CN107666919B - 用于体外血液处理的设备 - Google Patents
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Abstract
提供了一种体外血液处理设备,包括连接到血液回路(17)和透析液回路(32)的过滤单元(2),用于制备和调节透析流体组成的制备装置(9);控制单元(12),被配置用于将透析供给管线(8)中的透析流体的钠浓度值设定在设定点;钠浓度的设定包括计算钠浓度值作为基于血浆电导率的主要贡献项和基于透析流体中至少一种物质的浓度的调整贡献项的代数和的子步骤,所述至少一种物质选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐的组中。
Description
技术领域
本发明涉及一种体外血液处理设备和一种控制体外血液处理设备的方法。
特别地,本发明可用于在血液透析或血液透析滤过处理期间调节透析液体的电导率。
更详细地说,所述设备和方法特别适用于适当地调节透析液体中的钠浓度,特别是用于进行等渗或等渗性或等渗度的透析处理。
背景技术
肾脏实现许多功能,包括去除水分,分解代谢物的排泄(或代谢废物,例如尿素和肌酸酐),调节血液中电解质浓度(如:钠,钾,镁,钙,碳酸氢盐,磷酸盐,氯化物)以及体内酸/碱平衡的调节,其特别是通过去除弱酸和通过产生铵盐而获得。
在失去使用肾脏的个体中,由于这些排泄和调节机制不再起作用,身体积累了新陈代谢中的水和废物,并且表现出过量的电解质以及一般存在酸中毒,血浆pH值向下移动到低于7.35(血液pH值通常在7.35-7.45的狭窄限制范围内变化)。
为了克服肾功能障碍,常规地通过具有半透膜(透析器)的交换器进行涉及体外循环的血液处理,其中患者血液在膜的一侧循环,透析液体(包括血液的主电解质,其浓度接近健康人的血液中的浓度)在另一侧循环。
此外,在透析器的由半透膜限定的两个隔室之间产生压力差,使得一部分血浆流体通过膜的超滤而进入到含有透析液体的隔室。
在透析器中发生的对代谢废物和电解质的血液处理源于通过膜的分子运输的两种机制。
一方面,分子从浓度较高的液体迁移到浓度较低的液体。这是扩散性运输。
另一方面,在交换器的两个隔室之间产生的压力差的作用下,某些分解代谢产物和某些电解质被通过膜过滤的血浆流体带走。这是对流运输。
因此,在常规的血液处理装置中,通过透析和血液过滤的组合(该组合被称为血液透析)来执行肾的三种上述功能,即去除水、分解代谢物的排泄和调节血液的电解质浓度。
关于体内酸碱平衡的调节,克服肾缺陷所用的方法是作用于调节体内酸碱平衡的机制,这种机制由血液缓冲系统组成,其中主要包括作为弱酸的碳酸,与其碱金属盐、碳酸氢盐相关联。因此,为了纠正肾功能不全患者的酸中毒,在血液透析期间直接或间接地通过血管途径给予患者碳酸氢盐。
而且,必须强调钠是胞外体积的主要离子溶质。从文献检索和透析领域的主要意见领袖来看,透析处理期间使用的透析流体钠浓度的确定是透析疗法的主要挑战之一。
透析流体钠浓度显著影响患者的钠平衡和细胞内水合作用,对血液透析耐受性和长期患者存活有影响。
高渗透析流体钠处方将导致正钠平衡,随后从胞内向胞外区域水转移。细胞内脱水增加了血管加压素的释放并引起口渴,带来了更大的透析内增重和高血压的后果。
相反,透析流体钠浓度太低(即低渗)会引起负的钠梯度,在细胞内室中发生水转移,导致透析中痉挛、头痛、血容量不足和低血压危险。
目前的观点之一是在透析治疗期间钠平衡应该保持为零的想法:这是基于所谓的“钠设定点”理论,根据该理论,健康受试者和透析患者都倾向于保持稳定的胞外钠浓度。
如上所述,通过对流和扩散在透析过程中除去钠。透析期间主要的钠去除过程是对流的。如果我们假设超滤流体基本上是等渗的,则对流不会改变细胞外流体的张力。
存在帮助医师对“生理”透析流体组合物开处方来治疗患者的需要。
此外,第二种需要是具有易于使用的基于生物传感的疗法,该疗法也被设计用于不是非常熟练的操作者,或者在拥挤和非常繁忙的透析室中工作的操作者。
为了至少部分地解决上述缺陷,文献US4508622教导了一种透析装置,其中可以确定通过透析器的未处理和处理过的流体的电解质组成,并且透析溶液的组成适合于患者的需求。
在透析器上游提供第一电解质检测器(电导率单元(conductivity cell)),在透析器下游提供第二电解质检测器(电导率单元)。每个检测器连接到读出元件,通过该读出元件可以观察和最终控制透析溶液的两个值。更具体而言,根据US4508622的设备基本上包括用于产生透析溶液的单元和连接到该单元的透析器,并且随后下游处在透析流体侧具有用于在透析器中产生真空的泵。安装在透析器上游并与控制单元连接的检测器测量全部透析溶液的电导率。
第二检测器安装在透析器的下游,并与一个比较器连接,该比较器又连接到一个差分单元(differentiation unit)。如果在差分单元中存在偏离预定标称值的差异,则差分单元向控制单元提供控制信号。
在透析流体循环期间,如果检测器产生一个信号到评估单元然后到差分单元,其偏离检测器产生的信号一定的量,即差分单元出现偏离预定值的差值,则差别单元激活控制单元,该控制单元继而根据要产生的透析溶液中较高或较低的浓度来打开或关闭浓缩泵。透析流体与血液和用过的透析流体具有相同电导率的处理是所描述的实施方式之一。
然而,透析流体和血液在经过一定时间后达到相同的电导率,这明显影响透析前血浆钠含量。因此,US4508622中描述的方法不是适当的“等电导”透析处理。
在任何情况下,“等电导”透析已经显示导致患者不期望的钠负荷。
此外,现有技术装置包括透析设备,其中透析流体的电导率被控制以达到所需的透析后血浆电导率,即透析处理结束时患者血液的电导率(或钠浓度)。
例如从EP1389475已知一种设置有电导率系统的透析设备,所述电导率系统通过定期测量钠血浓度来计算透析流体电导率(对应于透析流体钠浓度),从而允许患者的钠水平达到规定的治疗过程结束值。
该透析设备包括袋子和泵,用于以确定的和已知的浓度向患者输注含有钠的输注溶液。
还提供了用于确定透析液体的钠浓度[Na+]dial的结构,使得患者的身体趋向期望的钠浓度[Na+]des,其是透析器的钠的透析度D、患者体内的期望钠浓度[Na+]、输注速率和输注溶液的钠浓度[Na+]sol的函数。
控制单元驱动泵来调节透析液体的钠浓度,使得该浓度等于(倾向于) 所确定的浓度[Na+]dial。
如前所述,所讨论的现有技术的透析设备的问题之一目前是适当的透析后血浆电导率目标的选择。
EP 2377563公开了一种透析设备,其包括具有用于制备含有钠的透析流体的即时制备装置的血液处理单元,并且包括用于调节透析流体中的钠浓度的透析制备部。血液回路配置为使体外血液循环通过血液室;控制装置确定表示血液中的钠浓度的值,并被编程为根据确定的血浆钠值来驱动透析制备部,使得透析流体中的物质浓度趋向于血液中的物质浓度。
通过测量透析器上游和下游的透析流体的入口和出口电导率,然后通过预先确定的步骤改变过滤器上游的电导率,并且利用改变的电导率值第二次测量透析器上游和下游的透析流体的入口和出口电导率,来确定血浆钠含量。
利用例如在EP 547025或EP 920877中描述的方法,可以确定血浆电导率并由此适当地调节透析流体制备部。
然而,所描述的系统因为在血浆电导率计算之前透析流体与血液接触并与血液显著交换,所以改变了血液电导率和张力;对血浆电导率的影响是与血液和透析流体电导率之差成比例的量。
最后,文献US 8182692描述了一种透析设备,其提供一种处理,其中具有基本上等于患者血液中估计的当前钠浓度的钠浓度的透析流体是通过将透析流体与患者的血液跨过半透膜相连通来进行处理,以在进行透析处理期间基本上不改变患者血液的钠浓度的情况下对患者血液进行透析处理。
更详细地说,包含电导率测试溶液的溶液供给装置被选择性地放置成与透析器以及在其中流动的血液连通。
根据该专利,任何受试者(包括血液透析患者)在他的身体中都具有一设定水平的钠,被称为“设定点”。受试者的设定点趋于保持相对恒定,并且偏离设定点太远的钠水平可能导致受试者不适。鉴于上述情况,现有技术的方法包括使血液流过透析器的血液导管,并使电导率测试溶液以相反的方向流过透析器。
当溶液进入和离开透析器时,电导率检测器测量电导率测试溶液的电导率。电导率测试溶液配制为使得患者血液中钠以外的导电溶质对电导率测试溶液的电导率测量几乎或完全没有影响。
根据US 8182692,由于在电导率测试溶液和患者血液中导电溶质(例如:磷酸盐,硫酸盐,碳酸氢盐,钾,钙和镁)的浓度极其匹配,导致很少发生这些导电溶质扩散穿过膜。因此,电导率测试溶液的电导率测量值与患者血液中的钠水平密切相关。
因此,电导率测试溶液专门用于根据电导率测试溶液中跨透析器的电导率变化,精确确定患者血液中的钠水平。
然后,控制单元根据测得的电导率值确定患者血液中的钠水平。
在确定患者血液中的钠浓度之后,可以制备透析流体以包括基本上等于被确定存在于患者血液中的钠浓度的钠浓度。
此外,US2012/018379公开了一种用于确定和调节血液透析机的透析流体回路中的一种溶解物质(例如钠)的浓度的设备和方法。
使用达到等渗性状态所需的透析流体钠的估计值或患者钠的实验室测量值或通过早期处理的调节确定的值,使用者在透析开始之前预先设定钠调节范围。另外,输入患者的分配量,以便应用修正扩散平衡的模型。此外,设定患者中碳酸氢盐和钾的初始浓度。它们来自透析处理开始之前通过血气分析仪的分析。
在处理开始之后,在透析器的上游和下游确定透析流体流量和电导率,并且计算患者中更新的当前碳酸氢盐和钾浓度,假定钾清除率对应于钠清除率,碳酸氢盐清除率相当于钠清除率的70%。估计从血流中的钠清除率直到出现第一次清除率测量。
然后根据这些数据计算电导率平衡和离子交换的修正项,从而计算钠平衡。
然后,在上游和下游测量的流体的电导率、钠平衡和透析器下游的透析液电导率的修正项是钠调节的输入值。如此确定的所需电导率在考虑到透析浓缩物的组成的情况下最终转化为透析流体钠的期望值,并且该预设值被传输到用于透析流体制备的计量单元。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够自动进行血液中存在的物质、特别是离子物质的透析流体含量的适当设定的体外血液处理设备。
详细而言,本发明的目的是提供一种具有适当工具的体外血液处理设备,该设备帮助医师为“生理”透析流体组合物开处方,特别是进行等渗、等渗性或等渗度的透析处理。
