用於體外血液處理的設備的製作方法

2023-05-27 04:50:01 1

用於體外血液處理的設備的製作方法
【專利摘要】描述了一種用於體外血液處理的設備（1），包括處理單元（2）、體外血液迴路（8）、置換液輸注線（9、9a、9b）、連接到第二腔室（4）的入口的透析線、液體排出線（10）。設備還包括用於確定與患者的血液體積（BV%）有關的第一參數、與超濾流速（UFR）或患者的體重減輕速率（WLR）有關的第二參數、與穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率或者鈉濃度有關的第三參數（Cd、Na）、與輸注流速（QINF）有關的第四參數的傳感器。最後，設備包括控制單元，該控制單元用於執行用於調整血液體積變化（BV%）的控制過程（50）、用於向值施加使得對流交換能夠最大化的跨膜壓（TMP）的設定序列（200）。
【專利說明】用於體外血液處理的設備[0001 ] 本發明涉及用於體外血液處理的設備。
[0002]用於體外血液處理的設備包括至少一個處理單元(例如，透析器或者濾過器或者超濾器或者血漿濾過器或者另一種類型的濾過單元)，處理單元具有將處理單元分隔為兩個腔室的半滲透膜。體外血液迴路使得從患者移除的血液能夠在第一腔室的內部循環。同時並且通常在相對於血液的逆流方向上，使處理液通過處理單元的第二腔室中的適當迴路進行循環。稱為透析設備的這種類型的用於血液處理的設備可以用於從遭受腎衰竭的患者的血液移除過量溶質和液體。
[0003]稱為血液濾過或血液透析濾過設備的特定類型的用於血液處理的設備包括預先布置的將置換液傳輸到體外血液迴路中的輸注線的存在。輸注線或多條輸注線連接到相對於處理單元的上遊和/或下遊。
[0004]可以按照多種方式控制以上描述的血液處理設備。
[0005]例如，可以在體積上控制該設備，諸如沿著各條液體傳輸線具有預定的流速。
[0006]另選地，可以控制該設備使得跨膜壓(在此指示為TMP)遵循設定值。申請W02005IB01482例示了用於將TMP值設定到使超濾流速最大化並且因此使輸注到患者中的液體的體積最大化的級別的設備和處理。這個方案的優點在於其將超濾和輸注的流速最大化，因而使通過膜的對流交換最大化，並且因而淨化血液使其不含不期望的顆粒。
[0007]儘管以上引用的公開提供了用於設定TIM的有利的過程，但從患者提取液體不總是對應於對於患者舒適的處理。
[0008]還已知例如在專利文獻EP778783中描述的技術方案，其中控制用於血液處理的設備，使得通過同時控制透析液(即，到處理單元的第二腔室的入口的液體)的電導率和體重減輕速率，將兩個參數(即血液體積變化和體重減輕速率)維持在可接受範圍內。儘管這種類型的控制給經受處理的患者帶來益處並且使得在單次處理中達到了兩個目標，但是應注意的是，文獻EP778783的方法的使用本質上限於用於血液透析的設備，因而具有較差的對流交換能力。

【發明內容】

[0009]本發明的目的是使得用於血液處理的設備可用，即使在存在高對流交換的情況下，即，在處理期間存在用於輸注相對高量的置換液的輸注線的情況下，仍能夠高效地操作，並且同時確保高程度的患者舒適度。
[0010]本發明的進一步的目的是使得能夠控制對流交換並且同時還控制在處理下要傳送到患者的體重減輕以及血漿鈉電導率和濃度的設備可用。
[0011]本發明的附加目的是提供一種能夠按照簡單且迅速的方式確定TMP的設定值並且如果可能則能夠增加與患者交換的液體的體積、同時避免與處理期間旨在提高患者舒適度的任何其它控制相衝突的設備。
[0012]本發明的另一個目的是提供一種儘管加速針對TMP設定的搜索序列然而能夠安全地操作的設備。[0013]通過如所附的權利要求中的一項或者更多項的用於血液處理的設備，基本上獲得以上指出的目的中的至少一項。
[0014]現在描述本發明的一些方面。
[0015]在第一方面中，一種用於體外血液處理的設備，包括:至少一個處理單元，該至少一個處理單元具有被半滲透膜彼此分隔的至少一個第一腔室和至少一個第二腔室；至少一條血液移除線，所述至少一條血液移除線連接到第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液；至少一條血液返回線，所述至少一條血液返回線與第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者(血液移除線、血液返回線和第一腔室為體外血液迴路的部分)；至少一條置換液輸注線，所述至少一條置換液輸注線與體外迴路相連接或者可與患者直接連接；可選地，透析線，所述透析線連接到第二腔室的入口 ；至少一條液體排出線，所述至少一條液體排出線連接到第二腔室的出口端；傳感器裝置。
[0016]所述傳感器裝置被定位且配置為確定:
[0017]-與患者的血液體積BV%有關的第一參數；
[0018]-與從包括以下各項的組選擇的參數有關的至少一個第二參數:穿過所述膜的超濾流速UFR、患者的體重減輕速率WLR、累計體重減輕WL ；
[0019]-與穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率有關的或者穿過透析線和/或輸注線的液體的鈉或者另一預定物質的濃度有關的第三參數CcUNa ；
[0020]-與穿過輸注線的置換液的輸注流速Qinf有關的第四參數。
[0021]所述設備還包括控制單元，所述控制單元連接到所述傳感器裝置並且被配置為執行控制過程，該控制過程包括:
[0022]-從所述傳感器裝置接收參數的測量值，
[0023]-使用測量值和在預定處理時間中在患者中要達到的血液體積變化的規定值BV%target,目標體重減輕的規定值WLtogrt、血漿電導率的規定值Ctmgrt或者鈉濃度的規定值Natogrt、輸注體積的規定值VINFtawt，來計算在進行控制的時刻之後的時間間隔期間要設定的以下控制值:穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率值Cd(t)或者鈉濃度值Naw ;體重減輕速率值WLRw、輸注速率值Qinfw。
[0024]第二方面包括一種用於體外血液處理的設備，包括:
[0025]至少一個處理單元，該至少一個處理單元具有被半滲透膜彼此分隔的至少一個第一腔室和至少一個第二腔室；至少一條血液移除線，所述至少一條血液移除線連接到第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液；至少一條血液返回線，所述至少一條血液返回線與第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者(血液移除線、血液返回線和第一腔室為體外血液迴路的部分)；至少一條置換液輸注線，所述至少一條置換液輸注線與體外迴路相連接或者可與患者直接連接；可選地，透析線，所述透析線連接到第二腔室的入口 ；至少一條液體排出線，所述至少一條液體排出線連接到第二腔室的出口端；傳感器裝置。所述傳感器裝置被定位且配置為確定:
[0026]-與患者的血液體積BV%有關的第一參數；
[0027]-與從包括以下各項的組選擇的一個值有關的至少一個第二參數:穿過所述膜的超濾流速UFR、患者的體重減輕速率WLR、累計體重減輕WL ；
[0028]-與穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率有關的或者穿過透析線和/或輸注線的液體的鈉或者另一預定物質的濃度有關的第三參數CcUNa ；
[0029]-與第一腔室和第二腔室之間的跨膜壓TMP有關的第四參數。
[0030]所述設備還包括控制單元，所述控制單元連接到所述傳感器裝置並且被配置為執行控制過程，該控制過程包括:
[0031]-從所述傳感器裝置接收參數的測量值，
[0032]-基於測量值和在預定處理時間中在患者中要達到的血液體積變化的規定值BV%tmgrt、體重減輕的規定值WLtogrt、血漿電導率的規定值Ctawt或者鈉濃度的規定值Natogrt、以及在預定處理時間期間要遵循的跨膜壓值的規定值TMPtawt，來計算在進行控制的時刻之後的時間間隔期間要設定的以下控制值:穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率值Cdw或者鈉濃度值Naw ;體重減輕速率WLRw、跨膜壓值TMPw。
