CN101010110A - 用于血液的体外处理的机器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于体外血液处理的机器(1)包括：通过血液处理装置(4)的半透膜(3)超滤液体的装置(2)；用于通过膜的超滤速率的第一传感器(11)；用于测量跨膜压力的第二组传感器(13)；以及用于计算作为跨膜压力的一个函数的最大超滤速率的可编程控制器(14)。该机器适于肾衰竭治疗，诸如血液滤过和血液透析滤过。在较短的时间内，该机器能够从患者体内排出大量的血液。

Description

用于血液的体外处理的机器和方法
技术领域
本发明涉及用于血液的体外处理的机器和方法。
具体地，尽管非排他地，本发明可有利地应用在涉及通过半透膜进行的液体超滤的处理中，例如用于肾衰竭的治疗(诸如彻底超滤、血液滤过、血液透析和血液透析滤过)。
背景技术
体外血液处理通常包括：从患者体内移出血液、在人体外部输送血液并在处理之后将其重新引入到患者体内。
用于肾衰竭的治疗通常包括溶质的添加和/或从血液中去除溶质，以及液体的去除。
如公知的，通常通过首先从患者体内移出血液之后引导其穿过透析过滤器内部而进行透析治疗，在透析过滤器中通过半透膜执行溶质与液体的交换。
各种不同类型的透析治疗是已知的。
在彻底超滤中，通过半透膜通过压力梯度超滤将待去除的液体从血液中取出，并将其输送到过滤器的非血液腔室中。通过对流将待去除的溶质与液体一起抽出，对流传送是血液的液体部分与包含在其中的一部分物质通过薄膜的同期传送。
在血液滤过处理中，存在于血液中的部分液体通过超滤穿过薄膜，与彻底超滤处理中一样，通过对流，存在于血液中的部分物质与其一起被抽出；另外，替代流体在过滤之前和/或之后以及在血液被返回到患者体内之前的任何情况下被注入到血液中。
在血液透析处理中，预定成分的无菌流体被引入到过滤器的非血液腔室中。通过压力梯度超滤进行通过半透膜从血液中去除液体。通过薄膜的溶质交换主要是通过由于溶质的浓度梯度而导致的扩散实现的。小部分溶质通过对流与超滤液体一起而被移除。在血液透析处理中不使用替代流体。
在血液透析滤过处理中，血液和无菌流体通过扩散和对流交换物质，与血液透析中一样；另外，与血液滤过处理中一样，替代液体被注入到血液中。液体通过超滤被去除。
所有上述类型的透析治疗都能够从患者体内移除过多的液体。从治疗开始到结束移除的液体总质量(总重量减轻)是治疗中的最重要参数之一，并通常在治疗开始时将其设定为目标值。
另一个重要参数是总处理时间。
在一些处理中，通常预设每单位时间从患者体内移除的液体质量(公知为重量减轻比)。重量减轻比通常被设定为恒定值或设定为预定形式的。总之，如果总重量减轻值被加到重量减轻比上的话，处理时间被确定为预先值。
附带地，我们注意到重量减轻比通常等于通过滤过膜的超滤速率与替代液体的流速(注入速率)之间的差。另外，在血液透析和血液滤过的情况下，超滤速率和过滤器的非血液腔室出口处的废透析液速率与非血液腔室入口处的新鲜透析液速率之间的差异是相同的，而在彻底超滤或血液滤过的情况下，超滤速率与过滤器的非血液腔室出口处的废液速率一致。
其中在处理开始就确定重量减轻比的上述情况下，如果注入速率也被预定的话，因此超滤速率也将被预定为重量减轻比和注入速率的合计。因此可控制致动器以使得超滤速率将遵循预设级数。
该控制类型主要取决于在透析机器中一个或多个循环的液体(新鲜透析液、废透析液、替代液体)的流速。
除基于流速的控制之外，另一种已知控制基于透析过滤器的半透膜上的跨膜压。在这种情况中，总重量减轻通常为预设的(或者为另一个期望目标值，例如将从患者体内移除的某种代谢物的总质量)，并且对于整个处理来说，跨膜压也通常被预设为恒定值。超滤致动器被控制以使得压力遵循预设级数。当达到总重量减轻(或者其他目标参数)时处理终止。在HF/HDF处理以及在跨膜压控制模式下，如果总患者重量减轻和注入到患者体内的总替代体积是预定的话，那么处理时间就不是可预定的。甚至在压力控制模式中也可设定预定处理时间；然而，如果总患者超滤容积(或总患者重量减轻)也是预定的，那么总替代体积也将是不可预定的。
在处理开始时通常预设的另一个重要参数是从患者体内移出的血液的流速，其穿过体外回路。该参数的选择取决于各种参数，不仅仅取决于患者的血管通路的状态。血液流速大大影响了每单位时间的溶质可交换量，以及每单位时间可移除的液体质量，因此处理时间主要取决于血液流速，即，达到预定目标值(重量减轻或移除的代谢物的质量或注入的替代液体的体积等)的时间。
通常，血液流速是由操作者确定的预设值。然而EP 0 711 182描述了其中在处理开始或处理过程中由透析机确定血液流速的一种情况。在EP 0 711 182的系统中，从患者体内移出并输送到透析过滤器中血液流速以预定次序改变，之后系统测量过滤器下游废透析液中的代谢物(例如，尿素或肌酸酐、或尿酸)的浓度，以便于确定代谢物浓度相对于血液流速的曲线。因此系统确定与最大代谢物浓度相对应的血液流速值，并自动地将血液流速设定为所确定的值。该系统的目的在于，在透析处理过程中，使得相对于代谢物的血液净化性能最佳。然而，EP 0 711 182的系统不能使得重量减轻比或超滤速率最佳。换句话说，在预定目标为确定的患者重量减轻或注入到患者体内的替代液体的确定体积的情况下不能保证使得处理时间最小化。
