BRPI0821687B1

BRPI0821687B1 - método e dispositivo para a determinação da pressão transmembrana e aparelho para o tratamento sanguíneo extracorpóreo.

Info

Publication number: BRPI0821687B1
Application number: BRPI0821687A
Authority: BR
Inventors: Gagel Alfred; Balschat Klaus; Külz Michael; Spickermann Reiner
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschaland Gmbh
Priority date: 2007-12-22
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2019-12-17
Also published as: ES2683237T3; KR20100103800A; ES2566531T3; BRPI0821687B8; CA2707774A1; BRPI0821687A8; AU2008340699B2; EP3034110A1; KR101580701B1; US20100280761A1; CN101903055B; EP2231226A1; JP2011507564A; CA2707774C; EA019840B1; JP5559060B2; EP3034110B1; WO2009080258A1; US8676512B2; AU2008340699A1

Abstract

método e dispositivo para a determinação de uma pressão transmembrana em um tratamento sanguíneo extra corpóreo a presente invenção refere-se a um método para a determinação da pressão transmembrana durante um tratamento sanguíneo extracorpóreo no qual o sangue flui a uma vazão de sangue definida através de um conduto de sangue arterial 6 de um circuito de sangue extracorpóreo 5a para a entrada de uma primeira câmara 3 de um dialisador 1, o qual é dividido por uma membrana semipermeável 2 na primeira câmara e em uma segunda câmara 4, e flui através de um conduto de sangue venoso 7 a partir da saída da primeira câmara 3 do dialisador 1, enquanto o líquido de diálise flui através de um conduto de suprimento de líquido de diálise 1 o para a entrada da segunda câmara do dialisador e flui através de um conduto de descarga de líquido de diálise 11 a partir da saída da segunda câmara do dialisador. o método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção para a determinação da pressão transmembrana são tais que a pressão no lado de sangue e no lado de líquido de diálise do dialisador é medida com um gasto técnico relativamente pequeno, especificamente com menos do que quatro sensores de pressão 20, 21, 22 e um valor não-corrigido preliminar é calculado para a pressão transmembrana e, após isso, é corrigido por uma variável de correção que é dependente de uma variável de correlação com a viscosidade do sangue.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO PARA A DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO TRANSMEMBRANA E APARELHO PARA O TRATAMENTO SANGUÍNEO EXTRACORPÓREO.

[001] A presente invenção refere-se a um método para a determinação da pressão transmembrana durante um tratamento sanguíneo extracorpóreo, em que o sangue flui a uma vazão de sangue específica através de uma linha de suprimento de sangue arterial de um circuito de sangue extracorpóreo para a entrada de uma primeira câmara de um dialisador dividido por uma membrana semipermeável na primeira câmara e uma segunda câmara, e flui através de uma linha de retorno de sangue venoso a partir da saída da primeira câmara do dialisador, enquanto um fluido de diálise flui através de uma linha de suprimento de fluido de diálise para a entrada da segunda câmara do dialisador e flui através de uma linha de descarga de fluido de diálise para fora da saída da segunda câmara do dialisador, um fluido sendo retirado do sangue a uma vazão específica através da membrana do dialisador. Mais ainda, a invenção refere-se a um tratamento sanguíneo extracorpóreo no qual a pressão transmembrana é determinada. Mais ainda, a invenção refere-se a um dispositivo para a determinação da pressão transmembrana para um aparelho de tratamento sanguíneo para a realização de um tratamento sanguíneo extracorpóreo e um aparelho de tratamento sanguíneo extracorpóreo com um dispositivo para a determinação da pressão transmembrana.

[002] Vários métodos de tratamento sanguíneo extracorpóreo ou de limpeza são usados para fins de remoção de substâncias usualmente eliminadas com a urina e para fins de retirada de fluido. No caso de hemodiálise, o sangue do paciente é limpo fora do corpo em um dialisador. O dialisador tem uma câmara de sangue e uma câmara de fluido de diálise, as quais são separadas por uma membrana semi

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2/20 permeável. Durante o tratamento, o sangue do paciente flui através da câmara de sangue. De modo a se limpar o sangue efetivamente de substâncias usualmente eliminadas com a urina, um fluido de diálise fresco flui continuamente através da câmara de fluido de diálise.

[003] Enquanto o transporte das substâncias moleculares menores através da membrana do dialisador é essencialmente determinado pelas diferenças de concentração (difusão) entre o fluido de diálise e o sangue, no caso de hemodiálise (HD), substâncias dissolvidas na água de plasma, em particular substâncias moleculares mais altas, são efetivamente removidas por um fluxo fluídico alto (convecção) através da membrana do dialisador, no caso de hemofiltração (HF). Em hemofiltração, o dialisador atua como um filtro, o qual é referido, portanto, a seguir, como um dialisador. A hemodiafiltração (HDF) é uma combinação dos dois métodos.

[004] No caso de hemodiafiltração (HDF), uma parte do soro retirado através da membrana do dialisador é substituída por um fluido de substituição estéril, o qual é suprido para o circuito de sangue extracorpóreo a montante e/ou a jusante do dialisador. O suprimento de fluido de substituição a montante do dialisador é referido como de prédiluição, e o suprimento a jusante do dialisador como pós-diluição.

[005] Em um tratamento sanguíneo extracorpóreo, a taxa de ultrafiltração (taxa de UF) é de interesse, o que é uma medida da quantidade de fluido retirada do paciente em um intervalo de tempo. A taxa de ultrafiltração é dependente da pressão transmembrana TMP no tratamento sanguíneo extracorpóreo, a taxa de ultrafiltração aumentando com uma pressão transmembrana crescente.

