセンブリ２２６の側面に配置される。さらに、第１の支持プレート５１３は、カセットポート２４０とは反対側のキャリアフレーム上に配置される。第１の支持プレート５１３は、両端部にあるフランジ５１３Ａおよび５１３Ｂをさらに含むことができる。これらのフランジ５１３Ａ、５１３Ｂは、第１のキャリアフレーム５０５および第２のキャリアフレーム５０７の上部バー５０５Ｄ、５０７Ｄと係合するように構成することができる。第１の支持プレート５１３は、クリップ、ネジで機械的に上部バー５０５Ｄ、５０７Ｄに固定され得るか、または支持プレート５１３は、上部バー５０５Ｄ、５０７Ｄに結合され得る。代替的に、上部プレート５１３とフレーム５０５、５０７の少なくとも１つとを共に成形することができる。第１の支持プレート５１３は、キャリアフレームがカセットアセンブリ２２６のカセット２２８、２３０、２３２の端部と係合したときに、上部バー５０５Ｄ、５０７Ｄと係合することができる。従って、第１の支持プレート５１３およびクロスバー５１１は、カセットアセンブリ２２６との係合中に、第１および第２のキャリアフレーム５０５、５０７を互いに固定することができる。キャリアフレーム５０５、５０７、クロスバー５１１および第１の支持プレートを含むアセンブリは、カセットアセンブリ２２６を確実に保持し、かつ外部の機械的な力をカセットアセンブリの構成要素により均一に分散させて、それらの相対位置が歪むのを防止するに役立つ。
【００５２】
第１の支持プレート５１３はさらに、カセットアセンブリ２２６と対向する内面５１３Ｄ（図２２Ａおよび２２Ｂを参照）と、カセットアセンブリ２２６とは反対側の方を向く外面５１３Ｃとを提供することができる。カセットアセンブリ２２６の設置中、第１の支持プレート５１３の外面５１３Ｃは、以下に記載されるカセットローディング装置（図示せず）と相互作用することができる。内面５１３Ｄおよび外面５１３Ｃは、カセットローディング装置が力を加えてカセットアセンブリをユニットとして移動させることができる表面を提供する。第１の支持プレート５１３はまた、カセットアセンブリ２２６をローディング装置に適切にローディングして配置するための位置合わせ機構を提供することができる。
【００５３】
図２１はまた、フレームのねじれまたは屈曲を最小限にするために、キャリアフレーム５０５、５０７の１つと係合するように任意選択的に含むことができる第２の支持プレート５１５を示す。この例では、第２の支持プレート５１５は、第２のキャリアフレーム５０７に取り付けられ、かつ接続要素５１９を介してフレームに取り付けられる。接続は、接続要素５１９を、第２のキャリアフレーム５０７上に設けられた対応する接続ジャンクション５２０に受承させることによって達成することができる。別の実施形態では、第２のキャリアフレーム５０７は、限定されるものではないが、単一の構成要素として、第２の支持プレート５１５などの支持プレートと一体化することができる。第１のキャリアフレーム５０５の撓みまたはねじれは、対角クロスメンバー５２３を含めることによっても減少させることができる。クロスメンバー５２３は、第２のキャリアフレーム５０５の構造と一体とすることができるか、またはフレームに別個に取り付けることができる。支持プレート５１３、５１５および支持ブラケット５２３と同様の追加の支持要素を提供して、キャリアフレーム５０５、５０７を補完し、カセットアセンブリ２２６の必要な配置を保持することができる。
【００５４】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、例示的な第１の支持プレート５１３の斜視図を示す。フランジ５１３Ａおよび５１３Ｂは、限定されるものではないが、弾性クリップまたはグリッパー５１４などの係合機構をさらに提供することができる。第１の支持プレート５１３はまた、フランジのない側に１つまたは複数のクリップ５１４を含むことができる。クリップ５１４は、キャリアフレーム５０５および５０７の端部と係合するように構成することができる。例えば、クリップ５１４は、上部バー５０５Ｄ、５０７Ｄと係合するように構成することができる。１つまたは複数の突起（ｎｕｂ）５１６（図２１）などの位置合わせ要素は、キャリアフレーム５０５、５０７の端部に含まれ得る。突起５１６は、第１の支持プレート５１３とキャリアフレーム５０５、５０７との間の適切な位置合わせおよび接続を確実にするために、第１の支持プレート５１３上のスロット５１４Ｂに対する位置合わせ機構としての役割を有することができる。本実施形態では、第１の支持プレート５１３は、第１の支持プレート５１３の機械的に誘発された変形を低減するために、縦方向および／または横方向の補強材５１７を含み得る。
【００５５】
図２３は、カセットアセンブリ２２６を包囲するように構成された血液透析装置２４６を示している。フロントパネル２４８は、透析器の凹部およびホルダ２５０と、血液ポンプカセットレセプタクルアセンブリ２５２とを含むように構成され、かつ血液チューブセット（図示せず）を保持するように構成される。透析液カセットアセンブリ２２６は、フロントパネル２４８の背後の装置２４６のエンクロージャ内に収容されるように構成される。
【００５６】
図２４は、図２３の装置２４６のエンクロージャ２５４を示しており、フロントパネル２４８および他の構成要素が取り除かれている。エンクロージャまたはハウジング２５４の内部構成は、カセットアセンブリ２２６をエンクロージャ２５４の内部棚２５６の上に配置することを可能にする。エンクロージャ２５４の内部（例えば、棚２５６の下）は、透析液溶液用のヒータ、様々な液体流路用のチューブ、透析液リザーバまたはタンク、および混合の様々な段階で透析液溶液の導電率および温度を検出するための１つまたは複数の装置などの他の構成要素を保持するように構成される。このエンクロージャ２５４の背後には、電気機械式バルブを備えた圧力分配マニホールド（この場合、空気圧作動マニホールド）と、少なくとも１つがマニホールドの電気機械式バルブを制御するように構成された１つまたは複数の電子コントローラとを保持するように構成された凹部２５８が存在する。これらの構成要素は、血液透析装置２４６の液体搬送構成要素を殺菌するときに使用され得る高温からそれらを保護するのを補助するために、エンクロージャ２５４の外側に配置される。図２５は、エンクロージャ２５４の棚２５６の真下に位置する凹部２５８を強調している、エンクロージャ２５４の背面斜視図を示している。従って、圧力分配マニホールドは、カセットアセンブリ２２６の真下に配置することができ、カセットアセンブリは、エンクロージャ２５４内に配置され、圧力分配マニホールドは、エンクロージャ２５４の外側に配置される。
【００５７】
カセットアセンブリのロードおよびロック
図３０および図３１は、エンクロージャ２５４内のカセットアセンブリ２２６の設置および保持を示している。図３０では、カセットアセンブリ２２６は、３つのカセットレセプタクルアセンブリの真上に持ち上げられ、３つのアレイのカセット作動ポート２４０が、アダプタ２６６、２６８、２７０上の個々のレセプタクルポートと位置合わせされている。レセプタクルアセンブリは、カセットアセンブリ２２６の作動ポートアレイを、エンクロージャの外側で棚２５６の下に配置された圧力分配マニホールドの作動出口と適合させるように構成される。カセットアセンブリ２２６を降下させることにより、カセット作動ポート２４０を、圧入接続を介して個々のアダプタに係合させることができる。個々の作動ポート２４０のシールは、Ｏリング、またはエラストマーワイパーシール（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ  ｗｉｐｅｒ  ｓｅａｌｓ）を備えたガスケット、または圧入接続のシールする際に一般的に使用される他の手段を使用することによって達成することができる。次に、アダプタは、棚２５６の下およびエンクロージャ２５４の外側に位置する圧力分配マニホールド（図３２〜図３７）の出力ポートへの直接接続を提供することができる。図３０はさらに、設置中にカセットアセンブリ２２６を受承し、それを所定の位置に保持することができるカセットローディング装置２９２を示している。ローディング装置２９２に属するハンドル３０８は、エンクロージャ２５４内のカセットアセンブリをロックするように動作することができる。カセットアセンブリをロックおよび保持するための装置２９２およびハンドル３０８の動作の詳細な説明は、図５６〜図５９を参照して以下に提供される。一つの構成では、図３０のローディングアセンブリは、カセットアセンブリから平行にかつ離れて延在する操作ハンドルを示す開位置に存在することができる。図３１は、操作ハンドル３０８が下向きに傾斜していることを示し、ローディング装置をマニホールドのレセプタクルアセンブリに向かって移動させ、それにより、カセットアセンブリ２２６を対応するアダプタポートに押し込んで固定することによって、カセットアセンブリ２２６がカセット受容空間内にロックされたことを示す。この例では、ローディング装置２９２は、限定されないが、第１の支持プレート５１３（図２２Ａおよび図２２Ｂ）と相互作用することができ、かつハンドル３０８によって操作することができる１つまたは複数のバーなどの力印加要素を含むことができる。ハンドル３０８を下げることにより、力印加要素が第１の支持プレート５１３を押圧することを可能にすることができる。この力は、カセットフレーム５０５、５０７を介してカセットアセンブリ２２６に伝達することができ、フレームは、カセットアセンブリ２２６をアダプタ２６６、２６８および２７０に向かって押圧する。図３１は、カセットアセンブリ２２６を動作可能な構成で示している。即ち、カセット作動ポート２４０のアレイをそれらの個々のアダプタ２６６、２６８および２７０と位置合わせするようにカセットアセンブリ２２６が押圧されている。図３１のハンドル３０８は、閉鎖状態で示されていることに留意されたい。即ち、カセットアセンブリ２２��は、エンクロージャ２５４の内部にロックされており、ハンドルは、血液透析装置のフロントパネルを干渉することなく設置することができるように配置されている。
【００５８】
図４５、図４６に示される実施形態の血液透析装置２４６は、カセットアセンブリ２２６の占有領域（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）が棚２５６の前方の方向に延在し、かつ棚２５６から張り出しているエンクロージャ２５４を備える。このため、図４５に示すように、一群のマニホールドインタフェースまたはアダプタ２６６、２６８、２７０は、棚２５６の前方の方向に延在するように構成される。アダプタ２６６、２６８および２７０は、カセットアセンブリ２２６の作動ポート２４０と、インタフェースまたはアダプタ２６６、２６８、２７０上に配置された個々のコネクタまたはレセプタクルポート２７２との必要な嵌合を提供する。この例のアダプタ２６６、２６８、２７０は、レセプタクルアセンブリとして機能し、各カセット２２８、２３０および２３２にそれぞれ配列されたカセットポート２４０と嵌合するためのレセプタクルポートのアレイを提供する。図４６は、インタフェース／アダプタ２６６、２６８、２７０が取り付けられたエンクロージャ２５４の底面斜視図を示している。この図では、アダプタがエンクロージャ棚２５６から（従って、圧力供給マニホールド２６０からも）張り出している程度が明らかとなっている。アダプタ２６６、２６８、２７０は、個々のカセットの端部に沿って延長方向に配列されたカセットポートを、アダプタ２６６、２６８、２７０とその下にある圧力分配マニホールド２７２の上部ブロック２７４との間のライザー（ｒｉｓｅｒｓ）または上部ブロック２７６Ａ〜Ｃに配置されたより空間的にコンパクトなマニホールドポートのアレイにマッピングする役割を果たす。
【００５９】
圧力分配マニホールド
図２６は、一実施形態の圧力分配マニホールド（またはマニホールドアセンブリ）の概略図を示す。このマニホールドアセンブリは、空気圧（正圧、負圧、または大気圧）を選択的に提供して、２つの別々のポンプカセット上の空気圧駆動ポンプおよび／またはバルブを制御するように構成されている。この改良された実施形態では、第１の組の空気圧出口は、第１のポンプカセットまたはカセットアセンブリへの直接接続（即ち、マニホールドアセンブリへの、またはマニホールドアセンブリに直接接続されたアダプタへの直接プラグイン接続）のために構成される。一実施形態では、直接接続インタフェースは、マニホールドアセンブリ２６０の上側に配置された１つまたは複数のライザーまたは「上部ブロック」２７６Ａ、２７６Ｂとして模式的に示されている。上部ブロックは、マニホールドアセンブリ２６０の真上に配置することができる、第１のポンプカセット（図示せず）に直接接続するように構成された直接接続ポート２６１を含む。マニホールドまたはマニホールドアセンブリは、可撓性または可鍛性のチューブを介して第２のポンプカセットに間接的に接続するように構成された第２の組の空気圧出口をも含む。図２６には、第２のポンプカセット（図示せず）への間接接続用の例示的な継手５８２も示され、接続は、マニホールドアセンブリ２６０から離れて配置された第２のポンプカセットまである程度の距離を移動する可撓性または可鍛性のチューブ用に構成されている。本明細書に記載されている血液透析装置との関連で、透析液カセットアセンブリは、ポート２６１を介してマニホールドアセンブリに直接差し込むように構成することができ、（透析装置のフロントパネからにより離れて配置された）血液ポンプカセットアセンブリは、複数の継手（ここでは例示的な継手５８２によって表される）への可撓性または可鍛性のチューブを介してマニホールドアセンブリへの空気圧接続用に構成することができる。
【００６０】
図２６は、電気機械式空気圧制御バルブの内部シール面への微粒子または液体老廃物（ｌｉｑｕｉｄ  ｄｅｂｒｉｓ）の蓄積を防止または低減するのに役立つマニホールドアセンブリ２６０における別の改良をも示している。例示的なバルブ２６７は、概して水平方向に示されている。内部バルブシートまたはシール面は、老廃物が蓄積する可能性のある水平面を有しないように方向付けられている。図２６〜図２９の概略図では、下部のまたは底部のマニホールドブロック２７２は、中間マニホールドブロック２７４と嵌合する。下部マニホールドブロック２７２は、水平部分２７２Ａおよび垂下部分２７２Ｂを含む（マニホールドアセンブリ２６０の長軸「Ｚ」を横切る）断面「Ｔ」形状を有し、垂下部分２７２Ｂ上には複数のバルブ取り付け面および開口部が配置されている。例示的なバルブ２６７は、そのような１つの面に、かつそのような１つの開口部の上に取り付けられていることが示されている。バルブ面シール（図示せず）は、バルブ本体とマニホールドの垂下部分の取り付け面とを結合するように想定される。垂下部分２７２Ｂは、便宜上、水平部分２７２Ａに対して垂直方向を有するように示されている。垂下部分２７２Ｂは、バルブ取り付け面および開口部が、バルブ本体および面シールを下向きの角度方向に配向させるような上方向に傾斜するなど、非垂直配向を有し得る。この角度付けられた向きは、シール面（例えば、バルブシート）を有するバルブ構成要素上に液体（例えば、液体凝縮物）または老廃物が蓄積するのを防止するのにも役立つ。多くの（全てではない）バルブの実施形態では、関連する内部バルブプランジャまたはピストンは、水平方向またはほぼ水平方向に動作し、これは、図２６〜図２９に模式的に示されるバルブ２６７によって表される。
【００６１】
図２６〜図２９に図示されている例では、圧力源ライン２６３が、下部または底部マニホールドブロック２７２内に埋め込まれていることが示されている。マニホールドアセンブリ２６０内の内部空気圧通路の配管方法に応じて、これらの圧力源ラインは、中間ブロック２７４内に配置することもできる。図示される概略図では、複数のバルブ２６７の各々は、圧力源ライン２６３の１つから入力ラインを受け取り、マニホールドアセンブリの出力ポート（直接接続ポート２６１または間接接続ポート５８２のいずれか）に最終的に接続された出力ラインを有する。
【００６２】
図２７は、直接接続ブロック２７６Ａ、２７６Ｂが張り出しているか、片持ち梁であるか、またはマニホールドアセンブリの本体に対してオフセットされているマニホールドアセンブリ２６０の実施形態の概略図を示す。この図では、マニホールドアセンブリの長軸（「Ｚ」）は、長軸方向の任意の長さのポンプカセットに適合するようにすることができる。ただし、ポンプカセットが、マニホールドアセンブリのメインの前面から背面（「Ｘ」）の寸法を超える入口ポートのアレイを有するように構成されている場合、直接接続ブロックをマニホールドアセンブリからその方向に張り出すように配置することができる。次に、ポート２６１は、中間ブロック２７４の上部にある１対１にマッピングされたポートのよりコンパクトなアレイにルーティングされるべく、ブロック２７６Ａ、Ｂ内の通路に接続される。
