CN113795285A - 使用内置传感器的个性化透析 - Google Patents

使用内置传感器的个性化透析 Download PDF

Info

Publication number
CN113795285A
CN113795285A CN202080019023.0A CN202080019023A CN113795285A CN 113795285 A CN113795285 A CN 113795285A CN 202080019023 A CN202080019023 A CN 202080019023A CN 113795285 A CN113795285 A CN 113795285A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dialysate
electrolyte
composition
patient
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080019023.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113795285B (zh
Inventor
S·D·卡拉斯卡尔
V·C·王
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fresenius Medical Care Holdings Inc
Original Assignee
Fresenius Medical Care Holdings Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Medical Care Holdings Inc filed Critical Fresenius Medical Care Holdings Inc
Publication of CN113795285A publication Critical patent/CN113795285A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113795285B publication Critical patent/CN113795285B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1654Dialysates therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3607Regulation parameters
    • A61M1/3609Physical characteristics of the blood, e.g. haematocrit, urea
    • A61M1/361Physical characteristics of the blood, e.g. haematocrit, urea before treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1601Control or regulation
    • A61M1/1603Regulation parameters
    • A61M1/1605Physical characteristics of the dialysate fluid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1654Dialysates therefor
    • A61M1/1656Apparatus for preparing dialysates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/342Adding solutions to the blood, e.g. substitution solutions
    • A61M1/3441Substitution rate control as a function of the ultrafiltration rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/342Adding solutions to the blood, e.g. substitution solutions
    • A61M1/3455Substitution fluids
    • A61M1/3465Substitution fluids using dialysate as substitution fluid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3607Regulation parameters
    • A61M1/3609Physical characteristics of the blood, e.g. haematocrit, urea
    • A61M1/3612Physical characteristics of the blood, e.g. haematocrit, urea after treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3622Extra-corporeal blood circuits with a cassette forming partially or totally the blood circuit
    • A61M1/36222Details related to the interface between cassette and machine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3622Extra-corporeal blood circuits with a cassette forming partially or totally the blood circuit
    • A61M1/36224Extra-corporeal blood circuits with a cassette forming partially or totally the blood circuit with sensing means or components thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3622Extra-corporeal blood circuits with a cassette forming partially or totally the blood circuit
    • A61M1/36225Extra-corporeal blood circuits with a cassette forming partially or totally the blood circuit with blood pumping means or components thereof
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/10ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to drugs or medications, e.g. for ensuring correct administration to patients
    • G16H20/17ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to drugs or medications, e.g. for ensuring correct administration to patients delivered via infusion or injection
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/63ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for local operation
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3306Optical measuring means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

提供了一种用于在患者的透析期间调整透析液的方法。接受透析治疗(例如,血液透析(HD)治疗)的患者在治疗期间可以经历多种生理变化。这些可能包括血容量的变化以及血液电解质浓度的变化。当血液电解质超出其期望的范围时可以导致一种或多种健康风险。本公开提供了一种通过在透析治疗期间调整透析液的组成以使得血液电解质保持在它们的期望的范围内来避免这些健康风险的方法。

