CN111744064A - 使用患者透析前的血尿素氮水平进行精确补充 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了使用患者透析前的血尿素氮水平进行精确补充，具体涉及用于补充磷酸锆的装置、系统和方法。所述装置、系统和方法使用患者透析前的BUN水平来设置一个或多个用于补充磷酸锆的补充参数。所述装置、系统和方法允许基于患者透析前的BUN水平精确地补充磷酸锆。

Description

使用患者透析前的血尿素氮水平进行精确补充
技术领域
本发明涉及用于补充磷酸锆的装置、系统和方法。所述装置、系统和方法使用患者透析前的BUN水平来设置一个或多个用于补充磷酸锆的补充参数。所述装置、系统和方法允许基于患者透析前的BUN水平精确地补充磷酸锆。
背景技术
磷酸锆用于吸附剂透析以从透析液中去除废物和不需要的溶质，包括铵离子、钾离子、钙离子和镁离子。使用后，可以对磷酸锆进行再处理或补充以恢复材料的功能能力。补充磷酸锆所需的补充溶液的量部分取决于治疗过程中磷酸锆去除的氨的量，而氨的量又取决于患者透析前的BUN水平。已知的系统和方法无法根据患者透析前的BUN水平设置补充磷酸锆所用的补充参数，而是使用一刀切的方法，即使用足够的补充溶液来确保为具有最高BUN水平的患者完全补充磷酸锆。在大多数情况下，该一刀切的方法使用比所需更多的补充溶液，从而增加成本和废物，并增加进行补充所需的时间。
因此，需要使用患者透析前BUN水平来设置补充参数的精确吸附剂材料补充系统和方法。该需要扩展到准确、有效和经济地执行精确吸附剂补充。该需要包括允许这种精确补充而无需额外的化学品或时间的系统和方法。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种系统。在任何实施例中，该系统可以包括补充流动路径，该补充流动路径包括一种或多种补充溶液源；所述一种或多种补充溶液源可流体地连接至包含磷酸锆的磷酸锆吸附剂模块的入口；和至少一个泵，其用于从所述一种或多种补充溶液源引入一种或多种补充溶液通过所述磷酸锆吸附剂模块；和处理器，所述处理器被编程为基于患者透析前的BUN水平设置一个或多个补充参数以对所述吸附剂模块内的磷酸锆进行补充。
在任何实施例中，一种或多种补充溶液源可以包含盐水源和水源。
在任何实施例中，一个或多个补充参数可以包括以下至少之一：补充时间、补充温度、至少一种补充溶液的体积、至少一种补充溶液的浓度及其组合。
在任何实施例中，处理器可以使用等式体积＝A*透析前BUN+B设置所述一种或多种补充溶液的体积；其中A和B基于患者透析前的溶质水平和所述一种或多种补充溶液的浓度。
在任何实施例中，处理器可以被编程为基于患者透析前BUN水平和一种或多种补充溶液的浓度设置一种或多种补充溶液的体积。
在任何实施例中，处理器可以被编程为基于患者透析前BUN水平和待使用的一种或多种补充溶液的体积设置一种或多种补充溶液的浓度。
在任何实施例中，该系统可包括在流出物管线中的至少一个氨传感器，该流出物管线可流体地连接到磷酸锆吸附剂模块的出口，其中所述处理器被编程为基于来自磷酸锆吸附剂模块的流出物中的氨浓度估计患者透析前BUN水平。
在任何实施例中，处理器可被编程为基于流出物中的氨浓度与已知氨测量曲线比较估计患者透析前BUN水平。
在任何实施例中，处理器可以被编程为从用户接收患者透析前BUN水平。
在任何实施例中，该系统可以包括与所述处理器通信的读取器，所述读取器从吸附剂模块上或中的读取器组件接收患者透析前BUN水平。
作为本发明的第一方面的部分公开的特征可以单独地或组合地处于本发明的第一方面中，或遵循所描述要素中的一个或多个的优选布置。
本发明的第二方面涉及一种方法。在任何实施例中，该方法可以包括通过将一种或多种补充溶液从一种或多种补充溶液源引入通过具有一个或多个补充参数的磷酸锆吸附剂模块补充磷酸锆吸附剂模块内的磷酸锆的步骤；其中一个或多个补充参数基于患者透析前BUN水平设置。
在任何实施例中，一个或多个补充参数可以包括以下至少之一：补充时间、补充温度、至少一种补充溶液的体积、至少一种补充溶液的浓度及其组合。
在任何实施例中，一种或多种补充溶液源可以包含盐水源和水源。
在任何实施例中，该方法可以包括以下步骤：基于流体连接至磷酸锆吸附剂模块的出口的流出物管线中的氨传感器来估计患者透析前BUN水平。
在任何实施例中，该方法可以包括基于透析液流动路径中的一个或多个传感器来估计患者透析前BUN水平的步骤。