本发明的另一目的是提供一种体外血液处理设备,其具有可选择的基于生物传感的疗法,该设备易于使用并且设计用于不熟练的操作者或在拥挤繁忙的透析室中工作的用户。
本发明的目的是提供一种体外血液处理机器,其被配置为自动执行透析流体电导率的适当自动设定。
本发明的另一个目的是提供一种能够提供透析处方的自动输送和控制的透析设备,特别是为了在每次透析过程中恢复对患者适当的钠-水平衡。
上述目的中的至少一个是通过如在所附权利要求中的一个或多个权利要求中的设备和对应方法单独或以任何组合实现的。
根据本发明的第一独立方面,提供了一种体外血液处理设备,其包括:
-具有由半透膜(5)隔开的主室(3)和副室(4)的过滤单元(2);
-连接到所述主室(3)的入口的抽血管线(6);
-连接到所述主室(3)的出口的血液返回管线(7),所述血液管线被配置用于连接到患者心血管系统;
–可选地连接到所述副室(4)的入口的透析供给管线(8);
-连接到所述副室(4)的出口的透析流出管线(13);
-用于制备连接到所述供给管线(8)的透析流体的制备装置(9),包括用于调节所述透析流体的组成的调节装置(10);
-连接到所述调节装置(10)并被编程为用于接收表示第一参数的值的控制单元(12),所述第一参数选自包括血浆电导率、血浆电导率相关参数、血液中至少一种物质的浓度、血液中至少一种物质的浓度相关参数的组,其中所述控制单元(12)被配置用于将所述透析供给管线(8)中的透析流体的第二参数值设置在设定点,所述透析流体的第二参数是选自包括所述透析流体的电导率、所述透析流体的电导率相关参数、所述透析流体中至少一种物质的浓度、和所述透析流体中至少一种物质的浓度相关参数的组中的至少一种;
其中所述透析流体中的第二参数值的设定包括计算参数值的子步骤,该参数值作为基于第一参数的主要贡献项的函数,并且作为基于选自下组的透析流体中至少一种物质的浓度的调整贡献项的函数,该组包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐。
在进一步的独立方面中,提供了一种用于体外血液处理的设备,包括:
-具有由半透膜(5)隔开的主室(3)和副室(4)的过滤单元(2);
-连接到主室(3)的入口的抽血管线(6),
-连接到所述主腔室(3)的出口的血液返回管线(7),所述血液管线被配置用于连接到患者心血管系统;
-连接到副室(4)的出口的透析流出管线(13);
-控制单元(12),被编程为用于接收表示所述血液管线(6,7)中的血液参数的值,所述血液参数在包括血浆电导率、血浆电导率相关参数的组中选择,其中所述控制单元(12)被配置用于:
-计算参数值,所述参数值选自包括血液中至少一种物质的浓度和血液中至少一种物质的浓度相关参数的组;其中计算所述参数值是作为基于所述血液参数的主要贡献项的函数以及作为基于所述透析流体中的至少一种物质的浓度的调整贡献项的函数来执行的,所述透析流体中的至少一种物质选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐的组;
-将所述参数值存储在连接到所述控制单元(12)的存储器中,具体地,所述参数值是血浆钠浓度。
在另一独立方面中,提供了一种用于设置体外血液处理设备中的参数的方法,所述设备包括:
-具有由半透膜(5)隔开的主室(3)和副室(4)的过滤单元(2);
-连接到所述主室(3)的入口的抽血管线(6);
-连接到所述主室(3)的出口的血液返回管线(7),所述血液管线被配置用于连接到患者心血管系统;
-可选地连接到所述副室(4)的入口的透析供给管线(8);
-连接到所述副室(4)的出口的透析流出管线(13);
-用于制备连接到所述供给管线(8)的透析流体的制备装置(9),包括用于调节所述透析流体的组成的调节装置(10);
-连接到所述调节装置(10)并被编程为用于接收表示所述血液管线(6, 7)中的血液参数的值的控制单元(12),所述血液参数选自包括血浆电导率、血浆电导率相关参数、血液中至少一种物质的浓度、血液中至少一种物质的浓度相关参数的组,所述方法包括由所述控制单元执行的如下步骤:
-将所述透析供给管线(8)中的透析流体的参数值设置在设定点,所述透析流体的参数是选自包括所述透析流体的电导率、所述透析流体的电导率相关参数、所述透析流体中至少一种物质的浓度、和所述透析流体中至少一种物质的浓度相关参数的组中的至少一种;
其中所述透析流体中的参数值的设定包括计算参数值的子步骤,该参数值作为基于所述血液参数的主要贡献项的函数,并且作为基于选自下组的透析流体中至少一种物质的浓度的调整贡献项的函数,该组包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐。
在根据前述方面的第二方面中,所述控制单元被配置为基于选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐的组中的透析流体中的两种或更多种物质的浓度来计算所述调整贡献项,特别是作为所述物质中的至少三种的浓度的函数,可选地作为透析流体中碳酸氢盐、钾、乙酸盐、和/或柠檬酸盐的浓度的函数。
在根据前述方面的第三方面中,控制单元被配置为根据透析流体中的至少一种物质和相同物质在血浆中的浓度差、特别是加权差来计算调节贡献项。
在根据前述方面的第四方面中,所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,作为所述透析流体中的至少一种物质与血浆中的相同物质的浓度差、特别是加权差的函数,所述物质选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组中;特别是作为至少两种所述物质的浓度差、特别是加权差的函数,可选地作为在透析流体和血浆中碳酸氢盐、钾和乙酸盐的浓度差、特别是加权差的函数,甚至更可选地作为透析流体和血浆中碳酸氢盐、钾、柠檬酸盐和醋酸盐的浓度差、特别是加权差的函数。
在根据前述方面的第五方面中,血液参数是血浆电导率或血液中至少一种物质的浓度,所述物质特别是钠。
在根据前述方面的第六方面中,透析流体的参数是透析流体的电导率或透析流体中至少一种物质的浓度,所述物质尤其是钠。
在根据前述方面的第七方面中,血液参数是血浆电导率,而透析流体的参数是透析流体的电导率。
在根据前述方面的第八方面中,血液参数是至少一种物质在血液中的浓度,所述物质特别是钠,并且其中透析流体的参数是透析流体中至少一种物质的浓度,所述物质特别是钠。
在根据前述方面的第九方面中,所述血液参数是血液中至少一种物质的浓度,并且其中所述透析流体的参数是所述透析流体中至少相同物质的浓度。
在根据前述方面中的第十方面中,主要贡献项在大小上是流体中物质的浓度。
在根据前述方面的第十一方面中,主要贡献项是在等电导透析时钠的透析流体浓度。
在根据前述方面中的第十二方面中,主要贡献项影响透析流体参数值达参数值的至少80%,调整贡献项对透析流体参数值的贡献小于参数值的 20%,特别是主要贡献项影响透析流体参数值达参数值的至少90%,调整贡献项对透析流体参数值的贡献小于参数值的10%。
在根据前述方面的第十三方面中,作为主贡献项和调整贡献项的函数来计算参数值的子步骤是计算至少主要贡献项和调整贡献项的代数和的子步骤,特别是其中调整贡献项在大小上是流体中物质的浓度。
在根据前述方面的第十四方面中,调整贡献项是相对于等电导透析的钠浓度设定点调整,以提供选自包括等渗透析、等渗性透析和等渗度透析的组中的处理。
在根据前述方面的第十五方面中,血浆电导率相关参数是代表等电导透析的参数。
在根据前述方面的第十六方面中,控制单元驱动调节装置(10)用于调节透析流体中至少一种物质的电导率或浓度,控制单元将透析供给管线(8) 中透析流体的第二参数值设置在所计算的设定点处。
在根据前述方面的第十七方面中,调节装置(10)调节透析流体中至少一种物质、特别是离子物质(例如钠)的浓度。
在根据前述方面的第十八方面中,控制单元驱动调节装置(10)用于调节透析流体中的钠浓度,以将透析供给管线(8)中透析流体的参数值设定在计算的设定点处。
在根据前述方面的第十九方面中,控制单元被配置为计算调整贡献项作为选自以下组的透析流体中至少一种物质的摩尔电导率的函数,该组包括碳酸氢钠(NaHCO 3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠(NaCH3COO)、氯化钾(KCl)、乳酸钠(NaC3H5O3)、和柠檬酸三钠(Na3C6H5O7);特别是作为至少两种所述物质的摩尔电导率的函数,更具体地是作为至少三种所述物质的摩尔电导率的函数,可选地作为碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠 (NaCH3COO)、和/或柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)和氯化钾(KCl)的摩尔电导率的函数。
在根据前述方面的第二十方面中,控制单元被配置为根据两个摩尔电导率之间的差来计算调整贡献项。
在根据前述方面的第二十一方面中,所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项作为选自以下组中的物质的第一摩尔电导率与氯化钠(NaCl)的摩尔电导率之间的差的函数,该组包括:碳酸氢钠(NaHCO 3),乙酸钠 (NaCH3COO),柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)、乳酸钠(NaC3H5O3)、氯化钾(KCl)。
在根据前述方面的第二十二方面中,控制单元被配置为计算调整贡献项作为碳酸氢钠(NaHCO3)的摩尔电导率与氯化钠(NaCl)的摩尔电导率之间的差的函数。
在根据前述方面的第二十三方面中,控制单元被配置为计算调整贡献项作为乙酸钠的摩尔电导率(NaCH3COO)和氯化钠(NaCl)的摩尔电导率之间的差的函数。
在根据前述方面的第二十四方面中,所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项作为柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)的摩尔电导率和氯化钠(NaCl)的摩尔电导率之间的差的函数。
在根据前述方面的第二十五方面中,控制单元被配置为计算调整贡献项作为氯化钾的摩尔电导率(KCl)与(NaCl)的摩尔电导率之间的差的函数。
