用于体外循环血液处理的设备的制作方法

用于体外循环血液处理的设备的制作方法
【专利摘要】描述一种用于体外循环血液治疗的设备（1），包括处理单元（2）、体外循环血液回路（8）、置换液输液管路（9、9a、9b）、连接在第二腔室（4）的入口中的透析管路以及液体排出管路（10）。该设备还包括用于确定与患者的血液容量(BV%)有关的第一参数和与超滤流速(UFR)或患者的体重减轻速率（WLR）有关的第二参数、与穿过透析管路和/或输液管路的液体的电导率或钠浓度有关的第三参数(Cd,Na)以及与输液流速（QINF）有关的第四参数的传感器。最后，该设备包括：控制单元，用于执行控制过程，该控制过程包括：从传感器接收上述参数的测量值，并且基于测量值和血液容量变化的规定值（BV%target）、体重减轻的规定值（WLtarget）、血浆电导率或钠浓度的规定值（Ctarget,Natarget）、输液容量的规定值（VINFtarget），计算在控制时刻后的时间间隔中要施加的控制值。
【专利说明】用于体外循环血液处理的设备[0001 ] 本发明涉及用于体外循环血液处理的设备。
[0002]用于体外循环血液处理的设备包括具有半渗透膜的至少一个处理单元(例如，透析器或者过滤器或超滤器或血浆管理器或另一种类型的过滤单元)，该半透膜将处理单元分隔为两个腔室。体外循环血液回路使得从患者去除的血液在第一腔室的内部循环。同时，通常使处理液体在相对于血液的流动方向相反的方向通过处理单元的第二腔室中的适当回路进行循环。这种类型的用于血液处理的设备(被称为透析设备)可以用于从遭受肾衰竭的患者的血液中去除过量溶质和液体。
[0003]特定类型的用于血液处理的设备(血液滤过或血液透析滤过设备)包括被预先设置以将置换液发送到体外循环血液回路中的输液管。输液管连接中处理单元的上游和/或下游。
[0004]上述血液处理设备 可以按照多种方式控制。
[0005]例如，可以在容量上控制该设备，诸如具有沿各种输液管路的预定流速。
[0006]另选地，可以控制设备使得跨膜压力(在此表示为TMP)遵循给定值。申请W02005IB01482例示用于将TMP值设定到使超滤流速最大化并且因此使注入到患者体内的液体的容量最大化的水平的设备和处理。这个方案的优点在于其将超滤和注入的流速最大化，因而使通过隔膜的对流交换最大化，并且因而净化了血液中的不期望的颗粒。
[0007]尽管以上引用的文件提供了用于设定--Μ的有利的过程，从患者体内提取血液并不总是对应于对于患者的舒适的治疗。
[0008]还已知例如在专利文件EP778783中描述的技术方案，其中，按照通过同时控制透析液(即，在到处理单元的第二腔室的入口中的液体)的电导率和体重减轻率而使使两个参数(即，血液容量的变化和体重减轻率)维持在可接受范围内的方式，对用于血液处理的设备进行控制。尽管这种类型的控制给经受治疗的患者带来优点并且使得在单个治疗中达到了两个目标，但是应注意的是，文件EP778783的方法的使用基本上被限制于用于血液透析的设备，因而具有较差的对流交换能力。

【发明内容】

[0009]本发明的目的是使得到一种用于血液处理的设备，该设备即使在存在高对流交换的情况下仍能够有效地操作(即，存在用于在治疗期间注入相对大量的置换液并且同时确保很高程度的患者舒适性的输液管)。
[0010]本发明的进一步的目的是使得到一种设备，该设备能够控制对流交换并同时还控制体重减轻以及要提供给正在治疗的患者的血浆电导率和钠浓度。
[0011]本发明的附加目的是提供一种设备，该设备能够以简单且迅速的方式确定TMP的设定值，并且能够在可能的情况下增加与患者交换的液体的容量，同时避免在治疗期间与旨在提高患者舒适度的任何其它控制相冲突。
[0012]本发明的另一个目的是提供一种设备，该设备能够安全地操作，尽管该设备加速了针对TMP设定的搜索序列。[0013]通过如所附的权利要求中的一项或更多项的用于血液处理的设备，基本上获得以上指出的目的中至少一项。[0014]现在描述本发明的一些方面。
[0015]在第I方面中，一种用于体外循环血液处理的设备，该设备包括:至少一个处理单元，其具有被半透隔膜彼此分隔开的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一个血液排出管路，其连接到所述第一腔室的入口并且被预设置为从患者体内排出血液；至少一个血液返回管路，其与所述第一腔室的出口相连接并且被预设置为使经处理的血液返回到患者(血液排出管路、血液返回管路和第一腔室为体外循环血液回路的一部分)；至少一个置换液输液管路，其与体外回路相连接或者可直接与患者连接，并且可选地与透析管路连接，所述透析管路连接在所述第二腔室的入口中；至少一个液体排出管路，其连接到所述第二腔室的出口 ；以及传感器装置。
[0016]所述传感器装置被设置并配置以确定:
[0017]-与所述患者的血液容量BV%有关的第一参数；
[0018]-与从包括以下的组中选择的参数有关的至少一个第二参数:穿过所述膜的超滤流速UFR、所述患者的体重减轻速率WLR以及累计体重减轻WL ；
[0019]-与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率有关的或与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的钠或其它预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ;以及
[0020]-与穿过所述输液管路的所述置换液的输液流速Qinf有关的第四参数。
[0021]所述设备还包括控制单元，该控制单元与所述传感器装置相连并且被配置为执行控制过程，所述控制过程包括:
[0022]-从所述传感器装置接收所述参数的测量值，以及
[0023]-使用所述测量值和在预定治疗时间要在所述患者体内达到的血容量的规定值BV%target和目标体重减轻的规定值WLtawt、血浆电导率的规定值Ctogrt或钠浓度的规定值Natogrt以及输液容量的规定值￥_?_，计算要在进行控制的时刻之后的时间间隔期间设定的以下控制值:穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率Cdw或钠浓度值Na(t)、体重减轻速率值WLRw和输液速率值Qinfw。第2方面包括一种用于体外循环血液处理的设备，该设备包括:
[0024]至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有彼此被半透隔膜分隔开的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一个血液排出管路，其连接到第一腔室的入口并且被预设置为从患者体内排出血液，至少一个血液返回管路，其连接到第一腔室的出口并且被预设置为使经处理的血液返回到患者体内(血液排出管路、血液返回管路和第一腔室是体外循环血液回路的一部分)；至少一个置换液输液管路，其连接到体外回路或可直接与患者连接，并且可选地与透析管路连接，所述透析管路连接在所述第二腔室的入口中；至少一个液体排出管路，其与第二腔室的出口相连；以及传感器装置。所述传感器装置被设置并配置为确定:
[0025]-与患者的血液容量BV%有关的第一参数；
[0026]-与从包括以下的组中选择的一个值有关的至少一个第二参数:通过所述膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR以及累计体重减轻WL ；
[0027]-与穿过透析管路和/或输液管路的液体的电导率有关的或者与穿过述透析管路和/或输液管路的钠或者其它预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ;并且
[0028]-与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数。
[0029]所述设备还包括控制单元，该控制单元连接到所述传感器装置并且被配置为进行控制过程，所述控制过程包括:[0030]-从传感器装置接收所述参数的测量值，以及
