CN113260391A - 用于体外血液处理的装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种体外血液处理装置，其包括连接到血液回路和透析液回路的过滤单元、用于制备和调节透析流体的成分的制备装置；控制单元被配置用于基于医生处方将透析供应管路中的透析流体的钠浓度值设定在设定点处；从处理开始时估计的初始患者血浆电导率开始，并基于与规定的透析液电导率/钠浓度相等的目标血浆电导率/钠浓度，控制单元确定在处理期间要保持的透析流体和血浆电导率/浓度之间的最小恒定梯度，以在疗程结束时达到患者血浆中的电导率/浓度目标。

Description

用于体外血液处理的装置
技术领域
本发明涉及一种用于体外血液处理的装置和用于控制该体外血液处理装置的方法。
特别是，本发明可用于在血液透析或血液透析过滤处理期间调节透析液体的电导率。
更详细地，所述装置和方法特别被设置用于适当地调节透析液体中钠的浓度，特别是用于运行等渗或等钠或等渗度(isonatrikalemic)透析处理。
背景技术
肾脏履行许多功能，包括水的去除、分解代谢物的排泄(或来自新陈代谢的废物，例如，尿素和肌酐)、调节血液中电解质(例如，钠、钾、镁、钙、碳酸氢盐、磷酸盐、氯化物)的浓度以及调节体内酸/碱平衡，特别是通过去除弱酸和通过产生铵盐来实现。
对于已丧失肾脏功能的人，由于这些排泄和调节机制不再起作用，身体累积来自新陈代谢的水和废物，并表现出过多的电解质，以及通常为酸中毒，血浆的pH值向下移动到低于7.35(血液pH值通常在7.35至7.45之间的狭窄范围内改变)。为了克服肾功能不全，传统的处理方法是通过具有半透膜的置换器(透析器)进行体外循环的血液处理，其中，患者的血液在膜的一侧上循环，透析液体在膜的另一侧上循环，该透析液体包括浓度与健康对象血液中电解质的浓度接近的血液中主要的电解质。此外，在透析器的两个隔室之间产生了压差，这两个隔室由半透膜分隔开，使得一部分血浆流体通过超滤穿过膜进入包含透析液体的隔室中。血液处理在透析器中进行，涉及来自新陈代谢和电解质的废物，这是由两种分子通过膜转移的机制造成的。一方面，分子从浓度较高的液体迁移到浓度较低的液体。这是扩散转移。另一方面，特定分解代谢物和特定电解质由血浆流体夹带，血浆流体在置换器的两个隔室之间建立的压差作用下通过膜过滤。这是对流转移。
因此，肾脏的上述三个功能，即水的去除、分解代谢物的排泄和血液电解质浓度的调节，在传统血液处理装置中由透析和血液过滤的组合(该组合称为血液透析)执行。至于身体内部的酸/碱平衡的调节，为克服肾功能不全所采用的方法是作用于调节体内酸/碱平衡的机制，该机制由血液的缓冲系统组成，其中一个系统主要包括作为弱酸的碳酸，与它的碱盐(碳酸氢盐)相关。这就是为什么，为了纠正一个患有肾功能不全的患者的酸中毒，在血液透析疗程期间，他/她被直接或间接地通过血管途径给予碳酸氢盐。
此外，必须强调的是，钠是细胞外容积的主要离子溶质。基于文献检索以及根据主导透析领域的主要观点，在透析处理期间使用的透析流体钠浓度的确定是透析处方所面临的主要挑战之一。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，这影响血液透析耐受性和患者的长期生存。高渗透析流体钠处方将导致正的钠平衡，随后水从细胞内转移到细胞外隔室。细胞内脱水增加血管加压素释放，并引起口渴，其结果是透析间增重和高血压。相反，透析流体钠浓度过低(即，低渗)将会引起负的钠梯度，伴随细胞内隔室中的水转移，这导致透析期间抽筋、头痛、低血容量和低血压的风险。当前的观点之一是钠平衡应在透析处理期间保持为零的想法：这是基于所谓的“钠设定点”理论，根据该理论健康对象和透析患者二者都倾向于保持稳定的细胞外钠浓度。在这种被称为“等钠透析”的血液透析方法中，整个透析疗程中的血浆钠浓度应该相同。在无法直接测量和控制血浆钠浓度的透析机上，需要使用整个电导率(由传感器测得的或通过软件监测系统(如
Figure BDA0003136131150000021
)进行估计的)：在这种情况下，更正确的是谈论“等渗透析”。这个工作假设仍然有效，因为钠是血浆电导率中的主要贡献者。如上所述，钠在透析过程中通过对流和扩散被去除。在透析期间主要的钠去除过程是对流。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渗透性(tonicity)。然而，等渗/等钠透析可能不是所有患者的最佳治疗类型。初始钠浓度过低的患者可能需要正钠梯度来维持疗程期间的血管再充填，而重度高血压患者需要在治疗期间通过负钠梯度释放钠。钠梯度被限定为透析液和血浆钠浓度之间的差。在目前的情况下，存在帮助医师规定“生理”透析流体成分以治疗患者的需要。此外，第二个需要是具有基于生物感测的治疗，其易于使用且还是针对不是非常熟练或在拥挤和非常繁忙的透析室内工作的操作者而设计的。为了至少部分解决上述缺点，专利文献US 4508622传授了一种透析装置，其中流经透析器的未处理和处理的流体的电解质成分可被确定并且透析溶液的成分适于患者的要求。第一电解质检测器(电导率单元)设置在透析器上游，第二电解质检测器(电导率单元)设置在透析器下游。每个检测器连接到读出元件，通过该读出元件可观察并被最终控制透析溶液中的两个值。更详细地说，根据专利文献US 4508622的装置基本上由用于生产透析溶液的单元和连接到该单元并接在泵下游后面以在透析流体侧上的透析器中产生真空的透析器组成。安装在透析器上游并与控制单元连接的检测器测量总透析溶液的电导率。第二检测器安装在透析器的下游并与比较器连接，该比较器进而连接到差分单元。如果在差分单元中存在偏离预定标称值的差异，则控制信号由差分单元提供到控制单元。在透析流体循环期间，如果检测器生成一个信号到评估单元然后到差分单元，其偏离由检测器生成的信号一定的量，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，该控制单元进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物泵。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特定时间之后达到相同的电导率，这明显影响透析前血浆钠含量。因此，在专利文献US 4508622中描述的方法不是适合的‘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中的不期望的钠负荷。此外，现有技术装置包括透析装置，其中对透析流体的电导率进行控制，以达到所期望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，从专利文献EP 1389475可知，透析装置设置有电导率系统，其基于钠血浓度的定期测量计算透析流体电导率(与透析流体钠浓度相对应)，以允许患者的钠水平达到规定的疗程结束值。该透析装置包括用于在确定和已知的浓度下为患者输注含有钠的输注溶液的袋和泵。还提供一种结构，用于确定透析液体的钠浓度[Na+]dial，使得患者的身体趋向于期望的钠浓度[Na+]des，其作为透析器对钠的透析率D、患者体内的期望钠浓度[Na+]des、输注流速和输注溶液的钠浓度[Na+]sol的函数。控制单元驱动泵以调节透析液体的钠浓度，使该浓度等于(趋向于)确定的浓度[Na+]dial。
如前所述，目前所讨论的现有技术的透析装置的问题是选择合适的透析后血浆电导率目标和合适的算法控制以最小化透析流体和患者血液之间的钠浓度差的副作用两者。
专利文献EP 2377563公开了一种透析装置，其包括具有用于制备含有钠的透析流体的在线制备装置的血液处理单元，并且包括用于调节透析流体中钠的浓度的透析制备部。血液回路被设置为循环体外血液通过血液室；控制装置确定表示血液中的钠浓度的值并被设置为根据确定的血浆钠值驱动透析制备部，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，随后通过预先确定的步骤改变过滤器上游的电导率，并且利用更改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。利用例如在专利文献EP547025或专利文献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渗透性；对血浆电导率的影响是与血液与透析流体电导率之差成比例的量。最后，专利文献US 8182692描述了一种透析装置，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，以在执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，含有电导率测试溶液的溶液供应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，任何对象(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”。对象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经透析器的血液导管，并使电导率测试溶液以相反的方向流经透析器。当溶液进入或离开透析器时，电导率检测器测量是电导率测试溶液的电导率。电导率测试溶液设置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具有很小影响或没有影响。根据专利文献US 8182692，由于在电导率测试溶液和患者血液中导电溶质(诸如磷酸盐、硫酸盐、碳酸氢盐、钾、钙和镁)的浓度极其匹配，导致很少发生这些跨模的导电溶质扩散。因此，电导率测试溶液的电导率测量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地确定患者血液中钠的水平。
随后，控制单元根据测量到的电导率值确定患者血液中钠的水平。在确定患者血液中钠的浓度之后，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，专利文献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)的浓度的装置和方法。使用达到等钠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来自早期处理的调节确定的值，用户在透析开始之前预设钠调节范围。此外，输入患者的分配量，用于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。它们来自于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，假定钾清除率与钠清除率相对应，碳酸氢盐清除率相当于钠清除率的70％。从血流量估计钠清除率，直到出现第一次清除率测量为止。随后，根据这些数据计算的电导率平衡和离子置换的修正项，从而计算钠平衡。随后，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用于钠调节的输入值。如此确定的期望电导率在考虑到透析浓缩物的成分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。