[0033]在根據上述方面中任一方面的第3方面中，控制過程包括在控制時刻t隨後的時間間隔Δ t期間設定控制值。
[0034]在根據上述方面中任一方面的第4方面中，控制單元被配置或者編程為在時間上彼此連續的多個控制時刻t重複控制過程。
[0035]在根據上述方面中任一方面的第5方面中，基於以下計算控制值:
[0036]-測量值，其中第四參數是輸注速率，
[0037]-在預定處理時間中在患者中要達到的血液體積變化的規定值BV^wget、體重減輕的規定值WLtoget、血漿電導率的規定值Ctoget或者鈉濃度的規定值Natmgrt、輸注體積的規定
^INFtarget °
[0038]在根據上述從第I到第4方面中任一方面的第6方面中，基於以下計算控制值:
[0039]-測量值，其中第四參數是跨膜壓，
[0040]-在預定處理時間中要在患者中達到的血液體積變化的規定值BV^wget、體重減輕的規定值WLtogrt、血漿電導率的規定值Ctawt或者鈉濃度的規定值以及在預定處理時間期間要遵循的預先確定或者計算的跨膜壓的規定值TMPtogrt。
[0041]在根據上述方面中任一方面的第7方面中，還基於在處理結束時要在患者中輸注的體積的規定值Viwtmgrt來計算控制值。
[0042]在根據上述方面中任一方面的第8方面中，還基於在處理期間要在患者中輸注的體積的規定流速QINFt￡ffgrt來計算控制值。
[0043]在根據上述方面中任一方面的第9方面中，所述設備包括:第一調整裝置，用於調整處理單元的第一腔室和第二腔室之間的超濾速率或者跨膜壓，所述第一調整裝置連接到控制單元並且作用於體外血液迴路和液體排出線中的至少一個。
[0044]在根據上述方面中任一方面的第10方面中，所述設備包括:第二調整裝置，用於調整透析液和/或置換液的成分，所述第二調整裝置連接到所述控制單元並且作用於所述透析線和/或所述輸注線，用於調整穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體的電導率Cd或者鈉濃度Na。
[0045]在根據上述方面中任一方面的第11方面中，在過程期間設定控制值的步驟包括:
[0046]-命令所述第二調整裝置對穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體施加與電導率或者鈉濃度有關的控制值Cd(t)、Naw ;以及
[0047]-命令所述第一調整裝置施加與體重減輕速率有關的控制值WLRw。[0048]在根據上述方面中任一方面的第12方面中，所述設備包括:至少一個輸注泵，或者沿著輸注線或多條輸注線的液體流的另一調整裝置，作用於所述輸注線並且連接到所述控制單元以造成沿著線的輸注液流，並且其中，所述控制單元被配置為控制所述輸注泵和所述第一調整裝置以施加與體重減輕速率有關的控制值WLRw和與輸注線有關的控制值Qinfw兩者。還可以根據跨膜壓TMPw來調整輸注速率的調整，特別是如果涉及位於處理單元上遊的置換液線。
[0049]在根據上述方面中任一方面的第13方面中，所述控制單元被配置為命令所述第二調整裝置以施加與穿過所述透析線的液體和穿過所述輸注線的液體的電導率或者鈉濃度有關的控制參數Cd(t)、Naw。
[0050]在根據上述方面中任一方面的第14方面中，其中，所述控制過程使用表示患者中的分布體積中的溶質的動力學的數學模型M,以確定控制時刻(t)的等效鈉濃度值Naeqw，所述模型被存儲在與所述控制單元相關聯的存儲器中，所述控制單元被配置為在所述數學模型的入口中應用以下值:
[0051]-與前一控制時刻有關的等效鈉濃度的值Naetia,),
[0052]-在前一控制時刻的透析液的電導率或者鈉濃度的控制值Cd(t_M)、Na(t_M)，[0053]-與從包括以下各項的組中選擇的至少一個值:與前一控制時刻的超濾流有關的控制值UFR(t_,t)，與直到前一控制時刻為止的體重減輕速率有關的控制值WLR(t_,t)，在控制時刻的累計體重減輕值WLw，
[0054]-在控制時刻測量的總對流和彌散清除率值Cl_(t)或者估計的總對流和彌散清除率值 Ci_(t)，
[0055]-與患者中溶質的分布的體積V或者身體水體積TBM有關的基準值。基於體重減輕目標WLtmgrt、總累計體重減輕WL(t)和身體水體積TBW針對每個患者確定分布體積V ；這些中的最後一個如此處描述的來估計(例如，在【具體實施方式】中提供對於V和TWL的公式)；
[0056]並且所述控制單元用於在來自數學模型的出口接收控制時刻t的等效鈉濃度
Naeq(t)的值。
[0057]請注意，時刻t的等效鈉濃度(Naeqa))參照透析液中的恆定鈉濃度，如果在處理開始施加直至特定時刻t為止，則將在患者中導致與直至時間t為止由所述控制過程設定鈉濃度或者電導率的變化的情況下在同一時刻t獲得的血漿鈉濃度相同的血漿鈉濃度。
[0058]在根據上述方面的第15方面中，基於輸注流速的當前測量值QINFmes(t)、以及來自血液流速的當前測量值QBnres(t)和當前彌散清除率值Cldiffw中的一個，來計算估計的總對流和彌散清除率值Cl_(t)。另選地，可從Cl假定的先前值在數學上推算出估計的總對流和彌散清除率值Clmesw。
[0059]在根據第14或者第15方面的第16方面中，數學模型表示可選地根據單室模型的患者中的分布體積中的溶質的動力學。
[0060]在根據第14或者第15或者第16方面的第17方面中，所述控制過程包括還使用時刻t的等效鈉濃度參數(即Na—))用於確定控制值。
[0061]在根據上述方面中任一方面的第18方面中，所述控制過程包括以下子步驟:
[0062]接收在處理結束時要達到的血液體積變化的規定值BV%toget、體重減輕的規定值WLtawt、血漿電導率的規定值Ctoget或者鈉濃度的規定值Natmget ；[0063]接收處理時間值T ;[0064]基於所述規定值和處理時間值T確定相應的目標參數，目標參數描述血液體積變化隨時間的期望進展BV%tawt(t)、體重減輕隨時間的期望進展WLtawt(t)、WLRtawtw和等效鈉濃度隨時間的期望進展Naetrtajrget⑴；
[0065]在根據上述方面的第19方面中，控制過程包括以下子步驟:
[0066]基於以下確定至少一個第一誤差參數ERR_BV_UF(t):
[0067]在控制時刻t的第一參數的測量值BV°/Vs(t)和與血液體積隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值BV%tawt(t)之間的差，
[0068]在控制時刻t的體重減輕或者體重減輕速率的測量值WLmes(t)、WLRmes(t)和由與隨著時間的體重減輕或者體重減輕速率有關的目標曲線給出的對應值WLtmgetw >WLRtarget(t)之間的差；
[0069]基於以下確定至少一個第二誤差參數ERR_BV_Na(t):
[0070]在控制時刻t的等效鈉參數的值Naeqw和與等效鈉濃度隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應參數Naetrtmgetw之間的差，
[0071 ] 在控制時刻t的第一參數的測量值BV°/Vs(t)和與血液體積隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值BV%tawt(t)之間的差。
[0072]在根據上述方面的第20方面中，基於第二誤差參數ERR_BV_Na(t)並且基於與前一控制時刻有關的電導率值Cd(t_,t)或者鈉濃度值Na(t_,t)計算要對穿過透析線和/或輸注線的液體施加的控制鈉電導率或者濃度值Cd(t)、Na(t)。
[0073]在根據第19或者20方面的第21方面中，基於第一誤差參數ERR_BV_UF(t)並且基於與前一控制時刻有關的超濾流速UFR(t_,t)計算要對體重減輕速率施加的控制流速值WLR(t)。
[0074]在根據上述方面中任一方面的第22方面中，所述控制單元被配置為:
[0075]比較第一參數的測量值BV%mes(t)與基準閾值，
[0076]驗證第一參數的測量值是否落在閾值之下，並且
[0077]如果驗證給出肯定結果則命令通過輸注線輸注一劑量(bolus)預定體積的置換液。
[0078]在根據上述方面的第23方面中，命令輸注劑量包括對輸注泵施加預定流達預定