[0031]-基于所述测量值和在预定治疗时间要在患者体内中达到的血液容量变化的规定值BWwgrt和目标体重减轻的规定值WLtawt、血浆电导率的规定值Ctawt或钠浓度的规定值Natarget,以及输液容量的规定值VINF，计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过透析管路和/或输液管路的液体的电导率Cd(t)或者钠浓度值Na(t);体重减轻速率WLRw、和跨膜压值TMPw。
[0032]在根据上述方面中任一方面的第3方面中，所述控制过程包括在所述控制时刻t之后的时间间隔At期间设定所述控制值。
[0033]在根据上述方面中任一方面的第4方面中，所述控制单元被配置或编程为在时间上彼此连续的控制时刻t重复所述控制过程。
[0034]在根据上述方面中任一方面的第5方面中，基于以下计算所述控制值:
[0035]-测量值，其中所述第四参数是输液速率，以及
[0036]-在预定治疗时间中要在所述患者体内达到的血液容量变化的规定值BV^wget、体重减轻的规定值WLtmget、血浆电导率或钠浓度的规定值Ctmget,、Natmget、输液容量的规定值
^INFtarget °
[0037]在第6方面中，根据从第I到第4方面中的任一方面，基于以下计算所述控制值:
[0038]-测量值，其中所述第四参数是所述跨膜压，以及
[0039]-在预定治疗时间要在所述患者体内达到的血液容量变化的规定值BV1^wget、体重减轻的规定值WL toget、血浆电导率或钠浓度的规定值Ctmget、输液容量的规定值Vinf tmget和在预定治疗时间期间要遵循的预定或计算的所述跨膜压TMPtogrt。
[0040]在根据上述方面中任一方面的第7方面中，还基于在治疗结束时要在所述患者体内输液的容量的规定值VINFtmgrt来计算所述控制值。
[0041]在根据上述方面中任一方面的第8方面中，还基于在治疗期间要在所述患者体内输液的容量的流速的规定值Qinf target来计算所述控制值。
[0042]在根据上述方面中任一方面的第9方面中，所述设备包括第一调整装置，所述第一调整装置用于调整所述处理单元的所述第一腔室和所述第二腔室之间的超滤流速或者跨膜压，所述第一调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述体外循环血液回路和所述液体排出管路中的至少一方。
[0043]在第10方面中，根据上述方面中任一方面，所述设备包括第二调整装置，所述第二调整装置用于调整透析液和/或置换液的成分，所述第二调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述透析管路和/或所述输液管路以调整穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或钠浓度Cd、Na。
[0044]在根据上述方面中任一方面的第11方面中，在所述过程期间设定所述控制值的步骤包括:
[0045]-命令所述第二调整装置对穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体施加与所述电导率或所述钠浓度有关的所述控制值cd(t)、Na(t)；以及
[0046]-命令所述第一调整装置施加与所述体重减轻速率有关的所述控制值WLRw。
[0047]在根据上述方面中任一方面的第12方面中，所述设备包括:至少一个输液泵，或沿所述输液管路的液体流动的另一调整装置，其在所述输液管路上处于活动状态并且连接到所述控制单元以使输液液体沿所述管路流动，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述输液泵和所述第一调整装置以施加与体重减轻速率WLRw有关的控制值和与输液管路Qinfw有关的控制值。还可以根据跨膜压TMPw来调整输液速率的调整，特别是如果涉及设置在所述处理单元上游的置换液管路。
[0048]在根据上述方面中任一方面的第13方面中，所述控制单元被配置为命令所述第二调整装置对穿过所述透析管路的液体和穿过所述输液管路的液体两者施加与所述电导率或所述钠浓度有关的所述控制参数Cd(t)、Na(t)。[0049]在根据上述方面中任一方面的第14方面中，其中，所述控制过程使用数学模型M，其表示所述患者体内的分布容积(distribution volume)中的溶液的动能(kinetics),以确定所述控制时刻(t)的等效钠浓度的值Naeqw,所述模型被存储在与所述控制单元相关联的存储器中，所述控制单元被配置为在所述数学模型的入口应用以下值:
[0050]-与前一控制时刻有关的等效钠浓度的值Naeq(t_M)，
[0051]-前一控制时刻的透析液的电导率或钠浓度值的控制值Cd(t_M)、Na(t_M)，
[0052]-从包括以下的组中选出的至少一个值:与前一控制时刻的超滤速率UFR(t_,t)有关的控制值、与到前一控制时刻为止的体重减轻速率有关的控制值WLR(t_,t)、与所述控制时刻的累积体重减轻值有关的控制值WLw，
[0053]-在所述控制时刻测量到的总对流和扩散清除率值Cl_(t)或者估计的总对流和扩散清除率值Clmesw，
[0054]-与在患者体内的溶液的分布的容量V或身体水容量TBM有关的基准值。基于体重减轻目标WLtmget、总累积体重减轻WL(t)和身体重量体积TBW而针对每个患者确定分布容量V ;如下面所描述的那样来估计这些(例如，在【具体实施方式】中提供对于V和TWL的公式)；
[0055]并且用于在数学模型的出口接收控制时刻t的等效钠浓度的值Naeq(t)。
[0056]注意，时刻t的等效钠浓度Naeqw是指透析液中的恒定钠浓度，如果在治疗开始施加直至特定时刻t为止，则将导致患者体内具有与在相同时刻t利用控制过程设定直至时间t为止的钠浓度或者电导率的变化而获得的相同血浆钠浓度。
[0057]在根据上述方面的第15方面中，基于输液流速0胃_(,)的当前测量值和来自血液流速QBnresw的当前测量值和当前扩散清除率值Cldiffw中的一个来计算估计总对流和扩散清除率值Cl_(t)。另选地，可从Cl假定的先前值数学地外推出估计总对流和扩散清除率值Clmes(t)。
[0058]在根据第14或第15方面的第16方面中，数学模型是可选地根据单室模型的患者体内的分布容量V中的溶液的动能的表示。
[0059]在根据第14或第15或第16方面的第17方面中，其中，所述控制过程还包括使用时刻t的等效钠浓度参数即Naeqw来确定控制值。
[0060]在根据上述方面中任一方面的第18方面中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0061]接收要在治疗结束时达到的血液容量变化的规定值BV%togrt、体重减轻的规定值WLtarget和血浆电导率或钠浓度的规定值Ctawt、Natarget ；
[0062]接受治疗时间值T ;
[0063]基于所述规定值和治疗时间值T来确定相应的目标参数，所述目标参数描述血液容量的变化量的期望的时间进展BV%tmgrt(t)、体重减轻的期望的时间进展WLtmgrt(t)、WLRtargetw和等效钠浓度的期望的时间进展Nae_get(t)；
[0064]在根据上述方面的第19方面中，其中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0065]基于以下来确定至少一个第一误差参数ERR_BV_UF(t):
[0066]控制时刻t的第一参数的测量值BV°/Vs(t)和与血液容量随着时间变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差，和
[0067]控制时刻t的体重减轻或体重减轻速率的测量值WLnresaPWLRmesw和由与体重减轻或体重减轻速率WL_(t)、WLRnresw随着时间的变化的目标曲线给出的对应的值之间的差；以及
[0068]基于以下确定至少一个第二误差参数ERR_BV_Na(t):
[0069]控制时刻t的等效钠参数的值Naeq(t)和与血液容量随着时间的变化有关的目标曲线上的对应参数之间的差Naetrtmgrtw，和
[0070]控制时刻t的第一参数的测量值BV°/Vs(t)和与血液容量随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差。