在任何实施例中，该方法可包括从用户接收患者透析前BUN水平的步骤。
在任何实施例中，设置补充参数可以包括基于患者透析前BUN水平和待使用的一种或多种补充溶液的体积设置一种或多种补充溶液的浓度。
在任何实施例中，设置补充参数可以包括基于患者透析前BUN水平和一种或多种补充溶液的浓度设置一种或多种补充溶液的体积。
在任何实施例中，设置补充参数可以包括使用等式体积＝A*透析前BUN+B设置一种或多种补充溶液的体积；其中A和B基于患者的一种或多种溶质的透析前水平、透析过程参数、一种或多种补充溶液的浓度以及补充参数。
在任何实施例中，所述方法可以由吸附剂补充器的处理器执行。
作为本发明的第二方面的部分公开的特征可以单独地或组合地处于本发明的第二方面中，或遵循所描述要素中的一个或多个的优选布置。
附图说明
图1示出了吸附剂补充器。
图2示出了磷酸锆补充流动路径。
图3示出了能够确定患者透析前BUN水平的具有传感器的透析液流动路径。
图4是示出基于患者透析前BUN水平的精确补充方法的流程图。
具体实施方式
相关申请的交叉引用
本申请是2018年10月1日提交的美国专利申请16/148,383的部分继续，其要求2017年11月8日提交的美国临时申请62/583,356的权益和优先权。
另外，本申请是2018年1月16日提交的美国专利申请15/872,363的部分继续，其中要求2017年2月9日提交的美国临时申请62/456,700的权益和优先权，并且将上述每个申请的公开内容通过引用全部合并于此。
除非另外定义，否则所使用的所有技术和科学术语均具有与本领域的普通技术人员通常所理解的相同的意义。
冠词“一个/种(a)”和“一个/种(an)”用于指一个或指超过一个(即指至少一个)所述冠词的语法对象。举例来说，“一个要素”意思指一个要素或多于一个要素。
术语“氨浓度”是指溶解在给定体积的溶剂中的氨量。
“氨传感器”可以是能够确定流体内氨浓度的任何部件或部件组。在某些实施例中，氨传感器可以确定流体中的氨和铵离子浓度。
术语“盐水源”是指盐和/或含有用于补充吸附剂材料的溶质的缓冲液的溶液的来源。在某些实施例中，盐水源可以含有钠盐、乙酸、乙酸钠或其组合。
术语“通信”或“电子通信”可以指通过电连接或两个部件或系统之间的任何其它电传输无线地传输电子数据、指令、信息的能力。
术语“比较”是指第一值或第一组值与第二值或第二组值的匹配。
术语“包含”包括但不限于在词“包含”之后的任何内容。所述术语的使用指示所列出的要素是必需的或强制性的，但是其它要素是任选的并且可以存在。
术语“浓度”指每给定体积溶剂的溶质量。
术语“由……组成”包括并且限于短语“由......组成”后面的内容。所述短语指示受限要素为必需的或强制性的，并且指示可能不存在其它要素。
术语“基本上由……组成”包括在术语“基本上由……组成”后面的任何内容以及不影响所描述设备、结构或方法的基本操作的附加要素、结构、动作或特征。
术语“透析液流动路径”可以指输送诸如透析液的流体的流体路径或通道，并且被配置为形成用于腹膜透析、血液透析、血液滤过、血液透析滤过或超滤的流体回路的至少一部分。
术语“流出物”可以指离开容器、隔室或盒的液体、气体或其组合。
“流出物管线”可以是任何类型的流体通道、管或路径，其中离开容器、模块或部件的液体、气体或其组合可以从中流出。
“估计(Estimated/estimate/estimation)”指使用一个或多个变量间接确定一个或多个参数。
术语“可流体连接的”指提供从一个点到另一个点的流体、气体或其组合的通道的能力。提供所述通道的能力可以为两点之间的任何连接、紧固或成型以准许流体、气体或其组合的流动。两个点可以在任何类型的隔室、模块、系统、组件和补充器中的任一个或多个之内或之间。
术语“流体连接的”指使得提供从一个点到另一个点的流体、气体或其组合的通道的特定状态。连接状态还可以包括未连接的状态，从而两个点彼此断开以中断流动。将进一步理解，如上文所定义的两个“可流体连接的”点可以来自“流体连接的”状态。两个点可以在隔室、模块、系统、部件和补充器(全部均为任何类型)中的任一个或多个内或之间。
术语“入口”可以指部件的一部分，流体、气体或其组合可以通过其被吸入该部件中。
术语“引入(introducing)”、“引入(introduced)”或“引入(introduce)”是指通过本领域技术人员已知的任何手段，使流体、气体或其组合定向地移动或流动。
对于一组给定的流体参数，“已知的氨测量曲线”是指流体中氨浓度随时间的图形或数字表示。
术语“出口”可以指部件的一部分，流体、气体或其组合可以通过其被吸出该部件。
“患者”或“个体”可以为任何动物物种的成员，所述动物物种优选为哺乳动物物种，任选为人类。个体可以为表观健康的个体、患有疾病的个体或正接受疾病治疗的个体。在某些实施例中，患者可以为人类、绵羊、山羊、狗、猫、小鼠或任何其它动物。
术语“患者透析前血尿素氮(BUN)水平”可以指在透析疗程之前患者体内来自尿素的氮量。BUN测量值通常以mg/dl单位给出，但也可以以每升尿素毫摩尔单位或任何其他浓度单位给出。
术语“患者透析前溶质水平”可以指在透析疗程之前患者体内溶质或溶质组的量。溶质水平的测量值可以任何浓度单位给出
所用的术语“处理器”是宽泛的术语，并且将对其给予对于本领域的普通技术人员来说普通且通常的意义。所述术语是指但不限于被设计成使用逻辑电路系统执行算术或逻辑操作的计算机系统、状态机、处理器等，所述逻辑电路系统响应于并且处理驱动计算机的基本指令。在第一、第二、第三和第四发明的任何实施例中，所述术语可以包括与其相关联的ROM(“只读存储器”)和/或RAM(“随机存取存储器”)。
当提及处理器时，术语“编程”可以表示使处理器执行某些步骤的一系列指令。例如，处理器可以被“编程”成设定功能、参数、变量或指令。
术语“泵”指通过施加吸力或压力，引起流体或气体移动的任何装置。
“可读组件”是可以包含可从读取器获得的信息的任何组件。
“读取器”是可以从第二组件(如条形码或RFID组件)获得信息的任何组件。
在数据的上下文中，术语“接收(receiving)”、“接收(to receive)”或“接收(received)”是指通过包括直接电接触、感应、磁、无线传输或网络连接的任何方式从任何来源获得信息或任何其它方式的数据传输或表示。
“补充参数”是补充材料时使用的任何因子或变量。在某些实施例中，补充参数可包括在补充中使用的补充溶液的流速、浓度或体积中的一个或多个。补充参数的其他非限制性实例可以是补充时间、补充温度、至少一种补充溶液的体积、至少一种补充溶液的浓度及其组合。
“补充溶液”为含有适当的用于补充特定吸附剂材料的离子的溶液。补充溶液可以为含有所有必需的用于补充吸附剂材料的离子的单一溶液。或者，补充溶液可以含有用于补充吸附剂材料的离子中的一些，并且一种或多种其它补充溶液可以用于补充吸附剂材料。
“补充溶液源”为可以从中获得补充溶液的任何流体或浓缩物源。
术语“补充温度”指补充吸附剂材料中所用的一种或多种组分的温度。补充温度可以指穿过包含吸附剂材料的吸附剂模块所引入的一种或多种补充溶液的温度，或可以指吸附剂材料本身的温度。
“补充”指处理吸附剂材料以恢复吸附剂材料的功能性容量以便在新的透析过程中使吸附剂材料返回到再使用或使用状态。在一些情况下，“可补充”吸附剂材料的总质量、重量和/或量保持不变。在一些情况下，“可补充”吸附剂材料的总质量、重量和/或量变化。在不受任何一个发明理论限制的情况下，补充过程可以涉及用不同离子交换结合到吸附剂材料的离子，这在一些情况下可能增加或降低系统的总质量。然而，在一些情况下，通过补充过程，吸附剂材料的总量将不变。在吸附剂材料进行“补充”时，就可以称吸附剂材料为“补充的”。
“补充流动路径”为流体可以行进通过同时在可再用吸附剂模块中补充吸附剂材料的路径。
如本文所用，术语“传感器”可以是任何类型的转换器，所述转换器可以测量溶液、液体或气体中物质的物理性质或数量，并且可以将测量结果转换成可以由电子仪器读取的信号。
在执行一系列指令或步骤的上下文中，术语“设定(setting)”、“设定(set)”或“设定(to set)”是指将一个或多个变量调整或控制到期望值以用于过程、方法或系统中。
术语“至少部分地基于……设定”或“基于……设定”指参数值的计算，其中所述值为至少一个其它变量的函数。
“吸附剂盒模块”或“吸附剂模块”意指吸附剂盒的分立组件。多个吸附剂盒模块可以装配在一起以形成具有两个、三个或更多个吸附剂盒模块的吸附剂盒。在一些实施例中，单一吸附剂盒模块可以含有所有用于透析的必需材料。在所述情况下，吸附剂盒模块可以为“吸附剂盒”。“吸附剂盒模块”或“吸附剂模块”可以含有用于吸附剂透析的任何材料，并且可以含有或可以不含有“吸附剂材料”或吸附剂。换句话说，“吸附剂盒模块”或“吸附剂模块”通常指在基于吸附剂的透析例如REDY(再循环透析)中使用“吸附剂盒模块”或“吸附剂模块”，而非指“吸附剂材料”必须含于“吸附剂盒模块”或“吸附剂模块”中。
术语“补充时间”指对于给定的补充参数集，恢复吸附剂材料的功能容量所需的总时间量。
术语“体积”指材料所占据的三维空间量。
“水源”为可以从中获得水的流体源。
“磷酸锆”是从流体中除去阳离子、将所除去的阳离子交换为不同的阳离子的吸附剂材料。
磷酸锆补充
本发明涉及用于在可再用磷酸锆吸附剂模块中补充和再使用磷酸锆的系统和方法。图1示出了用于在磷酸锆吸附剂模块中补充磷酸锆的补充器。补充器包括用于接受磷酸锆吸附剂模块的至少第一接受隔室101。接受隔室101具有可流体连接到磷酸锆吸附剂模块(未示出)的入口和出口的吸附剂模块入口和吸附剂模块出口(未示出)。门103控制接受隔室101的进入口。用户界面102可以接受来自用户的信息以用于控制补充过程。补充器可以任选地包括用于接受第二吸附剂模块的第二接受隔室104，所述第二吸收剂模块含有相同或不同的吸附剂材料以用于同时补充吸附剂材料。补充器可以包括任何数量的接受隔室以用于接受多个吸附剂模块或吸附剂模块的各种组合。补充器可以具有1、2、3、4、5或更多个接受隔室以用于补充任何数量的吸附剂模块。补充器可以通过补充流动路径可流体连接到一种或多种补充溶液源。泵和阀(未示出)控制流体从补充溶液源通过磷酸锆模块的移动。
通过将一种或多种含有酸、碱和钠盐的溶液引导通过磷酸锆模块来补充磷酸锆。补充溶液中的氢离子和钠离子置换来自在使用期间由磷酸锆结合并且吸附的透析液或源水的钾、钙、镁、铵和其它离子。在透析期间可以使用具有钠离子和氢离子的补充磷酸锆以从所使用的透析液中去除阳离子溶质。如所述，补充磷酸锆所需的钠离子和氢离子的量取决于吸附剂盒中脲酶分解尿素后产生的氨量，而氨量又取决于患者透析前血尿素氮(BUN)水平。
图2示出了用于在磷酸锆吸附剂模块202中补充磷酸锆的磷酸锆补充流动路径201的非限制性实施例。透析后，可以将磷酸锆吸附剂模块202从透析系统中移除，并且放置在补充器中。磷酸锆吸附剂模块202可以通过磷酸锆吸附剂模块入口203和磷酸锆吸附剂模块出口204可流体连接到磷酸锆补充流动路径201。在某些实施例中，补充期间的流动方向可以与治疗期间相反。即，在补充期间的磷酸锆吸附剂模块202的磷酸锆吸附剂模块出口204可用作透析治疗期间的入口。磷酸锆补充流动路径201可包括至少一个泵207，以提供用于使流体移动通过磷酸锆补充流动路径201的驱动力。在某些实施例中，可以包括两个或更多个泵，用于将来自补充溶液源的流体单独地引入磷酸锆吸附剂模块202中。如所描述，所述系统和方法允许设定当引入补充溶液通过磷酸锆补充流路201时所用的一个或多个补充参数，以进行精确补充。磷酸锆补充流动路径201可以包括一种或多种补充溶液源，包含盐水源205和水源206。盐水源205可以含有如氯化钠的盐的盐水溶液和如乙酸钠和乙酸的混合物的缓冲液。补充溶液中的钠离子和氢离子置换在先前透析疗程期间由磷酸锆吸附的铵离子和其它阳离子。尽管显示为单个盐水源205，但是可以使用多个补充溶液源。例如，含有氯化钠的第一补充溶液源和含有乙酸盐缓冲液的第二补充溶液源。替代地，可以使用三个补充溶液源，其中氯化钠、乙酸钠和乙酸在单独的补充溶液源中。如果使用多个补充溶液源，则补充溶液可以在磷酸锆补充流动路径201内混合，或者循序地泵送通过磷酸锆吸附剂模块202。能够使铵、钾、钙和镁交换钠和氢离子的钠盐和缓冲液的任何组合可以用作补充溶液。如果使用浓缩盐水溶液，则来自水源206的水可用于稀释来自盐水源205的盐水溶液，并在将盐水溶液引入通过磷酸锆吸附剂模块202之前和之后漂洗磷酸锆吸附剂模块202。用水稀释的浓盐水溶液允许处理器设置盐水溶液的浓度，而不是通过控制水和浓盐水溶液进入磷酸锆补充流动路径201的相对流速来使用预设浓度。在某些实施例中，盐水源205可含有盐水浓缩物，其盐浓度和缓冲液的浓度大于待在补充中使用的浓度。如所描述，盐水溶液可以用来自水源206的水在线稀释，以产生具有期望浓度的补充溶液。可以包括任选的阀208，以控制来自盐水源205或水源206的流体的移动。替代地，可以使用流体连接到每个补充溶液源的流体管线上的单独泵。处理器(未示出)可以被编程成控制泵或阀，以引导补充溶液从补充溶液源通过磷酸锆吸附剂模块202。处理器可以接收或导出患者透析前BUN水平，并设置用于补充磷酸锆的补充参数。本领域技术人员将理解，可以使用多个泵和阀布置，以将必需的补充溶液泵送通过磷酸锆吸附剂模块202。
在透析疗程期间，磷酸锆可以从用过的透析液中除去阳离子，包含铵离子、钾离子、钙离子和镁离子，将阳离子交换为氢离子和钠离子。氨是在治疗期间通过吸附剂盒中的脲酶分解尿素而形成的。在补充磷酸锆中使用的氯化钠和缓冲溶液用于用钠离子和氢离子置换在治疗期间吸附的阳离子，促进磷酸锆的重新使用。
可以将可选的氨传感器210放置在流出物管线209中，以在补充期间测量离开磷酸锆吸附剂模块202的流出物的氨浓度。从磷酸锆吸附剂模块202置换的氨将离开磷酸锆吸附剂模块202通过磷酸锆吸附剂模块出口204进入到流出物管线209中。氨传感器210可以确定流出补充溶液的总氨含量。
本领域技术人员将理解，可以使用几种方法来确定流出物管线209中的总氨含量。在某些实施例中，氨传感器210可以确定流出物管线209中的氨离子和铵离子两者的浓度。替代性地，氨传感器210可以确定氨离子或铵离子浓度和pH值，允许使用Henderson-Hasselbach方程确定总氨含量。在某些实施例中，氨传感器210可以测量氨气的分压，使用亨利定律和Henderson-Hasselbach方程确定流出物的总氨含量。还可以使用额外的传感器，如温度传感器。尽管图2中示出为单个氨传感器210，但是氨传感器210可以替代性地是确定流出补充溶液的各个参数的多个传感器，以允许计算流出补充溶液中的总氨含量。氨传感器210可以与处理器(未示出)通信，该处理器被编程为基于从氨传感器210接收的数据来估计患者透析前BUN水平。
可以对处理器进行编程，以在补充过程开始附近一次或多次接收补充溶液流出物中的总氨含量，并且可以将补充溶液流出物中的总铵含量与已知的氨测量曲线或使用查找表或其他比较方法表征的氨测量曲线进行比较。引入通过磷酸锆吸附剂模块202的补充溶液的流速也可以由处理器接收。基于流出物管线209中的流速和氨浓度，处理器可以基于与已知或表征的氨测量曲线的比较来确定或估计患者透析前BUN水平。在某些实施例中，氨传感器210可以与处理器结合使用，以基于根据由氨传感器210提供的测量值积分计算给定离散时间来确定磷酸锆吸附剂模块202中的总氨含量。
也可以使用获得患者透析前BUN水平的替代方法，包括透析治疗期间的方法。图3示出了使用单个尿素传感器316以获得患者透析前BUN水平的透析系统。透析系统包括流体地连接到透析器303的体外流动路径304。来自患者301的血液被血液泵302泵送通过体外流动路径304。透析液由透析液泵308泵送通过透析液流动路径305。废物或超滤液可以由废物泵306以流速Q废物除去。可以通过水泵307以流速Q水将额外的水添加到透析液流路305中。透析液再生系统可包括含有脲酶和任选的活性炭和/或氧化铝的第一脲酶模块309，以及含有磷酸锆和氧化锆的第二磷酸锆模块310。通过透析液再生系统的流体流速以Qcol给出。尿素传感器316确定透析液再生系统上游的透析液中的尿素浓度。脱气器311可以除去由尿素分解产生的二氧化碳。碳酸氢盐可以通过碳酸氢盐泵312从碳酸氢盐源(未示出)以碳酸氢盐添加速率Q碱添加。可以可选地包括静态混合器313，以确保碳酸氢盐浓缩物与透析液的完全混合。阳离子注入液，例如钙、镁和钾，可以由阳离子浓缩液泵315以流速Q阳离子添加。可以可选地包括静态混合器314，以确保阳离子浓缩物与透析液的完全混合。进入图3中的透析器303的血液的流速被以QBi给出。离开透析器303的血液的流速将为QBi–Quf，其中Quf表示超滤速率。进入透析器303的透析液的流速为QDi。离开透析器303的透析液的流速将是QDi+Quf。本领域技术人员将理解，使用所描述的流速和从尿素传感器316获得的透析液尿素浓度，可以确定患者透析前BUN水平。如所描述的，所确定的患者透析前BUN水平可以用于确定补充磷酸锆吸附剂模块310所需的补充溶液的量。可选地，位于脲酶模块309和磷酸锆吸附剂模块310之间的氨、铵和/或pH传感器可以用于估计患者透析前BUN水平。美国专利申请16/148,383描述了用于从所描述的传感器估计患者透析前BUN水平的方法，并且其全部内容通过引用结合于此。
接收患者透析前BUN水平的任何其他方法也可以用于精确补充，包括抽血和分析，或基于患者历史趋势的估计。补充器的处理器可以接收患者的透析前BUN水平，并如所述设置补充参数。所描述的接收患者透析前BUN水平的某些方法包括对透析液中尿素的实际测量，这可以实际确定由吸附剂盒处理的尿素的量。其他方法包括估算患者透析前BUN水平，然后估算吸附剂盒处理的尿素量。在任一种情况下，所描述的系统和方法都可以通过直接确定或估算，基于由吸附剂盒处理的尿素的量进行精确补充。
在某些实施例中，可以利用RFID标签、条形码或其他可读组件来跟踪患者对磷酸锆吸附剂模块的使用。可选地，可以通过补充器或透析治疗系统之间的电子或无线电通信来发送磷酸锆吸附剂模块的使用。处理器可以通过与处理器通信的读取器从可读组件接收患者透析前的BUN水平。可以将可读取组件如RFID标签或条形码固定到吸附剂模块上，并且在不同时间由处理器自动读取，所述时间包括在透析之前、在透析之后、在补充之前和在补充之后。单一读取器可以在每个使用阶段读取和跟踪吸附剂模块，或单独的读取器和补充器和透析系统可以包括在内以跟踪吸附剂模块的使用。跟踪系统可以跟踪哪些患者使用了吸附剂模块和患者透析前的BUN水平。可以将患者透析前BUN水平通报给处理器，所述处理器随后可以通过数学算法、查找表或其组合，确定所需的补充溶液的量。
一旦获得患者透析前的BUN水平，处理器就可以设置一个或多个补充参数，以便补充可重复使用的磷酸锆吸附剂模块中的磷酸锆。补充磷酸锆所需的钠离子和氢离子的量部分取决于处理过程中磷酸锆吸附的氨量。EQ(1)提供了一种算法，用于设置补充磷酸锆所需的补充溶液的体积。
体积＝A*透析前BUN+B EQ(1)
EQ(1)中的体积是指补充所需的补充溶液的体积。透析前BUN指患者透析前BUN水平。如等式(2-12)所示，A和B取决于补充溶液的浓度，其他补充参数(例如流速和补充温度)，患者透析前阳离子诸如钾、钙和镁的溶质水平的估计值，以及透析过程参数，例如流速、透析器类型和大小，以及过程时间。A因子还说明了尿素分解生成的穿过磷酸锆层的碳酸氢盐。
补充磷酸锆所需的补充溶液的体积基于处理过程中磷酸锆吸附的离子量，并且可以使用EQ(1)计算。
处理期间通过磷酸锆吸附剂模块引入的尿素总量由EQ(2)提供。
Figure BDA0002428063390000111
其中Qd为平均透析液流速，t为透析疗程的时间，并且
Figure BDA0002428063390000112
为透析液中的平均尿素浓度。可选地，处理期间通过磷酸锆吸附剂模块引入的尿素总量由EQ(3)提供。
总尿素＝Vprp*CBprp–Vpost*CBpost EQ(3)
其中＝Vprp是透析前患者水体积，CBprp是透析前患者尿素水平，Vpost是透析后患者水体积，CBpost是透析后患者尿素水平。透析后患者尿素水平可通过EQ(4)确定。
CBpost＝URR*CBprp EQ(4)
其中URR是透析治疗的尿素减少率。结合EQ(2-3)得出EQ(5)。
Figure BDA0002428063390000113
可以将EQ(5)求解为透析过程中透析液中的平均尿素浓度，得到EQ(6)。
Figure BDA0002428063390000121
因为脲酶将每个尿素分子转化为两个铵离子，所以引入磷酸锆的尿素总量是引入吸附剂盒的尿素量的两倍，在EQ(7)中示出。
Figure BDA0002428063390000122
在处理过程中，碳酸氢盐也被引入到磷酸锆中。碳酸氢盐既来自透析液中的碳酸氢盐，又来自因脲酶分解尿素而产生的碳酸氢盐。等式(8)提供了进入磷酸锆的碳酸氢盐的平均浓度。
Figure BDA0002428063390000123
其中
Figure BDA0002428063390000124
是进入磷酸锆的平均碳酸氢盐浓度，
Figure BDA0002428063390000125
是平均透析液碳酸氢盐浓度，X是尿素分解产生的碳酸氢盐的量的测量值。
补充所需的补充溶液总量由EQ(9)提供。
Figure BDA0002428063390000126
其中Vr为补充磷酸锆所需的补充溶液的体积，Q为进入磷酸锆吸附剂模块的时间平均体积流速，t为会话时间，CNH4、CK、CCa、CMg和CHCO3为进入磷酸锆吸附剂模块的铵离子、钾离子、钙离子、镁离子和碳酸氢根离子的平均浓度，y和z为与磷酸锆的pH相关并且与从磷酸锆中释放的氢的量相关的变量，并且v为特异于在使用的补充过程的变量。重排EQ(9)提供了EQ(10-11)。
Figure BDA0002428063390000127
Figure BDA0002428063390000128
将EQ(11)与EQ(7)结合得出EQ(12)。
Figure BDA0002428063390000129
如所述，所需的补充溶液的体积由EQ(1)给出，其中A因子为
Figure BDA00024280633900001210
(2X*v*Q*t+y*x*v*Q*t)和B因子为
Figure BDA00024280633900001211
Figure BDA00024280633900001212
为了避免确定透析液中所有阳离子的平均浓度的需要，在某些实施例中，可以估计钾、钙和镁的浓度。该估计可以基于患者的先前病史。可选地，可以根据“最坏的情况”或患者可能期望的最大值来设置钾、钙和镁的浓度估计值。通过将浓度设置为最大值，可以确保充分补充，同时根据实际或估计的患者透析前BUN水平减少所使用的补充溶液的总体积。
本领域的技术人员将理解，浓度、补充温度、补充时间、体积和流量之间存在相互依赖性。例如，在较快的流速或较高的补充溶液浓度下，补充时间可能更少，但可能需要附加的化学品。在较低的流速或补充溶液浓度下，所述过程在化学品使用方面可能更有效，但可能需要更长的时间。用户可以基于用户目标输入期望最小化的值，并且系统可以基于患者透析前BUN水平确定补充溶液的适当浓度、流速和/或体积以最小化期望参数。系统可以适应用户的需要，用户定义补充过程的期望目标，以便最小化时间或最小化化学品使用。在某些实施例中，吸附剂补充器可以在补充开始时使用较高的浓度或流速，并且当补充过程接近完成时将浓度和/或流速调整得更低，从而使补充磷酸锆所必需的时间和补充溶液的体积最小化。
图4示出了用于基于患者透析前BUN水平对磷酸锆吸附剂模块中的磷酸锆进行精确补充的流程图。在步骤401，系统可以接收使用磷酸锆吸附剂模块的患者的透析前BUN水平。如描述的，处理器可以从任何来源接收患者透析前的BUN水平。在某些实施例中，可以将可读取组件如RFID标签或条形码固定到或嵌入吸附剂模块，并且由与处理器通信的读取器自动读取，包括在透析之前、在透析之后、在补充之前和在补充之后。读取器可以跟踪吸附剂模块以及使用吸附剂模块的患者，并包含患者透析前的BUN水平。可以将患者透析前BUN水平通报给处理器，所述处理器随后可以通过数学算法、查找表或其组合，确定所需的补充溶液的量。可替代地，用户可以通过与处理器通信的用户界面来输入患者透析前的BUN水平。用户可以从抽血和分析或任何其他来源获得患者透析前的BUN水平。可选地，可以使用来自先前疗程或先前疗程的平均值的确定的患者透析前BUN水平，基于患者的先前病史来估计患者透析前BUN水平。在某些实施例中，处理器可以基于流体连接至磷酸锆吸附剂模块的流出物管线中的氨传感器来确定患者透析前的BUN水平。在这样的实施例中，补充过程可以开始使用预定的一组补充参数，并且处理器可以在确定患者透析前BUN水平之后改变补充参数。
可选地，在步骤403，系统可以接收用户目标。如所描述的，用户可以请求补充花费一定量的时间，或者使用一定数量的化学品。在步骤402，系统可以基于患者透析前的BUN水平以及可选地基于用户目标来设置补充参数，例如以最小化时间、化学品或任何其他因素。在步骤404，系统可以使用步骤402设定的补充参数，将补充溶液引入吸收剂模块中并穿过吸收剂模块，以补充吸收剂模块内部的吸收剂材料。
处理器可以使用本领域已知的任何方法(包括查找表、数学算法或其组合)设定补充参数。例如，处理器可以使用查找表基于给定的患者透析前BUN水平确定适当的补充参数。如描述的，处理器还可使用查找表或数学算法来基于用户目标调整一个或多个补充参数。例如，如果用户希望最大限度减少补充磷酸锆时所用的盐水溶液量，则处理器可以基于查找表，设定较低的流量和盐水浓度以及较高的补充温度。在某些实施例中，查找表可以包括基于所接收的患者透析前BUN水平的特定补充参数。可选地，可以基于患者透析前的BUN水平来提供选项，并且用户可以基于用户目标选择期望的选项。
本领域的技术人员应理解，取决于操作的具体要求，在所描述的系统和方法中可以进行各种组合和/或修改和变化。此外，如作为本发明的方面的部分说明或描述的特征可以单独地或组合地用于本发明的方面中，或遵循所描述的要素中的一个或多个的优选布置。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
补充流动路径，所述补充流动路径包括一种或多种补充溶液源；所述一种或多种补充溶液源可流体地连接至包含磷酸锆的磷酸锆吸附剂模块的入口；和至少一个泵，其用于从所述一种或多种补充溶液源引入一种或多种补充溶液通过所述磷酸锆吸附剂模块；和