在根据前述方面的第二十六方面中,控制单元被配置为根据选自下组中的至少一种物质的估计或测量的血浆水浓度来计算调整贡献项,该组包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐;特别是作为至少两种所述物质的估计或测量的血浆水浓度的函数,更具体地作为至少三种所述物质的估计血浆水浓度的函数,可选地作为碳酸氢盐、钾、柠檬酸盐和乙酸盐的估计血浆水浓度的函数。
在根据前述方面的第二十七方面中,选自包括碳酸氢盐、钾、柠檬酸盐和乙酸盐的组中的至少一种物质的估计血浆水浓度是用于大患者群的相应物质的透析前平均值,或用于个体患者的相应物质的历史数据,或相应物质的理论值或相应物质的测量值。
在根据前述第二十六和二十七方面的第二十八方面中,考虑到唐南效应,估计的血浆水浓度通过相应的固定的调整因子来调整。
在根据前述方面的第二十九方面中,控制单元被配置为将调整贡献项计算为至少两个分量的代数和,第一分量是在透析流体中的至少一种物质和在血浆中的相同物质的浓度差、特别是加权差的函数,第二分量是透析流体中至少第二物质和血浆中相同第二物质的浓度差、特别是加权差的函数。
在根据前述方面的第三十方面中,控制单元被配置为将调整贡献项计算为至少三个分量的代数和,第一分量是透析流体中的至少一种物质和在血浆中相同物质的浓度差特别是加权差的函数,第二分量是透析流体中至少第二物质和血浆中相同第二物质的浓度差特别是加权差的函数,第三分量是透析流体中的至少第三物质和血浆中相同第三物质的浓度差特别是加权差的函数,可选地第四分量是透析流体中的至少第四物质和血浆中的相同第四物质的浓度差特别是加权差的函数。
在根据前述方面的第三十一方面中,控制单元被配置为将调整贡献项计算为至少两个分量的代数和,第一分量是透析流体和/或血浆中至少一个物质的浓度的函数,第二分量是透析流体和/或血浆中至少第二物质的浓度的函数。
在根据前述方面的第三十二方面中,控制单元被配置为将调整贡献项计算为至少三个分量的代数和,第一分量是透析流体和/或血浆中至少一个物质的浓度的函数,第二分量是透析流体和/或血浆中至少第二物质的浓度的函数,第三分量是透析流体和/或血浆中至少第三物质的浓度的函数,可选地第四分量是透析流体和/或血浆中至少第四物质的浓度的函数。
在根据前述第二十九至第三十二方面的第三十三方面中,所述物质选自包括碳酸氢根阴离子(HCO3 -)、乙酸根阴离子(CH3COO-)、柠檬酸根和钾离子(K+)的组。
在根据前述方面的第三十四方面中,控制单元被配置为根据至少一个流速、特别是在副室(4)出口处的透析液流速来计算调整贡献项。
在根据前述方面的第三十五方面中,控制单元被配置为根据过滤单元(2) 的至少效率参数、特别是过滤单元(2)的清除率、可选的是尿素清除率,来计算调整贡献项。
在根据前述方面的第三十六方面中,控制单元被配置为至少根据一个流速(尤其是副室(4)出口处的透析液流速)与过滤单元(2)的效率参数(特别是过滤单元(2)的清除率,可选的是尿素清除率)之间的比率,来计算调整贡献项。
在根据前述方面的第三十七方面中,控制单元被配置为将调整贡献项计算为至少两个、特别是三个或四个或五个分量的代数和,一个分量至少是一个流速(尤其是副室(4)出口处的透析液流速)与过滤单元(2)的效率参数(特别是过滤单元(2)的清除率,可选的是尿素清除率)之间的比率的函数。
在根据前述方面的第三十八方面中,控制单元(12)被编程用于计算代表所述血液管线中的血液参数的所述值。
在根据前述方面的第三十九方面中,控制单元(12)被编程用于接收代表所述血液管线中的血液参数的所述值作为输入。
在根据前述方面的第四十方面中,控制单元(12)被编程为将表示所述血液管线中的血液参数的所述值存储在存储器中,代表血液参数的所述值不由控制单元计算。
在根据前述方面的第四十一方面中,调整贡献项为负值。
在根据前述方面的第四十二方面中,调整贡献项是剩余项(Krest1;Krest2; Krest3)的函数,所述剩余项是来自较少溶质的电导率贡献,特别是所述较少溶质不同于钠、钾、碳酸氢盐和乙酸盐,可选地,所述较少溶质不同于钠、钾、柠檬酸盐、碳酸氢盐和乙酸盐。
在根据前述方面的第四十三方面中,调整贡献项为(公式I):
其中:
在根据上述第一至第四十二方面的第四十四方面,调整贡献项为:
其中:
在根据上述第一至第四十二方面的第四十五方面,调整贡献项为:
其中:
在根据上述第一至第四十二方面的第四十六方面,调整贡献项为:
其中:
在根据上述第一至第四十二方面的第四十七方面,调整贡献项是:
其中:
在根据上述第一至第四十二方面的第四十八方面,调整贡献项是(公式 VI):
其中:
在根据前述方面的第四十九方面中,控制单元被配置为计算血浆电导率作为至少一个流速的函数,特别地,所述流速选自包括所述副室(4)出口处的透析液流速和血液管线(6,7)中的血液流速的组。
在根据前述方面的第五十方面中,控制单元被配置为根据副室(4)的出口处的透析液流速和血液管线(6,7)中的血液流速来计算血浆电导率。
在根据前述方面的第五十一方面中,控制单元被配置成根据过滤单元(2) 的至少效率参数、特别是过滤单元(2)的清除率、可选地是尿素清除率,来计算血浆电导率。
在根据前述方面的第五十二方面中,控制单元被配置为计算血浆电导率作为透析液的至少初始电导率的函数。
在根据前述方面的第五十三方面中,控制单元被配置成根据透析供给管线(8)中的透析流体的至少电导率来计算血浆电导率。
在根据前述方面的第五十四方面中,控制单元被配置为根据下面的公式 (IV)计算血浆电导率:
其中:
在根据前述方面的第五十五方面中,控制单元被配置为根据以下公式 (V)计算血浆电导率:
其中:
在根据前述方面的第五十六方面中,紧接在计算初始血浆电导率之后,控制单元被配置为驱动调节装置(10)以改变透析流体的成分,并设置透析流体电导率基本上等于所计算的血浆电导率。
在根据前述方面的第五十七方面中,在将透析流体电导率设定为基本上等于所计算的血浆电导率之后,控制单元被配置为基于所述透析液的第二确定初始电导率以及所述透析供给管线(8)中所述透析流体的第二相应电导率,执行所述初始血浆电导率的第二估计值的第二计算步骤,所述计算所述第二估计值被执行,保持所述透析流体电导率基本上恒定且基本上等于所计算的血浆电导率。
在根据前述方面的第五十八方面中,在计算初始血浆电导率的第二估计值之后,控制单元被配置为驱动调节装置(10)以改变透析流体的成分,并设置透析流体电导率基本上等于所述第二估计值。
在根据前述方面的第五十九方面中,控制单元被编程为允许选择在包括等渗透析、等渗性透析和等渗度透析的组中选择的至少一种处理模式,控制单元被配置为驱动调节装置作为计算的血浆电导率和所选择的处理模式的函数,以设定期望的透析流体入口电导率或期望的透析流体入口物质浓度,特别是所述物质是钠。
在根据前述方面的第六十方面中,控制单元被编程为在整个剩余的处理过程中保持期望的透析流体入口电导率基本恒定。
在根据前述方面的第六十一方面中,透析流体中的第二参数值的设定包括作为主要贡献项、调整贡献项和补偿贡献项的函数来计算参数值的子步骤。
在根据前述方面的第六十二方面中,补偿贡献项在大小上是流体中物质的浓度。
在根据前两个方面的第六十三方面中,作为主要贡献项、调整贡献项和补偿贡献项的函数来计算参数值的子步骤是计算至少主要贡献项、调整贡献项和补偿贡献项的代数和的子步骤。
根据前三个方面的第六十四方面,补偿贡献项是钠补偿项,以补偿在处理期间发生的意外钠转移。
在根据前四个方面的第六十五方面中,补偿贡献项是钠补偿项,以补偿在计算代表所述血液管线中的血液参数的所述值期间、特别是在处理开始时发生的意外钠转移。
在根据前述方面的第六十六方面中,补偿贡献项一般具有负值。
在根据前六个方面的第六十七方面中,控制单元(12)进一步被配置为在监测阶段期间重新确定血液参数,所述监测阶段在处理期间发生预定次数,在每次监测阶段物质(例如钠)的意外净转移通过半透膜(5)发生,补偿贡献项是钠补偿项,以补偿监测阶段期间发生的意外钠转移。
在根据前七个方面的第六十八方面中,计算用于意外物质转移的补偿贡献项,以在剩余处理时间期间分配对于物质的补偿。
在根据前八个方面的第六十九方面中,补偿贡献项是剩余处理时间(即,总处理时间(T)减去经过的处理时间(ti))的函数,特别是1/(T-ti)的函数。
在根据前九个方面的第七十方面中,补偿贡献项是所计算的物质(例如,钠)设定点(cdi,Na,set,isotonic;cdi,Na,set,isoNa;cdi,Na,set,isoNa+K)和处理期间使用的实际透析流体中相同物质(例如,钠)浓度设定点(cdi,Na,set,actual)之间的差的函数。
在根据前十个方面的第七十一方面中,补偿贡献项按以下公式计算:
其中,
cdi,Na,set,actual是处理过程中使用的实际透析流体钠浓度设定点;
cdi,Na,set是计算的钠设定点,其可以对应于用以提供等渗透析的钠离子 (Na+)透析流体浓度cdi,Na,set,isotonic,或对应于用以提供等渗性透析的钠离子(Na+)透析流体浓度cdi,Na,set,isoNa,或对应于用以提供等渗度透析的钠离子(Na+)透析流体浓度cdi,Na,set,isoNa+K;
T是总处理时间;以及
ti是过去的处理时间。
在根据前十一个方面的第七十二方面中,透析流体中的第二参数值根据以下关系计算:
其中,
cdi,Na,set,actual是处理过程中使用的实际透析流体钠浓度设定点;
cdi,Na,set是计算的钠设定点,其可以对应于用以提供等渗透析的钠离子 (Na+)透析流体浓度cdi,Na,set,isotonic,或对应于用以提供等渗性透析的钠离子(Na+)透析流体浓度cdi,Na,set,isoNa,或对应于用以提供等渗度透析的钠离子(Na+)透析流体浓度cdi,Na,set,isoNa+K;
T是总处理时间;以及
ti是过去的处理时间。
本发明的其他特征和优点将从下面对本发明至少一个实施例的详细描述中更好地显现,附图以非限制性示例的方式示出本发明的至少一个实施例。
附图说明
现在将参考作为非限制性示例提供的附图来进行描述,其中:
图1示意性地表示根据说明性实施例制造的体外血液处理设备;
图2是表示本说明书的方法的主要步骤的示意图;
图3是示出根据本发明实施例在执行计算时在处理开始时的透析流体和透析液电导率值的图;
图4是示出在调整透析流体中的钠浓度以进行等渗透析处理之后的透析流体和透析液电导率值的图。
具体实施方式