[006] A pressão transmembrana TMP é definida como a diferença de pressão entre a pressão no lado de sangue média e a pressão no lado de dialisado média no dialisador. A princípio, quatro medidas de pressão são requeridas para uma determinação exata da pressão

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3/20 transmembrana, a pressão sendo medida na entrada e na saída da câmara de sangue e na entrada e na saída da câmara de fluido de diálise do dialisador. Para esta finalidade, um sensor de pressão é requerido em cada caso na entrada e na saída de lado de sangue e na entrada e na saída de lado de dialisado.

[007] Na prática, contudo, a medição da pressão transmembrana por meio de quatro sensores de pressão prova ser relativamente dispendiosa. Por razões de simplificação, portanto, a determinação da pressão transmembrana por meio de quatro sensores de pressão é geralmente evitada na prática.

[008] Para a determinação da pressão transmembrana, é conhecido determinar a pressão unicamente por meio de dois sensores de pressão, ao passo que um sensor de pressão é disposto no lado de sangue e o outro sensor de pressão no lado de dialisado. Por razões de manipulação e custo, é proposto, por exemplo, no artigo de H. D. Polaschegg Methods and history of ultrafiltration control in haemodialysis (Aktuelle Nephrologie, vol. 1/1985, página 135 e seguintes), restringir a medição à pressão de fluxo de retorno venoso e a pressão na saída de fluido de diálise.

[009] À parte da determinação da pressão transmembrana por meio de dois sensores de pressão, a determinação da pressão de membrana por meio de três sensores de pressão também é conhecida. Para a determinação da pressão transmembrana, por exemplo, a EP 0 212 127 propõe medir a pressão na linha de suprimento de fluido de diálise e na linha de descarga e a pressão na linha de retorno de sangue, em particular, a câmara de gotejamento disposta na linha de retorno de sangue, e o cálculo da pressão transmembrana com base nas pressões medidas. A pressão transmembrana calculada é comparada com um valor de ponto de regulagem predeterminado para a pressão transmembrana média, de modo a se ajustar a bomba de flui

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4/20 do de diálise na linha de descarga de fluido de diálise. A bomba de sucção no lado de fluido de diálise é regulada de forma tal que a pressão transmembrana no dialisador seja mantida no valor de ponto de regulagem.

[0010] Na prática, a determinação da pressão transmembrana com base em apenas duas ou três medidas de pressão, das quais uma medição de pressão ocorre no lado de sangue, e a outra medição no lado de dialisado em cada caso, tem sido considerada como suficientemente acurada. Os inventores descobriram, contudo, que sob certas condições de tratamento, fatores de limitação de condições foram impostos na determinação da pressão transmembrana com um grau alto de acurácia.

[0011] O problema subjacente à invenção é prover um método para a determinação da pressão transmembrana em um tratamento sanguíneo extracorpóreo, o que, por um lado, requer apenas um gasto técnico relativamente pequeno para a medição e, por outro lado, garante um alto grau de acurácia sob todas as condições de tratamento.

[0012] Mais ainda, é um problema da invenção prover um dispositivo para a determinação da pressão transmembrana para um aparelho de tratamento sanguíneo extracorpóreo, o que permite uma determinação da pressão transmembrana com um alto grau de acurácia com menos de quatro sensores de pressão sob todas as condições de tratamento.

[0013] Outros problemas da invenção são um método para tratamento sanguíneo extracorpóreo e um aparelho de tratamento sanguíneo extracorpóreo, onde a determinação da pressão transmembrana ocorre com um alto grau de acurácia com um gasto técnico relativamente baixo.

[0014] A solução para estes problemas ocorre com as características da invenção. As modalidades vantajosas da invenção são o asPetição 870190092845, de 17/09/2019, pág. 8/34

5/20 sunto das concretizações.

[0015] O método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção para a determinação da pressão transmembrana são baseados no fato de a pressão no lado de sangue e no lado de fluido de diálise do dialisador ser medida com menos de quatro sensores de pressão com um gasto técnico relativamente baixo e um valor não corrigido preliminar para a pressão transmembrana ser calculado, o que, então, é corrigido com uma grandeza de correção a qual é dependente de uma grandeza de correlação com a viscosidade do sangue. Consequentemente, uma grandeza de correlação com a viscosidade do sangue, particularmente o hematócrito do sangue, é levada em consideração na determinação da pressão transmembrana.

[0016] Os inventores descobriram que, especialmente no caso de espessamento ou afinamento marcante do sangue, tal como pode ocorrer durante um tratamento de hemodiafiltração ou um tratamento de hemofiltração, desvios podem ocorrer entre a pressão transmembrana real e o valor para a pressão transmembrana, o que resulta da medição da pressão em menos do que quatro pontos de medição, por exemplo, no caso de uma medição da pressão apenas na entrada ou na saída, mas não na entrada ou na saída das respectivas câmaras do dialisador.

[0017] Com o método de acordo com a invenção, a determinação da pressão transmembrana também é particularmente acurada quando eritropoietina (EPO) é administrada ao paciente, como resultado do que o hematócrito aumenta e a viscosidade do sangue sobe.

[0018] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção e do dispositivo de acordo com a invenção, a pressão no lado de sangue é medida na linha de retorno de sangue na saída da primeira câmara do dialisador, enquanto no lado de fluido de diálise a pressão é medida na linha de suprimento de fluido de diálise e na linha

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6/20 de descarga de fluido de diálise na saída da segunda câmara do dialisador. Portanto, não é necessário medir a pressão no lado de sangue na linha de suprimento de sangue na entrada da primeira câmara do dialisador, de modo que a medição de pressão pode ocorrer apenas com três sensores de pressão.