【００６３】
図２８は、圧力センサポート５６７のアレイが直接接続ブロック２７６Ａと２７６Ｂとの間に配置されている一実施形態のマニホールドアセンブリ２６０の概略図を示している。この場合、マニホールドアセンブリ内の様々な空気圧通路は、圧力センサアレイ５６７のセンサポート５６７Ａへの分岐またはインライン接続を有することができる。ほとんどの場合（必ずしも全てではない）、これらの通路は、空気圧制御バルブの出力ライン、およびバルブ出力ラインが接続されているマニホールドアセンブリの出力ポートに接続する。一例では、圧力検知ポートのアレイは、アレイの上方に配置され、かつ対応する圧力センサのアレイを含むプリント回路基板（ＰＣＢ）と嵌合するように構成することができる。ＰＣＢの圧力センサは、血液透析コントローラに接続することができる。血液透析コントローラは、圧力情報を使用して空気圧制御バルブを制御して、接続されたポンプカセット内のポンプまたはバルブ対象に所定のレベルおよびパターンの圧力を供給する。
【００６４】
図２９は、１つまたは複数のマニホールドアダプタまたはインタフェースブロック２６６、２６８を含む一実施形態のマニホールドアセンブリ２６０の概略図を示す。この例では、上部ブロック２７６Ａ、２７６Ｂは、取り付けられる直接接続ポンプカセットとマニホールドアセンブリ２６０の本体との間に間隔を提供するライザーとして機能する。ライザーは、マニホールド上の複数のバルブ（バルブ２６７など）をマニホールドアダプタまたはインタフェースブロック２６６、２６８に接続して、関連するポンプカセットに最終的に接続する空気圧通路を含み得る。マニホールドアダプタまたはインタフェースブロックは、ライザーブロックまたはマニホールドの他のブロック内で比較的狭い間隔で配置された出力ポート２６１ａを、異なる間隔で配置されたアレイまたは異なる分布の出力ポート２６１ｂに空間的に再分配するように構成することができる。このようにして、マニホールドアセンブリの直接接続出力ポートは、対応する直接接続ポンプカセットの対応する入力ポートと一致するように、空間的に配列または再分配することができる。従って、マニホールドアダプタ２６６、２６８は、マニホールド２７４またはそれに関連するライザー２７６Ａ、Ｂと対向して嵌合する第１の側面上の移送ポートを含み、これらの移送ポートは、ポンプカセットアセンブリと対向して嵌合する反対側の第２の側面の対応する移送ポート２６１ｂにマッピングされる。従って、第１の空間ポート構成を有するマニホールド出力ポートの第１のアレイは、第２の空間ポート構成を有するカセット入力ポートの第２のアレイに直接嵌合させることができる。対応する移送ポート間のマッピングは、マニホールドアダプタ２６６、２６８内の内部通路のルーティングを通じて達成される。この場合、マニホールドまたはライザーの出力ポートの空間アレイは、アダプタの第２の側面上にあるマニホールドアダプタの移送ポートの空間アレイよりも短い長さを有する。その結果、マニホールドアダプタが、マニホールドの前面からカンチレバー方式で張り出している。これらの機構は、ポンプカセットアセンブリの空間的および寸法的制約を、ポンプカセットアセンブリのカセット（単数または複数）を駆動するように構成されたマニホールドアセンブリの空間的および寸法的制約から切り離すのに役立つ。本明細書の実施形態では、マニホールドアセンブリは、その作動ポートの実質的に異なる空間的制約または空間アレイ要件を有し得るポンプカセットとインタフェースする機能を保持しながら、バルブ制約、通路制約、およびポート制約によって許容される程度にコンパクトにすることができる。
【００６５】
図３２、図３３は、圧力分配モジュール２６０の形態の一実施形態の空気圧作動マニホールドの詳細を示している。圧力分配モジュール２６０は、複数の圧力源から、マニホールドアダプタ２６６、２６８、２７０のプラットフォーム上の受容ポートに差し込まれるカセットアセンブリへの選択可能な空気圧接続を提供する。圧力分配モジュール２６０はさらに、可撓性または可鍛性の空気圧ライン（図示せず）を介して、遠隔カセットへの選択可能な空気圧接続を提供することができる。空気圧接続は、マニホールドブロック内またはマニホールドブロック上に搭載されたデジタルまたはバイナリ空気圧バルブ２６２、２６５、２６７によって選択的に制御される。１つまたは複数のコントローラは、上部ブロック２７６に取り付けられた圧力センサからの受信信号に基づいてバルブの状態を制御し、血液透析装置の場合、透析治療を患者に提供するために、バルブを選択的に作動させて、血液、透析液、および水を圧送するためのプログラムされた指示を提供する。
【００６６】
圧力分配モジュール２６０は、デジタルまたはバイナリ電気機械式バルブを介して１つまたは複数の圧力リザーバに選択的に接続することにより、空気圧駆動ダイヤフラムポンプおよび空気圧駆動液体バルブの動作を制御する。電気機械式バルブは、二方デジタルバルブまたは三方デジタルバルブを含み得る。デジタルバルブは２つの位置を有することができる。二方向デジタルバルブは、開放されるか、または閉鎖される。三方向デジタルバルブは、共通ポートを第１のポートまたは第２のポートのいずれかに接続する。１つまたは複数のコントローラは、圧力センサ５６５から１つまたは複数のコントローラによって受信された信号に部分的に基づいて、バルブ２６２、２６５、２６７の状態を制御する（図３４を参照）。圧力リザーバは、高正圧リザーバ、低正圧リザーバ、負圧または真空リザーバ、および大気への通気口を含み得る。
【００６７】
圧力分配モジュール２６０は、複数のマニホールドブロックから組み立てることができる。図３２、図３３における圧力分配マニホールド２６０は、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２、中間マニホールドブロック２７４、およびエンドマニホールドブロック２７６を備える。圧力分配マニホールド２６０は、中間マニホールドブロック２７４内に取り付けられたカートリッジバルブ２６５と、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２の垂直脚上に取り付けられる表面取り付けバルブ２６７とをさらに備える。圧力リザーバポート２６３、第１の組のバルブ２６５、および第２の組のバルブ２６７の配置は、マニホールドブロック２７２、２７４および２７６にそれぞれ属する面２７２Ｆ、２７４Ｆおよび２７６Ｆ（図３３）に関して水平であり得る。この構成は、バルブの機能を損なったり、メンテナンスフリーの寿命を縮めたりする可能性がある、バルブ内の老廃物または液体の堆積を回避するのに役立つ。圧力センサ５６５（図３４）は、エンドマニホールドブロック２７６の上向きの対向面上のポート５６７に取り付けられている。アダプタ２６６、２６８および２７０は、カセットアセンブリ２２６のポート２４０を受承するためのポート２６６Ｐ、２６８Ｐ、２７０Ｐを提供する。
【００６８】
中間マニホールドブロック２７４およびＴ形状のマニホールドブロック２７２は、大気圧、低正圧、高正圧および負圧のための内部供給ラインを含み得る。これらの内部供給ラインのうちの１つまたは複数は、マニホールドブロック２７２、２７４の全長に亘って延びる。内部供給ライン用のポートは、キャップ２６４されているか、または圧力リザーバへの可撓性のチューブ接続用のポート２６３を有する。マニホールドブロック２７２、２７４の両端面は、内部供給ライン（図示せず）を外部圧力リザーバに接続するためのポートを含み得る。
【００６９】
複数のダイヤフラムポンプおよびダイヤフラムバルブを図６〜図１３に示すような単一のカセットにグループ化することができる。複数のそのようなカセットを共に結合して、図２０、図２１に示されるようなカセットアセンブリ２２６を形成することができる。この場合、アセンブリは、アウトボードポンプを収容するためにカセットを離して配置し、ミキシングチャンバまたは流体バランスチャンバは、個々のカセットのいずれか１つに収容できる容積よりも大きな容積を有する。圧力分配モジュール２６０は、マニホールドブロック２７２、２７４、２７６の長軸に対して直角に延在するアダプタ２６６、２６８、２７０を含む。アダプタは、圧力分配モジュールのインタフェース領域を、マニホールドブロックおよびライザーの占有領域から、カセットアセンブリ２２６のポート２４０を受け入れるために必要な任意の領域まで拡張する。アダプタ２７０、２６８および２６６およびそのサブコンポーネント（図示せず）上および内部の空気圧レイアウトおよびポート分布により、カセットアセンブリの各ポートのマニホールドアセンブリの対応する作動ポートへの１対１のマッピングを用いて、カセットアセンブリ２２６とマニホールドブロック２７２、２７４、２７６との間の直接接続が可能になる。
【００７０】
圧力分配モジュール２６０が接続され得る外部圧力リザーバは、システムコントローラによって制御されるポンプによって、指定された圧力または所定の圧力に維持された容量を有することができる。一実施形態では、高圧リザーバは、約１０５０ｍｍＨｇの圧力に維持することができ、正圧リザーバは、約８００ｍｍＨｇの圧力に維持することができる。様々な空気圧作動ポンプおよびバルブに実際に供給される圧力は、圧力分配モジュール２６０の二方バルブおよび三方バルブによってポートされる圧力リザーバに基づいて変化し得る。さらに、中間圧力は、オンオフバルブの迅速な開閉の組み合わせによって供給され得る。概して、高圧力源は、カセットアセンブリの動作中に漏れのない信頼性の高いバルブ閉鎖を確実にするようにダイヤフラムバルブを作動させるために有用であり得る。
【００７１】
図３３は、圧力分配マニホールド２２６の分解図を示している。マニホールドブロック２７２、２７４および２７６は、マニホールドブロック２７２、２７４および２７６の各々の間の中間要素接続機構をさらに含むことができる。これらの中間要素および接続機構は、３つのマニホールドブロックを組み立てて、個々のマニホールドブロック２７２、２７４、および２７６間の空気圧接続を確立するのに役立つことができる。第１の組の中間構成要素は、例えば、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２と中間マニホールドブロック２７４との間で使用することができる第１のプレート５５０、第１のガスケット５５２、および第２のガスケット５５４を含み得、第２の組の中間構成要素は、中間マニホールドブロック２７４とエンドマニホールドブロック２７６との間に配置された第２のガスケットプレート５５５、第３のガスケット５５６、および第４のガスケット５５８を含み得る。２つのマニホールドブロック２７２、２７４は、それらの間のガスケット付き中間プレート５５０と共にクランプすることができる。中間プレート５５０は、エンドマニホールドブロック２７６、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２、および中間マニホールドブロック２７４上に提供され得る複数の通路に対してガスケットを強制的にシールする剛性表面を提供するため、裏打ちプレートと呼ばれ得る。各マニホールドブロック２７６、２７４、２７２は、ポート付きプレートおよびガスケット（プレート５５０、５５５およびガスケット５５２、５５４、５５６、５５８など）と嵌合する通路および様々なポートを有する少なくとも１つの面２７６Ｇ、２７４Ｆ、２７２Ｆ（図３３、図３５、図３６を参照）を備え得る。個々の通路は、固体底部と、開放上部を有する２つの側壁とを含む溝として構成することができる。通路は、マニホールドブロックの１つの面２７６Ｆ、２７４Ｆ、２７２Ｆに切り込まれるか、またはマニホールドブロック面２７６Ｆ、２７４Ｆ、２７４Ｇおよび２７２Ｆの表面の上方に延在する壁によって形成され得る。図３３に示されるように、通路の開放上部は、通路に対して剛性の平坦な中間プレート５５０、５５５によって裏打ちされたガスケット５５４、５５２、５５６、５５８をクランプすることによって密封され得る。一例では、中間プレート５５０は、ガスケット５５２を面２７２Ｆ上の全ての通路に対して押し付け、ガスケット５５４を面２７４Ｇ上の通路に対して付勢する裏打ちプレートである。面２７４Ｇは、図３３における面２７４Ｆの反対側にあることに留意されたい。マニホールドブロックおよびガスケットは、ガスケットへの圧力の本質的に均一な分布を保証する機構を含むことができる。中間プレート５５０は、ガスケットに対して実質的に滑らかで剛性のある裏打ちを提供し、その結果、複数のマニホールドブロックが、多部品空気圧マニホールド２６０内に組み立てられるか、または挟み込まれる。通路は、ブロックの他の面にある圧力源、バルブ、センサ、および出口ポートにリンクされている。マニホールドブロック２７６、２７４、２７２は、ガスケット５５２、５５４、５５６、５５８および中間プレート５５０、５５５をそれらの間に機械的ファスナー５７０によって挟んで、マニホールドブロック２７２、２７４、２７６の各々の通路が形成された面２７２Ｆ、２７４Ｆ、２７４Ｇ、２７６Ｇ上の複数の通路をシールすることができる。このサンドイッチ構造により、各ブロック２７２、２７４、２７６の片面上に複数組の通路を備えた複数のマニホールドブロックをコンパクトに組み立てることができる。
【００７２】
Ｔ形状のマニホールドブロック２７２の接続点は、圧力分配マニホールド２６０をユニットとして組み立てる他の構成要素を貫通するように延在するネジを受け入れるように構成することができる。この例では、マッチングする接続点５７２を第１のガスケットプレート５５０上に、接続点５７３を中間マニホールドブロック２７４上に、接続点５７３を第３および第４のガスケット５５６、５５８上に設けることができる。第１の組のバルブ２６５は、マニホールドブロック２７２、２７４および２７６内の空気圧経路、および／またはマニホールドブロック２７２、２７４および２７６を接続する空気圧経路上で動作することができる。
【００７３】
図３２および図３３は、複数のカートリッジバルブ２６５と、圧力リザーバ２６３への接続とを含む実施形態を示している。カートリッジバルブはマニホールドポートに挿入される。対応する空洞（図示せず）は、カートリッジバルブ２６５の外側にシールを収容するように形成されている。機械加工された空洞は、カートリッジバルブ２６５のシーリングおよび適切な機能を保証するために、バルブの製造業者によって規定された一組の寸法を有し得る。他の実施形態では、数は変化し得るが、この特定の実施形態では、約４８個のカートリッジバルブ２６５が、中間マニホールドブロック２７４の側面上に取り付けられる。中間マニホールドブロック２７４のこの側面は、通路が形成された面２７４Ｆに垂直である。いくつかの実施形態では、カートリッジバルブは、米国コネチカット州ウェストブルックのリーカンパニー（Ｌｅｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なリー（Ｌｅｅ）ＬＨＤＡプラグインバルブなどの三方バルブである。電気機械式バルブの数は、直接接続カセットアセンブリおよびリモート接続カセットアセンブリ（必要な場合）で作動される個々のダイヤフラムポンプおよびバルブの数によって決定され、電気機械式バルブの直線的な配列により、マニホールドアセンブリの長さが延長されることとなる。
【００７４】
ここで図３４を参照すると、圧力分配マニホールドは、カセットアセンブリ２２６以外の構成要素のための空気圧作動装置として機能することができる。例えば、圧力分配マニホールド２６０はまた、他の空気圧駆動バルブ、ダイヤフラムポンプ、空気圧シリンダ、およびダイヤフラムバルブおよびダイヤフラムポンプを含む遠隔カセットと空気圧連通することができる。一例では、圧力分配モジュール２６０は、図２３におけるオクルーダー（ｏｃｃｌｕｄｅｒ）２５１の位置を制御し、オクルーダーは、血液ラインを遮断するためのピンチバルブを含み、空気圧シリンダによって駆動される別の例では、圧力分配モジュール２６０は、圧力情報を使用してタンクの容積測定を行うために、透析液タンクと空気圧連通するように配置することができる。さらに、圧力分配モジュール２６０は、図２３における血液ポンプカセットレセプタクルアセンブリ２５２に取り付けられる血液ポンプカセット（図示せず）のポンプ動作を制御するように構成され得る。ここで図３４を参照すると、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２に示されるポート５８２は、１つまたは複数の血液ポンプカセットに直接接続するか、または可撓性または可鍛性のチューブを介して接続して、必要な空気圧接続を確立することができる。ポート５８２は、空気圧チューブに接続し、かつＴ形状のマニホールド２７２から個別に取り外し可能であり得る継手を含む。一端がポート５８２に接続された空気圧ラインは、他端が透析装置の壁２５５（図２４）の表面上のコネクタに接続され得る。ハウジング内の第２のコネクタは、可撓性チューブを使用して、例えば、透析液タンク、空気圧作動式チュービングオクルーダー、および／または血液ポンプカセットレセプタクルアセンブリ２５２に接続することができる。
