带有高精度RCA功能的CRRT机器

带有高精度rca功能的crrt机器
技术领域
1.本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种带有高精度rca功能的crrt机器。


背景技术：

2.连续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy,crrt)是重症医学最重要的支持手段之一。局部枸橼酸钠抗凝(rca)不但避免了肝素抗凝带来的出血和血小板减少等风险，还可减少机体凝血因子和炎症因子激活。2012年全球改善肾脏病预后组织推荐rca为急性肾损伤患者进行crrt的首选抗凝方法。
3.目前临床上rca使用仍很有限，主要因为操作复杂，需要频繁监测离子钙(ica)水平以维持血钙稳定和充分抗凝。rca时大量不可弥散的蛋白结合钙转变为可弥散的枸橼酸钙等，通过废液排出；同时rca往往使用无钙置换液，一旦补钙剂量偏差，极易导致低钙血症。枸橼酸钠用量偏小则抗凝不足，用量过大又可能导致体内枸橼酸蓄积。
4.rca操作有两个关键：一是确定枸橼酸钠剂量，二是确定补钙剂量。crrt模式、参数设置、置换液种类、患者术前血钙水平、血球压积等都会影响枸橼酸钠和钙盐的适宜输注速率，目前临床还无法准确计算，普遍采用“试错法”频繁监测滤器后和患者体内ica水平来调整。这不但增加了医务人员工作负担，也给患者带来很大痛苦和高额医疗费用，而且，“试错法”并不能保证补钙量与rca期间损失的钙量平衡，文献报道一些长期性rca-crrt患者，虽然ica水平正常，但是患者甲状旁腺素水平升高，骨钙动员入血。
5.因此，开发一种带有高精度rca功能的crrt机器具有十分重要的意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的是解决现有的crrt机器不附带rca功能，或者所附带的rca模块算法不完善、使用有限制、调节精度差的问题，提供一种带有高精度rca功能的crrt机器。
7.为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
8.一种带有高精度rca功能的crrt机器，包括crrt控制系统，还包括第一计算模块、第二计算模块、第一推注泵和第二推注泵；与现有技术的crrt机器结构相比，本发明的带有高精度rca功能的crrt机器的区别之处在于，增加了两个计算模块和两个推注泵；
9.crrt控制系统与第一计算模块和第二计算模块连接；
10.第一推注泵与第一计算模块连接，第二推注泵与第二计算模块连接；
11.第一计算模块用于计算枸橼酸钠的输注速度cit
in
，并将计算结果发送至第一推注泵，计算公式如下：
12.cit
in
＝[f
blood
×
t
×
(1-hct)
×
ca
blood
+f
pre
×
ca
liquid
]
×
k
cit
÷
[cit]；
[0013]
式中，cit
in
为枸橼酸钠的输注速度，单位为ml/h；[cit]为枸橼酸钠溶液浓度，单位为mmol/l；f
blood
为血流量，单位为ml/min；hct为血球压积；ca
blood
为患者进行肾脏替代治疗前的血钙浓度，单位为mmol/l；f
pre
为前置换量或透析量，单位为ml/h；ca
liquid
为置换液钙浓度，单位为mmol/l；t值为60，单位为min/h；k
cit
为系数，取值为1.5；
[0014]
第一推注泵用于按第一计算模块发送的输注速度滴注枸橼酸钠；
[0015]
第二计算模块用于计算补钙药物的输注速度，并将计算结果发送至第二推注泵，第一小时补钙药物的输注速度设定为ca
in
+d
ca
*3，第二小时补钙药物的输注速度设定为ca
in
+d
ca
*2，第三小时补钙药物的输注速度设定为ca
in
+d
ca
，第四小时及以后补钙药物的输注速度设定为ca
in
；ca
in
的计算公式如下：
[0016][0017]
式中，ca
in
为补钙药物的输注速度，单位为ml/h；[ca]为补钙药物的钙离子浓度，单位为mmol/l；ca
target
为目标血钙浓度，单位为mmol/l；f
effluent
为废液量，单位为ml/h；f
post
为后置换量，单位为ml/h，当后置换为0时，f
post
为0；k
dis
为系数，取值为0.87；
[0018]
d
ca
的计算公式如下：
[0019][0020]
式中，d
ca
的单位为ml/h；
[0021]
第二推注泵用于按第二推注泵发送的输注速度滴注补钙药物。
[0022]
作为优选的技术方案：
[0023]
如上所述的带有高精度rca功能的crrt机器，还包括称重装置，称重装置与crrt控制系统连接，称重装置用于称量废液量并发送至crrt控制系统，crrt控制系统用于将废液量发送至第二计算模块。
[0024]
如上所述的带有高精度rca功能的crrt机器，还包括操作界面，操作界面与crrt控制系统连接，操作界面用于设置治疗参数(即上述公式中的一些参数，如血流量f
blood
等)，crrt控制系统用于收集治疗参数并发送至第一计算模块和第二计算模块。
[0025]
本发明以上公式中用到的参数，ca
liquid
从置换液成分说明中可获知，hct、ca
blood
从患者术前血常规、血电解质测定中可得知，f
effluent
由crrt机器在操作过程中根据称重装置实时、直接称量得到，k
cit
和k
dis
由操作者手册中推荐的参数设定，其余各参数可以由机器上设定的参数直接得到。
[0026]
本发明在crrt机器中增加两个推注泵，分别控制枸橼酸钠和补钙药物的输注速度，算法模块内置在crrtcrrt控制系统中。操作开始前根据操作者手动输入的患者血球压积、血浆钙数值，设定的血流量、前置换/透析液、后置换液、期望净超滤量，计算得到所需的枸橼酸钠和补钙药物输注速度。crrt术中根据操作者调整的血流量、前置换/透析液量、后置换液量数值以及实时称取的废液量，算法模块实时计算并自动调整枸橼酸钠和补钙药物输注速度。
[0027]
发明优点
[0028]
相比于算法模块、输注泵与crrt机器分开的情况，本发明的带有高精度rca功能的crrt机器采集必要的参数更加方便，血流量、前置换量、后置换量等数值是算法计算时必须要的参数，将算法程序做到crrtcrrt控制系统中，方便其取得关键参数，随时根据机器参数调整，变动枸橼酸钠和补钙药物的输注速度；当crrt机器因为某些原因停止时，外置的枸橼酸钠和补钙药物输注泵仍会继续工作，输入补钙药物进入体内，可能对患者的生命造成危
险，而本发明将crrt机器和输注泵合二为一，由crrt控制系统统一控制，就可以避免这种情况发生，相对更加安全；现有技术rca算法中要用到如废液量等数据，是根据前后置换液量、血流量、超滤量等推算而来，但是由于crrt机器精度的问题，实际的废液量与计算值之间往往有多达数百毫升的差值，从而会影响补钙剂量的准确性，而本发明将输注泵和crrt机器做成一体，由于crrt机器本身可以通过称重装置实际称量产生的废液量，那么本发明的算法就可以通过实际产生的废液量，而不是计算所得的废液量来计算补钙剂量，得到的结果更准确，病人的安全更有保证，适用范围更广。
[0029]
有益效果：
[0030]
(1)本发明的带有高精度rca功能的crrt机器，能够做到推注泵与crrt机器同步工作；
[0031]
(2)本发明的带有高精度rca功能的crrt机器，精准度更高，更能保证病人的安全。
附图说明
[0032]
图1为带有高精度rca功能的crrt机器的结构示意图；
[0033]
图2为初始血钙水平不同患者rca期间钙代谢变化示意图，其中，a1为不同初始血浆钙浓度患者crrt期间血浆钙浓度的变化，b1为不同初始血浆钙浓度患者crrt期间血浆钙离子浓度的变化，c1为不同初始血浆钙浓度患者crrt期间钙平衡值的变化，d1为不同初始血浆钙浓度患者crrt期间总钙平衡值，ca<1.95group代表初始血钙值小于1.95mmol/l的患者组，1.95≤ca<2.15group代表初始血钙值大于等于1.95mmol/l且小于2.15mmol/l的患者组，2.15≤ca<2.35group代表初始血钙值大于等于2.15mmol/l且小于2.35mmol/l的患者组，2.35≤ca group代表代表初始血钙值大于等于2.35mmol/l的患者组，n代表病例数；
[0034]
图3为采用本发明所附带算法的不同crrt模式病例滤器后ica浓度变化示意图，其中，a2为采用无钙置换液进行cvvh的患者各个时间点滤器后钙离子浓度，b2为采用含钙置换液进行cvvh的患者各个时间点滤器后钙离子浓度，c2为采用无钙置换液进行cvvhd的患者各个时间点滤器后钙离子浓度，d2为采用含钙置换液进行cvvhd的患者各个时间点滤器后钙离子浓度，e2为采用无钙置换液进行cvvhdf的患者各个时间点滤器后钙离子浓度，f2为采用含钙置换液进行cvvhdf的患者各个时间点滤器后钙离子浓度，不同图形符号表示不同患者；
[0035]
图4为采用本发明所附带算法的不同crrt模式患者体内枸橼酸浓度变化示意图，其中，a3为采用无钙置换液进行cvvh的患者各个时间点体内枸橼酸浓度，b3为采用含钙置换液进行cvvh的患者各个时间点体内枸橼酸浓度，c3为采用无钙置换液进行cvvhd的患者各个时间点体内枸橼酸浓度，d3为采用含钙置换液进行cvvhd的患者各个时间点体内枸橼酸浓度，e3为采用无钙置换液进行cvvhdf的患者各个时间点体内枸橼酸浓度，f3为采用含钙置换液进行cvvhdf的患者各个时间点体内枸橼酸浓度，不同图形符号表示不同患者。
具体实施方式
[0036]
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限
定的范围。
[0037]
一种带有高精度rca功能的crrt机器，如图1所示，基于常规的crrt机器，包括crrt控制系统、第一计算模块、第二计算模块、第一推注泵、第二推注泵、称重装置、操作界面；
[0038]
crrt控制系统与第一计算模块和第二计算模块连接；
[0039]
第一推注泵与第一计算模块连接，第二推注泵与第二计算模块连接；
[0040]
第一计算模块用于计算枸橼酸钠的输注速度cit
in
，并将计算结果发送至第一推注泵，计算公式如下：
[0041]
cit
in
＝[f
blood
×
t
×
(1-hct)
×
ca
blood
+f
pre
×
ca
liquid
]
×
k
cit
÷
[cit]；
[0042]
式中，cit
in
为枸橼酸钠的输注速度，单位为ml/h；[cit]为枸橼酸钠溶液浓度，单位为mmol/l；f
blood
为血流量，单位为ml/min；hct为血球压积；ca
blood
为患者进行肾脏替代治疗前的血钙浓度，单位为mmol/l；f
pre
为前置换量或透析量，单位为ml/h；ca
liquid
为置换液钙浓度，单位为mmol/l；t值为60，单位为min/h；k
cit
为系数，取值为1.5；
[0043]
第一推注泵用于按第一计算模块发送的输注速度滴注枸橼酸钠；
[0044]
第二计算模块用于计算补钙药物的输注速度，并将计算结果发送至第二推注泵，第一小时补钙药物的输注速度设定为ca
in
+d
ca
*3，第二小时补钙药物的输注速度设定为ca
in
+d
ca
*2，第三小时补钙药物的输注速度设定为ca
in
+d
ca
，第四小时及以后补钙药物的输注速度设定为ca
in
；ca
in
的计算公式如下：
[0045][0046]
式中，ca
in
为补钙药物的输注速度，单位为ml/h；[ca]为补钙药物的钙离子浓度，单位为mmol/l；ca
target
为目标血钙浓度，单位为mmol/l；f
effluent
为废液量，单位为ml/h；f
post
为后置换量，单位为ml/h，当后置换为0时，f
post
为0；k
dis
为系数，取值为0.87；
[0047]
d
ca
的计算公式如下：
[0048][0049]
式中，d
ca
的单位为ml/h；
[0050]
第二推注泵用于按第二推注泵发送的输注速度滴注补钙药物；
[0051]
称重装置与crrt控制系统连接，称重装置用于称量废液量并发送至crrt控制系统，crrt控制系统用于将废液量发送至第二计算模块；
[0052]
操作界面与crrt控制系统连接，操作界面用于设置治疗参数，crrt控制系统用于收集治疗参数并发送至第一计算模块和第二计算模块。
[0053]
采用本发明提供的带有高精度rca功能的crrt机器为急性肾功能衰竭的患者进行cvvh治疗，采用无钙置换液，使用4％的枸橼酸钠抗凝，补钙使用10％的葡萄糖酸钙；
[0054]
实验中，在操作界面上输入患者进行肾脏替代治疗前的血钙浓度(2.02mmol/l)、血球压积(47.6)、目标血钙浓度(2.33mmol/l)、置换液钙浓度(0mmol/l)、枸橼酸钠溶液浓度(136mmol/l)、补钙药物的钙离子浓度(233mmol/l)、t值(60)、系数k
dis
值(0.87)、系数k
cit
值(1.5)、血流量(120ml/min)、前置换量(1000ml/h)、后置换量(1000ml/h)和净超滤量(100ml/h)，计算模块根据方程自动计算得到第一推注泵枸橼酸钠输注速度(84ml/h)，根据
公式：废液量＝净超滤量+前置换量+后置换量+枸橼酸钠速度，计算得到单位时间的废液量(2184ml/h)；将上述所有参数代入方程，计算得到第二推注泵补钙溶液输注速度(第一小时20.7ml/h，第二小时18.7ml/h，第三小时16.7ml/h，第四小时及以后14.8ml/h)，并根据计算数值在crrt开始工作后，自动控制两个推注泵工作。在crrt工作期间，计算模块自动根据机器称重装置称量得到的废液重量，换算成为机器的单位时间废液量，并将此数值实时代入计算方程，动态校正第二输注泵的输注速度。当操作者根据临床需要，调整了crrt机器参数如血流量、前置换量、后置换量时，计算模块将实时采集这些数据，并代入方程计算得到第一推注泵速度和第二推注泵速度，并实时调整推注泵的速度。当crrt机器停止工作时，计算模块将同时控制第一推注泵和第二推注泵停止工作；当crrt机器恢复工作时，计算模块也将再次根据当前的各相关参数计算第一推注泵和第二推注泵速度，并控制推注泵按照计算所得速度继续工作。
[0055]
如图2～4所示，采用如上所述的方法为不同患者进行治疗，可以将患者滤器后钙离子浓度准确的控制在0.4mmol/l以内，同时将患者的血浆钙值逐步纠正至目标值2.33附近，并围绕2.33上下安全范围内波动。
[0056]
通过实验发现，该机器具有操作简便，控制精确，安全性高，适用范围广等优点，极大的减少了给患者抽血监测体内钙离子浓度的频率，减轻了医务人员的工作负担，降低了医疗费用，减少了患者的痛苦。