图1示出了本发明实施例中的体外血液处理设备1。
示意性地示出了液压回路100的示例,但是应该注意的是,液压回路100 的具体结构与本发明的目的不相关,因此与图1具体示出的不同的其它回路可能由于每个单个医疗设备的功能和设计需要而被使用。
液压回路100具有透析流体回路32,透析流体回路32具有至少一个透析流体供给管线8,用于将来自至少一个来源14的透析液体输送到处理站15,在该处理站15处,一个或多个过滤单元2或透析器进行操作。
透析流体回路32进一步包括至少一个透析流出管线13,该透析流出管线13用于将来自处理站15的透析液体(用过的透析液和通过半透膜5从血液中超滤的液体)输送到图1中标记16所示意表示的排出区域。
液压回路与血液回路17配合,该血液回路17的基本组成部分示意性表示在图1中。参照本发明,血液回路的具体结构也不是基本的。因此,参照图1,对血液回路的可能的实施例进行简要描述,然而纯粹通过非限制性示例而提供。
图1的血液回路17包括被设计成从血管通路18去除血液的抽血管线6 以及被设计成将经处理的血液返回到血管通路18的血液返回管线7。
图1的血液回路17还包括血液过滤单元2的主室3或血液腔室,其副室 4连接到液压回路100。
更详细地说,抽血管线6连接在主室3的入口处,而血液返回管线7连接在主室3的出口处。
进而,透析供给管线8连接在副室4的入口处,而透析流出管线13连接在副室4的出口处。
如上所述,过滤单元2(例如,透析器或血浆过滤器或血液过滤器或血液透析过滤器)包括由半透膜5隔开的两个腔室3和4,半透膜5例如是中空纤维型或板型。
血液回路17还可以包括一个或多个空气分离器19:在图1的示例中,分离器19被包括在血液返回管线7处,处在安全阀20的上游。
当然,其他的空气分离器可以存在于血液回路中,例如沿着抽血管线6 定位。
当例如出于安全原因必须停止血液返回血管通路18时,可以启动安全阀 20以关闭血液返回管线7。
体外血液处理设备1还可以包括一个或多个血液泵21,例如容积式泵如蠕动泵;在图1的示例中,抽血管线6上包括血液泵21。
上述实施例的设备还可以包括用户界面22(例如图形用户界面或GUI) 和连接到用户界面的控制单元12,即编程/可编程控制单元。
控制单元12例如可以包括一个或多个数字微处理器单元、或者一个或多个模拟单元、或者模拟单元和数字单元的其它组合。通过举例的方式涉及到一个微处理器单元,一旦该单元已经执行了一个特殊的程序(例如来自外部的程序或者直接集成在微处理器卡上的程序),该单元就被编程,定义了多个功能块,其构成分别被设计成执行各个操作的装置,如以下描述中更好地描述。
结合一个或多个上述特征,医疗设备还可以包括例如在血液回路17和/ 或透析流体回路32中操作并且可以在一个第一操作状态和第二操作位置之间操作的关闭装置,在第一操作状态中该关闭装置允许液体流向过滤单元2,在第二操作位置中该关闭装置阻止液体通向过滤单元2。
在这种情况下,控制单元12可以连接到关闭装置,并且被编程为在检测到警报状况的情况下驱动关闭装置从第一操作状态转到第二操作状态。
在图1中,关闭装置包括如上所述由单元12控制的安全阀20(例如电磁阀)。显然,可以使用另一种性质的阀,或者是闭塞泵或者是被配置为选择性地防止流体通过和使流体能够通过的另一种构件。
替代地或附加于安全阀20,关闭装置还可以包括:绕过透析器而连接透析流体供给管线8和透析液流出管线13的旁路管线23;以及连接到控制单元12的一个或多个流体止回构件24,用于选择性地打开和关闭旁路管线23。可替代或附加于安全阀20的部件(旁路管线23和流体止回构件24)由图1 中的虚线表示。
根据控制单元的指令,止回构件24关闭朝向处理区域的流体通道,并且通过旁路管线23将源14直接与透析流出管线13连接。
再者,为了控制朝向过滤单元2的流体通道,可以包括透析流体泵25 和透析液泵26,透析流体泵25和透析液泵26分别位于透析流体供给管线8 和透析液流出管线13上,并且还可操作地连接到控制单元12。
该设备还包括透析流体制备装置9,该透析流体制备装置9可以是任何已知的类型,例如包括用于输送的一个或多个浓缩物源27、28和相应的浓缩物泵29、30以及至少一个电导率传感器35。
当然,其他类型的透析流体制备装置9可以等效地使用,其具有单个或另外的浓缩物源和/或单个或多个泵。
由于透析设备可以包括利用相应输送管线36、37和38连接至透析供给管线8的各种液体源14(例如一个或多个水源,一个或多个浓缩物源27、28,一个或多个消毒液体源33),所以该设备可以在每个输送管线上具有相应的止回构件(并非全部示出),并且例如包括阀构件31和34和/或闭塞泵。
制备装置9可以是任何已知的系统,其被配置用于从水和浓缩物即时制备透析流体。
透析供给管线8将用于制备透析流体的制备装置9流体连接到过滤单元 2。制备装置9可以是例如在美国专利号US 6123847中描述的那种,其内容通过引用并入本文参考。
如图所示,透析供给管线8将用于制备透析流体的制备装置9连接到过滤单元2,并且包括主管线40,主管线40的上游端用于连接到流动水源14。
输送管线36/37连接到该主管线40,该输送管线的自由端旨在流体连通 (例如浸入)在容器27、28中以用于各自含有氯化钠和/或氯化钙和/或氯化镁和/或氯化钾的浓缩盐溶液。
在输送管线36/37中布置浓缩物泵29、30,以允许在主管线40中计量混合水和浓缩溶液。浓缩物泵29、30被基于下列1)与2)之间的比较而驱动: 1)在主管线40连接输送管线36/37的地方形成的液体混合物的目标电导率值;2)借助布置在主管线40中紧接在主管线40和输送管线36/37之间连接处的下游的电导率传感器35所测量的该混合物的电导率值。
因此,如上所述,透析流体可以包含例如钠、钙、镁和钾的离子,并且制备装置9可以被配置成基于目标电导率值和由装置9的电导率传感器35 测量的透析流体的实际电导率值之间的比较来制备透析流体。
制备装置9包括已知类型的调节装置10(即,浓缩物泵29、30),该调节装置10被配置成调节透析液中的特定物质、特别是离子物质的浓度。通常,控制透析流体的钠浓度是有利的。
透析供给管线8形成用于制备透析流体的制备装置9的主管线40的延伸。在该透析供给管线中,在液体循环的方向上配置有第一流速计41和透析流体泵25。
透析流出管线13可以配备有透析液泵26和第二流速计42。第一和第二流速计41、42可以用于在透析期间(以已知的方式)控制连接到血液回路 17的患者的流体平衡。
传感器11设置在透析流出管线13上紧邻过滤单元2的下游,以测量透析液流出管线中透析液的参数值。
详细而言,由传感器11测量的透析液的参数是从以下组中选择的至少之一,该组包括:透析液的电导率,透析液的电导率相关参数,透析液中的至少一种物质的浓度,及透析液中至少一种物质的浓度相关参数。
详细而言,传感器11是连接到透析流出管线13的电导率传感器,并且被配置为检测过滤单元2下游的透析液的电导率值。
可选地(或组合地),传感器11可以包括浓度传感器,其被配置用于测量透析液中至少一种物质的浓度,例如钠浓度。
相应地,透析流体供给管线上的传感器35可以不是电导率传感器,并且可以不同地包括配置用于测量透析流体中的至少一种物质的浓度(例如钠浓度)的浓度传感器。
图1中示出的透析设备的控制单元12可以连接到(图形)用户界面22,通过该用户界面22,可以接收指令,例如目标值,如血液流速Qb、透析流体流速Qdi、输注液体流速Qinf(如适用)、患者体重减轻WL。此外,控制单元12可以通过设备的传感器(例如前述流速计41、42,制备装置9的(例如电导率)传感器35和透析流出管线13中的(例如电导率)传感器11)接收检测值。根据所接收到的指令以及操作模式和已编程的算法,控制单元12 驱动设备的致动器,例如血液泵21、前述的透析流体泵25和透析液泵26、和制备装置9。
如已经提到的那样,所描述的实施例意图是非限制性的例子。具体而言,图1的回路不应该被解释为限定或限制性的,因为诸如本发明中的设备可以包括所描述的那些部件之外其他额外的或替代的部件。
例如可以包括超滤管线,其中至少一个相应的泵连接到透析流出管线 13。
还可以包括一个或多个输注管线39,其具有相应的输注泵43或流速调节阀,输注管线连接到血液返回管线7和/或抽血管线6和/或直接连接到患者。输注管线的液体源可以是预包装袋44和/或由设备本身制备的液体。
在图1的例子中,输注管线39被示出为直接连接到血液返回管线7,特别是连接到空气分离器19。输注管线39可以从预包装袋44(实线45a)或者从通过分支45b(虚线)的即时制备中接收输注液体。
当然,可以替代地或另外地提供预输注管线,以从袋子或从即时制备装置接收输注液体。
图1的血液回路用于双针处理;然而,这是血液装置的一个非限制性例子。
实际上,所述设备可以被配置为执行单针处理,即,患者通过单个针连接到体外血液回路,然后使用例如“Y”连接器将来自患者的体外管线分成抽出管线和返回管线。在单针处理期间,从患者取血的取血阶段交替到将血液回复到患者的血液返回阶段。
此外,用于测量特定物质浓度的一个或多个装置可以在液压回路的透析流体侧或(和)在血液侧实施。可能需要知道钙、钾、镁、碳酸氢盐和/或钠的浓度。
最后,上述一个或多个泵以及所有其他必需的温度、压力和浓度传感器可以在透析供给管线8和/或透析流出管线13上操作,以充分监控液压回路中液体的制备和移动。
给出以上对体外血液处理设备的可能实施例的描述,此后描述设备的具体工作和对控制单元进行编程的算法。
定义
我们将“透析流体”定义为被制备并引入过滤单元(2)(透析器)的副室(4)的流体。透析流体也可以表示为“新鲜透析流体”。
我们将“透析液”定义为来自过滤单元(2)(透析器)的副室(4)的出口的流体。透析液是用过的透析流体,包含从血液中除去的尿毒症毒素。
我们将“等渗性透析(isonatremic dialysis)”定义为在过滤单元2之前到之后透析流体的钠浓度没有变化的处理。
我们将“等渗透析(isotonic dialysis)”定义为透析流体的张力在过滤单元 2之前到之后没有变化的透析。
我们将“等渗度透析(isonatrikalemic dialysis)”定义为透析流体的钠和钾浓度之和在过滤单元2之前到之后没有变化的处理。
我们将“等电导透析”定义为透析流体的电导率在过滤单元2之前到之后没有变化、即Kdi=Kdo的透析处理。
我们将“血浆电导率”(PC,Kp)定义为等电导透析中透析流体的电导率。
在本申请中,当单独使用“等渗处理”这个词时,这实际上意味着等渗、等渗性或等渗度透析。