管理時間。
[0079]在根據第22或者第23方面的第24方面中，控制單元被配置為在劑量管理期間設定為零的超濾流速值。
[0080]在根據第23或者24方面的第25方面中，其中，命令輸注劑量包括在劑量管理期間命令液體成分的第二調整裝置對穿過輸注線的液體的電導率或者鈉濃度Cd(t)、Na(t)施加預定值。
[0081]在根據上述方面中任一方面的第26方面中，傳感器裝置包括作用於體外迴路上的用於檢測患者的血液體積變化BV%的至少一個第一傳感器S7。
[0082]在根據上述方面中任一方面的第27方面中，傳感器裝置包括作用於排出線上的用於確定穿過膜的超濾速率UFR或者患者的體重減輕速率WLR或者累計體重減輕WL的至少一個第二傳感器S6。[0083]在根據上述方面中任一方面的第28方面中，傳感器裝置包括作用於透析線或者輸注線或者透析線和輸注線的公共輸送線的至少一個第三傳感器S8，第三傳感器為電導率或者濃度傳感器，預先設置用於確定穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率或者穿過透析線和/或輸注線的液體的鈉濃度。
[0084]在根據上述方面中任一方面的第29方面中，傳感器裝置包括用於確定穿過輸注線的置換液的輸注流速Qinf的至少一個第四傳感器S5和用於確定第一腔室和第二腔室之間的跨膜壓TMP的至少一個第五壓力傳感器S1、S2、S3、S4。
[0085]第30方面涉及一種用於體外血液處理的設備，包括:至少一個處理單元，該至少一個處理單元具有被半滲透膜彼此分隔的至少一個第一腔室和至少一個第二腔室；至少一條血液移除線，所述至少一條血液移除線連接到第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液；至少一條血液返回線，所述至少一條血液返回線與第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者。血液移除線、血液返回線和第一腔室為設備的體外血液迴路的部分。所述設備還呈現至少一條置換液輸注線，所述至少一條置換液輸注線與體外迴路相連接或者可與患者直接連接；
[0086]至少一條透析線，所述至少一條透析線連接到第二腔室的入口 ；至少一條液體排出線，所述至少一條液體排出線連接到第二腔室的出口端；傳感器裝置，所述傳感器裝置用於確定:
[0087]與患者的血液體積BV%有關的第一參數；
[0088]從以下選擇的至少第二參數和第三參數:穿過膜的超濾流速UFR、患者的體重減輕速率WLR (請注意可從累計體 重減輕WL除以時間間隔來導出體重減輕速率)、穿過輸注線的置換液的輸注速率Qinf ；
[0089]與第一腔室和第二腔室之間的跨膜壓TMP有關的第四參數。
[0090]此外，設備包括:第一調整裝置，所述第一調整裝置作用於體外迴路和液體排出線中的至少一個，並且被配置為調整所述處理單元的第一腔室和第二腔室之間的超濾流速UFR或者跨膜壓TMP ;以及控制單元，所述控制單元與傳感器裝置連接並且與所述第一調整裝置連接，並且被配置為執行調整體重減輕速率的控制過程和用於使得穿過半滲透膜的對流交換最大化的至少一個設定序列。
[0091]在根據第30方面的第31方面中，控制單元被編程或者配置為至少在控制時刻t執行控制過程，該控制過程包括:
[0092]-從所述傳感器裝置接收第一參數的測量值BV%mes(t)、第二和第三參數的測量值
UFRmes (t)、WLRmes (t)、QiNFmes (t) ? 並且
[0093]-基於血液體積變化的至少一個規定值BV%toget的測量值計算與所述設備必須施加的體重減輕速率有關的控制值WLRw，
[0094]-對體重減輕速率施加所述控制值WLRw。
[0095]在根據第30或者第31方面的第32方面中，控制單元被進一步編程或者配置為執行至少一個設定時刻τ和跨膜壓的設定序列，所述設定序列包括:
[0096]-對跨膜壓的第一值TMPn施加第一增加量δTMPn以達到第二跨膜壓值ΤΜΡη+1 ；
[0097]-確定在第一跨膜壓TMPn處穿過膜的超濾流和第二跨膜壓值ΤΜΡη+1處的超濾流之間的變化AUFRto),其中通過直接測量超濾流或者通過將由於控制過程引起的沿著輸注線的置換液流變化AQinfw和體重減輕速率變化AWLRta)考慮在內間接測量超濾流，來確定超濾流速變化；
[0098]-將超濾變化ΛUFR(n)與基準值比較，並且如果變化Λ UFR(n)的值大於所述基準值，則命令所述第一調整裝置對第二跨膜壓施加第二增加量STMPn+1以達到跨膜壓值的第三值 TMPn+2。
[0099]在根據從第30到第32方面中任一方面的第33方面中，所述傳感器裝置被預先設置為確定與穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率有關的或者與穿過透析線和/或輸注線的液體的鈉濃度(或者要監測的預定其它物質)有關的至少一個第五參數Cd、Na。
[0100]在根據從第30到第33方面中任一方面的第34方面中，在控制過程中，接收步驟包括從所述傳感器裝置接收:
[0101]-第一參數的測量值BV%mes(t)，
[0102]-包括穿過膜的超濾流速UFR或者患者的體重減輕速率WLR的第二參數的測量值UFRmes ⑴、WLRmes ⑴，，
[0103]-包括穿過輸注 線的置換液的輸注流速Qinf的第三參數的測量值QINFmes(t)，和/或第四參數的測量值TMP_(t)
[0104]-弟五參數的測量值Cdmes(t)、Names(t)。
[0105]在根據從第30到第34方面中任一方面的第35方面中，所述控制過程包括根據測量值和患者中的血液體積變化的規定值BV%tmget、體重減輕的規定值WLtoget、血漿電導率或者鈉濃度的規定值(或者另選地，在預定處理時間中要遵循的輸注體積的規定值VINFtmgrt、跨膜壓值的規定值TMPtawt)計算以下控制值的步驟:
[0106]-穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率值Cdw或者鈉濃度值Na(t)；
[0107]-體重減輕速率的值WLRw。
[0108]在根據從第30到第35方面中任一方面的第36方面中，所述控制過程包括:施加步驟包括施加與電導率或者鈉濃度有關的控制值Cd(t)，Na(t)和與體重減輕速率有關的值WLR(t)。
[0109]在根據從第30到第36方面中任一方面的第37方面中，所述控制單元被配置為在時間上相互連續的多個控制時刻t執行控制過程。
[0110]在根據從第30到第37方面中任一方面的第38方面中，所述控制單元被配置為在各控制時刻t之後的時間間隔△ t期間施加所述控制值。
[0111]在根據從第30到第38方面中任一方面的第39方面中，所述控制單元被配置為在整個處理期間循環重複所述控制過程。
[0112]在根據從第30到第39方面中任一方面的第40方面中，所述控制單元被配置為在時間上彼此連續的多個設定時刻τ執行設定序列，並且其中，所述控制單元被配置為相對於執行設定序列的設定時刻以更加頻繁的控制時刻執行控制過程。
[0113]在根據從第30到第40方面中任一方面的第41方面中，所述設定序列包括:
[0114]將通過命令第一調整裝置增加跨膜壓的步驟重複η次；
[0115]確定對應於各第η個跨膜壓增加量的超濾流速變化AUFRn是否大於相應的基準值；以及
[0116]如果在第η個跨膜壓增加量Λ UFRn處的超濾流速變化大於相應的基準值，則確定第(η+1)個增加量δΤΜΡη+1,或者反之
[0117]如果與第η個跨膜壓增加量相對應的超濾流速變化Λ UFRn低於基準值，則終止設定序列並且施加第η個壓力值TMPn作為跨膜壓的設定值。
[0118]在根據上述方面的第42方面中，其中，所述設定值隨後減小預定安全餘量。
[0119]在根據第41或者42方面中任一方面的第43方面中，其中，第(η+1)個增加量δ ΤΜΡη+1是比第η個增加量δ TMPn更大的實體。
[0120]在根據第41、42或者43方面中任一方面的第44方面中，所述控制單元被配置為計算第(η+1)個增加量STMPn+1，作為與第η個跨膜壓增加量δ TMPn相對應的超濾流速變化Λ UFRn和第η個跨膜壓增加量δ TMPn的值的函數。