Description

使用内置传感器的个性化透析
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2020年1月29日提交的美国临时专利申请No.62/967,349和2019年3月7日提交的美国临时专利申请No.62/815,242的优先权,两者均通过引用全部并入本文。
背景技术
患有肾衰竭或部分肾衰竭的患者通常在血液透析治疗中心、诊所或在家中进行血液透析治疗。当健康时,肾脏会维持体内水和矿物质(例如,钠、钾、氯化物、钙、磷、镁和硫酸盐)的内部平衡。在血液透析中,通过进入针(或导管)从患者身上抽取血液,所述进入针从位于特定通路位置(手臂、大腿、锁骨下等)的动脉中抽取血液。然后经由蠕动泵或其它泵将血液泵送通过体外管,然后通过称为透析器的特殊过滤器。血液与内部半透膜接触着通过透析器,通常相对于膜相反侧的透析溶液以逆流方向流动。透析器旨在通过扩散和/或对流传输从血液中去除不需要的毒素,例如尿素、氮和钾,以及多余的水,这取决于定下的特定透析类型。透析后的血液然后经由附加的管从透析器流出,并通过针头(或导管)回到患者体内。
在透析期间,患者血液中过量的电解质可能会丢失。此外,在某些情况下,透析可能导致电解质去除不充分。例如,血液中包含钠离子(Na+)、钾离子(K+)和钙离子(Ca2+)。血液中过多的钠会使患者感到口渴或会导致高血压。失去过多的钠会导致血容量下降、胸痛、恶心、呕吐、头痛和肌肉痉挛。血液中过多的钾会导致肌肉疼痛、虚弱和麻木。失去过多的钾会导致心律紊乱。血液中过多的钙会导致血管钙化。失去过多的钙会导致骨骼疾病和/或无法控制的继发性甲状旁腺激素(PTH)分泌。
血液中的电解质组成是一种高度动态的功能,取决于许多生理和营养输入,并且受患者之间的显著可变性影响。在大多数透析环境中,一种或仅有少量透析液组合物(即“配方”)可用于治疗患者,而不管患者之间或甚至同一患者在不同日期之间存在的电解质分布的个体差异如何。这种“一刀切”的治疗方法对大多数患者来说可能是合理的,但有些患者并不能很好地耐受。因此,一种用于制备患者专用透析液的方法和系统将是有利的,并且该方法和系统可以适应透析治疗之间甚至在透析治疗期间患者需求的实时变化。
发明内容
本公开的一个实施例提供了一种用于在患者的透析期间调整透析液的方法。所述方法包括:在为患者开始透析之后,由控制器和从电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的测量值;由控制器确定所获得的测量值是否在预定范围内;响应于确定所述测量值不在所述预定范围内,由控制器并基于所获得的测量值来确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值,其中,透析液的组成基于从多个化学物质源分配的化学物质的相应量;以及由控制器并基于所述至少一个第一调整值来控制分配器,以通过改变从所述多个化学物质源分配的化学物质的相应量中的一个或多个来调整患者透析期间透析液的组成。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括基于所述至少一个第一调整值控制分配器,以通过提供一个或多个第一指令来指导分配器调整透析液的组成来调整透析液的组成。附加地,所述方法还包括:在基于所述至少一个第一调整值在透析期间调整透析液的组成之后,由控制器从一个或多个电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的第二测量值;由控制器确定所述至少一个第一调整值是否使得第二测量值在预定范围内;以及响应于确定第二测量值不在预定范围内,向分配器提供一个或多个第二指令以在基于第二测量值在透析期间调整透析液的组成。
在本公开的另一个实施例中,所述方法还包括响应于确定第二测量值在预定范围内,在透析期间保持透析液的组成。
在本公开的另一个实施例中,所述方法还包括:由控制器获得患者血液中第二电解质的第二浓度的第二测量值,其中,第二电解质和第一电解质是不同的电解质;由控制器确定第二测量值是否在第二预定范围内;响应于确定第二测量值不在第二预定范围内,由控制器并基于第二测量值确定至少一个第二调整值以用于调整透析液的组成,并且其中,控制分配器以调整透析液的组成是基于所述至少一个第一调整值和所述至少一个第二调整值。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括:通过由控制器基于所述至少一个第一调整值生成用于在透析期间改变透析液的组成的执行信号来控制分配器以调整透析液的组成;以及由控制器向分配器的一个或多个执行器提供执行信号以改变从多个化学物质源分配的化学物质的相应量的比例。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括:基于确定所述至少一个第一调整值而指示电解质增加,生成第一执行信号,以用于分配多个化学物质源中的相应化学物质源的更高比例的相应化学物质;以及基于确定所述至少一个第一调整值而指示电解质减少,生成第二执行信号,以用于分配所述多个化学物质源中的相应化学物质源的更低比例的相应化学物质。
在本公开的另一个实施例中,所述方法进一步指示所述执行信号中的每个执行信号被编码为:提供给所述一个或多个执行器中的一个执行器的电脉冲的数量的减少,提供给所述一个或多个执行器中的一个执行器的电脉冲的数量的增加,提供给所述一个或多个执行器中除一个之外的所有执行器的电脉冲的数量的减少,或提供给所述一个或多个执行器中除一个之外的所有执行器的电脉冲的数量的增加。
在本发明的另一个实施例中,所述方法还包括:由控制器在时间tf接收新鲜的透析液信号,所述新鲜的透析液信号指示透析液已被混合并准备使用,以及由控制器并基于透析液的流率和透析液的体积来确定时间tmax,时间tmax指示在tf之后调整透析液的组成的最大时间量。
在本公开的另一个实施例中,所述电解质传感器是光学传感器。
在本公开的另一个实施例中,所述电解质传感器是NMR传感器,并且其中,所述NMR传感器被配置成能够获得实时钠浓度、实时钾浓度或实时磷浓度。
在本公开的另一个实施例中,所述电解质传感器位于透析器的上游并且被配置成能够与所述透析器的上游的管配接。
在本公开的另一个实施例中,所述电解质传感器位于透析器的下游并且被配置成能够与所述透析器的下游的管配接。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括基于患者确定透析液配方,并且其中,确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值是基于透析液配方。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括基于来自患者先前透析治疗的历史趋势分析来确定透析液配方。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括:控制分配器以调整透析液的组成包括向分配器提供一个或多个第一指令以调整透析液的组成。所述方法还包括:在提供所述一个或多个第一指令之后,由控制器从一个或多个电解质传感器获得电解质浓度的第二测量值;以及基于第二次测量值来确定透析液配方的有效性。
在本公开的另一个实施例中,所述方法包括:基于第二测量值是否在预定范围内来确定透析液配方的有效性。所述方法还包括:基于确定第二测量值不在预定范围内,选择新的透析液配方;基于所述新的透析液配方确定至少一个第二调整值以用于调整透析液的组成;以及向电解质组成监测器的分配器提供一个或多个第二指令以在透析期间基于所述至少一个第二调整值调整透析液的组成。
在本公开的另一个实施例中,所述方法还包括基于确定透析患者的透析已经结束,将透析液配方和所确定的透析液配方的有效性存储在存储器中。
本公开的另一个实施例提供了一种非暂时性计算机可读介质,其上存储有处理器可执行指令,以用于在患者的透析期间调整透析液。所述处理器可执行指令在被执行时使得:在为患者开始透析之后,从电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的测量值;确定所获得的测量值是否在预定范围内;响应于确定所述测量值不在所述预定范围内,基于所获得的测量值来确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值,其中,所述透析液的组成基于从多个化学物质源分配的化学物质的相应量;以及基于所述至少一个第一调整值控制分配器,以通过改变从所述多个化学物质源分配的化学物质的相应量中的一个或多个来调整患者透析期间透析液的组成。
本公开的另一个实施例提供了一种用于在患者的透析期间调整透析液的系统。所述系统包括:电解质传感器,其被配置成能够测量患者血液中电解质浓度的测量值;和电解质组成监测器。所述电解质组成监测器包括控制器和分配器。控制器被配置成能够:在为患者开始透析之后,从电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的测量值;确定所获得的测量值是否在预定范围内;响应于确定所述测量值不在所述预定范围内,基于所获得的测量值确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值,其中,所述透析液的组成基于从多个化学物质源分配的化学物质的相应量;以及基于所述至少一个第一调整值,向分配器提供一个或多个第一指令,以通过改变从所述多个化学物质源分配的化学物质的相应量中的一个或多个来调整患者透析期间透析液的组成。分配器被配置成能够:在透析期间基于所述一个或多个第一指令调整透析液的组成。