WO 01/08723公开了使得透析过滤器的操作点最佳的方法。在WO 01/08723中，通过计算过滤因数FF＝UFR/[Qb*(1-Hct)]以及通过确证是否过滤因数FF在容许的范围内而控制透析机器，其中UFR是超滤速率、Qb是血液流速、以及Hct是血细胞比容(即，动脉血中红血球的浓度)，如果过滤因数FF不在容许范围内的话，改变超滤速率以使得系统返回到非临界的操作点。如果过滤因数FF是可接受的，检查超滤因数是否可增加以便于在安全的状态下增加效率。具体地，WO 01/08723教导，在所计算的过滤因数FF与上限设定值之间具有增加偏差的情况下(例如，在先前超滤减小的情况下)，操作条件可被修正以增加过滤的效率，具体地，通过增加超滤速率来增加过滤的效率。这使得在处理过程中修正过滤器的操作条件成为可能，在处理过程中伴随血细胞比容的任何改变和波动，以在每一瞬间获得安全状态和增加的效率。然而，WO 01/08723所公开的用于增加过滤器效率的方法可以有所改进。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于体外血液处理的机器，该机器能够在较短时间内从患者体内移出大量腺液。
本发明的另一个目的是实现用于超滤系统的控制方法，其可使得正经历透析的患者的重量减轻效率最优。
本发明的优点是，减少了待从患者体内移出的相同量腺液的处理时间，或者增加了相同处理时间移出的流体量。
本发明的另一个优点是，可开拓用于执行体外血液处理的半透膜的最全面的能力。
另一个优点是，适合于初始处理时患者的情况。
另一个优点是，适用于在处理过程中可变的患者机器系统。
通过在处理时间期间监控超滤系统，本发明能够自动地调节超滤系统的工作条件以便于在处理过程中遵循过滤器性能上的变化和患者血液特征上的变化。
此外，本发明上使得超滤系统在最佳性能水平下工作，无论处理过程中使用哪种血液处理装置，或者无论处理初始时患者的状态是怎样的。在这方面应该注意的是，患者的血液成分(其影响作为TMP功能的超滤速率曲线的类型、形状和最大值)取决于许多因素，例如阿司匹林、抗生素、消炎药的EPO、剂量、使用，并且这些因素可能在没有任何预先通知或迹象的情况下改变。本发明具有这样一个优点，即，提供控制器，该控制器在这种情况中也可根据患者的血液成分检测参数的改变并且可提供历史分析，所述历史分析可用于更好的处理输送以及更少的操作复杂性，例如降低的效率、凝固之后系统的更换等。
本发明提供了一种控制系统，所述系统通过处理参数的预期设定能够进行更好的血液处理自动化。本发明能够在患者的血液成分、透析器的类型(具有一定的带宽、超滤系数的改变、纤维直径等)与控制并操作功能的透析机器之间实现更好的系统兼容性。
本发明具有防止由于更高的血细胞比容导致的拥塞的优点。
通过本发明可获得所有这些目的和优点以及除此之外更多的目的和优点，本发明的特征限定在所附权利要求的一个或多个中。
在本发明的一个特定实施例中，通过在超滤系统的两个不同操作条件下检测超滤速率的至少两个数值接着比较数值以确定最大超滤速率数值来确定超滤装置的最佳操作条件。
在本发明的一个特定实施例中，通过在超滤系统的两个不同操作条件中检测超滤速率的至少两个数值、表示超滤系统的操作情况的量的至少两个数值(例如跨膜压或者超滤泵的速度)并且利用后续的控制判断数值是否满足参考值的预定关系来确定超滤装置的最佳操作条件。
在本发明的一个特定实施例中，通过确定作为表示超滤系统的操作情况的量(例如跨膜压或者超滤泵的速度)的函数的超滤速率的导数以及进行关于判断导数是否满足极限参考值的预定关系的控制来寻找超滤系统的最佳操作条件。该控制可包括判断导数是正的并且小于被选择的小预定值的评估。
在本发明的一个特定实施例中，周期性地进行超滤装置的最佳操作条件的搜索，特别是以预定的时间间隔。这能够使得超滤系统适应有效最佳操作条件的变化，有效最佳操作条件的变化主要(但不仅)是由于在处理过程中半透膜在性能指标方面不同而导致的。例如已经发现在处理过程中作为跨膜压力的函数的超滤速率曲线通常变化：由于寻找的最佳操作条件的周期性更新，可考虑半透膜性能变化。另外，通过周期性地执行超滤系统的最佳操作条件的搜索(跨膜压力扫描)，在过滤器至少部分未堵塞的情况下过滤器的操作条件变化，导致在剩余的处理中达到更好的过滤器/处理性能。可通过在处理过程中进行控制运算连续地进行超滤系统的最佳操作条件的搜索。
在本发明的一个特定实施例中，超滤系统的最佳操作条件的搜索包括增大和/或减小超滤流速(例如以预定量增大和/或减小超滤致动器的操作速度)，测量跨膜压力和检查跨膜压力是否在确定超滤速率变化后经历过大的变化。
在本发明的一个特定实施例中，制作作为跨膜压力的函数的超滤流速的曲线，并且根据或者基于先前获得的曲线的最大值设定最佳操作情况。
在本发明的特定实施例中，计算多个最佳操作条件，每一个最佳操作条件对应于在血液处理装置的入口处液体流速的设定值，接着在所确定的多个最佳条件中进一步计算给出最大超滤速率的一个最佳条件。
从下面关于参照附图利用非限定性示例描述的本发明的至少一个实施例的详细描述中可以明显地看出本发明的其他特征和优点。
附图说明
下面参照附图进行描述，附图包含的为说明性的而非限定性的，在附图中：