【００７５】
この実施形態におけるカートリッジバルブ２６５および表面取り付けバルブ２６７は、血液透析装置２４６内のオクルーダー、血液ポンプカセット、および他の空気圧駆動部品に供給される空気圧を制御する。圧力分配モジュール２６０をエンクロージャ２５４の後壁に取り付け、エンクロージャ２５４に対するアダプタ２６６、２６８、２７０の位置を設定するためのスタンドオフ５８０などの取り付け機構を設けることができる。
【００７６】
引き続き図３４、図３５を参照すると、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２上に配置されたバルブ２６７は、平坦な表面、またはバルブ面を受け入れるように機械加工された表面に対してシールする電気機械式バルブである。いくつかの実施形態では、表面取り付けバルブ２６７は、比例バルブ、または連続可変バルブ（「可変バルブ」とも呼ばれる）であり得る。他の実施形態では、表面取り付けバルブ２６７は、バイナリ二方バルブまたは三方バルブである。いくつかの例では、表面２７２Ｆは、ほぼ水平であり、これにより、マニホールド２７２のＴ形状の断面の脚はほぼ垂直になる。好ましい構成では、脚のバルブ取り付け面は、垂直であるか、わずかに上向きに傾斜しており、その結果、バルブ２６７上のポートは、水平または下向きに傾斜して、老廃物または液体が溜まるのを回避するようになっている。流体または空気の漏れを防止するために、Ｏリングおよび／または他の要素などのシール機構をバルブに設けることができる。バルブは、例えば、米国ニューハンプシャー州ホリスのパーカー・ハニフィン社（Ｐａｒｋｅｒ  Ｈａｎｎｉｆｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のモデル１１−１５−３−ＢＶ−１２−Ｐ−０−０など、表面実装に適した任意のデジタル二方バルブまたは三方バルブとすることができる。
【００７７】
ここで図３４を参照すると、圧力分配マニホールド２２６上の空気圧流は、１つまたは複数の圧力センサを介して監視することができ、これらのセンサは、センサボード（例えば、ＰＣＢ）上に取り付けることができる。この例では、センサボード５６０は、ライザー２７６Ａ〜Ｃの間の空間において、上部マニホールドブロック２７６の表面５６７上に配置することができる。圧力センサ５６５は、第１のエンドマニホールドブロック２７６の面２７６Ｆに直接取り付けることができる。圧力センサ５６５は、プリント回路基板（ＰＣＢ）５６０にはんだ付けされた集積回路であり得る。図３４に示されるように、１つまたは複数の圧力センサ５６５を含むプリント回路基板５６０は、第２のエンドマニホールドブロック２７６の通路が形成された面に平行な上面２７６Ｆ上に、各センサを空気圧で隔離するためのガスケットと、ＰＣＢ５６０を所定の位置に保持し、かつガスケットを十分に圧縮して各圧力センサを大気からシールするためのプレート（図示せず）とによって取り付けられ得る。センサボード５６０は、ネジ、ナットボルト対、リベット、接着剤、またはそのような固定機構の組み合わせなどの固定構成要素を介して、エンドマニホールドブロックの表面５６７と結合することができる。圧力センサ５６５の例は、米国アリゾナ州テンペにあるフリースケール・セミコンダクタ社（Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、Ｉｎｃ．）（部品番号ＭＰＸＨ６２５０Ａ）から入手することができる。複数の圧力センサ５６５を含むＰＣＢは、エンドマニホールドブロック２７６にユニットとして取り付けることができる。各圧力センサ５６５の圧力感知面は、基準容積などの所望の圧力源に流体的に接続されるか、またはより遠隔的にダイヤフラムポンプの作動チャンバまたは透析液リザーバタンクに流体的に接続され得る。いくつかの場合、センサは、流体処理カセットの様々なダイヤフラムポンプの液体圧力を監視するように配置されている。エンドマニホールドブロック２７６は、個々のアダプタ２７０、２６８、および２６６とインタフェースすることができるライザー２７６Ａ、２７６Ｂ、および２７６Ｃを備える。マニホールドアセンブリは、センサボード５６０がライザーと対応するアダプタとの間の係合を回避するように構成されている。ライザーはまた、上記の流体処理カセットアセンブリと温度感知センサボード５６０との間の分離を提供し、これにより、２つの間に断熱材２６９Ａを配置することが可能となる（例えば、図４８を参照）。
【００７８】
図３６および図３７は、面２７６Ｆおよび基部表面２７６Ｇを備えた第２のマニホールドブロック２７６を示している。基部表面２７６Ｇは、ガスケット、ガスケットプレートおよび／または他のマニホールドブロックなどの１つまたは複数の中間構成要素と嵌合するように構成することができる。図示されるように、基部表面２７６は、ガスケット５５８（図３３）によってシールされる複数の空気圧通路５７４を含むことができる。いくつかの例では、通路５７４は、面２７６Ｆ上の圧力ポート５６７をライザーの孔２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃに接続することができる。他の例では、通路５７４は、空気圧経路または孔を、ガスケット５５８を介して圧力ポート５６７または孔２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃのいずれかに接続することができる。面２７６Ｆは、対応するアダプタ２７０、２６８、および２６６に対する取り付け面としてそれぞれ機能することができるライザー２７６Ａ、２７６Ｂ、および２７６Ｃを備えることができる。ライザー２７６Ａ、２７６Ｂおよび２７６Ｃ上の空気圧ポート２６１Ａ、２６１Ｂおよび２６１Ｃは、空気圧をカセットアセンブリ２２６に伝達するために、個々のアダプタ２７０、２６８および２６６とインタフェースすることができる。ライザーポート２６１とアダプタとの間の固定接続は、ナット−ボルト対、ネジ式または押しネジ式または同様の機構などの機械的取り付け具を介して確立することができる。機械的組み立てはまた、ブロックを、１つまたは複数のガスケット５６８（図３２）、ガスケットプレート、および／または同様の部品などの中間部品と嵌合させることを含み得る。
【００７９】
マニホールド内の空気圧接続
図３２におけるマニホールド２６０の構造および機能は、マニホールド２６０の空気圧源、導管、バルブ、センサ、および出口ポートを検討することによってさらに理解することができる。図３２に図示されている例では、マニホールド２６０は、数十のバルブ、センサ、およびポートを有する。次のセクションでは、圧力源、バルブ、導管、ポート、および一例では圧力センサを含む３つの例示的な経路について説明する。例示的な経路は、図３２および図３３におけるマニホールドの要素が、どのように組み合わされて、圧力源と空気圧駆動バルブおよびポンプの作動チャンバとの間に選択可能な流体接続を提供し、圧力センサへの流体接続を提供するかを説明するのに役立つ。圧力センサは、血液、透析液、水を安全に圧送して患者に治療を提供するために、バルブを制御するコントローラに情報を提供する。
【００８０】
図３８における空気圧マニホールドの概略図は、血液ポンプカセットへの空気圧接続を示している（この場合の血液ポンプカセットは、透析ユニットのフロントパネルに配置されているため、方向接続ではなく、可撓性チューブを使用してマニホールドに接続されている）。図３８における空気圧回路は、血液の作動チャンバ、ヘパリンポンプ、および関連するバルブを、高正圧源ＨＰ、低正圧源ＬＰ、または負圧源ＮＥＧに選択的に接続する。回路１００５は、血液ポンプＢＰ１を圧力センサＰ＿ＢＰ１に、バルブＶ＿ＢＰ＿ＰＯＳ１を介して低圧源ＬＰに、バルブＶ＿ＢＰ＿ＮＥＧ１を介して負圧源ＮＥＧに接続する。
【００８１】
マニホールド２６０内の血液ポンプ作動回路１００５は、図３９、図４０に示されている。流路は、マニホールド２６０の様々なブロックの孔および通路である。低圧源ＬＰは、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２の長さに沿って延びる、Ｔ形状のマニホールドの水平部分２７２Ａ内の導管である。負圧源ＮＥＧは、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２の長軸を通ってＬＰに平行な導管である。正圧は、ＬＰ導管から、Ｔ形状のマニホールド２７２の上部に配置された流路１０１２を通って流れ、次に、Ｔ形状のマニホールドの垂直脚２７２Ｂを通る孔１０２０を通って、電気機械式バルブＶ＿ＢＰ＿ＰＯＳ１に流れる。バルブＶ＿ＢＰ＿ＰＯＳ１が開放すると、正圧は、垂直脚２７２Ｂにある孔１０２５を通って、Ｔ形状のマニホールド２７２の上部に配置された通路１０４０に流れる。次に、低圧は、孔１０６０を通ってポート５８２に流れ、そこで継手は、可撓性または可鍛性のラインがポートを（遠隔）血液ポンプカセットに接続することを可能にする。ポート５８２に接続された血液ポンプ内の圧力は、ポートＰ＿ＢＰ１に取り付けられた圧力センサによって監視される。ポートＢＰ１は、上部マニホールドブロック２７６の２つの上向き対向面の下方に配置されている。ポートＰ＿ＢＰ１は、上部マニホールドブロック２７６の孔１０５７、中間マニホールドブロック２７４の上部の通路１０５５、および中間マニホールドブロック２７４を通る孔１０５０を介して通路１０４０に流体接続される。
【００８２】
図４０におけるマニホールドアセンブリ２６０に埋め込まれて示されている回路１００５において、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２は、血液ポンプカセット（図２３のカセットレセプタクル２５２に差し込まれている）の作動チャンバを、２つのバルブを介して低圧源ＬＰまたは負圧源ＮＥＧのいずれかに選択的に接続する。上部マニホールドブロック２７６に取り付けられた圧力センサは、上部および中間マニホールドブロックの孔および通路を通して流体的に接続されている。他の空気圧回路は、カセットアセンブリ２２６内のダイヤフラムポンプに対する作動チャンバを、Ｔ形状のマニホールドブロック２７２の垂直脚２７２Ｂ上のバルブを介して低圧源ＬＰ、大気圧源ＡＴＭ、および負圧源ＮＥＧのうちの２つに接続することができる。
【００８３】
図４１における空気圧の概略図は、カセットアセンブリ２２６の様々な作動ポートへの空気圧接続を説明している。図４１における空気圧回路は、外部透析液カセット（ＯＤＣ）上の様々なバルブ（およびここに示されている２つのダイヤフラムポンプ）の作動チャンバを、大気圧源ＡＴＭ、高正圧源ＨＰ、低正圧源ＬＰ、および負圧源ＮＥＧのうちの少なくとも１つに選択的に接続する。回路１１００は、ＯＤＣカセット内のダイヤフラムバルブＶ＿ＭＩＸ＿ＤＴを、三方バルブ１１０５を介してＡＴＭまたはＬＰ圧力源のいずれかに接続する空気圧回路の例である。回路１２００は、ＯＤＣカセット内の液体バルブＶ＿ＤＩＳＩＮＥＣＴを、三方バルブ１２０５を介してＨＰ圧力源またはＮＥＧ圧力源のいずれかに接続する空気圧回路の例である。
【００８４】
マニホールド２６０内のＭｉｘ＿ＤＴバルブ回路１１００およびＤＩＳＩＮＦＥＣＴバルブ回路１２００を図４２、図４３に示す。流路は、マニホールド２６０の様々なブロックの孔および通路を含む。圧力源ＡＴＭ、ＮＥＧ、ＬＰ、ＨＰは、中間ブロック２７４の長軸に沿って配置された導管である。ＭＩＸ＿ＤＴ回路１１００は、低圧源ＬＰまたは大気圧源ＡＴＭのいずれかを、カセットアセンブリ２２６内のＭＩＸ＿ＤＴ液体バルブの出口ポートＶ＿ＭＩＸ＿ＤＴに接続する。低圧源ＬＰは、中間マニホールドブロック２７４の底面上の通路１１１０および孔１１１５を介してバルブ１１０５に接続されている。大気圧源ＡＴＭは、中間マニホールドブロック２７４の底面上の通路１１４０および孔１１４５を介してバルブ１１０５に接続されている。バルブ１１０５は、中間マニホールドブロック２７４の上部上の通路１１２０、上部マニホールドを通る孔１１３０、およびアダプタ２６８を通る孔１１３５を介して出口ポートＶ＿Ｍｉｘ＿ＤＴに接続されている。
【００８５】
ＤＩＳＩＮＦＥＣＴ回路１２００は、高圧源ＨＰまたは負圧源ＮＥＧのいずれかを、カセットアセンブリ２２６内のＤＩＳＩＮＦＥＣＴ液体バルブの出口ポートＶ＿ＤＩＳＩＮＦＥＣＴに接続する。高圧源ＨＰは、中間マニホールドブロック２７４の底面上の通路１２１０および孔１２１５を介してバルブ１２０５に接続されている。負圧源ＮＥＧは、中間マニホールドブロック２７４の底面上の通路１２４０および孔１２４５を介してバルブ１２０５に接続されている。バルブ１２０５は、中間マニホールドブロック２７４の上部上の通路１２２０、中間マニホールド２７４を通る孔１２２２、中間マニホールドの底部上の通路１２２４、中間マニホールドを通って戻る孔１２２６、中間マニホールドの上部上の通路１２２８、上部マニホールド２７６の上部を通る孔１２３０、およびホールド１２３５および通路１２３７を介してアダプタレール２６８を通って出口ポートＶ＿ＤＩＳＩＮＦＥＣＴに接続される。
【００８６】
図４３は、上記の回路がどのようにマニホールドアセンブリ２６０内に物理的に埋め込まれているかを示している。また、カセットアセンブリ２２６の作動ポートアレイとマッチングする作動ポートアレイを提供する、これらの作動ポートの、ライザー２７６Ｂ上のアレイからマニホールドアダプタ２６８の作動ポートの空間的に異なるアレイへのマッピングが示されている。
【００８７】
図４４は、エンクロージャまたはハウジング２５４の凹部２５８に設置された圧力分配マニホールド２６０を示している。この構成は、圧力分配マニホールド２６０のライザー上のポート２６１と、アダプタ２６６、２６８、および２７０の嵌合面上の個々のポートとの間の適切な位置合わせを可能にすることができる。本実施形態では、マニホールド２６０は、いくつかの断熱材２６４の下に配置されている。断熱材２６４は、マニホールド２６０の本体と棚２５６との間に設けることができる。この構成は、温度に敏感な電子機器を、エンクロージャまたはハウジング２５４内の構成要素内を循環する加熱された流体から隔離する。
【００８８】
図４５に示されるように、血液透析装置２４６およびエンクロージャ２５４のこの実施形態では、カセットアセンブリ２２６の占有領域は、装置２４６の前面から前方に延在する。血液透析装置２４６に面しているユーザまたはオペレータに関して、カセットの占有領域は、棚２５６の前縁を越えて延在する。このため、１つまたは複数のアダプタ２６６、２６８、２７０は、カセットアセンブリ２２６の作動ポート２４０の、インタフェースまたはアダプタ２６６、２６８、２７０に配置された個々のコネクタまたはレセプタクルポート２６６Ｐ、２６８Ｐおよび２７０Ｐとの必要な嵌合を提供するように構成される。この例におけるアダプタ２６６、２６８、２７０は、レセプタクルアセンブリとして機能し、カセットアセンブリ２２６の個々のカセット１９４、１９６および１９８の同一に配列されたカセットポート２４０と嵌合するレセプタクルポートの第１の空間的配列を提供する。図４６は、インタフェース／アダプタ２６６、２６８、２７０に取り付けられたエンクロージャ２５４の底面斜視図を示す。この図では、アダプタが、エンクロージャ棚２５６（従って、下にある圧力供給マニホールド２４６）に張り出している程度が明らかである。
【００８９】
図３２は、アダプタ２６６、２６８、２７０がマニホールドライザー２７６Ａ〜Ｃの頂部側にどのように取り付けられているか、およびそれらがマニホールド２６０の前面側にどのように張り出しているかを示している。レセプタクルポート２６６Ｐ、２６８Ｐおよび２７０Ｐの第１の空間アレイは、マニホールド２６０の上部ブロックまたはライザー２７６Ａ〜Ｃの出力ポート２６１の第２の（この場合、よりコンパクトな）空間アレイと接続する。アダプタ２６６、２６８、２７０内の内部通路は、マニホールド出力ポートの対応するアレイの上に取り付けられた個々のライザー２７６Ａ、２７６Ｂおよび２７６Ｃにルーティングされる。図５２は、アダプタ２６６が取り外されて分解されて、アダプタ、ならびにライザー２７６Ｃ、２７６Ａおよび２７６Ｂの構造を完全に明らかにしたマニホールド／アダプタアセンブリを示している。
【００９０】