[0121]在根據第41或者42或者43方面中任一方面的第45方面中，所述控制單元被配置為使用以下公式計算第(η+1)個增加量δΤΜΡη+1，作為與第η個跨膜壓增加量δ TMPn相對應的超濾血液流變化Λ UFRn和第η個跨膜壓增加量δ TMPn的值的函數:
[0122]δ ΤΜΡη+1= ( Δ UFRn).(K)
[0123]其中:
[0124]K是第η個跨膜壓增加量(δ TMPn)的值和校正因數的值之間的關係，可選地其中，從包括以下的組中選擇校正因數的值:
[0125]預先固定的值，
[0126]基準值的數學函數，
[0127]設備被設定的處理模式的數學函數
[0128]設備被設定的處理模式和基準值的數學函數。
[0129]在根據上述方面中任一方面的第46方面中，所述設備包括:至少一個用戶接口，連接到所述控制單元，所述用戶接口被配置為接收用戶經由用戶接口輸入的命令信號。
[0130]在根據上述方面的第47方面中，控制單元被配置為在能由用戶作用於接口的手動激活元件而輸入的命令之後，接收設定序列和/或控制過程的啟動命令。
[0131]在根據第46方面的第48方面中，所述控制單元被配置為自動啟動序列和/或過程。
[0132]在根據第30到第48方面中的任一方面的第49方面中，所述控制單元被編程為:
[0133]測量從患者的處理開始經過的時間，
[0134]在從處理開始經過第一時間間隔T1之後自動激活第一設定序列，
[0135]測量自從第一設定序列結束經過的時間，
[0136]自從第一設定序列結束經過第二時間間隔T2自動激活第二設定序列，
[0137]自從前一設定序列結束經過時間間隔Tn激活任何進一步的設定序列。
[0138]在根據上述方面的第50方面中，時間間隔I\、T2、Tn的持續時間不均勻，可選地，其中第一時間間隔之後的各時間間隔的持續時間大於其之前的時間間隔的持續時間。
[0139]在根據從第30到第50方面中的任一方面的第31方面中，所述控制單元被編程使得在設定序列期間，在增加跨膜壓的各命令之後，在執行跨膜壓後續增加之前包括時間過渡 Tjr。
[0140]在根據上述方面的第52方面中，時間過渡I；的持續時間不均勻。
[0141]在根據第30到第52方面中任一方面的第53方面中，在序列期間，控制單元被預先設置為驗證在壓力增加和後續壓力增加之間是否存在由控制過程施加的體重減輕速率變化△ WLR，如果響應是肯定的，延長時間過渡I；的持續時間使得自從上一次體重減輕速率變化起經過至少一個預定輔助時間延遲。
[0142]在根據第30到第53方面中的任一方面的第54方面中，控制單元被預先設置為驗證在壓力增加和下一個壓力增加之間是否存在由控制過程施加的體重減輕速率變化AWLR，如果響應是肯定的，所述控制單元被編程為延長跨膜壓增加和隨後的跨膜壓增加之間的時間過渡I；的持續時間，使得自從上一次體重減輕速率變化起到引起新壓力增加之前經過至少一個預定輔助時間延遲。
[0143]在根據上述方面的第55方面中，輔助時間延遲小於控制過程和下一個控制過程之間的時間延遲。
[0144]在根據第51到第55方面中任一方面的第56方面中，所述控制單元被預先設置為計算時間過渡?；，作為跨膜壓值TMPn和下一個TMPn+1之間的壓力增加量的函數。
[0145]在根據第51到第55方面中的任一方面的第57方面中，所述控制單元被預先設置為計算時間過渡?；，作為在壓力增加和下一個壓力增加之間由控制過程施加的體重減輕速率變化AWLR的函數。
[0146]在根據第51到第57方面中的任一方面的第58方面中，所述控制單元被編程為在設定序列期間，比較超濾流速變化的值AUFR1 ; Λ UFRn與相應基準值Λ UFR,ef的各步驟在時間過渡I；之後執行，目的在於使得超濾流變化的值能夠穩定。
[0147]在根據第30到第58方面中的任一方面的第59方面中，在設定序列期間，所述控制單元被配置為確定跨膜壓變化S TMPn和下一個跨膜壓變化δΤΜΡη+1之間的超濾流速變化Δ UFRn的變化，作為在跨膜壓變化δ TMPn和下一個跨膜壓變化δ ΤΜΡη+1之間的時間持續中驗證和測量的沿著輸注線的置換液 流速變化AQINF(n)和體重減輕速率AWLR(n)之和。
[0148]在根據第30到第59方面中任一方面的第60方面中，還根據沿著輸注線的置換液流速的測量值Qinfdmsw來計算控制值或多個控制值。
[0149]在根據第30到第60方面中任一方面的第61方面中，還根據在處理結束時要在患者中輸注的體積的規定值VINFtmgrt來計算控制值。
[0150]在根據第30到第60方面中任一方面的第62方面中，還根據在處理期間要在患者中輸注的流速的規定值QINFt￡ffgrt來計算控制值。
[0151]在根據第30到第62方面中任一方面的第63方面中，所述設備包括:第一調整裝置，用於調整處理單元的第一腔室和第二腔室之間的超濾或者跨膜壓，所述第一調整裝置連接到控制單元並且作用於體外迴路和液體排出線中的至少一個。
[0152]在根據第30到第63方面中任一方面的第64方面中，所述設備包括:第二調整裝置，用於調整透析液和/或置換液的成分，所述第二調整裝置連接到所述控制單元並且作用於所述透析線和/或所述輸注線以調整穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體的鈉電導率或者濃度Cd、Na ；
[0153]在根據第30到第64方面中任一方面的第65方面中，在過程期間施加控制值的步驟包括:
[0154]-命令所述第二調整裝置對穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體施加與電導率或者鈉濃度有關的控制值Cd(t)、Naw ;以及[0155]命令所述第一調整裝置施加與體重減輕速率有關的控制值WLRw。
[0156]在根據第30到第65方面中任一方面的第66方面中，所述設備包括:至少一個輸注泵，作用於所述輸注線並且連接到所述控制單元以造成沿著線的輸注液流速，並且其中，所述控制單元被配置為控制所述輸注泵和所述第一調整裝置以施加與體重減輕速率有關的控制值WLRw和與輸注流速有關的控制值Qinfw或者與跨膜壓有關的控制值TMPw。
[0157]在根據第30到第66方面中任一方面的第67方面中，所述控制單元被配置為命令所述第二調整裝置對穿過所述透析線的液體和穿過所述輸注線的液體施加相同的與電導率或者鈉濃度有關的控制值Cd(t)、Na(t)。
[0158]在根據第30到第67方面中任一方面的第68方面中，所述控制過程使用表示患者中的分布體積中的溶質的動力學的數學模型M，以確定在控制時刻t的等效鈉濃度的值Naraiw，所述模型被存儲在與所述控制單元相關聯的存儲器中，所述控制單元被配置為在所述數學模型的輸入中應用以下值:
[0159]-與前一控制時刻有關的等效鈉濃度的值Naeq(t_At)，
[0160]-在前一控制時刻的透析液的電導率或者鈉濃度的控制值Cda,);Ν&α_Δ?)，
[0161]-與從包括以下各項的組中選擇的至少一個值:與前一控制時刻的超濾流速有關的控制值UFR(t_,t)，與前一控制時刻的體重減輕速率有關的控制值WLR(t_,t)、直到控制時刻為止的累計體重減輕值WL(t),
[0162]-在控制時刻測量的總對流和彌散清除率值Clnresw或者總對流和彌散清除率值
Clmes(t)，
[0163]-與患者中溶質的分布體積V或者身體水體積TBM有關的基準值。基於體重減輕目標WLtmgrt、總累計體重減輕WL(t)和身體水體積TBW針對每個患者確定分布體積V;最後一個如此處描述的來估計(在【具體實施方式】中提供對於V和TWL的示例公式)；
[0164]並且所述控制單元在從數學模型的出口接收在控制時刻t的等效鈉濃度Naraiw的值。
[0165]應注意的是，時刻t的等效鈉濃度(Naeqw)旨在是透析液中的恆定鈉濃度，如果在處理開始施加該恆定鈉濃度直至特定時刻t為止，則將在患者中導致與直至時間t為止由所述控制過程施加鈉濃度或者電導率的變化的情況下在同一時刻t獲得的血漿鈉濃度相同的血漿鈉濃度。
[0166]在根據上述方面的第69方面中，基於輸注流速的當前測量值QINFmes(t)、以及來自血液流速的當前測量值QBnres(t)和當前彌散清除率值Cldiffw中的一個，來計算估計的總對流和彌散清除率值Cl_(t)。另選地，可從Cl假定的先前值在數學上推斷出估計的總對流和彌散清除率值Clmesw。