图1是彻底超滤处理的机器的示意图；
图2是血液滤过处理的机器的示意图；
图3是血液透析处理的机器的示意图；
图4是血液透析滤过处理的机器的示意图；
图5是作为跨膜压力的函数的超滤速率曲线。
具体实施方式
参见图1，1整体上表示用于体外血液处理的机器。特别地，图1的机器适于进行彻底超滤处理。
机器1包括用于通过血液处理装置4的半透膜3超滤液体的致动器2。
血液处理装置包括被半透膜3相互分隔的血液腔室5和流体腔室6。
体外血液回路包括用于将从患者排出的血液输送到血液腔室5入口的动脉管路7和将处理过的血液从血液腔室5的出口返回到患者的静脉管路8。
例如包括蠕动血液泵的致动器9使得血液沿着体外回路循环，沿着动脉管路7产生血液流速QB。
排出线10与流体腔室6的出口相连。
如在所示实施例中，超滤致动器2可是布置在排出线5上的流体循环泵，诸如旋转式泵或者交替泵。
超滤致动器2沿着排出线10产生排出流体的流速QW。在彻底超滤的情况下，排出流体的流速QW等于通过半透膜3的超滤流速QUF。
在这种情况下，患者重量减轻速率QWL为QWL＝QUF＝QW。
机器1包括用于检测通过膜3的超滤流速QUF的传感器11。在这种情况下，传感器11包括布置在排出线10上的流量计以测量排出流体流速QW。流速传感器11可以适于在超滤系统中测量超滤流速QUF的任何已知类型的装置(重力测量、磁性、超声、科里奥利效应、涡轮等)。
机器包括表示超滤系统的操作情况的量的传感器12。在所示实施例中，该量是沿着排出线10的排出流体循环泵的转动速度ω。传感器12例如可是用于测量速度ω的磁性编码器。
机器1还包括用于测量表示超滤系统的操作情况的另一个量的另一个传感器13。在该示例中，该另一个量是跨膜压力TMP。传感器13包括分别布置在血液腔室5的入口处、血液腔室5的出口处和流体腔室6的出口处用于测量压力的三个压力计。
机器包括预先安排的接收由传感器11、12和13提供的信号以及将命令信号提供给致动器2和9的控制器14。控制器14还能够基于由传感器13接收的压力值计算跨膜压力。
控制器14被编程以执行以下操作：
改变(增大和/或减小)超滤致动器2的至少一个操作参数；在这种情况下该参数为转动速度ω；
利用上述变化的结果确定超滤流速的变化ΔQUF；
利用上述变化的结果确定跨膜压力的变化ΔTMP；
检查上述变化ΔQUF和ΔTMP是否满足下列参考极限值ε的预定关系式，其中ε是接近零的常数：ΔQUF/ΔTMP≤ε；
在上述检查后产生一个信号。
实际上，控制器14产生用于寻找作为跨膜压力TMP的函数的超滤流速的QUF的最大值或者近似最大值的方法。
控制器14被编程以在处理期间执行上述操作，例如在处理开始时和/或处理过程中。
如果控制器14发现ΔQUF/ΔTMP＞ε，它产生一个在超滤致动器2的角速度ω的不同数值重复上述操作的信号。
如果控制器14发现ΔQUF/ΔTMP≤ε，它产生可执行下列操作的信号：选择超滤致动器2的操作参数的期望值Ωdes；命令致动器2以所选择的数值Ωdes操作。例如，如果改变超滤致动器2的操作参数的阶段包括从致动器2的角速度的第一值Ω1到第二值Ω2的段，可根据Ω1和/或Ω2选择上述期望值Ωdes；例如Ωdes＝Ω1，或者Ωdes＝Ω2，或者Ωdes＝Ω2-ΔΩ(其中ΔΩ是预定值，ΔΩ＜(Ω2-Ω1))，或者Ωdes＝Ω1+ΔΩ或者Ωdes＝(Ω1+Ω2)/2，或者通过Ω1和/或Ω2的其他函数。
控制器14被编程以在预定时间(例如10至20分钟)内以期望值Ωdes操作超滤致动器2(即作为TMP函数的QUF具有最大值或者在任何情况下，作为TMP函数的QUF的导数设为零或者次于小数值的正值的数值)，并且在经过该时间后，控制器14被编程以重复上述关于函数QUF(TMP)的最大值(或者导数调零)寻找的操作。实际上，控制器14被周期性编程以重复函数QUF(TMP)的最大值寻找的操作。
在另一个实施例中，控制器14取代检验ΔQUF/ΔTMP≤ε，或者除了检验ΔQUF/ΔTMP≤ε以外，检验ΔQUF/ΔΩ≤η，其中ΔΩ是致动器2的加速度的变量(测量或者设定)，η是接近零的预定值。
在另一个实施例中，控制器14被编程以执行上述操作为将经受超滤的液体的流速QB的至少两个不同数值QB1和QB2建立函数QUF(TMP)的最大值；以已知的方法使得流速QB与例如利用与泵自身相连的传感器15所检测的血液泵的速度Ψ相互关联。实际上，控制器14确定超滤泵的速度的第一值Ω1，在速度的第一值Ω1下具有函数QUF(TMP)的最大值的第一值QUF1，使得血液泵保持在恒定速度Ψ1；接着，改变血液泵的速度，使其速度为Ψ2≠Ψ1，确定第一值Ω2以使得第二最大值QUF2符合函数QUF(TMP)。控制器14被编程以比较在两种情况下得到的结果并且在比较后发出一个信号；控制器14实际检查两个数值QUF1和QUF2哪一个更大并且设定机器以根据两个数值中较大的对应于数值QUF1或QUF2的成对数值(Ψ1，Ω1)或者(Ψ2，Ω2)工作。对于超滤液体流速的其他值QB3、QB4...可重复上述方法。
在另一个实施例中，控制器14被编程以执行函数QUF(ω)(即，超滤流速作为超滤致动器2的速度的函数)的最大值(或者导数值接近零的数值)的搜索；或者控制器14被编程以执行函数1/TMP(ω)的最大值的搜索，其中TMP(ω)是作为超滤致动器2的速度的函数的跨膜压力。控制器14被编程以执行以下操作：
