一種體外血液處理設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種體外血液處理設備(1)，其具有與超濾裝置(20)相連且與新鮮透析液之液體制備部分(30)相連的控制單元(15)。該控制單元(15)被配置成接收血液體積的變化，超濾體積的數(shù)量，及血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度的測量值(BV％mes(t)；UFmes(t),WLmes(t)；Cbmes(t))；該控制單元(15)還被配置成接收這些相同參數(shù)的規(guī)定值，以根據(jù)所述測量值與規(guī)定值之間的差異，控制超濾并調(diào)節(jié)新鮮透析液的電導率。
【專利說明】一種體外血液處理設備

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種體外血液處理設備，其能夠監(jiān)測諸如血液體積變化、透析液的電 導率或濃度以及從患者體內(nèi)除去的水等參數(shù)，并且能夠由此采取適宜的控制步驟，以便為 患者提供舒適的治療。該體外血液處理設備可以是例如血液透析或者血液超濾設備。

【背景技術(shù)】
[0002] 體外血液處理設備包括至少一個處理單元（例如透析器或血液過濾器或血液透 析器或超濾器或血漿過濾器或其它類型的過濾單元），其具有將處理單元分成兩個室的半 透膜。體外血液回路使得采自患者的血液在第一室內(nèi)部循環(huán)。同時，通常是在與血液的逆流 方向上，處理液經(jīng)適宜的回路循環(huán)于處理單元的第二室中。該類型的血液處理設備可用于 從腎衰竭患者的血液中除去過量的溶質(zhì)和液體。一種特定類型的血液處理設備，通稱為血 液濾過或血液透析濾過設備，包括一個或多個將置換液遞送至體外血液回路的灌注管線。 該一個或多個灌注管線可連接在處理單元的上游和/或下游。
[0003] 上述的血液處理設備可以各種方式控制。例如，該設備可通過體積計量方式進行 控制，以便沿不同的液體傳輸管線具有預定的流速。作為選擇，該設備也可以按跨膜壓力 (本文中表示為TMP)跟蹤設定值的方式進行控制。專利申請W02005IB01482例舉了一種設 備和方法，用于在一水平上設定TMP值，以便先使超濾流速最大化，接著使灌注到患者體內(nèi) 的液體體積最大化。該方案的優(yōu)點在于：由于超濾和灌注流速最大化，因而提高了經(jīng)膜的對 流交換和不良顆粒自血液中的凈化。
[0004] 盡管上面所引用的出版物提供了有益的設定TMP的方法，但是自患者體內(nèi)抽取液 體并不總對應于患者的舒適治療。還已知一種技術(shù)方案，例如如專利文件EP778783中所 述，其中血液處理設備被控制為，通過同時控制透析液（即處理單元的第二室入口的液體） 的電導率和重量損失率，使得兩個參數(shù)（即血液體積的變化和重量損失率）保持在可接受 的范圍內(nèi)。盡管該類型的控制為經(jīng)受治療的患者帶來益處并且單一治療能夠?qū)崿F(xiàn)兩個目 標，但是應當注意到，文件EP778783的方法基本上限用于血液透析設備。
[0005] 此外，W02012/127298公開一種血液透析濾過設備，其測定患者的血液體積，超濾 流速，通過透析液管線和/或灌注管線的液體的電導率或濃度，及灌注流速（Qinf)。該設 備包括控制單元，用于控制血液體積變化并施加為使得對流交換最大化的值的跨膜壓力 (TMP)。
[0006] 盡管該最后一個方案整合了對流清除率（clearance)和患者的舒適治療，但是本 申請人:業(yè)已發(fā)現(xiàn)進一步改進這些已知系統(tǒng)的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種血液處理設備，其能夠整體性高效地控制多個規(guī)定參數(shù) (prescription parameter)如總重量損失、血液體積變化以及血液電導率/濃度。
[0008] 本發(fā)明的另一目的是提供一種設備，該設備能夠?qū)Χ鄠€規(guī)定參數(shù)實施整體性控 制，避免各控制之間發(fā)生沖突，且目的是提高患者在治療時的舒適性。
[0009] 本發(fā)明的進一步目的是提供一種設備，該設備能夠依靠盡可能多的患者反饋而致 動控制。
[0010] 至少一個上述目的基本上可通過所附權(quán)利要求中的一項或多項的血液處理設備 來實現(xiàn)。
[0011] 至少一個上述目標基本上可通過根據(jù)所附權(quán)利要求中的一項或多項的設備來達 成。
[0012] 下文中將說明能夠?qū)崿F(xiàn)一個或多個上述目標的根據(jù)本發(fā)明各方面的設備和方法。
[0013] 第一方面涉及一種血液體外處理設備，包括：
[0014] -至少處理單元（2)，其具有被半透膜（5)隔開的至少第一室（3)和至少第二室 (4)；