[0071]在根据上述方面的第20方面中，基于第二误差参数ERR_BV_Na(t)并基于与先前控制时刻有关的电导率或钠浓度值Cd(t_,t)，Na(t_,t)计算要在穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体上施加的控制钠电导率或浓度值Cd(t)，Na(t)。
[0072]在根据第19或20方面的第21方面中，基于第一误差参数ERR_BV_UF(t)并基于与先前控制时刻有关的超滤流速UFR(t_,t)计算要针对体重减轻速率WLRw施加的控制流速值。
[0073]在根据上述方面中任一方面的第22方面中，所述控制单元被配置为:
[0074]比较第一参数的测量值BV%mes(t)与基准阈值，
[0075]验证第一参数的测量值是否低于所述阈值，以及
[0076]如果验证给出肯定结果，则命令通过输液管路一次性输入预定容量的置换液。
[0077]在根据上述方面的第23方面中，命令所述一次性输入包括在预定给药时间向输液泵施加的预定流速。
[0078]在根据第22或第23方面的第24方面中，所述控制单元被配置为在所述一次性输入的给药期间将超滤流速值设定为零。
[0079]在根据第23或24方面的第25方面中，其中，命令所述一次性输入包括在预定容量的置换液的给药期间向第二调整装置命令液体成分以对穿过输液管路的液体的电导率或钠浓度Cd(t)，Naw施加预定值。
[0080]在根据上述方面中任一方面的第26方面中，所述传感器装置包括作用于体外循环回路上的至少一个第一传感器S7以检测患者的血液容量的变化BV%。
[0081]在根据上述方面中任一方面的第27方面中，所述传感器装置包括作用于排出管路的至少一个第二传感器S6以确定穿过隔膜的超滤流速UFR或者患者的体重减轻速率WLR或累计体重减轻WL。[0082]在根据上述方面中任一方面的第28方面中，所述传感器装置包括作用于透析管路或输液管路或透析管路和输液管路的公共供应管路的至少一个第三传感器S8，该第三传感器是被预设用于确定穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的钠浓度的电导率或浓度传感器。
[0083]在根据上述方面中任一方面的第29方面中，所述传感器装置包括用于确定穿过输液管路的置换液的输液流速Qinf的至少一个第四传感器S5和用于确定第一腔室与第二腔室之间的跨膜压TMP的至少一个第五压力传感器S1、S2、S3、S4。
[0084]第30方面涉及用于体外循环血液治疗的设备，所述设备包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半透隔膜彼此分隔开的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一个血液排出管路，所述至少一个血液排出管路连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者体内排出血液；至少一个血液返回管路，所述至少一个血液返回管路连接到第一腔室的出口端并且被预先设置为将经处理的血液返回患者。血液排出管路、血液返回管路和第一腔室是设备的体外循环血液回路的一部分。所述设备还包括置换液的至少一个输液管路，所述置换液的至少一个输液管路与体外循环回路连接或可直接连接到患者，
[0085]至少一个透析管路，所述透析管路连接到所述第二腔室的入口 ；至少一个液体排出管路，所述至少一个液体排出管路连接到第二腔室的出口端；以及传感器装置，所述传感器装置用于确定:
[0086]与患者的血液容量BV%有关的第一参数；
[0087]从以下选择的至少一个第二参数和第三参数:穿过隔膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR (注意，可从积累体重减轻WL除以时间间隔来导出体重减轻速率)、穿过输液管路的置换液的输液速率Qinf ；
[0088]与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数。
[0089]此外，该设备包括:第一调整装置，所述第一调整装置作用于体外循环回路和液体排出管路中的至少一个，并且被构造为调整所述处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤流速UFR或跨膜压TMP ；以及控制单元，所述控制单元与传感器装置连接并且与所述第一调整装置连接，并且被配置为进行控制过程以调整体重减轻速率和用于使得穿过半透膜的对流交换最大化的至少一个设定序列。
[0090]在根据第30方面的第31方面中，所述控制单元被编程或配置为至少在控制时刻t执行控制过程，该控制过程包括:
[0091]-从所述传感器装置接收第一参数的测量值BV%_(t)和第二和第三参数的测量值
UFRmes (t)、WLRmes (t)、QiNFmes (t) ? 并且
[0092]-基于血液容量变化量BV%toget的至少一个规定值的测量值计算与所述设备必须施加的体重减轻速率有关的控制值WLRw，
[0093]-对体重减轻速率上施加控制值WLRw，
[0094]在根据第30或第31方面的第32方面中，所述控制单元被进一步编程或配置为进行至少一个设定时刻τ和跨膜压的设定序列，所述设定序列包括:
[0095]-对跨膜压的第一值TMPn上施加第一增加量δTMPn以达到第二跨膜压值ΤΜΡη+1 ；
[0096]-确定第一跨膜压值TMPn时的穿过隔膜的超滤流速和第二跨膜压ΤΜΡη+1时的超滤流速之间的变化量△ UFR(n)，其中，超滤流速的变化量是通过直接测量超滤流速或通过间接地将沿着输液管路的置换液流速变化量AQINFw和由于控制过程引起的体重减轻速率AffLRw考虑在内来确定；
[0097]-将所述超滤变化量ΛUFR(n)与基准值比较，并且如果变化量Λ UFR(n)的值大于所述基准值，则命令第一调整装置对在所述第二跨膜压施加第二增加量STMPn+1以达到跨膜压值的第三值TMPn+2。
[0098]在根据第30到第32方面中任一方面的第33方面中，所述传感器装置被预设置为确定至少一个与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率有关的或者与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的钠浓度(或者预定要监测的其它物质)有关的第五参数Cd、Na。
[0099]在根据第30到第33方面中任一方面的第34方面中，在所述控制过程中，所述接收步骤包括从所述传感器装置接收以下测量值:
[0100] -第一参数BV%mes(t)，
[0101] -第二参数UFRmes(t)，WLRmesw，包括穿过隔膜的超滤流速UFR或患者的体重减轻速率 WLR，
[0102]-第三参数QINFmes(t)，包括穿过输液管路的置换液的输液流速Qinf有关的第四参数TMP-⑴，和
[0103]-第五参数Cdmes(t)，Namesw。
[0104]在根据第30到第34方面中任一方面的第35方面中，所述控制过程包括计算步骤，该计算步骤包括根据测量值和血液容量的变化的规定值BV%tawt、体重减轻的规定值WLRtarget和患者的血浆电导率或钠浓度的规定值Cta,get、Nata,get(或者另选地在预定治疗时间中要遵循的输液容量VINFtmgrt、跨膜压值TMPtmgrt),计算以下控制值:
[0105]-穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率Cd(t)或钠浓度Naw；以及
[0106]-体重减轻速率WLRw的值。
[0107]在根据第30到第34方面中任一方面的第36方面中，所述控制过程包括施加步骤，该施加步骤包括施加所述与电导率或钠浓度有关的控制值Cd(t)，Na(t)和与体重减轻速率有关的值WLRw。
[0108]在根据第30到第36方面中任一方面的第37方面中，所述控制单元被配置为在时间上相互连续的多个控制时刻t执行控制过程。