更改超滤致动器2的至少一个操作参数，例如从速度Ω1变到速度Ω2；
利用上述更改的结果确定超滤流速变化ΔQUF，或者跨膜压力变化ΔTMP；
检查变化ΔQUF或者ΔTMP是否适合参考极限值的预定关系式；该关系式可包括ΔQUF≤(ΔQUF)min，其中(ΔQUF)min是最小阈值，或者ΔTMP≥(ΔTMP)max，其中(ΔTMP)max是最大阈值；
在上述控制后产生一个信号，如果ΔQUF≤(ΔQUF)min或者ΔTMP≥(ΔTMP)max，认为函数QUF(ω)或者函数1/TMP(ω)的ω的最大值已经被找到。
速度变化ΔΩ＝Ω2-Ω1可是设定值或者测量值。
实际上，上述控制方法使得超滤致动器以被认为是超滤系统的另一个操作参数的函数的最大超滤流速操作，或者在任何情况下，以超过作为另一个被考虑的操作参数的函数的超滤流速的导数设为非常接近零或者真负数的数值的超滤流速操作，即，超过以半透膜的操作条件被认为是临界的超滤流速操作。
上述方法可单独或者交替或者同时结合使用。
上述方法能够使得超滤系统在患者的最大重量减轻QWL方面以最佳条件操作。
参见图2，1整体上表示用于体外血液处理的机器。特别地，图2的机器适于进行血液滤过处理。为了简单起见，利用相同的附图标记表示与图1中相同的元件。
特别地，2表示超滤致动器，3表示半透膜，5表示血液腔室，6表示流体腔室，7表示动脉管路，8表示静脉管路，9表示血液循环致动器，10表示排出线，QW表示沿着排出线的排出流速。
在血液滤过的情况下，包括注射线16以利用注射致动器17将流速为QINF的替代液体注入到体外血液中。在所示实施例中，代体是在血液处理装置4的上游被预先注入的；在任何情况下在装置4的下游后注入也是可以的，或者先注入和后注入的组合。
在血液滤过的情况下，超滤流速为QUF＝QW，而患者重量减轻速率QWL＝QUF-QINF＝QW-QINF。该注入速率由流速传感器18检测。
参见图2，11表示检测超滤流速QUF的传感器，包括用于测量排出流体的速率QW的流量计，12表示排出流体循环泵的转动速度ω传感器，13表示跨膜压力传感器，14表示接收由传感器11、12、13、15和18发出的信号并且为致动器2、9和17提供命令信号的控制器，15表示血液泵速度传感器。
控制器14被编程以执行患者重量减轻速率QWL的最大值的最佳条件的搜索操作并且遵照如上面参照彻底超滤操作描述的相同形式。
但是，与图1不同的是，在这种情况下超滤液体或者超滤流体的液体部分的流速不仅取决于患者血液流速QB和血液血细胞比容水平，还取决于注入流速QINF。基于超滤致动器2的一个操作参数变化以及超滤液体流速变化搜索最佳条件的上述方法必须考虑这样的情况，即，流速为血液循环致动器9的一个操作参数和预先注入液体循环致动器17的一个操作参数的函数。在这种情况下，上述方法可包括改变血液循环致动器9的操作参数或者预先注入液体循环致动器17的操作参数，或者两个参数，接着比较以每一个变化确定的最佳条件以从各个最佳条件中选择被认为是最好的最佳条件，例如超滤流速QUF最大的条件。
上述方法能够使得超滤系统在最大超滤流速QUF方面以最佳条件操作，例如为了达到输送给患者的替代液体的最大注入速率QINF。
参见图3，1整体上表示用于体外血液处理的机器。特别地，图3的机器适于进行血液透析处理。为了简单起见，利用相同的附图标记表示与图1中相同的元件。
图3的血液透析机器包括新鲜透析液体的供给线19，该供给线19设有使得流速为QD的液体朝向流体腔室6的入口供给的供给致动器20。
基于在四点(即，这里上面表示的三点和在流体腔室6的入口处)检测的压力值计算跨膜压力TMP。
在血液透析的情况下，超滤流速QUF＝QW-QD，而患者重量减轻速率QWL＝QUF＝QW-QD。
在所示实施例中，超滤流速传感器11包括在排出线10上的QW流速测量装置和在供给线19上的QD流速测量装置。在其他实施例中，用于测量速率差QW-QD的差动测量装置可用作超滤流速传感器。
搜索超滤系统的最佳操作条件的方法基本上与上述的相同。
参见图4，1整体上表示用于体外血液处理的机器。特别地，图4的机器适于进行血液透析滤过处理。为了简单起见，利用相同的附图标记表示与图2和3中相同的元件。
在血液透析滤过的情况下，超滤流速QUF＝QW-QD，而患者重量减轻速率QWL＝QUF-QINF＝QW-(QD+QINF)。这样一个实施例也是可以的，即，其中流速为QINF的替代液体来自于流速为QD的供给线19。在这种情况下，流体腔室6的入口处的流速为QD-QINF，因此超滤流速QUF＝QW-(QD-QINF)，而患者重量减轻速率QWL＝QUF-QINF＝QW-QD。这样一个实施例也是可以的，即，来自于流体腔室6的输出线被分成流速为QUF的超滤线和流速为QW的排出线，它们可被控制以使得QW＝QD。
对于超滤系统可使用已知类型的其他形式，诸如其中利用一对致动器获得超滤的系统，其中一个在动脉线操作并且另一个在静脉线操作。
在上述所有超滤系统中，在已知类型的其他超滤系统中并未描述，寻找超滤最大速率的方法与这里参照图1和图2的设备描述的类似。