[0015] -至少取血管線（6)，其與所述第一室的入口相連，并被配置成從患者處取出血 液；
[0016] -至少返血管線（7)，其與所述第一室的出口相連，并被配置成將處理過的血液返 回患者，所述取血管線￠)、返血管線（7)和第一室均為體外血液回路（8)的一部分；
[0017] -透析液回路，包括：
[0018] 至少透析液管線（11)，其與所述第二室（4)的入口相連，并被配置成將新鮮透析 液傳送至該第二室（4)，
[0019] 至少液體排出管線（10)，其與所述第二室（4)的出口相連，并被配置成從該第二 室（4)中排出廢透析液，及
[0020] 液體制備部分（fluid preparation section)，其與所述透析液管線（11)相連，并 被配置成調(diào)整所述新鮮透析液的透析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度；
[0021] -至少一個超濾裝置（20)，其與所述透析液回路相連，并被配置成使液體經(jīng)過所 述半透膜從第一室超濾至第二室；以及
[0022] -控制單元（15)，其與所述超濾裝置（20)及所述液體制備部分相連，并被配置成 執(zhí)行目的如下的控制過程：
[0023] 依據(jù)血液體積隨時間變化的測量結(jié)果以及累積的超濾體積的測量值，控制超濾速 度；及
[0024] 依據(jù)患者血液患者血液中至少一種物質(zhì)的濃度的測量值或者依據(jù)患者的血液電 導率，控制新鮮透析液的組成。
[0025] 在血液于體外血液回路的循環(huán)中，測量控制過程所使用的患者的血液參數(shù)。
[0026] 在根據(jù)第一方面的第二方面，所述控制過程包括第一控制過程，該第一控制過程 包括：
[0027] -接收下列各項的測量值：
[0028] 第一參數(shù)（BV% mes(t))，其涉及在處理開始與相應處理時刻（t)之間循環(huán)于所述體 外血液回路之血液的血液體積變化，及
[0029] 第二參數(shù)，其涉及自處理開始至處理時刻（t)所累積的超濾體積的數(shù)量（UFnresw ; U，以及
[0030] -接收于處理時刻（t)時需要在患者體內(nèi)達到的所述第一參數(shù)（BV% traj(t))和第 二參數(shù)（UFtraj (t) ;WL traj (t) )的規(guī)定值；
[0031] -至少根據(jù)所述第一和第二參數(shù)的測量值及其規(guī)定值，通過作用于超濾裝置 (20)，控制經(jīng)過所述半透膜的超濾。
[0032] 在根據(jù)前述任一方面的第三方面中，所述控制過程包括第二控制過程，該第二控 制過程包括：
[0033] _接收第三參數(shù)（Cbmesw)的測量值，該第三參數(shù)涉及處理期間于相應時刻（t)時 循環(huán)于體外血液回路之血液的血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的血液濃度；
[0034] -接收于時刻（t)時需要在患者體內(nèi)達到的所述第三參數(shù)（Cbtrajw)的規(guī)定值；
[0035] -依據(jù)所述第三參數(shù)（Cbtrajw)的測量值（Cbmesw)和規(guī)定值，控制所述液體制備部 分，以調(diào)整透析液管線中流動的新鮮透析液的透析液電導率（Cd)或者其中至少一種物質(zhì)的 透析液濃度（Na11)。
[0036] 在根據(jù)前述方面的第四方面，所述接收第三參數(shù)的測量值的步驟是通過測量該第 三參數(shù)的體內(nèi)數(shù)值（Cbmesw)(即患者的體外血液濃度或電導率）進行的。
[0037] 在根據(jù)第四方面的第五方面，所述體內(nèi)數(shù)值的測量包括執(zhí)行測量任務的命令，該 測量任務包括下列步驟：
[0038] -使新鮮處理液在制備管線（19)中流至第二室（4)，其具有的透析液電導率或者 至少一種物質(zhì)的透析液濃度為基線設定值（Cdsrt)，該基線設定值或者為常數(shù)或者按已知的 方式隨時間而變化；
[0039] -使廢棄液體流出第二室（4)進入廢透析液管線（13);
[0040] -使新鮮處理液的透析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（Cdin)相對 于所述基線設定值發(fā)生上游變化，進而導致流動于廢透析液管線（13)中的廢透析液的透 析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（C〇相應地發(fā)生延時性下游變化；
[0041] -測量由所述廢透析液的透析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度 (Cdwt)的下游變化所取的一個或多個值；