[0109]在根据第30到第37方面中任一方面的第38方面中，所述控制单元被配置为在各控制时刻t之后的时间间隔Λ t期间施加所述控制值。
[0110]在根据第30到第38方面中任一方面的第39方面中，所述控制单元被配置为在整个治疗期间循环地重复所述控制过程。
[0111]在根据第30到第39方面中任一方面的第40方面中，所述控制单元被配置为在时间上彼此连续的多个设置时刻τ执行设定序列，并且其中，所述控制单元被配置为相对于执行设定序列的设置时刻更加频繁的控制时刻执行控制过程。
[0112]在根据第30到第40方面中任一方面的第41方面中，所述设定序列包括:
[0113]将通过命令第一调整装置增加跨膜压的步骤重复η次；[0114]确定与各个第η个跨膜压增加量相对应的超滤流速变化量AUFRn是否大于相应的基准值；以及
[0115]如果第η个跨膜压增加时的超滤流速变化量Λ UFRn的大于相应的基准值，则确定第η+1个增加量δΤΜΡη+1，或者
[0116]如果与第η个跨膜压增加量相对应的超滤流速变化量Λ UFRn低于基准值，则终止设定序列并施加第η个压力值TMPn作为跨膜压的设置值。
[0117]在根据上述方面的第42方面，，其中，所述设置值随后被减小预定安全余量。
[0118]在根据第41或者42中任一方面的第43方面中，其中，第η+1个增加量δ ΤΜΡη+1是比第η个增加量δ TMPn大的实体。
[0119]在根据第41、42或43方面中任一方面的第44方面中，所述控制单元被配置为将第η+1个增加量δ ΤΜΡη+1计算为与第η个跨膜压增加量δ TMPn相对应的超滤流速变化量Δ UFRn和第η个跨膜压增加量δ TMPn的值的函数。
[0120]在根据第41或42或43方面中任一方面的第45方面中，所述控制单元被配置为将第η+1个增加量δΤΜΡη+1计算为与第η个跨膜压增加量δ TMPn相对应的超滤血液流速变化量Λ UFRn和第η个跨膜压增加量δ TMPn的值的函数，使用以下公式:
[0121]δ ΤΜΡη+1= ( Δ UFRn).(K)
[0122]其中:
[0123]K是第η 个跨膜压增加量δ TMPn和校正因数的值之间的关系，其中可选地，从包括以下的组中选择校正因数:
[0124]预设的值，
[0125]基准值的数学函数，
[0126]设备被设置的处理模式的数学函数
[0127]设备被设置的处理模式和基准值的数学函数。
[0128]在根据上述方面中任一方面的第46方面中，所述设备包括至少一个用户接口，所述用户接口连接到所述控制单元，所述用户接口被配置为接收用户经由所述用户接口输入的命令信号。
[0129]在根据上述方面的第47方面中，所述控制单元被配置为在用户可以输入的施加于所述接口的手动激活元件的命令后接收所述设定序列和/或控制过程的开始命令。
[0130]在根据第46方面的第48方面中，所述控制单元被配置为自动地启动所述序列和/或过程。
[0131]在根据第30到第48方面中的任一方面的第49方面中，所述控制单元被编程为:
[0132]测量从患者的治疗开始经过的时间，
[0133]在治疗开始的第一时间间隔T1之后，自动激活第一设定序列，
[0134]测量从第一设定序列结束后经过的时间，
[0135]自从第一设定序列的结束经过第二时间间隔T2自动激活第二设定序列。
[0136]从前一设定序列的结束经过时间间隔Tn激活任何其它设定序列，
[0137]在根据上述方面的第50方面中，时间间隔I\、T2、Tn的持续时间不统一，可选地，其中第一时间间隔后的各个时间间隔的持续时间都大于其前一个时间间隔的持续时间。
[0138]在根据从第30到第50方面中的任一方面的第51方面中，所述控制单元被编程使得在设定序列期间，在增加跨膜压的各命令之后，在进行随后的跨膜压增大之前包括时间过度Tr。
[0139]在根据上述方面的第52方面中，时间过度I；的持续时间不统一。
[0140]在从第30到第52方面中任一方面的第53方面中，所述控制单元在所述序列期间被预设置为验证在压力增加和随后一个压力增加之间是否存在由所述控制过程施加的体重减轻速率的变化△ WLR，如果响应是肯定的，则延长时间过度I；的持续时间，使得自从最后的体重减轻速率变化起经过至少一个预定辅助时间延迟。 [0141]在根据第30到第53方面中的任一方面的第54方面中，所述控制单元被预设置为验证在压力增加和随后一个压力增加之间是否存在由所述控制过程施加的体重减轻速率的变化AWLR，如果响应是肯定的，则所述控制单元被编程为延长跨膜压增加和随后的跨膜压增加之间的时间过度Tr，使得从最后的体重减轻速率变化起到实现新压力增加之间经过至少一个预定辅助时间延迟。
[0142]在根据上述方面的第55方面中，辅助时间延迟小于控制过程和下一个控制过程之间的时间延迟。
[0143]在从第51到第55方面中任一方面的第56方面中，所述控制单元被预设置为将时间过度I；计算为跨膜压值TMPn和下一个TMPn+1之间的压力增加量的函数。
[0144]在根据第51到第55方面中的任一方面的第57方面中，所述控制单元被预设置为将时间过度I；计算为由压力增加和下一个压力增加之间的控制过程施加的体重减轻速率的变化AWLR的函数。
[0145]在根据第51到第57方面中的任一方面的第58方面中，所述控制单元被编程为在设定序列期间，比较超滤流速的值AUFR1; AUFRn与相应基准值的各步骤在时间过度I；之后进行，目的在于使得超滤流速的值稳定。
[0146]在根据第30到第58方面中的任一方面的第59方面中，在设定序列期间，所述控制单元被配置为将跨膜压变化(δ TMPn)和下一个跨膜压变化(δ ΤΜΡη+1)之间的超滤流速变化的变化量Λ UFRn确定为在跨膜压变化δ TMPn和下一个跨膜压变化δΤΜΡη+1之间的时间持续中验证和测量的、沿着输液管路的置换液流速变化AQINF(n)和体重减轻速率AWLR(n)之和。
[0147]在从第30到第59方面中任一方面的第60方面中，根据沿着输液管路的置换液流速QINFmes(t)的测量值来计算所述控制值。
[0148]在从第30到第60方面中任一方面的第61方面中，还根据在治疗结束时要在患者体内输入的容量Viwtmgrt的规定值来计算控制值。
[0149]在从第30到第60方面中任一方面的第62方面中，还根据在治疗期间要在患者体内输入的流速QINFt￡ffgrt的规定值来计算控制值。
[0150]在从第30到第62方面中任一方面的第63方面中，所述设备包括第一调整装置，该第一调整装置用于调整处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤或跨膜压，所述第一调整装置连接到控制单元并且作用于体外循环回路和液体排出管路中的至少一个。
[0151]在从第30到第63方面中任一方面的第64方面中，所述设备包括第二调整装置，该第二调整装置用于调整透析液和/或置换液的成分，所述第二调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述透析管路和/或所述输液管路以调整穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的钠电导率或浓度Cd、Na ；[0152]在从第30到第64方面中任一方面的第65方面中，在所述过程期间施加控制值的步骤包括:
[0153]-命令所述第二调整装置向穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体施加与电导率或钠浓度Cd(t)、Na(t)有关的控制值；以及
[0154]-命令所述第一调整装置施加与所述体重减轻速率WLRw有关的控制值。
[0155]在从第30到第65方面中任一方面的第66方面中，所述设备包括至少一个输液泵，所述输液泵作用于所述输液管路并且连接到所述控制单元以导致沿着所述输液管路的输液流速，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述输液泵和所述第一调整装置以施加与体重减轻速率(WLR(t))有关的控制值和与输液流速Qinfw或跨膜压TMPw有关的控制值两者。
[0156]在从第30到第66方面中任一方面的第67方面中，所述控制单元被配置为命令所述第二调整装置向穿过所述透析管路的液体和穿过所述输液管路的液体施加与钠电导率或浓度Cd(t)、Na(t)有关的相同的控制值。