[0167]在根據第68或者69方面的第70方面中，數學模型表示可選地根據單室模型的患者中的分布體積中的溶質的動力學。
[0168]在根據第68、69或者70方面的第71方面中，所述控制過程包括還使用時刻t的
等效鈉濃度值(即Naeqw)用於確定控制值。
[0169]在根據第30到第71方面中任一方面的第72方面中，所述控制過程包括以下子步驟:
[0170]接收在處理結束時要達到的血液體積變化的規定值BV%toget、體重減輕的規定值WLtmget、血漿電導率或者鈉濃度的規定值Ctmget、Natarget ；
[0171]接收處理時間值T ;
[0172]基於所述規定值和處理時間值T確定相應的目標曲線，目標曲線描述血液體積變化的期望時間進展BV%tmgrt(t)、體重減輕或者體重減輕速率的期望時間進展WLtmgrt(t)、WLRtarget (t)、等效鈉濃度的期望時間進展
^"eq-target (t) °
[0173]在根據上述方面的第73方面中，所述控制過程包括以下子步驟:
[0174]基於以下確定至少一個第一誤差參數ERR_BV_UF(t):
[0175]在控制時刻t的第一參數的測量值BV%mes(t)和與血液體積隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值BV%tawt(t)之間的差，
[0176]在控制時刻t的體重減輕或者體重減輕速率的測量值WLmes(t)、WLRmes(t)和由與隨著時間的體重減輕或者體重減輕速率有關的目標曲線給出的對應值WLtmgetw >WLRtarget(t)之間的差；以及
[0177]基於以下確定至少一個第二誤差參數ERR_BV_Na(t):
[0178]在控制時刻t的等效鈉濃度的值Naeqw和與等效鈉濃度隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值Naetrtmgrtw之間的差，
[0179]在控制時刻t的第一參數的測量值BV%mes(t)和與血液體積隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值BV%tawt(t)之間的差。
[0180]在根據上述方面的第74方面中，作為第二誤差參數ERR_BV_Na(t)的函數並且作為與前一控制時刻有關的電導率或者鈉濃度的值Cd(t_,t)、Na(t_,t)的函數，計算要對穿過透析線和/或輸注線的液體施加的控制電導率或者鈉濃度Cd(t)、Na(t)。
[0181]在根據第73或者74方面的第75方面中，作為誤差參數ERR_BV_UF(t)的函數並且作為與前一控制時刻有關的超濾流速值UFR(t_,t)的函數，計算要對體重減輕施加的控制流值 WLRw。
[0182]在根據第30到第75方面中任一方面的第76方面中，所述控制單元被配置為:
[0183]比較第一參數的測量值BV%mes(t)與基準閾值，
[0184]驗證第一參數的測量值是否落在閾值之下，並且
[0185]如果驗證給出肯定結果，則命令通過輸注線輸注一劑量預定體積的置換液。
[0186]在根據上述方面的第77方面中，命令輸注劑量包括對輸注泵施加預定流速達預定管理時間。
[0187]在根據第76和77方面的第78方面中，控制單元被配置為在劑量管理期間施加為零的超濾流速。
[0188]在根據第77或者78方面的第79方面中，命令劑量包括在劑量管理期間命令液體成分的第二調整裝置對穿過輸注線的液體的電導率或者鈉濃度Cd(t)、Na(t)施加預定值。
[0189]在根據上述方面中任一方面的第80方面中，傳感器裝置包括作用於體外迴路上的用於檢測患者的血液體積變化BV%的至少一個第一傳感器S7。
[0190]在根據上述方面中任一方面的第81方面中，傳感器裝置包括作用於排出線上的用於確定穿過膜的超濾流速UFR或者患者的體重減輕速率WLR或者累計體重減輕WL的至少一個第二傳感器S6。
[0191]在根據上述方面中任一方面的第82方面中，傳感器裝置包括作用於透析線或者輸注線或者透析線和輸注線的公共輸送線的至少一個第三傳感器S8，第三傳感器為電導率或者濃度傳感器，預先設置用於確定穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率或者穿過透析線和/或輸注線的液體的鈉濃度。
[0192]在根據上述方面中任一方面的第83方面中，傳感器裝置包括用於確定穿過輸注線的置換液的輸注流速Qinf的至少一個第四傳感器S5 。
[0193]在根據上述方面中任一方面的第84方面中，傳感器裝置包括用於確定第一腔室和第二腔室之間的跨膜壓TMP的至少一個第五壓力傳感器S1、S2、S3、S4。
[0194]第85方面包括一種控制單元，被配置或者編程為執行上述方面中的一項的控制過程和/或設定序列。控制單元可以是模擬或者數字型的(例如，具有一個或者更多個處理器的CPU)或者是模擬單元和數字單元的組合。
[0195]第86方面包括一種用於存儲指令的數據支持，當指令被用於血液處理的設備的控制單元執行時，確定在設備上執行根據上述方面中任一方面的控制過程和/或設定序列。例如，數據支持可以包括大規模存儲器，例如光學存儲器或者磁存儲器、電磁信號、可重編程存儲器(EPROM、FLASH)或者其它性質的存儲器。
[0196]根據上述方面的第87方面提供在血液處理設備上同時執行設定序列和控制過程，設定序列和控制過程包括從第30到第80方面中任一方面描述的相應步驟。
[0197]第88方面包括一種使用第I或者第2方面的類型的用於血液處理的設備執行的方法，所述方法包括執行根據以上任一方面的控制過程和/或設定序列。
[0198]在根據上述方面的第89方面中，設定序列和控制過程在血液處理設備上同時執行，設定序列和控制過程包括從第30到第80方面中任一方面描述的相應步驟。
[0199]在第90方面，提供一種使用設備執行的體外血液處理的方法，所述設備包括:至少一個處理單元，該至少一個處理單元具有被半滲透膜彼此分隔的至少一個第一腔室和至少一個第二腔室；至少一條血液移除線，所述至少一條血液移除線連接到第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液；至少一條血液返回線，所述至少一條血液返回線與第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者(血液移除線、血液返回線和第一腔室為體外血液迴路的部分)；至少一條置換液輸注線，所述至少一條置換液輸注線與體外迴路相連接或者可與患者直接連接；可選地，透析線，所述透析線連接到第二腔室的入口 ；至少一條液體排出線，所述至少一條液體排出線連接到第二腔室的出口端；傳感器裝置。所述傳感器裝置被定位且配置為確定:
[0200]-與患者的血液體積BV%有關的第一參數；
[0201]-與從包括以下各項的組選擇的參數有關的至少一個第二參數:穿過所述膜的超濾流速UFR、患者的體重減輕速率WLR、累計體重減輕WL ；
[0202]-與穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率有關的或者穿過透析線和/或輸注線的液體的鈉或者另一預定物質的濃度有關的第三參數CcUNa ；
[0203]-與穿過輸注線的置換液的輸注流速Qinf有關的第四參數。
[0204]所述方法包括:執行控制過程，所述控制過程包括:
[0205]-從所述傳感器裝置接收參數的測量值，
[0206]-使用測量值和在預定處理時間中在患者中要達到的血液體積變化的規定值BV%target,目標體重減輕的規定值WLtogrt、血漿電導率的規定值Ctmgrt或者鈉濃度的規定值Natogrt、輸注體積的規定值VINFtawt，來計算在進行控制的時刻之後的時間間隔期間要設定的以下控制值:穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率值Cd(t)或者鈉濃度值Naw ;體重減輕速率值WLRw、輸注速率值Qinfw。
[0207]所述控制過程可以包括在從第2到第29方面中的任一方面中公開的相應步驟。
[0208]在第91方面，提供一種使用設備執行的體外血液處理的方法，所述設備包括:
[0209]至少一個處理單元，該至少一個處理單元具有被半滲透膜彼此分隔的至少一個第一腔室和至少一個第二腔室；至少一條血液移除線，所述至少一條血液移除線連接到第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液；至少一條血液返回線，所述至少一條血液返回線與第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者(血液移除線、血液返回線和第一腔室為體外血液迴路的部分)；至少一條置換液輸注線，所述至少一條置換液輸注線與體外迴路相連接或者可與患者直接連接；可選地，透析線，所述透析線連接到第二腔室的入口 ；至少一條液體排出線，所述至少一條液體排出線連接到第二腔室的出口端；傳感器裝置。所述傳感器裝置被定位且配置為確定:
[0210]-與患者的血液體積BV%有關的第一參數；
[0211]-與從包括以下各項的組中選擇的一個值有關的至少一個第二參數:通過膜的超濾速率UFR、患者的體重減輕速率WLR、累計體重減輕WL ；
[0212]-與穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率有關的或者與穿過透析線和/或輸注線的鈉或者其它預定物質的濃度有關的第三參數CcUNa ;並且
[0213]-與第一腔室和第二腔室之間的跨膜壓TMP有關的第四參數；
[0214]其中所述方法包 括執行控制過程，所述控制過程包括:
[0215]-從傳感器裝置接收參數的測量值，並且
[0216]-基於測量值和在預定處理時間中在患者中要達到的血液體積變化的規定值BV%tmgrt、體重減輕的規定值WLtogrt、血漿電導率的規定值Ctawt或者鈉濃度的規定值Natarget,以及在預定處理時間期間要遵循的跨膜壓值的規定值TMPtawt,來計算在進行控制的時刻之後的時間間隔期間要設定的以下控制值:穿過透析線和/或輸注線的液體的電導率值Cdw或者鈉濃度值Naw、體重減輕速率WLRw、跨膜壓值TMPw。
[0217]所述控制過程可以包括在從第2到第29方面中的任一方面中公開的相應步驟。
[0218]第92方面涉及一種使用設備執行的體外血液處理的方法，所述設備包括:至少一個處理單元，該至少一個處理單元具有被半滲透膜彼此分隔的至少一個第一腔室和至少一個第二腔室；至少一條血液移除線，所述至少一條血液移除線連接到第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液；至少一條血液返回線，所述至少一條血液返回線與第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者。血液移除線、血液返回線和第一腔室為設備的體外血液迴路的部分。所述設備還呈現:
[0219]-至少一條置換液輸注線，所述至少一條置換液輸注線與體外迴路相連接或者可與患者直接連接；
[0220]-至少一條透析線，所述至少一條透析線連接到第二腔室的入口；至少一條液體排出線，所述至少一條液體排出線連接到第二腔室的出口端；傳感器裝置。所述傳感器裝置用於確定:
[0221]-與患者的血液體積BV%有關的第一參數；[0222]-從以下選擇的至少第二參數和第三參數:穿過膜的超濾流速UFR、患者的體重減輕速率WLR (請注意可從累計體重減輕WL除以時間間隔來導出體重減輕速率)、穿過輸注線的置換液的輸注速率Qinf ；
[0223]-與第一腔室和第二腔室之間的跨膜壓TMP有關的第四參數。
[0224]此外，所述設備包括:第一調整裝置，所述第一調整裝置作用於體外迴路和液體排出線中的至少一個，並且被配置為調整所述處理單元的第一腔室和第二腔室之間的超濾流速UFR或者跨膜壓TMP，其中，所述方法包括:執行調整體重減輕速率的控制過程和用於使穿過半滲透膜的對流交換最大化的至少一個設定序列。
[0225] 控制過程和設定序列可以包括在從第31到第84方面中的任一方面中公開的相應步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0226]將藉助附圖來描述本發明，通過非限制示例，附圖例示本發明的一些方面。
[0227]具體地:
[0228]-圖1是本發明的血液處理設備的第一示例的示意例示圖；
[0229]-圖2是本發明的血液處理設備的第二示例的示意圖；
[0230]-圖3是與藉助施加於設備的關於體重減輕和濃度/電導率的流速控制值的數學模型M的周期性計算有關的框圖；
[0231]-圖4是示出根據本發明的方面的控制過程的流程圖，可以由例如圖1或者圖2所例示的類型的設備的控制單元來執行該控制過程；
[0232]-圖5是示出在圖4的控制過程的執行期間根據本發明的方面的設定序列的流程圖，可以由例如圖1和圖2所例示的類型的設備的控制單元來執行該控制過程；
[0233]-圖6是示出本發明的方面中在跨膜壓TMP的設定序列期間TMP的進展的時間圖；
[0234]-圖7是示出本發明的方面中在跨膜壓TMP的進一步設定序列期間TMP的進展的時間圖；
[0235]-圖8是本發明的方面中與多個連續的TMP設定序列有關的時間圖；
[0236]-圖9是在存在血液流速設定變化的情況下與多個TMP設定序列有關的時間圖；
[0237]-圖10和圖11比較地例示根據本發明的方面的實驗性地在患者上測量的血漿電導率的進展和使用數學模型M估計的血漿電導率的進展；
[0238]-圖12和圖13示出根據本發明的方面的在例如作用於控制過程的同一設定序列期間、分別在恆定體重減輕速率的情況下和在變化體重減輕速率的情況下由設定序列確定的TMP的設定值的進展；以及
[0239]-圖14示出根據本發明的方面的在確定數學模型M時參照的由患者和處理單元組成的系統。
【具體實施方式】
[0240]以下一些示例的描述涉及設備I的液壓部分的結構:具體地描述了體外血液迴路的一些構造，置換液在其中循環的任何輸注線的構造，透析液在其中循環的透析線(如果存在)的構造和排出液體的排出線的構造。[0241]參照圖1和圖2，I以其整體表示用於體外血液處理的設備。設備I包括至少一個處理單元2，例如血液濾過器、血液透析濾過器、血漿濾過器，所述處理單元2具有被半滲透膜5彼此分隔的至少一個第一腔室3和至少一個第二腔室4。
[0242]血液移除線6與第一腔室3的入口端相連接，並且在連接到患者的操作狀況下預先布置以從例如插在患者的瘻管F中的血管通路Vl移除血液。
[0243]連接到第一腔室的出口端的血液返回線7被預先布置，以從處理單元接收處理後的血液並且將處理後的血液返回到與患者的瘻管相連接的另一血管通路V2。請注意血管通路的構造可以具有任何性質:例如，導管、植入患者的埠、套管、針等。血液移除線6、處理單元的第一腔室3、到患者的血液返回線7實際上是體外血液迴路8的部分，在設備I的使用期間，體外血液迴路8提供當經歷處理時血液在患者的身體的外部循環。
[0244]在圖1的示例中，置換液的輸注線9連接到在第一腔室3的上遊的血液移除線6。另選地，輸注線9可以連接到在第一腔室3的下遊的返回線7。
[0245]在圖2的示例中，輸注線9a連接在單元2的下遊並且輸注線9b連接在單元2的上遊。
[0246]參照圖1和圖2的示例兩者，請注意還可設置其它輸注線，例如連接在處理單元的下遊和/或上遊。
[0247]設備I還包括與第二腔室4的出口端相連接的至少一條液體排出線10，用於至少接收穿過半滲透膜的濾過的液體。
[0248]在圖1和圖2的示例中，還存在用於向第二腔室4的入口輸送新鮮處理液的透析線11:這條線的存在並不是嚴格必須的，因為在線11不存在的情況下，設備在任何情況下都能夠進行諸如血液濾過或者血漿濾過這樣的處理。在透析線11存在的情況下，可使用液體檢查機構12根據是否期望通過處理單元內部的彌散效應進行淨化，而選擇性地使能或者禁止液體穿過透析線11的通路。
[0249]設備I包括用於確定通過在此以下描述的參數在處理期間假定的值的傳感器裝置(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)。下面是針對要讀取的各個主要參數的傳感器裝置的描述。所描述的傳感器裝置可在圖1的設備和在圖2的設備兩者中存在。
[0250]跨膜壓(TMP)
[0251]在處理期間，有必要使液體和不期望的顆粒從處理單元2的第一腔室3向第二腔室4移動。液體和/或顆粒移動造成了跨膜壓，跨膜壓被定義為在第一腔室側向第二腔室側施加的平均壓力。實際上可以按照不同模式來確定跨膜壓(在下文簡稱為TMP)。例如，可以按照以下來計算跨膜壓TMP。