曲线QUF(TMP)的特征(形状、最大值等)不仅反映单一治疗的患者的特定模式，而且反映血液成分的变化或者疾病阶段，即，利用改变/增大血液粘度并且由于急性发炎阶段而导致的纤维蛋白原增加而形成堵塞。由于本发明，能够比较患者的历史分析曲线(最后3、5或者10治疗记录的系列)以便以预期/预防性方式降低治疗的复杂性。
示例：HF/HDF治疗
该示例涉及HDF或者HF机器，其中替代液体从透析液体准备在线的透析回路抽出。但是，该示例也可用于不同类型的压力控制HF/HDF治疗，例如利用供给透析液体和/或来自于袋(例如LVHDF)的替代液体的HF/HDF治疗，或者具有分离/独立的替代液体供给的HF/HDF。
在开始处理之前，机器的使用者界面的屏幕用于启动自动TMP扫描方法或者在可调节的时间和可调节的量模式之间切换。操作者可按键启动自动扫描以寻找最佳TMP(自动设定模式)。在自动设定模式中，该机器将根据下列步骤(1)至(5)自动试着寻找最佳TMP设定。该过程可是全自动的(无需操作者动作)。
(1)操作者设定UF量和先或者后稀释模式。设定初始TMP是随意的，但将减少寻找最佳TMP所需的时间。如果最佳TMP未被确认该初始TMP也可用作设定TMP“回落”。操作者还设定注入量或者处理时间。
(2)按键，机器将开始自动TMP扫描方法。设定的TMP将逐步增大或者减小以寻找最大UF速率点。TMP扫描在设定TMP处开始。如果操作者未设定初始TMP，扫描将在量控制的情况下以低注入速率短时间启动，例如取决于血液流速和/或先或者后注入模式(例如如果预先稀释，则50％的血液流速Qb，如果后稀释，则10％的血液流速Qb)以得到稳定的TMP起始值。
(3)如果达到任何极限(见下面)，自动扫描将结束并且将发出可确认的注意。
(4)如果发现真实的最佳值(最大总UF速率)，机器将自动设定的TMP降低预定的百分数(例如10％)或者如果最佳值为预定范围，降低预定值(例如如果最佳值在-100至+100mmHg的范围内，降低10mmHg)。在其他实施例中，TMP不被调节或者向上调节。
(5)当扫描结束时，推荐的TMP用作设定值。操作者可确认是否为新的TMP。
在优化过程中可启动或者不启动UF方法。如果启动，在选择最佳TMP后，处理时间或者注入量将根据模式改变。
在完成扫描后，屏幕将让操作者从下列项(1)至(3)中选择。
(1)人工调节TMP。
(2)从可调节的时间模式改变到可调节的量模式，反之亦然。改变到可调节的量可对输送的透析剂量进行更好的控制，而可调节的时间确定患者的处理结束时间。实际上，可调节的量可用于处理开始时，但在快结束时操作者可切换到可调节的时间以适应患者输送或者其他后勤需要(下一个患者等)。
(3)改变替代量(如果在可调节量的模式)或者改变处理时间(在可调节的时间模式)。
根据模式，当一个参数(时间或者量)被调节时，另一个参数(量或者时间)将被实时重新计算。
下面是在扫描过程中可被触发的注意事项。
TMP AUTO SETUP LIMIT-系统压力高限-以90％的当前系统压力高限中断自动扫描。推荐相应的TMP值。该系统压力高限应该被设定成这样，即过滤器可承受并且对于患者而言是安全的。
TMP AUTO SETUP LIMIT-比值QINF/QB＝预定百分数-在预先稀释中，推荐的注入速率与血液速率的比(QINF/QB)为80-120％。相应的TMP值减10％或者如果TMP在-100至+100mmHg的范围内，推荐降低10mmHg。增大血液流速，调节替代量或者处理时间和/或选择可克服该限度的更适合的过滤器。
TMP AUTO SETUP LIMIT-比值QUF/QB＝预定百分数-在后稀释中，推荐的最大过滤速率与血液速率的比(QUF/QB)为30-40％。增大血液流速，调节替代量或者处理时间和/或选择可克服该限度的更适合的过滤器。
TMP AUTO SETUP-透析液流速改变-为了获得最佳TMP，透析液流速已经自动增大。该注意事项通知操作者该情况以及诸如浓缩物消耗增大的可能的后续情况。透析液流速可减小以节省浓缩物、水和能量。
TMP AUTO SETUP LIMIT-透析液流速限度达到-在扫描过程中如果需要的话主流将自动增大。如果不能进一步调节并且用于注射的透析液流速(在HDF处理的情况下)低于HDF先稀释模式中的设定血液流速，上述注意事项被触发。推荐相应的TMP值。
TMP AUTO SETUP LIMIT-替代液流速限度达到-如果最大替代液流速达到，该注意事项被触发。推荐相应的TMP值。该机器将临时以最大注入流速进入量控制模式直至注入速率降低。
TMP AUTO SETUP READY-确认新的设定TMP-该注意事项将在自动扫描结束时被触发以提醒操作者确认推荐的TMP设定点。如果未在预定时间内确认，初始参数(操作者设定的或者在扫描的初始量控制部分中设定的)将被覆盖。在其他实施例中，无需操作者动作进行自动确认功能。
描述寻找最佳TMP的算法。当TMP AUTO SETUP启动时，机器暂时利用设定的参数进入量控制模式1分钟。注入速率将很低以寻找稳定的TMP开始扫描(通常如果预先稀释，则50％的血液流速QB，如果后稀释，则10％的血液流速QB)。接着，所得到的TMP将用作下列算法的初始值：
(1)pUFR＝cUFR
(2)等待预定时间，例如30秒
(3)采样cUFR
(4)如果cUFR＜pUFR，那么改变扫描方向并且减小整个步骤，例如步骤＝-步骤/2
(5)TMPset＝TMPset+步骤
