管理患者的流体水平及其相关设备，系统，和方法与流程

本公开涉及用于管理患者流体水平的方法，设备，系统，和算法，以及在特定实施例中，用于治疗患有心力衰竭的患者的流体超负荷状况。

背景技术：

1、人类的生理系统寻求自然地维持摄入的流体和排泄的流体之间的平衡。当存在流体不平衡时，患者可能遭受流体超负荷，其中保留了过量的流体。患者可能由于急性失代偿性心力衰竭(adhf)，慢性心力衰竭(chf)，或其他没有足够流体排泄来避免体内流体超负荷的情况而处于流体超负荷状态。流体超负荷的患者可能会出现呼吸急促(称为呼吸困难)，水肿，高血压，和其他作为流体超负荷症状的不良医疗病症。

2、为了治疗流体超负荷，通常用诱导和/或增加尿液产生的利尿剂药物治疗患者。产生和排泄尿液会减少体内流体和钠的量，因此可用于治疗流体超负荷状况。可以口服药丸或iv(静脉内)注射而给予利尿剂。当口服利尿剂不再有效或不能被吸收时，通常使用iv利尿剂。在提到“利尿剂”的地方，作者主要指的是iv利尿剂。流行的袢利尿剂(loopdiuretics)是作用于肾脏亨利袢升支的利尿剂。袢利尿剂的示例包括：布美他尼依他尼酸呋塞米托塞米

3、利尿剂对尿液的产生的短期影响不能被充分预测以在治疗的早期施用高剂量。例如，对于给定剂量的利尿剂，一名患者可能产生的尿液比预计的少得多，而另一名施用相同剂量的患者可能产生过量的尿液。这引起了对患者低血压(低血压)和重要器官损伤的担忧。因此，很难预测哪些患者对某一剂量的利尿剂的反应会是不排泄或排泄太少量的尿液，而哪些患者的反应会是排泄过量的尿液。

4、响应于相同剂量的利尿剂而产生显著不同的反应和治疗结果的可能性给医生造成了不确定性，因此对于个体患者的安全和正确的利尿剂给药剂量(dosing)需要在一段时间内监测患者的临床体征和症状。由于这些不确定性，医生最初可能会开出保守(低)利尿剂剂量，并在考虑是否增加剂量之前等待几个小时。保守的低剂量方法从低剂量的利尿剂开始，然后缓慢而递增地增加剂量，直到患者的尿液排出(例如速率)达到阈值水平。缓慢增加利尿剂剂量可避免导致尿液排出过多而引起的低血容量和其他不良医疗状况。

5、用于治疗adhf和chf中流体超负荷的当前标准实践使用可以延长治疗时间以缓解患者流体超负荷状况的保守低剂量方法。一般来说，医生每隔6到12小时增加一次利尿剂的剂量。通常需要这些长间隔以使患者对利尿剂的新剂量水平作出反应并以由利尿剂的新水平所诱导的速率产生尿液。在每个间隔结束时，医生确定是否应该改变(例如增加)利尿剂剂量，以使患者产生想要的水平的尿液。因为这些间隔通常为几个小时时长，可能需要6小时，12小时，一天，或更长时间来确定利尿剂的安全，奏效的剂量水平。例如，对于先前未接受过袢利尿剂疗法的患者，呋塞米初始iv剂量为20至40mg是合理的。监管指南推荐的最大利尿剂剂量为40至80mg呋塞米等效iv单次给药剂量(bolus)。随后，可根据尿液排出量向上滴定(titrated up)剂量，直至最大静脉内剂量为80至100mg呋塞米。在对利尿剂产生一定抗性的患者中，剂量需要更高。

6、对于减少流体超负荷的这种保守方法的一个方面是，当医生确定并施用安全有效的利尿剂剂量以实现想要的尿液排出速率的过程中患者与流体超负荷相关联的症状可能会延长。这种延迟的一个缺点是流体超负荷状况下的临床状态可能由于被延长的流体超负荷状况而恶化。例如，在尿液排出达到想要的水平从而导致显著的流体流失并缓解患者的流体超负荷状况之前可能会出现数小时或数天的延迟。另一个缺点是患者要住院几天(例如，4-5天)，这是昂贵的。此外，即使在接受减少流体超负荷的常规治疗后，仍有约23％的患者在30天内因流体超负荷再次入院。因此，长期以来的需求是减少使用利尿剂使患者增加尿液排出所需的时间并更快地使患者排出足够的尿液以减少流体超负荷状况。

7、当患者的尿流达到高流速时，使用利尿剂治疗流体过载状况会有另一个问题产生。尽管高尿流速率有利于快速减少流体超负荷状况，但高尿流速率可能会有过度减少脉管系统中的血容量，以及增加电解质的排泄的风险。快速去除电解质可能会导致电解质失衡(例如钾流失)，这会进一步恶化患者的临床状况。iv利尿剂的这些风险和副作用(通常被称为低血容量和低钾血症)是已知的不必要的风险，并且在这种必要且常用的疗法期间仍然存在的未满足的临床需求。