在本公开的另一个实施例中,控制器进一步被配置成能够:在基于所述至少一个第一调整值在透析期间调整透析液的组成之后,从一个或多个电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的第二测量值;确定所述至少一个第一调整值是否使得第二测量值在所述预定范围内;以及响应于确定第二测量值不在所述预定范围内,向分配器提供一个或多个第二指令,以基于第二测量值在透析期间调整透析液的组成。
附图说明
图1示出了根据本公开的一些实施例的包括电解质组成监测器的血液透析系统的前透视图;
图2是说明根据本公开的实施例对患者使用电解质组成监测器的框图;
图3是根据本公开的一个实施例的用于在透析期间管理透析患者血液中电解质的流程图;
图4是根据本公开的一个实施例的用于在透析期间管理透析患者血液中电解质的一个示例时间线;
图5是用于确定用于患者的个性化透析液配方或处方的流程图;
图6是一个示例计算机系统的框图;以及
图7a和7b是使用NMR传感器的实时电解质浓度测量值的图形表示。
具体实施方式
在透析期间,根据本公开的实施例的电解质组成监测器可以采用透析液混合系统以尤其使用多种化学物质浓缩物按需制作一定量的透析液。生成的透析液将具有不同于先前在透析期间使用的透析液的配成、配方或处方。因此,透析液的配方将在透析期间基于电解质组成监测器检测到患者血液中一种或多种电解质的升高水平或降低水平而在透析期间进行调整。
在一个实施例中,在透析期间使用的透析液是分批制作的。每个批次都遵循电解质组成监测器基于从患者血液中接收的电解质浓度水平而选择的处方、配成或配方。电解质组成监测器可以不断调整下一批次透析液的配方,并使其透析液混合系统遵循规定的配方。例如,透析液混合系统可以接收指示待包括在透析液中的特定化学组分和每种化学组分的量的配方。基于处方,透析液混合系统可以确定例如每种化学组分所需的片剂数量、粉末质量或浓缩电解质溶液的体积。片剂、粉末和/或浓缩电解质溶液可以在混合室中自动分配并与纯净水、碳酸氢盐和/或氯化钠混合,以根据期望的透析液配方生产透析液。
本公开的实施例允许以片剂形式或浓缩形式输送和存储化学组分,因此需要最小的存储空间和监督。在整个透析过程中分批混合透析液表明需要更少的存储空间,因为在治疗期期间可以完全耗尽所制作的透析液的体积。
本公开的实施例允许透析期间使用的透析液组合物进行个性化,由此通过在整个治疗期监测患者对透析治疗的电解质反应来考虑患者对透析的个体反应。这样,在治疗期间不应用一刀切规则或粗略启发法。电解质组成监测器通过对透析液组成的不断调整,可以有效地针对个体患者进行个性化治疗,确保患者在离开透析治疗时不会出现某些监测的电解质水平不足或升高,并改善长期结果和患者满意度。
本公开的实施例允许电解质组成监测器可以随着时间的推移学习最适合患者的透析配方或配成。通过分批不断调整透析液,电解质组成监测器可以确定患者通常对哪些电解质敏感;因此,在进一步的治疗中,电解质组成监测器可以建议更适合患者的起始透析液配方。这样,电解质组成监测器的实施例将允许定制的学习模型以适应不断变化的患者需求。
本公开的实施例通过产生个性化透析液作为治疗期间患者血液中电解质状况变化,基于患者血液中电解质的在线监测提供个性化透析治疗。这一改进解决了当前治疗实践中的一个问题,即个体患者的透析液配成和配方是基于每月的实验室血液检测结果。透析患者很少处于稳定状态,因此当患者进入诊所进行透析时,实验室血液测试可能已经过时。因此,依赖每月的实验室检测可能会证明对个体患者有害或受益有限。
图1示出了透析系统,特别是血液透析系统100。虽然本文中描述的系统主要是结合血液透析系统作为示例来描述的,但是明确指出的是,本文中描述的系统可以结合包括腹膜透析系统的其它类型的医疗装置和治疗来使用。血液透析系统100包括连接到部分地形成血液回路的一次性血液部件集104的血液透析机102。在血液透析治疗期间,操作者将血液部件集104的动脉患者管线106和静脉患者管线108连接到患者。血液部件集104包括空气释放装置112。因此,如果在治疗期间通过血液回路的血液包含空气,则空气释放装置112将空气排放到大气中。
血液部件集104被固定到附接到血液透析机102前部的模块130上。模块130包括能够使血液循环通过血液回路的血液泵132。模块130还包括能够监测流过血液回路的血液的各种其它仪器和传感器,例如电解质传感器。模块130包括门,当关闭时,如图1所示,所述门与模块130的正面协作以形成大小和形状适于接收血液部件集104的隔室。
血液泵132是血液泵模块134的一部分。血液泵模块134包括显示窗口、启动/停止键、向上键、向下键、液位调整键和动脉压端口。显示窗口显示血液泵操作期间的血流率设置。启动/停止键启动和停止血液泵132。向上和向下键增加和降低血液泵132的速度。液位调整键升高动脉滴注室中的流体液位。
血液透析机102还包括由透析器110、各种其它透析液部件和连接到血液透析机102的透析液管线形成的透析液回路。这些透析液部件和透析液管线中的许多都在血液透析机102的壳体103内部,因此在图1中是不可见的。在治疗期间,当血液泵132使血液循环通过血液回路时,透析液泵(未示出)使透析液循环通过透析液回路。
透析液由血液透析机102分批产生。即,血液透析机102被配置成能够基于患者血液中电解质浓度的测量值将透析液的各种化学组分混合在一起以形成具有的必要特征的透析液批次。这样,可以基于患者对治疗的反应,针对治疗的不同阶段针对特定患者优化在透析治疗期间使用的透析液。
血液透析机102包括电解质组成监测器(图2的200),其由控制器101和用于混合透析液的透析液混合系统105组成。在透析期间,控制器101被配置成能够接收来自患者血液的电解质测量值,并且控制器101被配置成能够在整个透析治疗期间提供用于调整透析液批次的透析液配方的信号。透析液混合系统105在血液透析机102的壳体103的内部。在一个实施例中,水、氯化钠(NaCl)、碳酸氢盐(NaHCO3)和多种化学物质浓缩物混合在一起以形成透析液。透析液混合系统105经由至少透析液供应管线将已经混合的透析液提供给透析器110,所述透析液供应管线也在血液透析机102的壳体103的内部。排出管线128和超滤管线129从血液透析机102延伸。排出管线128和超滤管线129流体连接到血液透析机102的壳体103内部的形成透析液回路的一部分的各种透析液部件和透析液管线。在血液透析期间,透析液供应管线通过包括透析器110在内的各种透析液部件输送新鲜的透析液。当透析液通过透析器110时,它从患者血液中收集毒素。产生的用过的透析液经由排出管线128从透析液回路输送到排出系统。当在治疗期间进行超滤时,用过的透析液和从患者身上抽取的过量流体的组合经由超滤管线129输送到排出系统。
在一个实施例中,控制器101确定每批透析液的化学组成。例如,一批透析液可以是12升(L)并且化学组成可以包括多种化学物质浓缩物。化学物质浓缩物可以是不同粘度的液体浓缩物和/或可以是片剂、丸剂或粉末形式的固体浓缩物。控制器101可以基于医师/医生开出的处方来计算每批12L透析液的化学组成(例如,多种化学物质浓缩物中的每一种的量,诸如片剂的数量)。
在一个实施例中,控制器101可以使用减少体积的透析液用于患者的透析治疗。例如,控制器101可以降低用于透析治疗的透析液与血液流量的比率。通过降低透析液与血液流量的比率,透析治疗可以消耗更少的透析液(例如,每次透析治疗可以使用40L透析液而不是120L)。
药物泵192也从血液透析机102的前部延伸。药物泵192是注射泵,其包括被配置成能够保持血液部件集104的注射器178的夹持机构。药物泵192包括步进电机,步进电机被配置成能够使注射器178的柱塞沿着注射器178的轴线移动。因此,药物泵192可以用于在使用期间经由药物输送管线174将液体药物(例如,肝素)从注射器178注射到血液回路中,或在使用期间经由药物输送管线174将液体从血液回路抽取到注射器178中。
血液透析机102包括具有诸如触摸屏118和控制面板120之类的输入装置的用户接口。触摸屏118和控制面板120允许操作者向血液透析机102输入各种不同的治疗参数并以其它方式控制血液透析机102。触摸屏118允许操作者在用户配置文件之间进行选择,并且控制面板120可以允许操作者通过扫描患者的会员卡在用户配置文件之间进行选择。触摸屏118向血液透析系统100的操作者显示信息。控制器101还被配置成能够接收信号并将信号发送到触摸屏118和控制面板120。控制器101可以控制血液透析机102的操作参数,例如,在适当的时间提供信号以用于在整个透析治疗过程中调整透析液的组成。透析液混合系统可以是例如Kalaskar等人的US 2018/0326138中的透析液混合系统,其在此全部并入本文。