[0042] _通過自所述下游變化所取的一個或多個測量值與自所述上游變化所取的一個 或多個數(shù)值之間的比較，確定與血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度相關(guān)的第三參數(shù) (Cb mes(t))的測量值。
[0043] 在根據(jù)前述方面中任一項的第六方面，所述控制單元（15)被配置成在處理過程 中以多個規(guī)律的時間間隔重復控制過程，例如第一控制過程和第二控制過程，以使所述第 一、第二和第三參數(shù)的測量值盡可能接近地匹配各自的規(guī)定值。
[0044] 在根據(jù)前述第二至第六方面中任一項的第七方面，控制單元（15)被配置成重復 所述第一控制過程和所述第二控制過程一樣頻繁。
[0045] 在根據(jù)前述第二至第六方面中任一項的第八方面，控制單元（15)被配置成重復 所述第一控制過程比所述第二控制過程更頻繁。
[0046] 在根據(jù)前述第四至第八方面中任一項的第九方面，控制單元（15)被配置成重復 所述第一控制過程至少每n分鐘一次，且重復所述測量任務和第二控制過程不超過每m分 鐘一次，其中n為<l/2m的整數(shù)。
[0047] 在根據(jù)前述方面的第十方面，其中n為1?5及m為10?30。
[0048] 在根據(jù)前述第四至第六方面中任一項的第十一方面，控制單元（15)被配置成重 復所述測量任務不如重復所述第一控制過程頻繁，使得接收所述第三參數(shù)（Cb_(t))的測量 值不如接收所述第一和第二參數(shù)的測量值（BV^meswiUFniesw JV^meswiWLniesw)頻繁。
[0049] 在根據(jù)前述方面的第十二方面，控制單元（15)進一步被配置成至少依據(jù)下列各 項估算介于連續(xù)執(zhí)行兩次測量任務之間的中間時刻的第三參數(shù)所取的數(shù)值：
[0050] 數(shù)學模型（M)，其以患者體內(nèi)的分布體積表示溶質(zhì)的動力學，及
[0051] 在所述兩次連續(xù)測量任務時得到的第三參數(shù)的測量值，
[0052] 由此在所述第三參數(shù)的每兩次連續(xù)的實際測量值之間，獲得該第三參數(shù)的多個估 算值。
[0053] 在根據(jù)前述第二至第十二方面中任一項的第十三方面，第二控制過程包括接收涉 及處理開始與處理時刻（t)之間循環(huán)于體外血液回路中的血液體積變化的第一參數(shù)（BV% 的測量值，及接收需要在處理時刻⑴時于患者體內(nèi)達到的第一參數(shù)的規(guī)定值（BV% ;其中所述第二控制過程中的控制步驟包括控制所述液體制備部分，以便至少依據(jù) 第一和第三參數(shù)的測量值（BV%mes(t) ;Cbmes(t))以及第一和第三參數(shù)的規(guī)定值（BV% traj(t); Cbtw(t))，調(diào)整流動于透析液管線中的新鮮透析液的透析液電導率（Cd)或者其中至少一種 物質(zhì)的濃度（Na11)。
[0054] 在根據(jù)前述第二至第十三方面中任一項的第十四方面，控制單元（15)-在執(zhí)行所 述控制液體制備部分的步驟期間被配置成：
[0055] _驗證所述測量任務是否處于執(zhí)行中，及
[0056] _在驗證肯定的情況下，等待至少所述新鮮處理液的透析液電導率或者其中至少 一種物質(zhì)的濃度（Cdin)相對于所述基線規(guī)定值的上游變化終止，只有這樣才
[0057] -允許所述第一控制過程，以調(diào)節(jié)流動于透析液管線中的新鮮透析液的透析液電 導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度。
[0058] 換言之，控制單元可被配置成：在測量任務施加于新鮮透析液而導致電導率或濃 度發(fā)生變化正在進行的同時，阻止除測量任務之外的任何其它任務干涉透析液的組成。
[0059] 在根據(jù)前述第二至第十四方面中任一項的第十五方面，其中在所述第二控制過程 中用作測量值的第三參數(shù)的數(shù)值包括：通過執(zhí)行所述測量任務而得到的實際測量值，及與 兩次連續(xù)測量任務之間的中間時刻相關(guān)的估算值。
[0060] 在根據(jù)前述第二至第十五方面中任一項的第十六方面，控制單元（15)被配置成：
[0061] 接收總處理時間（T)的數(shù)值；
[0062] 接收在處理時間⑴末端時要達到的血液體積變化（BV%ta,get)，重量損失 (WLtogJ,及血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度（Cbtmgrt)的規(guī)定值；
[0063] 依據(jù)在處理末端要達到的各自的規(guī)定值以及處理時間（T)的數(shù)值，確定所述第 一參數(shù)的規(guī)定值（BV% tMj(t))、第二參數(shù)的規(guī)定值（UFtMj(t) ;WLtraj(t))及第三參數(shù)的規(guī)定值 (Cbtraj(t)) ?