8、过多的尿流，例如每天超过2.5升，可能导致低血容量，低钾血症，和其他不良的医疗状况。常规的流体超负荷治疗(例如使用利尿剂)导致的尿流过多的风险通常通过限制所诱导的尿流的速率来减轻。限制尿流速率往往会增加减少患者流体超负荷状况所需的时间。

9、为了避免这些缺点，已经对某些利尿剂的批准剂量进行了限制，至少部分是为了避免或降低与血管内血容量变得太低相关联的低血容量，低钾血症，和其他此类不良医学病症的风险。例如，对于以前未使用过袢利尿剂(未使用过利尿剂(diuretic))的患者，建议以每小时20毫克(mg/hr)的初始剂量静脉内(iv)施用呋塞米利尿剂，并且只能每6至12小时增加一次。在常规服用口服利尿剂初始剂量和逐步增加剂量的心力衰竭患者中，需要大幅调整，这进一步使疗法的滴定复杂化。

10、在常规方法中，一旦达到某个尿液排出水平，就不再增加剂量水平。其他经常开出的利尿剂，如袢利尿剂，如布美他尼和托拉塞米；噻嗪类利尿剂，如氢氯噻嗪和美托拉宗；保钾利尿剂，如螺内酯；和碳酸酐酶抑制剂，如乙酰唑胺，被认为也具有规定的剂量限制，以防止尿流速率过快和这些药物的其他可能副作用。

技术实现思路

0、
技术实现要素：
概要

1、心力衰竭患者入院的主要目的是去除多余的流体。然而，在美国住院期间，超过一半的心力衰竭患者的总流体流失不到5磅(2.3公斤)，这通常无法实现有效缓解流体超负荷状况。因此，仍然需要改进常规的流体管理技术，并在更短的时间内实现患者更大的净流体流失。

2、本技术的实施例解决了在患者流体管理方面改进的优势的需要，例如，通过创建能够安全施用利尿剂，提高利尿剂效率，和至少缓和利尿剂抗性的至少部分自动化的系统，同时节约有价值的医院资源和保护患者舒适度。如本文所述，本技术的实施例的临床试验已可引起快速缓解充血，去除多余流体，增加钠排泄，和减轻体重，各具有改进的有效性和/或速度。例如，尽管用于治疗流体超负荷的常规系统和方法需要超过多天(例如，4-5天)的住院治疗，但本技术的实施例能够在1-2天内诊断和/或减轻流体超负荷状况。

3、本技术涉及降低流体超负荷患者(例如患有adhf，chf，或导致流体超负荷的其他状况的患者)中的流体水平的方法，设备，系统，和算法。在一些实施方案中，示例性方法包括具有多个阶段(包括阶段i，ii，和iii)的利尿剂治疗方案。阶段i可以包括确定特定于该患者的适当利尿剂剂量，这可以迭代进行。例如，在一些实施例中，在阶段i的第一次迭代期间，可能自动地向患者输送初始利尿剂剂量。在阶段i期间剂量增加，

4、例如逐步递增，渐进地逐步增加和/或指数地增加。例如，剂量可以每两到三分钟逐步增加一次。可以增加剂量直到患者达到想要的尿液排出水平或速率和/或直到达到上限阈值。提供给患者的第一利尿剂剂量是在治疗开始时，随后的剂量可以响应于尿量下降到阈值以下和/或阈值范围之外。阈值可以定义给予患者的利尿剂的最大量(例如，总量)，给予患者利尿剂的最大速率，或阶段i的最大时间段(例如一小时)。

5、阶段ii是可选的并且可以允许患者对阶段i期间给予的利尿剂剂量作出反应。在阶段i期间尿液排出达到想要的水平之后，阶段ii可以包括以恒定维持剂量水平将利尿剂输送给患者一段延长的时间(例如，至少1小时，至少2小时，4小时，8小时，12小时，24小时，或36小时)。维持剂量水平是基于阶段i中导致尿液排出超过想要的排出水平的利尿剂剂量计算的。