文献US20180169315公开了一种体外血液处理装置，其具有连接到血液回路和透析液回路的过滤单元。该装置还包括：用于制备和调节透析流体的成分的制备装置，以及用于测量透析液(即，用过的透析流体)的电导率的传感器；控制单元，其被设置为用于：设置透析流体中的钠浓度，并且在将透析流体设置在初始设定点之后使透析流体和血液循环通过过滤单元，在处理开始时测量透析液的初始电导率值，以及基于测得的用过的透析流体的初始电导率值和对应的透析流体的电导率值，来计算初始血浆电导率的值；执行使透析流体循环直至计算初始血浆电导率的步骤，从而保持透析流体电导率基本恒定。
发明内容
本发明的目的是提供一种体外血液处理装置，其能够自动对物质(血液中也存在的物质，特别是离子物质)的透析流体含量进行适当设定。详细地说，本发明的目的是提供一种体外血液处理装置，其具有合适的工具以帮助医师规定“生理”透析流体成分，特别是运行等渗、等钠或具有正/负钠梯度的透析处理。目的是提供一种体外血液处理装置，该装置被设置为在避免改变处方参数并且不管选择的处理类型如何都继续在安全的临床条件下工作的情况下运行透析处理。本发明的另一目的是提供一种体外血液处理装置，其设置有可选择的基于生物感测的治疗，该装置易于使用，并且为在拥挤而繁忙的透析室中工作的非熟练操作者或用户设计。目的是提供一种体外血液处理装置，其被设置为在血液透析(HD)和血液透析过滤(HDF)处理模式中的任意模式下运行透析处理。本发明的目的是提供一种体外血液处理机，其被设置为自动执行对透析流体电导率的合适自动设定。本发明的另一目的是提供能够提供透析处方的自动传输和控制的透析装置，特别是为了在每次透析疗程时使患者恢复合适的钠水平衡。上述目的中的至少一个是通过如一个或更多个所附权利要求单独或以任意方式组合所限定的装置和相应的方法实现的。
根据本发明的第一独立方面，提供了一种体外血液处理装置，包括：
-过滤单元(2)，其具有由半透膜(5)分隔开的主室(3)和次级室(4)；
-血液回路，其包括：血液抽取(withdrawal)管路(6)，其被连接到主室(3)的入口；以及血液返回管路(7)，其被连接到主室(3)的出口，所述血液管路被设置为用于连接到患者心血管系统；
-透析供应管路(8)，连接到次级室(4)的入口；
-透析废液(effluent)管路(13)，连接到次级室(4)的出口；
-制备装置(9)，用于制备连接到所述透析供应管路(8)的透析流体并包括用于调节透析流体的成分的调节装置(10)，
-传感器(11)，用于测量透析废液管路(13)中的透析液的参数值，所述透析液的参数是在包括透析液的电导率和透析液中的至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个参数；
-控制单元(12)，连接到调节装置(10)，连接到传感器(11)，以用于接收透析液的所述参数值，并被设置为：
-将用于透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设定在初始设定点处，所述透析流体的参数是在包括透析流体的电导率和透析流体中的至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个参数；
-在将透析流体参数值设定在初始设定点处之后，使透析流体循环通过过滤单元(2)的次级室(4)；
-使血液循环通过过滤单元(2)的主室(3)；
-测量所述次级室(4)的下游的透析液的所述参数的值，
-通过接收、测量或计算来确定与过滤单元(2)的效率有关的参数；
-通过接收、测量或计算来确定血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度；
-基于透析废液管路(13)中的透析液的参数值、与过滤单元(2)的效率有关的参数、以及透析供应管路(8)中的透析流体的参数值的当前值与血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度之间的梯度来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，
其中，计算该更新值包括保持梯度基本恒定。
在另一独立方面，提供了一种用于设定体外血液处理的装置中的参数的方法，该装置包括：
-过滤单元(2)，具有由半透膜(5)分隔开的主室(3)和次级室(4)；
-血液抽取管路(6)，连接到主室(3)的入口；
-血液返回管路(7)，连接到主室(3)的出口，所述血液管路被设置为用于连接到患者心血管系统；
-透析供应管路(8)，连接到次级室(4)的入口；
-透析废液管道(13)，连接到次级室(4)的出口；
-制备装置(9)，用于制备连接到所述供应管路(2)的透析流体并包括用于调节透析流体的成分的调节装置(10)，
-传感器(11)，用于测量透析废液管路(13)中的透析液的参数值，所述透析液的参数是在包括透析液的电导率和透析液中的至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个参数；
-控制单元(12)，连接到调节装置(10)，连接到传感器(11)，以用于接收透析液的所述参数值，该方法包括由控制单元执行的以下步骤：
Figure BDA0003136131150000081
将用于透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设定在初始设定点处，所述透析流体的参数是在包括透析流体的电导率和透析流体中的至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个参数；
Figure BDA0003136131150000082
在将透析流体参数值设定在初始设定点处之后，使透析流体循环通过过滤单元(2)的次级室(4)；
Figure BDA0003136131150000083
使血液循环通过过滤单元(2)的主室(3)；
Figure BDA0003136131150000084
测量所述次级室(4)的下游的透析液的所述参数的值，
Figure BDA0003136131150000085
通过接收、测量或计算来确定与过滤单元(2)的效率有关的参数；
Figure BDA0003136131150000086
通过接收、测量或计算来确定血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度；
Figure BDA0003136131150000087
基于透析废液管路(13)中的透析液的参数值、与过滤单元(2)的效率有关的参数、以及透析供应管路(8)中的透析流体的参数值的当前值与血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度之间的梯度来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，
其中，计算该更新值包括保持梯度基本恒定。
以下方面既涉及装置并且又涉及方法。
在根据前述方面中的任一方面的第二方面中，控制单元被设置为用于基于透析液流速，特别是在过滤单元入口处的透析液流速，来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
在根据前述方面中的任一方面的第三方面中，控制单元(12)被设置为用于基于通过过滤单元的重量损失率(或基于超滤流速)来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
在根据前述方面中的任一方面的第四方面中，控制单元(12)被设置为用于基于透析液流速(特别是在过滤单元入口处的透析液流速)和通过过滤单元(2)的重量损失率的总和来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
在根据前述方面中的任一方面的第五方面中，控制单元(12)被设置为用于基于过滤单元出口处的透析液流速来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
在根据前述方面中的任一方面的第六方面中，其中，梯度被如下限定：
Δ＝(cdi-cbi)
或者
Δ＝(κdi-κbi)
其中
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
cbi是血液中至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κbi是血浆电导率；
梯度由电导率之间的差或浓度差来限定。
在根据前述方面中的任一方面的第七方面中，其中，血液中的所述物质是离子物质，特别是钠。
在根据前述方面中的任一方面的第八方面中，其中，透析供应管路(8)中的透析流体中的所述物质是离子物质，特别是钠。
在根据前述方面中的任一方面的第九方面中，透析废液管路(13)中的透析液中的所述物质是离子物质，特别是钠。
在根据前述方面中的任一方面的第十方面中，与过滤单元(2)的效率有关的参数是过滤单元(2)的清除率或透析率(dialysance)，特别是离子透析率。
在根据前述方面中的任一方面的第十一方面中，控制单元被设置为基于下面两项的和来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，第一项包括透析废液管路(13)中的透析液的参数值，以及第二项包括与过滤单元(2)的效率有关的参数和梯度。
在根据前述方面的第十二方面中，第二项包括过滤单元入口处的透析液流速、通过过滤单元的超滤流速、和过滤单元出口处的透析液流速中的一个或多个。
在根据前述两个方面中的任一方面的第十三方面中，第一项与透析废液管路(13)中的透析液的参数值成比例，并且特别地为透析废液管路(13)中的透析液的参数值。
在根据前述三个方面中的任一方面的第十四方面中，第二项同与过滤单元(2)的效率有关的参数和梯度两者成比例。
在根据前述四个方面中的任一方面的第十五方面中，第二项与过滤单元入口处的透析液流速、通过过滤单元的超滤流速、和过滤单元出口处的透析液流速中的至少一个成反比，特别地，第二项与过滤单元出口处的透析液流速成反比或者与过滤单元入口处的透析液流速和通过过滤单元的超滤流速的和成反比。
在根据前述方面中的任一方面的第十六方面中，控制单元被设置为基于以下等式来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值：
Figure BDA0003136131150000101
或者
Figure BDA0003136131150000102