[0064] 在根據(jù)前述方面的第十七方面，所述接收在處理時間（T)末端時要達到的血液電 導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度（Cbtawt)的規(guī)定值，包括迫使在處理時間末端（T)要達 到的所述血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度（Cbtawt)的所述規(guī)定值，等于處理開始 時血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度的數(shù)值，特別上通過測量得到或者由使用者設 定的。
[0065] 在根據(jù)前述第二至第十七方面中任一項的第十八方面，控制單元（15)被配置成 在處理開始時執(zhí)行所述測量任務，以測量處理開始時血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的 濃度的數(shù)值。
[0066] 在根據(jù)前述第二至第十八方面中任一項的第十九方面，第一控制過程包括：
[0067] _依據(jù)下列各項，在時刻（t)確定至少第一誤差參數(shù)（ERR_BV_UF(t)) :
[0068] 在所述控制時刻（t)的第一參數(shù)的測量值（BV% mes(t))與該第一參數(shù)的相應規(guī)定 值（BV% tMj(t))之差，及
[0069] 在所述控制時刻（t)時累積的第二參數(shù)的測量值（UFdmsw JLnresw)與該第二參數(shù) 的相應規(guī)定值（UFtrajw ;WLtMj(t))之差；以及
[0070] -至少依據(jù)所述第一誤差參數(shù)的數(shù)值，通過作用于超濾裝置（20)，控制液體經(jīng)過 所述半透膜的超濾。
[0071] 在根據(jù)前述第二至第十九方面中任一項的第二十方面，第二控制過程包括：
[0072] -依據(jù)下列各項，確定至少第二誤差參數(shù)（ERR_BV_Na(t)):
[0073] 在時刻⑴的第三參數(shù)的數(shù)值（Cd mes(t))與該第三參數(shù)的相應規(guī)定值（Cbtrajw)之 差，及
[0074] 第一參數(shù)的測量值（BV% mes(t))與該第一參數(shù)的相應規(guī)定值（BV% tMj(t))之差；以 及
[0075] _至少依據(jù)所述第二誤差參數(shù)的數(shù)值，控制所述液體制備部分，以調(diào)節(jié)流動于透析 液管線中的新鮮透析液的透析液電導率（Cd)或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（Na11)
[0076] 在根據(jù)前述方面中任一項的第二十一方面，該設備還包括至少一個灌注管線，該 灌注管線用于灌注置換液并且與所述體外回路相連，其中所述控制單元（15)進一步被配 置成執(zhí)行一個TMP設定過程，包括：
[0077]-接收與經(jīng)過所述半透膜的超濾速度或者經(jīng)過所述灌注管線的灌注速度相關(guān)的第 四參數(shù)的測量值（UFR5Qinf)，以及與橫跨所述半透膜的跨膜壓力（TMP)有關(guān)的第五參數(shù)的 測量值；
[0078]-對第一參數(shù)的數(shù)值（TMPn)施加（impose)以第一增量（S TMPn)，以達到第二跨膜 壓力值（TMPn+1);
[0079] _確定在第一跨膜壓力（TMPn)下測得的第四參數(shù)的數(shù)值（AUFR(n) ; AQinfw)與在 第二跨膜壓力值（TMPn+1)下測得的第四參數(shù)的數(shù)值（AUFR(n+1) ;QINF(n+1))之間的變化；
[0080] -將該第四參數(shù)數(shù)值的變化（AUFR(n) ; AQINF(n))與參考值進行比較，如果所述變化 的數(shù)值大于該參考值，則施加第二增量（S TMPn+1)于所述第二跨膜壓力，以達到跨膜壓力值 的第三個數(shù)值（TMPn+2);
[0081] -重復TMP設定過程的上述步驟，直至達到最大或者基本最大的TMP數(shù)值為止；
[0082] -設定所述最大的TMP或者基本最大的TMP或者其預定部分，作為處理期間至少一 時間間隔過程中的TMP的設定值。
[0083] 在根據(jù)前述方面中任一項的第二十二方面，該設備包括至少作用于所述體外回路 的傳感器，并被配置成檢測患者血液的血液體積的變化（BV% )，且被配置成向控制單元發(fā) 射與所述血液體積變化有關(guān)的信號，以確定第一參數(shù)的數(shù)值。
[0084] 在根據(jù)前述方面中任一項的第二十三方面，該設備包括至少一至少作用于所述排 出管線的傳感器，并且被配置成確定橫跨所述半透膜的超濾速度（UFR)，以計算所述第二參 數(shù)的數(shù)值。
[0085] 在根據(jù)前述方面中任一項的第二十四方面，該設備包括至少作用于所述透析液管 線（11)的傳感器，并且被配置成檢測跨越所述透析液管線的液體的透析液電導率或者至 少一種物質(zhì)的透析液濃度（Cd ;Na)。
[0086] 在根據(jù)前述方面中任一項的第二十五方面，該設備包括至少被配置成確定置換液 經(jīng)過灌注管線的灌注速度（Qinf)的傳感器。
[0087] 在根據(jù)前述方面中任一項的第二十六方面，該設備包括至少被配置成確定第一室 和第二室之間的跨膜壓力（TMP)的傳感器。實際上可使用多個傳感器，如下面的詳細說明 的相應部分所述。