图2是说明根据本公开的实施例的在透析期间对患者210使用电解质组成监测器200的框图。图1的血液透析系统100的部件用作示例,但如前所述,电解质组成监测器200可以用于腹膜透析。电解质组成监测器200被配置成能够从一个或多个电解质传感器212接收电解质测量值。电解质组成监测器200还被配置成能够使用电解质测量值来调整透析液配方、混合新批次的透析液、以及向透析器110提供新鲜的透析液。
电解质组成监测器200包括控制器101和透析液混合系统105。控制器101被配置成能够与电解质传感器212配接以接收电解质测量值。控制器101的示例包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和具有非暂时性计算机可读介质的处理器。
透析液混合系统105包括分配器202和混合室204。分配器202可以包含化学物质源206中的化学物质浓缩物。化学物质浓缩物用作透析液混合物的组成部分。化学物质浓缩物可以是不同粘度的液体浓缩物或可以是片剂、丸剂或粉末形式的固体浓缩物。化学物质源206是容纳这些化学物质浓缩物的容器。因此,化学物质源206可以容纳氯化钾(KCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、柠檬酸、右旋葡萄糖、氯化钠(NaCl)、碳酸氢钠(NaHCO3)、乙酸、葡萄糖等等浓缩物。并非所有可用的化学物质浓缩物都需要在透析液配成或配方中使用。例如,一个配方可能只需要乙酸、NaCl、CaCl2、KCl、MgCl2和葡萄糖。另一个配方可能需要碳酸氢盐、NaCl、CaCl2、KCl和MgCl2,不含葡萄糖。
分配器202进一步可以包括执行器208,执行器208有助于将特定量的化学物质浓缩物分配到用于混合一批透析液的混合室204。执行器208不仅控制提供给混合室204的化学物质浓缩物的量,而且控制用于混合该批次透析液的水量。水源205可以是用于接收过滤水或适合用于透析治疗的水的水连接件。水源205可以经由入口管连接到血液透析系统100。
分配器202向混合室204提供化学物质浓缩物和水。混合室204中的内容物被搅拌适当的时间量,直到化学物质浓缩物充分分布在各处。在一些实施例中,混合室204提高其温度以帮助溶解和/或分布化学物质浓缩物以产生均质溶液。在实现均质溶液之后,混合室204可以被带到用于透析治疗的适当温度。
透析液混合系统105的混合室204将混合的透析液提供给透析器110。在一个实施例中,混合室204是多室的,其中第一室用于混合透析液而第二室用于存储透析液并将其输送到透析器110。在一个实施例中,混合室204包括用于感测第一室和第二室中的透析液液位的传感器。混合室204也可以在一批透析液已经混合并且当来自该批次的透析液的新鲜透析液被提供给透析器110时警告控制器101。
透析器110经由动脉患者管线106接收来自患者210的血液。可以提供沿着动脉患者管线106的电解质传感器以用于测量透析器110的上游的血液中的电解质浓度。这些电解质传感器被识别为图2中的动脉电解质传感器212-1。透析器110经由静脉患者管线108将血液返回给患者210。可以提供沿着静脉患者管线108的电解质传感器以用于测量透析器110的下游的血液中的电解质浓度。这些电解质传感器可以被识别为静脉电解质传感器212-2。此外,不中断透析回路的电解质传感器可以与患者210接口。例如,传感器可以沿着外周插入的中央导管(PICC)管线放置以测量电解质浓度。这些传感器被识别为非透析回路电解质传感器212-3。
电解质传感器212被配置成能够测量患者210的血液中的电解质浓度。电解质传感器212可以是例如电导率传感器、核磁共振(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)传感器和/或光学传感器。NMR传感器可以检测、确定和/或获得患者210的血液中的实时电解质浓度(例如,钠浓度)。附加性地,和/或替代性地,可以修改NMR传感器(例如,重新调谐到不同的射频)以检测、确定和/或获得实时的钾和/或磷浓度。附加性地,和/或替代性地,在一些实施例中,NMR传感器测量透析液和血液中的游离钠的浓度,每个单独采样,并且将游离钠的浓度报告给控制器101。此外,钠和其它电解质浓度可能因患者不同而不同,甚至对于给定患者在相继透析期之间也可能不同。因此,使用NMR传感器或其它传感器实时测量这些浓度以调整电解质浓度,甚至使用个性化配方(图3和5中描述)可能有益于在透析期间为患者提供最佳治疗。附加性地,和/或替代性地,电解质传感器212可以包括光学传感器,光学传感器被配置成能够检测诸如钙浓度和/或镁浓度的实时电解质浓度。
可与本申请的示例性实施例一起使用的NMR传感器的示例在2019年8月6日授予的美国专利10,371,775(标题为:Dialysis System With Radio Frequency Device WithinAMagnet Assembly For Medical Fluid Sensing And Concentration Determination)和2019年1月29日提交的美国临时专利申请第62/967,349号(标题为:Individualized AndOn-Demand Dialysis System With Networking Capabilities)中进一步详细描述,这两项专利均通过引用全部并入本文。
此外,图7示出了使用NMR传感器获得的实时测量值的图形表示。例如,图7a示出了使用NMR传感器的实时电解质浓度(例如,钠浓度)测量值。线702指示钠浓度并且阴影区域704代表精度裕度。图7b也示出了使用NMR传感器的实时电解质浓度测量值。例如,线702的部分704指示基线钠浓度。然后,部分708指示对基线钠浓度的第一调整(例如,引入或注射钠丸以增加钠浓度)。部分710示出了用于再次增加钠浓度的另一次钠丸注射。
图3是根据本公开的一个实施例的用于在透析期间管理透析患者血液中的电解质的流程图。图3是说明电解质组成监测器、例如电解质组成监测器200在管理患者210的血液中的电解质时可以执行的过程300的流程图。在302,电解质组成监测器200的控制器101从电解质传感器212接收(例如,获得)电解质测量值。获得的电解质测量值可以包括患者210的血液中的钠、钾、磷、镁和/或钙电解质浓度。
在304,控制器101根据电解质测量值确定血液中的电解质浓度是否在预定范围内。例如,血液中钠的电解质浓度应在135-145mEq/L范围内,钾的电解质浓度应在3.5-5mEq/L范围内,钙的电解质浓度应在8.5-10.2mg/dL(2-2.6mmol/L)范围内,依此类推。在控制器101处接收的电解质测量值以获得电解质浓度的方式准备。例如,如果钠NMR传感器以钠的共振频率提供射频(RF)能量水平作为测量信号,则控制器101分析提供的RF能量水平以确定血液中的钠浓度。将此钠浓度与钠的预定范围的上限和下限进行比较以确定血液中的钠浓度是否在预定范围内。
在一些示例中,预定范围是诸如临床上已知范围的临床定义的范围。在其它示例中,预定范围可以是个性化的。例如,如下面在图5的502中所描述的,透析液配方是基于对来自患者先前透析治疗的电解质测量值的历史趋势分析而确定的配方。换句话说,基于对患者210执行的先前透析治疗为患者210个性化透析液配方。与患者相关联的透析液配方可以包括电解质范围(例如,钠、钾、钙、镁和/或磷的电解质浓度范围)。此外,如下面图5中所描述的,控制器101可以在开始透析治疗之前加载透析液配方。在302,控制器101基于加载的透析液配方确定预定范围并且可以将这些预定范围与来自电解质测量值的电解质浓度进行比较。
在306,控制器101基于多个电解质测量值确定用于预定范围之外的一个或多个电解质浓度的调整值。控制器101针对预定范围之外的每个电解质浓度确定是否增加或减少该电解质的浓度。增加或减少浓度为调整值提供方向性。然后,控制器101通过确定电解质的浓度应该增加的目标量来确定调整值的大小。
在一个实施例中,控制器101通过单位增量确定调整值。也就是说,在确定是否增加或减少不在预定范围内的电解液的浓度之后,控制器101确定电解质的浓度应该以给定的单位进行调整。在透析液的化学组分由片剂调整的一个实施例中,每个单位代表由化学物质浓缩物的相应片剂提供的电解质浓度。在透析液的化学组分由液体浓缩物调整的一个实施例中,每个单位代表通过将其相应的阀打开预定时间量而提供的预期电解质浓度。尽管描述了一个单位增量,但可以将调整值确定为多个单位增量。例如,控制器101可以确定不在其预定范围内的电解质的浓度应该增加三个单位,这对应于三个片剂预期的电解质的量。
在一个实施例中,控制器101基于预编程的透析液配方、配成或处方来确定调整值。控制器101可以在其存储器中存储用于各种电解质条件的一个或多个配方。例如,存储器可以包括低钠、高钠、低钾、高钾等等的配方。这些透析液配方中的每一个都可以被标记为有效于降低或提高一个或多个电解质浓度。这样,基于被确定为在它们相应的预定范围之外的电解质的组合,控制器101可以从这些预定义的配方中的一个中选择用于下一批透析液的配方。