在本申请中,术语“柠檬酸盐”是指该组分呈柠檬酸的盐的形式,例如其钠盐、镁盐、钙盐或钾盐。柠檬酸(表示为C6H8O7)逐步去质子化,因此“柠檬酸盐”包括所有不同的形式,柠檬酸盐(表示为C6H5O7 3-)、柠檬酸氢盐(表示为C6H6O7 2-)和柠檬酸二氢盐(表示为C6H7O7-)。
术语“柠檬酸盐”或“总柠檬酸盐”是指全部的柠檬酸及其任何盐,如其钠、镁、钙或钾盐。
换句话说,“总柠檬酸盐”是游离柠檬酸盐离子和含柠檬酸盐的复合物和离子对的总和。
术语表
以下术语贯穿使用在以下对体外血液处理设备详细工作的描述中提供的方程中。
唐南(Donnan)因子表示保持在膜上的电中性值。为了估计唐南因子,参考TransAm Soc Artif Intern Organs,1983;29;684-7,“血液透析期间的钠通量”,Lauer A.,Belledonne M.,Saccaggi A.,Glabman S.,Bosch J.。
解决方案建议
这里描述的技术解决方案由三个主要部分组成:
·在处理开始时估计PC(即,Kp,pre);
·设定透析流体钠浓度,使透析流体张力(或钠,或钠+钾)在通过过滤单元时不发生变化;
·在整个处理过程中保持透析流体成分。
即使没有明确说明,下面描述的所提出的方法的各个步骤也旨在由体外血液处理设备1的控制单元12执行。
特别地,开始处理过程,优选地但不是必须地,作为双针血液透析处理。
用户将通过用户界面22输入处方值。例如,提供总重量损失WL和总处理时间T的设定值,以及血液流速Qb和新鲜透析流速Qdi。
其他参数可以通过用户界面输入,比如袋子类型、钠用户限制等。
在开始处理之前,操作者必须进一步输入“碳酸氢盐”组。
控制单元12计算初始透析液体电导率或透析液体中至少一种溶质(例如钠)的初始浓度,以便以尽可能接近预期的患者透析前血浆电导率的透析流体电导率来开始。
为了不干扰患者的张力,有必要尽可能快地设定流体组成,以使患者的初始血浆电导率不被无意中改变。因此,当处理开始时,必须尽可能快地估计血浆电导率;而且,由于估计最好只执行一次,所以这个措施应尽可能可靠。
在这方面,值得注意的是,在下面的详细描述中,参考调节装置,该调节装置在透析流体的制备中控制离子物质的浓度(具体的是钠浓度),以获得透析流体的所需电导率。
然而,直接调节透析流体总电导率的调节装置也包含在本说明书的精神内,或者,本说明书中也包括更改不同离子物质的浓度的调节装置。
如上所述,控制单元12将透析流体供给管线8中的透析流体的参数值设定在初始设定点;通常透析流体的参数是透析流体的电导率或者透析流体的电导率相关参数,或者透析流体中至少一种物质(特别是离子物质,更具体地是钠)的浓度,或透析流体中的至少一种物质(例如钠)的浓度相关参数。
详细地说,控制单元12被配置成将透析流体的参数值设置在初始设定点,使得透析流体电导率与血液的血浆电导率的第一估计相匹配。
具体而言,控制单元12计算物质浓度的初始设定点,并且驱动调节装置 10,作用于透析液体中的钠浓度。
在开始血液循环之前(即在开始处理之前)计算设定点。
为了计算透析组合物的初始设定点,可以使用可选的方法,例如,确定一定的钠浓度(见下文),或使用来自大群体的平均血浆电导率,或使用对于透析流体组成校正的大群体的平均血浆电导率,或基于历史患者数据进行计算。
在任何情况下,通过控制单元12计算透析液体的初始设定点,使得预期的血浆电导率是可以计算的血浆电导率的最佳猜测,而无需事先了解个体患者。
一般而言,控制单元被配置为计算透析流体中待设置的物质浓度(例如,钠)的初始设定点,以作为至少一个(并且具体为几个)另外的物质在透析流体中和该另外的物质在血浆中的浓度差的函数。
该计算基于大患者群体中钠、钾、乙酸盐、柠檬酸盐和碳酸氢盐(以及其他溶质)之间选择的至少一种(优选全部)物质的平均透析前浓度,以及与由处方和选定的浓缩物组合产生的碳酸氢盐、钾、醋酸盐和柠檬酸盐的透析流体相关的贡献。
控制单元12计算初始设定点,其也作为包含在包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐和柠檬酸盐的组中的透析流体中的至少一种、尤其是两种以及恰好全部物质的浓度的函数。
此外,控制单元12计算透析流体中的物质(即,钠)的初始设定点,其也作为透析流体中不同于钠的一种或多种其他物质的浓度差的函数;尤其是这些物质包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐和柠檬酸盐,并且包括两个、以及恰好全部,并且考虑透析流体和血浆中所述物质的浓度值的差、特别是加权差。
控制单元12计算透析流体中物质的初始设定点,其也作为透析流体中的一种或多种物质(例如一种、两种、三种或全部以下物质)的摩尔电导率的函数:碳酸氢钠(NaHCO 3),氯化钠(NaCl),乙酸钠(NaCH3COO),柠檬酸三钠(Na3C6H5O 7),氯化钾(KCl)和乳酸钠(Na3C3H5O3)。
控制单元12计算透析流体中物质的初始设定点,作为至少钠和/或碳酸氢盐和/或钾和/或乙酸盐和/或柠檬酸盐的估计的血浆水浓度的函数。钠、碳酸氢盐、钾、乙酸盐和柠檬酸盐的估计的血浆水浓度例如是对于大患者群体的相应物质的透析前平均值,或者对于特定患者的历史文件。
初始设定点也可以是一个或多个流速的函数,特别是副室4的出口处的透析液流速的函数。
过滤单元2的效率参数也在钠的初始设定点计算中起作用。特别是可以使用过滤单元2的清除率(clearance)(例如尿素清除率)。
具体而言,控制单元12被配置为使用以下关系计算要在处理开始之前在透析流体中设定的钠浓度的初始设定点:
其中使用的符号含义在术语表部分中得到澄清。
在柠檬酸盐也必须被考虑的情况下,控制单元12可以可选地使用以下关系:
其中使用的符号含义在术语表部分中得到澄清。
由于在透析开始时可能不知道Ku,因此可能使用等于Qdi/2的固定值,或者使用公式(6),用KoA作为过滤单元的使用类型的平均值或实际过滤单元的值。KbCit是柠檬酸盐的近似清除率值(用于计算/估计,参见下面的描述)。
当然,可以仅考虑专有的一些所考虑的物质和/或仅考虑专有的一些电导率和/或摩尔差异来使用不同的数学关系。
一旦已经计算出钠初始设定点并且由控制单元12驱动调节装置10已经制备好相应的透析流体,则处理可以开始。
透析流体循环通过过滤单元2的透析流体回路32和副室4以与血液进行交换。
相应地,血液从患者体内抽出并在体外血液回路17中循环,并且尤其是循环通过过滤单元2的主室3。
在处理开始时通过传感器11测量副室4下游的透析液的参数(在该具体示例中,电导率)的至少一个、并且通常是多个连续的初始值。
控制单元12被配置为在过滤单元2中的扩散过程达到稳定状态时立即验证并且进一步处理透析液的电导率初始值的测量。
事实上,当透析流体和血液开始交换时存在瞬变,在此期间透析器出口电导率不稳定;在瞬态期间,应该忽略所测量的出口电导率值。
如果发生以下一种或多种情况,则可以确定扩散过程的稳定状态:
-透析液电导率的中值或平均值的一阶导数的大小小于第一阈值;
-对于特定时间窗,透析液的电导率值的一阶导数的大小小于第一阈值;
-对于特定时间窗,透析液的电导率的滤波值的一阶导数的大小小于第一阈值,滤波值是通过中值滤波器(其挑选出中值)或线性滤波器、或者是有限脉冲响应滤波器(其等于加权平均值)、或者无限脉冲响应滤波器(其是标准的,但是具有以下形式:yf(t)=-a1*yf(t-1)-…..-an*yf(t-n)+ b1*y(t-k-1)+….+bm*y(t-k-m),其中yf(t)是时间t的滤波值,y(t)是时间 t的测量值,n和m是滤波器参数a和b(阶数)的个数,k是纯时延的个数) 滤波的值;
-透析液的电导率的中值的二阶导数的大小小于第二阈值;
-对于特定时间窗,透析液电导率的滤波值的二阶导数的大小小于第一阈值;
-由固定的先前时间点起,电导率的值本身或电导率值的滤波版本的变化或相对变化低于第一阈值(扩展窗口);
-由向后的固定时间间隔起,电导率的值本身或电导率值的滤波版本的变化或相对变化低于第一阈值(滑动窗口,长度不变);
-在血液和新鲜透析流体在过滤单元中开始循环之后已经过了预定时间,特别是所述预定时间不超过15分钟;
-在过滤单元中血液和透析流体开始循环之后已经过了可变时间,所述可变时间是至少一个参数的函数,例如过滤单元2的副室4的容积;特别地,可变时间可以是另外参数的函数,例如透析流体流速、血液流速、过滤单元渗透性等。
稳定状态最好是通过在1分钟的窗口观察Kdo的一阶导数并在其大小小于一个固定的阈值时进行检查来确定。一旦这个稳定性标准被满足,在1分钟的窗口上,Kdo被视为中间值。一阶导数用于避免出口电导率中可能存在的漂移。提取Kdo的中间值和/或平均值允许从平均值计算中排除掉出口电导率信号的可能异常值。
为了最小化达到稳定状态所需的时间,在这个初步的等渗钠识别阶段,可以防止透析流体流速和碳酸氢盐处方的变化。
反之,血流速、超滤流速或旁路的变化一般是允许的,但是它们会延迟稳定性。而且,在处理开始之后不可能改变浓缩物组合类型。
或者,可以仅仅估计透析流体电导率的初始值,其代表在扩散过程达到稳定状态之后占优势的条件;该估计基于透析液中达到稳定状态之前的一个或多个电导率测量并使用适当的估计算法。
葡萄糖和尿素是透析流体中主要的电中性物质,会降低透析流体的电导率。这种效应很小但是很明显,会导致血浆电导率低估,从而导致血浆钠的低估。因此,对尿素和葡萄糖贡献的补偿也可以应用于测量的电导率Kdi和 Kdo:对于纯离子溶液所得的电导率(K0,di和K0,do)可以选择性地用于使用如下报告的电导率的所有计算中。
控制单元12可以将所测量的透析液的初始电导率值作为至少葡萄糖浓度的函数进行补偿。
此外,控制单元可以将透析液的测量的初始电导率值作为流速(例如出口处的透析液流速)的函数来进行补偿。
控制单元12可以将所测量的透析液的初始电导率值作为过滤单元2的效率参数(例如过滤单元2的清除率,具体是尿素清除率)和函数来补偿。
此外,控制单元12可以将所测量的透析液的初始电导率值作为葡萄糖和 /或尿素的估计血浆浓度的函数来补偿。
补偿透析液的测量初始电导率值的具体公式如下:
术语表中给出了上面的符号和常数的含义。
如果葡萄糖存在于透析液体中,则控制单元12可以被配置成补偿透析流体的初始电导率作为葡萄糖浓度的函数。
控制单元12具体配置为使用以下公式补偿新鲜透析流体的初始电导率:
术语表中给出了上面的符号和常数的含义。