其中
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
cdo是过滤单元出口处透析液中的至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κdo是过滤单元出口处透析液的电导率；
Δ是梯度；
D是与过滤单元(2)的效率有关的参数；
Qd为透析液流速；
Qwl是重量损失率。
在根据前述方面中的任一方面的第十七方面中，控制单元被设置为基于以下公式来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值：
Figure BDA0003136131150000103
或者
Figure BDA0003136131150000111
其中，
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
cdo是过滤单元出口处透析液中的至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κdo是过滤单元出口处透析液的电导率；
Δ是梯度；
D是与过滤单元(2)的效率有关的参数；
Qdo是过滤单元出口处的透析液流速。
在根据前述方面中的任一方面的第十八方面中，控制单元被设置为接收透析供应管路(8)中的透析流体的参数值的初始设定点作为输入，控制单元确定梯度值，以便在处理结束时实现血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的值趋向于参数值的初始设定点或与参数值的初始设定点一致。
在根据前述方面中的任一方面的第十九方面中，迭代地确定梯度。
在根据前述方面中的任一方面的第二十方面中，其中，控制单元被设置为接收要在处理结束时达到的血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的期望值作为输入，控制单元确定梯度值以便在处理结束时实现血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的期望值。
在根据前述方面中的任一方面的第二十一方面中，调节装置(10)通过改变透析流体的电导率和/或通过改变透析流体中至少一种物质的浓度来更改透析流体成分，并且其中，制备装置(9)制备含有还存在于血液中的至少一种物质的透析流体，所述调节装置(10)调节至少所述物质在所述透析流体中的浓度，特别地，所述物质是钠。
在根据前述方面中的任一方面的第二十二方面中，其中，控制单元(12)被设置为至少确定所述次级室(4)上游的透析流体的电导率，所述确定是通过接收透析流体电导率当前设定值或通过接收来自用于测量透析流体供应管路(8)中的透析流体的与电导率相关的值的传感器的信号来执行的。
在根据前述方面中的任一方面的第二十三方面中，控制单元被设置为根据次级室(4)的出口处的透析液流速来计算血浆电导率，和/或其中，控制单元被设置为根据血液管路(6，7)中的血液流速来计算血浆电导率。
在根据前述方面中的任一方面的第二十四方面中，控制单元被设置为根据至少过滤单元(2)的效率参数、特别是过滤单元(2)的清除率、可选为尿素清除率，来计算血浆电导率。
在根据前述方面中的任一方面的第二十五方面中，控制单元被设置为根据至少透析液的初始电导率和透析供应管路(8)中的透析流体的电导率来计算血浆电导率。
在根据前述方面中的任一方面的第二十六方面中，控制单元被设置为根据以下公式来计算血浆电导率：
Figure BDA0003136131150000121
其中，
κ<sub>p</sub> 血浆电导率；
Q<sub>do</sub> 过滤单元出口处的透析液流速；
Q<sub>bset</sub> 过滤单元入口处设定的血液流速；
κ<sub>di</sub> 过滤单元入口处的透析流体电导率；
κ<sub>do</sub> 过滤单元出口处的透析液电导率；
在根据前述方面中的任一方面的第二十七方面中，控制单元被设置为根据以下公式计算血浆电导率：
Figure BDA0003136131150000122
其中：
Figure BDA0003136131150000123
Figure BDA0003136131150000131
在根据前述方面中的任一方面的第二十八方面中，在计算初始血浆电导率之后，控制单元被设置为驱动调节装置(10)改变透析流体的成分，以达到透析流体电导率基本上等于计算的初始血浆电导率。
在根据前述方面的第二十九方面中，在将透析流体电导率设定为基本上等于计算的血浆电导率之后，控制单元被设置为基于透析液的第二确定的初始电导率和供应管路(8)中透析流体的第二对应电导率，来执行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以保持透析流体电导率基本恒定且基本上等于计算的血浆电导率。
在根据前述方面的第三十方面中，在计算初始血浆电导率的第二估计值之后，控制单元被配置为使用所述第二估计值来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
在根据前述方面中的任一方面的第三十一方面中，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，特别地，所述物质是钠。
在根据前述方面中的任一方面的第三十二方面中，控制单元(12)通过接收、测量或计算来确定血浆电导率，并且透析流体的参数是透析流体的电导率。
在根据前述方面中的任一方面的第三十三方面中，控制单元(12)通过接收、测量或计算来确定血液中至少一种物质的浓度，特别地，所述物质是钠，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，特别地，所述物质是钠。
在根据前述方面中的任一方面的第三十四方面中，控制单元(12)通过接收、测量或计算来确定血液中至少一种物质的浓度，并且其中，透析流体的参数是透析流体中至少同一物质的浓度。
在根据前述方面中的任一方面的第三十五方面中，控制单元驱动调节装置(10)以调节透析流体中至少一种物质的电导率或浓度，控制单元将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设置在更新值处。
在根据前述方面的第三十六方面中，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三十七方面中，控制单元驱动调节装置(10)以调节透析流体中的钠浓度，从而将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设置在更新值处。
在根据前述方面中的任一方面的第三十八方面中，控制单元(12)被编程为用于计算血液中至少一种物质的所述血浆电导率或所述血浆浓度。
在根据前述方面中的任一方面的第三十九方面中，控制单元(12)被编程为用于接收血液中至少一种物质的所述血浆电导率或所述血浆浓度作为输入。
在根据前述方面中的任一方面的第四十方面中，控制单元(12)被编程为用于将血液中至少一种物质的所述血浆电导率或所述血浆浓度的值存储在存储器中，所述值代表没有被控制单元计算的血液的参数。
在根据前述方面中的任一方面的第四十一方面中，控制单元被设置为根据至少一个流速来计算血浆电导率，特别地，所述流速是在包括次级室(4)的出口处的透析液流速和血液管路(6、7)中的血液流速的组中选择的。
在根据前述方面中的任一方面的第四十二方面中，控制单元被设置为根据至少透析液的初始电导率来计算血浆电导率。
在根据前述方面中的任一方面的第四十三方面中，控制单元被设置为根据至少透析供应管路(8)中的透析流体的电导率来计算血浆电导率。
在根据前述方面中的任一方面的第四十四方面中，控制单元被编程为允许选择在包括HD处理模式和HDF处理模式的组中选择的至少一个处理模式，并且可选地允许在梯度等于零的等渗透析或梯度不为零的非等渗透析之间进行选择。
在根据前述方面中的任一方面的第四十五方面中，控制单元被设置为驱动调节装置以将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设置在初始设定点处并根据梯度来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，控制单元还被设置为随后根据梯度来驱动调节装置以将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设置在更新值处。
在根据前述方面中的任一方面的第四十六方面中，控制单元(12)被设置为用于在处理期间多次确定，特别是计算，血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度，透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值在血浆电导率或血浆浓度在处理期间被新确定时被计算。计算更新值包括保持梯度基本恒定。
在根据前述方面中的任一方面的第四十七方面中，控制单元(12)被设置为用于确定，特别是计算，与过滤单元(2)的效率有关的参数，透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值在与过滤单元(2)的效率有关的参数在处理期间被新确定时被计算。计算更新值包括保持梯度基本恒定。
在根据前述方面中的任一方面的第四十八方面中，控制单元(12)还被设置为在监测阶段期间重新确定血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度，监测阶段在处理期间出现预定次数，在每个监测阶段计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
在根据前述方面中的任一方面的第四十九方面中，调节装置(10)调节透析流体中的物质(特别是离子物质，例如钠)的浓度。
在根据前述方面中的任一方面的第五十方面中，控制单元被编程为检查所计算的血浆电导率是否在可接受的安全范围内。
在根据前述方面中的任一方面的第五十一方面中，控制单元被设置为向用户建议透析流体的参数的更新值并且在驱动调节装置(10)以调节透析流体中的钠浓度之前请求确认来将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设置在更新值处。
在根据前述方面中的任一方面的第五十二方面中，控制单元被设置为自动设置透析流体的参数的更新值并驱动调节装置(10)以调节透析流体中的钠浓度，从而将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设置在更新值处。
在根据前述方面中的任一方面的第五十三方面中，控制单元被设置为至少根据透析废液管路(13)中的透析液的所述参数的测量值来计算血浆电导率或血浆浓度。