(6)从(1)重复直至步骤＜预定值，例如|2|
其中：
pUFR＝在先的UF速率(在先前反复中保存的)
cUFR＝当前的UF速率(10秒平均数)
预定步骤初始值，例如50mmHg
连续检查上述限值。
以上步骤(2)(等待稳定的TMP)可结合或者(和/或)被标准代替以确定从测量的TMP值达到稳定TMP设定的时间以当取较小的步骤时加速扫描并且对较大的步骤允许更多的时间。

Claims (69)

1.一种用于体外血液处理的机器包括：
通过血液处理装置的半透膜超滤液体的超滤装置；
被编程以执行以下操作的控制器：
改变所述超滤装置的一个操作条件；
在改变所述操作条件时检测表示所述超滤装置的一个操作条件的第一量的多个数值；
通过所述数值的比较评价所述第一量的最佳值。
2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以执行从所述最佳值选择所述超滤装置的最佳操作条件的操作。
3.如权利要求2所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以执行根据所述最佳操作条件设定所述超滤装置的操作。
4.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第一量包括通过所述膜的超滤流速或者所述超滤流速所取决的量。
5.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第一量包括至少部分包含通过所述膜超滤的液体的流体的循环流速。
6.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，在改变所述操作条件时，所述最佳值为等于、相关并且接近所述第一量的最大值中的至少一个。
7.如权利要求6所述的机器，其特征在于，所述最大值包括作为跨膜压力的函数的通过所述膜的超滤流速的最大值。
8.如权利要求7所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以执行作为对应于所述超滤流速的最大值的跨膜压力的函数设定跨膜压力的操作。
9.如权利要求8所述的机器，其特征在于，所述设定跨膜压力是降低预定百分数的对应于超滤流速的所述最大值的跨膜压力或者如果所述跨膜压力在预定范围内降低预定量的对应于超滤流速的所述最大值的跨膜压力。
10.如权利要求8或9所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以执行下列算法：
(1)pUFR＝cUFR；
(2)等待直至达到TMP设定；
(3)采样cUFR；
(4)如果cUFR＜pUFR，那么改变步骤符号并且减小整个步骤；
(5)TMP设定＝TMP设定+步骤；
(6)从(1)重复直至步骤＜预定值；
其中：
pUFR＝在先前反复中保存的在先的UF速率，cUFR＝当前的UF速率并且预定步骤初始值。
11.如权利要求6所述的机器，其特征在于：
所述超滤装置包括至少一个超滤致动器；以及
所述最大值包括作为所述致动器的一个操作参数的函数的通过所述膜的超滤流速的最大值。
12.如上述任何一项权利要求所述的机器包括用于将替代液体注入到血液中的装置。
13.如权利要求12所述的机器，其特征在于，在改变所述超滤装置的一个操作条件的操作之前，所述控制器被编程以执行利用作为设定值或者血液流速的函数被确定的替代液体的注入速率在预定时间内施加量控制模式的操作。
14.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于：
所述超滤装置包括至少一个超滤致动器；以及
所述改变一个操作条件的操作包括所述超滤致动器的至少一个操作参数的改变。
15.如权利要求14所述的机器，其特征在于，所述至少一个操作参数的改变包括命令所述至少一个操作参数的预定实体的改变。
16.如权利要求14或15所述的机器，其特征在于，所述超滤致动器在超滤过的液体的管线上操作。
17.如权利要求14至16中任何一项所述的机器，其特征在于，所述超滤致动器包括至少一个液体循环泵。
18.如上述任何一项权利要求所述的机器包括至少一个用于测量所述第一量的传感器。
19.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述评价所述第一量的最佳值的操作包括下列阶段：
确定由在所述操作条件的所述改变导致的所述第一量的至少一个变化；
确定表示由在所述操作条件的所述改变导致的所述超滤装置的一个操作条件的第二量的至少一个变化；
检查在所述第一量的变化和所述第二量的变化是否符合与参考值的预定关系式；
在所述检查阶段后产生一个信号。
20.如权利要求19所述的机器，其特征在于，所述第二量与在包括所述半透膜的跨膜压力和所述超滤装置的致动器的一个操作参数的组中选择的一个量相关。
21.如权利要求19或20所述的机器，其特征在于，所述预定关系式包括所述第一量的所述变化和所述第二量的所述变化之间的商。
22.如权利要求21所述的机器，其特征在于，如果所述商小于参考值，那么满足所述预定关系式。
23.如权利要求19至22中任何一项所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以便如果所述关系式未被满足则重复所述阶段。