[0157]在从第30到第67方面中任一方面的第68方面中，所述控制过程使用数学模型M，该数学模型M表示患者体内的分布容量中的溶液的动能，以确定控制时刻t的等效钠浓度的值(Naeq (t))，所述模型被存储在与所述控制单元相关联的存储器中，所述控制单元被配置为在所述数学模型的输入中应用以下值:
[0158]-与前一控制时刻有关的等效钠浓度的值Naeq(t_ At)，
[0159]-前一控制时刻时的透析液的电导率或钠浓度值Cd(t_ At) ; Na (t_ At)有关的控制值，
[0160]-从以下组中选择的至少一个值，包括:_与前一控制时刻的超滤流速UFR(t_,t)有关的控制值，与前一控制时刻的体重减轻速率WL(t_,t)、到前一控制时刻为止的体重减轻值WL(t_.t)有关的控制值、到控制时刻为止的累计体重减轻值WL(t)，
[0161 ]-在控制时刻测量的总对流和扩散清除率值Cl_(t)或总对流和扩散清除率值
Clmes(t)，
[0162]-与在患者体内溶液的分布容量V或身体水容量TBM有关的基准值。基于体重减轻目标WLtawt、总累计体重减轻WL(t)和身体水容量的容量TBW针对每个患者确定分布容量V ;最后如此处描述的来估计(例如，在【具体实施方式】中，提供对于V和TWL的示例公式)；
[0163]并且，在从数学模型的出口接收在控制时刻t的等效钠浓度Naeqw的值。
[0164]应注意，时刻t的等效钠浓度(Na—))是指透析液中的恒定钠浓度，如果在治疗开始施加直至特定时刻t为止，则将导致患者体内与相同时刻t利用控制过程施加直至时间t为止的钠浓度或者电导率的变化而获得的相同血浆钠浓度。
[0165]在根据上述方面的第69方面中，根据上述方面，基于输液流速QINFmes (t)的当前测量值和来自血液流速QBnresw的当前测量值和当前扩散清除率值Cldiffw中的一个来计算估计的总对流和扩散清除率值Clnresw。另选地，可从Cl假定的先前值数学地外推出估计的总对流和扩散清除率值Cl_(t)。
[0166]在根据第68或者69方面的第70方面中，数学模型是可选地根据单室模型的患者体内的分布容量V中的溶液的动能的表示。[0167]在根据第68、69或者70方面的第71方面中，所述控制过程包括还使用时刻t的
等效钠浓度值(即Naeqw)用于确定控制值。
[0168]在根据从第30到第71方面中任一方面的第72方面中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0169]接收要在治疗结束时达到的血液容量变化的规定值BV%toget、体重减轻的规定值WLtawt、和血浆电导率或钠浓度的规定值Ctmget、Natarget ；
[0170]接受治疗时间值T ;
[0171]基于所述规定值和治疗时间值T，确定相应的目标曲线，所述曲线描述血液容量变化量的期望的时间进展BV%tawt(t)、体重减轻或体重减轻速率的期望的时间进展WLtarget(t), WLRtarget(t)和等效钠浓度的期望的时间进展Nae(rtmget(t);
[0172]在根据上述方面的第73方面中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0173]基于以下确定至少一个第一误差参数ERR_BV_UF(t):
[0174]控制时刻t的第一参数的测量值BV°/Vs(t)和对应的与血液容量随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差；以及
[0175]控制时刻(t)的体重减轻或体重减轻速率的测量值WLmesw ;WLRmesw和由与体重减轻或者体重减轻速率随着时间的变化有关的目标曲线给出的对应值WLnresa^WLRmesa)；以及
[0176]基于以下确定至少一个第二误差参数ERR_BV_Na(t):
[0177]控制时刻t的等效钠浓度的值Naeqw和与血液容量随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值之间的差Naetrtmgetw和
[0178]控制时刻t的第一参数的测量值BV°/Vs(t)和血液容量随着时间的变化的目标曲线
上的值BV%tmget(t)之间的差。
[0179]在根据上述方面的第74方面中，要施加于穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的控制电导率或者钠浓度Cd(t)，Na(t)被计算为第二误差参数ERR_BV_Na(t)的函数和与先前控制时刻有关的电导率或钠浓度的值Cd(t_,t)，Na(t_.t)的函数。
[0180]在根据第73或74方面的第75方面中，要施加于体重减轻速率WLRw控制流值被计算为误差参数ERR_BV_UF(t)的函数和与先前控制时刻有关的超滤流速值UFR(t_,t)的函数。
[0181]在从第30到第75方面中任一方面的第76方面中，所述控制单元被配置为:
[0182]比较第一参数的测量值BV%mes(t)与基准阈值，
[0183]验证第一参数的测量值是否低于阈值，并且
[0184]如果验证给出肯定结果，则命令通过输液管路输入预定容量的置换液。
[0185]在根据上述方面的第77方面中，命令输入预定容量的置换液包括在预定给药时间向输液泵施加预定流速。
[0186]在根据第76或者77方面的第78方面中，所述控制单元被配置为在预定容量的置换液的给药期间将超滤流速设定为零。
[0187]在根据第77或者78方面的第79方面中，命令输入预定容量的置换液包括在预定容量的置换液的给药期间命令液体成分的第二调整装置对穿过输液管路的液体的电导率或者钠浓度Cd(t)，Naw施加预定值。
[0188]在根据上述方面中任一方面的第80方面，所述传感器装置包括作用于体外循环回路的至少一个第一传感器S7，用于检测患者的血液容量的变化量BV%。
[0189]在根据上述方面中任一方面的第81方面中，所述传感器装置包括作用于排出管路的至少一个第二传感器S6，用于确定穿过隔膜的超滤流速UFR或患者的体重减轻速率WLR或累计体重减轻WL。
[0190]在根据上述方面中任一方面的第82方面中，所述传感器装置包括作用于透析管路或者输液管路或者透析管路和输液管路的公共输送管路的至少一个第三传感器S8，该第三传感器是电导率或浓度传感器，被预设置为确定穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的钠浓度。
[0191]在根据上述方面中任一方面的第83方面中，所述传感器装置包括用于确定穿过输液管路的置换液的输液流速Qinf的至少一个第四传感器S5。
[0192]在根据上述方面中任一方面的第84方面中，所述传感器装置84包括用于确定第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP的至少一个第五压力传感器S1、S2、S3、S4。
[0193]第85方面包括一种控制单元，其配置或编程为进行控制过程和/或上述方面中的一项的设定序列。所述控制单元可以是模拟或数字型的(例如，具有一个或更多个处理器的CPU)或者是模拟单元和数字单元的组合。
[0194]第86方面包括一种用于存储指令的数据支持，当所述指令被用于血液治疗的设备的控制单元执行时，确定在设备上承载的根据上述方面中任一方面的控制过程和/或设定序列。例如，数据支持可以包括大规模存储器，例如光学存储器或者磁性存储器、电磁信号、可重编程存储器(EPROM、FLASH)或者其它性质的存储器。
[0195]在根据上述方面的第87方面中，设定序列和控制过程在血液治疗设备上同时执行，设定序列和控制过程包括从第30到第80方面中任一方面描述的相应步骤。
[0196]第88方面包括使用第I或第2方面的类型的用于血液治疗的设备执行的方法，所述方法包括执行根据以上任一方面的控制过程和/或设定序列。
[0197]在根据上述方面的第89方面中，设定序列和控制过程在血液治疗设备上同时执行，设定序列和控制过程包括从第30到第80方面中任一方面描述的相应步骤。