在根据前述方面中的任一方面的第五十四方面中，控制单元被设置为至少根据透析供应管路(8)中的透析流体的所述参数的值(特别是透析供应管路(8)中的透析流体的所述参数的测量值)并且根据透析废液管路(13)中的透析液的所述参数的测量值来计算血浆电导率或血浆浓度。
在根据前述方面中的任一方面的第五十五方面中，控制单元被设置为根据至少两个连续制备的具有不同物质(特别是离子物质，例如钠)浓度的透析流体中的分别在所述过滤单元(2)的上游和下游确定的透析流体和透析液的至少两个参数值来计算血浆电导率或血浆浓度，特别地，所述控制单元(12)被编程用于执行所述计算至少两次，并且更多次，详细地多次，并且在透析处理期间的预定时间处执行所述计算。
在根据前述方面中的任一方面的第五十六方面中，控制单元被设置为至少根据透析废液管路(13)中的透析液的所述参数的测量值来计算与过滤单元(2)的效率有关的参数。
在根据前述方面中的任一方面的第五十七方面中，控制单元被设置为至少根据透析供应管路(8)中的透析流体的所述参数的值(特别是测量值)且根据透析废液管路(13)中的透析液的所述参数的测量值来计算与过滤单元(2)的效率有关的参数。
在根据前述方面中的任一方面的第五十八方面中，控制单元被设置为根据至少两个连续制备的具有不同物质(特别是离子物质，例如钠)浓度的透析流体中的分别在所述过滤单元(2)的上游和下游确定的透析流体和透析液的至少两个参数值来计算与过滤单元(2)的效率有关的参数，特别地，所述控制单元(12)被编程为用于执行所述计算至少两次，并且更多次，详细地多次，并且在透析处理期间的预定时间处执行所述计算。
本发明的其它特性和优点将更好地体现在下面的本发明的至少一个实施例的详细描述中，本发明的实施例在说明书附图中所附的图的非限制性示例进行说明。
附图说明
现将在下面参照附图进行说明，这些附图以非限制性示例的方式提供，其中：
图1示意性地示出了根据示例实施例制造的体外血液处理装置；
图2是表示电导率(或钠浓度)梯度等于0的等渗透析处理的示意图；
图3是电导率(或钠浓度)梯度不为0的非等渗透析处理示意图；
图4是示出在血浆电导率(红色)和透析液电导率(蓝色)之间的恒定梯度下执行的处理的示例的图；实现患者的最终目标，即在第一血液钠浓度和透析率测量结果下保持由模型估计的恒定梯度值。
具体实施方式
血液处理装置
图1示出了本发明实施例中的体外血液处理装置1。液压回路100的一个示例被示意性地示出，但应该注意的是，液压回路100的具体结构与本发明的目的无关，因此，由于每个单一医疗装置的功能和设计需要的缘故，可能会使用其它回路和与图1中具体示出的那些回路不同的回路。液压回路100建立具有至少一个透析供应管路8的透析流体回路32。根据具体的装置处理模式，透析供应管路8可以采用不同的液压回路管路构造，当然也可以不采用不同的液压回路管路构造。在血液透析(HD)处理模式下，安排供应管路8将透析流体从至少一个源14朝向处理站15输送，在该处理站操作一个或更多个过滤单元2或透析器。透析流体和血液主要通过扩散过程通过过滤单元15中的半透膜进行置换。在血液过滤(HF)处理模式下，供应管路8包括输注管路39，安排该输注管路39将输注流体从至少一个源14输送到血液回路。输注管路39可以包括超滤器44，以额外过滤在进入血液回路的注入点上游接收的流体。通过使用大量超滤，同时在血液回路中重新输注无菌替换流体，实现了从血液中去除废产物。在血液透析过滤(HDF)处理模式下，安排供应管路8将透析流体从源14输送到处理站15，并且还包括输注管路39，以将输注流体从源14输送到血液回路17。HDF是血液透析和血液过滤的组合。通常，虽然不是必需的，但供应管路8和输注管路39的源14是相同的(即，透析流体制备装置9)。当然，也可以使用不同的源。此外，供应管路8通常分支到在血液回路17中输注流体的输注管路39中，并进入到将流体引导到处理站15的入口管路45。参照图1，分支点由标号46指示。尽管不同的液压回路100可用来提供专门具有针对特定处理的相关管路的HF、HD和HDF处理(例如，对于HD处理没有输注管路39，对于HF处理没有入口管路45)，但是液压回路100大致是图1中示出的类型并且包括输注管路39和入口管路45两者，随后，装置控制单元12可根据选择的处理(例如)通过合适的阀或夹子控制流体通过所述管路。透析流体回路32还包括至少一个透析废液管路13，该透析废液管路13用于将透析液液体(用过的透析液和通过半透膜5的从血液中超滤的液体)从处理站15朝向在图1中由16示意性表示的排放区(evacuation zone)输送。液压回路与血液回路17协作，在图1中还示意性地表示为其基本部件。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，对血液回路的可能实施例进行了简要描述，然而，该血液回路仅通过非限制性示例提供。图1的血液回路17包括被设计为从血管通路18中移除血液的血液抽取管路6和被设计为使经处理的血液返回到血管通路18的血液返回管路7。
图1的血液回路17还包括血液过滤单元2的主室3或血液室，该血液过滤单元2的次级室4连接到液压回路100。更详细地说，血液抽取管路6连接在主室3的入口处，而血液返回管路7连接在主室3的出口处。反过来，透析供应管路8连接在次级室4的入口处，而透析废液管路13连接在次级室4的出口处。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(如上文所述)由半透膜5(例如，中空纤维型或板型)分隔开的两个室3和4。血液回路17还可以包括一个或更多个空气分离器19：在图1的示例中，分离器19被包括在安全阀20上游的血液返回管路7处。当然，其它空气分离器也可存在于血液回路中，比如沿着血液抽取管路6设置。安全阀20可能被激活以关闭血液返回管路7，例如，出于安全原因，血液返回到血管通路18是必须停止的。体外血液处理装置1还可包括一个或更多个血液泵21，例如，诸如蠕动泵之类的正排量泵；在图1的示例中，血液泵21被包括在血液抽取管路6上。上述实施例的装置还可以包括用户界面22(例如，图形用户界面或GUI)和控制单元12，即，连接到用户界面的被编程/可编程的控制单元。例如，控制单元12可包括一个或更多个数字微处理器单元或者一个或更多个模拟单元或模拟单元和数字单元的其它组合。例如，与微处理器单元相关，一旦该单元已执行特殊程序(例如，来自外部的程序或直接集成在微处理器卡上的程序)，则该单元被编程为，定义多个功能块，这些功能块构成分别被设计为执行在下面的描述中将更好地描述的相应操作的器件。结合上面的一个或更多个特性，医疗装置还可包括关闭装置(closing device)，该关闭装置(例如)在血液回路17和/或透析流体回路32中操作并且可在第一操作状况与第二操作状况之间接受命令，在第一操作状况下关闭装置允许液体朝向过滤单元2流动，在第二操作状况下关闭装置阻塞液体朝向过滤单元2的通道。在这种情况下，如果已检测到警报状况，则控制单元12可连接到关闭装置并被编程为驱动关闭装置从第一操作状况进行到第二操作状况。在图1中，如上所述，关闭装置包括由单元12控制的安全阀20(例如，电磁阀)。显然，可以使用具有其它特性的阀，例如闭塞泵或被构造为选择性地防止和启用流体通道的其它构件。可选地或除了安全阀20以外，关闭装置还可以包括连接透析流体供应管路8和透析液废液管路13的用于绕过透析器的旁通管路23以及连接到控制单元12的一个或更多个流体检查构件24，用于选择性地打开和关闭旁通管路23。组件(旁通管路23和流体检查构件24)可以替代或补充安全阀20的存在，由图1中的虚线表示。检查构件24在控制单元的命令下关闭朝向处理区的流体通道，并且通过旁通管路23将源14与透析废液管路13直接连接。再次说明，为了控制朝向过滤单元2的液体通道，透析流体泵25和透析液泵26可以被包括在、分别位于透析流体供应管路8和透析液废液管路13上，并操作性地连接到控制单元12。装置还包括透析流体制备装置9，其可以是任何已知类型，例如，包括一个或更多个浓缩液源27、28和用于输送的各自的浓缩液泵29、30，以及至少一个电导率传感器35。当然，可以等效地使用其它种类的透析流体制备装置9，其具有单个或另外的浓缩液源和/或单个或更多个泵。由于透析装置可以包括各种液体源14(例如一个或更多个水源、一个或更多个浓缩液源27和28、一个或更多个消毒液源33)，这些液体源通过各自的输送管路36、37和38连接到透析供应管路8，装置可以在每个输送管路处建立各自的检查构件(未全部示出)，并且例如，包括阀构件31和34和/或闭塞泵。制备装置9可以是被构造为在线制备来自水和浓缩液的透析流体的任何已知系统。透析供应管路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和/或血液回路17。例如，制备装置9可以是美国专利号US 6123847中描述的装置，其内容通过引用纳入本文。
如图所示，透析供应管路8将用于制备透析流体的制备装置9连接到过滤单元2，并且包括主管路40，该主管路的上游端用于连接到自来水的源14。输送管路36/37连接到该主管路40，该输送管路的自由端用于浓缩盐水溶液的容器27、28中流体连通(例如，浸入)，浓缩盐水溶液分别包含氯化钠和/或氯化钙和/或氯化镁和/或氯化钾。浓缩液泵29、30布置在输送管路36/37中，从而允许水和浓缩溶液在主管路40中按计量混合。浓缩液泵29、30是基于以下比较驱动的：1)在主管路40接合输送管路36/37的位置形成的液体混合物的目标电导率值，以及2)通过电导率传感器35测量的该混合物的电导率的值，该电导率传感器35布置在主管路40中，紧接着主管路40与输送管路36/37之间的连接处的下游。因此，如上所述，透析流体可以包含(例如)钠、钙、镁和钾的离子，而制备装置9可以被设置为基于目标电导率值与由装置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，浓缩液泵29、30)，其被设置为调节透析液中的特定物质、特别是离子物质的浓度。通常，控制透析流体的钠的浓度是有利的。透析供应管路8形成用于制备透析流体的制备装置9的主管路40的延伸。在该透析供应管路上，沿着液体循环的方向，布置第一流量计41和透析流体泵25。供应管路8分支(在分支点46)到输注管路39中，在图1的示例中，该输注管路39直接连接到血液返回管路7，特别是经由后输注管道47b连接到空气分离器19(实线)。可选地，输注管路39可经由预输注管道47a将输注流体输注在血液抽取管路6中，特别是在预输注点48处的血液泵21(虚线)的下游。一个实施例还包括输注管路39，该输注管路39相应地分支到在血液抽取管路6和血液返回管路7中引导输注流体的预输注分支47a和后输注分支47b中，这种实施例也在本描述的范围内。一个或更多个输注流体泵43可用于将输注流体的期望流量泵送到血液回路中。输注流体泵43可以是正排量泵(例如，如图所示的蠕动泵)，也可以是被设置为转移输注流体的任何其它泵(例如，容积泵)。透析废液管路13可设置有透析液泵26和第二流量计42。第一和第二流量计41、42可用于(以已知的方式)控制在透析疗程期间连接到血液回路17的患者的液体平衡。