[0019] Contudo, também é possível que, no lado de sangue, a pressão seja medida não na saída, mas na entrada da primeira câmara do dialisador. Da mesma forma, é possível que a pressão no lado de sangue seja medida na entrada e na saída da primeira câmara do dialisador, enquanto a pressão no lado de fluido de diálise é medida apenas na entrada ou na saída da segunda câmara do dialisador. O fator decisivo é que pelo menos uma medição de pressão ocorra em ambos o lado de sangue e o lado de fluido de diálise do dialisador.

[0020] Quando uma menção é feita a uma medição da pressão na entrada ou na saída de uma das duas câmaras do dialisador, isto não necessariamente tem que ser entendido como significando que a medição tem que ocorrer diretamente no ponto no qual as linhas são conectadas ao dialisador. Ao contrário, também é possível realizara medição a montante ou a jusante da entrada ou da saída, por meio do que é assumido que o aumento de pressão ou a diminuição de pressão entre o ponto de medição real e a entrada ou a saída da respectiva câmara do dialisador é pequena.

[0021] A grandeza de correção para a pressão transmembrana preferencialmente é uma grandeza característica da resistência a fluxo do dialisador na direção longitudinal, a referida grandeza por sua vez sendo dependente de uma grandeza que se correlaciona com a viscosidade do sangue, em particular o hematócrito.

[0022] Foi mostrado que os desvios entre a pressão transmembrana que é calculada com base em uma medição com menos de quatro sensores de pressão e a pressão transmembrana real aumenta

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7/20 com uma resistência a fluxo crescente do dialisador na direção longitudinal. Uma vez que, na determinação da pressão transmembrana pelo método de acordo com a invenção e pelo dispositivo de acordo com a invenção, a resistência a fluxo do dialisador na direção longitudinal é levada em consideração, a pressão transmembrana real pode ser calculada com um alto grau de acurácia.

[0023] A resistência a fluxo do dialisador na direção longitudinal, a qual é dependente de uma grandeza se correlacionando com a viscosidade do sangue, em particular com o hematócrito, a princípio pode ser calculada no começo do tratamento sanguíneo ou durante o tratamento sanguíneo.

[0024] Uma modalidade particularmente preferida da invenção provê uma determinação contínua do grandeza de correlação com a viscosidade do sangue, em particular do hematócrito, durante o tratamento sanguíneo, por meio do que o hematócrito é medido on-line.

[0025] A dependência da resistência longitudinal do dialisador da variável de correlação com a viscosidade do sangue, particularmente do hematócrito, preferencialmente é descrita por uma abordagem polinomial, cujos parâmetros são determinados a partir de dados de medição individuais para cada tipo relevante de dialisador, com a hipótese de pré- ou pós-diluição.

[0026] Os inventores descobriram que a resistência a fluxo na direção longitudinal do dialisador é essencialmente dependente do projeto do dialisador, o qual é caracterizado por uma área de membrana específica ou comprimento e um diâmetro específico dos capilares, do tipo de tratamento, por exemplo, um gargalo de HD ou um tratamento de H(D)F com uma pré-diluição ou uma pós-diluição, da taxa de substituição e da taxa de ultrafiltração e dos constituintes do sangue. Em uma modalidade preferida da invenção, portanto, as quantidades mencionadas anteriormente são levadas em consideração na abordagem

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8/20 polinomial para a determinação da resistência longitudinal do dialisador.

[0027] A grandeza de correção para a pressão transmembrana é determinada, preferencialmente, com base no produto da grandeza característica da resistência a fluxo na direção longitudinal do dialisador e da vazão de sangue no circuito de sangue extracorpóreo. A grandeza de correção é dependente, também, portanto, do fluxo de sangue.

[0028] O método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção procedem, portanto, com base no fato de os desvios entre a pressão transmembrana calculada com base nas pressões medidas e a pressão transmembrana real aumentarem com uma viscosidade crescente do sangue e com um fluxo crescente de sangue.

[0029] O dispositivo de acordo com a invenção para a determinação da pressão transmembrana, a qual é determinada para um aparelho de tratamento sanguíneo para a realização de um tratamento sanguíneo extracorpóreo, compreende meios para a medição da pressão no lado de sangue e no lado de fluido de diálise e meios para o cálculo da pressão transmembrana levando-se em consideração a grandeza de correção. Os meios para a medição da pressão no lado de sangue e no lado de fluido de diálise do dialisador compreendem, em uma modalidade preferida, meios para a medição da pressão na linha de retorno de sangue na saída da primeira câmara do dialisador, bem como meios para a medição da pressão na linha de suprimento e de retorno de tratamento sanguíneo na entrada e na saída da segunda câmara do dialisador. Os meios para a medição da pressão na linha de suprimento de sangue na entrada da primeira câmara do dialisador não são requeridos, portanto.

[0030] Os meios para a medição da pressão podem ser sensores

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9/20 de pressão convencionais, os quais em qualquer caso estão presentes, no caso de aparelhos conhecidos de tratamento sanguíneo. Os meios para o cálculo da pressão transmembrana podem ser um microprocessador convencional ou similar, o que também está presente em qualquer caso nos aparelhos conhecidos de tratamento sanguíneo. [0031] Um exemplo de modalidade do método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção será descrito abaixo, com referência à figura em apenso.

[0032] A figura mostra apenas os componentes principais de um aparelho de tratamento sanguíneo para um tratamento sanguíneo extracorpóreo em conjunto com um dispositivo para a determinação da pressão transmembrana em uma representação esquemática grandemente simplificada.

[0033] O dispositivo de acordo com a invenção para a medição da pressão transmembrana pode ser um componente de um aparelho de tratamento sanguíneo convencional ou uma unidade de dispositivo em separado, a qual coopere com o aparelho de tratamento sanguíneo.