[0088] 在根據(jù)前述第二十二至第二十六方面中任一項的第二十七方面，上述傳感器均與 控制單元（15)相連接。
[0089] 第二十八方面涉及一種體外血液處理的控制方法，例如根據(jù)前述方面中任一項之 類型的體外血液處理，包括：
[0090] 利用包括處理單元在內(nèi)的體外回路，從患者體內(nèi)提取血液；
[0091] 依據(jù)血液體積隨時間變化的測量結(jié)果以及所累積的超濾體積，控制經(jīng)過血液處理 的半透膜的超濾速度；及
[0092] 依據(jù)患者血液中至少一種物質(zhì)的濃度的測量值或者依據(jù)患者的血液電導率，控制 新鮮透析液的組成。
[0093] 上述控制步驟所使用的患者血液參數(shù)是在循環(huán)于體外血液回路的血液中測量的。
[0094] 在根據(jù)第二十八方面的第二十九方面，該控制方法包括第一控制過程，該第一控 制過程包括：
[0095] -接收下列各項的測量值：
[0096] 第一參數(shù)（BV% _(t))，其涉及處理開始與相應處理時刻⑴之間循環(huán)于體外血液 回路中的血液的血液體積變化，及
[0097] 第二參數(shù)，其涉及自處理開始直至處理時刻⑴所累積的超濾體積的數(shù)量 (UFmes(t) ;WLmes(t));以及
[0098] _接收需要在處理時刻（t)于患者體內(nèi)達到的第一參數(shù)的規(guī)定值（BV% traj(t))，以 及第二參數(shù)的規(guī)定值（UFtraja) ;WLtraj(t));
[0099] _至少依據(jù)第一和第二參數(shù)的測量值以及這些第一和第二參數(shù)的規(guī)定值，控制經(jīng) 過所述半透膜的超濾。
[0100] 在根據(jù)前面兩個方面中任一項的第三十方面，該控制方法包括第二控制過程，該 第二控制過程包括：
[0101] -接收第三參數(shù)的測量值（Cbmesw)，其涉及處理期間在相應時刻（t)時循環(huán)于體 外血液回路中的血液的電導率或其中至少一種物質(zhì)的濃度；
[0102] -接收需要在時刻（t)時于患者體內(nèi)達到的第三參數(shù)的規(guī)定值（Cbtrajw);
[0103] -至少依據(jù)所述第三參數(shù)的測量值（Cbmesw)和規(guī)定值（Cbtrajw)，調(diào)節(jié)新鮮透析液 的透析液電導率（Cd)或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度，該新鮮透析液流動于與血液處 理單元相連的透析液管線中。
[0104] 在根據(jù)前述方面的第三十一方面，所述接受第三參數(shù)測量值的步驟是通過測量第 三參數(shù)（Cbmesw)的體內(nèi)數(shù)值即體外的患者血液濃度或電導率的體內(nèi)數(shù)值而進行的。
[0105] 在根據(jù)前述第二十八至第三十一方面中任一項的第三十二方面，所述第二控制過 程包括：接收第一參數(shù)的測量值（BV%_(t))，其涉及處理開始與處理時刻（t)之間循環(huán)于 體外血液回路的血液的血液體積變化；及接收需要在處理時刻（t)時于患者體內(nèi)達到的第 一參數(shù)的規(guī)定值（BV% tMj(t));其中所述第二控制過程的控制步驟包括：至少依據(jù)第一和第 三參數(shù)的測量值（BV% mes(t) ; Gbmes(^t) )以及第一和第三參數(shù)的規(guī)定值（BV% traj(t) ;Cbtraj ⑴）' 控制流動于透析液管線中的新鮮透析液的透析液電導率（Cd)或者其中至少一種物質(zhì)的透 析液濃度（Na11)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0106] 現(xiàn)將借助于例舉本發(fā)明一些方面的附圖，以非限定性實施例的方式說明本發(fā)明。
[0107] 具體地：
[0108] -圖1是本發(fā)明之血液處理設備的第一實例的示意圖；
[0109] -圖2是本發(fā)明之血液處理設備的第二實例的示意圖；
[0110] -圖3是一框圖，其涉及例如控制單元產(chǎn)生的然后施加給所述設備的超濾速度/重 量損失率和透析液濃度/電導率的控制數(shù)值的循環(huán)計算；
[0111] -圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的控制過程的流程圖，該控制過程可由例如圖1和2所示 類型之設備的控制單元實施；
[0112] -圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一方面的設定過程的時間圖，該設定過程可在執(zhí)行圖4的 控制過程期間或之后，由例如圖1和2所示類型之設備的控制單元實施；及
[0113] -圖6和7是顯示本發(fā)明一方面的跨膜壓力（TMP)設定期間TMP的演變的時間圖。

【具體實施方式】
[0114] 下面說明涉及實施本發(fā)明各方面的體外血液處理設備如血液透析或血液透析濾 過設備的實例。圖1和圖2是圖示適合實施本發(fā)明各方面的血液透析濾過設備的兩種可能 實施方式的非限制性實例。
[0115] 參見圖1和圖2,附圖標記1整體性地表不一種體外血液處理設備。該設備1包括 至少一個處理單元2,例如血液過濾器或血液透析器，該處理單元2具有被半透膜5隔開的 至少一個第一室3和至少一個第二室4。