值得注意的是,副室4上游的新鲜透析流体的初始电导率可以被测量,或者作为透析电导率的设定值。
通常,也优选通过传感器35测量透析流体的初始电导率。
重要的是强调如上所述计算或确定的钠浓度的初始设定尽可能接近预期的血浆电导率(等式1)可以是可选的,这意味着用于估计初始血浆电导率的方法即使在透析电导率的钠含量最初由操作者简单设定时也可以进行。
基于主要电中性物质的修正也是可选的,可以被用以或不用以增加精度。
主要电中性物质(例如尿素和葡萄糖)的补偿可以替代地应用于最终调整贡献项。
反之,相关的是应尽可能快地测量过滤单元下游的至少电导率(并且优选还有过滤单元上游的电导率),即一旦达到稳定状态,或者一旦可以进行稳定状态中这种电导率的估计,则进行测量。
这是由于需要尽可能匹配患者的初始血浆电导率,其明显受到处理期间循环的透析流体的不同电导率的影响/改变。
为了基于测量值进行血浆电导率的第一估计,提供了两个实施例,其可以一起使用或可选地使用。
首先,控制单元12基于所测量的透析液的初始参数值(即,基于过滤单元出口上的透析液的电导率或浓度测量)和透析流体供给管线8中的透析流体的相应参数值(例如电导率或浓度),来计算初始血浆电导率的值。在处理开始时,特别是在使透析流体循环通过副室4直到测量用于计算初始血浆电导率的副室下游的透析液参数的初始值期间,透析流体的电导率(或浓度) 保持基本恒定。
换句话说,初始血浆电导率的计算是在没有电导率阶梯的情况下进行的,因为其通常在现有技术装置中进行。
事实上,允许血浆电导率估计的两个实施方案都不需要改变透析液体的透析电导率或钠含量,并且在两种情况下都不需要在透析器的入口和出口处进行测量。
在这方面,术语“基本上恒定”意味着透析流体的电导率不被机器或操作者改变,但由于噪声、浓缩计量系统公差或电导率测量公差引起的测量值的小的振荡,透析流体的电导率可能不是完全恒定的。一般来说,设定值附近的这些小变化小于0.2mS/cm。
在透析器的入口处和出口处仅进行一次可靠的测量就足以对PC有一个初步的(将被使得更准确)或已经是最终的估计。
从一般观点来看,控制单元12进一步被配置为根据至少一个或多个流速来计算血浆电导率。
流速包括副室4出口处的透析液流速;另外,流速也可以包括血液管线中的血液流速。
另外,过滤单元2的效率参数、特别是过滤单元2的清除率(例如尿素清除率)用于血浆电导率。当然,可以使用标称清除率和/或计算的清除率;计算的清除率可以是估计的清除率以及补偿的清除率。
此外,血浆电导率取决于透析液的初始电导率(可能是补偿的)和透析供给管线8中透析流体的电导率(可能是补偿的)。
根据第一实施例,控制单元12被编程为基于透析液的至少初始电导率加上在过滤单元或透析器处的入口和出口电导率之间的差(由透析液流速的因子加权)的总和,来计算初始血浆电导率。更详细地说,透析器的入口和出口电导率之间的差也由血液管线中的血液流速因子加权。
具体而言,根据第一实施例,控制单元12被配置为使用以下公式来计算血浆电导率:
术语表中给出了上述符号的含义。
值得强调的是,在上述计算初始血浆电导率(公式(4))的过程中,透析流体循环通过副室4,保持透析流体参数值基本恒定。
在第二实施例中,控制单元12被编程为基于新鲜透析流体的至少初始电导率加上透析器处的入口和出口电导率之间的差(由透析液流速的因子加权) 的总和,来计算初始血浆电导率。更详细地说,过滤单元或透析器的入口和出口电导率之间的差也由透析器清除率的因子加权。
具体而言,根据第二实施例,控制单元12被配置为使用以下公式来计算血浆电导率:
术语表中给出了上面的符号和常数的含义。
值得强调的是,在上述计算初始血浆电导率(公式(5))的过程中,透析流体循环通过副室4,保持透析流体参数值基本恒定。
更详细地说,在上面的公式中:
·k0,di是透析流体电导率的设定值/传感器35测量值,对葡萄糖校正(参见前面的等式);
·k0,do是稳定性1分钟窗口上出口电导率的平均值,对葡萄糖和尿素校正;
·Qdi是透析流体流速的设定值;
·Qbset和Qdo分别是过滤单元或透析器出口处在稳定窗口中的血液流速设定和透析液流速的平均值;
·Ku是尿素的透析器扩散清除率。由于在此时可能不知道Ku,所以可以使用不同的估计。
Ku可以近似为Qdi/2。
或者,Ku可以如下计算:
其中
·如果控制单元有关于使用的透析器的信息,则KoA是已知值。如果控制单元没有使用的透析器的信息,则使用KoA=1100ml/min作为固定值的标准透析器值。
·Qbw是血水流速,例如计算如下:
Qbw=fbw·Qb=0.89·Qb (7)
其中Qb是真实的血液流速,fbw是假设血细胞比容为30%的尿素的表观血液水分数。
根据第一估计值,kp,1可能在处理开始后约6到10分钟得到。
当然,用于估计血浆电导率的公式(4)和(5)都可以迭代地应用,这意味着新计算的PC(kp,1)的估计值被施加到透析流体,并且一旦达到稳定状态,则在对过滤器入口和出口的电导率进行测量后再次计算新的估计值。
当然,在根据公式(4)或(5)对上述计算中的任何一个进行迭代的情况下,在第一次血浆电导率估计之后,透析流体参数值由于新计算的PC(kp,1)估计值被施加到透析流体而改变,这意味着透析流体的电导率被改变。然而,这并不影响根据公式(4)和(5)的第一次计算在透析流体的电导率没有改变的情况下进行。
在采用该方法的一种方式中,第一式(4)或第二式(5)仅应用一次,并且估计的PC(kp,1)被认为已经是初始血浆电导率的良好估计。
在另一种方式中,第一式(4)被应用两次。
在再一种方式中,第二式(5)被应用两次;在这种情况下,迭代地计算并应用对应于kp,1”的透析流体钠浓度。一旦达到稳定状态,就再次测量kdo:稳定性标准与前述相同。根据式(5)对PC(kp,2)进行第二次估计,并且 kp,2用作kp,pre。
在这第二种情况下,在处理开始后约11-17分钟应得到kp,2。
再一种方式,第二式(5)应用两次。
图3中示意性地示出了根据所描述的实施例中的一个的上述步骤。
需要注意的是,在等式(4)和(5)中,可以使用kdo和kdi来代替k0,do和k0,di。
可以为kp,1和kp,2估计阶段中的每一个提供到时时间(timeout)(由于例如一些参数的变化)。在这些到时时间中的任何一个结束时(例如,如果还没有达到稳定性),则应该触发警报以使等渗处理程序失效。一般来说,在处理中过晚使用等渗透析是没有意义的。
然后确定对应于kp,pre的透析流体钠浓度。
施加的所得透析流体钠浓度cdi,Na,kp,pre将对应于实施等电导透析。
然而,由于要施加等渗或等渗性或等渗度的透析,所以可以用适当的调整因子(取决于应用等渗、等渗性或等渗度透析的选择)来调整该钠值。
关于上述处理,应注意以下几点。
等渗性透析一般可被认为是患者的细胞外液中的钠浓度在整个处理过程中保持稳定或经历减少变化的处理。
然而值得注意的是张力由渗透活性的颗粒决定。
实际上,透析流体(和血浆)含有许多种影响张力/渗透压的物质,而不仅仅是钠,即使这是血清渗透压的主要决定因素。
因此,等渗透析可被认为是这样一种透析,其中患者体液的张力在整个处理期间保持稳定或在整个处理期间经历减小的变化。这可以通过在整个处理过程中保持透析流体的张力基本上等于细胞外液的张力来实现。在这种情况下,透析流体的张力在过滤单元2之前到之后不会改变。
一般而言,等渗度透析可以被认为是这样一种处理,其中在患者细胞外液中钠和钾浓度的总和在整个处理期间保持稳定或经历减小的变化(在这种情况下,透析流体的钠和钾浓度的总和在过滤单元2之前到之后不会改变)。考虑到患者在处理过程中会失去一定量的钾,可以用血清钠浓度的成比例升高来保持等渗度条件。一般来说,患者的钾过载量要减少;同时,在等渗度透析期间,希望血液的张力不要改变过多,因此钾被减少,但钠和钾的总和保持恒定(即,血浆钠稍微增加)。
一般而言,等电导透析可以被认为是这样一种透析处理,其保持透析流体的电导率等于细胞外流体的电导率(在这种情况下,由血浆电导率表示)。
血浆电导率(PC,Kp)是在通过透析器期间透析流体电导率不变时所处的电导率。于是,过滤单元2的上游和下游的电导率相等:Kdi=Kdo。
在将进行等渗或等渗性或等渗度的处理的情况下,所提及的调整因子基于摩尔电导率、透析流体组成以及最佳估计的血浆水成分来计算,这将在下面的描述中更好地显现。血浆水成分的最佳估计可以来自文献,或者可以基于统计学准备的值或患者的测试,或者通过在处理之前进行的直接实验室测量获得。
根据创新的方面,控制单元12接收代表所述血液管线6、7中的血液参数的值。血液参数可以是血浆电导率或血浆电导率相关的参数。
特别地,控制单元12可以被编程用于计算血浆电导率,例如执行先前公开的方法,或者可选地使用诸如在EP 2377563中描述的已知方法。
或者,控制单元12直接接收血浆电导率作为输入。例如,医生或护士可以接收实验室分析,并且可以通过透析监控器的用户界面将数据提供给机器;控制单元12被编程用于在存储器中存储待用于随后的透析流体参数调节的血浆电导率。
最后,血浆电导率可以使用合适的血浆电导率传感器在开始处理过程之前由监测器在体内直接测量。
控制单元12通常被配置用于将透析供给管线8中的透析流体的参数值设定在设定点处。
透析流体的参数在透析流体的电导率、透析流体的电导率相关参数、透析流体中物质的浓度以及透析流体中物质的浓度相关参数之间选择。
根据具体的透析监控器,可以在透析管线中调节钠含量(或多于一种电解质的含量)。或者,控制参数可以是透析流体的总体电导率。
透析流体中的参数值的设定(以下称为透析流体中的钠浓度设定点,不具有限制作用)包括计算钠浓度设定点(至少)的子步骤,其计算作为所基于的主要贡献项的函数/血浆电导率的函数,以及作为调整贡献项(即考虑到某些特定物质的传输驱动梯度的项)的函数。此外,如本说明书的最后段落中详细解释的,可应用对意外钠转移的补偿。
主要贡献项可能影响(可能贡献于)透析流体钠浓度设定点达到同一参数值的至少80%(特别是达到同一参数值的至少90%),即钠浓度的一般值主要取决于血浆电导率。
更详细地说,调整贡献项可能对透析流体钠浓度设定点的贡献小于同一参数值的15%(并且特别是对于同一参数值的贡献小于10%)。
为了获得实施某种透析的透析流体钠(即Cdi,Na,set),需要施加调节因子 Cdi,Na,adj以使透析流体与特定浓度的血浆匹配。
虽然不是必须的,因为也可以基于电导率进行计算,主要贡献项和调整贡献项在大小上是流体中物质(例如钠)的浓度。