[0034] O presente aparelho de tratamento sanguíneo é um aparelho de hemo(dia)filtração, o qual compreende um dialisador 1, o qual é dividido por uma membrana semipermeável 2 em uma primeira câmara 3 através da qual o sangue flui e a qual será referida a seguir como uma câmara de sangue, e uma segunda câmara 4 através da qual um fluido de diálise flui, a qual será referida como uma câmara de fluido de diálise. A primeira câmara 3 é incorporada em um circuito de sangue extracorpóreo 5A, enquanto a segunda câmara 4 é incorporada no sistema de fluido de diálise 5B do aparelho de hemo(dia)filtração.

[0035] O circuito de sangue extracorpóreo 5A compreende uma linha de suprimento de sangue arterial 6 a qual leva à entrada 3a da câmara 3, e uma linha de retorno de sangue venoso 7, a qual parte da saída 3b da câmara de sangue 3 do dialisador 1. O sangue do pacien

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10/20 te é transportado através da câmara de sangue 3 de dialisador 1 por uma bomba de sangue arterial 8, em particular, uma bomba de rolo, a qual é disposta na linha de suprimento de sangue arterial 6. A bomba de sangue envia sangue a uma vazão de sangue específica Qb para a câmara de sangue 3 do dialisador. De modo a se eliminarem bolhas de ar, um separador de ar (câmara de gotejamento) pode ser incorporado nas linhas de sangue arterial e venoso.

[0036] As linhas de sangue 6, 7 do aparelho de tratamento sanguíneo são linhas de tubo as quais são colocadas em bombas de rolo para uso único. A princípio, portanto, as linhas de tubo não são um componente do aparelho de tratamento sanguíneo. A princípio, o dialisador também não é um componente do aparelho de tratamento sanguíneo, mas, ao invés disso, é conectado para uso único às linhas de tubo.

[0037] O fluido de diálise fresco é tornado disponível em uma fonte de fluido de diálise 9. Uma linha de suprimento de fluido de diálise 10 leva da fonte de fluido de diálise 9 à entrada 4a de câmara de fluido de diálise de dialisador 1. Uma linha de descarga de fluido de diálise 11 leva da saída 4b da câmara de fluido de diálise 4 para um dreno 12. Uma primeira bomba de fluido de diálise 13 é incorporada na linha de suprimento de fluido de diálise 10 e uma segunda bomba de fluido de diálise 14 é incorporada na linha de descarga de fluido de diálise 11. A primeira bomba de fluido de diálise 13 envia fluido de diálise a partir da fonte de fluido de diálise a uma taxa de suprimento de fluido de diálise específica Qdi para a entrada 4a de câmara de fluido de diálise 4, enquanto a segunda bomba de fluido de diálise 14 envia fluido de diálise a uma taxa de descarga de fluido de diálise específica Qdo a partir da saída 4b da câmara de fluido de diálise 4 para o dreno 12.

[0038] Durante o tratamento de diálise, o fluido de diálise do sistema de fluido de diálise 5B pode ser alimentado como um fluido de

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11/20 substituição através de uma linha de fluido de substituição 15 para o circuito extracorpóreo 5A, o qual se ramifica a partir da linha de suprimento de fluido de diálise 10 a montante da primeira bomba de fluido de diálise 13.

[0039] A linha de fluido de substituição 15 compreende duas seções de linha 15a e 15b, das quais uma seção de linha 15a leva a uma linha de sangue arterial 6 e a outra seção de linha 15b leva à linha de sangue venoso 7.

[0040] O fluido de substituição é enviado por meio de uma bomba de substituto 16, em particular uma bomba de rolo, na qual a linha de fluido de substituição 15 é inserida. Um filtro estéril 17 dividido em duas câmaras 17a, 17b é incorporado na linha de fluido de substituição 15 a montante da bomba de substituto. A bomba de substituto em conjunto com as linhas associadas e o filtro estéril formam o dispositivo de substituição do aparelho de diálise. Para o grampeamento das duas seções de linha 15a, 15b de linha de fluido de substituição 15, elementos de fechamento, tais como grampos de mangueira, podem ser providos, os quais, contudo, não são representados, em nome da maior clareza.

[0041] A bomba de sangue 8, as primeira e segunda bombas de fluido de diálise 13 e 14 e a bomba de substituto 16 são conectadas através das linhas de controle 8', 13', 14', 16' a uma unidade de controle e de computação central 18, a partir do que as bombas são controladas, levando-se em consideração os parâmetros de tratamento préselecionados. A unidade de controle e de computação 18 também controla os elementos de fechamento (não-mostrados), de modo a se realizar o tratamento sanguíneo com pré-diluição ou com pós-diluição.

[0042] Para a operação do aparelho de hemo(dia)filtração como um aparelho de hemodiálise, a bomba de sangue 8 e as primeira e segunda bombas de fluido de diálise 13 e 14 são operadas, efetuando a

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12/20 diálise do fluido fluindo através da câmara de fluido de diálise 4 do dialisador 1. Para a operação do aparelho de hemo(dia)filtração como um aparelho de hemodiálise, a bomba de substituto 16 é operada, de modo que um fluido de diálise estéril como um fluido de substituição flua traves do filtro estéril 17 opcionalmente para o ponto de suprimento arterial 24 a jusante da bomba de sangue arterial 8 e a montante da câmara de sangue 3 (pré-diluição) ou para o ponto de suprimento venoso 25 a jusante da câmara de sangue (pós-diluição). A princípio, contudo, uma operação do aparelho de hemo(dia)filtração também é possível unicamente como um aparelho de hemofiltração, caso a primeira bomba de fluido de diálise 13 não seja operada e o suprimento de fluido de diálise para a câmara de fluido de diálise do dialisador seja interrompido, assim.

[0043] O processamento dos parâmetros de tratamento característicos do tratamento sanguíneo ocorre na unidade de controle e de computação central 18 do aparelho de tratamento sanguíneo. Estas variáveis características podem ser introduzidas pelo operador da máquina, ser medidas durante o tratamento e/ou ser calculadas a partir de variáveis medidas e/ou pré-selecionadas. A seguir, é assumido que todas as variáveis de relevância aqui sejam feitas pela unidade de controle e de computação central, uma vez que são introduzidas pelo operador através de um teclado (não-mostrado) e/ou medidas por unidades de medição (não-mostradas) e/ou calculadas a partir das variáveis introduzidas e/ou medidas.

[0044] O dispositivo de acordo com a invenção para a determinação da pressão transmembrana pode formar um módulo independente ou um componente da unidade de controle e de computação central 18 do aparelho de tratamento sanguíneo. No presente exemplo de modalidade, os componentes relevantes do dispositivo para a determinação da pressão transmembrana formam um módulo em separado, o

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13/20 qual será descrito em detalhes abaixo.

[0045] O dispositivo para a determinação da pressão transmembrana compreende uma unidade de computação central 19, por exemplo, um microprocessador, o qual também pode ser o microprocessador o qual é provido na unidade de controle e de computação central 18 do aparelho de tratamento. Mais ainda, o dispositivo para a determinação da pressão transmembrana pode compreender um total de três sensores de pressão 20, 21, 22, dos quais o primeiro sensor de pressão mede a pressão na saída 3b da primeira câmara 3 do dialisador 1, o segundo sensor de pressão 21 mede a pressão na entrada 4a da segunda câmara 4 e o sensor de pressão 22 mede a pressão na saída 4b da segunda câmara 4 do dialisador 1. Estes sensores de pressão não têm que ser dispostos diretamente na entrada e na saída do dialisador. O fator decisivo é que a pressão seja medida com acurácia suficiente na saída de lado de sangue e na entrada e na saída de lado de dialisado do dialisador.

[0046] A unidade de computação 19 recebe os valores medidos dos sensores de pressão 20, 21, 22 através das linhas de dados 20', 21' e 22'. Mais ainda, a unidade de computação 19 se comunica através de uma outra linha de dados 19' com a unidade de controle e de computação central 18 do aparelho de tratamento sanguíneo, de modo a receber as variáveis de relevância aqui, as quais são introduzidas pelo operador e/ou são medidas por sensores (não mostrado) e/ou são calculadas.

[0047] Em uma modalidade preferida, o dispositivo para a determinação de pressão transmembrana também compreende uma unidade de medição 23 para a medição do hematócrito no sangue fluindo no circuito de sangue extracorpóreo 5A, o que pode mudar no decorrer do tratamento sanguíneo extracorpóreo. Considerando-se ultrafiltração, o hematócrito geralmente aumenta durante o aparelho de tratamento

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14/20 sanguíneo. A unidade de computação 19 é conectada através de uma linha de dados 23' à unidade de medição 23 para a determinação do hematócrito. As unidades de medição para a determinação do hematócrito são conhecidas pelas pessoas versadas na técnica a partir da técnica anterior.

[0048] Os princípios teóricos da determinação da pressão transmembrana e do dispositivo de acordo com a invenção para a determinação da pressão transmembrana e o método de acordo com a invenção, de acordo com o que o dispositivo para a determinação da pressão transmembrana funciona, são descritos em detalhes abaixo.

[0049] Quatro sensores de pressão são requeridos, a princípio, para a determinação exata da pressão transmembrana média TMP. Após a medição da pressão na entrada de lado de sangue Pb,in, a pressão de saída de lado de sangue Pb,out, a pressão na entrada de lado de dialisado Pd,in e a pressão de saída de lado de dialisado Pd,out, a pressão transmembrana Ptm (TMP) pode ser calculada de acordo com a equação a seguir:

IP + P p P

TMP _P _ ^’'^{n b}’°ut d’‘ⁿ Lout

2 (1) [0050] onde [0051] PTM pressão transmembrana TMP [0052] Pb,in pressão na entrada de lado de sangue do dialisador [0053] Pb,out pressão na saída de lado de sangue do dialisador [0054] (= pressão venosa Pven) [0055] Pd,in pressão na entrada de lado dialisado do dialisador [0056] Pd,out pressão na saída de lado dialisado do dialisador [0057] No presente exemplo, contudo, a pressão é medida não por meio de quatro sensores de pressão nos pontos de medição mencio nados anteriormente, mas apenas por meio de três sensores de pressão 20, 21, 22, os quais medem a pressão Pb,out na saída de lado de

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15/20 sangue 3b da câmara de sangue 3 do dialisador 1, Pd,in na entrada de lado de dialisado 4a e Pd,out na saída de lado dialisado 4b da câmara de fluido de diálise 4 do dialisador 1.

[0058] As diferenças entre a determinação da pressão transmembrana com base em uma medição em três pontos de medição e uma medição em quatro pontos de medição resulta da perda de pressão APb no lado de sangue do dialisador, o que aumenta com uma viscosidade crescente do sangue, um fluxo de sangue crescente Qb e um diâmetro de capilar menor com uma área de membrana idêntica. Diferenças menores ou maiores podem resultar, de acordo com as combinações possíveis de condições de fronteira.

[0059] Mais ainda, a viscosidade do sangue no dialisador pode ser mudada pelo processo de tratamento. No caso de um tratamento de H(D)F, por exemplo, a viscosidade de sangue média no dialisador (filtro) diminui no caso de pré-diluição, ao passo que a viscosidade de sangue média aumenta no caso de pós-diluição. Uma pós-diluição, portanto, leva a diferenças maiores nas duas medições. Isto pode ser traçado de volta para o fluxo transmembrana diferente através do dialisador, o que é retirado do fluxo de sangue Qb. O fluxo transmembrana total Qtm = Quf + Qsub é composto pela taxa de ultrafiltração Quf e pela taxa de substituição Qsub. Na prática, contudo, a taxa de substituição Quf frequentemente pode ser desprezada.

[0060] A invenção é baseada no cálculo da pressão transmembrana Ptm3 com base na pressão medida com três sensores de pressão 20, 21, 22 e se determinando uma grandeza de correção para a pressão transmembrana calculada, de modo a se avaliar a pressão transmembrana real Ptm = TMP.

[0061] Pela transformação da equação (1), resulta o seguinte:

p I D p _ p t> _ Ό ^rd,in ' ^£d,out , ^b,out r TM ~ Tb.out--------+----------- (2)

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16/20 [0062] A pressão transmembrana não-corrigida Ptm3 está contida em:

p + p t> ί-χ d,in d,out /o\ *TM3 ^— *b,out-------- (3) [0063] O termo de correção resulta de uma comparação da equação (3) e da equação (2) a partir do último termo da equação (2). Ele reflete a perda de pressão de lado de sangue no lado longitudinal da câmara de sangue 3 do dialisador 1:

F,in F,out _ &P_b (4) [0064] onde: APb é a perda de pressão no lado longitudinal do dialisador (lado de sangue).

[0065] A perda de pressão no lado de sangue do dialisador depende principalmente do fluxo de sangue Qb. Esta relação pode ser descrita, geralmente, por uma abordagem polinomial:

(5) í = 0 [0066] Como uma regra, as dependências lineares entre a perda de pressão APb e o fluxo de sangue Qb resultam com acurácia suficiente na prática. A perda de pressão no lado de sangue APb assim pode ser dividida em uma resistência a fluxo Rb na direção longitudinal do dialisador, o que é independente do fluxo de sangue Qb, e no fluxo de sangue atual Qb. Assim, o que vem a seguir resulta:

^TM ⁼ Ρ-ΓΜ3 ⁺ 2^ * Qb (6) [0067] onde:

[0068] Rb é a resistência longitudinal do dialisador no lado de sangue [0069] Qb é o fluxo de sangue [0070] No presente exemplo de modalidade, uma abordagem polinomial com os parâmetros α0, αι, α2, α3, α4 ... é usada para o cálculo

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17/20 da resistência a fluxo Rb na direção longitudinal da câmara de sangue do dialisador 1. Um exemplo de uma abordagem polinomial possível é:

í \4

R_b {Hkt, Q_tm) = a₀ + <2j * Hkt + a₂* + a₃ * Hkt * —— + a₄ * í Hkt * @^tm | ôím.max ^tm.max \ Qtm.max / (7) [0071] Qtm,max pode ser determinada para o caso de pós-diluição ou pré-diluição, conforme se segue:

	= a * (1 - Hta)♦ (1 - k * (8) ou í TP A Q = Q k *__—___ (9) Um, Prae,max ftni,Post,max i mm / 77 ' ' 100 g / dl J
[0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [ml/min]; [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] onde	onde k é um fator, por exemplo, k = 7, e onde: Hkt hematócrito [0.10...0.69] TP teor de proteína total [5.0...9.0 g/dl] Qtm vazão atual através da membrana de dialisador onde: Qtm = Qsub + Quf Qsub taxa de substituição [ml/min]; Quf taxa de ultrafiltração [ml/min]; Qtm,max vazão máxima [ml/min] onde pós-diluição: Qtm,post,max de acordo com a equação (8), ou
[0083] [0084]	pré-diluição: Qtm,pre,max de acordo com a equação (9) Ao invés da abordagem polinomial de acordo com a equa-

ção (7), uma abordagem geral também é possível, o que leva em conta as potências mais altas para hematócrito Hkt, para um fluxo transmembrana Qtm e o produto de hematócrito e fluxo transmembrana.

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18/20 * Hkt* n m / = 0 y=i

Q*.

^rm.max , ⁺ Σ^3Λ t = l

A⁴

Q<_mQtm.max y (10) [0085] O dispositivo de acordo com a invenção determina a pressão transmembrana TMP conforme se segue.

[0086] A unidade de computação 19 do dispositivo para a determinação do hematócrito primeiramente calcula, de acordo com a equação (7), a resistência longitudinal Rb do dialisador como uma função de hematócrito Hkt e de vazão Qtm do fluido retirado através da membrana 2 do dialisador 1. Para esta finalidade, a unidade de computação faz uso de uma memória 19A, na qual os parâmetros da abordagem polinomial α0, Oi, α2, α3, α4 são armazenados, os quais foram obtidos por um cálculo de desvio dos dados medidos individuais para um tipo específico de dialisador. Os parâmetros para os vários tipos de dialisador podem ser armazenados na memória 19A da unidade de computação 19, por meio do que a unidade de computação então recorre aos parâmetros aplicáveis ao tipo de dialisador sendo usado atualmente.

[0087] A unidade de computação 19 se comunica com a unidade de controle e de computação central 18 do aparelho de tratamento sanguíneo, de modo a trocar os dados de relevância aqui. Por exemplo, a unidade de computação pode receber um registro de dados que indica o tipo de dialisador o qual foi previamente introduzido pelo usuário, por exemplo, por meio de um teclado. Mais ainda, a unidade de computação 19 recebe a taxa de substituição Qsub e a taxa de ultrafiltração Quf a partir da unidade de controle e de computação central 18, de modo a calcular, a partir da soma da taxa de substituição e da taxa de ultrafiltração, a vazão Qtm = Qsub + Quf do fluido retirado através da membrana 2 do dialisador 1. Mais ainda, a unidade de computação 19 recebe a partir da unidade de controle e de computação central 18 o

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19/20 hematócrito Hkt, o qual pode ficar entre 0,10 e 0,69, e o teor de proteína total TP, o qual pode ficar entre 5,0 e 9,0 g/dl. Mais ainda a unidade de computação recebe a partir da unidade de controle e de computação central um sinal o qual indica se uma pré-diluição ou uma pósdiluição está presente.

[0088] De acordo com as equações (8) e (9), a unidade de computação 19 calcula a vazão máxima Qtm,.max a partir do hematócrito Hkt e o teor de proteína total TP para o caso em que uma pré-diluição ou uma pós-diluição é realizada.

[0089] Em uma modalidade simplificada, a resistência longitudinal a resistência longitudinal Rb do dialisador é calculada apenas uma vez antes ou durante o tratamento de diálise. Uma modalidade melhorada faz uma provisão, contudo, de que a resistência longitudinal Rb do dialisador seja calculada em tempos específicos no tratamento sanguíneo ou mesmo seja calculada continuamente durante o tratamento sanguíneo. A modalidade melhorada prova ser particularmente vantajosa quando uma das variáveis de relevância aqui, por exemplo, a taxa de substituição ou a taxa de ultrafiltração, mas, também o hematócrito do sangue do paciente muda durante o tratamento de diálise. Um recálculo de resistência longitudinal Rb também surge como questão se uma troca de pré-diluição para pós-diluição ou vice-versa for para ser feita.

[0090] Uma modalidade alternativa adicional provê um cálculo de resistência longitudinal Rb não de acordo com a equação (7), e sim de acordo com a equação (10), a qual descreve uma abordagem polinomial geral. Na prática, contudo, outras abordagens polinomiais também são possíveis.

[0091] Uma modalidade particularmente preferida faz uma provisão de que um valor constante para o hematócrito Hkt, introduzido, por exemplo, por meio de um teclado ou medido apenas uma vez, não seja tomado como uma base. Nesta modalidade, o hematócrito é contiPetição 870190092845, de 17/09/2019, pág. 23/34

20/20 nuamente medido durante o tratamento sanguíneo pela unidade de medição 23. A linha de dados 23' para transmissão dos valores medidos para o hematócrito é representada por uma linha tracejada na figura, uma vez que a medição do hematócrito não é absolutamente essencial durante o tratamento sanguíneo, e é provida apenas no caso da modalidade particularmente preferida.

[0092] Durante o tratamento sanguíneo, mais ainda, a pressão Pb,out na saída de lado de sangue, pressão Pd,in na entrada de lado de dialisado e a pressão Pd,out na saída de lado de dialisado de preferência são medidas continuamente ou pelo menos em tempos diferentes por meio dos sensores de pressão 20, 21 e 22. A unidade de computação 19, a qual recebe os valores medidos para as pressões através das linhas de dados 20', 21', 22', calcula a pressão transmembrana não-corrigida PTM3 a partir das pressões de acordo com a equação (3). Como uma variável adicional, a unidade de computação 19 recebe a partir da unidade de controle e de computação 18 a vazão de sangue Qb, a qual pode ser introduzida pelo operador. A unidade de computação 19 então calcula o valor corrigido para a pressão transmembrana Ptm = TMP de acordo com a equação (6) a partir da vazão Qb, da resistência longitudinal calculada Rb do dialisador e da pressão transmembrana não-corrigida PTM3.

[0093] A pressão transmembrana corrigida TMP pode ser exibida em uma unidade de exibição (não-mostrada) e/ou ser usada para controle ou regulagem do aparelho de tratamento sanguíneo.

Claims

1. Método para a determinação da pressão transmembrana durante um tratamento sanguíneo extracorpóreo, no qual sangue flui a uma vazão de sangue específica através de uma linha de suprimento de sangue arterial (6) de um circuito de sangue extracorpóreo (5a) para a entrada (3a) de uma primeira câmara (3) de um dialisador (1) dividido por uma membrana semipermeável (2) em uma primeira e uma segunda câmara (3, 4), e flui através de uma linha de retorno de sangue venoso (7) a partir da saída (3b) da primeira câmara (3) do dialisador (1), e um fluido de diálise flui através de uma linha de suprimento de fluido de diálise (10) para a entrada (4a) da segunda câmara (4) do dialisador (1) e flui através de uma linha de descarga de fluido de diálise (11) para fora da saída (4b) da segunda câmara (4) do dialisador (1), sendo que um fluido é retirado do sangue com uma vazão específica através da membrana (2) do dialisador (1), com as etapas de método a seguir, medir a pressão no lado de sangue na entrada (3a) ou na saída (3b) da primeira câmara (3) do dialisador (1) e no lado de fluido de diálise na entrada (4a) ou na saída (4b) da segunda câmara (4) do dialisador (1), e calcular a pressão transmembrana com base na pressão medida no lado de sangue e no lado de fluido de diálise, caracterizado pelo fato de, determinar uma grandeza de correlação com a viscosidade do sangue, determinar uma grandeza de correção para a pressão transmembrana, a qual é dependente de uma grandeza de correlação com a viscosidade do sangue, e calcular a pressão transmembrana com base na pressão medida no lado de sangue e no lado de fluido de diálise e na grandeza

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2/6 de correção para a pressão transmembrana.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a grandeza de correlação com a viscosidade do sangue ser o hematócrito do sangue.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a pressão no lado de sangue ser medida na linha de descarga de sangue na saída (3b) da primeira câmara (3) do dialisador (1) e a pressão no lado de fluido de diálise ser medida na linha de suprimento de fluido de diálise (10) na entrada (4a) da segunda câmara (4) do dialisador (1) e na linha de descarga de fluido de diálise (11) na saída (4b) da segunda câmara (4) do dialisador (1).

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de, para a determinação da grandeza de correção para a pressão transmembrana, uma grandeza característica da resistência a fluxo do dialisador (1) ser determinado, a dita grandeza sendo dependente da grandeza de correlação com a viscosidade do sangue.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a grandeza característica para a resistência a fluxo do dialisador (1) ser determinada com base na grandeza de correlação com a viscosidade do sangue e na vazão do fluido retirado através da membrana (2) do dialisador (1).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a grandeza característica da resistência a fluxo do dialisador (1) ser calculada conforme a abordagem polinomial a seguir com os parâmetros go, gi, 02, O3, 04

F {Hkt,QJ = a₀+a_x* Hkt + a₂*-^•s>ím,max + a* Hkt*

O x-Hm ,max

Hkt : hematócrito

Qtm : vazão através da membrana (2) de dialisador (1)

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3/6

Qtm,max : vazão máxima através da membrana (2) de dialisador (1).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de a grandeza de correção ser determinada com base no produto da grandeza característica da resistência a fluxo e da vazão de sangue.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de a pressão transmembrana ser calculada a partir da pressão medida no lado de sangue e no lado de fluido de diálise e na grandeza de correção conforme a equação a seguir:

^FTM ^{= F}TM3 ⁺ * ^b* Qb onde:

Rb é a resistência longitudinal do dialisador (1) no lado de sangue

Qb é o fluxo de sangue e

p + p p, _n ^J d,in d,out

ΓΤΜ3 - n>,out--~-----

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de a grandeza de correlação com a viscosidade ser medida continuamente durante o tratamento sanguíneo.

10. Dispositivo para a determinação da pressão transmembrana para um aparelho de tratamento sanguíneo para a realização de um tratamento sanguíneo extracorpóreo específico, no qual sangue flui a uma vazão de sangue específica através de uma linha de suprimento de sangue arterial (6) de um circuito de sangue extracorpóreo (5a) para a entrada (3a) de uma primeira câmara (3) de um dialisador (1) dividido por uma membrana (2) semipermeável na primeira câmara e uma segunda câmara (3, 4) e flui através de uma linha de retorno de sangue venoso (7) a partir da saída (3b) da primeira câmara (3) do dialisador (1), e fluido de diálise flui através de uma linha de suprimento

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4/6 de fluido de diálise (10) para a entrada (4a) da segunda câmara (4) do dialisador (1) e flui através de uma linha de descarga de fluido de diálise (11) para fora da saída (4b) da segunda câmara (4) do dialisador (1), sendo que um fluido é retirado do sangue a uma vazão específica através da membrana (2) do dialisador (1), sendo que o dispositivo para a determinação da pressão transmembrana apresenta, meios (20, 21, 22) para a medição da pressão no lado do sangue na entrada (3a) ou na saída (3b) da primeira câmara (3) do dialisador (1) e no lado do fluido de diálise na entrada (4a) ou na saída (4b) da segunda câmara (4) do dialisador (1), e meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana com base na pressão medida no lado de sangue e no lado de fluido de diálise, caracterizado pelo fato de os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana serem projetados de forma tal que uma grandeza de correção para a pressão transmembrana seja determinada, a dita grandeza de correção sendo dependente de uma grandeza de correlação com a viscosidade do sangue, e que a pressão transmembrana seja calculada com base na pressão medida no lado de sangue e no lado de fluido de diálise e na grandeza de correção para a pressão transmembrana.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a grandeza de correlação com a viscosidade do sangue ser o hematócrito do sangue.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de os meios (20, 21, 22) para a medição da pressão no lado de sangue e no lado de fluido de diálise apresentarem:

meios (20) para a medição da pressão na linha de descarga

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5/6 de sangue na saída (3b) da primeira câmara (3) do dialisador (1), meios (21) para a medição da pressão na linha de suprimento de fluido de diálise (10) na entrada (4a) da segunda câmara (4) do dialisador (1) e meios (22) para a medição da pressão na linha de descarga de fluido de diálise (11) na saída (4b) da segunda câmara (4) do dialisador (1).

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana serem projetados de forma tal que, para a determinação da grandeza de correção para a pressão transmembrana, uma grandeza característica para a resistência a fluxo do dialisador (1) seja determinada, o qual é dependente da grandeza de correlação com a viscosidade do sangue.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana serem projetados de modo que a grandeza característica da resistência a fluxo do dialisador (1) seja determinada com base na gran deza de correlação com a viscosidade do sangue e a vazão do fluido retirado através da membrana (2) do dialisador (1).

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana serem projetados de modo que a grandeza característica da re sistência a fluxo do dialisador (1) seja calculada conforme a abordagem polinomial a seguir com os parâmetros qq, Qi, α2, α3, α4:

Hkt : hematócrito

Qtm : vazão através da membrana (2) de dialisador (1)

Qtm,max : vazão máxima através da membrana (2) de dialisador (1).

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6/6

16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana serem projetados de forma tal que a grandeza de correção seja determinada com base no produto da grandeza característica da resistência a fluxo e a vazão de sangue.

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana serem projetados de tal forma que a pressão transmembrana seja calculada a partir da pressão medida no lado de sangue e no lado de fluido de diálise e na grandeza de correção conforme a equação a seguir:

?TM ⁼ ^TM3 Fl * Qb onde:

Rb é a resistência longitudinal do dialisador (1) no lado de sangue

Qb é o fluxo de sangue e

p + p

-Q t} ^Λ d,in d,out * TM3 “ rb,out--------

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de o dispositivo para a determinação da pressão transmembrana apresentar meios (23) para a medição da grandeza de correlação com a viscosidade do sangue, sendo que os meios (19) para o cálculo da pressão transmembrana são projetados de forma tal que a variável a qual correlaciona a viscosidade e é medida continuamente durante o tratamento sanguíneo seja tomada como uma base para o cálculo da pressão transmembrana.

19. Aparelho para o tratamento sanguíneo extracorpóreo, caracterizado pelo fato de compreender um dispositivo, como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 18.