在一些示例中并参考下面的图5和过程500,控制器101基于来自502的加载的透析液配方来确定调整值(例如,单位增量)的大小和/或方向性。例如,控制器101可以基于对来自患者先前透析治疗的电解质测量值的历史趋势分析(例如,基于来自历史趋势分析中最有效的配方、在患者配置文件中批次数量最大的透析液配方和/或在透析治疗期间使用的最新透析液配方)来确定和加载透析液配方。例如,如果高钠配方在患者配置文件中具有最大数量的制作批次(例如,使用该配方产生/调整透析液溶液的次数最多),则控制器101可以将高钠配方确定为最有效的透析液配方并在502加载该配方。然后,在306,控制器101可以使用该配方确定调整值的大小。
在一个实施例中,控制器101确定预定范围之外的一个或多个电解质浓度显著偏离预定范围。例如,在304,确定6.0mEq/L的钾浓度,并且钾的预定范围在3.5至5.0mEq/L之间。然后由控制器101确定钾浓度过高。控制器101可以确定下一批透析液应该降低钾浓度。因此,控制器101可以按照规定确定钾的调整值,以降低下一批透析液中的钾离子浓度。尽管使用钾作为示例,但是控制器101可以确定血液中多于一种电解质的浓度太高并且确定调整值以制作下一批透析液。换句换说,控制器101可以确定电解质浓度(例如,钾)在预定范围之外并且确定用于下一批透析液的一个或多个调整值。一个或多个调整值可以是电解质浓度(例如,钾)的单个调整值或可以包括用于多个不同电解质浓度(例如,钾、钙等)的多个调整值。
附加性地,和/或替代性地,控制器101可以确定多个电解质浓度(例如,钾和钙)在预定范围之外并且可以确定用于下一批透析液的一个或多个调整值。一个或多个调整值可以是电解质浓度(例如钾)的单个调整值或可以包括用于多个不同电解质浓度(例如,钙、钾等)的多个调整值。
在一个实施例中,控制器101确定大多数或所有电解质浓度在预定范围之外,并且所有电解质浓度的调整值具有相同的方向。控制器101可以基于由化学物质源206供应的化学物质的量和待包括在透析液中的水的量来确定调整值。在一些情况下,每批透析液可以是12L。在其它情况下,该批次可以大于12L,例如24L。控制器101可以基于由化学物质源206供应的化学物质的量、待包括在透析液中的水的量以及该批次透析液的体积来确定调整值。例如,如果处方指示对于12L批次使用2片钾片,则控制器101可以确定对于24L批次使用4片钾片。
在308,控制器101向分配器202提供指令以基于306的所确定的调整值在透析期间调整透析液的组成。透析液的组成包括来自化学物质源206的化学物质。在一个实施例中,控制器101基于所确定的调整值生成用于在透析期间改变透析液的组成的调整信号。然后,控制器101向执行器208提供执行信号以改变待释放到混合室204中的每种化学物质浓缩物的量。通过改变释放到混合室204中的任何化学物质浓缩物的量,控制器101使分配器202改变透析液中的化学物质的比例。
在一个实施例中,当用于相应预定范围之外的电解质浓度的相应调整值指示增加时,控制器101生成用于分配更高比例的相应化学物质的相应调整信号,从而增加化学物质源206中的相应化学物质源的化学贡献。当用于相应预定范围之外的电解质浓度的相应调整值是减小时,控制器101生成用于在化学物质源206中分配相应化学物质源的相应化学物质的更低比例的相应化学物质的相应调整信号。
在一个实施例中,控制器101提供给分配器202的调整信号被编码为多个电脉冲。电脉冲可以是电压脉冲或电流脉冲。例如,由控制器101提供给执行器208中的相应执行器的多个脉冲可以编码化学物质源206中的相应化学物质的量以释放到混合室204中。在先前的透析液批次中,如果向控制CaCl2片剂释放到混合室204中的执行器提供5个脉冲,则对于下一个透析液批次,如果向执行器提供4个脉冲,则较少数量的CaCl2片剂将被释放到混合室204中。因此,由控制器101生成的调整信号可以被编码为提供给一个或多个执行器的多个电脉冲的变化。电脉冲数量的变化可以是电脉冲数量的增加或电脉冲数量的减少。此外,执行器208中除了一个执行器之外的所有执行器都可以接收数量减少的电脉冲。相反,执行器208中除了一个执行器之外的所有执行器都可以接收增加数量的电脉冲。
在完成308之后,控制器101循环回到302并接收新的电解质测量值(例如,来自传感器212的第二电解质测量值)。过程300由电解质组成监测器200执行,直到患者210的透析治疗结束。
例如,在随后的迭代中,在304,控制器101根据电解质测量值确定第一调整值是否使得新电解质测量值在预定范围内。如果血液中没有电解质浓度在预定范围之外,则控制器101在310确定不需要调整。控制器101保持用于新透析液批次的最新配方并且过程300返回到302。如果存在仍然在预定范围之外的电解质浓度,则控制器101可以基于配方确定新的调整值并且提供附加指令以在透析期间调整透析液的组成。此外,控制器101可以确定所使用的先前配方的有效性和/或确定用于调整值的新配方。
例如,在一些情况下,控制器101可以使用过程300来确定配方的有效性。如上所述,控制器101可以基于加载的配方来确定调整值的方向性和/或大小。例如,控制器101可以从电解质传感器212获得第一和第二电解质测量值。可以在过程300的第一次迭代中获得第一电解质测量值,并且可以在过程300的第二次迭代中获得第二电解质测量值(例如,第二电解质测量值可以在透析期间调整透析液的组成之后)。控制器101可以比较第一电解质测量值、第二电解质测量值和/或预定范围以确定配方的有效性。例如,如果在调整之后电解质浓度在预定范围内,则控制器101可以在306确定用于调整值的配方是有效的。如果电解质浓度仍然不在预定范围内,则控制器101可以确定该配方无效。
附加性地,和/或替代性地,控制器101可以基于第二电解质测量值与预定范围的接近程度来确定配方的有效性。例如,如果第二电解质测量值在预定范围内,则控制器101可以确定配方非常有效。如果第二电解质测量接近预定范围,但不在预定范围内,则控制器101可以确定该配方有效。如果第二电解质测量值不接近预定范围,则控制器101可以确定该配方无效。如果与第一电解质测量值相比,第二电解质测量值甚至更远离预定范围,则控制器101可以确定该配方是极其无效的。
在一些变型中,控制器101可以在透析治疗期间(例如,在过程300期间)动态地对配方进行排序。例如,在使用配方创建每批透析溶液之后,控制器101可以确定配方的有效性。然后,控制器101可以基于配方的更新的有效性来确定是否加载新的透析液配方。如果控制器101加载新的透析液配方,则控制器101可以使用新的透析液配方来确定调整值。换句话说,在透析治疗期间,控制器101可以使用多个不同的配方基于在患者治疗期间确定的配方的有效性来确定调整值。
在一些情况下,控制器101可以在对患者的透析治疗已经结束之后(例如,在过程300已经结束之后)对配方进行排序。例如,控制器101可以基于将调整之后的电解质浓度与预定范围进行比较来确定在透析治疗期间使用的一个或多个配方的有效性。然后,控制器101可以将相关联的配方的有效性存储在存储器中和/或基于有效性对配方进行排序。下一次患者进行透析治疗时,控制器101可以加载对预定范围和/或调整值的最高排序的存储配方。
在一些示例中,过程300可以用于腹膜透析(PD溶液)。对于腹膜透析,该过程可还包括消毒步骤。例如,在308之前,控制器101可以向分配器202提供对包括来自化学物质源206的化学物质的透析液的组成进行消毒的指令。然后,在308,控制器101向分配器202提供对来自化学物质源的化学物质进行消毒的指令。
图4图示了用于在透析期间管理透析患者血液中的电解质的示例时间线400。如上面关于图3所描述的,过程300是循环的或周期性的,因此相对于时间线400,活动的一个时期经由时间戳tf、t1、t2、t3、t4和t5突出显示。时间戳定义如下:
tf-控制器101接收到指示新批次的透析液已被混合并准备好使用的新鲜的透析液信号的时间;
t1-控制器101从电解质传感器212接收电解质测量值的时间;
t2-控制器101向分配器202的执行器208发送调整信号的时间;
t3-执行器208允许化学物质和水分别从化学物质源206和水源205迁移到混合室204的时间;
t4-混合室204开始混合新批次的透析液的时间;
t5-旧批次的透析液耗尽的时间。
图4根据示例时间线400组织图3中的活动。在阶段1中,在透析开始时,一批新鲜的透析液被混合并准备好使用。此时,混合室204在时间戳tf向控制器101提供新鲜的透析液信号。在时间段402之后,控制器101在时间戳t1从电解质传感器212接收电解质测量值。在时间段404期间,控制器101确定待提供给执行器208的调整信号,并且在时间戳t2,向执行器208发送调整信号。执行器208在时间段406之后响应调整信号,因此在时间戳t3,执行器208允许化学物质和水从它们相应的源迁移到混合室204中。在时间段408之后,混合室204然后在时间戳t4混合其内容物以形成新批次的透析液。
在时间戳t5,旧批次的透析液从混合室204完全耗尽,因此时间段410指示混合室204开始混合新批次的透析液的内容物与旧批次的透析液耗尽之间的时间。在一些实施例中,当在旧批次的透析液耗尽之前新批次的透析液就准备好时,控制器101不会生成错误信息。这种情况在图4中通过显示在时间段410期间在时间戳tf提供新鲜的透析液信号来指示。