[0252]I)在存在四個壓力傳感器(參照圖1和圖2)的情況下，其中一個SI在輸送線11上，另一個S2在排出線10上，另一個S3在血液移除線6上，第四個S4在返回線7上，控制單元15使用來自傳感器SI到S4的壓力信號利用下式確定TMP值:
【權利要求】
1.一種用於體外血液處理的設備，所述設備包括: 至少一個處理單元(2 )，所述至少一個處理單元(2 )具有被半滲透膜(5 )彼此分隔的至少一個第一腔室(3)和至少一個第二腔室(4)， 至少一條血液移除線(6)，所述至少一條血液移除線(6)連接到所述第一腔室的入口端並且被預先設置為從患者移除血液， 至少一條血液返回線(7)，所述至少一條血液返回線(7)與所述第一腔室的出口端相連接並且被預先設置為使經處理的血液返回到患者，所述血液移除線(6)、所述血液返回線(7)和所述第一腔室是體外血液迴路(8)的部分； 至少一條置換液輸注線(9 ;9a、9b)，所述至少一條置換液輸注線(9 ;9a、9b)與體外迴路相連接或者可與患者直接連接， 至少一條透析線，所述至少一條透析線連接到所述第二腔室(4)的入口 ； 至少一條液體排出線(10)，所述至少一條液體排出線(10)連接到所述第二腔室的出口端， 傳感器裝置，所述傳感器裝置用於確定: -與患者的血液體積(BV%)有關的第一參數； -與從穿過所述膜的超濾流速(UFR)、患者的體重減輕速率(WLR)、穿過輸注線(9 ;9a、9b)的置換液的輸注流速(Qinf)中選擇的有關的至少第二參數和第三參數； -與所述第一腔室和所述第二腔室之間的跨膜壓(TMP)有關的第四參數； 第一調整裝置(20)，所述第一調整裝置(20)作用於所述體外迴路(8)和所述液體排出線(10)中的至少一個，並且被配置為調整所述處理單元的所述第一腔室與所述第二腔室之間的超濾速率(UFR)或者跨膜壓(TMP)， 控制單元(15)，所述控制單元(15)連接到所述傳感器裝置並且連接到所述第一調整裝置(20)，並且被配置為: a)至少在控制時刻(t)執行控制過程，該控制過程包括: -從所述傳感器裝置接收所述第一參數的測量值(BV%mes(t))以及所述第二參數和第三參數的測量值(UFRmesa)、WLRmesw、QINFmes(t))， -基於血液體積變化的至少一個規定值(BV%tmget)的測量值，計算所述設備必須施加的與體重減輕速率有關的控制值(WLRa))， -對體重減輕速率施加所述控制值(WLRa))， 所述控制單元(15)還被配置為: b)至少在設定時刻(τ)和跨膜壓的設定序列處執行設定序列，所述設定序列包括: -對跨膜壓的第一值(TMPn)施加第一增加量(δ TMPn)以達到第二跨膜壓值(ΤΜΡη+1)； -確定第一跨膜壓值(TMPn)處穿過所述膜(5)的超濾流和第二跨膜壓值(ΤΜΡη+1)處的超濾流之間的變化(△ UFR(n))，其中通過直接測量超濾流或者通過將由於所述控制過程引起的沿著輸注線的置換液流變化(Δ Qinfw )和體重減輕速率變化(Δ WLR(n))考慮在內間接測量超濾流，來確定超濾流速的變化； -將超濾變化(Δ UFR(n))與基準值比較，如果變化(Δ UFR(n))的值大於所述基準值，則命令所述第一調整裝置對第二跨膜壓施加第二增加量(S TMPn+1)以達到跨膜壓的第三值(TMPn+2)。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述傳感器裝置被預先設置為確定與穿過所述透析線(11)和/或所述輸注線(9 ;9a、9b)的液體的電導率有關或者與穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體的鈉濃度有關的至少一個第五參數(Cd、Na)。
3.根據權利要求1所述的設備，其中，在所述控制過程中， a)接收步驟包括從所述傳感器裝置接收: -第一參數的測量值(BV°/Vs(t))， -包括穿過所述膜的超濾流速(UFR)或者患者的體重減輕速率(WLR)的第二參數的測量值(UFRmesa)、WLRmesw )， -包括穿過所述輸注線(9 ;9a、9b)的置換液的輸注流速(Qinf)的第三參數的測量值(QlNFmes (t) )，和/或第四參數的測量值(ΤΜΡ_ω)， "弟五參數的測量值(Cdmes(t)、Names(t))； b)計算步驟包括根據測量值以及在預定處理時間內要在患者中達到或者要遵循的血液體積變化的規定值(BV%target)、體重減輕的規定值(WLtarget)和血漿電導率或者鈉濃度的規定值(Ctogrt、Natarget)、輸注體積或者跨膜壓的規定值(VINFtarget ；TMPtarget )，計算以下控制值: -穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體的電導率或者鈉濃度值(Cd(t) ；Na(t))； -體重減輕速率的值(WLR a))， c)施加步驟包括施加與電導率或者鈉濃度有關的控制值(Cd(t)、Na(t))和與體重減輕速率有關的值(WLRa))。
4.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被配置為在時間上相互連續的多個控制時刻t執行所述控制過程，其中，所述控制單元被配置為在各控制時刻(t)之後的時間間隔(At)期間施加控制值，並且可選地，其中，所述控制單元被配置為在整個處理期間循環重複所述控制過程。
5.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被配置為在時間上彼此連續的多個設定時刻(τ )執行所述設定序列，其中，所述控制單元被配置為相對於執行所述設定序列的設定時刻以更頻繁的控制時刻執行所述控制過程。
6.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述設定序列包括: 將通過命令所述第一調整裝置(20)增加跨膜壓的步驟重複η次； 確定對應於各第η個跨膜壓增加量的超濾流速變化(AUFRn)是否大於相應的基準值；以及 如果在第η個跨膜壓增加量處的超濾流速變化(AUFRn)大於相應的基準值，則確定第(η+1)個增加量(δΤΜΡη+1)，可選地，第(η+1)個增加量(δΤΜΡη+1)是比第η個增加量(δ TMPn)更大的實體，或者， 反之如果與第η個跨膜壓增加量相對應的超濾流變化(AUFRn)低於基準值，則終止所述設定序列並且施加第η個壓力值(TMPn)作為跨膜壓的設定值， 可選地，其中，所述設定值隨後減小預定安全餘量。
7.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元(15)被配置為使用以下公式計算第(η+1)個增加量(δΤΜΡη+1)，作為與第η個跨膜壓增加量(δΤΜΡη)相對應的超濾流速變化(AUFRn)和第η個跨膜壓增加量(δ TMPn)的值的函數:δΤΜΡη+1= (AUFRn).(K) 其中: K是第η個跨膜壓增加量(δ TMPn)的值和校正因數的值之間的關係，可選地其中，從包括以下各項的組中選擇校正因數的值: 預先固定的值， 基準值的數學函數， 設備被設定的處理模式的數學函數， 設備被設定的處理模式和基準值的數學函數。
8.根據上述權利要求中任一項所述的設備，所述設備包括:連接到所述控制單元(15)的至少一個用戶接口(22)，所述用戶接口(22)被配置為接收用戶經由所述用戶接口(22)輸入的命令信號，其中，所述控制單元(15)被配置為: 在能由用戶作用於所述接口( 22 )的手動激活元件而輸入的命令之後，接收所述設定序列和所述控制過程的啟動命令，和/或自動啟動所述序列和所述過程。
9.根據上述權利要求的設備，其中，所述控制單元(15)被編程為: 測量從患者的處理開始經過的時間， 在從處理開始經過第一時間間隔(T1)之後自動激活第一設定序列，· 測量自從第一設定序列結束經過的時間， 自從第一設定序列結束經過第二時間間隔(T2)自動激活第二設定序列， 自從前一設定序列結束經過時間間隔(Tn)激活任何進一步的設定序列， 可選地其中，時間間隔(!\、T2, Tn)的持續時間不均勻，更可選地，其中第一時間間隔之後的各時間間隔的持續時間大於各時間間隔之前的時間間隔的持續時間。
