Die Schnittstellen des extrakorporale Bluttransports zum Patienten sind sog. Shunts, an denen das Serum dem Patienten arteriell entnommen und venös zurückgegeben wird (kontinuierlicher Blutfluss).
Steht nur ein Shunt (eine Punktierungsstelle) zur Verfügung, erfolgt der extrakorporale Blutfluss nicht kontinuierlich, sondern diskontinuierlich (Single Needle). In der Entnahmephase wird an der Punktierungsstelle Serum bis zu einem bestimmten Volumen oder einem bestimmten Betrag des extrakorporal aufgebauten Drucks entnommen (Durchströmen des Dialysators), anschließend wieder reinfundiert; bei Doppelpumpenmaschinen steht dafür eine zweite Blutpumpe zur Verfügung. Praktisch strömt während eines solchen Zyklus' nahezu das ganze entnommene Serum durch den Dialysator. Dieser Ablauf wird durch einen Zustandsautomaten gesteuert, wobei wahlweise die relevanten Blutflussvolumina bzw. die sich einstellenden Drücke alternativ zum Umschalten der Phasen oder zum Überwachen des Vorganges (neben Timeouts) benutzt werden.
Der Transport des Serums wird durch eine Schlauchpumpe realisiert mit einem Silikonschlauchsegment als Bestandteil des Blutschlauchsystems (Verbrauchsmaterial). Dabei wird pro Umdrehung der Schlauchpumpe ein relativ konstantes Volumen gefördert, lediglich bei hohen Unterdrücken sind die Pumpenschlauchsegmente nicht mehr in der Lage, auf ihr Ausgangsvolumen zu expandieren. Liegen diese Drücke an der physiologischen Grenze kann auf eine druckabhängige Korrektur der Blutflussberechnung verzichtet werden.

Um Kontinuität des Blutflusses und die Einhaltung des physiologischen Druckbereichs zu überwachen, wird an mehreren Stellen im Blutschlauchsystem der Druck des extrakorporal geführten Blutes gemessen. Die Blutdruckwerte werden in äquivalente Luftdruckwerte umgewandelt und als solche von den Sensoren erfasst; die Sensoren sind durch Schutzfilter vom Serum getrennt.

Die Blut-(Transport)pumpe(n) werden von einem DC-Motor getrieben, über deren Antriebsgeschwindigkeit wird der Blutfluss durch das extrakorporale System geregelt.

Die Regelstrecke besteht aus einem elektrischen und mechanischen Teil: Für den elektrischen Teil gilt die Spannungsbilanz (bereits Laplace-transformiert): uA-u0 = sLA*iA + RA*iA (mit der Ankerspannung uA, Generatorspannung u0, Widerstand/Induktivität des Ankerkreises RA,LA und dem Ankerstrom iA)

Für die Modellierung des mechanischen Teil ist die Drehmomentbilanz herenzuziehen: MA-ML = sJ*n + kR*n (mit dem Drehmoment MA, Trägheitsmoment J, Reibungskoeff. kR, Lastmoment ML, Drehgeschwindigkeit n)

Ist der Motorstrom iA messbar, so lassen sich Strom und Drehgeschwindigkeit entkoppelt in zwei kaskadierten Systemen behandeln: Den inneren Kreis bildet ein Stromregler, wobei hier sowohl die elektrische Zeitkonstante als auch (über die Generatorspannung) die mechanische Zeitkonstante wirkt (pT2). Da die Drehgeschwindigkeit der Generatorspannung proportional ist, kann diese als Störgröße näherungweise herausgerechnet werden, wodurch sich wieder pT1-Verhalten des Systems ergibt.

Werden mechanische Verluste bei der Berechnung der Führungsübertragungsfunktion vernachlässigt, ergibt sich für die mechanische Strecke einfach integrierendes Verhalten. Hier kann beider Dimensionierung des Drehzahlreglers beispielsweise die Methode des symmetrischen Optimums angewendet werden.

Im Falle des Ausfalls der Netzspannung wird, sofern keine Notstromaggregate verfügbar sind, der Blutfluss noch einige Zeit aufrechterhalten, damit auch bei größerer Zahl parallel laufender Maschinen dem Personal genügend Zeit zum Abschließen der Patienten bleibt.
Um im Akkubetrieb den Bluttransport möglichst lange aufrecht erhalten zu können wurde das Design insbesondere der Hauptverbraucher der Bluttransportsystems, der Antrieb und die venöse Sperrventil (aus Sicherheitsgründen geöffnet bestromt) unter dem Aspekt des Stromverbrauchs entworfen.

In diesem Zusammenhang wurde die PWM-Ansteuerung von Induktivitäten im Einquadrantenbetrieb untersucht und der einfache Kurzschlusskreis über eine schnelle Diode mit einer rückspeisungsfähigen Schaltung (Rückspeisung mit zwei Halbleiterschaltern auf die Kapazität eines Zwischenkreises) verglichen; zwischen beiden Stellgliedern waren signifikante Unterschiede des Streckenverhaltens festzustellen.

Außerdem wurde das Verhalten der unterlagerten Stromregler sowohl im Antriebskreis als auch bei der Ventilansteuerung untersucht; wegen der Rückwirkung der Last auch auf das Stromreglerverhalten zur Ventilansteuerung ist auf ausreichende Phasenreserve des offenen Kreises (Frequenzgangentwurf) bzw. Verstärkungsreserve des geschlossenen Kreises (WOK-Entwurf) zu achten.