处理器，所述处理器被编程为设置一个或多个补充参数，以基于患者透析前BUN水平补充所述吸附剂模块内的磷酸锆。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一种或多种补充溶液源包括盐水源和水源。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述一个或多个补充参数包括以下至少之一：补充时间、补充温度、至少一种补充溶液的体积、至少一种补充溶液的浓度及其组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述处理器使用等式：体积＝A*透析前BUN+B设置所述一种或多种补充溶液的体积；其中A和B基于患者透析前的溶质水平和所述一种或多种补充溶液的浓度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述处理器被编程为基于患者透析前BUN水平和所述一种或多种补充溶液的浓度设置所述一种或多种补充溶液的体积。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述处理器被编程为基于患者透析前BUN水平和待使用的所述一种或多种补充溶液的体积设置所述一种或多种补充溶液的浓度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其还包括在流出物管线中的至少一个氨传感器，所述流出物管线可流体地连接到所述磷酸锆吸附剂模块的出口；其中所述处理器被编程为基于来自所述磷酸锆吸附剂模块的流出物中的氨浓度估计所述患者透析前BUN水平。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理器被编程为基于所述流出物中的氨浓度与已知氨测量曲线比较估计所述患者透析前BUN水平。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中所述处理器被编程为从用户接收患者透析前BUN水平。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，还包括与所述处理器通信的读取器，所述读取器从所述吸附剂模块件上或内的可读取组件接收所述患者透析前BUN水平。
11.一种方法，其包括以下步骤：
通过将一种或多种补充溶液从一种或多种补充溶液源引入通过具有一个或多个补充参数的磷酸锆吸附剂模块补充所述磷酸锆吸附剂模块内的磷酸锆；
其中所述一个或多个补充参数基于患者透析前BUN水平设置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个补充参数包括以下至少之一：补充时间、补充温度、至少一种补充溶液的体积、至少一种补充溶液的浓度及其组合。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述一种或多种补充溶液源包括盐水源和水源。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，还包括以下步骤：基于流体连接至所述磷酸锆吸附剂模块的出口的流出物管线中的氨传感器来估计所述患者透析前BUN水平。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，还包括基于透析液流动路径中的一个或多个传感器估计所述患者透析前BUN水平的步骤。
16.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，还包括从用户接收所述患者透析前BUN水平的步骤。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中设置所述补充参数包括基于所述患者透析前BUN水平和待使用的所述一种或多种补充溶液的体积设置所述一种或多种补充溶液的浓度。
18.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中设置所述补充参数包括基于所述患者透析前BUN水平和所述一种或多种补充溶液的浓度设置所述一种或多种补充溶液的体积。
19.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中设置所述补充参数包括使用等式：体积＝A*透析前BUN+B设置所述一种或多种补充溶液的体积；其中A和B基于患者透析前的溶质水平和所述一种或多种补充溶液的浓度。
20.根据权利要求11-19中任一项所述的方法，其中所述方法由吸附剂补充器的处理器执行。
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