図４７、図４８は、マニホールド２６０の背面図であり、ライザー２７６Ａ、２７６Ｂ、および２７６Ｃにより、アダプタ２６６、２６８、２７０を、エンクロージャの背面からエンクロージャ２５４の棚２５６のスロットまたは切り欠き２８０、２８２、２８４を介してエンクロージャ２５４内の個々の位置にスライドさせることができることを示す。ライザー２７６Ａ、２７６Ｂおよび２７６Ｃは、棚２５６とマニホールド２６０の本体との間、並びに凹部２５８に配置された電子部品（制御基板、センサなど）に熱障壁を提供するために、断熱材（硬質発泡断熱材または他のタイプの断熱材のいずれか）を配置することを可能にするのに十分な高さに作成されている（例えば、図４８におけるライザーに巻き付けられた断熱材２６９Ａを参照されたい）。図４８は、マニホールド２６０、その取り付けられたライザーおよびアダプタ２６６、２６８、および２７０、並びに他の関連する構成要素を含む組み立て体を、グループとしてエンクロージャ２５４の凹部２５８内の所定の位置にスライドさせる方法を示す。
【００９１】
図４９から図５１は、アダプタとそれらの個々のレールとの間の係合を示しており、アダプタは、ハウジング２５４内のカセットローディング装置からカセットアセンブリを受け入れるためにエンクロージャ内に配置されている。アダプタレセプタクルまたはアダプタレール５９１、５９３および５９５は、エンクロージャ２５４の棚２５６と一体化され得るか、またはエンクロージャ２５４に機械的に取り付けることができる別個の構成要素とすることができる。一実施形態では、棚２５６は、アダプタレール５９１、５９３５９５を受け入れるかまたは取り付けるための空間を含む。図４８は、アダプタ２６６、２６８、２７０が個々のアダプタレール５９５、５９３、および５９１（図４９に示されている）に部分的に挿入されたエンクロージャ２５４の背面（外側）図を具体的に示している。マニホールド２６０は、マニホールド／アダプタアセンブリが、アダプタおよびアダプタレールによって規定されるエンクロージャ２５４内のその最終位置にスライドされる前に、アダプタ２６６、３２６８、２７０に取り付けられる。図４９に示すように、レール５９１、５９３、および５９５は、それぞれ空間５９１Ｓ、５９３Ｓ、および５９５Ｓに配置されている。図４９は、エンクロージャ２５４内の個々のアダプタレールに部分的に受け入れられたアダプタ２６６、２６８、および２７０の正面（内側）図を示している。
【００９２】
アダプタ２６６、２６８、２７０および空気圧マニホールド２６０の適切な位置合わせは、カセットアセンブリ２２６の複数の空気圧ポート２４０が、マッチングするレセプタクルポート２６６Ｐ、２６８Ｐ、２７０Ｐと位置合わせして、カセットアセンブリ２２６への必要な空気圧接続を提供することを確実にするために重要であり得る。アダプタの最終的な配置は、カセットローダー２９２をエンクロージャ２５４のルーフに取り付けるのと同じエンクロージャに確実に取り付けられるアダプタレールによって規定される。結果として、上記の構成要素に関する保持機構は、３つのアセンブリ、即ち、カセットアセンブリ２２６、アダプタ２６６、２６８、２７０、および空気圧マニホールド２６０間の空気圧ポートの位置合わせを達成するために適切に配置されるべきである。図５０は、操作ハンドル３０８を備えたカセットローダー２９２を示している。カセットローダー２９２は、ハウジングまたはエンクロージャ２５４のルーフ６０４の内面上に取り付けることができる。図示のように、カセットローダー２９２およびアダプタレール５９１、５９３および５９５は、エンクロージャ２５４の対向する表面上に配置され、かつ互いに固定された空間的関係を維持する。
【００９３】
図５１は、ヘッドレストまたはフランジ５９２と、隆起したプラットフォーム５９６を有するトレイ部分５８７とを備えることができる例示的なアダプタレール５９１を示し、隆起したプラットフォーム５９６は、トレイ部分５９７を部分的に完全に占有することができる。ヘッドレスト５９２は、トレイ部分５９７とともにレール５９１のフレームを形成する。トレイ部分５９７は、対応するアダプタを受け入れることができ、対応するアダプタは、隆起したプラットフォーム５９６上に載置することができる。トレイ部分５９７はまた、柵状輪郭５９４を備えることができ、柵状輪郭５９４は、アダプタが受承レール内に滑り込むことができるように、レール５９１内に受承される対応するアダプタの端部に従って湾曲させることができる。この実施形態では、トレイ部分５９７は、受承されたアダプタが空気圧マニホールド２６０上の対応するライザーとインタフェースすることができる切欠領域５９７をさらに設けることができる。細長いスロットまたは溝６１１は、任意選択で、隆起したプラットフォーム５９６の側面と柵状輪郭５９４との間に設けられ得る。細長い溝６１１は、棚２５６の下または凹部領域２５８に配置された電子機器に到達するリスクがある全ての漏れた液体を収集して、全ての漏れた液体または結露を、設置されたアダプタの上面から遠ざけるのに役立つ。
【００９４】
図５２および図５３は、例示的なアダプタ２６６およびその対応するライザー２７６Ｃとの相互作用の分解図を示している。より具体的には、図５２は、アダプタ２６６を集合的に形成することができる複数のプレートおよびガスケットの上から見た図を示している。また、図５３は、アダプタ２６６の同じ分解図の下から見た図を示している。アダプタは、カセットアセンブリ２２６の第１のポートアレイと空気圧マニホールド２６０の第２のポートアレイとの間に個々の空気圧経路を提供するように配置されている。この例では、カセットアセンブリ上の空気圧ポート２４０は、マニホールドアセンブリ２６０の狭い寸法よりも広い拡張された表面積にわたって分散されている。アダプタは、第１のより大きな空間アレイを、マニホールド２６０のライザー上の空気圧ポート２６１のより小さな空間アレイに収束するように機能する。図５２および図５３に示されるように、例示的なアダプタ２６６は、層が個々のライザーに向かって進むにつれて、より小さな表面積に収束する空気圧開口部および通路を含む複数の層またはプレートを含むことができる。アダプタ２６６の上部プレート２８０は、空気圧ポート２７１と、アダプタの後続のプレートと係合するための接続機構とを含む。空気圧ポート２７１および接続機構２９３は、図５２における上部プレート２８０の上面図、および図５３に示される上部プレート２８０の底面図を通して見ることができる。上部プレート２８０は、第１の表面２８６Ａ上の対応する空気圧ポート２８５を含む中間ブロック２８６上に載置される。これらの空気圧ポート２８５は、上部プレート２８０上の空気圧ポート２７１と一致する。ワイパーガスケット２８２は、中間ブロック２８６の第１の表面に凹設されたガスケットレセプタクル２８１に受承される。連続エラストマーガスケット２８２は、適切に配置されたワイパーシール２８４を有し、金型から形成することができる。ワイパーシール２８４は、カセットポート２４０と対応するアダプタレセプタクルポート２７１との間に十分なシール係合を提供する一方で、例えば、個々のＯリングシールよりもカセットアセンブリ２２６の取り付けおよび取り外しに対する摩擦抵抗が低い。
【００９５】
図５３は、中間ブロック２８６の第２の対向する表面２８６Ｂを示している。この表面は、第１の表面２８６Ａ上のポート２８１と流体連絡している空気圧通路２８６Ｃを含む。通路２８５Ｃは、第１の表面２８６Ａ上の空気圧ポート２８１を第２の表面２８６Ｂに分散された空気圧ポートに収束して接続するように配置することができる。図示のように、第２の表面２８６Ｂ上の空気圧ポートは、第１の表面２８６Ａ上の空気圧ポートと比較して、より小さな面積および異なる空間アレイを占有する。通路２８５Ｃは、空気圧ポート２８１がアダプタ２６６のライザー側のポートアレイに向かって収束するか、またはシフトすることを確実にする。第２の中間ブロック２９０は、中間ブロック２８６の第２の表面２８６Ｂ上に設けられた空気圧ポートのアレイと一致する空気圧ポート２８８を含むことができる。第２のガスケット２８９は、第１の中間ブロック２８５と第２の中間ブロック２９０との間に配置することができる。ガスケット２８９は、第１の中間プレート２８６と第２の中間プレート２９０との間の適切なシールを可能にし、シールを形成するのに必要な程度にガスケットを圧縮することを可能にする。一実施形態では、一組の位置合わせ機構を、ガスケット２８９、ならびに隣接するプレートの一方または両方上に設けることができる。この場合、プレートは、第１の中間ブロック２８６および第２の中間ブロック２９０とすることができる。さらに、移行ガスケット（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ  ｇａｓｋｅｔ）２８９は、第１の中間ブロック２８６上の空気圧ポート２８５と、第２の中間ブロック２９０上の空気圧ポート２８８とに対応する空気圧ポートを含むことができる。ライザーガスケット２９１は、第２の中間ブロック２９０と、対応するライザー（この例ではライザー２７６Ｃ）との間に配置することができる。このガスケットは、第２の中間ブロック２９０とライザー２７６Ｃとの間の相互作用をシールするように配置されている。複数のガスケット位置合わせ機構は、第２の中間ブロック２８６およびライザー２７６Ｃの嵌合面上に設けることができる。前述の説明は、アダプタ２６８、２７０、および相互作用するライザー２７６Ｂおよび２７６Ａにも適用されることを意図している。他のアダプタ−ライザーの相互作用の実施形態における空気圧ポートの数および空間的分布は異なるようにすることができ、この実施形態では異なる。
【００９６】
ポート間の空気圧相互作用がある場合、ポート間のシーリング部品は、通常、Ｏリングを含む。アダプタの場合、複数のＯリングを使用して、嵌合ポート間のシール係合を確保することができる。しかしながら、複数の空間的に配列されたＯリングは、複数の空気圧ポート２４０が対応するアダプタポートに挿入されたときに、比較的低い位置合わせ許容誤差を示す可能性がある。許容誤差の問題に加えて、複数のＯリング接続は、カセットアセンブリ２２６とその関連するアダプタとの間に、所望以上の係合／離脱力を生じさせる可能性がある。別の構成では、ワイパーガスケットのウェブは、必要なシールを形成するために使用することができ、かつアダプタの２つの相互作用するプレートまたはブロックの間に取り付けることができる。図５３は、単一のユニットとして成形することができる例示的なワイパーガスケット２８４を示し、それによって、組み立ておよび設置手順を実質的に単純化することができる図５４は、マニホールドアダプタの１つにおいて使用される例示的なワイパーガスケットを示している。図５５は、図５４のワイパーガスケットの断面図３３Ｈを示している。図示のように、ガスケット２８４は、ポート２８５を環状に包囲し、空気圧ポート２８５に向かって円錐形の周辺凹部を形成するように形成することができる。ガスケット２８４は、任意選択的に、ワイパーガスケット２８４に構築され、ポート２８５の一部を覆うために環状の小結節（ｎｏｄｕｌｅ）または隆起（ｒｉｄｇｅ）２８３を含むことができる。ワイパーガスケット２８４のこの構成および構造は、許容可能な量の力でカセットポート２４０の挿入を可能にし得、また、動作中（即ち、アダプタのポートを介して正圧および負圧を印加している間）に、アダプタとカセットとの間のシールを確実にすることができる。
【００９７】
図５６および図５７は、カセットアセンブリを、カセットアセンブリ２２６の対向する第２の側面上のカセット２２８、２３０および２３２のうちの１つまたは複数上のカセットポート２４０の対応するアレイと嵌合するように配置されたレセプタクルアセンブリの１つまたは複数のアレイに向かって、またはそこから離れるように直線的に移動させるために、カセットアセンブリ２２６の第１の側面を固定するように使用されるカセット着座装置またはカセットローダー２９２を示す。以下に説明する例では、レセプタクルアセンブリは、マニホールドアダプタ２６６、２６８、２７０を含むが、カセットローダーは、とりわけ、固定マルチポートレセプタクル、またはポートのアレイを備えた可動コネクタを含む、任意のタイプのレセプタクルアレイにポート付きカセットが差し込まれ、そこから取り出される、任意の他のシステムで使用することができる。カセット作動ポートが接続されるレセプタクルポートは、２組の嵌合ポートが適切に整列されるように配置され得る場合、図示されている例示的なアダプタ２６６、２６８、２７０ではなく、フレーム上、ハウジング上、またはマニホールド出力ポートアレイ上に直接配置することもできる。カセット着座装置２９２は、外部ポートを有するカセットが任意の装置上の嵌合コネクタまたはレセプタクルポートと係合するか、または係合解除するのを補助する汎用の有用性を有する。
【００９８】
図５６は、格納位置にあるカセットローダー２９２を示しており、カセットローダー２９２は、図２９のレセプタクルポート２６１ｂ、または図３０、３２、４５のポート２６６Ｐ、２６８Ｐおよび２７０Ｐ、またはより一般的には、この例では、アダプタ２６６、２６８、２７０上に配列される図５２のポート２７１から直線的に離れるようにカセットアセンブリを移動させる。カセット着座装置またはカセットローダー２９２は、単一のカセットまたはカセットの群が、カセット着座装置２９２によって固定される側とは反対側に液体ポートまたは作動ポートのいずれかを有する限り、カセットまたはカセットアセンブリをレセプタクルアセンブリに着座させるか、またはレセプタクルアセンブリから離脱させるために使用することができることに留意されたい。
【００９９】
この例では、カセット着座装置２９２は、固定部材２９６ａ、ｂを含む固定フレーム２９４を備える。固定部材２９６ａ、ｂは、可動カセットマウント２９８と相互作用するリンク機構に結合される。可動カセットマウント２９８は、カセットまたはカセットアセンブリを保持するように構成され、この例では、カセットマウントレール３０２ａ、ｂにつながるフランジ３００ａ、ｂを備える。この例では、カセットマウントレール３００ａ、ｂにより、カセットまたはカセットアセンブリを着座装置２９２上の所定の位置にスライドさせて保持することができる。他の例には、カセットまたはカセットアセンブリを把持することができるクランプ装置を含むことができる。この例では、取り付けられたカセットまたはカセットアセンブリの独立した動きは、取り付けられたカセットまたはカセットアセンブリの上面側の動きを制限する１つまたは複数のクロスメンバー３０４の存在によって、および操作ハンドル３０８のアクチュエータアーム３０６ａ、ｂによって制限され、アクチュエータアーム３０６ａ、ｂは、取り付けられたカセットまたはカセットアセンブリの横方向の動きを妨げる位置に移動する。
【０１００】
図５６〜図５８に示されるように、リンク機構は、２つ以上のスイングアーム３１０ａ、ｂを備えることができ、各前記スイングアームは、第１の端部３１２で固定部材２９６ａ、ｂに枢動可能に接続される。スイングアーム３１０ａ、ｂの各々は、固定部材２９６ａ、ｂに対するカセットマウント２９８の移動方向とほぼ平行な平面内を移動するように配置されている。各スイングアーム３０８ａ、ｂの第２の端部は、軸またはピニオン３１８に結合されたハブ３１６を含み、軸／ピニオンは、スイングアーム３１０ａ、ｂの運動面に概ね平行なフランジ３００ａまたは３００ｂと相互作用するように構成される。軸またはピニオン３１８は、フランジ３００ａまたは３００ｂの細長いスロット３２０内に配置され、細長いスロット３２０は、スイングアーム３１０ａ、ｂの第２の端部の固定部材２９６ａ、ｂに向かうか、または固定部材２９６ａ、ｂから離れる弧状運動を、カセットマウントレール３０２ａ、３０２ｂの固定部材２９６ａ、２９６ｂに向かうか、または固定部材２９６ａ、２９６ｂから離れる直線運動に変換する。この例では、軸またはピニオン３１８は、任意選択的に、フランジ３００ａからフランジ３００ｂまで延在し、クロスメンバー３０４としても機能する。軸またはピニオン３１８は、スロット３２０と、または他の手段によって（例えば、スロット３２０に配置された円形ベアリングまたはホイールを介して）スライド可能に相互作用することができる。
【０１０１】
カセットマウント２９８の直線運動を確実にするのを補助するために、１つまたは複数のガイド要素（例えば、ポスト３２２など）を任意選択的に含めて、カセットマウント２９８およびその取り付けられたマウントレール３０２ａ、ｂの横方向の動きを制限することができる。ガイド要素３２２は、固定フレーム２９４（または代替的に固定部材２９６ａ、ｂ）に堅固に取り付けられるか、または搭載され、カセットマウントレール３０２ａ、ｂの所望の移動方向に延在することができる。ガイド要素３２２は、ガイド孔３２４（またはガイドレール、トラックまたは他の要素）を介して、カセットマウント２９８（または代替的にフランジ３００ａまたは３００ｂ、またはマウントレール３０２ａまたは３０２ｂ）と相互作用することができ、このガイド孔３２４は、カセットマウント２９８のフレーム２９４または固定部材２９６ａ、ｂ対する前後方向への相対移動を制限する。
【０１０２】