透析液废液管路13上设置有传感器11，紧接着过滤单元2下游，以测量透析废液管路中透析液的参数值。详细而言，由传感器11测量的透析液的参数是在包括透析液的电导率、透析液的电导率相关参数、透析液中至少一种物质的浓度和透析液中至少一种物质的浓度相关参数的组中选择的至少一个参数。详细而言，传感器11是电导率传感器，其连接到透析废液管路13，并且被设置为检测过滤单元2下游的透析液的电导率值。可选地(或组合)，传感器11可以包括被设置为用于测量透析液中至少一种物质的浓度、诸如钠浓度的浓度传感器。相应地，透析流体供应管路上的传感器35可以不是电导率传感器，并且可不同地包括用于测量透析流体中至少一种物质的浓度、诸如钠浓度的浓度传感器。图1中示出的透析装置的控制单元12可连接到(图形)用户界面22，通过该用户界面控制单元可接收指令，例如目标值，诸如血液流速Qb、透析流体流速Qdi，输注流体流速Qinf(预输注和/或后输注)，患者重量损失WL。控制单元12还可以接收装置的传感器检测到的值，例如上述流量计41、42、制备装置9的(例如电导率)传感器35和透析废液管路13中的(例如电导率)传感器11。基于接收到的指令和已设置的操作模式和算法，控制单元12驱动诸如血液泵21、上述透析流体和透析液泵25、26、制备装置9和输注流体泵43之类的装置的致动器。如前所述，所描述的实施例旨在提供非限制性示例。具体而言，图1的回路不应解释为限定性的或限制性的，因为诸如本发明中的装置可以包括除了所描述组件之外的其它组件或替代组件。例如，可以包括超滤管路，其中至少有一个相应的泵连接到透析废液管路13。图1的血液回路是用于双针处理的；然而，这是血液管路装置的一个非限制性示例。实际上，装置可被设置为执行单针处理，即，患者通过单个针连接到体外血液回路，然后将来自患者的体外血液管路分为抽取管路和返回管路，使用(例如)‘Y字形’连接器。在单针处理期间，从患者移除血液的血液抽取阶段交替为将血液归还给患者的血液返回阶段。此外，一个或更多个用于测量特定物质浓度的装置可在透析流体侧或(和)在液压回路的血液侧(或两者)实施。可能期望获知钙、钾、镁、碳酸氢盐和/或钠的浓度。最后，上述一个或更多个泵以及所有其它温度、压力和浓度传感器可在透析供应管路8和/或透析废液管路13上操作，从而充分监视液压回路中液体的制备和流动。鉴于上面对体外血液处理装置的可能实施例的描述，随后描述了该装置的具体工作和设置控制单元的算法。
定义
我们将“透析流体”定义为制备的并在适当的情况下基于所选择的处理引入过滤单元(2)的第二室(4)、透析器(例如，HD和HDF)的流体。透析流体还可表示为“新鲜透析流体”。
我们将“透析液”定义为来自过滤单元(2)、透析器的第二室(4)的出口的液体。透析液是一种用过的透析流体，包括从血液中去除的尿毒症毒素。
我们将“输注流体”定义为在血液回路(17)中制备和输注的流体，在血液抽取管路(6)或血液返回管路(7)中，或者在两条血液管路(6，7)中。
我们将‘等钠透析(isonatric dialysis)’定义为透析流体钠浓度在过滤单元2之前到之后不改变的处理。然后假设透析流体的钠浓度与血浆钠浓度相匹配，并且扩散钠质量转移因此为零。
我们将‘等渗透析(isotonic dialysis)’定义为透析流体的渗透性在过滤单元2之前到之后不改变的处理。然后假设透析流体的渗透性与血浆的渗透性相匹配。
我们将‘血浆电导率’(PC，κp)定义为透析流体在等电导透析中的电导率。
我们将‘血液透析处理模式’(HD)定义为新鲜透析流体引导到过滤单元2并且没有替代流体输注到血液回路中的透析处理。
我们将‘血液过滤处理模式’(HF)定义为替代流体引导到血液回路17中并且没有新鲜透析流体引导到过滤单元2的处理。
我们将‘血液透析过滤处理模式’(HDF)定义为进行替代流体引导到血液回路17中并且新鲜透析流体引导到过滤单元2两者的处理。
我们将‘总超滤流速(total ultrafiltration flow)’Qu定义为重量损失流速Qw1和输注流速Qinf之和：
Qu＝Qwl+Qinf
在HD处理模式下，输注流速Qinf为零。
我们将‘透析器入口流体流速’定义为：
Qdi＝Qd-Qinf
其中Qd是总透析流体流速，即，由制备装置9制备并且随后分为(如果适合)到过滤单元的流体流速(fluid flow)(Qdi)和将输注到血液回路中的流体流速(Qinf)的透析流体的总流速。
我们将‘透析器出口流体流速’Qdo定义为：
Qdo＝Qdi+Qu
术语表
在对体外血液处理装置详细工作的以下描述中提供的全部等式中一致地使用以下术语。
Figure BDA0003136131150000231
Figure BDA0003136131150000241
方案建议
这里描述的技术方案可应用于HD和HDF处理模式，特别是利用浓度来制备新鲜的透析流体。该解决方案由以下三个主要方面组成：
·根据医生处方将透析流体钠浓度/电导率设置在初始设定点值处；
·假设透析流体的初始设定点值是患者血液在透析处理结束时必须达到或必须趋向于目标血浆电导率/血浆钠浓度(即，目标血浆电导率/钠浓度等于规定的透析液电导率/钠浓度)；
·在处理开始时估计血浆电导率(即，κp)；更详细地说，在处理开始时估计等电导率。特别地，通过以下方式完成估计：
о通过迭代方法：在一次/两次迭代后，估计值通常被认为足够准确；或者
о对新鲜透析电导率/浓度施加步骤并测量用过的透析液中的响应(
Figure BDA0003136131150000251
测量)；
·计算透析供应管路中的透析流体钠浓度/电导率与允许达到目标最终血浆电导率/血浆钠浓度的血浆电导率/血浆钠浓度之间的恒定梯度；
·将透析流体钠浓度/电导率设置在为透析供应管路中的钠浓度/电导率计算的更新值处；
·在处理期间更新血浆电导率值/离子透析率，并使用已经计算出的恒定梯度计算透析流体钠浓度/电导率的新的更新值。
即使没有明确说明，下文描述的所提出的方法的各个步骤也旨在由体外血液处理装置1的控制单元12执行。
处理疗程可选地，但不一定，作为双针血液透析处理开始。用户应通过用户界面22输入处理模式(例如，HD或HDF)和处方值。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Qd的设定值。还提供透析流体成分，包括其初始钠浓度。如果需要，还提供输注速率Qinf或总的累积输注量(accumulated infusion volume)(Vinf)。可通过用户界面输入其它参数，诸如浓度类型、钠用户限制等。在开始处理之前，操作者可以进一步输入‘碳酸氢盐’设定。控制单元12基于处方设置透析流体的初始透析流体电导率或透析流体中至少一种溶质(例如，钠)的初始浓度，以开始处理。在这方面，值得注意的是，在以下详细描述中，在透析流体制备过程中，参考用于控制离子物质浓度(具体为钠浓度)的调节装置，以获得透析流体的期望电导率。
然而，直接调节整体透析流体电导率的调节装置也包括在本描述的精神中，或者可选地，更改不同离子物质的浓度的调节装置也包括在本描述中。
鉴于上述情况，控制单元12将用于透析流体供应管路8中的透析流体的参数值设定在初始设定点处；通常，透析流体的参数是透析流体的电导率或透析流体的与电导率相关的参数，或者透析流体中至少一种物质的浓度(特别是离子物质，更详细地说是钠)，或者透析流体中至少一种物质(例如，钠)的与浓度相关的参数。根据特定的透析监测器，可以在透析管路中调节钠含量(或多于一种的电解质的含量)。或者，控制参数可以是透析流体的总电导率。具体地，控制单元12接收钠浓度的初始设定点，并驱动对透析流体中的钠浓度有作用的调节装置10。在开始血液循环之前(即，在开始处理之前)施加初始设定点。
一旦已经设置了钠初始设定点并且已经由控制单元12驱动调节装置10制备好了对应的透析流体，则处理可以开始。制备透析流体并且随后使透析流体循环通过透析流体回路32。相应地，从患者抽取血液并在体外血液回路17中进行循环，特别是循环通过过滤单元2的主室3。控制单元12确定与过滤单元2的效率有关的参数的值；更详细地，控制单元12知道过滤单元2的清除率或离子透析率D。离子透析率可以从用户或数据库的存储器被接收为输入，可以被测量(例如，实验室测试)或被计算，例如如专利EP 547025或EP 920877中所描述的(例如，
Figure BDA0003136131150000262
测量)。此外，控制单元12确定特定患者的血浆电导率(或，血液中至少一种物质(即，钠)的血浆电导率-在下文中主要参考血浆电导率，而本发明不限于该血液参数)。
特别地，控制单元12可以被编程为用于计算血浆电导率，例如执行在以下段落中公开的方法(“血浆电导率的第一估计值”)，或者替代地，使用已知方法-例如，来自申请人的
Figure BDA0003136131150000261
方法-例如在EP 2377563、EP 547025或EP 920877中描述的方法。
可选地，控制单元12直接接收血浆电导率作为输入。例如，医师或护士可以接收实验室分析，并且可以通过透析监测器的用户界面将数据提供给机器；控制单元12被编程为用于在存储器中存储要被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疗程之前由监视器在体内直接测量。此外，控制单元12接收在所述次级室4下游测得的透析液的参数的值，即电导率值。用于确定和调整新鲜透析流体中的钠浓度/电导率的解决方案包括基于透析废液管路13中的透析液的测得的参数值(电导率/浓度)、与过滤单元2的效率相关的参数(离子透析率)和透析供应管路8中的透析流体的参数值(电导率/浓度)的当前值与血液中的血浆电导率或钠血浆浓度之间的梯度来计算透析供应管路8中的透析流体的参数的更新值。更详细地，梯度被如下限定：
Δ＝(cdi-cbi)
或者
Δ＝(κdi-κbi) (I)
其中
cdi是过滤单元入口处透析流体中的钠的浓度；
Cbi是血液中钠的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κbi是血浆电导率。
因此，梯度由透析流体和血浆电导率之间的差或由透析流体和血液之间的钠浓度的差来限定。
更详细地，控制单元被设置为基于以下公式中的一个来计算透析供应管路8中透析流体的电导率或钠浓度的更新值：
Figure BDA0003136131150000271
或者
Figure BDA0003136131150000272
其中
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
cdo是过滤单元出口处透析液中的至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κdo是过滤单元出口处透析液的电导率；
Δ是梯度；
D是与过滤单元2的效率有关的参数；
Qd为透析液流速；
Qwl是重量损失率。
上述公式可以适用于HD处理和HDF处理两者。