24.如权利要求19至23中任何一项所述的机器包括至少一个用于测量所述第二量的第二传感器。
25.如权利要求2至24中任何一项所述的机器，其特征在于：
所述超滤装置包括至少一个超滤致动器；
所述改变一个操作条件的操作包括从所述至动器的一个操作参数的第一值变为第二值；以及
所述最佳操作条件被选择为所述第一值和/或所述第二值的一个函数。
26.如权利要求25所述的机器，其特征在于，所述最佳操作条件对应于被包括在所述第一值和所述第二值之间的所述操作参数的选择值。
27.如权利要求25所述的机器，其特征在于，所述最佳操作条件对应于被包括在所述第一值附近或者所述第二值附近的所述操作参数的选择值。
28.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于：
所述超滤装置包括至少一个超滤致动器；
所述改变一个操作条件的操作包括所述超滤致动器的至少一个操作参数的改变；
所述第一量包括所述操作参数。
29.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以周期性地重复所述操作。
30.如上述任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以：
使得被所述膜超滤的液体以循环流速的第一值循环；
以所述循环流速的第一值执行所述改变、检测和评价第一最佳值的操作；
使得被所述膜超滤的液体以循环流速的第二值循环；
以所述循环流速的第二值执行所述改变、检测和评价第二最佳值的操作；
从所述第一最佳值和所述第二最佳值的比较中评价所述第一量的最佳值。
31.一种用于血液体外处理的机器包括：
用于通过血液处理装置的半透膜超滤液体的至少一个第一致动器；
用于将液体流供给到所述血液处理装置的血液腔室的至少一个第二致动器；
用于测量通过所述半透膜的超滤流速的至少一个传感器；
可编程以执行下列操作的控制器：
(i)改变所述第一致动器的第一操作参数；
(ii)在改变所述第一操作参数时检测两个或者多个超滤流速值；
(iii)在改变所述第一操作参数时，比较所述超滤流速值以评价所述超滤流速的第一最佳值，所述超滤流速的第一最佳值为等于、相关并且接近所述超滤流速的第一最大值中的至少一个。
32.如权利要求31所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以基于所述第一最佳值评价所述第一参数的设定值。
33.如权利要求31所述的机器，其特征在于，所述控制器被编程以执行下列操作：
(iv)改变所述第二致动器的第二操作参数；
(v)重复操作(i)、(ii)和(iii)以在改变所述第一操作参数时，评价所述第一参数的至少第二最佳值，所述第一参数的第二最佳值为等于、相关并且接近所述超滤流速的第二最大值中的至少一个；
(vi)比较所述第一最大值和第二最大值或者所述第一最佳值和所述第二最佳值；
(vii)通过比较评价所述第一参数的设定值和所述第二参数的设定值。
34.如权利要求33所述的机器，其特征在于：
所述待超滤的液体包括液体部分和固体部分；
所述第二操作参数的改变至少影响所述液体部分的流速。
35.如权利要求34所述的机器，其特征在于，所述第二操作参数的改变影响从患者排出的血液的流速和在所述血液处理装置前注入到血液中的液体的预先注入流速中的至少一个。
36.如权利要求31至35中任何一项所述的机器，其特征在于，所述第二致动器至少包括血液泵和/或预先注入泵。
37.如权利要求31至36中任何一项所述的机器，其特征在于，所述第一致动器包括至少一个流体循环泵，并且所述第一参数包括所述至少一个流体循环泵的速度。
38.如权利要求31至37中任何一项所述的机器包括用于将替代液体注入到血液中的装置。
39.一种用于体外血液处理的机器包括：
通过血液处理装置的半透膜超滤液体的致动器；
用于通过所述膜的超滤流速的至少一个第一传感器；
所述半透膜的跨膜压力的至少一个第二传感器；
可编程以执行以下操作的控制器：
在所述致动器的第一操作条件下确定超滤流速的至少一个数值和跨膜压力的至少一个数值；
命令所述致动器变为不同于第一操作条件的第二操作条件；
在所述第二操作条件下确定超滤流速的至少一个数值和跨膜压力的至少一个数值；
检查涉及两个不同操作条件的所述数值是否满足参考值的预定关系式；
进行所述检查后产生一个信号。
40.如权利要求39所述的机器，其特征在于，所述检查的操作包括以下阶段：
计算所述超滤流速的变化和所述跨膜压力变化之间的商；
检查所述商是否符合参考值的预定关系式。
41.如权利要求40所述的机器，其特征在于，如果所述商接近零或者小于小的数值，则符合所述关系式。
42.如权利要求39至41中任何一项所述的机器，其特征在于，所述第二传感器包括至少四个压力计，分别布置在用于将体外血液输送到血液处理装置的动脉管线中；用于将体外血液从血液处理装置中排出的静脉管线中；用于将新的处理流体输送到血液处理装置中的供给线中；以及将废的处理流体从血液处理装置中排出的排出管线中。
43.如权利要求39至42中任何一项所述的机器包括用于将替代液体注入到血液中的装置。
44.一种用于体外血液处理的机器包括：