図５６は、ほぼ完全に格納された位置にあるカセット着座装置２９２を示し、カセットマウント２９８は、取り付けられたカセットのカセット作動（または液体）ポートを個々のレセプタクルポートから解放するのに十分に関連するレセプタクルアセンブリから離れて格納されている（例えば、図３０、図３１を参照）。図５７〜図５９は、係合位置にあるカセット着座装置２９２を示しており、カセットマウントは、取り付けられたカセットのカセット作動（または液体）ポートをそれらの対応するレセプタクルポートと係合するのに十分に固定フレーム２９４または固定部材２９６ａ、２９６ｂから直線的に離れて延長されている。ハンドル３０８のアクチュエータアーム３０６ａ、ｂは、遠位端３２６上で固定部材２９６ａ、２９６ｂに枢動可能に接続されている。各アクチュエータアーム３０６ａ、ｂはまた、アーム３０６ａ、ｂのより近位の部分３２８上で、接続部材３３０ａ、ｂの第１の端部に枢動可能に接続されている。次に、接続部材３３０ａ、ｂの第２の端部は、カセット着座装置２９２のリンク機構を含む各スイングアーム３１０ａ、ｂの第２の端部への枢動接続を有するアクチュエータバー３３２に枢動可能に接続される。接続部材３３０ａまたは３３０ｂは、アクチュエータアーム３０６ａまたは３０６ｂの回転軸に対して偏心して移動し、これにより、アクチュエータバー３３２ａ、ｂおよびスイングアーム３１０ａ、ｂを固定部材２９６ａ、２９６ｂから離れるように変位させることができる。
【０１０３】
任意選択で、カセットマウント保持部材３３４を使用して、カセットマウント２９８を格納位置に保持することができる。一例では、カセットマウント保持部材２９８は、ハンドル３０８が完全に格納位置に引き込まれたときに、クロスメンバー３０４（代替的に、カセットマウント２９８、フランジ３００、レール３０２またはシャフト／ピニオン３１８に取り付けられた別の要素）によって押しのけられる爪（ｐａｗｌ）を含み得る（図５６を参照）。クロスメンバー３０４が爪の凹部３３６に到達すると、爪は下降してクロスメンバー３０４と係合し、カセットマウント２９８をその格納位置に保持する。追加のまたは代替の実施形態では、ハンドル３０８は、固定フレーム２９４の前方フランジ３４０の孔または凹部（図示せず）に係合または貫通することができる可動プランジャ要素（ハンドルポスト３３８（図５７、５９を参照）に代わるもの）を含み得る。任意選択で、プランジャは、ユーザによってハンドル３０８が解放されたときに、前方フランジに自動的に係合するようにばね式とすることができる。
【０１０４】
血液透析エンクロージャ２５４（図２３を参照）に適用されるように、カセット着座装置２９２は、図４５および図４６に示されるように、エンクロージャ２５４の内部の天井に取り付けることができる。これは、レセプタクルアセンブリ２６６、２６８、２７０（この場合は、マニホールドアダプタ）の反対側の位置にある。カセットアセンブリ２２６は、例えば、図２１および図４６に示されるように、カセットアセンブリフレームプレート５１３によってカセット着座装置２９２に設置されているのを確認することができる。図３０および図３１において、カセットアセンブリポート２４０は、レセプタクルアセンブリ上の対応するレセプタクルポートに直接隣接するように示されており、ハンドル３０８が格納位置（図３０）に配置されると、レセプタクルポートから完全に係合解除される。
【０１０５】
バイナリバルブを使用した空気圧ポンプシステム
図６０は、図２０に示されるような容積式ダイヤフラムポンプ（「ポッドポンプ」）２３４用の圧力作動システム１４０００の一実施形態を示す概略図である。この例では、空気圧が制御流体として使用される（例えば、ポンプが空気圧で駆動されるように）。他の実施形態では、他の流体（例えば、水または水ベースの溶液）もまた、制御流体として使用され得る。
【０１０６】
図６０では、圧力作動システム１４０００は、ポッドポンプ２３ａの作動チャンバ１４０２０内に正および負のガス圧を交互に供給する。空気圧作動システム１４０００は、作動チャンバ圧力変換器１４０２０、正供給バルブＬＰ１、負供給バルブＮ１、正圧ガス源ＬＰＯＳ、負圧ガス源ＮＥＧ、正圧源圧力変換器（図示せず）、負圧源圧力変換器（図示せず）、および電子コントローラ１４０３５を含む。電子コントローラは、圧力センサ１４０２０から圧力データを受け取り、バルブＮ１、ＬＰ１を制御して、ポンプ２３ａの動作を制御する。これらの２つのバルブは、電子コントローラ１４０３５によって制御される（代替的に、２つの別々のバルブＬＰ１、Ｎ１の代わりに単一の三方バルブを使用し得る。）。いくつかの場合、正供給バルブＬＰ１および負供給バルブＮ１は、完全に開放されるか、または完全に閉鎖されるバイナリオンオフバルブである。
【０１０７】
正圧源ＬＰＯＳは、作動チャンバ１４０２０に正圧制御ガスを供給して、ダイヤフラム１４０２５を、ポンピングチャンバ１４０２７の容積を最小化する位置（即ち、ダイヤフラムがポンピングチャンバの剛性壁に当接する位置）に向かって付勢する。負圧源ＮＥＧは、作動チャンバ１４０２０に負圧制御ガスを供給して、ダイヤフラム１４０２５を、ポンピングチャンバ１４０２７の容積を最大化する位置（即ち、ダイヤフラムが作動チャンバの剛性壁と対向する位置）に向かって反対方向に付勢する。
【０１０８】
コントローラ１４０３５はまた、３つの他の圧力変換器（作動チャンバ圧力変換器１４０２０、ＬＰＯＳ上の変換器、およびＮＥＧ上の変換器）から圧力情報を受信し得る。それらの名称が示すように、これらの変換器は、作動チャンバ１４０２０、正圧源ＬＰＯＳ、および負圧源ＮＥＧ内の圧力をそれぞれ測定する。コントローラ１４０３５は、２つの圧力源ＬＰＯＳ、ＮＥＧ内の圧力を監視して、それらが適切に（正または負のいずれかで）加圧されていることを確認する。コンプレッサー型ポンプを使用して、ＬＰＯＳ、ＮＥＧの圧力源を含むリザーバにおいて所望の圧力を維持することができる。
【０１０９】
一実施形態では、正圧リザーバＬＰＯＳによって供給される圧力は、ダイヤフラム１４０２５をポンピングチャンバの剛性壁に対して完全に付勢するのに十分な大きさの通常状態下にある。同様に、負圧源ＮＥＧによって供給される負圧（即ち、真空）は、好ましくは、通常状態下で、ダイヤフラムを作動チャンバの剛性壁に対して完全に付勢するのに十分な大きさである。しかしながら、好ましい実施形態では、圧力源ＬＰＯＳ、ＮＥＧによって供給される正圧および負圧は、ポンプシステムが接続され得る患者に害を及ぼす可能性がある過度に高い液体圧力を回避するのに十分な安全限界内に保たれる。
【０１１０】
コントローラ１４０３５は、作動チャンバ圧力変換器１９６からの圧力情報を監視し、この情報および場合によってはタイマーに基づいて、バルブ機構（バルブＬＰ１、Ｎ１）を制御して、ダイヤフラム１４０２５をそのポンピングチャンバ容積最小位置まで完全に付勢し、その後、圧力を切り替えて、ダイヤフラム１４０２５をそのポンピングチャンバ容積最大位置にまで完全に引き戻す。
【０１１１】
圧力作動システムは、作動チャンバ圧力変換器１４０２０、ＬＰＯＳ源用の変換器、ＮＥＧ源用の変換器、正供給バルブＬＰ１、負供給バルブＮ１を含み得る圧力分配マニホールドを備える。コントローラ１４０３５は、マニホールド上に取り付けられてもよく、正圧ガス源ＬＰＯＳおよび負圧ガス源ＮＥＧは、マニホールドを貫通する導管を含み得る。マニホールドは、血液透析ハウジングの凹部２５８に完全にまたは大部分が適合するように構成することができる（例えば、図４４、図４８参照）。この構成では、血液または透析液と接触する構成要素（即ち、ポッドポンプ２３ａ、入口バルブ１９２、および出口バルブ１９３）は、ポンプ、バルブ、および相互接続する液体経路がより簡単にアクセスおよび／または殺菌することができるように、絶縁されたエンクロージャ２５４またはフロントパネル２４８（図２３参照）内に配置されてもよい。
【０１１２】
バイナリバルブを使用したポンププロセス
ポッドポンプ２３ａを介して液体を圧送するプロセスは、図６１および図６２を参照することによってよりよく理解することができる。ここで図６１を参照すると、圧力センサ１９６（図６０）によって測定された目標圧力１４０５０および実際の圧力１４０５５が、１回の送出行程および１回の充填行程の時間に対してプロットされている。送出行程は、ＬＰＯＳ源からの正圧を使用して、ダイヤフラム１４０２５をポンプポッド２３ａの一方の側から他方の側に駆動して、ポンピングチャンバ１４０２７内の液体を排出することを含む。対照的に、充填行程は、ＮＥＧ源からの亜大気圧を使用して、ダイヤフラム１４０２５をポッドポンプ２３ａを横切って引き戻し、ポッドポンプに液体を充填する。いくつかの例では、充填行程は、作動チャンバ１４０２０を大気に接続して、システム内の液体圧力がポッドポンプチャンバを横切ってダイヤフラムを駆動することを可能にすることによって完了する。
【０１１３】
バイナリバルブ駆動ポンプ１４０００では、送出および充填ポンプ行程は、図６１および図６２のギザギザの圧力トレース１４０５０を生成する複数のチャージサイクルを含む。送出行程の開始の詳細を図６２に示す。この図では、液体の移動中に、バルブＬＰ１が開放されているときに実際の圧力１４０５５が上昇し、バルブＬＰ１が閉鎖されているときに実際の圧力１４０５５が下降する。送出行程において、ポンピングチャンバ１４０２７からの液体の移動は、ポンピングチャンバの容積を減少させ、ポッドポンプの総容積が固定されているので、これは、作動チャンバ１４０２０の容積を増加させる。作動チャンバの容積が増加すると、空気圧バルブＬＰ１が閉鎖されている場合、作動チャンバ内の圧力が低下する。チャージサイクルは、バルブが開放されていることによる圧力上昇と、バルブが閉鎖されているときの圧力減衰とを含む。チャージサイクルの長さは、図６２に示すように変化し得る。ここでは、３つの完全なチャージサイクルが示され、各々の持続時間が異なる。図６２は、正圧が印加された送出行程の詳細をプロットしたものである。ここで、図６１に対する充填行程を参照すると、圧力トレース１４０５５は同様のギザギザのパターンを有する。しかしながら、充填行程中、Ｎ１バルブが開放されると、圧力が急速に低下し、作動チャンバがＮＥＧ圧力源にさらされ、Ｎ１バルブが閉鎖されると、大気圧に向かってゆっくりと回復する。この場合も、チャージサイクルは、作動チャンバ圧力の大きさの急激な増加と、Ｎ１バルブが閉鎖されたときの大気圧へのより遅い圧力減衰とを含む。
【０１１４】
従来の適用および開示において、連続可変バルブがダイヤフラムポンプを制御するために使用されていたが、本明細書では、完全に開放されているか完全に閉鎖されており、部分的に開放するように設計されていないバイナリバルブが記載されている。バイナリバルブおよび関連する制御電子機器は、一般に、可変開バルブよりも安価である。さらに、バイナリバルブは、機能チェック／監視が少なくてもよく、それらにつながるか、またはそれらから離れる空気圧通路内の老廃物の存在に対する感度が低くてもよい。バイナリバルブに固有のデジタル機能またはオン／オフ機能には、圧力制御、行程終了の検出、および流路閉塞に関する独自の制御アルゴリズムが必要である。
【０１１５】
コントローラ１４０３５は、圧力センサまたは変換器１９６からの受信信号に基づいて、順次または同時に実行され得るいくつかのアルゴリズムに従って、バルブＮ１およびＬＰ１を制御する。これらの制御アルゴリズムは、固有のデジタル機能またはオン／オフ機能により、バイナリバルブに特有のものである。制御アルゴリズムは、ポンプを通る流体流量を制御するアルゴリズム、作動チャンバ１４０２０内の圧力を制御するアルゴリズム、行程終了（ＥＯＳ：ｅｎｄ−ｏｆ−ｓｔｒｏｋｅ）状態を検出するアルゴリズム、入口ラインの完全な閉塞を検出するアルゴリズム、出口ラインの完全な閉塞を検出するアルゴリズム、部分的な閉塞を検出するアルゴリズム、およびアクセスメトリック（患者の静脈または瘻孔アクセスから得られる血流の質の指標）を測定するアルゴリズムを含む。
【０１１６】
コントローラ１４０３５は、バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されたときのセンサ１９６からの圧力信号に基づいて、ポンプを通る液体の流れに関する情報を算出する。コントローラ１４０３５は、受信した圧力データを使用して、作動チャンバ圧力を制御し、ＥＯＳ、閉塞、部分的閉塞を検出し、アクセスメトリックを決定する。
【０１１７】
圧力制御の説明
ポッドポンプ２３ａなどの空気圧で作動されるダイヤフラムポンプを通る流量は、作動チャンバ１４０２０の目標圧力を設定することによって制御される。次に、ポッドコントローラ１４０３５は、圧力源をポンプの作動チャンバに流体的に接続するバルブＮ１、ＬＰ１を制御することによって、作動チャンバ１４０２０に流体的に接続された圧力センサ１９６によって測定される作動チャンバ１４０２０内の圧力を制御する。例示的な制御アルゴリズムでは、コントローラは、バイナリバルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されている間、圧力センサ１９６からの圧力データを平均し、累積平均圧力が目標圧力に近づくか、または等しくなると、バルブＮ１、ＬＰ１を開放する。一例では、コントローラ１４０３５は、圧力データの大きさが目標圧力以上であるときに、バルブＮ１、ＬＰ１を閉鎖する。一例では、コントローラ１４０３５は、圧力データの大きさが目標圧力から所定の一定値を引いた値以上になると、バルブＮ１、ＬＰ１を閉鎖する。別の例では、所定の値は、一定ではなく、行程の方向および行程の持続時間または段階によって変化する。別の例では、コントローラ１４０３５は、測定された圧力と目標圧力との間の大きさの差を積分し、積分された差がゼロに近づくか、または等しくなると、バルブＮ１、ＬＰ１を開放する。
【０１１８】
ポンプを通る流体の流れは、ポンピングチャンバを液体で充填するために作動チャンバに印加される負圧の大きさ、およびポンピングチャンバから液体を送出するために作動チャンバに印加される正圧の大きさによって制御される。いくつかの例では、ポッドポンプコントローラ１４０３５は、ポッドポンプ２３ａの所望の流量および／または最大変位量を受信または算出するようにプログラムされている。コントローラ１４０３５は、充填および送出行程の初期目標圧力を設定し得る。コントローラは、目標圧力に到達または近づくように作動チャンバ内の圧力を制御する。コントローラは、行程を完了するまでの時間を監視し、変位量を行程の完了時間で除算することによって実際の流量を決定する。コントローラ１４０３５は、最新の実際の流量と所望の流量との間の差に基づいて目標圧力を変更し得る。例えば、コントローラ１４０３５は、測定された実際の流量が所望の流量を下回った場合、目標圧力を増加させ得る。別の例では、測定された実際の流量が所望の流量を超える場合、コントローラは目標圧力を低減させ得る。コントローラ１４０３５は、充填行程とは無関係に送出行程を変更し得る。一例では、コントローラ１４０３５は、所望の流量を達成するために、送出行程中に測定された流量に基づいて、送出目標圧力を変更するフィードバックループを使用し得る。別の例では、フィードバックループは、所望の充填速度を達成するために、充填行程中に測定された流量に基づいて、負の充填目標圧力を変更する。
【０１１９】
従来の開示では、バイナリバルブによって圧力源に接続されたチャンバは、目標圧力に関する制限に基づいて制御されていた。コントローラは、チャンバ内の測定された圧力の大きさが目標圧力の大きさよりも所定量低いときに、それらの間のバルブを開放することによって圧力源をチャンバに接続する。次に、チャンバ内の測定された圧力の大きさが目標圧力の大きさを上回る第２の所定の値になったときに、コントローラはバルブを閉鎖する。いくつかの場合、この制限アプローチを空気圧ダイヤフラムポンプに適用すると、目標圧力の大きさよりも小さい平均チャンバ圧力の大きさが生成される。いくつかの場合、バルブを開放すると、チャンバ内の圧力の大きさが非常に急速に増加するが、ポンピングチャンバに内外を流れる液体による圧力の大きさの低下は、はるかに遅かった。圧力変化率のこの不一致は、時間平均圧力の大きさを目標圧力の大きさよりも低く偏らせる。ポンプの内外への液体の流れが時間とともに変化する場合、平均圧力と目標圧力との間のオフセットも時間とともに変化するため、圧力変化率の不一致を連続的に補正することは困難である。
【０１２０】
作動チャンバ内の圧力は、測定された圧力を目標圧力と比較することによって制御することができる。コントローラは、作動チャンバを圧力源またはリザーバに接続する空気圧バルブを開閉する。コントローラは、送出行程中にバルブＬＰ１を開閉して、作動チャンバ１４０３０内の圧力を送出目標圧力１４０５２の近傍に維持することができる。コントローラ１４０３５は、充填行程中にバルブＮ１を開閉して、作動チャンバ１４０３０内の圧力を充填目標圧力１４０５４の近傍に維持する。一例では、コントローラは、測定された圧力の大きさが目標圧力を超えると空気圧バルブを閉鎖し、作動チャンバ内の平均測定圧力が目標圧力に近づくか、または等しいときに空気圧バルブを再び開放する。