对于上述为透析处理设置的所有钠浓度/电导率，值得注意的是，计算出的浓度和建议的浓度应在钠设定用户限制内。
操作员可以在透析开始前在以下限制内选择这些限制：
·例如，绝对安全范围(例如，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)。
通常，如果对于该设定而计算的钠浓度值落在用户范围之外，则控制应该被去激活和/或至少向操作员给出警告。
上述公式(II)允许实现灵活且简单的生物反馈系统，该系统允许在正/负钠梯度的情况下执行等渗透析或透析，从而避免改变处方参数并继续在安全的临床条件下工作，无论选择的处理的类型如何。该系统基于钠浓度(或电导率)梯度Δ的概念。由于梯度在公式(I)中定义，例如，Δ＝(cdi-Cbi)，即，作为透析液和血浆之间的电导率梯度，因此，规定Δ＝0可以进行等渗处理(参见图2)。
设置正或负Δ(参见图3)，可以根据他/她的临床需要改变患者的总钠质量，在整个疗程中保持恒定的梯度。系统可以根据等式(II)自动且连续地调整Cdi，以便跟踪期望的Δ轨迹。由于血浆电导率/血浆钠浓度在处理期间会因为施加的梯度而变化，所以在经过的处理时间t之后更新的血浆电导率/血浆钠浓度将被更新。同样，更新值可由控制单元例如从实验室分析或从测量血浆电导率的传感器接收。
通常，血浆电导率/血浆钠浓度的更新值是根据
Figure BDA0003136131150000281
程序确定的，例如根据EP 2377563、EP 547025或EP 920877中描述的任何方法。此外，计算程序还为过滤单元的效率参数(即，离子透析率)提供新的估计值。然后在公式中使用这两个参数的更新值来确定透析流体的电导率(或钠浓度)的更新值。因为在计算透析流体的电导率(或钠浓度)的更新值时，梯度保持恒定，所以上述公式(II)允许容易地重新确定透析流体的更新设定点。换句话说，在非等渗透析的情况下，医生不需要规定梯度值：该值由机器自动确定，从初始患者血浆电导率开始，例如在第一
Figure BDA0003136131150000282
测量中进行估计，并且该值仅基于血液中的目标血浆电导率/钠浓度，这等同于规定的透析液电导率/钠浓度。
因此，相对于常规血液透析处理，所需的处方参数保持不变：透析液和血流量、处理时间、重量损失、分布容积和透析液成分。特别地，规定的透析液电导率/钠浓度代表患者应达到的最终目标，就像在常规处理中一样。例如，在第一Diascan测量中，系统估计患者的初始血浆电导率/钠浓度：这是对在机器中实现的双池钠动力学模型的输入。该模型迭代地运行并找到允许达到规定的最终血浆电导率/钠浓度的恒定梯度Δ。一旦已经计算出Δ值，系统就根据等式(II)自动且连续地调节cdi(或κdi)设定点，以便保持模型针对所有处理确定的恒定梯度(参见图4)。图4是在血浆电导率和透析液电导率之间的恒定梯度下执行的处理的示例。实现患者的最终目标，即在第一
Figure BDA0003136131150000291
测量时保持由模型估计的恒定梯度值。详细地说，规定的透析流体电导率(13.5mS/cm)成为患者血浆电导率的最终目标。在这种情况下，梯度Δ(由模型估计的)为0.16mS/cm。可以清楚地看出，透析流体的电导率不是连续变化的，而是逐步变化的。当然，每一步的时间变化和高度最终可以被设置。
血浆电导率的第一估计(等电导率的估计)
如上所述，初始血浆电导率可以不同地(或另外地)如下估计。控制单元12被设置为基于处方施加透析流体中待设定的物质浓度(例如，钠)的初始设定点。一旦钠初始设定点已经被设定并且对应的透析流体已经由控制单元12驱动调节装置10来制备，处理就开始。
取决于选择的处理模式，透析流体被：
-引导到过滤单元2的次级室4，从而仅与血液置换(HD模式)；
-引导到过滤单元2的次级室4，从而与血液置换并被输注到血液回路17中(HDF模式)；
-仅引导到血液回路(HF模式)；在这种情况下，设定超滤流速以实现Qu＝Qdo。
相应地，血液从患者体内抽出并在体外血液回路17中循环。在处理开始时通过传感器11测量次级室4下游的透析液的参数(在具体示例中，电导率)的至少一个、并且通常是多个连续的初始值。透析器后电导率最初将因为例如处理开始时(例如，退出旁通状况)或在血流量爬升时的动力学而改变。然而，其预计在几(例如，4)分钟内稳定。如上所述，当透析流体和血液开始置换时存在瞬变，在此期间透析器出口电导率不稳定；在瞬变时段期间，应该忽略所测量的出口电导率值。为了最小化达到稳定状况所需的时间，可以阻止透析流体流速和碳酸氢盐处方的变化；反过来血流量、超滤流速或旁通的变化通常是允许的，但是它们会使稳定性延迟。相关的是应尽可能快地测量过滤单元下游的至少电导率(并且可能还有过滤单元上游的电导率)，即，一旦达到稳定状况，或者一旦可以执行稳定状况中这种电导率的估计，则进行测量。这是由于需要精确地估计患者的初始血浆电导率，其受到处理期间循环的透析流体的不同电导率的影响/改变。为了基于测量的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值)和透析流体供应管路8中的透析流体的对应参数值(例如电导率或浓度)，来计算初始血浆电导率的值。在处理开始期间，特别是在使透析流体循环通过次级室4和/或在输注管路39中循环直到测量用于计算初始血浆电导率的次级室下游的透析液的参数的初始值期间，透析流体电导率(或浓度)保持基本恒定。换句话说，在特定的示例中，初始血浆电导率的计算在没有电导率步骤的情况下进行。事实上，允许血浆电导率估计的两个实施例都不需要改变透析流体中的透析电导率或钠含量，并且在两种状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’意指透析流体的电导率不被机器或操作者改变，但由于噪声、浓缩计量系统中的公差或电导率测量中的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血浆电导率有一个初步的估计(将会使其更准确)或已经是最终的估计。从一般观点来看，控制单元12还被设置为根据至少一个或多个流速来计算血浆电导率，该至少一个或多个流速包括次级室4出口处的透析液流速；此外，流速还可包括血液管路100中的血液流速。同样，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)被用于血浆电导率。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二者。此外，血浆电导率取决于透析液的初始电导率和透析供应管路8中透析流体的电导率。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电导率和出口电导率之间的差(通过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，透析器的入口电导率和出口电导率之间的差也由血液管路中的血液流速因子加权。
具体地说，根据第一实施例，控制单元12被设置为使用以下公式计算血浆电导率：
Figure BDA0003136131150000311
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(III))期间，透析流体循环通过次级室4和/或被输注到血液回路17中(取决于选择的HD/HF/HDF模式)，从而保持透析流体参数值基本上恒定。
在第二实施例中，控制单元12被编程为基于至少新鲜透析流体的初始电导率加上由透析液流速的因子加权的透析器处的入口电导率和出口电导率之间的差的总和，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电导率和出口电导率之间的差也由透析器清除率的因子加权。具体地说，根据第二实施例，控制单元12被设置为使用以下公式计算血浆电导率：
Figure BDA0003136131150000312
在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(IV))期间，透析流体循环通过次级室4和/或被输注到血液回路17中(取决于选择的HD/HF/HDF模式)，从而保持透析流体参数值基本上恒定。更详细地说，在上面的公式中Ku是尿素的透析器扩散清除率。由于过滤单元(透析器)清除率Ku未知，因此它可以被估计。为了估计的目的，假设所有离子具有相同的透析器清除率，其等于尿素清除率。在HDF处理中，它与区分透析器清除率(其与跨膜的转移有关)和处理(患者)清除率(其描述去除来自患者的物质)相关。患者清除率具有临床兴趣，而出于计算初始设定点的目的兴趣在于透析器特性。因此，当在本文中提及清除率时，除非另作说明，否则其是过滤单元/透析器清除率。清除率Ku可以如PCT公开号WO2016188950中所描述的来计算。根据第一估计值，kp可能在处理开始之后约6到10分钟后得到。当然，用于估计血浆电导率的公式(III)和(IV)两者均可迭代地应用，这意味着新计算的血浆电导率kp，l的估计值被施加到透析流体，并且一旦达到稳定状况，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kp，2。当然，在根据公式(III)或(IV)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血浆电导率kp，1的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(III)和(IV)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的这一事实。
在采用该方法的一种方式中，第一公式(III)或第二公式(IV)仅应用一次，并且估计的血浆电导率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，第一公式(III)应用两次。
在另一种方式中，第二公式(IV)应用两次；在这种情况下，迭代地计算并应用对应于kp的透析流体钠浓度。一旦达到稳定状况，就再次测量kdo：稳定性标准与前述相同。根据公式(IV)对血浆电导率kp，2进行第二次估计，并且kp，2被用作kp。
所提出的解决方案允许仅通过“一个按钮”以生物反馈模式进行等渗透析处理。此外，它还允许通过临床常规中使用的相同的处方参数集以生物反馈模式进行非等渗透析处理。最终血浆电导率/钠浓度的期望目标通过简化的生物反馈控制来实现，并且具有血浆和透析流体之间的最小的恒定电导率/浓度梯度的透析是防止未通过等渗透析治疗的患者的电解质失衡的解决方案。虽然已经结合目前认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，其旨在涵盖各种包括在所附权利要求范围内的修改和等效布置。

Claims (18)

1.一种用于体外血液处理的装置，包括：
-过滤单元(2)，具有由半透膜(5)分隔开的主室(3)和次级室(4)；