[0116] 取血管線6與第一室3的入口相連，并且在與患者相連接的操作條件下能夠通過 插入例如患者瘺管F中的血管通路Vl取血。與第一室的出口相連的返血管線7被配置成 接收來自處理單元的處理過的血液，并將該處理過的血液再返回與患者瘺管相連的血管通 路V2。注意，血管通路可以是任何性質(zhì)的構(gòu)造，例如導管、植入患者體內(nèi)的端口、套管、針狀 物等。取血管線6、處理單元的第一室3及至患者的返血管線7實際上都是體外血液回路8 的一部分，其在設備1的使用中為經(jīng)受治療的患者身體提供外部的血液循環(huán)。
[0117] 在圖1的實例中，置換液的灌注管線9與第一室3的上游的取血管線6相連。作 為選擇，灌注管線9也可以與第一室3下游的返血管線7相連。在圖2的實例中，灌注管線 9a與單元2的下游相連，而灌注管線9b則與單元2的上游相連。參照圖1和圖2二者的實 例，請注意，還可以提供例如連接處理單元下游或上游的另外的灌注管線。設備1還包括透 析液回路，該透析液回路包括與第二室4相連的至少一個液體排出管線10,以接收經(jīng)半透 膜過濾的至少一種液體。在圖1和2的實例中，透析液回路還包括在第二室4入口處用于 提供新鮮處理液的透析液管線11 ;也可以使用液體逆止機構(gòu)12,以根據(jù)是否需要而選擇性 地讓或者不讓液體經(jīng)過透析液管線11，進而通過處理單元內(nèi)部的擴散效應發(fā)揮凈化作用。
[0118] 圖 1 和圖 2 二者的設備 1 都包括傳感器（SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)， 以通過下文中更詳細描述的一些參數(shù)，確定處理期間所假定的數(shù)值。當然，設備1中也可以 存在其它傳感器。
[0119] 跨膜壓力（TMP)
[0120] 處理期間，從處理單元2的第一室3到第二室4,需要除去液體和不需要的顆粒。液 體和顆粒的移動產(chǎn)生跨膜壓力，其被定義為施加在第一室側(cè)指向第二室側(cè)的平均壓力。實 踐中，跨膜壓力（下文中簡記為TMP)可以各種方式測定。例如，跨膜壓力TMP的估值可計 算如下。
[0121] 1)在存在四個壓力傳感器的情況下（見圖1和2)，其中一個傳感器Sl位于供應 管線11上，一個傳感器S2位于排出管線10上，一個傳感器S3位于取血管線6上，第四個 傳感器S4位于返血管線7上，則可采用下式，利用來自傳感器Sl?S4的壓力信號，通過控 制單元15,確定TMP的估值：

【權(quán)利要求】
1. 一種體外血液處理設備，包括： -至少處理單元（2)，其具有被半透膜（5)隔開的至少第一室（3)和至少第二室（4); -至少取血管線（6)，其與所述第一室的入口相連，并被配置成從患者處取出血液； -至少返血管線（7)，其與所述第一室的出口相連，并被配置成將處理過的血液返回患 者，所述取血管線￠)、返血管線（7)和第一室均為體外血液回路（8)的一部分； -透析液回路，包括： 至少透析液管線（11)，其與所述第二室（4)的入口相連，并被配置成將新鮮透析液傳 送至該第二室（4)， 至少液體排出管線（10)，其與所述第二室（4)的出口相連，并被配置成從該第二室（4) 中排出廢透析液，及 液體制備部分，其與所述透析液管線（11)相連，并被配置成調(diào)整所述新鮮透析液的透 析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度； -至少一個超濾裝置（20)，其與所述透析液回路相連，并被配置成使液體經(jīng)過所述半 透膜從第一室超濾至第二室； -控制單元（15)，其與所述超濾裝置（20)及所述液體制備部分相連，并被配置成執(zhí)行 第一控制過程，包括： 接收下列各項的測量值： 第一參數(shù)其涉及在處理開始與相應處理時刻（t)之間循環(huán)于所述體外血 液回路之血液的血液體積變化，及 第二參數(shù)，其涉及自處理開始至處理時刻⑴所累積的超濾體積的數(shù)量（UF_(t); U，以及 接收于處理時刻（t)時需要在患者體內(nèi)達到的所述第一參數(shù)（BV% traj(t))和第二參數(shù) (UFtraj(t) ;WL traj (t) )的規(guī)定值； 至少根據(jù)所述第一參數(shù)和第二參數(shù)的測量值及所述第一參數(shù)和第二參數(shù)的規(guī)定值，通 過作用于超濾裝置（20)，控制液體經(jīng)過所述半透膜的超濾； 所述控制單元（15)還被配置成執(zhí)行第二控制過程，包括： 接收第三參數(shù)（Cbmes(t))的測量值，該第三參數(shù)涉及處理期間于相應時刻（t)時循環(huán)于 體外血液回路之血液的血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的血液濃度； 接收于時刻（t)時需要在患者體內(nèi)達到的所述第三參數(shù)（Cbt_(t))的規(guī)定值； 根據(jù)所述第三參數(shù)（Cbt_(t))的測量值（Cb_(t))和規(guī)定值，控制所述液體制備部分，以 調(diào)整透析液管線中流動的新鮮透析液的透析液電導率（CD)或者其中至少一種物質(zhì)的透析 液濃度（NaD)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中所述接收第三參數(shù)（Cb_(t))的測量值的步驟包括執(zhí)行 測量任務的命令，該測量任務包括下列步驟： -使新鮮處理液在制備管線（19)中流至第二室（4)，其具有的透析液電導率或者至少 一種物質(zhì)的透析液濃度為基線設定值（CdsJ，該基線設定值或者為常數(shù)或者按已知的方式 