10.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制單元(15)被編程為使得在所述設定序列期間，在增加跨膜壓的各命令之後，在執行跨膜壓的後續增加之前包括時間過渡(?；)，可選地其中，所述時間過渡(I；)的持續時間不均勻。
11.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，在所述序列期間，所述控制單元被預先設置為驗證壓力增加和後繼壓力增加之間是否存在由所述控制過程施加的體重減輕速率變化(AWLR)，如果響應為肯定，則延長跨膜壓增加和下一個跨膜壓增加之間的時間過渡I；的持續時間，使得在從上一次體重減輕速率變化起執行新壓力增加之前經過至少一個預先確定的輔助時間延遲，輔助延遲小於控制過程和下一個控制過程之間的時間間隔。
12.根據權利要求10或者11所述的設備，其中，所述控制單元被預先設置為計算所述時間過渡(?；)，作為跨膜壓值(TMPn)和下一個跨膜壓值(TMPn+1)之間的壓力增加量的函數，和/或作為在壓力增加和下一個壓力增加之間由所述控制過程施加的體重減輕速率變化(AffLR)的函數。
13.根據權利要求10到12中任一項所述的設備，其中，所述控制單元被編程為在所述設定序列期間，在所述時間過渡(Τ,)之後執行將超濾流速變化的值(AUFR1 ； AUFRn)與相應基準值(AUFRMf)進行比較的各步驟，目的在於使得超濾流變化的值能夠穩定。
14.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，在所述設定序列期間，所述控制單元被配置為確定跨膜壓變化(S TMPn)和下一個跨膜壓變化(δΤΜΡη+1)之間的超濾流速變化(Δ UFR(n))的變化，作為在所述跨膜壓變化(δ TMPn)和所述下一個跨膜壓變化(δ ΤΜΡη+1)之間的時間持續中已驗證和測量的沿著所述輸注線的置換液流速變化(AQINFta))和體重減輕速率(AWLR(n))之和。
15.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，還根據沿著所述輸注線的置換液流速的測量值(QINFnres(t))、並且可選地根據以下值，來計算控制值或多個控制值: 在處理結束時要輸注到患者的體積的規定值(VINFtawt)和/或 在處理期間要輸注到患者的流速的規定值(QINFtawt)。
16.根據上述權利要求中任一項所述的設備，所述設備包括:用於調整透析液和/或置換液的成分的第二調整裝置(30)，所述第二調整裝置連接到所述控制單元並且作用於所述透析線和/或所述輸注線以調整穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體的電導率或者鈉濃度(CcUNa);並且其中，在所述過程期間施加控制值的步驟包括: -命令所述第二調整裝置對穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體施加與電導率或者鈉濃度有關的控制值(Cd(t)、Naw);以及 -命令所述第一調整裝置施加與體重減輕速率有關的控制值(WLRa))。
17.根據權利要求16所述的設備，所述設備包括:至少一個輸注泵，所述至少一個輸注泵作用於所述輸注線並且連接到所述控制單元，以造成沿著所述輸注線的輸注液流速，並且其中，所述控制單元被配置為控制所述輸注泵和所述第一調整裝置以施加與體重減輕速率有關的控制值(WLRa))和與輸注流速有關的控制值(Qinfw )。
18.根據權利要求16或者17所述的設備，其中，所述控制單元被配置為命令所述第二調整裝置對穿過所述透析線的液體和穿過所述輸注線的液體兩者施加相同的與電導率或者鈉濃度有關的控制值(Cd(t) ;Na(t))。
19.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制過程使用表示患者中的分布體積中的溶質的動力學的數學模型(M)，以確定在所述控制時刻(t)的等效鈉濃度的值(Naraia))，所述模型被存儲在與所述控制單元相關聯的存儲器中，所述控制單元被配置為在所述數學模型的輸入中應用以下值: -與前一控制時刻有關的等效鈉濃度的值(Na一_Λ?))， -前一控制時刻的透析液的電導率或者鈉濃度的控制值(Cd(tit)、Ν&α_Δ?))， -從包括以下各項的組中選擇的至少一個值:與前一控制時刻的超濾流速有關的控制值(UFR(t_,t))，與前一控制時刻的體重減輕速率有關的控制值(WLR(t_,t))、直到前一控制時刻為止的累計體重減輕值(WL(t_,t))、直到所述控制時刻為止的累計體重減輕值(WLa))，-在所述控制時刻測量的總對流和彌散清除率值(Clmesw)或者例如基於以下值估計的總對流和彌散清除率值(Clmesw): -輸注速率的當前測量值(QINFmes(t))、以及血液流的當前測量值(Qairesw )與當前彌散清除率值(Cldiffw )之間的一個，或者_由Cl假定的先前值； -與患者中的溶質的分布的體積(V)或者身體水體積(TBM)有關的基準值； 並且所述控制單元用於在來自所述數學模型的輸出中接收在所述控制時刻(t)獲得的等效鈉濃度的值(Naeqw),其中所述數學模型表示可選地根據單室模型的患者中的分布體積中的溶質的動力學，其中，時刻t的等效鈉濃度(Naeqw)意圖是透析液中的恆定鈉濃度，如果在處理開始施加該恆定鈉濃度直至特定時刻(t)為止，則將在患者中導致與直至時間(t)為止由所述控制過程施加鈉濃度或者電導率的變化的情況下在同一時刻(t)獲得的血漿鈉濃度相同的血漿鈉濃度，並且 其中，所述控制過程包括還使用時刻t的等效鈉濃度(Naraiw)用於確定所述控制值。
20.根據上述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述控制過程包括以下子步驟: 接收在處理結束時要達到的血液體積變化的規定值(BV%tmgrt)、體重減輕的規定值(WLtarget)、血漿電導率或者鈉濃度的規定值(Ctarget、Natarget)； 接收處理時間值(T)； 基於所述規定值和所述處理時間值(T)確定相應的目標曲線，所述目標曲線描述血液體積變化的期望時間進展(BV%tawt(t))、體重減輕或者體重減輕速率的期望時間進展(WLtarget(t)、WLRtargetw )、等效鈉濃度的期望時間進展(Naetrtargeta))； 基於以下各項確定至少一個第一誤差參數(ERR_BV_UF(t)): 所述控制時刻(t)的第一參數的測量值(BV°/Vs(t))和與血液體積隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值(BV%tmgrt(t))之間的差， 所述控制時刻(t)的體重減輕或者體重減輕速率的測量值(WL_(t) ；WLRmes(t))和由與隨著時間的體重減輕或者體重減輕速率有關的目標曲線給出的對應值(WLtawta) ；WLRtarget(t))之間的差；· 基於以下各項確定至少一個第二誤差參數(ERR_BV_Na(t)): 所述控制時刻(t)的等效鈉濃度的值(Naeqa))和與等效鈉濃度隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值(Na


eq-target (t)
)之間的差， 所述控制時刻t的第一參數的測量值(BV%_(t))和與血液體積隨著時間的變化有關的目標曲線上的對應值(BV%target (t))之間的差。
21.根據權利要求20所述的設備，其中，根據所述第二誤差參數(ERR_BV_Na(t))並且根據與前一控制時刻有關的電導率或者鈉濃度的值(Cd(t_,t)、Na(t_,t))，計算要對穿過所述透析線和/或所述輸注線的液體施加的控制電導率或者鈉濃度(Cd(t)、Naw);並且其中 根據所述第一誤差參數(ERR_BV_UF(t))並且根據與前一控制時刻有關的超濾流速值(UFR(t_.t))，計算要對體重減輕施加的控制流值(WLRa))。
【文檔編號】A61M1/16GK103547299SQ201280024654
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年3月20日 優先權日:2011年3月21日
【發明者】F·豐塔納茲, A·蘇拉切, F·保利尼 申請人:甘布羅倫迪亞股份公司