用于通过血液处理装置的半透膜超滤液体的超滤系统；
所述血液处理装置的至少一个识别装置；
包含一系列预先存储数值的存储器，每一个预先存储数值与相应的血液处理装置的超滤速率相关；
可编程以执行以下操作的控制器：
识别与所述超滤系统结合使用的血液处理装置；
选择对应于被识别的血液处理装置的一个预先存储数值；
命令所述超滤系统以对应于所选择的数值的超滤速率工作。
45.如权利要求44所述的机器，其特征在于，所述预先存储数值对应于通过所述被识别的血液处理装置的所述半透膜的超滤流速，其中作为所述膜的跨膜压力的一个函数的超滤流速的导数设为接近零或者小于一个小的预定值的数值。
46.如权利要求44或45所述的机器包括，被预设为将替代液体注入到血液中的注入装置。
47.如上述任何一项权利要求所述的机器，被预设为用于执行下列处理中的一个或者多个：血液滤过和血液透析滤过。
48.如上述任何一项权利要求所述的机器用于执行下列处理中的一个或者多个：血液透析和彻底超滤。
49.一种用于通过血液处理装置的半透膜超滤液体的超滤装置的控制方法包括下列步骤：
改变所述超滤装置的一个操作条件；
在改变所述操作条件时检测表示所述超滤装置的一个操作条件的第一量的多个数值；
比较所检测的数值；
根据比较结果设定所述超滤装置。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述第一量包括通过所述膜的超滤流速或者所述超滤流速所取决的量。
51.如权利要求49或50所述的方法，其特征在于，所述第一量包括至少部分包含通过所述膜超滤的液体的流体的循环流速。
52.如权利要求49至51中任何一项所述的方法，其特征在于，所述超滤装置是以基于从所述被检测的数值比较后评价的所述第一量的最佳值选择的最佳操作条件设定的。
53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，在改变所述操作条件时，所述最佳值为等于、相关并且接近所述第一量的最大值中的至少一个。
54.如权利要求53所述的方法，其特征在于：
所述第一量包括通过所述膜的超滤流速；以及
所述第一量的所述最大值包括作为跨膜压力和所述超滤装置的超滤致动器的一个操作参数中的至少一个的函数的所述超滤流速的最大值。
55.如权利要求49至54中任何一项所述的方法，其特征在于，在所述超滤期间，替代液体被注入到血液中。
56.如权利要求49至55中任何一项所述的方法，其特征在于，所述改变操作条件的阶段包括所述超滤装置的超滤致动器的至少一个操作参数的改变。
57.如权利要求56所述的方法，其特征在于，所述超滤致动器在被超滤的液体的管线上操作。
58.如权利要求49至57中任何一项所述的方法，其特征在于，所述第一量包括至少部分包含被超滤的液体的流体的循环流速。
59.如权利要求49至58中任何一项所述的方法，其特征在于，所述比较所述第一量的所述被检测的值的阶段包括以下子步骤：
利用操作条件的改变确定所述第一量的至少一个变化；
利用操作条件的改变确定表示所述超滤装置的操作条件的第二量的至少一个变化；
检查所述第一和第二量的变化是否符合参考值的预定关系式。
60.如权利要求59所述的方法，其特征在于，如果不符合所述关系式则重复所述子步骤。
61.如权利要求49至60中任何一项所述的方法，其特征在于，所述阶段是周期性重复的。
62.如权利要求49至61中任何一项所述的方法，其特征在于，以待超滤的所述液体的流速的至少两个不同值执行所述阶段，以比较至少两种不同情况下得到的结果以及在比较后发出一个信号。
63.一种用于通过血液处理装置的半透膜超滤液体的超滤装置的控制方法包括下列步骤：
在所述超滤装置中在第一操作条件下，测量关于通过所述半透膜的超滤流速的至少一个第一值和关于所述半透膜的跨膜压力的至少一个第二值；
命令所述超滤装置变为不同于第一操作条件的第二操作条件；
在所述第二操作条件下，测量关于超滤流速的至少一个第三值和关于跨膜压力的至少一个第四值；
检查涉及两个不同操作条件的所述第一、第二、第三和第四值是否符合参考值的预定关系式。
64.如权利要求63所述的方法，其特征在于，在超滤期间将替代液体注入到血液中。
65.一种用于通过血液处理装置的半透膜超滤液体的超滤装置的控制方法包括下列步骤：
存储一系列值，每一个值与关于相应的血液处理装置的超滤流速相关；
识别所述超滤装置所用的血液处理装置；
选择对应于被识别的血液处理装置的被存储的数值；
命令所述超滤装置以对应于所选择的数值的超滤速率操作。
66.如权利要求65所述的方法，其特征在于，在超滤期间将替代液体注入到血液中。
67.如权利要求65或66所述的方法，其特征在于，所述被存储的数值与通过相应的血液处理装置的所述半透膜的超滤流速相关，其中作为所述膜的跨膜压力的一个函数的超滤流速的导数设为接近零或者小于一个小的预定值的数值。
68.如权利要求49至67中任何一项所述的方法，其特征在于，所述超滤装置是被预设用于执行下列处理中的一个或者多个的机器的一部分，这些处理包括：血液透析、彻底超滤、血液滤过和血液透析滤过。
69.被编程的以执行如权利要求49至68中任何一项的控制方法的控制器。
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