调整贡献项是相对于等电导状态的钠浓度设定点调整,以提供特定的处理,其可以例如在包括等渗透析、等渗性透析和等渗度透析的组中进行选择。
申请人已经理解,某些特定物质,即碳酸氢盐、钾、乙酸盐和柠檬酸盐具有主要作用,当期望进行等渗或等渗性或等渗度透析处理时,应考虑这种主要作用。实际上,等电导透析(即保持透析流体的电导率等于细胞外液电导率(在这种情况下,由血浆电导率表示)的透析-如所定义的那样,血浆电导率(PC,Kp)作为在通过透析器的过程中透析流体电导率没有变化的电导率,使得透析器前和透析器后的电导率相等:κdi=κdo)导致患者钠过载。
为了避免过载,至少必须适当考虑上述物质的影响。当然其他物质也起作用,如乳酸、镁和钙。
此外,血液中和透析流体中的相同物质之间的浓度差同样影响等电导处理情况下的钠过载。
鉴于上述情况,申请人还认识到,在计算调整贡献项时,具有确定钠过量的权重的某些参数是已知的并且取决于机器修整(例如,使用的浓缩物) 或取决于患者的处方(例如透析液流速)。其他参数取决于正在经受处理的患者,因此可以直接测量(例如实验室分析)或估计(例如基于大人口数量或患者病史)。
由于等电导透析引起钠过载,所以调整贡献项通常假设为负值,即降低了为等电导处理计算的透析流体中钠的设定点浓度。
更详细地说,控制单元被配置为基于在包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组中选择的透析流体中的至少一种物质的浓度来计算调整贡献项;特别是根据至少两种所述物质的浓度进行计算,更详细地根据透析流体中碳酸氢盐、钾、乙酸盐和/或柠檬酸盐和乳酸盐的浓度进行计算。
如上所述,控制单元被配置为根据透析流体中上述物质中的至少一种和相同物质在血浆中的浓度加权差,来计算调整贡献项。
此外,控制单元根据透析流体中至少一种物质的摩尔电导率来计算调整贡献项;详细地说,所述物质可以选自包括碳酸氢盐、氯化物、乙酸盐、磷酸盐和硫酸盐的酸或盐的组,其中所述盐是与钠、钾、钙和镁形成。
更详细地说,计算考虑了至少两种、特别是至少三种所述物质的摩尔电导率,特别是碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠(NaCH3COO)、柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)和氯化钾(KCl)。
再者,调整贡献项是以下两个摩尔电导率之间的差的函数:选自包括碳酸氢钠(NaHCO3)、乙酸钠(NaCH3COO)、柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)和氯化钾(KCl)的组中的物质的第一摩尔电导率,和氯化钠(NaCl)的摩尔电导率。
或者,调整贡献项是以下两个摩尔电导率之间的差的函数:选自包括碳酸氢钠(NaHCO 3)、柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)和氯化钾(KCl)的组中的物质的第一摩尔电导率,和氯化钠(NaCl)的摩尔电导率。
所述控制单元还被配置为计算所述调整贡献项,作为选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组中的至少一种物质的估计的血浆水浓度的函数;特别是基于估计的所述物质中的至少两种、三种或四种的血浆水浓度进行计算;在本说明书的具体实例中,调整贡献项是估计的碳酸氢盐、钾和乙酸盐的血浆水浓度的函数,或者是估计的碳酸氢盐、钾、柠檬酸盐和乙酸盐的血浆水浓度的函数。
碳酸氢盐、钾、柠檬酸盐和乙酸盐的估计的血浆水浓度是大患者群体的相应物质的透析前平均值。如前所述,碳酸氢盐、钾和乙酸盐的估计血浆水浓度可以可选地基于其他统计学准备的值、或特定患者的历史值、或者在处理之前进行的直接测量。
注意,在具体的公式中,估计的血浆水浓度通过相应的(优选固定的) 调整因子进行调整。数值可以是例如0.95或1.05,但也可以使用其他值(通常取决于蛋白质含量和离子电荷)。
调整贡献项是多个分量的代数和,第一分量是透析流体中的至少一种物质和血浆中相同物质的浓度差、特别是加权差的函数,第二分量是透析流体中的至少第二物质和血浆中的相同第二物质的浓度差、尤其是加权差的函数,第三分量是透析流体中至少第三种物质和血浆中相同的第三种物质的浓度差、特别是加权差的函数,可选地,第四分量是透析流体中至少第四种物质和血浆中相同的第四种物质的浓度差、尤其是加权差的函数,第五分量至少取决于一种流速(特别是副室4的出口处的透析液流速)和过滤单元2的效率参数(特别是过滤单元2的清除率,可选的是尿素清除率)之间的比例。
该物质可以选自包括碳酸氢根阴离子(HCO3 -)、乙酸根阴离子 (CH3COO-)、柠檬酸根和钾离子(K+)、另外还有乳酸根的组。
上述一般考虑反映在特定的和非限制性的实施公式中,当已知血浆电导率时,其允许确定透析流体中用于运行等渗、等渗性或等渗度处理的钠浓度的精确设定点。
当然,可以替代地使用包括上述一个或多个一般原理/物质的不同的公式。
为了获得实施等渗透析的透析流体钠(即cdi,Na,set,isotonic),需要应用调节因子cdi,Na,isotonic,adj以使透析流体与血浆的张力匹配:
其中:
或者其中根据以下关系调整因子也考虑柠檬酸盐:
图4显示了在设置用于进行等渗透析处理的新鲜透析流体钠浓度之后透析器上游和下游的电导率值。
因子k(即krest1,krest2和krest3-也参见下面的公式(10)和(11))定义了由于透析流体中不同于在各公式中已经处理和包括的成分的其它成分对电导率的影响。因此,含有钙、镁、乳酸盐、磷酸盐和硫酸盐的盐的作用可能对电导率有影响。由这些成分产生的效果通常很小,并且在各透析处理之间没有显著变化。
为了获得实施等渗性透析的透析流体钠(即cdi,Na,set,isoNa),需要应用调节因子cdi,Na,isoNa.adj以使从透析器出去的透析液钠浓度与透析器入口处的透析流体钠浓度匹配:
其中:
或者其中根据以下关系调整因子也考虑柠檬酸盐:
为了获得实施等渗度透析的透析流体钠,即cdi,Na,set,isoNa+K,需要应用调整因子cdi,Na,isoNa+K.adj以使从透析器输出的透析液中钠和钾的浓度之和与透析器入口处透析流体的相应浓度和匹配:
其中:
或者其中根据以下关系调整因子也考虑柠檬酸盐:
一旦计算出钠的设定点,则控制单元驱动调节装置10以调节新鲜透析流体中物质的电导率或浓度,并将透析流体供给管线8中的透析流体的参数值设置在计算的设定点。
关于为等渗、等渗性和等渗度透析处理设定的所有上述钠浓度,值得注意的是,计算和建议的浓度应在等渗钠的设定用户限度内。
在等渗透析开始之前,操作者可以将这些限制选择在如下限制内:
·例如,绝对安全范围(如120÷160mmol/l);
·给定使用的袋子和规定的碳酸氢盐,钠范围对应于机器的电导率允许范围(例如12÷16mS/cm)。
一般来说,如果对于该设定计算出的钠浓度值超出用户范围,则等渗透析应该被停用和/或至少给操作员一个警告。
因此,所述任务的输出是透析流体中钠浓度的新值,当等渗透析激活时,其被用作调节装置的钠设定值(即浓缩物给料系统)。
有利地,钠设定值的变化不会影响碳酸氢盐设定值,其保持由操作者设定的值。
为了进一步提高钠设定调整的自由度,在将其应用于剩余的处理之前,还可以施加额外的偏移。这个额外的偏移可以根据等渗透析类型而不同。
在应用上述的钠调节之后,对应于用公式8、10或12确定的新鲜透析流体钠浓度的入口电导率在剩余的处理过程中保持不变。
在设定用于等渗处理的钠设定点之后,可以使用常规程序(例如专利EP 547025或EP 920877中所述的那些)来进一步计算/监测血浆电导率,以在整个处理过程中监测PC。
在识别阶段(即血浆电导率初始估计)期间,钠设置可能太高,导致意外的钠负荷。这个估计的时间可能略有不同,但平均约为15分钟;相应地,误差的大小在5mmol/l的范围内(当然,随着预期的血浆电导率与实际的血浆电导率的匹配程度以及等渗调整的大小而变化)。
为了在透析处理期间维持患者的钠平衡,必须调整计算的钠设定值以补偿患者额外不需要的钠负荷。
此外,如果使用诸如在专利EP 547025或EP 920877中描述的用于监测整个处理过程中的血浆电导率的常规程序(例如,Diascan测量),钠转移将由电导率阶梯而产生(例如10mmol/L在120s内)。该钠转移可以是正向或负向。
这种无意的转移可能需要补偿,以便在处理期间保持所需的钠平衡。
为了使处理真正等渗(或者更好地使透析流体和血液之间的张力梯度最小化),这种无意的转移需要作为整体来补偿。
为了管理多个偏差(例如来自Diascan测量),可以通过对目标钠设定点 (即,在等电导率测量之后设定的钠浓度cdi,Na,set)的一些或可能的任何偏差进行积分来实现补偿,然后在处理的剩余时间(T-t,其中T是总处理时间,t是经过的处理时间)进行补偿。
施加的补偿钠浓度设定点可以按照下式计算:
其中cdi,Na,set是由所述算法计算的钠设定点(换言之,cdi,Na,set可以是cdi,Na,set,isotonic,cdi,Na,set,isoNa,cdi,Na,set,isoNa+K;参见公式8,10和12),Cdi,Na,actual是在施加额外补偿时在处理过程中使用的实际透析流体钠浓度设定点 (注意,由于等电导率的初始估计和/或血浆电导率监测程序(例如Diascan 步骤),Cdi,Na,actual可能偏离Cdi,Na,set。
一旦已经计算出Cdi,Na,set(例如,在开始处理之后约15分钟,即在识别阶段结束时),补偿可能会或可能不会被激活,并且可能(或可能不)考虑过去的历史,以便在等电导率识别阶段的任何钠转移也得到补偿。
在每个钠的第i偏差之后,即当钠等于cdi,Na,actual,i达到Δti持续时间时,可以应用补偿。因此,也可以考虑中止的Diascan措施(在这种情况下,Δt 可能低于预测电导率阶梯)。
与其为每个偏差应用单一的补偿因子,可能的替代方案是应用积分控制器,该控制器根据所施加的钠设定与发现的等渗/等渗性/等渗度设定之间的当前误差和仍然可用的时间,自动应用一个校正的设定。
Claims (27)
1.一种用于体外血液处理的设备,包括:
-具有由半透膜(5)隔开的主室(3)和副室(4)的过滤单元(2);
-连接到所述主室(3)的入口的抽血管线(6);
-连接到所述主室(3)的出口的血液返回管线(7),所述抽血管线(6)和所述血液返回管线(7)被配置用于连接到患者心血管系统;