隨時間而變化； -使廢棄液體流出第二室（4)進入廢透析液管線（13); -使新鮮處理液的透析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（Cdin)相對于所 述基線設定值發(fā)生上游變化，進而導致流動于廢透析液管線（13)中的廢透析液的透析液 電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（C〇相應地發(fā)生延時性下游變化； -測量由所述廢透析液的透析液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（c〇 的下游變化所取的一個或多個值； -通過所述下游變化所取的一個或多個測量值與所述上游變化所取的一個或多個數(shù)值 之間的比較，確定與血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度相關(guān)的第三參數(shù)的 測量值。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述控制單元（15)被配置成在處理過程 中以多個規(guī)律的時間間隔重復所述第一控制過程和第二控制過程，以使所述第一、第二和 第三參數(shù)的測量值盡可能接近地匹配各自的規(guī)定值。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述控制單元（15)被配置成重復所述第 一控制過程和所述第二控制過程一樣頻繁或者比所述第二控制過程更頻繁。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求2?4中任一項的設備，其中所述控制單元（15)被配置成重復所 述第一控制過程至少每n分鐘一次，且重復所述測量任務和第二控制過程不超過每m分鐘 一次，其中n為<l/2m的整數(shù)，任選n為1?5及m為10?30。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求2?5中任一項的設備，其中所述控制單元（15)被配置成重復所 述測量任務不如重復所述第一控制過程頻繁，使得接收所述第三參數(shù)（Cb_(t))的測量值不 如接收所述第一和第二參數(shù)的測量值（BV% mes(t)，UFmes(t) ;BV% mes(t)，WLmes(t))頻繁；且其中 所述控制單元（15)進一步被配置成至少依據(jù)下列各項估算介于連續(xù)執(zhí)行兩次測量任務之 間的中間時刻的第三參數(shù)所取的數(shù)值： -數(shù)學模型（M)，其以患者體內(nèi)的分布體積表示溶質(zhì)的動力學，及 -在所述兩次連續(xù)測量任務時得到的第三參數(shù)的測量值， 由此在所述第三參數(shù)的每兩次連續(xù)的實際測量值之間，獲得該第三參數(shù)的多個估算 值。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述第二控制過程包括接收第一參數(shù) (BV%mesW)的測量值，該第一參數(shù)（BV%_(t))涉及處理開始與處理時刻（t)之間循環(huán)于 體外血液回路中的血液體積變化，及接收需要在處理時刻（t)于患者體內(nèi)達到的第一參數(shù) 的規(guī)定值（BV%t_(t));其中所述第二控制過程中的控制步驟包括控制所述液體制備部分， 以便至少依據(jù)第一和第三參數(shù)的測量值（BV%mes(t) ;Cbmes(t))以及第一和第三參數(shù)的規(guī)定值 (BV%traj(t) ;Cbtraj(t))，調(diào)整流動于透析液管線中的新鮮透析液的透析液電導率（CD)或者其 中至少一種物質(zhì)的濃度（NaD)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求2?7中任一項的設備，其中在執(zhí)行所述控制液體制備部分的步 驟期間，所述控制單元（15)被配置成： -驗證所述測量任務是否處于執(zhí)行中，及 -在驗證肯定的情況下，等待至少所述新鮮處理液的透析液電導率或者其中至少一種 物質(zhì)的濃度（Cdin)相對于所述基線規(guī)定值的上游變化終止，只有這樣才 -允許所述第一控制過程，以調(diào)節(jié)流動于透析液管線中的新鮮透析液的透析液電導率 或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6與權(quán)利要求7和8中任一項的組合的設備，其中在所述第二控制過 程中用作測量值的第三參數(shù)的數(shù)值包括：通過執(zhí)行所述測量任務而得到的實際測量值，及 與兩次連續(xù)測量任務之間的中間時刻相關(guān)的估算值。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述控制單元（15)被配置成： 接收總處理時間（T)的數(shù)值； 接收在處理時間（T)末端時要達到的血液體積變化（BV% ，重量損失（WLtogrt)，及 血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度（CbtmgJ的規(guī)定值； 依據(jù)在處理末端要達到的各自的規(guī)定值以及處理時間的數(shù)值（T)，確定所述第一 參數(shù)的規(guī)定值（BV% traj(t))、第二參數(shù)的規(guī)定值（UFtMj(t) ;WLtMj(t))及第三參數(shù)的規(guī)定值 (Cbtraj(t)) ?