在一个实施例中,控制器101可以通过尝试减少时间戳tf与t5之间的时间段412来优化过程300。这样,新批次的透析液在旧批次的透析液耗尽的同时准备就绪,从而当控制器101接收到新鲜的透析液信号时,控制器101可以确定在从电解质传感器212获得电解质测量值之前等待的适当的时间段402。这样,控制器101给予足够的时间能够查看新批次的透析液对血液中电解质的影响。
换句话说,控制器101可以监控tprep,即控制器101向执行器208发送调整信号与控制器101从混合室204接收新鲜的透析液信号之间的时间段。控制器101可以尝试优化tprep,使得其时间段与时间段406、408和410的总和基本相同。
在一个实施例中,控制器101确定如果在某个时间发送了调整信号,则将存在违反tprep的情况,即,在新批次的透析液被混合并准备好之前将达到时间戳t5。在这种情况下,控制器101可以确定延迟调整信号,基于旧配方混合新批次的透析液,然后在下一个阶段中提供缓冲的调整信号。这指示在时间戳tf之后,存在控制器101在时间戳t2将调整信号发送到执行器208之前可以等待的最大时间tmax。在一个实施例中,tmax可以被确定为时间段402、404、406、408和410的总和减去tprep。由于tmax取决于时间戳t5,在一些实施例中,tmax由控制器101基于离开混合室204的透析液的流率和混合室204中的透析液的体积来确定。
在一个实施例中,控制器101还可以监测并尝试调整tc,即控制器101发送调整信号时与控制器101获得电解质测量值之间的时间段,以确定调整信号对血液中电解质浓度的影响。
图5是根据本公开的一个实施例的用于为患者确定个性化透析液配方或处方的流程图。图5是说明由透析系统、例如血液透析系统100执行以确定患者的透析液配方的过程500的流程图。在502,血液透析系统100从患者配置文件加载透析液配方。
在一个实施例中,血液透析系统100可以接收包含用于患者210的透析液配方的芯片卡或计算机存储器、如闪存驱动器。在一个实施例中,患者配置文件可以从数据库或集中存储中获得。例如,对于用于在连接的健康网络内安全地分发包括医疗处方的信息的系统的描述,参考Cohen等人的美国出版物No.2018/0316505A1,其通过引用并入本文。
从患者配置文件中选择并加载用于治疗的透析液配方。在一个实施例中,所选择的透析液配方是从患者210经历的先前治疗中使用的最后一个配方。在另一个示例中,所选择的透析液配方是默认配方,尤其是当患者210从未在特定位置经历过透析时。在另一个示例中,所选择的透析液配方是基于来自患者配置文件的先前透析液配方的趋势分析而确定的配方。在另一个示例中,所选择的透析液配方是基于对来自患者先前透析治疗的电解质测量值的历史趋势分析而确定的配方。
在504,血液透析系统100经由透析液混合系统105基于来自502的加载的配方混合第一批透析液。
在506,血液透析系统100经由电解质组成监测器200监测血液电解质并根据本公开的各种实施例基于电解质测量值调整透析液配方。例如,电解质组成监测器200监测血液电解质并如在过程300中提供的那样调整透析液配方。在治疗期间,血液透析系统100在用于当前透析治疗的患者配置文件内创建透析液条目的文件夹或集合。在文件夹内,血液透析系统100可以存储所使用的透析液配方、对应于透析液配方的混合批次的数量以及导致透析液配方的电解质测量中的一个或多个。
在508,在透析治疗完成之后,血液透析系统100对在506存储的透析液配方进行排序。在一个实施例中,基于每个配方制作的透析液批次的数量对透析液配方进行排序。换句话说,如果血液透析系统100确定透析液批次是有效的(例如,在304中,有效地将电解质浓度降低到预定范围),则血液透析系统100可以再次使用该配方,这将增加使用该配方制作的透析液批次的数量并将使得血液透析系统100对透析液配方的排序更高。在一个实施例中,基于比较类似透析液配方的趋势分析对透析液配方进行排序,然后组合类似透析液配方的批次数量,然后基于组合的批次数量对透析液配方组进行排序。
在一个实施例中,分析具有最高组合批次数量的类似透析液配方以确定一个代表性配方。代表性配方可以经由一种或多种统计手段确定,例如,可以使用平均值、中值、随机选择等来确定。
在510,血液透析系统100将具有最高批次数量的透析液配方存储在患者配置文件中。在一个实施例中,根据本公开的实施例确定的代表性配方与透析液配方一起被存储。
图6是示例计算机系统600的框图。例如,控制器101是这里描述的系统600的一个示例。系统600包括处理器610、存储器620、存储装置630和输入/输出装置640。部件610、620、630和640中的每一个可以例如使用系统总线650互连。处理器610处理用于在系统600内执行的指令。处理器610可以是单线程处理器、多线程处理器或量子计算机。处理器610可以处理存储在存储器620中或存储在存储装置630上的指令。处理器610可以执行有助于执行属于电解质组成监测器200的功能的操作。
存储器620在系统600内存储信息。在一些实施方式中,存储器620是计算机可读介质。例如,存储器620可以是像同步随机存取存储器(SRAM)这样的易失性存储器或像闪存那样的非易失性存储器。
存储装置630能够为系统600提供大容量存储。在一些实施方式中,存储装置630是非暂时性计算机可读介质。存储装置630可以包括例如硬盘装置、光盘装置、固态数据驱动器、闪存驱动器、磁带或一些其它大容量存储装置。替代性地,存储装置630也可以是云存储装置,例如,包括分布在网络上并使用网络访问的多个物理存储装置的逻辑存储装置。在一些实施方式中,存储在存储器620上的信息也可以存储在存储装置630上。
输入/输出装置640为系统600提供输入/输出操作。在一些实施方式中,输入/输出装置640包括网络接口装置(例如,以太网卡)、串行通信装置(例如,RS-232 10端口)和/或无线接口装置(例如,短距离无线通信装置、802.11卡、3G无线调制解调器或4G无线调制解调器)中的一个或多个。在一些实施方式中,输入/输出装置640包括驱动器装置,驱动器装置被配置成能够接收输入数据并将输出数据发送到其它输入/输出装置,例如,键盘、打印机和显示装置(例如触摸屏118)。在一些实施方式中,输入/输出装置640接收透析液处方(例如,无线地接收)以供血液透析系统100处理。在一些实施方式中,移动计算装置、移动通信装置和其它装置用于发送透析液处方。
本文引用的所有参考文献,包括出版物、专利申请和专利,均以相同的程度通过引用并入本文,就好像每篇参考文献被单独且具体地指示为通过引用并入并在本文中整体阐述一样。
在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中),术语“一”和“一个”以及“所述”和“至少一个”以及类似的指代的使用被解释为涵盖单数和复数,除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“至少一个”后跟一个或多个项目的列表(例如,“A和B中的至少一个”)的使用应被解释为表示从所列项目中选择的一个项目)(A或B)或所列项目中的两个或多个的任何组合(A和B),除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有说明,否则术语“含有”、“具有”、“包括”和“包含”应被解释为开放式术语(即,意为“包括但不限于”)。除非本文另有说明,否则本文对数值范围的引用仅仅旨在作为单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法,并且将每个单独值并入说明书中,就好像其在本文中单独引用一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾,否则本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。除非另有声明,否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅仅旨在更好地阐明本发明而不对本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为指示对本发明的实践是必不可少的任何未要求保护的元素。
本文中描述了本发明的优选实施例,包括发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。通过阅读上述描述,那些优选实施例的体对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。发明人期望技术人员适当地采用这种变体,并且发明人打算以不同于本文中具体描述的方式来实践本发明。因此,本发明包括在适用法律允许的情况下所附权利要求中记载的主题的所有修改和等效物。此外,除非本文另有说明或与上下文明显矛盾,否则本发明涵盖上述元素的所有可能变体形式的任何组合。