-血液回路，包括连接到主室(3)的入口的血液抽取管路(6)和连接到主室(3)的出口的血液返回管路(7)，所述血液管路被设置为连接到患者心血管系统；
-透析供应管路(8)，连接到次级室(4)的入口；
-透析废液管路(13)，连接到次级室(4)的出口；
-制备装置(9)，用于制备连接到所述透析供应管路(8)的透析流体并且包括用于调节所述透析流体的成分的调节装置(10)，
-传感器(11)，用于测量透析废液管路(13)中的透析液的参数值，透析液的所述参数是在包括透析液的电导率和透析液中至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个；
-控制单元(12)，连接到调节装置(10)，连接到传感器(11)，以用于接收透析液的所述参数值，并被设置为：
-将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设定在初始设定点处，透析流体的所述参数是在包括透析流体的电导率和透析流体中至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个；
-在将透析流体的参数值设定在初始设定点处之后，使透析流体循环通过过滤单元(2)的次级室(4)；
-使血液循环通过过滤单元(2)的主室(3)；
-测量所述次级室(4)的下游的透析液的所述参数值，
-通过接收、测量或计算来确定与过滤单元(2)的效率有关的参数；
-通过接收、测量或计算来确定血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度；
-基于透析废液管路(13)中的透析液的参数值、与过滤单元(2)的效率有关的参数、以及透析供应管路(8)中的透析流体的参数值的当前值与血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度之间的梯度来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，
其中，计算更新值包括保持梯度基本恒定。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元(12)被设置为基于透析液流速，特别是在过滤单元入口处的透析液流速，和/或基于通过过滤单元的重量损失率来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(12)被设置为基于透析流速和通过过滤单元(2)的重量损失率的总和来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述梯度被如下限定：
Δ＝(cdi-cbi)
或者
Δ＝(κdi-κbi)
其中，
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
Cbi是血液中至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
кbi是血浆电导率；
所述梯度由电导率之间的差或浓度的差来限定，特别是由离子物质的电导率之间的差或浓度的差来限定，例如由钠的电导率之间的差或浓度的差来限定。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，血液中的所述物质、透析供应管路(8)中的透析流体中的所述物质和透析废液管路(13)中的透析液的所述物质是钠。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，与过滤单元(2)的效率有关的参数是过滤单元(2)的清除率或透析率，特别是离子透析率。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被设置为基于下面两项的总和来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，第一项包括透析废液管路(13)中的透析液的参数值，并且第二项包括与过滤单元(2)的效率有关的参数和梯度。
8.根据前述权利要求所述的装置，其中，所述第二项包括透析液流速、通过过滤单元的重量损失率、输注流速、超滤流速和过滤单元出口处的透析液流速中的一个或多个。
9.根据前两项权利要求所述的装置，其中，所述第一项与透析废液管路(13)中的透析液的参数值成比例，并且特别地，所述第一项是透析废液管路(13)中的透析液的参数值，并且其中，所述第二项同与过滤单元(2)的效率有关的参数和梯度两者成比例。
10.根据前述三项权利要求所述的装置，其中，所述第二项与过滤单元入口处的透析液流速、通过过滤单元的超滤流速、和过滤单元出口处的透析液流速中的至少一个成反比，特别地，所述第二项与过滤单元出口处的透析液流速成反比或者与过滤单元入口处的透析液流速和通过过滤单元的超滤流速的总和成反比。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被设置为基于以下公式来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值：
Figure FDA0003136131140000031
或者
Figure FDA0003136131140000032
其中，
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
cdo是过滤单元出口处透析液中的至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κdo是过滤单元出口处透析液的电导率；
Δ是梯度；
D是与过滤单元(2)的效率有关的参数；
Qd是透析液流速；
Qwl是重量损失率。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被设置为接收透析供应管路(8)中的透析流体的参数值的初始设定点作为输入，控制单元确定梯度值，以便实现在处理结束时血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的值趋向于参数值的初始设定点或与参数值的初始设定点一致，特别地，迭代地确定梯度。
13.根据前述权利要求1至11中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被设置为接收要在处理结束时达到的血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的期望值作为输入，控制单元确定梯度值以便在处理结束时实现血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的期望值。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被设置为根据以下公式计算血浆电导率：
Figure FDA0003136131140000041
其中：
κ<sub>p</sub> 血浆电导率； Q<sub>do</sub> 过滤单元出口处的透析液流速； Q<sub>bset</sub> 过滤单元入口处设定的血液流速； κ<sub>di</sub> 过滤单元入口处的透析流体电导率； κ<sub>do</sub> 过滤单元出口处的透析液电导率；
或者根据以下公式计算血浆电导率：
Figure FDA0003136131140000042
其中，
κ<sub>p</sub> 血浆电导率； Q<sub>do</sub> 过滤单元出口处的透析液流体流速； K<sub>u</sub> 过滤单元对尿素的清除率； κ<sub>di</sub> 过滤单元入口处的透析流体电导率； κ<sub>do</sub> 过滤单元出口处的透析液电导率；
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(12)被设置为：根据至少两个连续制备的具有不同的物质、特别是离子物质、例如钠的浓度的透析流体中的分别在所述过滤单元(2)的上游和下游确定的透析流体和透析液的至少两个参数值来计算血浆电导率或血浆浓度以及特别地还计算与过滤单元(2)的效率有关的参数，所述控制单元(12)被特别地编程为执行所述计算至少两次，并且更多次，具体地多次，并且在透析处理期间的预定时间处执行所述计算。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(12)被设置为：在处理期间多次确定血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度，每次在处理期间新确定血浆电导率或血浆浓度时，计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，计算更新值包括保持梯度基本恒定。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(12)被设置为：确定与过滤单元(2)的效率有关的参数，每次在处理期间新确定与过滤单元(2)的效率有关的参数时，计算透析供应管路(8)中透析流体的参数的更新值，计算更新值包括保持梯度基本恒定。
18.一种用于体外血液处理的装置，包括：
-过滤单元(2)，具有由半透膜(5)分隔开的主室(3)和次级室(4)；
-血液回路，包括连接到主室(3)的入口的血液抽取管路(6)和连接到主室(3)的出口的血液返回管路(7)，所述血液管路被设置为连接到患者心血管系统；
-透析供应管路(8)，连接到次级室(4)的入口；
-透析废液管路(13)，连接到次级室(4)的出口；
-制备装置(9)，用于制备连接到所述透析供应管路(8)的透析流体并且包括用于调节所述透析流体的成分的调节装置(10)，
-传感器(11)，用于测量透析废液管路(13)中的透析液的参数值，透析液的所述参数是在包括透析液的电导率和透析液中至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个；
-控制单元(12)，连接到调节装置(10)，连接到传感器(11)，以用于接收透析液的所述参数值，并被设置为：
-将透析供应管路(8)中的透析流体的参数值设定在初始设定点处，透析流体的所述参数是在包括透析流体的电导率和透析流体中至少一种物质的浓度的组中选择的至少一个；
-在将透析流体的参数值设定在初始设定点处之后，使透析流体循环通过过滤单元(2)的次级室(4)；
-使血液循环通过过滤单元(2)的主室(3)；
-测量所述次级室(4)的下游的透析液的所述参数值，
-通过接收、测量或计算来确定与过滤单元(2)的效率有关的参数；
-通过接收、测量或计算来在处理期间多次确定血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度；
其特征在于，所述控制单元(2)还被设置为：
-接收以下任一项作为输入：