11. 根據(jù)前一權(quán)利要求的設備，其中所述接收在處理時間（T)末端時要達到的血液電 導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度（CbtogJ的規(guī)定值，包括迫使處理時間（T)末端要達到 的所述血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度（CbtmgJ的規(guī)定值，等于處理開始時血液 電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度的數(shù)值，特別是通過測量得到或者由使用者設定的。
12. 根據(jù)前一權(quán)利要求的設備，其中所述控制單元（15)被配置成在處理開始時執(zhí)行所 述測量任務，以測量處理開始時血液電導率或者其中至少一種物質(zhì)的濃度的數(shù)值。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述第一控制過程包括： -依據(jù)下列各項，在時刻（t)確定至少第一誤差參數(shù)（ERR_BV_UF(t)): 在控制時刻（t)的第一參數(shù)的測量值（BV%mes(t))與該第一參數(shù)的相應規(guī)定值（BV% traj (t) )之差，及 在控制時刻（t)時累積的第二參數(shù)的測量值（UF^w 與該第二參數(shù)的相應規(guī) 定值（UF_(t) ;WL traj (t) )之差；以及 -至少依據(jù)所述第一誤差參數(shù)的數(shù)值，通過作用于超濾裝置（20)，控制液體經(jīng)過所述 半透膜的超濾； 和/或其中所述第二控制過程包括： -依據(jù)下列各項，確定至少第二誤差參數(shù)（ERR_BV_Na(t)): 在時刻⑴的第三參數(shù)的數(shù)值（Cdmes(t))與該第三參數(shù)的相應規(guī)定值（Cbtraj(t))之差，及 第一參數(shù)的測量值（BV% mes(t))與該第一參數(shù)的相應規(guī)定值（BV% tMj(t))之差；以及 -至少依據(jù)所述第二誤差參數(shù)的數(shù)值，控制所述液體制備部分，以調(diào)節(jié)流動于透析液管 線中的新鮮透析液的透析液電導率（CD)或者其中至少一種物質(zhì)的透析液濃度（NaD)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，還包括至少一個灌注管線，該灌注管線用于灌 注置換液并且與所述體外回路相連， 其中所述控制單元（15)進一步被配置成執(zhí)行TMP設定過程，包括： -接收與經(jīng)過所述半透膜的超濾速度或者經(jīng)過所述灌注管線的灌注速度相關(guān)的第四參 數(shù)的測量值（UFR;Qinf)，以及與橫跨所述半透膜的跨膜壓力（TMP)有關(guān)的第五參數(shù)的測量 值； -對第一參數(shù)的數(shù)值（TMPn)施加以第一增量（STMPn)，以達到第二跨膜壓力值 (TMPn+1)； _確定在第一跨膜壓力（TMPn)下測得的第四參數(shù)的數(shù)值（AUFR(n) ;AQINF(n))與在第二 跨膜壓力值（TMPn+1)下測得的第四參數(shù)的數(shù)值（AUFR(n+1) ;QINF(n+1))之間的變化； -將該第四參數(shù)數(shù)值的變化（AUFR(n) ; AQINF(n))與參考值進行比較，如果所述變化的數(shù) 值大于該參考值，則施加第二增量（S TMPn+1)于所述第二跨膜壓力，以達到跨膜壓力值的第 三個數(shù)值（TMPn+2); -重復TMP設定過程的上述步驟，直至達到最大或者基本最大的TMP數(shù)值為止； -設定所述最大的TMP或者基本最大的TMP或者其預定部分，作為處理期間至少一時間 間隔過程中的TMP的設定值。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，包括： 至少作用于所述體外回路的傳感器，并且被配置成檢測患者血液的血液體積的變化 (BV% )； 至少一至少作用于所述排出管線的傳感器，并且被配置成確定橫跨所述半透膜的超濾 速度（UFR); 至少作用于所述透析液管線（11)的傳感器，并且被配置成檢測跨越所述透析液管線 的液體的透析液電導率或者至少一種物質(zhì)的透析液濃度（Cd ;Na); 至少被配置成確定置換液經(jīng)過灌注管線的灌注速度（QINF)的傳感器； 至少被配置成確定第一室和第二室之間的跨膜壓力（TMP)的傳感器； 其中上述傳感器均與控制單元（15)相連接。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述第一參數(shù)為處理開始與相應處理時 刻（t)之間的循環(huán)于體外血液回路中的血液的血液體積變化。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述第二參數(shù)為處理開始至處理時刻 (t)所累積的超濾體積的數(shù)量。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的設備，其中所述第三參數(shù)為處理期間循環(huán)于體外血 液回路中的血液在相應時刻（t)時的血液電導率或者至少一種物質(zhì)的血液濃度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14?18中任一項的設備，其中所述第四參數(shù)為經(jīng)過所述半透膜的超 濾速度或者經(jīng)過所述灌注管線的灌注速度。
【文檔編號】A61M1/34GK104349803SQ201380028707
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】A·蘇拉切, P·羅瓦蒂 申請人:甘布羅倫迪亞股份公司