-连接到所述副室(4)的入口的透析供给管线(8);
-连接到所述副室(4)的出口的透析流出管线(13);
-连接到所述供给管线(8)的用于制备透析流体的制备装置(9),包括用于调节所述透析流体的组成的调节装置(10);
-连接到所述调节装置(10)并被编程为用于接收表示第一参数的值的控制单元(12),所述第一参数选自包括血浆电导率、血浆电导率相关参数、血液中至少一种物质的浓度、血液中至少一种物质的浓度相关参数的组,其中所述控制单元(12)被配置用于将所述透析供给管线(8)中的透析流体的第二参数值设置在设定点,所述透析流体的第二参数是选自包括所述透析流体的电导率、所述透析流体的电导率相关参数、所述透析流体中至少一种物质的浓度、和所述透析流体中至少一种物质的浓度相关参数的组中的至少一种;
其中所述透析流体中的第二参数值的设定包括计算参数值的子步骤,该参数值作为基于第一参数的主要贡献项的函数,并且作为基于选自下组的透析流体中至少一种物质的浓度的调整贡献项的函数,该组包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐,其中所述调整贡献项是相对于等电导透析的钠浓度设定点的钠浓度设定点调整,应用于所述等电导透析的钠浓度设定点的调整贡献提供选自下组的处理,该组包括等渗透析、等渗性透析和等渗度透析以及从血浆中去除或向其增加一定量的至少一种物质的处理。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为基于选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐的组中的所述透析流体中的两种或更多种物质的浓度,来计算所述调整贡献项。
3.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为作为选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐的组中的所述透析流体中的至少三种物质的浓度的函数,来计算所述调整贡献项。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为作为所述透析流体中碳酸氢盐、钾、乙酸盐和柠檬酸盐的浓度的函数,来计算所述调整贡献项。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为所述透析流体中的至少一种物质和血浆中相同物质的浓度的加权差的函数,所述物质选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为所述透析流体中的至少两种物质和血浆中相同物质的浓度的加权差的函数,所述物质选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组。
7.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为碳酸氢盐、钾、乙酸盐和柠檬酸盐在透析流体和血浆中相同物质的浓度差的函数。
8.根据权利要求1所述的设备,其中所述主要贡献项是在等电导透析中钠的透析流体浓度。
9.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元驱动所述调节装置(10)以调节所述透析流体中至少一种物质的电导率或浓度,所述控制单元将所述透析供给管线(8)中的透析流体的第二参数值设定在所计算的设定点处。
10.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠(NaCH3COO)、氯化钾(KCl)、乳酸钠(NaC3H5O3)和柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)的组中的所述透析流体中至少一种物质的摩尔电导率的函数。
11.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠(NaCH3COO)、氯化钾(KCl)、乳酸钠(NaC3H5O3)和柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)的组中的所述透析流体中至少两种物质的摩尔电导率的函数。
12.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠(NaCH3COO)、氯化钾(KCl)、乳酸钠(NaC3H5O3)和柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)的组中的所述透析流体中至少三种物质的摩尔电导率的函数。
13.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化钠(NaCl)、乙酸钠(NaCH3COO)、柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)和氯化钾(KCl)的摩尔电导率的函数。
14.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢钠(NaHCO3)、乙酸钠(NaCH3COO)、柠檬酸三钠(Na3C6H5O7)、乳酸钠(NaC3H5O3)、氯化钾(KCl)的组中的物质的第一摩尔电导率与氯化钠(NaCl)的摩尔电导率之差的函数。
15.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组中的至少一种物质的估计或测量的血浆水浓度的函数。
16.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组中的至少两种物质的估计或测量的血浆水浓度的函数。
17.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为选自包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐的组中的至少三种物质的估计的血浆水浓度的函数。
18.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为碳酸氢盐、钾、柠檬酸盐和乙酸盐的估计的血浆水浓度的函数。
19.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为将所述调整贡献项计算为至少两个分量的代数和,第一分量是所述透析流体中的至少一种物质和血浆中的相同物质的浓度差的函数,第二分量是所述透析流体中至少第二种物质和血浆中相同的第二种物质的浓度加权差的函数。
20.根据权利要求1所述的设备,其中,所述控制单元被配置为将所述调整贡献项计算为至少两个分量的代数和,第一分量是所述透析流体中和/或血浆中的至少一种物质的浓度的函数,第二分量是所述透析流体中和/或血浆中至少第二种物质的浓度的函数。
21.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算所述调整贡献项,以作为所述副室(4)的出口处的透析液流速和所述过滤单元(2)的清除率的函数。
22.根据权利要求1所述的设备,其中,所述控制单元被配置为计算血浆电导率,以作为所述副室(4)的出口处的透析液流速和所述抽血管线(6)和所述血液返回管线(7)中的血液流速的函数。
23.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算血浆电导率,以作为所述过滤单元(2)的清除率的函数。
24.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被配置为计算血浆电导率,以作为所述透析液的至少初始电导率和所述透析供给管线(8)中的所述透析流体的至少电导率的函数。
25.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制单元被编程为允许选择选自包括等渗透析、等渗性透析和等渗度透析的组中的至少一种处理模式,所述控制单元被配置为驱动所述调节装置,以作为所计算的血浆电导率和所选择的处理模式的函数,以设定期望的透析流体入口电导率或期望的透析流体入口物质浓度。
26.根据权利要求25所述的设备,其中所述透析流体入口物质是钠。
27.一种用于在体外血液处理设备中设定参数的方法,所述设备包括:
具有由半透膜(5)隔开的主室(3)和副室(4)的过滤单元(2);
连接到所述主室(3)的入口的抽血管线(6);
连接到所述主室(3)的出口的血液返回管线(7),所述抽血管线(6)和所述血液返回管线(7)被配置用于连接到患者心血管系统;
连接到所述副室(4)的入口的透析供给管线(8);
连接到所述副室(4)的出口的透析流出管线(13);
连接到所述供给管线(8)的用于制备透析流体的制备装置(9),包括用于调节所述透析流体的组成的调节装置(10);
连接到所述调节装置(10)并被编程为用于接收表示所述抽血管线(6)和所述血液返回管线(7)中的血液参数的值的控制单元(12),所述血液参数选自包括血浆电导率、血浆电导率相关参数、血液中至少一种物质的浓度、血液中至少一种物质的浓度相关参数的组,所述方法包括由所述控制单元执行的如下步骤:
将所述透析供给管线(8)中的透析流体的参数值设置在设定点,所述透析流体的参数是选自包括所述透析流体的电导率、所述透析流体的电导率相关参数、所述透析流体中至少一种物质的浓度、和所述透析流体中至少一种物质的浓度相关参数的组中的至少一种;
其中所述透析流体中的参数值的设定包括计算参数值的子步骤,该参数值作为基于所述血液参数的主要贡献项的函数,并且作为基于选自下组的透析流体中至少一种物质的浓度的调整贡献项的函数,该组包括碳酸氢盐、钾、乙酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、镁、钙、硫酸盐和磷酸盐,其中所述调整贡献项是相对于等电导透析的钠浓度设定点的钠浓度设定点调整,应用于所述等电导透析的钠浓度设定点的调整贡献提供选自下组的处理,该组包括等渗透析、等渗性透析和等渗度透析以及从血浆中去除或向其增加一定量的至少一种物质的处理。
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