·透析供应管路(8)中透析流体的参数值的初始设定点，控制单元确定梯度值，以便实现在处理结束时血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的值趋向于参数值的初始设定点或与参数值的初始设定点一致；或者
·在处理结束时要达到的血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的期望值，控制单元确定梯度值以便在处理结束时实现血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度的期望值；
其中，所述梯度被如下限定：
Δ＝(cdi-cbi)
或者
Δ＝(κdi-κbi)
其中，
cdi是过滤单元入口处透析流体中的至少一种物质的浓度；
cbi是血液中至少一种物质的浓度；
κdi是过滤单元入口处透析流体的电导率；
κbi是血浆电导率；
所述梯度由电导率之间的差或浓度的差来限定，
-基于透析废液管路(13)中的透析液的参数值、与过滤单元(2)的效率有关的参数、以及透析供应管路(8)中的透析流体的参数值的当前值与血液中至少一种物质的血浆电导率或血浆浓度之间的梯度来计算透析供应管路(8)中的透析流体的参数的更新值，其中，计算更新值包括保持梯度基本恒定。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0547025A1 (en) * 1988-03-03 1993-06-16 Gambro Ab Method for determining a concentration of a substance in blood or the dialysance of a dialyser
US5277820A (en) * 1992-02-06 1994-01-11 Hemocleanse, Inc. Device and method for extracorporeal blood treatment
WO2010112223A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-07 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Vorrichtung und verfahren zur ermittlung und regelung der konzentration mindestens eines gelösten stoffes in einem fluidkreislauf
US20120273354A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Medtronic, Inc. Multimodal dialysis system
JP5099464B1 (ja) * 2011-12-29 2012-12-19 富田製薬株式会社 重炭酸イオン濃度可変型の透析液の調製装置及び調製方法、重炭酸イオン濃度可変型の透析剤、並びに重炭酸イオン濃度可変型の透析システム
CN103547300A (zh) * 2011-03-21 2014-01-29 甘布罗伦迪亚股份公司 用于体外循环血液处理的设备
WO2014121162A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Medtronic, Inc. Sorbent cartridge to measure solute concentrations
US20150290382A1 (en) * 2012-11-14 2015-10-15 Gambro Lundia Ab Apparatus for determining a parameter indicative of the progress of an extracorporeal blood treatment
WO2016026569A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Dialysemaschine mit der fähigkeit zur bestimmung einer prädialytischen eigenschaft im blut eines dialysepatienten
WO2017084682A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-26 Hepa Wash Gmbh Method for extracorporeal carbon dioxide removal
WO2018095690A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Gambro Lundia Ab Apparatus for extracorporeal blood treatment
US20180169315A1 (en) * 2015-05-25 2018-06-21 Gambro Lundia Ab Apparatus for extracorporeal blood treatment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3223051C2 (de) 1982-06-21 1984-09-13 Fresenius AG, 6380 Bad Homburg Dialysevorrichtung mit geregelter Dialysierlösung
FR2771931B1 (fr) 1997-12-09 2000-01-07 Hospal Ind Procede de determination d'un parametre significatif du progres d'un traitement extracorporel de sang
FR2767478B1 (fr) 1997-08-21 1999-10-01 Hospal Ind Dispositif et procede pour regler la concentration du sodium dans un liquide de dialyse en vue d'une prescription
CA2687682C (en) 2007-05-29 2017-10-31 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Solutions, dialysates, and related methods
ES2387534T3 (es) 2010-04-19 2012-09-25 Gambro Lundia Ab Aparato de diálisis

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0547025A1 (en) * 1988-03-03 1993-06-16 Gambro Ab Method for determining a concentration of a substance in blood or the dialysance of a dialyser
US5277820A (en) * 1992-02-06 1994-01-11 Hemocleanse, Inc. Device and method for extracorporeal blood treatment
WO2010112223A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-07 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Vorrichtung und verfahren zur ermittlung und regelung der konzentration mindestens eines gelösten stoffes in einem fluidkreislauf
CN103547300A (zh) * 2011-03-21 2014-01-29 甘布罗伦迪亚股份公司 用于体外循环血液处理的设备
US20120273354A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Medtronic, Inc. Multimodal dialysis system
JP5099464B1 (ja) * 2011-12-29 2012-12-19 富田製薬株式会社 重炭酸イオン濃度可変型の透析液の調製装置及び調製方法、重炭酸イオン濃度可変型の透析剤、並びに重炭酸イオン濃度可変型の透析システム
US20150290382A1 (en) * 2012-11-14 2015-10-15 Gambro Lundia Ab Apparatus for determining a parameter indicative of the progress of an extracorporeal blood treatment
WO2014121162A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Medtronic, Inc. Sorbent cartridge to measure solute concentrations
WO2016026569A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Dialysemaschine mit der fähigkeit zur bestimmung einer prädialytischen eigenschaft im blut eines dialysepatienten
US20180169315A1 (en) * 2015-05-25 2018-06-21 Gambro Lundia Ab Apparatus for extracorporeal blood treatment
WO2017084682A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-26 Hepa Wash Gmbh Method for extracorporeal carbon dioxide removal
WO2018095690A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Gambro Lundia Ab Apparatus for extracorporeal blood treatment

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