[0198] 在第90方面，提供一种使用包括以下部件的设备的体外循环血液治疗的方法，所述设备包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半透隔膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室，至少一个血液排出管路，所述至少一个血液排出管路连接到第一腔室的入口端并且被预设置为从患者排出血液，至少一个血液返回管路，所述至少一个血液返回管路与第一腔室的出口端相连接并且被预设置为使经过处理的血液返回到患者(血液排出管路、血液返回管路和第一腔体是体外循环血液回路的一部分)，至少一个置换液的输液管路，所述至少一个置换液的输液管路与体外循环回路相连接或可直接与患者连接，并且可选地与透析管路连接，所述透析管路连接在所述第二腔室的入口中，至少一个液体排出管路，所述至少一个液体排出管路与第二腔室的出口端相连接，以及传感器装置。所述传感器装置被设置并配置为确定:
[0199]-与患者的血液容量BV%有关的第一参数；
[0200]-与从包括以下的组中选择的参数有关的至少一个第二参数:通过隔膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR、和累计体重减轻WL ；
[0201]-与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率有关的或穿过所述透析管路和/或所述输液管路的钠或其它预定物质的浓度的第三参数Cd、Na ；以及
[0202]-与穿过输液管路的置换液的输液流速Qinf有关的第四参数。所述方法包括:进行控制过程，所述控制过程包括 :
[0203]-从所述传感器装置接收所述参数的测量值，并且
[0204]-使用测量值和在预定治疗时间中要在患者体内达到的血液容量的变化的规定值BV%target和目标体重减轻的规定值WLtawt、血浆电导率的规定值Ctawt或者钠浓度的规定值Natogrt、和输液容量的规定值Vimawt，计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率Cdw或钠浓度值Na(t);体重减轻速率值WLR(t)、和输液速率值Qinfw。所述控制过程可以包括在从第2到第29方面中的任一方面中公开的相应步骤。
[0205]在第91方面提供使用设备的体外循环血液治疗的方法，所述设备包括:
[0206]至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半透隔膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室，至少一个血液排出管路，所述至少一个血液排出管路连接到第一腔室的入口端并且被预设置为从患者排出血液，至少一个血液返回管路，所述至少一个血液返回管路连接到第一腔室的出口端并且被预设置为使经处理的血液返回到患者(血液排出管路、血液返回管路和第一腔体是体外循环血液回路的一部分)，置换液的至少一个输液管路，所述至少一个置换液的输液管路连接到体外循环回路或者可直接与患者连接，并且可选地与透析管路连接，所述透析管路连接在所述第二腔室的入口中，至少一个液体排出管路，所述至少一个液体排出管路与第二腔室的出口端相连接，以及传感器装置。所述传感器装置被设置并且配置为确定:
[0207]-与患者的血液容量BV%有关的第一参数；
[0208]-与从包括以下的组中选择的一个值有关的至少一个第二参数:通过隔膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR、和累计体重减轻WL ；
[0209]-与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率有关的或者与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的钠或其它预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ;并且
[0210]-与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数；
[0211]其中所述方法包括进行控制过程，所述控制过程包括:
[0212]-从传感器装置接收参数的测量值，并且
[0213]-基于所述测量值和在预定治疗时间在患者中要达到的血液容量的变化的规定值BV%target和目标体重减轻的规定值WLtawt、血浆电导率的规定值Ctawt或者钠浓度的规定值Natogrt、和输液容量的规定值Vimawt，计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过所述透析管路和/或所述输液管路的电导率或者钠浓度Cd(t)，Na(t)，体重减轻速率WLR (t)、跨膜压TMPw。
[0214]所述控制过程可以包括在从第2到第29方面中的任一方面中公开的相应步骤。
[0215]第92方面涉及使用设备进行体外循环血液治疗的方法，所述设备包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半透隔膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一个血液排出管路，所述至少一个血液排出管路连接到第一腔室的入口端并且被预设置为从患者排出血液，至少一个血液返回管路，所述至少一个血液返回管路连接到第一腔室的出口端并且被预设置为将经处理的血液返回患者。血液排出管路、血液返回管路和第一腔室是设备的体外循环血液回路的一部分。所述设备还包括:
[0216]-置换液的至少一个输液管路，所述置换液的至少一个输液管路与体外循环回路连接或者可直接连接到患者，
[0217]-至少一个透析管路，所述透析管路连接到所述第二腔室的入口；至少一个液体排出管路，所述至少一个液体排出管路连接到第二腔室的出口端；以及传感器装置，所述传感器装置用于确定:
[0218]-与患者的血液容量BV%有关的第一参数；
[0219]-从以下选择的至少一个第二参数和第三参数:穿过隔膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR (注意，可从累计体重减轻WL除以时间间隔来导出体重减轻速率)、穿过输液管路的置换液的注入速率Qinf ；
[0220]-与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数。
[0221]此外，所述设备包括:第一调整装置，所述第一调整装置作用于体外循环回路和液体排出管路中的至少一个，并且被配置为调整所述处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤流速UFR或跨膜压TMP，其中，所述方法包括:进行控制过程以调整体重减轻速率和用于使穿过半渗透隔膜的对流交换最大化的至少一个设定序列。
[0222]所述控制过程 和所述设定序列可以包括在从第31到第84方面中的任一方面中公开的相应步骤。
【专利附图】

【附图说明】
[0223]将借助附图来描述本发明，通过非限制示例，其例示本发明的一些方面。
[0224]具体地:
[0225]-图1是本发明的血液治疗设备的第一示例的示意例示图；
[0226]-图2是本发明的血液治疗设备的第二示例的示意图；
[0227]-图3是通过与作用于设备的体重减轻和浓度/电导率有关的流速控制值的数学模型M的周期性的计算有关的框图；
[0228]-图4是示出根据本发明的方面的控制过程的流程图，可以由设备(例如图1或图2例示的类型的设备)的控制单元来执行该控制过程；
[0229]-图5是示出在图4的控制过程的执行期间，根据本发明的方面的设定序列的流程图，可以利用设备(例如图1和图2例示的类型的设备)的控制单元来执行该控制过程；
[0230]-图6是示出本发明的方面中在TMP的设定序列期间跨膜压TMP的进展的时间图；
[0231]-图7是示出本发明的方面中在TMP的另一设定序列期间跨膜压TMP的进展的时间图；
[0232]-图8是本发明的方面中与多个连续的TMP设定序列有关的时间图；
[0233]-图9是存在血液流速的设定变化的情况下与多个TMP设定序列有关的时间图；
[0234]-图10和图11以比较方式例示根据本发明的方面的实验性地对患者进行的血浆电导率测量，和使用数学模型M估计的血浆电导率的进展；
[0235]-图12和图13示出根据本发明的方面的在例如控制过程的动作的同一设定序列中在恒定体重减轻速率的情况下和在变化体重减轻速率的情况下分别设定序列而确定的TMP的设定值的进展；以及[0236]-图14示出根据本发明的方面的由患者和处理单元组成的系统，在确定数学模型M时参照了该系统。
【具体实施方式】
[0237]以下一些示例的描述与设备I的液压部分相关的结构:具体描述了体外循环血液回路的一些构造，其中置换液循环的任何输液管路、其中透析液体循环的透析管路(如果存在)以及排放液体的排放管路。
[0238]参照图1和图2，I表示体外循环血液治疗的设备的整体。设备I包括至少一个处理单元2,例如，滤血器(hemofilter)、血液渗滤器(hemodiafilter)、血衆过滤器，该处理单元2具有被半透膜5彼此分隔开的至少一个第一腔室3和至少一个第二腔室4。
[0239]血液排出管路6与第一腔室3的入口端相连接并且被预设置为在连接到患者的操作状况下从例如插在患者的瘘管F中的血管通路Vl排出血液。
[0240]连接到第一腔室的出口端的血液返回管路7被预设置为从处理单元接收经处理的血液并且将经处理的血液返回到与患者的瘘管相连接的其它血管通路V2。注意，血管通路的构造可以具有任何特性:例如，导管、植入患者的端口、套管、针头等。血液排出管路6、处理单元的第一腔室3、和到患者的血液返回管路7实际上是体外循环血液回路8的一部分，在设备I的使用期间，在患者接受治疗时提供患者体外的血液循环。
[0241]在图1的示例中，置换液的输液管路9在第一腔室3的上游连接到血液排出管路
6。另选地，输液管路9可以在第一腔室3的下游连接到返回管路7。
[0242]在图2的示例中，输液管路9a连接在单元2的下游并且输液管路9b连接在单元2的上游。
[0243]参照图1和图2的示例两者，注意，还可提供其它输液管路，例如，连接在处理单元的上游和/或下游。
[0244]设备I还包括与第二腔室4的出口端相连接的至少一个液体排出管路10，该至少一个液体排出管路10用于至少接收经过半透膜过滤的液体。
[0245]在图1和图2的示例中，还存在用于在第二腔室4的入口中输送新鲜处理液体的透析管路11:这条管路的存在并不是一定必须的，因为在管路11不存在的情况下，设备在任何情况下都能够进行诸如血液过滤或血浆过滤这样的处理。在透析管路11存在的情况下，可使用液体抑制机构(fluid check organ) 12来根据是否期望通过处理单元内部的扩散效应来进行纯化而选择性地使能或者禁止液体穿过透析管路11。
[0246]设备I包括用于通过在此以下描述的参数在治疗期间确定假定值的传感器装置(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)。在下面是针对要读取的各个主要参数的传感器装置的描述。所描述的传感器装置可在图1的设备和在图2的设备两者中存在。
[0247]跨膜压(TMP)
[0248]在治疗期间，必须从处理单元2的第一腔室3向第二腔室移动液体和不期望的颗粒4。液体和/或颗粒移动产生了跨膜压，跨膜压被定义为在第一腔室侧向第二腔室侧施加的平均压力。实际上可以按照不同模式来确定跨膜压(在下文中简称为TMP)。例如，可以如下地计算跨膜压TMP。
[0249]I)(参照图1和图2)在存在四个压力传感器的情况下，其中一个SI在输送管路11上，另一个S2在排出管路10上，另一个S3在血液排出管路6上并且第四个S4在返回管路7上，使用来自传感器SI到S4的压力信号通过控制单元15利用下式确定TMP值:
【权利要求】
1.一种用于体外循环血液处理的设备，该设备包括: 至少一个处理单元(2)，其具有被半透隔膜(5)彼此分隔开的至少一个第一腔室(3)和至少一个第二腔室(4)； 至少一个血液排出管路(6)，其连接到所述第一腔室的入口端并且被预置为从患者排出血液， 至少一个血液返回管路(7)，其与所述第一腔室的出口端相连接并且被预置为使经过处理的血液返回患者，所述血液排出管路(6)、所述血液返回管路(7)和所述第一腔室是体外循环血液回路(8)的一部分； 至少一个置换液输液管路(9、9a、9b)，其与所述体外循环回路连接或者能够直接与患者相连接，并且可选地与透析管路连接，所述透析管路连接在所述第二腔室(4)的入口中，至少一个液体排出管路(10)，其连接到所述第二腔室的出口端， 传感器装置，所述传感器装置用于确定: -与患者的血液容量(BV%)有关的第一参数； -与从包括以下的组中选择的参数有关的至少一个第二参数:穿过所述隔膜的超滤流速(UFR)、患者的体重减轻速率(WLR)以及累计体重减轻(WL)； -与穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体中的钠或其它预定物质的浓度有关的第三参数(Cd、Na);以及-与从包括以下的组中选择的参数有关的第四参数:穿过所述输液管路(9、9a、9b)的所述置换液的输液流速(Qinf)或所述第一腔室和所述第二腔室之间的跨膜压(TMP)；` 控制单元(15)，其与所述传感器装置相连接并且被配置成在时间上连续的控制时刻(t)执行控制过程，所述控制过程包括: -从所述传感器装置接收所述第一参数的测量值(BV°/Vs(t))、所述第二参数的测量值(UFRnresa)、WLRnresw、WL_(t))、所述第三参数的测量值(CcUt)、Na_(t))和所述第四参数的测里值(QlNFmesCt)、TMPmes⑴),； -基于以下: 所述测量值和经过预定治疗时间后在患者体内要达到或要遵循的血液容量的变化的规定值(BV%tawt)、目标体重减轻的规定值(WLtogrt )、血浆电导率或钠浓度的规定值(Ctogrt、Natmgrt)、输液容量的规定值(VINFtawt)或跨膜压的规定值(TMPtawt) 来计算要在执行所述控制的时刻t之后的时间间隔期间设定的以下控制值: 穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或钠浓度(Cd(t)、Na(t))； 体重减轻速率值(WLRw)，以及 输液速率值(Qinfw)或跨膜压值(TMPw)， -在紧接在所述控制时刻(t)之后的时间间隔(At)期间施加所述控制值。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制值基于以下来计算: -测量值，其中，所述第四参数是所述输液速率；以及 -在预定的治疗时间中要在患者体内达到的所述血液容量的变化的规定值(BV%tmgrt)、所述体重减轻的规定值(WLtmget)、所述血浆电导率或钠浓度的规定值(Ctmget、Natoget)、以及所述输液容量的规定值(VINFtogrt)； 或者其中，基于以下来计算所述控制值:-测量值，其中，所述第四参数是所述跨膜压，以及 -在预定的治疗时间中要在患者体内达到的所述血液容量的变化的规定值(BV%tmgrt)、所述体重减轻的规定值(WLtmget)、所述血浆电导率或钠浓度的规定值(Ctmget、Natoget)、以及被预定或计算以在所述预定的治疗时间中遵循的所述跨膜压的规定值(TMPtawt)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制值还基于以下来计算: -在治疗结束时要在患者体内输液的容量的规定值(VINFtmgrt)，和/或 -在所述治疗期间要在患者体内输液的容量的规定流速(QINFtawt)。
4.根据权利要求1或2或3所述的设备，该设备包括: -第一调整装置(20)，其用于调整所述处理单元的所述第一腔室和所述第二腔室之间的超滤流速或跨膜压，所述第一调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述体外循环血液回路(8)和所述液体排出管路(10)中的至少一方， -第二调整装置(30)，其用于调整所述透析液和/或所述置换液的成分，所述第二调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述透析管路和/或所述输液管路以调整穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的所述电导率或钠浓度(CcUNa)； 并且其中，在所述过程中施加所述控制值的步骤包括: -命令所述第二调整装置(30)对穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体施加与所述电导率或钠浓度有关的所述控制值(Cd(t)、Na(t))；以及 -命令所述第一调整装置(20)施加与所述体重减轻速率有关的所述控制值(WLRw)。
5.根据权利要求4所述的设备，该设备包括:至少一个输液泵(9、9a、9b)，所述输液泵作用于所述输液管路并且连接到所述控制单元以造成输液液体沿所述管路流动，并且其中，所述控制单元(15)被配置成控制所述输液泵和所述第一调整装置(20)以施加: 与所述体重减轻速率有关的所述控制值(WLRw)和 与所述输液流速有关的所述控制值(Qinfw )或所述跨膜压有关的所述控制值(TMPa))二者。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的设备，其中，所述控制单元(15)被配置成命令所述第二调整装置(30)对穿过所述透析管路的液体和穿过所述输液管路的液体施加与所述电导率或所述钠浓度二者有关的所述控制参数(Cd(t)、Naw )。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制过程使用表示患者体内的分布容量中的溶液的动能的数学模型(M)，以确定所述控制时刻(t)的等效钠浓度的值(Naraiw)，所述模型被存储在与所述控制单元相关联的存储器中，所述控制单元被配置成在所述数学模型的入口中应用以下值: -相对于前一控制时刻的所述等效钠浓度的值(Nawt,))， -前一控制时刻的所述透析液的所述电导率或钠浓度的控制值(Cd(t_M)、Na(tit))， -来自包括以下的组中的至少一个选择值:与前一控制时刻的所述超滤流速有关的控制值(UFR(t_,t))、与所述前一控制时刻的所述体重减轻速率有关的控制值(WL(t_,t))、与到前一控制时刻为止的累计体重减轻有关的控制值(WL(t_,t))、与控制时刻的累计体重减轻值有关的控制值(WLw)， -在所述控制时刻测量到的总对流和扩散清除率值(Clnresw)或者例如基于估计的总对流和扩散清除率参数(Clmesw):所述输液流速的当前测量值(Qinfksw)以及血液流速的当前测量值(QBmesw)和当前扩散清除率值(Cl diff (t) )中的一个，或者 通过所述清除率假定的先前值； -与在患者体内的溶液的分布容量(V)有关的基准值； 并且，在所述数学模型的出口接收所述控制时刻(t)的等效钠浓度(Naeq(t))的值， 其中，所述数学模型是可选地根据单室模型表示患者体内的分布容量中的溶液的动倉泛， 其中，时刻t的等效钠浓度(Naeqw)是指在所述透析液中的恒定钠浓度，如果在治疗开始时施加直至特定时刻(t)为止，则将导致患者体内的与相同时刻(t)利用所述控制过程直至时间(t)为止施加的钠浓度或电导率的变化而获得的血浆钠浓度相同的血浆钠浓度，并且 其中，所述控制过程还包括使用所述时刻t的所述等效钠浓度值(Naraiw)来确定所述控制值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制过程包括以下子步骤: 接收在治疗结束时要达到的所述血液容量的变化的规定值(BV%tawt)、所述体重减轻的规定值(WLtoget)以及所述血浆电导率或钠浓度的规定值(Ctoget、Natoget)； 接受治疗时间值(T)； 基于所述规定值和所述治疗时间值(T)来确定相应的目标曲线，所述曲线描述所述血液容量变化的期望时间进展(BV%tmgrt(t))、所述体重减轻或所述体重减轻速率的期望时间进展(WLtmgeta)、WLRtmgetw)以及所述等效钠浓度的期望时间进展(Naetrtmgeta))。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制过程包括以下子步骤: 基于以下确定至少一个第一误差参数(ERR_BV_UF(t)): 所述控制时刻(t)的所述第一参数的测量值(BV°/Vs(t))和与所述血液容量随时间的变化有关的目标曲线上的对应值(BV%tawt(t))之间的差，和 所述控制时刻(t)的所述体重减轻或体重减轻速率的测量值(WLnresa) >WLRmes(t))和由与一段时间的所述体重减轻或体重减轻速率(WL_(t)、WLRmesw)有关的目标曲线给出的对应值之间的差；以及 基于以下确定至少一个第二误差参数(ERR_BV_Na(t)): 所述控制时刻(t)的所述等效钠浓度的值(Na—))和与所述血液容量随时间的变化有关的目标曲线上的对应值之间的差(Naetrtogetw)，和 所述控制时刻t的所述第一参数的测量值(BV°/Vs(t))和所述血液容量随时间的变化的目标曲线上的值(BWcwgetw)之间的差。
10.根据权利要求9所述的设备，其中， 基于第二误差参数(ERR_BV_Na(t))并根据与先前控制时刻有关的电导率或钠浓度的值(Cd(t_,t)，Na(t_,t))，计算要施加于穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或者钠浓度值(Cd(t)、Naw);并且其中， 基于所述误差参数(ERR_BV_UF(t))并基于与先前控制时刻有关的所述超滤流速值(UFR(t_,t))，计算要施加于所述体重减轻速率的控制流速值(WLRw)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制单元被配置为:将所述第一参数的测量值(BV°/Vs(t))与基准阈值比较，验证所述第一参数的测量值是否落在所述阈值下方，并且如果所述验证给出肯定结果，则命令穿过所述输液管路预定容量的置换液。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，命令所述一次性输入包括在预定的给药时间对所述输液泵施加预定流速。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中，所述控制单元被配置成在所述一次性输入的给药期间施加为零的超滤流速。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其中，命令所述一次性输入包括在所述一次性输入的给药期间关于所述液体成分命令所述第二调整装置对穿过所述输液管路的液体的所述电导率或钠浓度施加预定值(Cd(t)，Na(t))。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述传感器装置包括: 至少一个第一传感器(S7)，其作用于所述体外循环回路上以检测患者的血液容量的变化(BV%)； 至少一个第二传感器(S6)，其作用于所述排出管路以确定穿过所述隔膜的所述超滤流速(UFR)或患者的所述体重减轻速率(WLR)或累计体重减轻(WL)； 至少一个第三传感器(S8 )，其作用于所述透析管路或所述输液管路或所述透析管路和所述输液管路的公共输送管路，所述第三传感器是被预设用于确定穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的电导率或穿过所述透析管路和/或所述输液管路的液体的钠浓度的电导率或浓度传感器； 至少一个第四传感器(S5)，其用于确定穿过所述输液管路(9、9a、9b)的所述置换液的输液流速(Qinf);和/或` 至少一个第五传感器(S1、S2、S3、S4)，其用于确定所述第一腔室和所述第二腔室之间的跨膜压(TMP)。
【文档编号】A61M1/16GK103547300SQ201280024749
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月20日 优先权日:2011年3月21日
【发明者】F·丰塔纳兹, A·苏拉切, F·保利尼 申请人:甘布罗伦迪亚股份公司