Claims (20)

1.一种用于在患者的透析期间调整透析液的方法,所述方法包括:
在为患者开始透析之后,由控制器和从电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的测量值;
由控制器确定所获得的测量值是否在预定范围内;
响应于确定所述测量值不在预定范围内,由控制器并基于所获得的测量值来确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值,其中,所述透析液的组成基于从多个化学物质源分配的化学物质的相应量;以及
由控制器并基于所述至少一个第一调整值来控制分配器,以通过改变从所述多个化学物质源分配的化学物质的相应量中的一个或多个来调整患者透析期间透析液的组成。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,基于所述至少一个第一调整值控制分配器以调整透析液的组成包括:提供一个或多个第一指令以指导分配器调整透析液的组成,其中,所述方法还包括:
在基于所述至少一个第一调整值在透析期间调整透析液的组成之后,由控制器从一个或多个电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的第二测量值;
由控制器确定所述至少一个第一调整值是否使得第二测量值在预定范围内;以及
响应于确定第二测量值不在预定范围内,向分配器提供一个或多个第二指令,以基于第二测量值在透析期间调整透析液的组成。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述方法还包括:
响应于确定第二测量值在预定范围内,在透析期间保持透析液的组成。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:
由控制器获得患者血液中第二电解质的第二浓度的第二测量值,其中,第二电解质和第一电解质是不同的电解质;
由控制器确定第二测量值是否在第二预定范围内;以及
响应于确定第二测量值不在第二预定范围内,由控制器并基于第二测量值确定至少一个第二调整值以用于调整透析液的组成,
其中,控制分配器以调整透析液的组成是基于所述至少一个第一调整值和所述至少一个第二调整值。
5.根据权利要求1的方法,其中,控制分配器以调整透析液的组成包括:
由控制器基于所述至少一个第一调整值生成用于在透析期间改变透析液的组成的执行信号;以及
由控制器向分配器的一个或多个执行器提供所述执行信号,以改变从多个化学物质源分配的化学物质的相应量的比例。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,生成所述执行信号包括:
基于确定所述至少一个第一调整值而指示电解质增加,生成用于分配所述多个化学物质源中的相应化学物质源的更高比例的相应化学物质的第一执行信号;以及
基于确定所述至少一个第一调整值而指示电解质减少,生成用于分配所述多个化学物质源中的相应化学物质源的更低比例的相应化学物质的第二执行信号。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述执行信号中的每个执行信号被编码为:
提供给所述一个或多个执行器中的一个执行器的电脉冲的数量的减少,
提供给所述一个或多个执行器中的一个执行器的电脉冲的数量的增加,
提供给所述一个或多个执行器中除一个之外的所有执行器的电脉冲的数量的减少,或
提供给所述一个或多个执行器中除一个之外的所有执行器的电脉冲的数量的增加。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:
由控制器在时间tf接收新鲜的透析液信号,所述新鲜的透析液信号指示透析液已被混合并准备好使用;以及
由控制器并基于透析液的流率和透析液的体积来确定时间tmax,时间tmax指示在时间tf之后调整透析液的组成的最大时间量。
9.根据权利要求1的方法,其中,所述电解质传感器是光学传感器。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述电解质传感器是NMR传感器,其中,所述NMR传感器被配置成能够获得实时钠浓度、实时钾浓度或实时磷浓度。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电解质传感器位于透析器的上游并且被配置成能够与透析器的上游的管配接。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电解质传感器位于透析器的下游并且被配置成能够与透析器的下游的管配接。
13.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:
基于患者确定透析液配方,以及
其中,确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值是基于透析液配方。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,确定透析液配方是基于来自患者先前透析治疗的历史趋势分析。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,控制分配器以调整透析液的组成包括向分配器提供一个或多个第一指令以调整透析液的组成,其中,所述方法还包括:
在提供所述一个或多个第一指令之后,由控制器从一个或多个电解质传感器获得电解质浓度的第二测量值;以及
基于第二测量值确定透析液配方的有效性。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,确定透析液配方的有效性是基于第二测量值是否在预定范围内,其中,所述方法还包括:
基于确定第二测量值不在预定范围内,选择新的透析液配方;
基于所述新的透析液配方确定至少一个第二调整值以用于调整透析液的组成;以及
向电解质组成监测器的分配器提供一个或多个第二指令,以基于所述至少一个第二调整值在透析期间调整透析液的组成。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,所述方法还包括:
基于确定透析患者的透析已经结束,将透析液配方和所确定的透析液配方的有效性存储在存储器中。
18.一种非暂时性计算机可读介质,其上存储有用于在患者的透析期间调整透析液的处理器可执行指令,其中,所述处理器可执行指令在被执行时使得能够:
在为患者开始透析之后,从电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的测量值;
确定所获得的测量值是否在预定范围内;
响应于确定所述测量值不在预定范围内,基于所获得的测量值来确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值,其中,所述透析液的组成基于从多个化学物质源分配的化学物质的相应量;以及
基于所述至少一个第一调整值控制分配器,以通过改变从所述多个化学物质源分配的化学物质的相应量中的一个或多个来调整患者透析期间透析液的组成。
19.一种用于在患者的透析期间调整透析液的系统,其包括:
电解质传感器,其被配置成能够测量患者血液中电解质浓度的测量值;以及
电解质组成监测器,其包括:
控制器,其被配置成能够:
在为患者开始透析之后,从电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的测量值;
确定所获得的测量值是否在预定范围内;
响应于确定所述测量值不在预定范围内,基于所获得的测量值确定用于调整透析液的组成的至少一个第一调整值,其中,所述透析液的组成基于从多个化学物质源分配的化学物质的相应量;以及
基于所述至少一个第一调整值,向分配器提供一个或多个第一指令,以通过改变从所述多个化学物质源分配的化学物质的相应量中的一个或多个来调整患者透析期间透析液的组成;以及分配器,其被配置成能够:
基于所述一个或多个第一指令在透析期间调整透析液的组成。
20.根据权利要求19所述的系统,其中,控制器还被配置成能够:
在基于所述至少一个第一调整值在透析期间调整透析液的组成之后,从一个或多个电解质传感器获得患者血液中电解质浓度的第二测量值;
确定所述至少一个第一调整值是否使得第二测量值在预定范围内;以及
响应于确定第二测量值不在预定范围内,向分配器提供一个或多个第二指令,以基于第二测量值在透析期间调整透析液的组成。
CN202080019023.0A 2019-03-07 2020-03-06 使用内置传感器的个性化透析 Active CN113795285B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962815242P 2019-03-07 2019-03-07
US62/815,242 2019-03-07
US202062967349P 2020-01-29 2020-01-29
US62/967,349 2020-01-29
PCT/US2020/021465 WO2020181220A1 (en) 2019-03-07 2020-03-06 Individualized dialysis with inline sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113795285A true CN113795285A (zh) 2021-12-14
CN113795285B CN113795285B (zh) 2024-04-26