6、阶段iii是可选的并且可以与阶段ii同时运行。在阶段iii期间，继续施用利尿剂，并且通过向患者输注补液流体或溶液(例如，盐水))可以快速降低患者(例如，已经响应于阶段i并且正产生高于阈值水平的尿液的患者)的净流体水平。在阶段iii期间，输注到患者体内的补液流体可以被(i)自动调节以匹配相对较低的尿液速率期间的尿液排出，(ii)自动调节以将补液流体减少到小于在较高的尿液速率范围内期间的尿液排出(例如，至少尿液排出的10％，20％，30％，40％，或50％)，和/或(iii)自动调节以维持基本恒定的补液流体速率(例如，在最大补液流体速率的10％到20％之间)，在尿液排出超过尿液阈值上限时。在阶段iii期间，可以调节利尿剂的维持剂量，例如，通过重新开始阶段i并启动利尿剂的重新爬升(re-ramp)(例如，以指数方式)。阶段i可以通过恢复阶段i上次停止处或从其初始起点重复阶段i来重新开始。

7、与上述利尿剂方案同时进行，给予患者的补液溶液的量或速率可以与尿液排出的量或速率相关。例如，输送给患者的补液溶液的量或速率可能小于在较高尿液排出水平下的尿液排出量或速率。可以调节补液输注速率以匹配特定时间段(例如，疗法的第一小时)的尿液排出速率和/或阈值体积量(例如，直到至少250毫升(ml)的尿液已生产)。当尿液速率超过阈值高尿液速率时，补液溶液输注的速率可以保持在恒定速率。

8、阶段ii和iii的维持利尿剂剂量可以基于百分比计算，例如在阶段i期间给予的最大剂量的利尿剂的100％至10％的范围内(例如，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％等)。最大连续维持剂量的减少百分比可以是在阶段i期间导致尿液排出超过想要的排出水平所达到的利尿剂剂量(量或速率)与阶段i中上限阈值的最大利尿剂量或速率的比率。

9、如果在尿液排出达到想要的排出之前在阶段i中达到上限阈值(例如，输送给患者的利尿剂的总量)，则可以将患者诊断为利尿剂抗性，且可以给予病人不同的利尿剂或不同的治疗。这样的治疗可以包括超滤和/或使用人工泵(例如，静脉泵)以使肾脏能够产生更多的尿液。如果在阶段iii内的某个时期尿液排出低于较低的尿液阈值，则该方案可以重复阶段i以诱导更多的尿液排出并确定更有效的利尿剂剂量水平(例如，更高的利尿剂剂量)。

10、如果在阶段i，ii，或iii期间尿液排出(例如，速率或量)下降到尿液排出阈值以下，则可以重新开始阶段i。当阶段i从上次停止处恢复时，可以按照在先前阶段i迭代结束时给予的利尿剂剂量重新开始。在阶段i每次迭代结束时，维持利尿剂剂量可以基于阶段i的所有迭代期间给予的利尿剂总量计算。

11、阶段i和iii可以作为独立的治疗被应用。例如，操作者(例如，医生，保健专家，护士等)可以以常规方式确定初始利尿剂剂量，然后使用方案的阶段iii部分治疗患者。类似地，操作者可以使用方案的阶段i部分来快速确定有效的利尿剂剂量以实现想要的尿液排出速率，然后选择不调节利尿剂的维持剂量或不将补液流体输注入患者或选择与阶段iii的建议不同的利尿剂剂量，尿液排出，和补液流体溶液输注之间的关系。此外，由于阶段ii是可选的，阶段iii可以在阶段i之后立即开始。

12、本技术可以包括治疗患有流体液超负荷的患者的方法，并且可以包括：向患者(例如自动地)施用利尿剂以增加患者的尿液排出；在利尿剂施用期间确定患者的尿液排出；将补液流体输注入患者体内；并且自动调节输注入患者体内的补液流体的速率，以实现患者体内想要的净流体流失。在一些实施例中，该方法可以包括基于尿液排出和想要的净流体流失之间的差异自动调节补液流体的速率。补液流体的速率的自动调节可以基于尿液排出的当前速率增加来计算，使得补液流体流体的速率增加响应于尿液排出超过第一阈值排出而减少，例如尿液排出的当前速率。附加地或替代地，补液流体液的速率的自动调节可以包括将补液流体的速率增加到尿液排出的当前速率的10％以内的速率，直到尿液排出的当前速率达到第一阈值排出。第一阈值排出可以是200ml/hr至240ml/hr范围内的尿液排出速率或等体积的尿液排出。在当前尿液排出速率高于第二阈值时将所述补液流体输注速率限制在针对所述补液流体的最大限制，高于该第二阈值是高于500ml/hr，高于700ml/hr，或高于1020ml/hr。

13、在一些实施例中，该方法可以包括将补液流体输注的速率限制为补液流体的最大限制；当尿液排出超过最大阈值尿液排出速率时，将补液流体输注速率维持在最大限制；当净流体流失达到想要的净流体流失量时结束治疗；基于尿液排出自动调节施用给患者的利尿剂；增加正在被施用的利尿剂的速率，直到尿液排出达到想要的最小尿液值，其中最小尿液值是最小尿液排出速率；和/或通过以五分钟或更短的时间(例如，两到三分钟)间隔增加利尿剂水平来自动调节利尿剂，直到尿液排出达到想要的最小尿液值。在一些实施例中，利尿剂水平的每次增加，例如，在利尿剂剂量确定阶段或爬升期间，可以是比前一次的增加更大的增加。

14、在一些实施例中，该方法可以包括响应于尿液排出达到想要的最小尿液体积或速率来确定所降低的利尿剂剂量速率。所降低的利尿剂剂量速率低于当尿液排出达到想要的最小尿液值或速率时的利尿剂剂量速率。利尿剂可以以所降低的速率施用至少一小时的时间段，例如两小时，三小时，或四小时的时间。该所降低的利尿剂施用可能涉及将利尿剂输注速率降低到非常低的速率，直到所测量的尿液速率下降到低于想要的阈值或经过一段时间，例如一小时。然后可以基于尿液速率下降到想要的阈值所需的时间来计算利尿剂施用速率，或者如果在非常低的输注时间段完成时尿液排出保持在阈值以上，则利尿剂施用速率减少预定百分比(例如25％)。

15、在一些实施例中，用于管理或优化净流体体积去除和/或提高所去除的尿液质量的治疗方法或自动化方案包括初始个性化利尿剂剂量确定阶段，随后是流体减少阶段。在确定利尿剂剂量确定阶段的过程中，在预定的时间段内评估患者对以增加的水平所施用的利尿剂的尿液反应，以建立将在下一阶段使用的利尿剂剂量和/或评估患者是否对利尿剂有抗性。在流体减少阶段，利尿剂以建立的利尿剂剂量输注，同时用补液流体替代部分尿液产生，例如，以维持血管内体积和/或关闭盐和水保留机制以优化净体积去除。在整个流体疗法过程中，持续监测尿液排出。利尿剂剂量可基于尿液排出速率进行调节。例如，非常低的尿液排出(例如，在前15分钟内平均低于25ml/hr)可能表明装备故障或设置不当，并且可能会向用户发出警报。作为另一个示例，低尿液排出(例如，低尿液排出可定义为前3小时平均低于325ml/hr，或通过积分待偿(debt)函数定义，其中待偿在前3小时内超过150毫升)可能表明可以允许更大的利尿剂剂量并且可以重新建立利尿剂剂量。例如，用户可以选择重新进入利尿剂剂量确定阶段或手动增加剂量。作为另一个示例，高尿液排出(例如，在前3小时内平均超过625ml/hr)可能表明正在输注过多的利尿剂，而输注的利尿剂可能会在一段时间内减少(例如，减少到0到0.4ml/hr，持续50分钟或直到尿液排出降至525ml/hr以下)，以及新的利尿剂剂量可被建立。例如，新剂量可以是先前剂量的部分，其基于在所述时间段期间尿液排出的下降速度有多快，或者通过重新进入剂量确定阶段来建立。此外，补液流体在整个流体减少阶段可以基于尿液排出被输注。

16、本技术可以体现为流体管理系统，包括：补液流体泵，其被配置为将补液流体泵入患者体内；利尿剂泵，其被配置为将利尿剂泵入患者体内；测量设备，其被配置用于测量患者的尿液排出；执行算法的计算机，该算法被配置为：确定患者的尿液排出的量或速率；通过控制利尿剂泵以由算法确定的剂量速率输送利尿剂，而自动向患者注射利尿剂；通过控制补液流体泵自动将补液流体输注入患者体内；并且自动调节输注入患者体内的补液流体的速率或量，以达到患者体内净流体流失或净钠流失的想要的水平或速率。

17、该算法可以被配置为基于尿液排出和想要的净流体变化之间的差异来确定补液流体速率的自动调节；将补液流体输注的速率限制为补液流体的最大限制；当尿液排出超过尿液排出速率最大阈值时，将补液流体输注的速率维持在最大限制，和/或当净流体流失达到想要的净流体流失量时停止利尿剂的施用。附加地或替代地，计算机算法可以被配置为基于尿液排出自动调节施用给患者的利尿剂。利尿剂的自动调节可以包括增加施用利尿剂的速率，直到尿液排出达到想要的最小尿液值，例如最小尿液排出速率。利尿剂的调节可以包括以五分钟或更短的时间间隔自动增加利尿剂水平，直到尿液排出达到想要的最小尿液值，其中利尿剂水平的至少一个增加是比前一次的增加更大的增加。利尿剂水平的每次增加都大于前一次增加的增加。利尿剂的自动调节可以包括：响应于尿液排出达到想要的最小尿液值或速率计算利尿剂施用的所降低的速率，其中所降低的速率低于并且基于当尿液排出达到想要的最小尿液值或速率时所施用的利尿剂的值，并以所降低的速率施用利尿剂至少一小时。