【０１２１】
図６３および図６４に示すアルゴリズムでは、図６２を参照して、以下に説明するように、コントローラ１４０３５は、バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されている間に作動チャンバ内の平均圧力を目標圧力に維持することによって、作動チャンバ１４０２０内の平均圧力を目標圧力に保持するようにバルブＮ１、ＬＰ１を制御する。ここで、図６３における圧力制御アルゴリズム１４１００を参照し、かつ図６０を参照すると、ポンプコントローラ（図６０のコントローラ１４０３５とは別個であるか、または区別され得る）は、行程方向１４１０５および目標圧力、充填およびＰＴＦ（圧力−標的−充填）、または送出およびＰＴＤ（圧力−目標−送出）を選択する。充填行程が選択された場合、１４１１０において、コントローラ１４０３５は、ＮＥＧ圧力源またはリザーバを作動チャンバ１４０２０に流体接続するバルブを開放し、１４１２０において圧力センサ１９６を監視する。ブロック１４１３０における各時間ステップで、コントローラは、圧力の大きさが目標圧力の大きさよりも大きいかどうかを評価し、そうでない場合は、バルブを開放したままにする。ブロック１４１４０において、測定された圧力の大きさが目標圧力以上になると、Ｎ１バルブが閉鎖される。ブロック１４１５０において、測定された圧力Ｐと目標圧力ＴＴＦとの間の差は、各時間ステップで合計される。ブロック１４１６０において、行程終了機能またはアルゴリズムは、行程終了をチェックし、ＥＯＳ基準が満たされる場合、コントローラロジックを行程終了１４２００に移行する。ブロック１４１６０におけるロジックは、フローチャート内の１４１４０と１４１８０との間の任意の場所に配置され得るか、または圧力制御アルゴリズム１４１００とは別個の機能であり得ることに留意されたい。ブロック１４１７０において、合計された圧力差がゼロと比較される。合計圧力差がゼロより大きい場合、コントローラロジックは追加の時間ステップのために１４１５０に戻る。圧力差の合計がゼロ以下である場合、コントローラロジックは、ブロック１４１８０において圧力差の合計をゼロにし、Ｎ１バルブが開放されるブロック１４１１０にロジックを戻す。
【０１２２】
単一のコントローラは、ポンプ行程のタイミング、目標圧力の設定、および空気圧制御バルブの操作を調整することができる。代替的に、タスクを２つ以上のコントローラに分割することもできる。例えば、メインコントローラがポンプ行程のタイミングおよび目標圧力を決定し、サブコントローラが空気圧制御バルブを制御する。図６３および図６０を参照すると、メインコントローラが送出行程を選択すると、メインコントローラは、目標圧力も規定し、サブコントローラはロジックをブロック１４２１０（図６３）に移行し、ＬＰ１バルブが開放される。充填プロセスと同様の一連のステップにおいて、作動チャンバ１４０２０内の圧力は、ブロック１４２２０において圧力センサ１９６によって監視される。ブロック１４２３０は、目標圧力に対して圧力を評価し、測定された圧力が目標圧力以上である場合、ＬＰ１バルブが閉鎖されるブロック１４２４０にロジックを移行する。ここで図６０を参照すると、１４０５１においてＬＰ１バルブが閉鎖するように指示された後、チャンバ圧力１４０５５は増加し続け、チャンバ圧力は目標圧力を超える。チャンバ圧力１４０５５は、バルブ閉鎖における遅延に起因して、かつチャンバ圧力に影響を及ぼし得る流体／熱力学に起因して、１４０５２にまで増加し得る。
【０１２３】
図６３を参照すると、ブロック１４２５０において、チャンバ圧力Ｐと目標圧力ＰＴＤとの間の差が、各時間ステップに関して合計される。ポイント１４０５２からチャンバ圧力１４０５５が目標圧力１４０５０に等しくなるまでのチャンバ圧力Ｐと目標圧力ＰＴＤとの間のこの差の合計は、図６２の領域１４０８０である。領域１４０８５は、チャンバ圧力１４０５５の大きさが目標圧力１４０５０の大きさよりも小さいときのチャンバ圧力と目標圧力との間の差の合計である。再び図６３を参照すると、ブロック１４２６０においてＥＯＳアルゴリズムが実行され、ＥＯＳが検出された場合、行程は１４２００において終了する。
【０１２４】
ブロック１４２７０において、ブロック１４２５０からの圧力差の合計が評価される。ブロック１４２７０は、圧力差の合計がゼロ以下である場合、ＬＰ１バルブが再び開放される１４２１０にロジックを移行する。ロジックがブロック１４２１０に到達する前に、ブロック１４２８０において圧力差の合計がゼロに設定され、そのポイントでＬＰ１が開放される。代替的に、圧力差の合計は、ブロック１４２７０の後、ブロック１４２４０の前のロジックにおいていつでもゼロにしてもよい。
【０１２５】
ここで図６２を参照すると、ブロック１４２７０の基準は、１４０８０の領域が１４０８５の領域に等しいインスタンスとしてグラフィカルに表すことができる。ブロック１４２７０の基準は、実際の圧力１４０５５から目標圧力１４０５０を差し引いたものの合計（実際の圧力が目標圧力よりも大きい場合）が、目標圧力１４０５０からチャンバ圧力１４０５５を差し引いたものの合計（チャンバ圧力がも小さい場合）に等しい場合に満たされる。代替的に、［平均圧力の大きさから目標圧力の大きさを差し引いたもの］の合計がゼロ以下の場合、１４２７０の基準が満たされる。
【０１２６】
一例では、ブロック１４１３０および１４２３０において、チャンバ圧力Ｐは、目標圧力ＰＴＤ、ＰＴＦからの圧力オフセットだけ異なる所定の圧力ＰＤ、ＰＦと比較される。いくつかの例では、圧力のオーバーシュートを制限するために、ＰＤ、ＰＦの大きさは、目標圧力ＰＴＤ、ＰＴＦの大きさよりも小さい所定の値である。ここで図６２を参照すると、ＰＤが目標圧力未満の場合（１４０５０Ｄ）、図６０におけるバルブＬＰ１への信号がより早く送信され、１４０５２におけるピーク圧力が低くなる。一例では、充填行程と送出行程に関する平均圧力が異なるため、圧力オフセットの大きさは、充填行程と送出行程とで異なる。
【０１２７】
バルブ作動における遅延は固定値であり、圧力オーバーシュートは作動チャンバの容積（行程中に変化する）に反比例するため、図６１において観察することができるように、オーバーシュートも変化する。一般に、オーバーシュートは、作動チャンバ１４０２０の容積が最小の容積を有するとき、送出行程１４０６０の開始時および充填行程１４０７５の終了時に最大となる。充填行程および送出行程に関するオフセットは、行程中に変化する場合がある。一例では、オフセットの大きさは、送出行程の開始時に最大であり、オフセットが最小値に達するまで、各チャージサイクルで減少する。同じ例または別の例では、オフセットの大きさは、充填行程の開始時に最小であり、オフセットが最大値に達するまで、各チャージサイクルで増加する。オフセット値は、時間、チャージサイクル数、バルブ開口部（ｖａｌｖｅ  ｏｐｅｎｉｎｇｓ）、または行程中にバルブが閉鎖されたときの差圧の合計によって変化し得る。
【０１２８】
圧力制御アルゴリズム１４３００の別の例が図６４に示されている。アルゴリズム１４３００は、要素１４３５０、１４３７０、１４３８０、１４４５０、１４４７０および１４４８０を除いてアルゴリズム１４１００と同様であり、測定された圧力と目標圧力との間の差が平均圧力に置き換えられている。ブロック１４３５０および１４４５０において、圧力センサ１９６の測定値が、バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖される間に平均化される。ブロック１４３７０および１４４７０において、平均圧力、ＰＡＶＧがいくつかの所定のマージン内で目標圧力に等しい場合、ロジックは、平均圧力をゼロにした後、ブロック１４１１０、１４２１０にそれぞれ移行し、バルブＮ１、ＬＰ１を開放する。
【０１２９】
行程終了の検出
図６０に示されるようなポンプ２３ａを通過する流速および流量の正確または信頼できる決定は、行程終了（ＥＯＳ）を決定するための正確または信頼できるアルゴリズムに依存する。行程終了は、ダイヤフラム１４０２５がポンプ本体のキャビティを横切って移動し、ポンプ本体の壁の１つに到達したときに発生する。コントローラ１４０３５は、バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されたときに、圧力センサ１９６によって測定されたチャンバ圧力の大きさが低下しないことを観察することによって、壁に対するチャンバの状態を検出する。ダイヤフラム１４０２５がチャンバの壁に当接して移動することができず、従って、作動チャンバ１４０２０の容積を変更することができないので、チャンバ圧力は低下しない。
【０１３０】
ＥＯＳ検出アルゴリズムは、バルブの状態、チャンバの圧力、およびチャンバの圧力の変化率に基づいて、行程終了状態を検出する。このアルゴリズムは、空気圧駆動ダイヤフラムポンプに関するＥＯＳ状態を検出する。この場合、空気圧は、ポンプを圧力リザーバに接続する空気圧バルブ、ポンプに印加される空気圧を測定する圧力センサ、およびポンプおよび空気圧バルブと通信するコントローラによって制御される。一例では、ＥＯＳ検出は、空気圧バルブによって実行されるチャージサイクルの数および空気圧バルブが閉鎖されている間の圧力変化率に基づく。別の例では、ＥＯＳは、所定の数のチャージサイクルが発生し、圧力の大きさの変化率が所定の率よりも小さいときに宣言される。別の例では、ＥＯＳ検出は、所定の数のチャージサイクルが発生し、圧力が所定の範囲内にあり、圧力の大きさの変化率が所定の率よりも小さいときに宣言される。
【０１３１】
ここで図６０を参照すると、コントローラ１４０３５は、行程終了（ＥＯＳ）を検出した後、行程方向を送出から充填へ、または充填から送出へと変更する。行程終了アルゴリズムは、図６５に模式的に示され、図６１を参照して理解することができる。ＥＯＳアルゴリズム１４３００は、圧力制御アルゴリズム１４１００の一部として、ブロック１４１６０および１４２６０において実行されるか、またはＥＯＳアルゴリズムが並行して実行され得る。ブロック１４３１０は、圧力センサ１９６によって感知されるように、作動チャンバ内の圧力を監視する（図６０）。ブロック１４３２０において、現在の行程中に発生したチャージサイクルの数が、所定の数と比較される。所定の数を超えるチャージサイクルが発生した場合、ブロック１４３３０において、圧力の大きさの最小変化率（ｄＰ／ｄｔ）が所定の率（ｄＰＥＯＳ）と比較される。最小変化率が所定の率よりも小さい場合、ブロック１４３４０において、現在の圧力Ｐと目標圧力ＰＴとの間の差が評価される。差が所定の差ＤＰよりも小さい場合、ＥＯＳが宣言され、コントローラは、ポンプ行程、目標圧力を変更し、油圧バルブ１９２、１９３の状態を切り替える（本明細書で説明されている透析システム内のバルブは、マニホールドによって供給され、かつコントローラによって制御される圧力によって作動させることもできるダイヤフラムバルブであり得る）。チャンバ圧力と目標圧力との間の差が所定の差よりも大きい場合、コントローラ１４０３５は閉塞を宣言する。
【０１３２】
引き続き図６５を参照すると、ブロック１４３３０において、ｄＰ／ｄｔは作動チャンバ内の圧力の大きさの最小変化率である。いくつかの例では、最小変化率は、空気圧バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されている間にのみ決定される。いくつかの例では、圧力の大きさの最小変化率は、圧力値のローパスフィルタリングから導き出される。別の例では、所定の圧力変化率（ｄＰＥＯＳ）と比較される前に、圧力の大きさの変化率自体がローパスフィルタリングされる。
【０１３３】
閉塞検出
ここで図６０を参照すると、コントローラ１４０３５は、ポンプ２３ａの内外への流れにおける閉塞を検出するように構成することができる。ユーザインタフェースは、吸気ラインまたは出口ラインが閉塞されていることをアラートまたはアラームとして通知し得る。一例では、ユーザは、血液ライン２０３および２０４を検査して、ねじれ、圧迫、または他の閉塞要素に関して検査するように指示することができる。閉塞検出アルゴリズムは、血液回路の血栓症を防止する安全機能と考えることができ、または、水回路または透析液回路内の流体の流れの問題を特定することもできる。
【０１３４】
ポンプ入口および出口ラインの閉塞は、圧力センサ１９６から受信した情報に基づいてコントローラ１４０３５によって検出され、一方、作動チャンバ１４０２０は、圧力リザーバＮＥＧ、ＬＰＯＳから隔離されている。圧力センサ１９６は、作動チャンバ内の圧力を測定する。コントローラ１４０３５は、充填行程中の入口ラインの閉塞および送出行程中の出口ラインの閉塞を検出する。コントローラ１４０３５は、バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されている間に作動チャンバ内で発生する圧力の変化を合計する。コントローラ１４０３５は、単一のポンプ行程中の全てのチャージサイクルにわたる圧力変化の合計を、前の行程中の圧力差の合計および所定の値と比較することによって、閉塞の存在を判定する。コントローラ１４０３５はまた、行程終了が検出される前に完了したチャージサイクルの数、および／または作動チャンバ圧力と目標圧力との間の差に基づいて閉塞の検出を行い得る。
【０１３５】
ここで、図６６を参照すると、閉塞アルゴリズム１４４００は、ステップ１４４１０において開始するフローチャートとして示され、ここで、充填行程または送出行程のいずれかが、目標圧力を設定し、次にステップ１４４１５においてバルブＮ１、ＬＰ１（図６０）を開放することによって開始される。バルブＮ１、ＬＰ１は、ステップ１４４２０において閉鎖される。ステップ１４４２５において、コントローラは、空気圧バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖される間、圧力変化を合計する（ｄＰＳＵＭ）。圧力変化の合計（ｄＰＳＵＭ）は、複数のチャージサイクル１４４２７を含む行程全体にわたって合計される。一例では、コントローラ１４０３５は、前の時間ステップから現在の時間ステップへの圧力変化を決定する。空気圧バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖されている各時間ステップの間、Ｐｉ-１−Ｐｉを算出し、この圧力変化を、圧力変化の現在の合計に加算する。一例では、コントローラは、バルブＮ１、ＬＰ１が閉鎖してから再び開放されるまでの間の圧力変化を決定し、次に、この圧力変化を、ステップ１４４１０において行程が開始されてからの全ての圧力変化を含む圧力変化の合計（ｄＰＳＵＭ）に加算する。
【０１３６】
図６６を引き続き参照すると、閉塞アルゴリズム１４４００は、ステップ１４４２５において圧力変化の合計（ｄＰＳＵＭ）を更新した後、ステップ１４４３０において行程終了状態をチェックする。ＥＯＳが検出されない場合、コントローラ１４０３５は、ステップ１４４３５において、チャージサイクルが完了したかどうか、バルブを再び開放する時期であるかどうかを確認するようにチェックする。チャージサイクルの終了ステップ１４４３５は、現在の圧力、現在のチャージサイクル中の平均圧力、または現在のチャージサイクル中の目標圧力とチャンバ圧力との間の圧力差の積分値を含む（ただし、これらに限定されない）１つまたは複数のパラメータに基づいて行うことができる。ステップ１４４３５が、チャージサイクルが完了していないと決定した場合、圧力変化の合計は、ステップ１４４３５における次の時間ステップのために更新される。チャージサイクルが完了すると、空気圧バルブＮ１、ＬＰ１がステップ１４４１５において再び開放される。
【０１３７】
ステップ１４４３０において行程終了が決定されると、閉塞アルゴリズム１４４００は、ステップ１４４４０、１４４５０、１４４５５、１４４６０における複数の独立した閉塞テストに移行する。ステップ１４４４０は、ロジックを低感度のステップ１４４５０および高感度のステップ１４４４５に移行する。一例では、ステップ１４４４０は、血液ポンプ内の短い行程の変動性に起因して、血液ポンプのショート行程または部分的な行程に対して低感度を選択する。ショート行程では、ダイヤフラムはポッドポンプの内壁に当接するように駆動されない。代わりに、送出行程が短縮される。いくつかの医療用途では、ショート送出行程は、ダイヤフラム１４０２５とポッドポンプ２３ａの壁との間の血球への損傷を低減するのに有益である可能性がある。ショート行程はより大きな変動を有し、誤った閉塞検出を回避するために、ステップ１４４５０における低感度閉塞テストが推奨され得る。一例では、全ての非ショート行程動作に関して、ステップ１４４４０は、ロジックをステップ１４４４５に移行する。
【０１３８】
引き続き図６６を参照すると、閉塞アルゴリズム１４４００は、ステップ１４４４５において、丁度完了した行程中の圧力差の合計（ｄＰＳＵＭ）を、同じ方向における最後の良好な行程に関する圧力差の合計（ｄＰＧＯＯＤ）と比較する。一例では、同じ方向における２つの連続する行程が、最後の良好な行程（ｄＰｓｕｍ）の３０％未満であるｄＰＳＵＭを有するときに、閉塞が検出される。より一般的には、１つの行程が、最後の良好な行程（ｄＰｓｕｍ）の所定の割合未満であるｄＰＳＵＭを有する場合に、閉塞が検出される。一例では、３つ以上の行程が、最後の良好な行程（ｄＰｓｕｍ）の所定の割合未満のｄＰＳＵＭを有する場合に、閉塞が検出される。閉塞が検出されると、ロジックはステップ１４４７０に移行し、そこで、閉塞アラートまたはアラームがユーザインタフェース（ＵＩ）に送信され、一例では、ポンプが停止され得る。いくつかの実施形態では、ＵＩは、どのポンプおよびどこで入口または出口ラインが閉塞しているかを示す。１４４４５において閉塞が検出されない場合、ロジックはステップ１４４５５に移行する。
【０１３９】
図６６は、閉塞アルゴリズム１４４００が、低感度ステップ１４４５０において、丁度完了した行程中の圧力差の合計（ｄＰＳＵＭ）と、同じ方向における最後の良好な行程に関する圧力差の合計（ｄＰＧＯＯＤ）との比較を含む概要を示す。一例では、同じ方向における３つの連続する行程が、最後の良好な行程（ｄＰｓｕｍ）の１０％未満であるｄＰＳＵＭを有するときに、閉塞が検出される。一例では、１つの行程が、最後の良好な行程（ｄＰｓｕｍ）の第２の所定の割合未満であるｄＰＳＵＭを有する場合に、閉塞が検出される。代替的に、４つ以上の行程が、最後の良好な行程（ｄＰｓｕｍ）の所定の割合未満であるｄＰＳＵＭを有する場合に、閉塞が検出される。閉塞が検出されると、ロジックはステップ１４４７０に移行し、そこで閉塞アラートまたはアラームがユーザインタフェース（ＵＩ）に送信され、一例では、ポンプが停止される。一実施形態では、ＵＩは、どのポンプおよびどこで入口または出口ラインが閉塞しているかを示す。１４４５０において閉塞が検出されない場合、ロジックはステップ１４４５５に移行する。
【０１４０】
ステップ１４４５５において、コントローラ１４０３５は、同じ方向における１つまたは複数の連続する行程において、所定の数未満のチャージサイクルが発生するか、または圧力変化の合計（ｄＰｓｕｍ）が所定の限界（ｄＰｓｕｍ＿ｌｉｍｉｔ）未満であるかのいずれかの状態が発生した場合に、閉塞を検出する。一例では、いずれかの状態が同じ方向における３つの連続した行程において発生した場合に、閉塞が検出される。別の例では、いずれかの状態が２つの連続したサイクルで発生した場合に、閉塞が発生する。別の例では、チャージサイクルの所定の数は５である。別の例では、チャージサイクルの所定の数は、典型的な行程におけるチャージサイクル数の半分である。閉塞が検出されると、ロジックはステップ１４４７０に移行し、そこで、閉塞アラートまたはアラームがユーザインタフェース（ＵＩ）に送信される。一つの例示的な応答では、ポンプが停止される。コントローラは、どのポンプが影響を受けるか、および閉塞が入口ラインで発生したのか出口ラインで発生したのかを示すデータをＵＩに送信し得る。１４４５５において閉塞が検出されない場合、ロジックはステップ１４４６０に移行する。
【０１４１】
ステップ１４４６０において、コントローラ１４０３５は、作動チャンバ１４０２０内の圧力の大きさが所定の期間にわたって目標圧力よりも著しく大きい場合、閉塞を検出する。一例では、ステップ１４４６０は、作動チャンバ１４０４０内の圧力の大きさが、所定の期間にわたって目標圧力の大きさよりも６０ｍｍＨｇを超えて大きい場合に、閉塞を検出する。別の例では、ステップ１４４６０における所定の期間は、行程持続時間の２５％であり、行程持続時間は、行程の開始からＥＯＳ検出までの時間である。
【０１４２】
部分的な閉塞の検出
部分的な閉塞は、流量を制限し得るが、液体ラインにおける流れを妨げることはない。部分的閉塞または完全閉塞のいずれが検出されたかに応じて、血液透析装置の機能が変更され、かつ／またはユーザへのメッセージが変更され得る。コントローラは、最近の行程の流量と、その最近の行程の行程目標圧力とに基づいて部分的な閉塞を検出する。ポンプコントローラは、最後の行程の流量が所望の流量を下回った場合、所望の流量を達成するために目標圧力を変更し、次の行程のために目標圧力を増加させる。所与のポンプには最大目標圧力があり、この最大圧力は、圧力リザーバの圧力および／または所与のポンプの使用法の関数であり得る。一例では、最近の行程に関する目標圧力を最大値に設定したにもかかわらず、ポンプを通過する最近の流量が、所望の流量に達しない場合、部分的な閉塞を宣言することができる。別の例では、最近の行程に関する目標圧力が最大値に設定されているにもかかわらず、最近の行程の流量が所望の流量の７５％未満である場合に、部分的な閉塞を宣言することができる。血液透析システムでは、部分的な閉塞検出機能を血液ポンプに適用して、個人の血管アクセスまたは一組の血液ラインの配置に問題があるかどうかを判定することができる。
【０１４３】
血液フローメトリクス（Ｂｌｏｏｄ  Ｆｌｏｗ  Ｍｅｔｒｉｃｓ）
一実施形態では、コントローラは、体外または血液透析システムのユーザに、各ポンプの充填行程のコース中に血液フローメトリクス（静脈アクセスまたは動静脈瘻からの血液の流れの質または速度）の指標を提供するようにプログラムされ得る。例えば、治療中の血液ラインにおける血流の質または適切性の継続的な指標をユーザに提供するフローメトリック（ｆｌｏｗ  ｍｅｔｒｉｃ）値が、グラフィカルユーザインタフェースに送信され得る。ユーザインタフェース（例えば、電子タブレットなど）は、生のフローメトリックデータをユーザに提供することができる。別の実施形態では、フローメトリックは、１から５の範囲に比例してスケーリングされ得、値「５」は、例えば、優れたフローを表し、値「３」は、限界のフローを表し、値「１」は、閉塞したフローを表す。従って、指定された範囲のフローメトリック値を「１」から「５」までの設定値の各々にマッピングして、血液ラインにおける血流の適切性に関するユーザの解釈を簡素化することができる。他の実施形態では、フローメトリックは、例えば、移動棒グラフまたは拡大棒グラフ、ダイヤルゲージ、または一組の色付きライトなど、ユーザに対してグラフィカルに表示され得る。
【０１４４】
好ましい実施形態では、限界フローメトリックまたは準最適なフローメトリックは、コントローラにユーザへのアラートを発行させてもよく、その結果、ユーザは、血液ライン内の血流を改善しようと試みることができる（例えば、ラインを再配置する、ラインを直線状にする、血管アクセスカニューレを調整するなど）。コントローラは、ユーザが状態を修正できるように、ユーザに信号を送って、透析液ポンプを一時停止または停止する前に十分な時間の経過を提供することを含む、透析液ポンプを一時停止または停止する手順を開始するようにプログラムされ得る。充填行程中に低流量状態についてユーザにアラートを発行することができるため、ユーザによる適時の調整により、充填行程が終了する前に、フローメトリックを許容値に回復させることができる。代替的に、コントローラは、透析液ポンプを停止するように指示する前に、２回または３回（またはそれ以上）の連続する充填行程に対して準最適なフローメトリック値を可能にするようにプログラムされ得る。従って、ユーザによる低流量状態の適時の修正は、透析液のポンプ動作の中断を回避し、場合によっては治療の中断を回避し得る。一例では、コントローラは、３回の連続した充填行程の間に、フローメトリックが１５０（例えば、ｍｍＨｇ／秒におけるｄＰ／ｄｔとして）未満のままである場合、透析液ポンプを一時停止または停止するようにプログラムされ、５回の連続した血液圧送行程の間に、フローメトリックが２００を超えるまで、透析液ポンプを再始動しないようにプログラムされ得る。これらの実施形態のいくつかでは、コントローラは、透析液ポンプが停止されている間、血液ポンプが動作し続けることを可能にし、その結果、ユーザは、透析液ポンプを再始動させることを可能にする血流状態を回復する機会を有し、それにより、治療の早期終了を回避することができる。
【０１４５】
ここで図６０および図６２を参照すると、コントローラ１４０３５は、空気圧バルブＮ１が閉鎖されている間の作動チャンバの圧力に基づいて、充填行程中のフローメトリックを決定することができる。作動チャンバの圧力は、コントローラ１４０３５と通信している圧力センサ１９６によって測定される。一例では、コントローラ１４０３５は、バルブＮ１が閉鎖されている間の圧力センサ１９６からの信号の変化率に基づいてフローメトリックを決定することができる。別の例では、コントローラ１４０３５は、バルブＮ１が閉鎖されている間の行程中の作動圧力の最小変化率（即ち、コントローラによって検出された最低またはほぼ最低の圧力変化率）に基づいてフローメトリックを決定することができる。別の例では、コントローラ１４０３５は、行程終了信号を生成したチャージサイクルを除いて、行程中の作動圧力の最小変化率に基づいてフローメトリックを決定することができる。一例では、作動圧力の変化率は、ローパスフィルタを使用して各チャージサイクル中に決定され、各チャージサイクルに関する変化率の最小値は、フローメトリックを決定するために行程にわたってローパスフィルタリングされる。
【０１４６】
図６７は、フローメトリックアルゴリズム１４５００を、血液ポンプ（図６０における２３ａ）を使用した「充填行程の開始」で開始されるフローチャートとして示している。上流バルブ１９２が開放され、下流バルブ１９３が閉鎖される。充填行程は、ステップ１４５１５において空気圧バルブＮ１を開放し、ステップ１４５２０においてバルブＮ１を閉鎖して、血液ポンプ２３ａの作動チャンバ１４０２０内に所望の負圧または周囲圧力未満の圧力を発生させることによって継続する。作動チャンバ１４０２０内の負圧は、血液をアクセス部位からチューブ２０３を通って血液ポンプ２３ａのポンピングチャンバに引き込む。作動チャンバ１４０２０内の負圧の大きさは、充填ポンプチャンバが作動チャンバ１４０２０内のガスを膨張および圧縮するにつれて減少する。負圧の大きさのこの減少は、圧力センサ１９６によって感知され、ステップ１４５２５においてコントローラ１４０３５に通知される（図６７）。コントローラは、データを分析し、（任意選択的に）ローパスフィルタ（ＬＰＦ）機能を使用して、ステップ１４５３０において作動チャンバ内の圧力の変化率（ｄＰ／ｄｔ）を決定する。チャージサイクルの終了が発生した場合、ステップ１４５３５は、行程終了（ＥＯＳ）が決定されるステップ１４５４０にロジックを移行させる。チャージサイクルの終了が発生していない場合、ロジックは１４５２５に移行され、そこで圧力信号が引き続き監視される。ステップ１４５４０においてＥＯＳが検出されない場合、コントローラは、ステップ１４５４５において、バルブＮ１が閉鎖される間のｄＰ／ｄｔの最小の大きさを決定する。次に、コントローラによって検出された現在のチャージサイクルの最小または最低のｄＰ／ｄｔがＬＰＦで使用されて、ステップ１４５５０において充填行程に関する最小ｄＰ／ｄｔが更新され、ステップ１４５１５においてバルブＮ１が再び開放されて次のチャージサイクルが開始される。ステップ１４５４０においてＥＯＳが検出された場合、ロジックはステップ１４５５５に移行して、そこでポッドコントローラ１４０３５は、最小ｄＰ／ｄｔをコントローラに報告し、コントローラは、最小ｄＰ／ｄｔ値を、ユーザインタフェース（ＵＩ）上に表示される、より容易に理解できるインジケータに変換する。ＵＩは、タブレットコンピュータなどのグラフィカル表示ユニットであり得る。インジケータは、摂取血液ラインおよびアクセスのフローメトリックである。一例では、最小ｄＰ／ｄｔ値は、１から５までの値として表示され、ここで、１は閉塞アクセス、３は限界アクセス、５は流れが自由なアクセスである。ここで、アクセスとは、針またはカニューレのシステム、針またはカニューレの配置、および針またはカニューレに対する入口でのフローの制限を意味する。一例では、フローメトリックは、２５ｍｍＨｇ／ｓ未満の最小ｄＰ／ｄｔに対して１であるか、または閉塞状態であり、フローメトリックは、２５〜５０ｍｍＨｇ／ｓの最小ｄＰ／ｄｔに対して２であるか、または不十分であり、フローメトリックは、５０〜７５ｍｍＨｇ／ｓの最小ｄＰ／ｄｔに対して３であるか、または限界であり、フローメトリックは、７５〜１００ｍｍＨｇ／ｓの最小ｄＰ／ｄｔに対して４であるか、または良好であり、フローメトリックは、１００〜１２５ｍｍＨｇ／ｓの最小ｄＰ／ｄｔに対して５または優れている。ステップ１４５５５においてＵＩ上にフローメトリックを表示することに加えて、ステップ１４５６０におけるフローメトリックアルゴリズム１４５００は、フローメトリックを評価し、フローメトリックが所定の行程数または期間を超えて所定の値を下回ったままである場合、ユーザ１４５７０に対してアラートを発行する。一例では、ステップ１４５６０は、３回の連続する充填行程が５０ｍｍＨｇ／秒の値を下回るｄＰ／ｄｔを有する場合、ステップ１４５７０においてアラートを発行する。この場合、フローメトリックまたは最小ｄＰ／ｄｔに関係なく、ロジックは、ステップ１４５８０における血液ポンプの送出行程に移行し、次いで、ステップ１４５１０における充填行程を開始するために戻る。
【０１４７】
浄水装置との相互作用
血液透析装置または装置（ＨＤＤ：ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ  ｄｅｖｉｃｅ）は、透析液をミキシングし、透析治療の前後にＨＤＤを殺菌するためにＨＤＤシステムに水を供給する浄水装置（ＷＰＤ：ｗａｔｅｒ  ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）と相互作用し、通信するように構成することができる。従来の開示（例えば、米国特許出願公開第２０１６／００５８９３３号明細書を参照）では、一連のメッセージおよびデータは、ＨＤＤコントローラとＷＰＤコントローラとの間で交換され得る。より合理化されたアプローチでは、２つのデバイス間の相互作用のタイプを制限することができ、代わりにＷＰＤの事前にプログラムされた機能または自律的な機能に依存する。一例では、ＷＰＤは、水蒸気圧縮／蒸留装置とすることができる。代替的または追加的に、半透膜濾過、逆浸透、紫外線照射、木炭吸着、またはこれらの任意の組み合わせなどの他の浄水装置および方法を使用することができる。
【０１４８】
ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤに、常温水生成を開始するコマンドを表す開始信号を送信するように構成でき、ＷＰＤは、独立してプログラムされたプロセッサに従って進行する。これは、透析液のミキシングおよび治療のために浄水をＨＤＤに送給する場合に典型的に使用されるモードである。ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤに、ＷＰＤの事前にプログラムされたプロセスに従って熱水の生成を開始するコマンドを表す熱水の開始コマンドを送信することもできる。これは、ＷＰＤの殺菌手順を実行するために通常使用されるモードである。ＷＰＤとＨＤＤとを接続するライン（ＨＤＤの給水ライン）およびＨＤＤ自体は、１つまたは複数のＨＤＤコントローラにプログラムされた処理を使用して殺菌することができる。
【０１４９】
ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤに、スタンバイモードまたはスタンバイ状態、あるいはアイドルモードまたはアイドル状態のいずれかに入るように指示することもできる。水蒸気圧縮／蒸留装置において、アイドル状態は、ポンプまたはコンプレッサーの一時停止、ヒータのオフ、バルブの閉鎖、制御ループおよび水位コントローラの非アクティブ化を含み得る。スタンバイモードまたはスタンバイ状態により、ＷＰＤは比較的迅速に浄水を生成することができる。任意選択的に、蒸気／蒸留システムにおいて、これは、浄水システムに水を充填し、浄水の生成を開始できるポイントまで水を加熱すること、ベントバルブを制御して低圧蒸気温度目標を維持すること、ならびに、任意選択的に、リザーバを充填するのに十分な水を生成すること、または代替的に、生成した過剰な水を排水することを含み得る。ＷＰＤが非アクティブ（オフ）状態またはアイドル状態から始動している場合、ＨＤＤコントローラは、任意選択的に、ＨＤＤが給水を受けると予想する時間までに、ＷＰＤが水を生成することを可能にするために、コマンドを十分早く送信するようにプログラムすることができる（いくつかの場合、これはコールドスタートまたはアイドルモードからのスタートから約２時間、またはスタンバイモードからわずか約１０分程度になることもある）。ほとんどの場合、ＨＤＤコントローラは、２つのシステムが通信を確立したとき、または一方または両方のシステムの電源をオフにした後に再起動したときに、アイドル状態のＷＰＤをスタンバイモードにするように指示する。これは、エラー状態にフラグが立てられている場合は発生し得ない。
【０１５０】
給水中、ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤに停止信号を送信して、ＷＰＤにスタンバイ状態に入るように指示することができる。この場合、スタンバイ状態は、比較的短い時間内（例えば、ＨＤＤからＷＰＤにスタートコマンドまたは再開コマンドが送信されてから約１０分以内）にＨＤＤによる指示に基づいて水を供給することができるように、水の生成または浄水を十分にアクティブに維持するＷＰＤの自律機能である。他の処理の中で、これは、浄水システムに水を充填し、浄水の生成を迅速に開始できるポイントまで水を加熱することを含み得る。
【０１５１】
ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤに殺菌開始コマンドを送信することもでき、これは、通常、透析治療の終了後、またはＨＤＤとの治療セッションの間の時間中に行われるようにスケジュールされている。この場合、ＷＰＤは自動熱水生成モードに入る。典型的なシーケンスでは、ＨＤＤは最初にＷＰＤに水生成モードへの移行を指示し、次に、ＷＰＤが水生成モードに入ったことを通知すると、殺菌モードへの移行を指示する。ＷＰＤによって生成された水が所定の温度（例えば、９０度Ｃ）に達すると、ＨＤＤコントローラに信号が伝達され、ＨＤＤは入口ラインの殺菌手順を開始する。入口ラインは、分岐点がＨＤＤをドレインまたはＨＤＤのミキシング回路への流路に接続する前のＨＤＤ内の流路を含む（この分岐点を超えると、ＨＤＤの内部流路は、「閉鎖端」なしでプログラムされた熱水または化学殺菌剤の循環によって殺菌することができる）。この状態では、ＷＰＤの出力ポートまたは出力ラインをＨＤＤの入力ポートまたは入力ラインに接続している全てのチューブも殺菌される。
【０１５２】
ＨＤＤのコントローラは、ＷＰＤ−ＨＤＤ接続ラインおよび流路を所定の最小温度で所定の最小時間にわたって殺菌するようにプログラムすることができる。例えば、殺菌温度は、３５分の最小時間の間、８５度Ｃに設定することができる。温度は、ＨＤＤの水入口ラインに配置された温度センサによって測定することができる。ＨＤＤシステム内の温度センサの数を減少させるために、入口水温センサは、好ましくは、ＨＤＤシステムの殺菌中にＨＤＤ流路を循環する殺菌液の温度を監視することができるＨＤＤ流路内の位置に配置することもできる。温度センサに到達する前に流入する水の移動距離に応じて、水がセンサに到達する前の熱損失を考慮して、最小殺菌温度を任意選択的に調整することができる。
【０１５３】
図６８は、前の適用で説明した血液透析システムに関する流体流路の概略図を示している。セクションＡはシステムの血流経路を表し、セクションＢは透析液のバランス調整および透析器送出セクションを表し、セクションＣは透析液の貯蔵、加熱、限外濾過のセクションを表し、セクションＤは水入口と透析液のミキシングセクションを表す。水入口ライン４００は、外部から水源に接続するように構成される。本実施形態では、水源は、水蒸気圧縮／蒸留装置などの浄水装置（ＷＰＤ）を含む。参照を容易にするために、本明細書では、水入口ライン４００は、ＷＰＤの浄水出口と、ＨＤＤ水入口ラインがＨＤＤの内部流路へのバルブ接続を有するポイント４０２との間の水ライン接続全体を表すことを意味する。実際には、このデバイス間水ラインは、１つまたは複数のコネクタまたはバルブを備え得る。しかしながら、殺菌の目的で、水入口ライン４００は、装置間水ライン全体を含むものと見なすことができる。
【０１５４】
ＷＰＤおよび図示のＨＤＤの内部流体流路は、徹底的なかつ完全な殺菌プロセスを実現するように構成することができるが、ＷＰＤをＨＤＤに接続する水入口ラインおよび／またはデバイス間ラインの殺菌には特別な注意が必要である。水入口ライン４００は、ＨＤＤ内部流路へのバルブ接続４０２を有し、このデバイス間流体接続（ＷＰＤ出口ラインおよびＨＤＤ入口ライン）は、化学的または熱的のいずれかの徹底的な殺菌の目的で閉鎖端になることに留意されたい。この状態は、ＷＰＤの出口ラインにも反映される。ＨＤＤ透析液ヒータは、ＨＤＤ入口ライン、ＷＰＤ出口ライン、そしてＷＰＤのドレイン接続へと逆方向に１つまたは複数の透析液ポンプによって圧送される水を加熱するために使用することができるが、浄化熱水（または適切な化学殺菌剤を含む水）がＷＰＤによって生成され、かつ通常の順方向にＨＤＤに送られ、殺菌液がＨＤＤのドレインライン４０４に排出されることがより効率的であり得る。
【０１５５】
図６９は、ＨＤＤシステムの流路のセクションＤの部分の分離図を示している。温度センサはライン４００に配置することができるが、流入する水の温度を監視するためのみに機能する。殺菌の目的で、流入する加熱水を直接ドレイン４０４に送ることができるが、この流路はＷＰＤ内に配置された水ポンプの動作に依存する。他方、温度センサ４０６は、水ポンプ４１０に接続された内部ライン４０８に配置することができ、これは、ライン４００および４０８を通して水を移動させるのに必要なポンプ作用を提供することができる。このセンサは、ＨＤＤシステム内の様々な内部流路の殺菌中の液体の温度を監視するためにも使用することができる。図６８におけるセクションＣからの加熱液体は、水ライン４０８を介してセクションＤ内の流路に送ることができる。図６９の図示したシステム（図６８も参照）内に水ポンプ４１０を組み込んだ入口ライン殺菌流路は、透析液ミキシング経路内の導電率／温度センサ４１２、４１４を介して導かれ、その後、バルブ４１８を閉鎖させ、バルブ４２０を開放させることによって透析液タンク４１６をバイパスするようにし、これによって、ドレインライン４０４に導かれる。代替の実施形態では、殺菌液の温度の監視は、水入口ライン４００または４０８に温度センサを追加することなく、透析液をミキシングする目的で既に設置されている既存の温度センサ（即ち、センサ４１２またはセンサ４１４）を使用して行うことができることにも留意されたい。これらの全ての場合において、能動的に管理されたバルブまたは受動的な逆止バルブのいずれかが、殺菌液がドレインライン４０４に導かれることを確実にする。
【０１５６】
一実施形態では、図７０に示されるように、殺菌手順の開始は、最初に、ＨＤＤコマンド４５０がＷＰＤに通常の水生成を開始させることを含み得る。これに続いて、ＨＤＤはＷＰＤからの水で流路のプライミングを開始する（４５２）。次に、ＨＤＤは、必要な殺菌温度に加熱された水を生成するようにＷＰＤに指示する（４５４）。任意選択的に、ＷＰＤが加熱水を生成する温度は、ＷＰＤとＨＤＤを相互接続するラインに対して指定された最小殺菌温度よりも高い。これは、相互接続ラインを通過する際の水の熱損失を考慮しているためである。例えば、最小殺菌温度が８５度Ｃの場合、ＷＰＤはその出口において９０度Ｃの水を生成するようにプログラムされ得る。任意選択的に、ＨＤＤは、内部ヒータ（例えば、図６８に示すヒータ４１１）を使用して独自の熱水生成を開始するようにプログラムされ得る（４５６）。これは、デバイス間ライン４００が殺菌された後に自身の殺菌を実行するようにＨＤＤを準備し、ＨＤＤハウジング内の高い周囲温度を維持して、デバイス間ライン４００の殺菌中の熱損失を制限するのに役立つ。ＨＤＤとＷＰＤの両方が個々の流体流路を所定の温度まで加熱すると、ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤに、製品の出口ラインからＷＰＤをＨＤＤに接続するデバイス間ライン（入口ライン４００）への加熱水の供給を開始するように指示することができる（４５８）。
【０１５７】
水殺菌温度は、殺菌期間中に変化し得る。任意選択的に、ＨＤＤのコントローラは、測定された温度がコントローラにプログラムされた最小殺菌温度に達するか、それを超える時間を追跡するようにプログラムすることができる。
【０１５８】
図７１に示されるように、任意選択的に、デバイス間ライン４００の殺菌カウンターを開始する前に、ＨＤＤコントローラは、ＨＤＤ内部ポンプおよび関連するバルブの制御を開始して、ＷＰＤから流入する加熱水を所定の期間循環させて、殺菌用流路を熱水で完全に充填する（４６０）。デバイス間ラインに加えて、一例では、この流路は、透析液タンク４１６に導くが、１つまたは複数のバルブ４１８、４２０によってドレイン４０４に迂回されるラインを介して殺菌水をミキシング回路内の水ポンプ４１０を介して導くＨＤＤ内の流路を含み得る（例えば、図６９を参照）。一例では、ＨＤＤコントローラは、デバイス間ライン殺菌カウンターが開始される前に、約２分間の間、ＷＰＤからＨＤＤドレインに加熱水を導く。
【０１５９】
ＨＤＤコントローラは、所定の最小殺菌温度（例えば、７８度Ｃ）を含むようにプログラムされ得る。この温度が温度センサ（例えば、センサ４０６、またはセンサ４１２または４１４）によって検出されると、コントローラは、殺菌タイマー４６２を始動する。この最小殺菌温度が所定の最小殺菌時間（例えば、３５分）の間維持されると（４６４）、コントローラは、デバイス間ライン４００の殺菌が完了したことを宣言し得る。検出された温度が最小殺菌温度以上である限り、殺菌タイマーは更新される（４６４）。
【０１６０】
任意選択で、コントローラは、検出された温度が最小殺菌温度よりも低いが、所定の低温閾値（例えば、７０度Ｃ）以上である時間を累積するタイマー４６６を含むようにプログラムされ得る。所定の低温タイムアウト値に達した場合（例えば、殺菌サイクルをタイムアウトするための１０分）、コントローラは、ユーザインタフェースにアラームを通知し、ＷＰＤに水生成を一時停止する（４６８）ように指示し得る。任意選択で、コントローラはまた、検出された温度が所定の低温閾値（例えば、７０度Ｃ）よりも低い場合に、アラームを通知し、ＷＰＤに水生成を一時停止する（４６８）ように指示するようにプログラムされ得る。
【０１６１】
デバイス間ライン４００の殺菌が成功した場合（４７０）、ＨＤＤコントローラは、水入口ラインバルブ４０２を閉鎖し、ＷＰＤに殺菌手順を開始するように指示し、ＨＤＤ殺菌手順を開始することができる。デバイス間ライン４００の殺菌が失敗した場合、ユーザに通知され、ＷＰＤは、水の生成を一時停止する（４６８）ように指示される。ＨＤＤコントローラは、これらの状況下で、任意選択的に、その流路の再プライミング手順を開始し、殺菌タイマーを４７２にリセットする。次に、ＨＤＤコントローラは、殺菌手順を再試行するか否かのユーザ入力を待つ（４７４）ことができる。再試行しない場合、ＨＤＤは、任意選択的に、サービスコールを開始することができる（４７６）。コントローラは、ユーザインタフェース上にユーザに適切な指示を提供するか、インターネット通信リンクを介してリモートサーバおよびサービスセンターに適切なメッセージを自動的に送信するように構成することができる。
【０１６２】
ＨＤＤコントローラは、水源水がシステムに流入し、システム内のフィルタを通過するフラッシュモードをＷＰＤに指示し得る。これは通常、フィルタの交換後に実行される。フィルタ（例えば、カーボンフィルタ）の交換が指示されている場合、ＨＤＤコントローラは、最初にＷＰＤにアイドル状態に入るように指示し、続いて、ＷＰＤがフィルタを交換する準備ができていることをグラフィカルユーザインタフェース上にユーザに対してアラートを発行する。ユーザがこのタスクの完了を指示すると、ＨＤＤは、ＷＰＤにスタンバイ状態に入るように指示し、続いて、フラッシュモードを実行する。ＨＤＤは、このタスクの完了時にスタンバイ状態へ復帰するように指示するため、治療の開始時に水生成状態を迅速に開始することができる。フィルタの品質のより信頼性の高い表示を確実にするために、流体サンプリングの前にフラッシュモードを指示することもできる。また、ＷＰＤシステムが所定の期間を超えてアイドル状態またはスタンバイ状態にあった場合に、指示してもよい。
【０１６３】
ステータスメッセージは、ＨＤＤシステムコントローラアーキテクチャの水層（Ｗａｔｅｒ  Ｌａｙｅｒ）とＨＤＤシステムコントローラアーキテクチャの治療層（Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｌａｙｅｒ）との間で送信され得る。水層がＷＰＤから受信できる例示的なメッセージは、以下を含み得る。
【０１６４】
−ＷＰＤの現在の動作状態
−現在のＷＰＤの識別コードまたは識別子
−ＷＰＤフィルタが設置された日付
−フィルタを交換する必要があるかどうか
−ＷＰＤとの通信が途絶えているかどうか
−ＷＰＤが動作エラーを示しているかどうか
−ＷＰＤがフェイルセーフエラーを示しているかどうか
−ＷＰＤが最後に殺菌されてからの時間
−ＷＰＤを殺菌する必要があるかどうか
−ＷＰＤシステムコントローラにインストールされているソフトウェアバージョン
ＷＰＤの動作状態に関するステータスメッセージは、以下の１つまたは複数を含み得る。
【０１６５】
−ＷＰＤアクティブ（ＨＤＤとは独立）；ＨＤＤとＷＰＤとの間の通信リンクの開始により、ＨＤＤはＷＰＤにスタンバイ状態に入るように指示する。
−アイドル時のＷＰＤ；製品バルブが閉鎖されている。
【０１６６】
−スタンバイ時のＷＰＤ；製品バルブが開放されている。
−ＷＰＤは常温水を生成する；製品バルブが開放されている。
−ＷＰＤはフィルタの交換を待っている；製品バルブが閉鎖されている。
【０１６７】
−ＷＰＤはフィルタ交換後にラインおよびフィルタをフラッシングする。
−ＷＰＤは熱水を生成する；温度に達すると製品バルブが開放する。
−ＷＰＤは殺菌を行う；製品バルブが閉鎖されている。
【０１６８】
−ＷＰＤはテスト用の水サンプルを生成する（例えば、クロラミンテスト）；製品バルブが閉鎖されている。
−ＷＰＤはテスト用の水サンプルを送出するためのＧＵＩでのユーザ入力を待っている。
【０１６９】
−ＷＰＤはフェイルセーフ状態である；製品バルブが閉鎖されている。
好ましくは、ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤが別の処理を実行していないときは常にスタンバイモードを維持するようにＷＰＤに指示する。別の処理（例えば、殺菌）中であれば、ＨＤＤコントローラはこの処理が完了するのを待つ。ＷＰＤがスタンバイモードに入ると、ＨＤＤコントローラは、ＷＰＤがフィルタフラッシング処理を行うべきかどうかを確認するようにチェックし得る。行うべきである場合、ＷＰＤは、フィルタフラッシュ処理を開始する。また、例えば、フィルタ交換後にフィルタフラッシュが完了する前に電源が遮断された場合、ＨＤＤは、フィルタフラッシュ処理を指示し得る。
【０１７０】
任意選択的に、治療のための水生成を開始する前に、ＨＤＤは、クロラミンなどの様々な汚染物質についてＷＰＤからの生成水をサンプリングすることをユーザに要求するようにプログラムされ得る。ＨＤＤは、ＷＰＤに水サンプリング状態を開始するように指示し得る。ＷＰＤがサンプリングの準備完了状態を示すと、ＨＤＤは、水サンプルを収集してテストするようにユーザに対してアラートを発行する。サンプルがテストに合格したことをユーザが示した場合、ＨＤＤはＷＰＤに治療のための水生成を開始するように指示し得る。サンプルがテストに失敗したことをユーザが示した場合、ＨＤＤは任意選択的にＷＰＤをスタンバイ状態に入るように指示し得る。
【０１７１】
水の生成中にＷＰＤから発生したエラーは、ＨＨＤに通知することができ、その後、ＨＨＤは、エラー状態を確認してインタフェース（例えば、ＨＤＤインタフェース）を介してユーザにアラートを発行するように指示を送信し得る。次に、ＷＰＤコントローラは、水の生成を再開するか、スタンバイ状態に移行するかのユーザからの指示を待つ。フェイルセーフエラー状態は、通常、ＷＰＤ動作を停止し、ＨＤＤに治療終了手順を開始するように通知する。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図３Ａ−３Ｂ】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図５Ａ−５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【国際調査報告】
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