Family

ID=72335934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080019023.0A Active CN113795285B (zh) 2019-03-07 2020-03-06 使用内置传感器的个性化透析

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200282125A1 (zh)
EP (1) EP3934710A4 (zh)
CN (1) CN113795285B (zh)
CA (1) CA3132559A1 (zh)
WO (1) WO2020181220A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116685364A (zh) * 2020-11-09 2023-09-01 奥赛医疗公司 透析系统和方法
DE102021112322A1 (de) * 2021-05-11 2022-11-17 B.Braun Avitum Ag Elektrolytbilanzierungsmodul

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102131533A (zh) * 2008-08-28 2011-07-20 巴克斯特国际公司 用于透析应用的线路中的传感器
US20140190886A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Medtronic, Inc. Recirculating dialysate fluid circuit for blood measurement
US20140263063A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Medical fluid sensors and related systems
US20150343129A1 (en) * 2012-12-20 2015-12-03 Gambro Lundia Ab An apparatus for extracorporeal blood treatment
CN107731291A (zh) * 2016-08-10 2018-02-23 美敦力公司 用于多会话优化的会话间自适应腹膜透析流体去除
US20180326138A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-15 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. On Demand Dialysate Mixing Using Concentrates
CN109172900A (zh) * 2013-03-14 2019-01-11 贝克斯特国际公司 具有可再用供能单元的用于腹膜透析交换的系统和方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9201036B2 (en) * 2012-12-21 2015-12-01 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Method and system of monitoring electrolyte levels and composition using capacitance or induction
US10623188B2 (en) 2017-04-26 2020-04-14 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Securely distributing medical prescriptions

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102131533A (zh) * 2008-08-28 2011-07-20 巴克斯特国际公司 用于透析应用的线路中的传感器
US20150343129A1 (en) * 2012-12-20 2015-12-03 Gambro Lundia Ab An apparatus for extracorporeal blood treatment
US20140190886A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Medtronic, Inc. Recirculating dialysate fluid circuit for blood measurement
CN109172900A (zh) * 2013-03-14 2019-01-11 贝克斯特国际公司 具有可再用供能单元的用于腹膜透析交换的系统和方法
US20140263063A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Medical fluid sensors and related systems
CN107731291A (zh) * 2016-08-10 2018-02-23 美敦力公司 用于多会话优化的会话间自适应腹膜透析流体去除
US20180326138A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-15 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. On Demand Dialysate Mixing Using Concentrates

Also Published As

Publication number Publication date
EP3934710A4 (en) 2022-12-14
WO2020181220A1 (en) 2020-09-10
CA3132559A1 (en) 2020-09-10
US20200282125A1 (en) 2020-09-10
EP3934710A1 (en) 2022-01-12
CN113795285B (zh) 2024-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023098983A (ja) 流体調製および処置装置、方法、およびシステム
JP5762500B2 (ja) 血糖値を監視及び調整するシステム及びその作動方法
US11752246B2 (en) On demand dialysate mixing using concentrates
US7029456B2 (en) Medical fluid therapy flow balancing and synchronization system
EP2972631B1 (en) System and method for compounding a preparation using a premix solution
CN113795285B (zh) 使用内置传感器的个性化透析
US11806456B2 (en) Precision peritoneal dialysis therapy based on dialysis adequacy measurements
EP3524287A1 (en) Therapeutic fluid preparation device and blood processing system
CN108404238A (zh) 用于基于吸附剂的血液透析的个人化碳酸氢盐管理系统和方法
EP3671753A1 (en) Dialysis treatment modalities; method and devices
CN114945393A (zh) 具有在线传感器的个性化透析
US20210233635A1 (en) Individualized dialysis with inline sensor
KR20220110285A (ko) 조합된 체외 및 약물 전달 시스템 및 방법
RU2514541C2 (ru) Устройство и способ подачи комбинированного медикаментозного раствора
WO2023102114A1 (en) Optimizing embedded formulations for drug delivery
AU2022401676A1 (en) Optimizing embedded formulations for drug delivery
AU2022358867A1 (en) Configuring an arrangement to generate treatment fluid for renal replacement therapy

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant