ITMI20110442A1 - Apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue. - Google Patents

Apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue. Download PDF

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ITMI20110442A1
ITMI20110442A1 IT000442A ITMI20110442A ITMI20110442A1 IT MI20110442 A1 ITMI20110442 A1 IT MI20110442A1 IT 000442 A IT000442 A IT 000442A IT MI20110442 A ITMI20110442 A IT MI20110442A IT MI20110442 A1 ITMI20110442 A1 IT MI20110442A1
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weight loss
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infusion
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IT000442A
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Francesco Fontanazzi
Francesco Paolini
Alessandro Surace
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Gambro Lundia Ab
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Description

“Apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangueâ€
La presente invenzione si riferisce ad un’apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue.
Le apparecchiature per il trattamento extracorporeo di sangue comprendono almeno una unità di trattamento (ad esempio un dializzatore o un filtro o un ultrafiltro o un plasma filtro o un’unità filtrante di altra natura) avente una membrana semi permeabile che separa l’unità di trattamento in due camere. Un circuito extracorporeo sangue consente la circolazione di sangue prelevato da un paziente all’ interno della prima camera. Contemporaneamente, e tipicamente secondo un verso controcorrente rispetto al sangue, un fluido di trattamento viene fatto circolare attraverso un apposito circuito nella seconda camera dell’unità di trattamento. Questo tipo di apparecchiature per il trattamento di sangue, note come apparecchiature per dialisi, può essere utilizzato per la rimozione di soluti e di fluido in eccesso dal sangue di pazienti che soffrano di insufficienza renale. Un tipo particolare di apparecchiature per il trattamento sangue, note come apparecchiature per emofiltrazione o emodiafiltrazione, prevede la presenza di una linea di infusione predisposta ad inviare un fluido di sostituzione nel circuito extracorporeo sangue. La o le linee di infusione sono collegate a monte e/o a valle rispetto all’unità di trattamento.
Le apparecchiature di trattamento sangue appena descritte possono essere controllate in vari modi.
Ad esempio, le apparecchiature possono essere controllate volumetricamente, in modo da avere portate prefissate lungo le varie linee di trasporto fluido.
Alternativamente, le apparecchiature possono essere controllate in modo che la pressione di transmembrana (qui di seguito indicata con TMP) segua un valore impostato. La domanda W02005IB01482 illustra un’apparecchiatura ed un processo per impostare il valore della TMP ad un livello tale da massimizzare la portata di ultrafiltrazione e, conseguentemente, il volume di fluido infuso nel paziente. Questa soluzione risulta vantaggiosa poiché massimizzando la portata di ultrafiltrazione e di infusione, si massimizza lo scambio convettivo attraverso la membrana e quindi l’epurazione del sangue da particelle indesiderate.
Benché la pubblicazione sopra citata offra una procedura conveniente per l’impostazione della TMP, non sempre l’estrazione di fluido da un paziente corrisponde ad un trattamento confortevole per il paziente stesso.
Sono anche note soluzioni tecniche, ad esempio descritte nel documento brevettuale EP778783, in cui l’apparecchiatura per il trattamento sangue à ̈ controllata in modo che due parametri quali la variazione di volume ematico ed il calo peso siano mantenuti in un range di accettabilità controllando contemporaneamente la conducibilità del liquido di dialisi (ossia del fluido in ingresso alla seconda camera dell’unità di trattamento) e la portata di calo peso.
Benché questa tipologia di controllo abbia comportato benefici per il paziente sottoposto a trattamento ed abbia consentito di raggiungere due obbiettivi durante un trattamento, va notato che l’impiego della tecnica descritta nel documento EP778783 à ̈ stato essenzialmente limitato ad apparecchiature per emodialisi e quindi con scarsa capacità di scambio convettivo.
SOMMARIO
E’ uno scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un’apparecchiatura per il trattamento sangue capace di operare efficientemente anche in presenza di elevati scambi convettivi, vale a dire in presenza di linee di infusione preposte ad infondere quantità relativamente elevate di fluido di sostituzione durante il trattamento e di garantire nel contempo un elevato grado di comfort per il paziente.
Un ulteriore scopo del trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un’apparecchiatura che sia in grado di controllare lo scambio convettivo e, nel contempo, di controllare anche il calo peso e la conducibilità o concentrazione piasmatica di sodio a cui si vuole far pervenire il paziente trattato.
Un addizionale scopo del trovato e quello di offrire un’apparecchiatura capace di determinare un valore di settaggio della TMP in modo semplice e veloce e che sia in grado, per quanto possibile, di aumentare il volume di liquido scambiato col paziente, evitando conflitti con eventuali altri controlli tesi a migliorare il comfort del paziente durante il trattamento.
Un ulteriore scopo del trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un apparecchiatura che, pur velocizzando la sequenza di ricerca della TMP di settaggio, sia comunque in grado di operare in sicurezza.
Almeno uno degli scopi sopra indicati viene sostanzialmente raggiunto da un’apparecchiatura di trattamento sangue secondo una o più delle unite rivendicazioni.
Aspetti dell’invenzione sono qui di seguito illustrati.
Un 1° aspetto prevede un apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue comprendente
almeno un’unità di trattamento, avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera separate tra loro da una membrana semipermeabile, almeno una linea di prelievo sangue connessa con una porta di ingresso di detta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente,
almeno una linea di ritorno sangue connessa con una porta di uscita di detta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a detto paziente (la linea di prelievo sangue, la linea di ritorno sangue e la prima camera facendo parte di un circuito extracorporeo di sangue), almeno una linea di infusione di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o direttamente collegabile con un paziente ed, opzionalmente, una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera, almeno una linea di evacuazione di fluido connessa con una porta di uscita di detta seconda camera, e mezzi sensori. I mezzi sensori sono posizionati e configurati per determinare:
- un primo parametro relativo ad un volume ematico BV% del paziente; almeno un secondo parametro relativo ad uno selezionato nel gruppo comprendente: una portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, una portata di calo peso (WLR) del paziente, e un calo peso cumulato WL;
- un terzo parametro Cd, Na relativo ad una conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione o ad una concentrazione in sodio o di un’altra prefissata sostanza del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed
un quarto parametro relativo ad una portata di infusione QINFdel fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione.
L’apparecchiatura comprende inoltre un’unità di controllo collegata coi mezzi sensori e configurata per eseguire una procedura di controllo comprendente:
- ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati dei detti parametri e - calcolare, in funzione di detti valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natarget5e del volume di infusione ViNFtarget da raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento, i seguenti valori di controllo da imporre durante un intervallo di tempo successivo all’istante di controllo: un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t); Na(t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; un valore di portata di calo peso (WLR<t)), ed un valore di portata di infusione
(QlNFfl))·
Un 2° aspetto prevede un apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue comprendente
almeno un’unità di trattamento, avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera separate tra loro da una membrana semipermeabile, almeno una linea di prelievo sangue connessa con una porta di ingresso di detta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente,
almeno una linea di ritorno sangue connessa con una porta di uscita di detta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a detto paziente (la linea di prelievo sangue, la linea di ritorno sangue e la prima camera facendo parte di un circuito extracorporeo di sangue), almeno una linea di infusione di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o direttamente collegabile con un paziente ed, opzionalmente, una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera, almeno una linea di evacuazione di fluido connessa con una porta di uscita di detta seconda camera, e mezzi sensori. I mezzi sensori sono posizionati e configurati per determinare:
- un primo parametro relativo ad un volume ematico BV% del paziente; almeno un secondo parametro relativo ad uno selezionato nel gruppo comprendente: una portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, una portata di calo peso (WLR) del paziente, e un calo peso cumulato WL;
- un terzo parametro Cd, Na relativo ad una conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione o ad una concentrazione in sodio o di un’altra prefissata sostanza del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed
- un quarto parametro relativo ad una pressione di transmembrana TMP a cavallo della prima e della seconda camera.
L’apparecchiatura comprende inoltre un’unità di controllo collegata coi mezzi sensori e configurata per eseguire una procedura di controllo comprendente:
- ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati dei detti parametri e - calcolare, in funzione di detti valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget5Natargetda raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento nonché del valore di pressione di transmembrana TMPtargetda seguire durante un prefissato tempo di trattamento, i seguenti valori di controllo da imporre durante un intervallo di tempo successivo all’istante di controllo: un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione, un valore di portata di calo peso (WLR(t)), ed un valore di pressione di transmembrana (TMP(t)).
In un 3° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la procedura di controllo prevede di imporre detti valori di controllo durante un intervallo di tempo ΔΠsuccessivo all’istante di controllo t.
In un 4° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’unità di controllo à ̈ configurata o programmata per ripetere la procedura di controllo ad istanti di controllo t temporalmente successivi tra loro.
In un 5° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti detti valori di controllo sono calcolati in funzione di:
- valori misurati dove il quarto parametro à ̈ la portata di infusione, e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natargct, e del volume di infusione ViNFtargetda raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento.
In un 6° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 1 ° al 4° detti valori di controllo sono calcolati in funzione di:
- valori misurati dove il quarto parametro à ̈ la pressione di transmembrana e valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target5del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget da raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento, e della pressione di transmembrana TMPtarget, prefissata o calcolata, da seguire durante il prefissato tempo di trattamento.
In un 7° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti detti valori di controllo sono calcolati anche in funzione di un valore di prescrizione di volume da infondere al paziente ViNFtarget entro la fine del trattamento.
In un 8° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti detti valori di controllo sono calcolati anche in funzione di un valore di prescrizione di portata da infondere al paziente QiNFtarget durante il trattamento.
In un 9° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’apparecchiatura comprende un primo dispositivo di regolazione per la regolazione di una portata di ultrafiltrazione o di una pressione di transmembrana tra la prima e la seconda camera di detta unità di trattamento, il primo dispositivo di regolazione essendo collegato all’unità di controllo ed essendo attivo su almeno uno di detti circuito extracorporeo e linea di evacuazione di fluido.
In un 10° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti Γ apparecchiatura comprende
un secondo dispositivo di regolazione per la regolazione di una composizione del liquido di dialisi e/o del liquido sostituzione, detto secondo dispositivo di regolazione essendo connesso con l’unità di controllo ed attivo sulla linea di dialisi e/o sulla linea di infusione per regolare conducibilità o concentrazione in sodio Cd, Na del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione.
In un 11° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la fase di imporre detti valori di controllo durante detta procedura comprende:
comandare il secondo dispositivo di regolazione per imporre il valore di controllo relativo alla conducibilità o alla concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; e
- comandare il primo dispositivo di regolazione per imporre il valore di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t).
In un 12° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’apparecchiatura comprende almeno una pompa di infusione, o altro dispositivo di regolazione della portata di fluido lungo la linea o le linee di infusione, attiva sulla linea di infusione e collegata all’unità di controllo per causare una portata di liquido di infusione lungo la stessa linea ed in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per controllare detta pompa di infusione e detto primo dispositivo di regolazione per imporre sia il valore di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t)che il valore di controllo relativo alla portata di infusione QiNF(t)· La regolazione della portata di infusione, particolarmente se si tratta di una linea di fluido di sostituzione posta a monte dell’unità di trattamento, può anche essere regolata in funzione della di pressione di transmembrana TMP(t).
In un 13° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’unità di controllo à ̈ configurata per comandare il secondo dispositivo di regolazione per imporre il medesimo valore di controllo relativo alla conducibilità o alla concentrazione in sodio Cd(t),Na(t)sia al liquido attraversante la linea di dialisi che al liquido attraversante la linea di infusione.
In un 14° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti in cui detta procedura di controllo utilizza un modello matematico (M), rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente, per determinare un valore di una concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t, detto modello essendo memorizzato in una memoria associata a detta unità di controllo, detta unità di controllo essendo configurata per applicare in ingresso a detto modello matematico i seguenti valori:
- un valore della stessa concentrazione di sodio equivalente relativa ad un istante di controllo precedente Na^t-At),
- un valore di controllo della conducibilità o della concentrazione in sodio del liquido di dialisi ad un istante di controllo precedente Cd(t-At), Na^t), - almeno un valore selezionato nel gruppo comprendente: un valore di controllo relativo alla portata di ultrafiltrazione ad un istante di controllo precedente UFR(t.At), un valore di controllo relativo alla portata di calo peso ad un istante di controllo precedente WLR(t-At), un valore di calo peso cumulato fino all’istante di controllo WL(t),
- un valore di clearance totale convettiva e diffusiva misurato all’istante di controllo Clmes(t)o un valore di clearance totale convettiva e diffusiva ClmeS(t)stimato;
- un valore di riferimento relativo ad un volume V di distribuzione di soluti nel paziente o di volume di acqua corporea TBW. Il volume di distribuzione V à ̈ determinato per ciascun paziente sulla base dell’obiettivo di calo peso WLtargct, del calo peso totale accumulato WL(t)e del volume di acqua corporea TBW; questultimo à ̈ stimato come di seguito descritto (formule esemplificative per V e TWL sono fomite nella descrizione dettagliata);
e per ricevere in uscita dal modello matematico il valore di una concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t.
Va notato che per concentrazione di sodio equivalente all’istante t (Na^t)) si intende quella concentrazione costante di sodio nel liquido di dialisi che, se fosse applicata dall’inizio del trattamento fino ad un certo istante (t), porterebbe alla medesima concentrazione piasmatica di sodio nel paziente che si ottiene allo stesso istante (t) con la variazione di concentrazione di sodio o di conduttività imposta dalla procedura di controllo fino al tempo (t).
In un 15° aspetto in accordo con l’aspetto precedente un valore di clearance totale convettiva e diffusiva Clmes(t)stimato à ̈ calcolato in funzione di un valore corrente misurato della portata di infusione QiNFmes(t) e di uno tra un valore corrente misurato di flusso sangue QBmes(t)ed un valore corrente di clearance diffusiva CldifRjt)· Alternativamente il valore di clearance totale convettiva e diffusiva ClmeS(t)stimato può essere matematicamente estrapolato da precedenti valori assunti da Cl.
In un 16° aspetto in accordo con il 14° o il 15° aspetto il modello matematico à ̈ rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente, opzionalmente secondo un modello a singolo compartimento.
In un 17° aspetto in accordo con il 14° o il 15° o il 16° aspetto detta procedura di controllo prevede di usare anche detto valore di concentrazione di sodio equivalente all’istante t (ovvero Naeq(t)) per la determinazione di detti valori di controllo.
In un 18° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti detta procedura di controllo comprende le seguenti sottofasi:
ricevere i valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtargete della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica
Ctargetj Natarget da raggiungere a fine trattamento;
ricevere un valore di tempo di trattamento T;
determinare sulla base di tali valori di prescrizione e del valore di tempo di trattamento T rispettivi profili obbiettivo che descrivono l’andamento desiderato nel tempo della variazione di volume ematico BV%target(t), del calo peso o della portata di calo peso WLtarget(t), WLRtarget(t) e della concentrazione di sodio equivalente Nacq-target(t)·
In un 19° aspetto in accordo con l’aspetto precedente in cui la procedura di controllo comprende le sottofasi di:
determinare almeno un primo parametro di errore ERR_BV_UF(t)in funzione:
dello scostamento tra valore misurato del primo parametro BV%mes(t) all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo
BV%target(t) 6
dello scostamento tra un valore misurato del calo peso o della portata di calo peso WLmeS(t); WLRmes(t) all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore dato dal profilo obiettivo relativo al calo peso o alla portata di calo peso WLtarget(t); WLRtarget(t) nel tempo; e determinare almeno un secondo parametro di errore ERR_BV_Na(t)in funzione:
dello scostamento tra il valore della concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione nel tempo concentrazione di sodio equivalente Naeq-target(t), e
dello scostamento tra il valore misurato del primo parametro BV%mes(t)all’istante di controllo t ed il corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo BV%target(t)· In un 20° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)di controllo da imporre al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione à ̈ calcolato in funzione del secondo parametro di errore ERR_BV_Na(t)ed in funzione del valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t-At), Na^-At)relativo all’istante di controllo precedente.
In un 21° aspetto in accordo con l’aspetto 19° o 20° il valore di portata di controllo da imporre alla portata di calo peso WLR(t)à ̈ calcolato in funzione di detto primo parametro di errore ERR_BV_UF(t)ed in funzione del valore di portata di ultrafiltrazione UFR(t-At)relativo all’istante di controllo precedente.
In un 22° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’unità di controllo à ̈ configurata per:
comparare il valore misurato del primo parametro BV%mes(t)con una soglia di riferimento,
verificare se detto valore misurato del primo parametro scende sotto detta soglia, e
comandare l’infusione di un bolo di prefissato volume di liquido di sostituzione attraverso detta linea di infusione se detta verifica dà esito positivo.
In un 23° aspetto in accordo con l’aspetto precedente comandare l’infusione di detto bolo comprende imporre una prefissata portata per un prefissato tempo di amministrazione a detta pompa di infusione.
In un 24° aspetto in accordo con l’aspetto 22° o 23° l’unità di controllo à ̈ configurata per imporre, durante l’amministrazione di detto bolo, un valore di portata di ultrafiltrazione pari a zero.
In un 25° aspetto in accordo con l’aspetto 23° o 24°, in cui comandare l’infusione di detto bolo comprende comandare, durante l’amministrazione di detto bolo, il secondo dispositivo di regolazione 30 della composizione di liquido per imporre un valore prefissato alla conducibilità o alla concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)al liquido attraversante la linea di infusione.
In un 26° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un primo sensore S7 attivo sul circuito extracorporeo per il rilevamento della variazione BV% del volume ematico del paziente.
In un 27° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un secondo sensore S6 attivo sulla linea di evacuazione per determinare la portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, o la portata di calo peso (WLR) del paziente, o un calo peso cumulato WL.
In un 28° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un terzo sensore S8 attivo sulla linea di dialisi o sulla linea di infusione o su una linea comune di alimentazione della linea di dialisi e della linea di infusione, detto terzo sensore essendo un sensore di conducibilità o concentrazione predisposto per determinare la conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione o la concentrazione in sodio del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione.
In un 29° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un quarto sensore S5 per determinare una portata di infusione QINF del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione 9, 9a, 9b e almeno un quinto sensore di pressione SI, S2, S3, S4 per determinare una pressione di transmembrana TMP tra detta prima e detta seconda camera.
Un 30° aspetto concerne un’apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue comprendente almeno un’unità di trattamento avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera separate tra loro da una membrana semipermeabile; almeno una linea di prelievo sangue connessa con una porta di ingresso di detta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente; almeno una linea di ritorno sangue connessa con una porta di uscita di detta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a detto paziente. La linea di prelievo sangue, la linea di ritorno sangue e la prima camera fanno parte di un circuito extracorporeo di sangue dell’ apparecchiatura. L’apparecchiatura presenta anche almeno una linea di infusione di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o direttamente collegabile con un paziente;
almeno una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera; almeno una linea di evacuazione di fluido connessa con una porta di uscita di detta seconda camera; e mezzi sensori per determinare:
un primo parametro relativo ad un volume ematico BV% del paziente; almeno un secondo ed un terzo parametro selezionati tra: una portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, una portata di calo peso WLR del paziente (si noti che la portata di calo peso può essere derivata dal calo peso WL cumulato diviso un intervallo di tempo), una portata di infusione QINFdel fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione;
un quarto parametro relativo ad una pressione di transmembrana TMP tra detta prima e detta seconda camera.
Inoltre l’apparecchiatura comprende un primo dispositivo di regolazione attivo su almeno uno di detti circuito extracorporeo e linea di evacuazione di fluido e configurato per regolare una portata di ultrafiltrazione UFR o una pressione di transmembrana TMP tra la prima e la seconda camera di detta unità di trattamento, ed un’unità di controllo connessa con detti mezzi sensori e con il primo dispositivo di regolazione e configurata per eseguire una procedura di controllo per regolare la portata di calo peso ed almeno una sequenza di settaggio per massimizzare lo scambio convettivo attraverso la membrana semipermeabile.
In un 31° aspetto secondo il 30° aspetto l’unità di controllo à ̈ programmata o configurata per eseguire, ad almeno un istante di controllo t una procedura di controllo comprendente:
ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati di detto primo parametro
BV%mes(t) e di detto secondo e terzo parametro UFRmes(t), WLRmes(t),
QlNFmes(t)j 6
calcolare, in funzione di detti valori misurati e di almeno un valore di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, un valore di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t)che l’apparecchiatura deve imporre,
- imporre detto valore di controllo WLR(t)alla portata di calo peso.
In un 32° aspetto secondo il 30° o il 31° aspetto l’unità di controllo à ̈ anche programmata o configurata per eseguire almeno un istante di settaggio Ï„ una sequenza di settaggio di detta pressione di transmembrana, detta sequenza di settaggio comprendendo:
imporre ad un primo valore della pressione di transmembrana TMPnun primo incremento 5TMPnper raggiungere un secondo valore della pressione di transmembrana TMPn+1;
determinare una variazione AUFR(n)tra il flusso di ultrafiltrazione attraverso detta membrana 5 in corrispondenza del primo valore di pressione di transmembrana TMPned il flusso di ultrafiltrazione in corrispondenza del secondo valore di pressione di transmembrana TMPn i, in cui detta variazione del flusso di ultrafiltrazione à ̈ determinata o mediante misura diretta della del flusso di ultrafiltrazione o indirettamente tenendo conto sia di variazioni di flusso di liquido di sostituzione AQiNp (n)lungo la linea di infusione sia di variazioni di portata di calo peso AWLR(n)dovuti alla procedura di controllo; comparare detta variazione di ultrafiltrazione AUFR(n)con un valore di riferimento e, se il valore di detta variazione AUFR(n)à ̈ maggiore al valore di riferimento, comandare detto primo dispositivo di regolazione imponendo alla pressione di transmembrana un secondo incremento Î ́ΤΜΡη+iper raggiungere un terzo valore della pressione di transmembrana TMPn+2.
In un 33° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 32° i mezzi sensori sono predisposti a determinare almeno un quinto parametro Cd, Na relativo ad una conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione 9; 9a , 9b o ad una concentrazione in sodio (o in una prefissata altra sostanza da monitorare) del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione.
In un 34° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 33° detta procedura di controllo prevede che la fase di ricevere comprenda ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati del:
- primo parametro BV%mes(t),
secondo parametro UFRmes(t), WLRmes(t)comprendente la portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana o la portata di calo peso (WLR) del paziente,
del terzo parametro QINF mes(t) comprendente la portata di infusione QINF del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione (9; 9a, 9b), e/o del quarto parametro TMPmes(t)e
del quinto parametro Cdmes(t), Names(t).
In un 35° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 34° detta procedura di controllo prevede che la fase di calcolare comprenda calcolare, in funzione di detti valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget e della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natarget, del volume di infusione
ViNFtarget da raggiungere nel paziente (o in alternativa a volume di infusione
ViNFtarget di un valore di pressione di transmembrana TMPtarget da seguire in un prefissato tempo di trattamento), i seguenti valori di controllo:
- un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t); N3⁄4t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed un valore di portata di calo peso WLR(t).
In un 36° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 35° detta procedura di controllo prevede che la fase di imporre comprenda imporre detto valore di controllo relativo alla conducibilità o concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)e detto valore relativo alla portata di calo peso WLR(t).
In un 37° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 36° detta unità di controllo à ̈ configurata per eseguire la procedura di controllo ad una pluralità di istanti di controllo t temporalmente successivi tra loro.
In un 38° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 37° detta unità di controllo à ̈ configurata per imporre detto o detti valori di controllo durante un intervallo di tempo ΔΠsuccessivo a ciascun istante di controllo t.
In un 39° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 38° l’unità di controllo à ̈ configurata per ripetere ciclicamente detta procedura di controllo durante l’intero trattamento.
In un 40° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 39° detta unità di controllo à ̈ configurata per eseguire la sequenza di settaggio ad una pluralità di istanti di settaggio Ï„ temporalmente successivi tra loro, ed in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per eseguire detta procedura di controllo ad istanti di controllo più frequenti rispetto agli istanti di settaggio in cui viene eseguita detta sequenza di settaggio.
In un 41° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 40° la sequenza di settaggio comprende:
ripetere n-volte dette fasi di incremento di detta pressione di transmembrana comandando detto primo dispositivo di regolazione ;
determinare se la variazione del flusso di ultrafiltrazione AUFR „ corrispondente a ciascun n-esimo incremento di pressione di transmembrana à ̈ maggiore al rispettivo valore di riferimento; e
o determinare un (n+l)esimo incremento Î ́ΤΜΡη+1se la variazione del flusso di ultrafiltrazione corrispondente all’ n-esimo incremento di pressione di transmembrana AUFRnà ̈ maggiore al rispettivo valore di riferimento o, viceversa,
terminare la sequenza di settaggio ed imporre detto n-esimo valore di pressione TMP„ come valore di settaggio della pressione di transmembrana, se la variazione del flusso di ultrafiltrazione AUFRncorrispondente all’ n-esimo incremento di pressione di transmembrana à ̈ inferiore al valore di riferimento.
In un 42° aspetto secondo l’aspetto precedente in cui il valore di settaggio viene successivamente ridotto di un margine di sicurezza prefissato.
In un 43° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti 41° o 42° in cui detto (n+l)esimo incremento Î ́ΤΜΡη+ι à ̈ di entità superiore a quella dell’ n-esimo incremento Î ́ΤΜΡη.
In un 44° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti 41° o 42° o 43° detta unità di controllo à ̈ configurata per calcolare un (n+l)esimo incremento Î ́ΤΜΡη+1come funzione della variazione del flusso di ultrafiltrazione AUFRncorrispondente al n-esimo incremento di pressione di transmembrana 6TMPne del valore di detto n-esimo incremento di pressione di transmembrana Î ́ΤΜΡη.
In un 45° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti 41° o 42° o 43° detta unità di controllo à ̈ configurata per calcolare un (n+l)esimo incremento Î ́ΤΜΡη+ι come funzione della variazione del flusso di ultrafiltrazione AUFRncorrispondente al n-esimo incremento di pressione di transmembrana Î ́ΤΜΡηe del valore di detto n-esimo incremento di pressione di transmembrana Î ́ΤΜΡηutilizzando la formula:
Î ́ΤΜΡ„+1= (AUFRn) · ( K )
dove:
K à ̈ il rapporto tra il valore di detto n-esimo incremento di pressione di transmembrana (Î ́ΤΜΡη) ed il valore di un fattore di correzione, opzionalmente in cui il valore del fattore di correzione à ̈ uno selezionato nel gruppo comprendente:
un valore prefissato,
una funzione matematica di detto valore di riferimento,
una funzione matematica di una modalità di trattamento a cui à ̈ stata impostata l'apparecchiatura,
una funzione matematica di una modalità di trattamento a cui à ̈ stata impostata l'apparecchiatura e di detto valore di riferimento.
In un 46° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’apparecchiatura comprende almeno un'interfaccia utilizzatore, connessa con detta unità di controllo, quest'ultima essendo configurata per ricevere segnali di comando inseriti da un utilizzatore attraverso detta interfaccia utilizzatore.
In un 47° aspetto secondo l’aspetto precedente l'unità di controllo à ̈ configurata per ricevere un comando di iniziazione di detta sequenza di settaggio e/o di detta procedura di controllo a seguito di un comando inseribile da un utilizzatore agendo su un elemento di attivazione manuale di detta interfaccia.
In un 48° aspeto secondo l’aspeto 46° l'unità di controllo à ̈ configurata iniziare automaticamente deta sequenza e/o deta procedura.
In un 49° aspeto secondo uno qualsiasi degli aspeti dal 30° al 48° l'unità di controllo à ̈ programmata per:
misurare un tempo intercorso da un inizio del tratamento di un paziente, ativare automaticamente una prima sequenza setaggio trascorso un primo intervallo di tempo Tj dall'inizio del tratamento,
misurare un tempo intercorso dalla fine della prima sequenza di setaggio,
ativare automaticamente una seconda sequenza di setaggio trascorso un secondo intervallo di tempo T2dalla fine della prima sequenza di setaggio, ativare ogni successiva sequenza di setaggio trascorso un prefissato intervallo di tempo Tndalla fine di una precedente sequenza di settaggio.
In un 50° aspeto secondo l’aspeto precedente la durata di deti intervalli di tempo Tj, T2, Tnà ̈ non uniforme, opzionalmente in cui la durata di ciascun intervallo di tempo successivo al primo à ̈ maggiore della durata di un intervallo di tempo che lo precede.
In un 51° aspeto secondo uno qualsiasi degli aspeti dal 30° al 50° l'unità di controllo à ̈ programmata affinché durante detta sequenza di settaggio, a seguito di ciascun comando di incremento della pressione di transmembrana venga previsto un transitorio di tempo Trprima di effetuare un successivo incremento di pressione di transmembrana.
In un 52° aspeto secondo l’aspeto precedente la durata del transitorio di tempo Trà ̈ non uniforme.
In un 53° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 52° detta unità di controllo, durante detta sequenza, à ̈ predisposta a verificare se tra un incremento di pressione e l’incremento successivo vi sia stata una variazione di portata di calo peso AWLR imposta da detta procedura di controllo e, in caso affermativo, prolungare la durata di detto transitorio di tempo Trin modo che sia trascorso almeno un prefissato ritardo temporale ausiliario dall’ultima variazione di portata di calo peso.
In un 54° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 53° detta unità di controllo à ̈ predisposta a verificare se tra un incremento di pressione e l’incremento successivo vi sia stata una variazione di portata di calo peso imposta AWLR da detta procedura di controllo e, in caso affermativo, l’unità di controllo à ̈ programmata a prolungare una durata di un transitorio di tempo Trtra un aumento di pressione di transmembrana ed il successivo, in modo che sia trascorso almeno un prefissato ritardo temporale ausiliario dall’ultima variazione di portata di calo peso prima di effettuare un nuovo aumento di pressione.
In un 55° aspetto secondo l’aspetto precedente detto ritardo temporale ausiliario essendo inferiore ad un intervallo temporale tra una procedura di controllo e la successiva.
In un 56° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 51° al 55° detta unità di controllo à ̈ predisposta a calcolare detto transitorio di tempo Trcome funzione del incremento di pressione tra un valore di pressione di transmembrana TMPned il successivo TMPn+1.
In un 57° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 51° al 55° detta unità di controllo à ̈ predisposta a calcolare detto transitorio di tempo Trcome funzione della variazione portata di calo peso imposta AWLR imposto da detta procedura di controllo tra un incremento di pressione e l’incremento successivo.
In un 58° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 51° al 57° l'unità di controllo à ̈ programmata affinché durante detta sequenza di settaggio ciascuna fase di comparazione del valore della variazione del flusso di ultrafiltrazione AUFR1;AUFRncon un rispettivo valore di riferimento AUFRrCfvenga effettuata trascorso detto transitorio di tempo Tr, al fine di consentire una stabilizzazione del valore della variazione del flusso di ultrafiltrazione.
In un 59° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 58°, durante la sequenza di settaggio, l’unità di controllo à ̈ configurata per determinare la variazione della portata di ultrafiltrazione AUFR(„)tra una variazione di pressione transmembrana 5TMPne la successiva Î ́ΤΜΡη+ι come somma della variazione di flusso di liquido di sostituzione lungo la linea di infusione AQINF (n) e della portata di calo peso AWLR(„)verificatesi e misurate in un arco temporale intercorrente tra la stessa variazione di pressione transmembrana Î ́ΤΜΡηe la successiva Î ́ΤΜΡη i.
In un 60° aspetto secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 30° al 59° detto o detti valori di controllo sono calcolati anche in funzione di un valore misurato di portata di fluido di sostituzione QiNFmes(t) lungo la linea di infusione.
In un 61° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 60° detti valori di controllo sono calcolati anche in funzione di un valore di prescrizione di volume da infondere al paziente ViNFtarget entro la fine del trattamento.
In un 62° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 60° detti valori di controllo sono calcolati anche in funzione di un valore di prescrizione di portata da infondere al paziente QrNFtarget durante il trattamento.
In un 63° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 62° l’apparecchiatura comprende un primo dispositivo di regolazione per la regolazione di ultrafiltrazione o di pressione di transmembrana tra la prima e la seconda camera di detta unità di trattamento, il primo dispositivo di regolazione essendo collegato all’unità di controllo ed essendo attivo su almeno uno di detti circuito extracorporeo e linea di evacuazione di fluido.
In un 64° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 63° l’apparecchiatura comprende
un secondo dispositivo di regolazione per la regolazione di una composizione del liquido di dialisi e/o del liquido sostituzione, detto secondo dispositivo di regolazione essendo connesso con l’unità di controllo ed attivo sulla linea di dialisi e/o sulla linea di infusione per regolare conducibilità o concentrazione in sodio Cd, Na del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione.
In un 65° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 64° la fase di imporre detti valori di controllo durante detta procedura comprende:
comandare il secondo dispositivo di regolazione per imporre il valore di controllo relativo alla conducibilità o alla concentrazione in sodio Cd(t), Na<t)al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; e
comandare il primo dispositivo di regolazione per imporre il valore di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t).
In un 66° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 65° l’apparecchiatura comprende almeno una pompa di infusione attiva sulla linea di infusione e collegata all’unità di controllo per causare una portata di liquido di infusione lungo la stessa linea ed in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per controllare detta pompa di infusione e detto primo dispositivo di regolazione per imporre sia il valore di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t)che il valore di controllo relativo alla portata di infusione QINFCO O di pressione di transmembrana TMP(t).
In un 67° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 66° l’unità di controllo à ̈ configurata per comandare il secondo dispositivo di regolazione per imporre il medesimo valore di controllo relativo alla conducibilità o alla concentrazione in sodio Cd(t),N3⁄4t)sia al liquido attraversante la linea di dialisi che al liquido attraversante la linea di infusione.
In un 68° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 67° detta procedura di controllo utilizza un modello matematico (M), rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente, per determinare un valore di una concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t, detto modello essendo memorizzato in una memoria associata a detta unità di controllo, detta unità di controllo essendo configurata per applicare in ingresso a detto modello matematico i seguenti valori:
- un valore della stessa concentrazione di sodio equivalente relativa ad un istante di controllo precedente Na^t-At),
- un valore di controllo della conducibilità o della concentrazione in sodio del liquido di dialisi ad un istante di controllo precedente Cd(t-At), Na(t-At), - almeno un valore selezionato nel gruppo comprendente: un valore di controllo relativo alla portata di ultrafiltrazione ad un istante di controllo precedente UFR(t-At), un valore di controllo relativo alla portata di calo peso ad un istante di controllo precedente WLR(t-At), un valore di calo peso cumulato fino all’istante di controllo WL(t),
- un valore di clearance totale convettiva e diffusiva misurato all’istante di controllo ClmeS(t)o un valore di clearance totale convettiva e diffusiva Clmes(t)stimato;
- un valore di riferimento relativo ad un volume V di distribuzione di soluti nel paziente
o di volume di acqua corporea TBW. Il volume di distribuzione V à ̈ determinato per ciascun paziente sulla base dell’obiettivo di calo peso WLtarget, del calo peso totale accumulato WL(t)e del volume di acqua corporea TBW; questultimo à ̈ stimato come di seguito descritto (formule esemplificative per V e TWL sono fomite nella descrizione dettagliata); e per ricevere in uscita dal modello matematico il valore di una concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t.
Va notato che per concentrazione di sodio equivalente all’istante t (Naeq(t)) si intende quella concentrazione costante di sodio nel liquido di dialisi che, se fosse applicata dall’inizio del trattamento fino ad un certo istante (t), porterebbe alla medesima concentrazione piasmatica di sodio nel paziente che si ottiene allo stesso istante (t) con la variazione di concentrazione di sodio o di conduttività imposta dalla procedura di controllo fino al tempo (t).
In un 69° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il un valore di clearance totale convettiva e diffusiva Clmes(t)stimato à ̈ calcolato in funzione di un valore corrente misurato della portata di infusione QiNFmes(t) e di uno tra un valore corrente misurato di flusso sangue QBmes(t)ed un valore corrente di clearance diffusiva Cldiff(t). Alternativamente il valore di clearance totale convettiva e diffusiva Clmes(t)stimato può essere matematicamente estrapolato da precedenti valori assunti da Cl.
In un 70° aspetto in accordo con il 68° o il 69° aspetto il modello matematico à ̈ rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente, opzionalmente secondo un modello a singolo compartimento.
In un 71° aspetto in accordo con il 68° o il 69° o il 70° aspetto detta procedura di controllo prevede di usare anche detto valore di concentrazione di sodio equivalente all’istante t (ovvero Naeq(t)) per la determinazione di detti valori di controllo.
In un 12 aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 71° detta procedura di controllo comprende le seguenti sottofasi:
ricevere i valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtargete della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natargetda raggiungere a fine trattamento;
ricevere un valore di tempo di trattamento T;
determinare sulla base di tali valori di prescrizione e del valore di tempo di trattamento T rispettivi profili obbiettivo che descrivono l’andamento desiderato nel tempo della variazione di volume ematico BV%target(t), del calo peso o della portata di calo peso WLtarget(t), WLRtarget(t)e della concentrazione di sodio equivalente Naeq-target(t)·
In un 73° aspetto in accordo con l’aspetto precedente in cui la procedura di controllo comprende le sottofasi di:
determinare almeno un primo parametro di errore ERR_BV_UF(t)in funzione:
dello scostamento tra valore misurato del primo parametro BV%mes(t)all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo
BV%target(t) 6
dello scostamento tra un valore misurato del calo peso o della portata di calo peso WLmes(t); WLRmes(t)all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore dato dal profilo obiettivo relativo al calo peso o alla portata di calo peso WLtarget(t); WLRtarget(t)nel tempo; e determinare almeno un secondo parametro di errore ERR_BV_Na(t)in funzione:
dello scostamento tra il valore della concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione nel tempo concentrazione di sodio equivalente Naeq-iarget(t), e
dello scostamento tra il valore misurato del primo parametro BV%mes(t)all’istante di controllo t ed il corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo BV%target(t)· In un 74° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)di controllo da imporre al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione à ̈ calcolato in funzione del secondo parametro di errore ERR_BV_Na(t)ed in funzione del valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t-At), Na^t)relativo all’istante di controllo precedente.
In un 75° aspetto in accordo con l’aspetto 73° o 74° il valore di portata di controllo da imporre alla portata di calo peso WLR(t)à ̈ calcolato in funzione di detto primo parametro di errore ERRJBV_UF(t)ed in funzione del valore di portata di ultrafiltrazione UFR^-At)relativo all’istante di controllo precedente.
In un 76° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti dal 30° al 75° l’unità di controllo à ̈ configurata per:
comparare il valori misurati del primo parametro BV%mes(t)con una soglia di riferimento,
verificare se detto valore misurato del primo parametro scende sotto detta soglia, e
comandare l’infusione di un bolo di prefissato volume di liquido di sostituzione attraverso detta linea di infusione se detta verifica dà esito positivo.
In un 77° aspetto in accordo con l’aspetto precedente comandare l’infusione di detto bolo comprende imporre una prefissata portata per un prefissato tempo di amministrazione a detta pompa di infusione.
In un 78° aspetto in accordo con l’aspetto 76° o 11 l’unità di controllo à ̈ configurata per imporre, durante l’amministrazione di detto bolo, un valore di portata di ultrafiltrazione pari a zero.
In un 79° aspetto in accordo con l’aspetto 77° o 78°, in cui comandare l’infusione di detto bolo comprende comandare, durante l’amministrazione di detto bolo, il secondo dispositivo di regolazione della composizione di liquido per imporre un valore prefissato alla conducibilità o alla concentrazione in sodio Cd(t), Na<t)al liquido attraversante la linea di infusione.
In un 80° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un primo sensore S7 attivo sul circuito extracorporeo per il rilevamento della variazione BV% del volume ematico del paziente.
In un 81° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un secondo sensore S6 attivo sulla linea di evacuazione per determinare la portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, o la portata di calo peso (WLR) del paziente, o un calo peso cumulato WL.
In un 82° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un terzo sensore S8 attivo sulla linea di dialisi o sulla linea di infusione o su una linea comune di alimentazione della linea di dialisi e della linea di infusione, detto terzo sensore essendo un sensore di conducibilità o concentrazione predisposto per determinare la conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione o la concentrazione in sodio del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione.
In un 83° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un quarto sensore S5 per determinare una portata di infusione QINF del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione 9, 9a, 9b.
In un 84° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti i mezzi sensori comprendono almeno un quinto sensore di pressione SI, S2, S3, S4 per determinare una pressione di transmembrana TMP tra detta prima e detta seconda camera.
In un 85° aspetto à ̈ prevista un'unità di controllo configurata o programmata per eseguire la procedura di controllo e/o la sequenza di settaggio di cui a uno qualsiasi degli aspetti precedenti. L'unità di controllo può essere di tipo analogico o digitale (ad esempio una CPU ad uno o più processori) o una combinazione di unità analogiche e digitali.
In un 86° aspetto à ̈ previsto un supporto dati per immagazzinare istruzioni che, quando eseguite da un'unità di controllo di un'apparecchiatura per il trattamento sangue, determinano l'esecuzione su quest'ultima di una procedura di controllo e/o di una sequenza di settaggio secondo a uno qualsiasi degli aspetti precedenti. Ad esempio il supporto dati può comprendere una memoria di massa, ad esempio ottica o magnetica, un segnale elettromagnetico, una memoria riprogrammabile (EPROM, FLASH) o una memoria di altra natura ancora.
Un 87° aspetto in accordo con l’aspetto precedente prevede che la sequenza di settaggio e la procedura di controllo siano contemporaneamente eseguite sull’apparecchiatura di trattamento sangue, detta sequenza di settaggio e procedura di controllo comprendendo le fasi rispettive descritte in uno qualsiasi degli aspetti dal 30° all’ 80°.
Un 88° aspetto prevedo un metodo eseguito utilizzando un apparecchiatura di trattamento sangue del tipo di cui al 1° o al 2° aspetto, il metodo comprendendo eseguire una procedura di controllo e/o una sequenza di settaggio in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti.
Un 89° aspeto in accordo con l’aspeto precedente la sequenza di setaggio e la procedura di controllo sono contemporaneamente eseguite sull’ apparecchiatura di trattamento sangue, deta sequenza di setaggio e procedura di controllo comprendendo le fasi rispetive descrite in uno qualsiasi degli aspeti dal 30° all’ 80°.
In un 90° aspeto, à ̈ previsto un metodo di tratamento extracorporeo di sangue utilizzante un apparecchiatura comprendente: almeno un’unità di trattamento, avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera separate tra loro da una membrana semipermeabile, almeno una linea di prelievo sangue connessa con una porta di ingresso di deta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente,
almeno una linea di ritorno sangue connessa con una porta di uscita di deta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a deto paziente (la linea di prelievo sangue, la linea di ritorno sangue e la prima camera facendo parte di un circuito extracorporeo di sangue), almeno una linea di infusione di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o diretamente collegabile con un paziente ed, opzionalmente, una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera, almeno una linea di evacuazione di fluido connessa con una porta di uscita di detta seconda camera, e mezzi sensori. I mezzi sensori sono posizionati e configurati per determinare:
- un primo parametro relativo ad un volume ematico BV% del paziente; almeno un secondo parametro relativo ad uno selezionato nel gruppo comprendente: una portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, una portata di calo peso (WLR) del paziente, e un calo peso cumulato WL;
un terzo parametro Cd, Na relativo ad una conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione o ad una concentrazione in sodio o di un’altra prefissata sostanza del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed
- un quarto parametro relativo ad una portata di infusione QINF del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione.
Il metodo comprende l’eseguire una procedura di controllo comprendente:
- ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati dei detti parametri e - calcolare, in funzione di detti valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natarget, e del volume di infusione ViNFtarget da raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento, i seguenti valori di controllo da imporre durante un intervallo di tempo successivo all’istante di controllo: un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t); Na(t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; un valore di portata di calo peso (WLR(t)), ed un valore di portata di infusione (QINF(O)·
La procedura di controllo può includere le fasi rispettive illustrate in uno qualsiasi degli aspetti dal 2° al 29°.
In un 91° aspetto, à ̈ previsto un metodo di trattamento extracorporeo di sangue eseguito utilizzando un apparecchiatura comprendente: almeno un’unità di trattamento, avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera separate tra loro da una membrana semipermeabile, almeno una linea di prelievo sangue connessa con una porta di ingresso di detta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente,
almeno una linea di ritorno sangue connessa con una porta di uscita di detta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a detto paziente (la linea di prelievo sangue, la linea di ritorno sangue e la prima camera facendo parte di un circuito extracorporeo di sangue), almeno una linea di infusione di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o direttamente collegabile con un paziente ed, opzionalmente, una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera, almeno una linea di evacuazione di fluido connessa con una porta di uscita di detta seconda camera, e mezzi sensori. I mezzi sensori sono posizionati e configurati per determinare:
un primo parametro relativo ad un volume ematico BV% del paziente; almeno un secondo parametro relativo ad uno selezionato nel gruppo comprendente: una portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, una portata di calo peso (WLR) del paziente, e un calo peso cumulato WL;
un terzo parametro Cd, Na relativo ad una conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione o ad una concentrazione in sodio o di un’altra prefissata sostanza del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed
- un quarto parametro relativo ad una pressione di transmembrana TMP a cavallo della prima e della seconda camera;
in cui il metodo comprende effettuare una procedura di controllo comprendente:
- ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati dei detti parametri e - calcolare, in funzione di detti valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtargct, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natargetda raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento nonché del valore di pressione di transmembrana TMPtargetda seguire durante un prefissato tempo di trattamento, i seguenti valori di controllo da imporre durante un intervallo di tempo successivo all’istante di controllo: un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t), Na(t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione, un valore di portata di calo peso (WLR(t)), ed un valore di pressione di transmembrana (TMP(t)).
La procedura di controllo può includere le fasi rispettive illustrate in uno qualsiasi degli aspetti dal 2° al 29°.
In un 92° aspetto, à ̈ previsto un metodo di trattamento extracorporeo di sangue eseguito utilizzando un apparecchiatura comprendente almeno un’unità di trattamento avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera separate tra loro da una membrana semipermeabile; almeno una linea di prelievo sangue connessa con una porta di ingresso di detta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente; almeno una linea di ritorno sangue connessa con una porta di uscita di detta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a detto paziente. La linea di prelievo sangue, la linea di ritorno sangue e la prima camera fanno parte di un circuito extracorporeo di sangue dell’ apparecchiatura. L’apparecchiatura presenta anche almeno una linea di infusione di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o direttamente collegabile con un paziente;
almeno una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera; almeno una linea di evacuazione di fluido connessa con una porta di uscita di detta seconda camera; e mezzi sensori per determinare:
un primo parametro relativo ad un volume ematico BV% del paziente; almeno un secondo ed un terzo parametro selezionati tra: una portata di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana, una portata di calo peso WLR del paziente (si noti che la portata di calo peso può essere derivata dal calo peso WL cumulato diviso un intervallo di tempo), una portata di infusione QINF del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione;
un quarto parametro relativo ad una pressione di transmembrana TMP tra detta prima e detta seconda camera.
Inoltre l’apparecchiatura comprende un primo dispositivo di regolazione attivo su almeno uno di detti circuito extracorporeo e linea di evacuazione di fluido e configurato per regolare una portata di ultrafiltrazione UFR o una pressione di transmembrana TMP tra la prima e la seconda camera di detta unità di trattamento, in cui il metodo comprende eseguire una procedura di controllo per regolare la portata di calo peso ed almeno una sequenza di settaggio per massimizzare lo scambio convettivo attraverso la membrana semipermeabile. La procedura di controllo può includere le fasi rispettive illustrate in uno qualsiasi degli aspetti dal 2° al 29°.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Qui di seguito sono forniti a titolo esemplificativo, e non limitativo, alcuni disegni relativi ad aspetti dell’ invenzione.
In particolare:
- La figura 1 mostra schematicamente un primo esempio di un’apparecchiatura di trattamento sangue, secondo il trovato;
La figura 2 mostra schematicamente un secondo esempio di un’apparecchiatura di trattamento sangue, secondo il trovato;
La figura 3 mostra uno schema a blocchi relativo al calcolo periodico mediante un modello matematico M di valori di controllo di portata di calo peso e di concentrazione /conduttività imposti all’ apparecchiatura;
La figura 4 à ̈ un diagramma di flusso che mostra una procedura di controllo secondo un aspetto del trovato, eseguibile dall’unità di controllo di un’apparecchiatura ad esempio del tipo di cui a figura 1 o figura 2;
- La figura 5 à ̈ un diagramma di flusso che mostra una sequenza di settaggio secondo un aspetto del trovato, eseguibile dall’unità di controllo di un’apparecchiatura ad esempio del tipo di cui a figura 1 o figura 2, durante l’esecuzione della procedura di controllo di figura 4;
La figura 6 à ̈ un diagramma temporale che mostra l’andamento della pressione di transmembrana (TMP) durante una sequenza di settaggio della TMP, secondo un aspetto del trovato;
La figura 7 mostra un diagramma temporale che mostra l’andamento della pressione di transmembrana (TMP) durante una ulteriore sequenza di settaggio della TMP, secondo un aspetto del trovato;
- La figura 8 mostra un diagramma temporale relativo ad una pluralità di sequenza successive di settaggio della TMP, secondo un aspetto del trovato;
La figura 9 mostra un diagramma temporale relativo ad una pluralità di sequenze di settaggio della TMP, in presenza di variazioni nel settaggio della portata sangue;
- Le figure 10 ed 11 mostrano comparativamente l’andamento della conducibilità piasmatica misurata sperimentalmente su un paziente e l’andamento della stessa conducibilità piasmatica stimata utilizzando il modello matematico M in accordo con aspetti del trovato;
Le figure 12 e 13 mostrano l’andamento del valore settato della TMP determinato dalla sequenza di settaggio rispettivamente nel caso di portata di calo peso costante e nel caso di portata di calo peso variata durante la stessa sequenza di settaggio, ad esempio su azione della procedura di controllo in accordo con aspetti del trovato; e
La figura 14 mostra il sistema costituito dal paziente e dall’unità di trattamento a cui si fa riferimento nella determinazione del modello matematico M in accordo con aspetti del trovato.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Qui di seguito sono descritti alcuni esempi relativi alla struttura della parte idraulica dell’ apparecchiatura 1: in particolare vengono qui di seguito descritte alcune configurazioni del circuito extracorporeo sangue, delle eventuali linee di infusione in cui circola un fluido di sostituzione, dell’eventuale linea di dialisi in cui circola un fluido di dialisi, e della linea di scarico del fluido di scarto.
Con riferimento a figure 1 e 2, con 1 à ̈ complessivamente indicata un'apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue. L'apparecchiatura 1 comprende almeno un’unità di trattamento 2, ad esempio un emofiltro, un emodiafìltro, un plasmafiltró, avente almeno una prima camera ed almeno una seconda camera 3 e 4 separate tra loro da una membrana semipermeabile 5. Una linea di prelievo sangue 6 à ̈ connessa con una porta di ingresso della prima camera 3 ed à ̈ predisposta, in condizioni operative di connessione ad un paziente, a prelevare sangue da un accesso vascolare VI inserito, ad esempio in una fistola F del paziente stesso. Una linea di ritorno sangue 7 connessa con una porta di uscita di detta prima camera à ̈ predisposta a ricevere il sangue trattato dall'unità di trattamento ed a ritornare tale sangue trattato ad un ulteriore accesso vascolare V2 connesso con la fistola del paziente. Si noti che la configurazione dell’ accesso vascolare può essere di qualsiasi natura: ad esempio un catetere, una porta impiantata nel paziente, una cannula, un ago, eccetera. In pratica, la linea di prelievo sangue 6, la prima camera 3 dell'unità di trattamento e la linea di ritorno del sangue 7 al paziente fanno parte di un circuito extracorporeo di sangue 8 che, durante l'utilizzo dell'apparecchiatura 1, provvede alla circolazione di sangue esternamente al corpo del paziente sottoposto a trattamento.
Nell’esempio di figura 1, una linea di infusione 9 di un fluido di sostituzione à ̈ connessa con la linea prelievo sangue 6, a monte di detta prima camera 3. Alternativamente, la linea di infusione 9 potrebbe essere collegata alla linea di ritorno 7, a valle della prima camera 3.
Nell’esempio di figura 2 una linea di infusione 9a à ̈ connessa a valle mentre una linea di infusione 9b à ̈ connessa a monte dell’unità 8.
Sia con riferimento all’esempio di figura 1 che con riferimento all’esempio di figura 2, si noti che possono anche essere previste ulteriori linee di infusione, ad esempio connesse a valle e/o a monte dell'unità di trattamento.
L'apparecchiatura 1 comprende inoltre almeno una linea di evacuazione di fluido 10 connessa con una porta di uscita di detta seconda camera 4 per ricevere almeno un fluido filtrato attraverso detta membrana semipermeabile. Negli esempi di cui alle figure 1 e 2 à ̈ anche presente una linea di dialisi 11 per l’alimentazione di un fluido fresco di trattamento in ingresso alla seconda camera 4: la presenza di una tale linea non à ̈ strettamente necessaria in quanto, in assenza della linea 11, l’apparecchiatura à ̈ comunque in grado di effettuare trattamenti quali emofìltrazione o plasmafiltrazione. Nel caso in cui sia presente la linea di dialisi 11, un organo di intercettazione di fluido 12 può essere usato per consentire o interdire selettivamente un passaggio di fluido attraverso la linea di dialisi 11 , a seconda che si intenda o meno avere anche una depurazione per effetto diffusivo all'intemo dell'unità di trattamento.
L’apparecchiatura 1 comprende mezzi sensori (SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) per la determinazione di valori assunti durante il trattamento dai parametri qui di seguito descritti. Qui di seguito sono descritti mezzi sensori per ciascuno dei principali parametri da rilevare. I mezzi sensori descritti possono essere presenti sia nell’ apparecchiatura di cui a figura 1 che in quella di cui a figura 2.
Pressione di transmembrana (TMP)
Durante il trattamento à ̈ necessario movimentare fluido e particelle indesiderate dalla prima camera 3 verso la seconda camera 4 dell'unita di trattamento 2. La movimentazione di fluido e/o particelle crea una pressione di transmembrana che à ̈ definita come la pressione media applicata dal lato della prima camera verso il lato della seconda camera. La pressione di transmembrana (qui di seguito indicata in forma abbreviata con TMP) può essere praticamente determinata in vari modi. Ad esempio la pressione di transmembrana TMP può essere calcolata come segue.
1) Nel caso in cui (si vedano le figure 1 e 2) siano presenti quattro sensori di pressione di cui uno (SI) sulla linea di alimentazione 11, uno (S2) sulla linea di evacuazione 10, uno (S3) sulla linea di prelievo sangue 6 ed uno (S4) sulla linea di ritorno 7, il valore della TMP à ̈ determinato dall’ unità di controllo 15 utilizzando i segnali di pressione provenienti dai sensori da S 1 ad S4 utilizzando la formula:
Ps Pv Pi Po
TMP = -
dove:
Pi à ̈ la pressione rilevata dal sensore S 1
Po à ̈ la pressione rilevata dal sensore S2
Ps à ̈ la pressione rilevata dal sensore S3
Pv à ̈ la pressione rilevata dal sensore S4
2) Nel caso in cui siano presenti tre sensori di pressione di cui uno (S2) sulla linea di evacuazione 10, uno (SI) sulla linea di alimentazione 1 1 ed uno (S4) sulla linea di ritorno 7, il valore della TMP à ̈ determinato dall’unità di controllo 15 utilizzando i segnali di pressione provenienti dai sensori da S2 ad S4 utilizzando la formula:
Pi Po
TMP = Pv-·
dove:
Po à ̈ la pressione rilevata dal sensore S2
Pi à ̈ la pressione rilevata dal sensore SI
Pv à ̈ la pressione rilevata dal sensore S4
3) Infine, nel caso in cui siano presenti due sensori di pressione di cui uno sulla linea di evacuazione 10 ed uno sulla linea di ritorno 7, il valore della TMP à ̈ determinato dall’unità di controllo 15 utilizzando i segnali di pressione provenienti dai sensori S2 ed S4 utilizzando la formula:
TMP = Pv- Po
dove:
Po à ̈ la pressione rilevata dal sensore S2
Pv à ̈ la pressione rilevata dal sensore S4
Portata di infusione (QINF)
L’apparecchiatura può comprendere un sensore S5 della portata di infusione
QINF del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione 9 o le linee di infusione 9a, 9b. A livello realizzativo il o i sensori S5 per rilevare il flusso possono essere sensori di tipo volumetrico, sensori di massa quali ad esempio sensori di Coriolis, sensori di peso quali ad esempio bilance, sensori di giri pompa o sensori di altro tipo ancora: poiché la tipologia di sensori utilizzabile non risulta di rilevanza e poiché le tecniche ed i sensori per rilevare valori di flusso assoluti o differenziali sono noti ed alla portata della persona esperta, non vengono fomiti ulteriori dettagli nel presente testo.
Nel caso illustrato in figura 1 e 2 i sensori di portata di infusione comprendono sensori S5 atti a determinare il numero di giri della o delle pompe di infusione inviando un corrispondente segnale all’unità di controllo 15 che à ̈ configurata per calcolare da tale segnali una portata lungo la rispettiva linea di infusione.
Portata di Ultrafiltrazione (UFR)
L’apparecchiatura 1 può comprendere anche almeno un sensore S6 per rilevare la portata di ultrafiltrazione attraversante la membrana semipermeabile 5. Ad esempio, può essere previsto un sensore di flusso S6 sulla linea di evacuazione 10 ed un sensore di flusso S6 sulla linea di dialisi in modo da fornire all’unità di controllo 15 il valore istantaneo dei rispettivi flussi e quindi consentire all’unità di controllo di calcolare un flusso istantaneo di ultrafiltrazione. Alternativamente può essere previsto un sensore differenziale attivo sulle linee di evacuazione e di dialisi capace quindi di fornire direttamente un segnale relativo alla portata di ultrafiltrazione.
A livello realizzativo il o i sensori S6 possono essere sensori di tipo volumetrico, sensori di massa quali ad esempio sensori di Coriolis, sensori di peso quali ad esempio bilance, sensori di giri pompa o sensori di altro tipo ancora: poiché la tipologia di sensori utilizzabile non risulta di rilevanza e poiché le tecniche ed i sensori per rilevare valori di flusso assoluti o differenziali sono noti ed alla portata della persona esperta, non vengono fomiti ulteriori dettagli nel presente testo.
Portata di Calo Peso (WLR)
La portata di calo peso WLR può essere misurata sottraendo dalla portata di ultrafiltrazione (ad esempio come sopra misurata) quella di infusione (ad esempio misurata come sopra descritto) in quanto UFR= QINF WLR. In altre parole, avendo a disposizione sensori S6 ed S5 l’unità di controllo 15 può essere programmata per derivare la portata di calo peso WLR.
Come ulteriore alternativa, può essere previsto un sensore in grado di fornire direttamente un segnale che dia la portata di calo peso: ad esempio un sensore capace di misurare in modo differenziale la portata prelevata dalla linea di evacuazione e di sottrarre la portata attraversante la linea di dialisi e/o quella o quelle di infusione. A livello realizzativo il sensore può essere massico (ad esempio un sensore di Coriolis), volumetrico, elettromagnetico, ponderale (quale una bilancia in grado di pesare sacche di fluido) o di altra natura ancora.
Volume Ematico
L’apparecchiatura 1 comprende un sensore S7 di variazione di volume ematico (BV%) o di un parametro dal quale si possa cacolare la variazione di volume ematico relativo al sangue del paziente sottoposto a trattamento. Il sensore di variazione di volume ematico può ad esempio essere di tipo ottico in grado di rilevare una variazione delle proprietà ottiche del sangue attraversante una porzione di tubo calibrata.
Ad esempio, una realizzazione del sensore di variazione di volume ematico prevede il calcolo, da parte dell’unità di controllo, della variazione percentuale del volume ematico circolante nel paziente (BV%) dall’inizio del trattamento di emodialisi (o emofiltrazione, o emodiafiltrazione) basandosi sulla misura della concentrazione di emoglobina nel sangue, secondo la nota formula: BV% = (HGB0/ HGBt) - 1 , dove HGB0rappresenta la concentrazione di emoglobina all’inizio del trattamento e HGBtla concentrazione di emoglobina al tempo t in cui viene calcolato BV%.
La concentrazione di emoglobina à ̈ calcolata basandosi sulla variazione dell’assorbanza ottica, ad una predeterminata lunghezza d’onda, del sangue che fluisce nella linea di prelievo sangue 6, attraverso un tratto di tubo dalle opportune proprietà ottiche, precedentemente caratterizzate.
Calo Peso
L’apparecchiatura 1 può anche determinare il calo peso in un arco temporale, ad esempio dall’inizio del trattamento fino ad un certo istante t: ad esempio l’unità di controllo 15 può essere programmata per integrare nel tempo la portata di calo peso WLR.
Alternativamente, può tuttavia essere previsto un sensore di calo peso, ad esempio un sensore atto a rilevare la variazione di peso complessiva di un paziente durante il trattamento, o un sensore atto a rilevare direttamente il peso complessivo del fluido netto estratto da un paziente.
Conducibilità o Concentrazione in Sodio
L’apparecchiatura 1 comprende inoltre almeno un sensore S8 di conducibilità o di concentrazione in sodio (o di un’eventuale altra sostanza che si volesse monitorare) del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione. Ad esempio il sensore di conducibilità o concentrazione S8 può essere posto immediatamente a valle di un dispositivo per la regolazione di una composizione del liquido di dialisi e/o del liquido sostituzione, che meglio verrà descritto in seguito.
Primo Dispositivo di Regolazione
L'apparecchiatura 1 comprende inoltre un primo dispositivo di regolazione 20 per la regolazione di ultrafiltrazione o della pressione di transmembrana TMP tra la prima e la seconda camera di detta unità di trattamento. Il primo dispositivo di regolazione 20 à ̈ collegato all’unità di controllo 15 ed attivo su almeno uno di detti circuito extracorporeo 8 e linea di evacuazione di fluido 10. A seconda delle esigenze e della configurazione deH'apparecchiatura 1 , il primo dispositivo di regolazione può comprendere ad esempio: una pompa 13 posta sulla linea di evacuazione di fluido 10, o due pompe pilotate in modo differenziale come due pompe sangue poste una a monte ed una a valle dell'unità di filtrazione, o una pluralità di pompe poste sulle dette linee e pilotate in modo da creare un flusso di ultrafiltrazione attraverso la membrana, o combinazioni di una o più pompe e valvole opportunamente disposte sulle linee sangue o di evacuazione di fluido, o altro ancora.
Nell'esempio illustrato nelle figure 1 e 2, il dispositivo 20 comprende una pompa di ultrafiltrazione 13 operante sulla linea di evacuazione e capace di richiamare fluido dalla seconda camera. Nell'esempio di figura 2 à ̈ anche prevista una pompa di alimentazione 14 di un fluido di trattamento: in questo caso, il dispositivo di regolazione 20 comprende pertanto sia la pompa di ultrafiltrazione che quella di alimentazione le quali vengono opportunamente pilotate in modo differenziale così da creare un flusso di ultrafiltrazione UFR attraverso la membrana. L’unità di controllo 15, ad esempio di tipo analogico o del tipo a microprocessore, connessa con detto dispositivo di regolazione à ̈ configurata per pilotare le pompe sopra descritte.
Ad esempio, l'unità di controllo può operare in modo da pilotare il dispositivo 20 (nell’esempio di cui alle figure 1 e 2 la o le pompe 13 e 14) cosicché il valore misurato della TMP corrisponda con il valore settato per la stessa TMP. In questo caso, l'unità di controllo agisce continuamente o periodicamente sul primo dispositivo di regolazione 20 in modo che, istante per istante, la TMP misurata corrisponda con il valore in quell’istante settato (controllo pressione di TMP). In questo modo, la portata di ultrafiltrazione UFR attraverso la membrana e quindi la quantità di fluido prelevata dal sangue presente nella prima camera à ̈ funzione della TMP impostata. Alternativamente, l’unità di controllo 15 può essere programmata in modo che la portata di ultrafiltrazione UFR segua uno o più valori settati di portata di ultrafiltrazione (controllo volumetrico): in questo caso, la TMP sarà variabile e l’unità di controllo farà in modo di mantenere la portata di ultrafiltrazione costantemente prossima o uguale al valore o ai valori di riferimento previsti o calcolati per l’UFR. Nel prosieguo della presente descrizione verranno descritti alcuni esempi di controllo in accordo con aspetti del trovato.
Secondo Dispositivo di Regolazione
L’apparecchiatura 1 comprende anche un secondo dispositivo di regolazione 30 per la regolazione di una composizione del liquido di dialisi e/o del liquido sostituzione.
Nell’esempio di cui alla figura 1 ed alla figura 2 il dispositivo 30 comprende uno, due o più contenitori di concentrati 31, 32, 33 posti su rispettive linee di iniezione 3 la, 32a, 33a i quali sono predisposti ad alimentare sostanze quali elettroliti, agenti di buffer o altro ancora verso una linea di preparazione 35 del liquido posta a monte della linea di dialisi 11. I contenitori di concentrati possono comprendere concentrati allo stato liquido o concentrati solidi, ad esempio in polvere. Sulle linee di iniezione sono ad esempio presenti pompe di iniezione 31b, 32b, 33b per movimentare il fluido lungo la rispettiva linea di iniezione verso la linea di preparazione 35 che preleva il liquido, ad esempio acqua, da una sorgente 36. La sorgente 36 può comprendere un rubinetto di acqua corrente o una sorgente di acqua ultrapura o altro ancora: l’acqua prelevata dalla sorgente ed eventualmente sottoposta a fasi di filtraggio 36a (non dettagliate in quanto note e non rilevanti ai fini del presente trovato) viene provvista delle necessarie sostanze da parte del dispositivo 30. Il sensore di concentrazione o di conducibilità S8, eventualmente coadiuvato da ulteriori sensori di concentrazione o di conducibilità S9 ed SIO posti sulla linea 35, à ̈ in grado di fornire all’unità di controllo 15 un segnale relativo alla conduttività o alla concentrazione di una prefissata sostanza (ad esempio sodio) del fluido attraversante la linea 35 in modo che l’unità di controllo possa agire sul secondo dispositivo di regolazione 30 ed in particolare sulle pompe 3 lb, 32b, 33b per regolare conducibilità Cd o concentrazione, ad esempio in sodio [Na], del liquido attraversante la linea di dialisi. Nell’esempio di figura 1, la linea di infusione 9 preleva il fluido da una sorgente 37 (ad esempio una sacca contenete fluido di sostituzione) indipendente rispetto alla sorgente 36, mentre la linea di preparazione 35 alimenta esclusivamente la linea di alimentazione 11 del liquido di dialisi.
Diversamente, nell’esempio di figura 2, entrambe le linee di infusione 9a e 9b, nonché la linea di alimentazione del liquido di dialisi 11 prelevano il fluido dallo linea di alimentazione 35, in modo che la conduttività o la concentrazione del fluido di dialisi attraversante la linea 11 e del fluido attraversante le linee di infusione 9a, 9b sia la stessa.
Controllo dell’ Apparecchiatura
L’unità di controllo 15 può comprendere una o più unità digitali, ad esempio del tipo a microprocessori, o una o più unità analogiche, o un’opportuna combinazione di unità digitali ed analogiche.
Come illustrato negli esempi di cui alle figure 1 e 2, l’unità di controllo à ̈ connessa con il primo ed il secondo dispositivo di regolazione 20, 30, con un’interfaccia utilizzatore 22, con i mezzi sensori e con i vari organi attuatori (pompa sangue 21, pompa di infusione 16, 16a, 16b, pompa di ultrafiltrazione 13, valvola 12) posti lungo le linee 7, 8, 9, 9a, 9b, 10, 11 ed à ̈ configurata o programmata per eseguire le procedure qui di seguito descritte. Nel caso in cui l’unità di controllo sia di tipo programmabile, tale unità à ̈ connessa con un supporto dati 15a per immagazzinare istruzioni che, quando eseguite dall'unità di controllo determinano l'esecuzione delle procedure che di seguito verranno descritte. Il supporto dati può comprendere una memoria di massa, ad esempio ottica o magnetica, una memoria ri-programmabile (EPROM, FLASH) o una memoria di altra natura ancora.
In accordo con un aspetto del trovato (si faccia riferimento a figura 3 ed a figura 4), l’unità di controllo 15 à ̈ programmata o configurata per eseguire ad istanti di controllo t temporalmente successivi tra loro (ad esempio gli istanti t possono essere temporalmente equidistanti), una procedura di controllo 50 comprendente le fasi di seguito descritte. Come più in dettaglio apparirà in seguito l’unità di controllo può essere programmata per eseguire concordemente alla procedura di controllo anche una sequenza di settaggio della TMP: la sequenza di settaggio della TMP e la procedura di controllo vengono coordinate dall’unità di controllo in modo da evitare interazioni negative.
In una prima fase (fase 100), la procedura di controllo prevede di ricevere, ad esempio attraverso l’interfaccia 22, valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natarget, del volume di infusione ViNFtargetda raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento T. Ad esempio l’interfaccia utilizzatore può consentire l’inserimento di tali valori di prescrizione e la selezione di un tempo di trattamento in cui i valori di prescrizione debbano essere raggiunti. Alternativamente, qualora non si intenda imporre un volume di infusione prefissato come target da raggiungere, ma bensì si voglia massimizzare il volume di infusione e quindi lo scambio convettivo in un prefissato tempo, l’unità di controllo può essere programmata per ricevere valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ciarget, Natarget, da raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento, nonché un valore di pressione di transmembrana TMPtargetda inseguire durante il trattamento al fine di massimizzare lo scambio convettivo; quest’ultimo valore à ̈ in realtà calcolato mediante la sequenza di settaggio di seguito descritta.
Successivamente (fase 101), la procedura di controllo - ricevuti i valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtargetda raggiungere a fine trattamento e ricevuto un valore di tempo di trattamento T - prevede di determinare sulla base di tali valori di prescrizione e del valore di tempo di trattamento T rispettivi profili obbiettivo che descrivono l’andamento desiderato nel tempo della variazione di volume ematico BV%target(t), e del calo peso WLtarget(t)(o della portata di calo peso,WLRtarget(t))· In questa fase, viene anche determinato il profilo obbiettivo che deve descrivere la conducibilità o la concentrazione in sodio nel liquido di dialisi o di infusione. Questa operazione viene effettuata in due modi diversi a seconda che l’apparecchiatura 1 sia o meno provvista di un sensore di conducibilità o di concentrazione direttamente attivo sul paziente ed in grado di fornire la conducibilità o la concentrazione piasmatica in sodio. Nel caso sia presente un sensore di conducibilità piasmatica SII ad esempio posto sul circuito extracorporeo sangue, la procedura di controllo prevede che nella fase 101 venga determinato un profilo obbiettivo che descrive l’andamento desiderato nel tempo del conducibilità o della concentrazione in sodio Ctarget(t), Natarget(t)che il sangue deve inseguire durante il trattamento. Nel caso in cui viceversa l’apparecchiatura 1 non presenti un sensore di conducibilità o di concentrazione direttamente attivo sul paziente o sul circuito extracorporeo sangue, durante la fase 101 la procedura genera un profilo obbiettivo che descrive l’andamento desiderato nel tempo della cosiddetta concentrazione di sodio equivalente Naeq-target(t): in pratica l’unità di controllo 15 à ̈ programmata o configurata affinché durante il trattamento la procedura di controllo determini iterativamente la concentrazione di sodio equivalente Na^t)sulla base di un modello matematico M e confronta tale concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)con il rispettivo profilo obbiettivo.
La procedura di controllo (fase 102) prevede di ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati della variazione di volume ematico BV%mes, della portata di ultrafiltrazione o di calo peso UFRmes, WLRmes(o alternativamente del calo peso cumulato WLmes), della conducibilità o concentrazione in sodio del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione Cdmes; Namese della portata di infusione QiNFmes- Alternativamente o in aggiunta alla portata di infusione QiNFmesl’unità di controllo può anche ricevere un valore misurato della pressione di transmembrana TMPmes.
La procedura di controllo prevede anche di calcolare, in funzione di tali valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica
Ctarget, Natarget, del volume di infusione ViNFtarget da raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento i seguenti valori di controllo da imporre durante un intervallo di tempo successivo all’istante di controllo.
I valori che di controllo che vengono determinati comprendono:
- un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t); Na(t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione;
un valore di portata di calo peso WLR(t),
un valore di portata di infusione QiNF(t)·
In altre parole, l’unità di controllo à ̈ in grado di ricevere i citati valori misurati ed i rispettivi valori di prescrizione e di generare valori di vengono poi usati per regolare la composizione del liquido di dialisi e/o di infusione, la portata di calo peso e la portata di infusione, realizzando per5tanto un sistema in grado di assicurare un elevato confort per il paziente ed uno scambio convettivo predefinito (essendo la portata di infusione sotto precipuo controllo).
Alternativamente, la procedura di controllo prevede di calcolare, in funzione di valori misurati della variazione di volume ematico BV%mes, della portata di ultrafiltrazione UFRmeso della portata di calo peso WLRmes(o alternativamente del calo peso cumulato WLmes), della conducibilità o concentrazione in sodio del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione Cdmes, Namese della pressione di transmembrana TMPmes, e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico BV%target, del calo peso WLtarget, della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica Ctarget, Natarget, da raggiungere nel paziente in un prefissato tempo di trattamento e della pressione di transmembrana TMPtargetda osservare durante il trattamento, i seguenti valori di controllo da imporre durante un intervallo di tempo successivo all’istante di controllo.
I valori di controllo che vengono determinati comprendono:
un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t); Na<t)del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione;
un valore di portata di calo peso WLR(t),
- un valore di pressione di transmembrana TMP(t).
In altre parole, in accordo con un secondo aspetto l’unità di controllo à ̈ in grado di ricevere i citati valori misurati ed i rispettivi valori di prescrizione e di generare valori che vengono poi usati per regolare la composizione del liquido di dialisi e/o di infusione, la portata di calo peso e la TMP, realizzando pertanto un sistema in grado di assicurare un elevato confort per il paziente ed uno scambio convettivo ottimale (essendo la TMP controllabile per ad esempio massimizzare lo scambio convettivo).
Una volta determinati i valori di controllo all’istante t, tali valori di controllo vengono imposti durante un intervallo di tempo At successivo all’istante di controllo t (fase 103). Più in dettaglio il valore di controllo relativo alla conducibilità o concentrazione in sodio Cd(t); Na(t)viene imposto dall’unità di controllo 15 comandando il secondo dispositivo di regolazione 30, i valori di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t)ed alla portata di infusione QiNF(t)vengono imposti dall’unità di controllo agendo sul primo dispositivo di regolazione 20 e sulla pompa 16 o sulle pompe 16a, 16b. Qualora il valore misurato sia la TMP, sono il valore di controllo relativo alla portata di calo peso WLR(t)ed alla transmembrana TMP(t)che vengono imposti dall’unità di controllo ancora una volta agendo opportunamente sul primo dispositivo di regolazione 20 e sulla pompa 16 o sulle pompe 16a, 16b. Va notato che nell’esempio di cui a figura 2, l’unità di controllo comanda il secondo dispositivo di regolazione 30 e grazie alla configurazione idraulica sopra descritta impone la medesima conducibilità o concentrazione in sodio sia al liquido di dialisi che al o ai liquidi di infusione.
Come si à ̈ accennato precedentemente l’apparecchiatura 1 può non presentare un sensore di conducibilità o di concentrazione direttamente attivo sul paziente o sul circuito extracorporeo sangue. In questo caso, la procedura di controllo utilizza un modello matematico M rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione V nel paziente per calcolare iterativamente, a ciascun istante di controllo t, un valore di concentrazione di sodio equivalente Naeq(t). Il modello M può ad esempio essere memorizzato nella memoria 15a associata all’unità di controllo che à ̈ configurata per acquisire (fase 102a) ed applicare in ingresso a detto modello matematico i seguenti valori:
- un valore di controllo della stessa concentrazione equivalente relativa ad un istante di controllo precedente (Naeq(t-At))>
- un valore di controllo della conducibilità o della concentrazione in sodio del liquido di dialisi ad un istante di controllo precedente (Cd(t-At); Na^-At)), - un valore di controllo relativo alla portata di ultrafiltrazione ad un istante di controllo precedente (UFR(t-At)),
- un valore di controllo relativo alla portata di calo peso ad un istante di controllo precedente WLR^-At)e/o un valore di controllo relativo alla portata di infusione ad un istante di controllo precedente QINF(t-At),
- un calo peso cumulato fino ad un istante di controllo precedente (WLmesCt-At)), o un valore di calo peso cumulato fino all’istante di controllo (WLmes(t)),
- un valore di clearance totale convettiva e diffusiva misurato all’istante di controllo Clmes(t)o un valore di clearance totale convettiva e diffusiva Clmes(t)stimato (ad esempio in caso di valore di clearance stimato tale valore può essere calcolato in funzione di un valore corrente misurato della portata di infusione QiNFmes(t)e di uno tra il valore corrente misurato di flusso sangue QB(Qed il valore corrente di clearance diffusiva Cldif^t); alternativamente il valore di clearance stimato può essere matematicamente derivato da precedenti valori assunti da Cl);
- un valore di riferimento relativo al volume V di distribuzione di soluti nel paziente o di volume di acqua corporea TBW. Il volume di distribuzione V à ̈ determinato per ciascun paziente sulla base dell’obiettivo di calo peso WLtarget, del calo peso totale accumulato WL(t)e del volume di acqua corporea TBW; quest’ultimo à ̈ stimato come di seguito descritto.
Esempio di Modello Matematico M
Un esempio di modello matematico M à ̈ qui di seguito illustrato, facendo riferimento al il sistema costituito dal paziente e dall’unità di trattamento rappresentato in figura 14.
Vengono adottati i seguenti simboli:
Jdifr = Portata in massa di sodio attraverso la membrana, dovuto al processo diffusivo;
J conv<—>Portata in massa di sodio attraverso la membrana, dovuto al processo convettivo;
UFR = Portata di ultrafiltrazione totale attraverso la membrana: QINF+ WLR; Naa = Concentrazione piasmatica di sodio;
QB= Flusso sangue;
Na = Concentrazione di sodio nel liquido di dialisi;
QD= Portata del liquido di dialisi;
QINF= Portata del liquido di infusione;
WLR = Portata di calo peso;
V = Volume di distribuzione del sodio nel paziente.
L’equazione del bilancio di massa per il sistema si può scrivere come (si veda il sistema di figura 14):
^<â– >Na,(!)) = Q„ (/)<â– >Λ3⁄4(Î ̄) jm-J„ m
Dalla definizione di clearance diffusiva Cldifr, segue:
^diff ~Cldiff<â– >(Na(t) — Nag(Î ̧)
Cldiffpuò essere misurata direttamente oppure approssimata considerando: CLdiff= QB/2.
II trasporto convettivo à ̈ dato da:
Jconv<=>UFR{t )-NaB(t)· SV
Dove:
SV = coefficiente di Sieving della membrana (assunto pari a 1 per il sodio)
Sostituendo JdiffQJconvl’equazione (1) diventa:
dM d
= - (V(t)<â– >NaB(0) = Naif)<â– >(Cldlff+ QINF(/)) - NaB(f)<â– >{Clm+ UFR(t)) dt dt dig-(2)
Il volume di distribuzione del sodio durante il trattamento può essere espresso come:
V(t) = TBW WLt∞à ̈e, -WL(t)
dove:
TBW = volume stimato di acqua corporea (si vedano qui di seguito alcune metodologie esemplificative di stima di TWB);
WLtarget= valore di prescrizione del calo peso;
WL(t) = calo peso raggiunto al tempo t.
Dall’Eq. (2) si può derivare il seguente sistema di equazioni, ottenuto considerando i diversi valori di portata di infusione applicati durante il trattamento (QINFI, QINF2· · -QINFII):
dM}10
= Na(t)-(Cldiff+ QINF\ )-NaB{t)-{Cldiff+UFR{t )) for 0 < t ≤ t, dt
dM2
= Na(t) · (<3⁄4 QINF2) - NaB(t)<â– >(<3⁄4 UFR(t )) for tx< t ≤t2
< dt
15 (3) dMn
= Na{t)<â– >(Cldiff+ QINFn) - NaB( t )<â– >( Cldìff+ t//3⁄4(i))<f>or tn_, <t ≤tn„ dt
Ciascuna equazione può essere risolta integrando sull’ intervallo di tempo corrispondente.
Dalla definizione di concentrazione equivalente di sodio segue che la concentrazione piasmatica di sodio al tempo t ottenuta profilando la concentrazione di sodio nel liquido di dialisi (Na(t)) nell’ intervallo di tempo da 0 a t deve essere uguale, alla concentrazione piasmatica di sodio ottenuta applicando un valore di concentrazione di sodio costante Naeqnello stesso intervallo di tempo, quindi:
<Na>B^)\mt)= NaB{t)\N^
(4)
Risolvendo il sistema (3) rispetto alla concentrazione piasmatica di sodio (Nas(t)), in funzione rispettivamente di Na(t) e di Naeq, ed imponendo l’uguaglianza (4), si può arrivare a determinare una relazione matematica che esprime la concentrazione equivalente di sodio in funzione del tempo (Naeq(t)). Tale espressione può anche essere scritta in forma ricorsiva partendo dalla conoscenza del valore assunto dalla concentrazione equivalente di sodio all’istante di calcolo precedente (Naeq(t-At)).
In uscita dal modello matematico M la procedura di controllo consente di ottenere (fase 102b) il valore di una concentrazione di sodio equivalente (Naeq(t)) all’istante di controllo (t) che viene quindi relazionata ad un rispettivo valore di target della conducibilità o concentrazione di sodio equivalente Ccq-targct, Naeq-
target ed utilizzata per determinare all’istante di controllo i valori di controllo sopra descritti (fase 102).
Il modello matematico M à ̈ rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente V secondo un modello a singolo compartimento. Come già accennato, il volume di distribuzione V à ̈ determinato per ciascun paziente sulla base dell’obiettivo di calo peso WLtarget, del calo peso totale accumulato WL(t)e del volume di acqua corporea TBW stimato ad esempio sulla base di informazioni quali età, sesso, altezza e peso del paziente stesso. Ad esempio alcune formule esemplificative per il calcolo del volume di acqua corporea TBW sono le seguenti:
Parametri in ingresso: Sesso, Altezza [cm], Peso [Kg], Età [anni], Volume% Parametro di uscita: volume dì acqua corporea (TWB) [L]
Formula di Watson
se Sesso = “Maschio†, allora
TWB = 2.447 - (0.09516 * Età) (0.1074 * Altezza) (0.3362 * Peso) se Sesso = “Femmina†, allora
TWB= -2.097 (0.1069 * Altezza) (0.2466 * Peso)
Formula di Hume-Weyer
se Sesso = “Maschio†, allora
TWB = (0.194786 * Altezza) (0.296785 * Peso) - 14.012934
se Sesso = “Femmina†, allora
TWB = (0.344547 * Altezza) (0.183809 * Peso) - 35.270121 Formula di Mellits-Cheek
se Sesso = “Maschio†e Altezza < 132.7 cm, allora
TWB = -1.927 (0.465 * Peso) (0.045 * Altezza) se Sesso = “Maschio†e Altezza> 132.7 cm, allora
TWB = -21.993 (0.406 * Peso) (0.209 * Altezza) se Sesso = “Femmina†e Altezza < 110.8 cm, allora
TWB = 0.076 (0.507 * Peso) (0.013 * Altezza) se Sesso = “Femmina†e Altezza > 110.8 cm, allora
TWB = -10.313 (0.252 * Peso)+(0.154 * Altezza)
Formula percentuale
TWB = Peso * Volume% / 100
Come si à ̈ descritto la procedura di controllo impone una concentrazione o conduttività variabile al liquido di dialisi e/o di infusione; in questa situazione si definisce come concentrazione di sodio equivalente all’istante t, quella concentrazione costante di sodio nel liquido di dialisi che, se fosse applicata dall’inizio del trattamento fino ad un certo istante t, porterebbe alla medesima concentrazione piasmatica di sodio nel paziente che si ottiene allo stesso istante t con la variazione di concentrazione di sodio o di conduttività imposta dalla procedura di controllo fino al tempo t.
Le figure 10 ed 11 mostrano una chiara convergenza tra la conducibilità piasmatica misurata sperimentalmente e la conducibilità piasmatica calcolata utilizzando il modello M: questo a conferma della bontà del modello matematico utilizzato.
In pratica, ottenuto il valore della concentrazione di sodio equivalente Naeq(t)all’istante di controllo t (sottofase 102b) ed essendo acquisiti (sottofase 102c) i valori misurati della variazione di volume ematico BY%mese del calo peso WLmes(o della portata di calo peso WLRmes), la procedura di controllo comprende l’ulteriore sottofase di calcolo dell’ errore (102d) che prevede di determinare almeno un primo parametro di errore ERR_BV_UF(t)in funzione dello scostamento tra valore misurato del primo parametro BV%mesall’istante di controllo t ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo BV%target(t)e dello scostamento tra un valore misurato del calo peso WLmes(o della portata di calo peso WLRmes) all’istante di controllo t ed un corrispondente valore dato dal profilo obiettivo relativo al calo peso WLtarget(t)(o rispettivamente alla portata di calo peso WLRtarget(t)) nel tempo. La fase di calcolo dell’ errore prevede anche di determinare almeno un secondo parametro di errore ERR_BV_Na(t)in funzione dello scostamento tra il valore della concentrazione di sodio equivalente Na^t)all’istante di controllo t ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione nel tempo concentrazione di sodio equivalente Naeq-target(t)5e dello scostamento tra il valore misurato del primo parametro BV%mesall’istante di controllo t ed il corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo BV%target(t).
Ottenuti il primo ed il secondo parametro di errore la procedura di controllo eseguita dall’unità 15 prevede di calcolare (sottofase 102 f) il valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t), Na<t)di controllo da imporre al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione in funzione del secondo parametro di errore ERR_BV_Na(t)ed in funzione del valore di conducibilità o di concentrazione in sodio Cd(t-At), Na^.àt)relativo all’istante di controllo precedente e previamente acquisito (sotto fase 102 e). Inoltre la procedura di controllo eseguita dall’unità 15 prevede di calcolare (sottofase 102 f) il valore di controllo da imporre alla portata di calo peso WLR(t)che à ̈ calcolato in funzione di detto primo parametro di errore ERR_BV_UF(t)ed in funzione del valore di portata di ultrafiltrazione UFR(t-At)relativo all’istante di controllo precedente.
Va notato che, prima dell’attuazione vera e propria dei valori di controllo come sopra determinati, può essere prevista una fase di verifica che i valori di controllo stiano all’interno di prefissate bande ed una fase di eventuale adeguamento dei valori di controllo stessi (fase 104). Inoltre, la procedura di controllo può prevedere una fase di verifica ed allarme 105 comprendente il verificare se i valori misurati del primo parametro BV%mes(t), del secondo parametro UFRmes(t), WLRmes(t), WLmes(t), del terzo parametro Cdmes(t), Names(t), e/o della concentrazione equivalente Naeq(t)superino o meno rispettivi valori di soglia di sicurezza.
Va anche notato che la procedura di controllo, può comprendere una sequenza di compensazione 106 che prevede di comparare i valori misurati del primo parametro (BV%mes(t)) con una soglia di riferimento, verificare se detto valore misurato del primo parametro scende sotto detta soglia, e
comandare l’infusione di un bolo di prefissato volume di liquido di sostituzione attraverso detta linea di infusione se detta verifica dà esito positivo. L’infusione di bolo può avvenire imponendo una prefissata portata per un prefissato tempo di somministrazione alla pompa di infusione e comandando opportunamente il secondo dispositivo di regolazione 30, ad esempio in modo da aumentare la concentrazione in sodio nel liquido di infusione per un breve intervallo di tempo. Durante l’infusione del bolo la procedura di controllo può prevedere di imporre un valore di portata di ultrafiltrazione UFR pari a zero.
In accordo con un ulteriore aspetto del trovato l’unità di controllo può essere programmata per eseguire anche, in aggiunta alla procedura di controllo sopra descritta, una sequenza di settaggio 200 (vedere figura 5) della pressione di transmembrana TMP. Questo tipo di sequenza viene eseguita se si intende controllare l’apparecchiatura anche sulla base della TMP e ad esempio massimizzare per quanto possibile il volume di fluido infuso, aumentando quindi lo scambio convettivo. La sequenza di settaggio viene eseguita ad un istante di settaggio indicato con Ï„ ed eventualmente ripetuta una pluralità di volte durante un trattamento. Ad esempio la sequenza di settaggio può essere eseguita mentre la procedura di controllo viene contemporaneamente eseguita. Ad esempio, l’unità di controllo à ̈ configurata per ripetere sia la procedura di controllo (ad una pluralità di istanti di controllo t temporalmente successivi tra loro) che la sequenza di settaggio della TMP (ad una pluralità di istanti Ï„, anche essi temporalmente successivi tra loro). In pratica l’unità di controllo à ̈ configurata per imporre detto o detti valori di controllo determinati con la procedura di controllo durante un intervallo di tempo At successivo a ciascun istante di controllo t, ripetendo ciclicamente tale procedura di controllo durante l’intero trattamento. In parallelo, l’unità di controllo à ̈ anche configurata per eseguire la sequenza di settaggio ad una pluralità di istanti di settaggio Ï„ temporalmente successivi tra loro imponendo la TMP così determinata. Nell’esempio realizzativo qui descritto l’unità di controllo à ̈ configurata per eseguire detta procedura di controllo ad istanti di controllo più frequenti rispetto agli istanti di settaggio in cui viene eseguita la sequenza di settaggio.
Scendendo ora nel dettaglio della sequenza di settaggio, quest’ultima comprende le seguenti fasi volte ad individuare un valore ottimale di TMP alla quale si ha una massimizzazione dell’ultrafiltrazione.
La sequenza prevede, ad esempio agendo sulla pompa 13 del primo dispositivo di regolazione 20, di determinare un primo incremento 5TMPn(fase 201) per raggiungere un secondo valore della pressione di transmembrana TMPn+1; quindi la sequenza prevede di misurare o calcolare (fase 202) una variazione AUFR(„)tra il flusso di ultrafiltrazione UFR attraverso detta membrana 5 in corrispondenza del primo valore di pressione di transmembrana TMPned il flusso di ultrafiltrazione UFR in corrispondenza del secondo valore di pressione di transmembrana TMPn i: la variazione del flusso di ultrafiltrazione à ̈ determinata o mediante misura diretta della del flusso di ultrafiltrazione o indirettamente tenendo conto sia di variazioni di flusso di liquido di sostituzione
AQINF (n) lungo la linea di infusione sia di variazioni di portata di calo peso AWLR(n)dovuti alla procedura di controllo. In seguito la sequenza di controllo prevede di comparare (fase 203) la variazione di ultrafiltrazione AUFR(n)con un valore di riferimento e, se il valore di detta variazione AUFR(n)à ̈ maggiore al valore di riferimento, comandare detto primo dispositivo di regolazione (20) imponendo alla pressione di transmembrana un secondo incremento Î ́ΤΜΡη+ι per raggiungere un terzo valore della pressione di transmembrana TMPn+2, e così via ripetendo ciclicamente la sequenza descritta per incrementi successivi. Nell'esempio illustrato in figura 5 la variazione di portata di ultrafiltrazione AUFR viene comparata alla fase 203 con una portata di riferimento ad esempio 3ml/min e, qualora la variazione della portata di ultrafiltrazione sia maggiore di 3ml/min, la pompa di ultrafiltrazione 13 viene comandata in modo da imporre un incremento di TMP maggiore del precedente. In questo modo, se a seguito della prima variazione di TMP la corrispondente variazione di portata ultrafiltrazione à ̈ sufficientemente elevata e pertanto tale da indicare che l’unità di trattamento sta operando in una zona sufficientemente distante dalla zona di plateau (con riferimento alla curva caratteristica Ultrafiltrazione/TMP relativa all’unità di trattamento stessa), ecco che la sequenza sopra descritta viene ripetuta incrementando nuovamente la TMP (fase 201). Si noti che ad esempio l’unità di controllo può aumentare sensibilmente l’ampiezza del successivo incremento di pressione, accelerando in tal modo la ricerca ed il settaggio della TMP ottimale. Se viceversa il valore della variazione AUFR della portata di ultrafiltrazione (fase 203) risulta inferiore al valore di riferimento, la procedura di settaggio della TMP viene interrotta, come meglio verrà descritto in seguito, in quanto l’unità reputa in tal caso di aver già raggiunto la TMP ottimale che quindi viene mantenuta come valore di settaggio (fase 204).
La figura 6 mostra un sistema di assi cartesiani in cui l’asse delle ascisse à ̈ rappresentativo del tempo e quello delle ordinate della pressione TMP settata istante per istante: in figura 6 à ̈ rappresentato un esempio realizzativo di una sequenza di settaggio della TMP eseguibile da un’unità di controllo facente parte di un apparecchiatura 1 del tipo illustrato in figura 1 o in figura 2. A seguito di un comando manuale o di una procedura automatica, viene iniziata una sequenza di settaggio della TMP da parte dell’unità di controllo.
Inizialmente (“START†in figura 6), l’unità di controllo mantiene la TMP ad un valore pari a TMPj per un primo intervallo di tempo t]-t2. Al termine del primo intervallo di tempo ti-t2, viene imposto un incremento di pressione di 20mmHg al valore settato della TMP passando ad un valore settato TMP2, con conseguente azionamento della pompa di ultrafiltrazione 13 e della pompa di infusione 16 (o di almeno una delle pompe 16a, 16b nel caso di figura 2). Se nell’intervallo t2-t3, la variazione di portata di ultrafiltrazione AUFR à ̈ superiore a 3ml, ad esempio pari a 12ml/min, il successivo incremento del valore settato di TMP viene opzionalmente imposto maggiore a 20mmHg e, nell’esempio illustrato, pari a 60mmHg. Si tenga presente che se nel frattempo la procedura di controllo che viene eseguita durante la sequenza di settaggio dovesse aver variato la portata di calo peso WLR l’unità di controllo ne terrebbe conto nella valutazione dell’effettivo salto di ultrafiltrazione a cavallo di ciascun salto di TMP: infatti o la variazione AUFR à ̈ misurata direttamente o, se tale variazione à ̈ calcolata sulla base della variazione del flusso di infusione, al flusso di infusione viene aggiunto anche l’eventuale contributo dato dalla variazione del flusso di calo peso WLR. In risposta al nuovo valore settato di TMP, ossia TMP3, l’unità di controllo comanda anche l’accelerazione della pompa di infusione in modo da equilibrare l’effetto della maggiore ultrafiltrazione, secondo una delle strategie di controllo sopra descritte. Si noti anche che la durata dell’intervallo t3-t4non à ̈ necessariamente uguale a quella dell’intervallo t2-t3: ad esempio l’unità 15 può essere configurata per imporre un intervallo variabile e tanto maggiore quanto maggiore à ̈ stato l’incremento di TMP immediatamente precedente, al fine di consentire un transitorio di adeguamento alla pompa di ultrafiltrazione ed a quella o quelle di infusione. Sempre con riferimento a figura 6, all’istante t4viene imposto un nuovo incremento di TMP pari a 20mmHg e, atteso un ulteriore intervallo T (in figura 6: t4-t5), viene verificato l’incremento nella portata di ultrafiltrazione. Se, come nel caso illustrato, la variazione di portata AUFR à ̈ inferiore a 3ml/minuto, la sequenza di settaggio viene considerata conclusa (“END†in figura 6) ed il valore finale raggiunto di TMP (cioà ̈ TMP4in figura 6) impostato come valore di settaggio.
Altrimenti, viene imposto un nuovo incremento di TMP, che può essere o ancora di 20mmHg o funzione della variazione misurata AUFR di flusso di ultrafiltrazione UFR.
Figura 7 mostra una situazione in cui vengono ripetute le fasi appena descritte fino al raggiungimento della pressione TMP3; successivamente, la sequenza di settaggio, può comprendere la variazione della TMP secondo di uno o più gradini di ampiezza prefissata al fine di consentire la stabilizzazione del sistema di controllo. Tale o tali variazioni prefissate di TMP sono mantenute minori o uguali ad un valore relativamente basso, ad esempio pari a 20mmHg. Ad esempio, in figura 7, à ̈ mostrato un gradino di stabilizzazione indicato con S. Trascorso un ulteriore intervallo di tempo l^-ts, la sequenza ripete le fasi precedentemente descritte con riferimento agli intervalli da t2a t4. In altre parole, in corrispondenza dell’istante ts, viene imposto un incremento di pressione di 20mmHg al valore della TMP passando ad un valore settato TMP5con conseguente azionamento della pompa di ultrafiltrazione 13 e della pompa di infusione 16 (o di almeno una delle pompe 16a, 16b nel caso di figura 2) in modo da equilibrare l’effetto della maggiore ultrafiltrazione, secondo una delle strategie di controllo sopra descritte. Se, come in figura 7, nell’intervallo t5-t6, la variazione AUFR di portata di ultrafiltrazione UFR à ̈ superiore a 3ml/min, ad esempio pari a 12ml/min, il successivo incremento del valore settato di TMP viene imposto maggiore di 20mmHg e, nell’esempio illustrato, pari a 60mmHg. In risposta al nuovo valore settato di TMP (TMP6), l’unità di controllo comanda anche l’accelerazione della pompa di infusione in modo da equilibrare l’effetto della maggiore ultrafiltrazione, secondo una delle strategie di controllo sopra descritte. Quindi, un nuovo incremento di TMP pari a 20mmHg verrà imposto e, atteso un ulteriore intervallo T, verificato l’incremento nella portata di ultrafiltrazione AUFR. Se, in risposta, la portata UFR varia di un valore AUFR inferiore a 3ml/minuto, la sequenza di settaggio viene considerata conclusa. Altrimenti, il procedimento descritto viene nuovamente reiterato.
In generale, la sequenza prevede che, all’inizio della sequenza di setaggio sia imposto un incremento di TMP pari ad un valore prefissato, che può essere sempre lo stesso o può variare durante il tratamento, ma che à ̈ noto a priori e normalmente relativamente piccolo, ad esempio pari a 20mmHg. Incrementi successivi al primo (5TMPn+i) sono o incrementi di stabilizzazione come sopra descritto, e pertanto anche essi ad esempio pari a 20mmHg o a valori noti relativamente piccoli, o variazioni di TMP calcolate in funzione del valore di variazione di ultrafiltrazione AUFR misurato o stimato corrispondente al salto di pressione di transmembrana (5TMPn) immediatamente precedente, o salti di TMP sempre costanti e di ampiezza nota a priori. Le fasi precedenti vengono ripetute fino a che, a seguito di uno gradino di pressione, non si verifichi che la variazione di portata di ultrafiltrazione soddisfi la condizione di terminazione della sequenza: a questo punto, Punita di controllo à ̈ configurata per comandare detto dispositivo di regolazione 20 impostando come pressione di transmembrana di esercizio l'ultima pressione alla quale il valore del parametro di controllo à ̈ minore del valore del rispetivo parametro di riferimento. Se durante l’esecuzione della sequenza di setaggio della transmembrana si ha una modifica della portata di calo peso a causa dell’intervento della procedura di controllo (cosa che può succedere in quanto la procedura di controllo à ̈ ripetuta con cadenza molto più frequente rispeto a quella della sequenza di setaggio) la sequenza di settaggio prevede due azioni. In primo luogo la variazione della portata di ultrafiltrazione se stimata in funzione della variazione della portata di infusione tiene anche conto dell’eventuale variazione della portata di calo peso, cioà ̈ in ciascun intervallo di tempo tn-tn+1(si faccia riferimento a figure 6 e 7 ad esempio) la variazione AUFR à ̈ calcolata come AQINF+ AWLR. Inoltre l'unità di controllo 15 può anche essere programmata affinché durante deta sequenza di setaggio, a seguito di ciascun comando di incremento della pressione di transmembrana venga previsto un transitorio di tempo Tr(fase 205 in figura 5) prima di effetuare un successivo incremento di pressione di transmembrana sufficientemente lungo ed in generale di durata non uniforme. L’unità di controllo 15 à ̈ predisposta anche a verificare (fase 206 in figura 5) se tra un incremento di pressione e l’incremento successivo vi sia stata una variazione di portata di calo peso imposta AWLR dalla procedura di controllo e, in caso affermativo, prolunga la durata del transitorio di tempo Trin modo che sia trascorso almeno un prefissato ritardo temporale ausiliario (fase 207), ad esempio 50 secondi, dall’ultima variazione di portata di calo peso. Durante la fase 206 possono anche essere effettuate altre verifiche quali una verifica di eventuale stop infusione e/o di eventuale flushing di una o più unità filtranti che comunque causerebbero l’introduzione del ritardo ausiliario. Si noti in ogni caso che il ritardo ausiliario ha durata inferiore alla durata del periodo intercorrente tra una procedura di controllo e la successiva.
In accordo con un aspetto del trovato, l’unità di controllo può anche essere predisposta a calcolare il transitorio di tempo Trin funzione del incremento di pressione tra un valore di pressione di transmembrana TMPned il successivo TMPn+i(prolungando Trquanto maggiore sia la variazione di TMP) e/o come funzione della variazione portata di calo peso imposta AWLR imposta dalla procedura di controllo tra un incremento di pressione e l’incremento successivo.
Grazie al ritardo Tr, l'unità di controllo 15 compara il valore della variazione del flusso di ultrafiltrazione AUFR con un rispettivo valore di riferimento AUFRrefsolo dopo che sia trascorso il transitorio di tempo Tr, al fine di consentire una stabilizzazione del valore della variazione del flusso di ultrafiltrazione.
Scendendo ora nel dettaglio del calcolo degli specifici salti di TMP, Γ unità di controllo à ̈ configurata (nell’ipotesi in cui AUFRj > AUFRref) per calcolare il secondo incremento (5TMP2) come funzione del valore AUFRj corrispondente al primo incremento (Î ́ΤΜΡΟ, ad esempio come funzione lineare del valore AUFRi corrispondente al primo incremento (Î ́ΤΜΡι) utilizzando la formula:
Î ́ΤΜΡ2= AUFR]· ( K )
dove:
K Ã ̈ il rapporto tra il valore del primo incremento di pressione di transmembrana 6TMP!ed un fattore di correzione,
AUFRi à ̈ il valore ad esempio della variazione della portata della pompa di ultrafiltrazione 13 corrispondente al primo incremento di pressione di transmembrana Î ́ΤΜΡ!.
Il valore di Î ́ΤΜΡ!à ̈ prefissato e può essere compreso tra 10 e 30mmHg (ad esempio 20mmHg).
Il valore del fattore di correzione può essere determinato in vari modi; ad esempio il valore del fattore di correzione può avere un valore fisso ed essere maggiore o uguale, preferibilmente maggiore, al valore del parametro di riferimento AUFRref.. In un secondo esempio, il valore del parametro di controllo può essere calcolato come funzione di AUFRrefe ad esempio può essere espresso dalla funzione AUFRref+ 1. In questo modo, se a seguito di un primo incremento di pressione di 20mmHg, si dovesse misurare un valore del AUFR pari a 12 ml/min, e se (pref= 3ml/min, allora il valore del secondo incremento di pressione sarebbe dato dalla formula:
Î ́ΤΜΡ2= (12 ml/min)<â– >(20mmHg/4ml/min) = 60mmHg
Per evitare eccessivi salti di pressione, l'unità di controllo à ̈ configurata per verificare che ciascun incremento di pressione sia inferiore ad un valore massimo di sicurezza, ad esempio di 100 mmHg. È possibile prevedere che il valore massimo di sicurezza sia programmabile dall’ utilizzatore o sia settato automaticamente dall’unità di controllo. In quest’ultimo caso l’unità di controllo può anche essere programmata per settare un diverso valore massimo di sicurezza in funzione del tipo di unità di trattamento installata sull’apparecchiatura 1.
Come si à ̈ accennato, la sequenza descritta può essere attivabile manualmente o può attivarsi automaticamente. Ad esempio, Γ apparecchiatura 1 può comprendere almeno un'interfaccia utilizzatore 22, connessa con detta unità di controllo ed avente almeno un elemento di attivazione manuale di detta sequenza. Ad esempio, se l’interfaccia à ̈ del tipo avente un “touch screen†l’elemento di attivazione può comprendere un’apposita area dello schermo su cui Γ utilizzatore può agire in pressione per iniziare la sequenza di settaggio TMP e la procedura di controllo. L'unità di controllo à ̈ programmata per ricevere un comando di partenza della sequenza e/o della procedura a seguito dell’azione esercitata sull'elemento di attivazione manuale. E’ anche possibile disattivare la sequenza di settaggio e/o la procedura di controllo manualmente agendo sullo stesso o su un altro elemento dell’interfaccia utilizzatore 22.
Alternativamente, o addizionalmente, l'unità di controllo 15 à ̈ programmata per iniziare automaticamente la sequenza di settaggio e/o la procedura di controllo. In questo caso, l'unità di controllo à ̈ programmata per ripetere ciclicamente a brevi intervalli, ad esempio di un minuto, la procedura di controllo e per attivare automaticamente una prima sequenza di settaggio trascorso un primo intervallo di tempo dall'inizio del trattamento. L’unità di controllo può anche essere configurata per misurare un tempo intercorso dalla fine della prima sequenza, ed attivare automaticamente una seconda sequenza trascorso un secondo intervallo di tempo dalla fine della prima sequenza. Nell’esempio di cui alla figura 8, à ̈ prevista l’attivazione di una prima sequenza di settaggio dopo un intervallo di tempo Tj dall’inizio del trattamento, l’attivazione di una seconda sequenza di settaggio dopo un intervallo di tempo T2dalla fine della prima sequenza, ed infine l’attivazione di una terza sequenza dopo un intervallo di tempo T3dalla fine della seconda sequenza. A seconda del tipo di esigenze, quali ad esempio durata di trattamento, tipologia di unità di trattamento, ed altro ancora, à ̈ possibile prevedere un numero diverso (due, tre, o più) di sequenze durante l’arco del trattamento. Durante, le tre sequenze l’unità di controllo sta anche eseguendo in parallelo la procedura di controllo 100, in modo da raggiungere i desiderati obbiettivi di calo peso e concentrazione piasmatica di sodio nel paziente senza causare problemi di ipovolemia.
La durata degli intervalli di tempo tra sequenze consecutive à ̈ opzionalmente non uniforme: ad esempio la durata di ciascun intervallo di tempo successivo al primo (T2, T3,...Tn) à ̈ maggiore della durata di un intervallo di tempo che lo precede.
L’unità di controllo 15 può anche essere programmata per effettuare, successivamente ad una sequenza di settaggio, una fase di adeguamento del valore di settaggio della TMP. In particolare, successivamente alla seconda o alla terza o all’ultima sequenza di settaggio, viene prevista una fase di adeguamento (indicata con A in figura 8) comprendente abbassare il valore di TMP determinato grazie alla sequenza di settaggio di un prefissato valore 5TMP al fine di evitare di raggiungere la zona del plateau della curva TMP/UF. Figura 8 mostra una successione di 3 sequenze di settaggio in cui, successivamente alla terza ed ultima sequenza à ̈ prevista una riduzione della TMP di un valore Î ́ΤΜΡ, ad esempio pari a 20mmHg.
Come si può vedere nelle figure 1 e 2, l’apparecchiatura 1 comprende almeno una pompa sangue 21 operativamente connessa con l’unità di controllo 15 ed operante in corrispondenza della linea di prelievo 6 o della linea di ritorno 7. Dal punto di vista costruttivo, la pompa sangue può essere una pompa peristaltica. L’unità di controllo 15 può anche essere programmata per rilevare una variazione nel valore settato della portata sangue, che ad esempio può essere alterato attraverso l’interfaccia utilizzatore 22. Normalmente, il valore della portata sangue viene impostato all’inizio del trattamento e mantenuto costante durante il trattamento. Se tuttavia, la portata sangue dovesse essere variata, l’unità di controllo 15 può essere programmata per:
- rilevare tale variazione,
- verificare se tale variazione à ̈ di entità superiore ad una soglia prefissata, - interrompere la sequenza di settaggio (sia essa stata manualmente iniziata o di tipo automatico).
Ad esempio, l’unità di controllo 15 interrompe la sequenza se viene verificata una variazione maggiore ad esempio di 50ml/min: questo poiché la variazione della portata sangue comporta una variazione di TMP pur mantenendo inalterate le altre condizioni operative.
Se la portata sangue viene ridotta durante l’esecuzione della sequenza di settaggio, ad esempio se la portata sangue à ̈ ridotta di più di ad esempio 50ml/min, l’unità di controllo può essere programmata per:
Interrompere la sequenza di settaggio,
Impostare un nuovo valore di TMP di partenza da cui iniziare una nuova sequenza di settaggio, sia che tale nuova sequenza inizi automaticamente sia che inizi mediante on/off manuale;
Nel caso sia impostata una procedura automatica, iniziare automaticamente la sequenza dopo un tempo minimo (ad esempio 3 minuti) dall’impostazione della nuova portata sangue.
Nel caso sia impostata una procedura manuale, inviare all’ interfaccia utilizzatore 22 un messaggio utilizzatore che lo inviti ad iniziare la sequenza dopo un tempo minimo dall’impostazione della nuova portata sangue.
Se la portata sangue viene ridotta in un intervallo tra due sequenze di settaggio consecutive, l’unità di controllo può essere programmata per:
Impostare un nuovo valore di TMP di partenza da cui iniziare una nuova sequenza di settaggio, sia che tale nuova sequenza inizi automaticamente sia che inizi mediante on/off manuale;
Nel caso sia impostata una procedura automatica, iniziare automaticamente la sequenza dopo in tempo minimo (ad esempio 3 minuti) dall’impostazione della nuova portata sangue.
Nel caso sia impostata una procedura manuale, inviare all 'interfaccia utilizzatore 22 un messaggio utilizzatore che lo inviti ad iniziare la sequenza dopo un tempo minimo dall’impostazione della nuova portata sangue.
Se la portata sangue viene aumentata durante l’esecuzione della sequenza di settaggio, ad esempio se la portata sangue à ̈ aumentata di più di 50 ml/min, l’unità di controllo 15 può essere programmata per:
Interrompere la sequenza di settaggio,
- Impostare un nuovo valore di TMP di partenza da cui iniziare una nuova sequenza di settaggio, sia che tale nuova sequenza inizi automaticamente sia che inizi mediante on/off manuale; qualora si sia precedentemente fatto almeno un incremento di TMP rispetto ad un valore di inizio trattamento, il nuovo valore di TMP Ã ̈ quello ottenuto riducendo di un gradino prefissato, ad esempio pari a 20mmHg, il valore di TMP correntemente settato,
Nel caso sia impostata una procedura automatica, iniziare automaticamente la sequenza dopo in tempo minimo (ad esempio 3 minuti) dall’impostazione della nuova portata sangue.
- Nel caso sia impostata una procedura manuale, inviare all’interfaccia utilizzatore 22 un messaggio utilizzatore che lo inviti ad iniziare la sequenza dopo un tempo minimo dall’impostazione della nuova portata sangue.
Se la portata sangue viene aumentata in un intervallo tra due sequenze di settaggio consecutive, ad esempio se la portata sangue à ̈ aumentata di più di 50 ml/min, l’unità di controllo può essere programmata per:
Nel caso sia impostata una procedura automatica, iniziare automaticamente la sequenza dopo in tempo minimo (ad esempio 3 minuti) dall’impostazione della nuova portata sangue.
Nel caso sia impostata una procedura manuale, inviare all’interfaccia utilizzatore 22 un messaggio utilizzatore che lo inviti ad iniziare la sequenza dopo un tempo minimo dall’impostazione della nuova portata sangue.

Claims (21)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il trattamento extracorporeo di sangue comprendente: almeno un’unità di trattamento (2) avente almeno una prima camera (3) ed almeno una seconda camera (4) separate tra loro da una membrana semipermeabile (5); almeno una linea di prelievo sangue (6) connessa con una porta di ingresso di detta prima camera e predisposta a prelevare sangue da un paziente; almeno una linea di ritorno sangue (7) connessa con una porta di uscita di detta prima camera e predisposta a ritornare sangue trattato a detto paziente, la linea di prelievo sangue (6), la linea di ritorno sangue (7) e la prima camera facendo parte di un circuito extracorporeo di sangue (8); almeno una linea di infusione (9; 9a ,9b) di un fluido di sostituzione connessa con il circuito extracorporeo o direttamente collegabile con un paziente; almeno una linea di dialisi collegata in ingresso alla seconda camera (4); almeno una linea di evacuazione di fluido (10) connessa con una porta di uscita di detta seconda camera; mezzi sensori per determinare: un primo parametro relativo ad un volume ematico (BV%) del paziente; almeno un secondo ed un terzo parametro selezionati tra: una portata di ultrafiltrazione (UFR) attraverso detta membrana, una portata di calo peso (WLR) del paziente, una portata di infusione (QINF) del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione (9; 9a, 9b); un quarto parametro relativo ad una pressione di transmembrana (TMP) tra detta prima e detta seconda camera; un primo dispositivo di regolazione (20) attivo su almeno uno di detti circuito extracorporeo (8) e linea di evacuazione di fluido (10) e configurato per regolare una portata di ultrafiltrazione (UFR) o una pressione di transmembrana (TMP) tra la prima e la seconda camera di detta unità di trattamento, un’unità di controllo (15) connessa con detti mezzi sensori e con il primo dispositivo di regolazione (20) e configurata per eseguire: a) ad almeno un istante di controllo (t) una procedura di controllo comprendente: - ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati di detto primo parametro parametri (BV%meS(t)) e di detto secondo e terzo parametro (UFRmeS(t), WLRmes(t), QiNFmes(t))j 6 calcolare, in funzione di detti valori misurati e di almeno un valore di prescrizione della variazione di volume ematico (BV%target), un valore di controllo relativo alla portata di calo peso (WLR(y) che l’apparecchiatura deve imporre, imporre detto valore di controllo (WLR(t)) alla portata di calo peso, e per eseguire: b) ad almeno un istante di settaggio (Ï„) una sequenza di settaggio di detta pressione di transmembrana, detta sequenza di settaggio comprendendo: - imporre ad un primo valore della pressione di transmembrana (TMPn) un primo incremento (5TMPn) per raggiungere un secondo valore della pressione di transmembrana (TMPn+1); - determinare una variazione (AUFR(„)) tra il flusso di ultrafiltrazione attraverso detta membrana (5) in corrispondenza del primo valore di pressione di transmembrana (TMPn) ed il flusso di ultrafiltrazione in corrispondenza del secondo valore di pressione di transmembrana (TMPn 1), in cui detta variazione del flusso di ultrafiltrazione à ̈ determinata o mediante misura diretta della del flusso di ultrafiltrazione o indirettamente tenendo conto sia di variazioni di flusso di liquido di sostituzione (AQJNF(n)) lungo la linea di infusione sia di variazioni di portata di calo peso (AWLR(n)) dovuti alla procedura di controllo; - comparare detta variazione di ultrafiltrazione (AUFR(n)) con un valore di riferimento e, se il valore di detta variazione (AUFR(n)) à ̈ maggiore al valore di riferimento, comandare detto primo dispositivo di regolazione (20) imponendo alla pressione di transmembrana un secondo incremento (Î ́ΤΜΡη+1) per raggiungere un terzo valore della pressione di transmembrana (TMPn+2).
  2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 in cui i mezzi sensori sono predisposti a determinare almeno un quinto parametro (Cd, Na) relativo ad una conducibilità di un liquido attraversante la linea di dialisi (11) e/o la linea di infusione (9; 9a , 9b) o ad una concentrazione in sodio del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione.
  3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2 in cui, in detta procedura di controllo, a) la fase di ricevere comprende ricevere dai detti mezzi sensori valori misurati del: - primo parametro (BV%mes(t)), - secondo parametro (UFRmes(t), WLRmes(t)) comprendente la portata di ultrafiltrazione (UFR) attraverso detta membrana o la portata di calo peso (WLR) del paziente, - del terzo parametro (QINF mes(t)) comprendente la portata di infusione (QINF) del fluido di sostituzione attraversante la linea di infusione (9; 9a, 9b), e/o del quarto parametro (TMPmes(t)) e - del quinto parametro (CdmeS(t), Names(t)), e b) la fase di calcolare comprende calcolare, in funzione di detti valori misurati e di valori di prescrizione della variazione di volume ematico (BV%target), del calo peso (WLtarget) e della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica (Ctarget, Natarget) del volume di infusione o di pressione di transmembrana (ViNFtarget; TMPtarget) da raggiungere nel paziente o da seguire in un prefissato tempo di trattamento, i seguenti valori di controllo: - un valore di conducibilità o di concentrazione in sodio (Cd(t); Na(t)) del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed un valore di portata di calo peso (WLR(t)), c) la fase di imporre comprende imporre detto valore di controllo relativo alla conducibilità o concentrazione in sodio (Cd(t); Na(t)) e detto valore relativo alla portata di calo peso (WLR^t)).
  4. 4. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per eseguire la procedura di controllo ad una pluralità di istanti di controllo (t) temporalmente successivi tra loro, ed in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per imporre detto o detti valori di controllo durante un intervallo di tempo (At) successivo a ciascun istante di controllo (t), opzionalmente in cui l’unità di controllo à ̈ configurata per ripetere ciclicamente detta procedura di controllo durante l’intero trattamento.
  5. 5. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per eseguire la sequenza di settaggio ad una pluralità di istanti di settaggio (Ï„) temporalmente successivi tra loro, ed in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per eseguire detta procedura di controllo ad istanti di controllo più frequenti rispetto agli istanti di settaggio in cui viene eseguita detta sequenza di settaggio.
  6. 6. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui la sequenza di settaggio comprende: ripetere n-volte dette fasi di incremento di detta pressione di transmembrana comandando detto primo dispositivo di regolazione (20); determinare se la variazione del flusso di ultrafiltrazione (AUFRn) corrispondente a ciascun n-esimo incremento di pressione di transmembrana à ̈ maggiore al rispettivo valore di riferimento; e o determinare un (n+l)esimo incremento (6TMPn+i), opzionalmente di entità superiore a quella dell’ n-esimo incremento (5TMPn), se la variazione del flusso di ultrafiltrazione corrispondente all’ n-esimo incremento di pressione di transmembrana (AUFR „) à ̈ maggiore al rispettivo valore di riferimento o, viceversa, terminare la sequenza di settaggio ed imporre detto n-esimo valore di pressione (TMPn) come valore di settaggio della pressione di transmembrana, se la variazione del flusso di ultrafiltrazione (AUFRn) corrispondente all’n-esimo incremento di pressione di transmembrana à ̈ inferiore al valore di riferimento, opzionalmente in cui il valore di settaggio viene successivamente ridotto di un margine di sicurezza prefissato.
  7. 7. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta unità di controllo (15) à ̈ configurata per calcolare un (n+l)esimo incremento (5TMPn+i) come funzione della variazione del flusso di ultrafiltrazione (AUFRn) corrispondente al n-esimo incremento di pressione di transmembrana (5TMPn) e del valore di detto n-esimo incremento di pressione di transmembrana (Î ́ΤΜΡη) utilizzando la formula: Î ́ΤΜΡ„+1= (AUFRn) · ( K ) dove: K à ̈ il rapporto tra il valore di detto n-esimo incremento di pressione di transmembrana (Î ́ΤΜΡη) ed il valore di un fattore di correzione, opzionalmente in cui il valore del fattore di correzione à ̈ uno selezionato nel gruppo comprendente: un valore prefissato, una funzione matematica di detto valore di riferimento, una funzione matematica di una modalità di trattamento a cui à ̈ stata impostata l'apparecchiatura, una funzione matematica di una modalità di trattamento a cui à ̈ stata impostata l'apparecchiatura e di detto valore di riferimento.
  8. 8. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente almeno un'interfaccia utilizzatore (22), connessa con detta unità di controllo (15), quest'ultima essendo configurata per ricevere segnali di comando inseriti da un utilizzatore attraverso detta interfaccia utilizzatore (22), in cui l'unità di controllo (15) à ̈ configurata per: ricevere un comando di iniziazione di detta sequenza di settaggio e di detta procedura di controllo a seguito di un comando inseribile da un utilizzatore agendo su un elemento di attivazione manuale di detta interfaccia (22), e/o iniziare automaticamente detta sequenza e detta procedura.
  9. 9. Apparecchiatura secondo la precedente rivendicazione, in cui l'unità di controllo ( 15) à ̈ programmata per: misurare un tempo intercorso da un inizio del trattamento di un paziente, attivare automaticamente una prima sequenza settaggio trascorso un primo intervallo di tempo (Ti) dall'inizio del trattamento, misurare un tempo intercorso dalla fine della prima sequenza di settaggio, attivare automaticamente una seconda sequenza di settaggio trascorso un secondo intervallo di tempo (T2) dalla fine della prima sequenza di settaggio, attivare ogni successiva sequenza di settaggio trascorso un prefissato intervallo di tempo (Tn) dalla fine di una precedente sequenza di settaggio, opzionalmente in cui la durata di detti intervalli di tempo (TlsT2, Tn) à ̈ non uniforme, ancor più opzionalmente in cui la durata di ciascun intervallo di tempo successivo al primo à ̈ maggiore della durata di un intervallo di tempo che lo precede.
  10. 10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui l'unità di controllo (15) à ̈ programmata affinché durante detta sequenza di settaggio, a seguito di ciascun comando di incremento della pressione di transmembrana venga previsto un transitorio di tempo (Tr) prima di effettuare un successivo incremento di pressione di transmembrana, opzionalmente in cui la durata del transitorio di tempo (Tr) à ̈ non uniforme.
  11. 11. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta unità di controllo, durante detta sequenza, à ̈ predisposta a verificare se tra un incremento di pressione e l’incremento successivo vi sia stata una variazione di portata di calo peso imposta (AWLR) da detta procedura di controllo e, in caso affermativo, prolungare la durata di un transitorio di tempo (Tr) tra un aumento di pressione di transmembrana ed il successivo, in modo che sia trascorso almeno un prefissato ritardo temporale ausiliario dall’ultima variazione di portata di calo peso prima di effettuare un nuovo aumento di pressione, detto ritardo temporale ausiliario essendo inferiore ad un intervallo temporale tra una procedura di controllo e la successiva.
  12. 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 o 11 in cui detta unità di controllo à ̈ predisposta a calcolare detto transitorio di tempo (Tr) come funzione dell’incremento di pressione tra un valore di pressione di transmembrana (TMP „) ed il successivo (TMPn+i) e/o come funzione della variazione portata di calo peso imposta (AWLR) imposto da detta procedura di controllo tra un incremento di pressione e l’incremento successivo.
  13. 13. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui l'unità di controllo (15) à ̈ programmata affinché durante detta sequenza di settaggio ciascuna fase di comparazione del valore della variazione del flusso di ultrafiltrazione (AUFR1;AUFRn) con un rispettivo valore di riferimento (AUFRref) venga effettuata trascorso detto transitorio di tempo (Tr), al fine di consentire una stabilizzazione del valore della variazione del flusso di ultrafiltrazione.
  14. 14. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui durante la sequenza di settaggio, l’unità di controllo à ̈ configurata per determinare la variazione della portata di ultrafiltrazione (AUFR(„)) tra una variazione di pressione transmembrana (5TMPn) e la successiva (Î ́ΤΜΡη i) come somma della variazione di flusso di liquido di sostituzione lungo la linea di infusione (AQ1NF(n)) e della portata di calo peso (AWLR(n)) verificatesi e misurate in un arco temporale intercorrente tra la stessa variazione di pressione transmembrana (5TMPn) e la successiva (6TMPn 1).
  15. 15. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui detto o detti valori di controllo sono calcolati anche in funzione di un valore misurato di portata di fluido di sostituzione (QiNFmes(t)) lungo la linea di infusione e, opzionalmente, in funzione di: - un valore di prescrizione di volume da infondere al paziente (VINF target) entro la fine del trattamento, e/o - un valore di prescrizione di portata da infondere al paziente (QINF target) durante il trattamento.
  16. 16. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente un secondo dispositivo di regolazione (30) per la regolazione di una composizione del liquido di dialisi e/o del liquido sostituzione, detto secondo dispositivo di regolazione essendo connesso con l’unità di controllo ed attivo sulla linea di dialisi e/o sulla linea di infusione per regolare conducibilità o concentrazione in sodio (Cd; Na) del liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; ed in cui la fase di imporre detti valori di controllo durante detta procedura di controllo comprende: comandare il secondo dispositivo di regolazione per imporre il valore di controllo relativo alla conducibilità o alla concentrazione in sodio (Cd(t); Na{t)) al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione; e - comandare il primo dispositivo di regolazione per imporre il valore di controllo relativo di portata di portata di calo peso (WLR(t)).
  17. 17. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 16, comprendente almeno una pompa di infusione attiva sulla linea di infusione e collegata all’unità di controllo per causare una portata di liquido di infusione lungo la stessa linea ed in cui detta unità di controllo à ̈ configurata per controllare detta pompa di infusione e detto primo dispositivo di regolazione per imporre sia il valore di controllo relativo alla portata di calo peso (WLR(t)) che il valore di controllo relativo alla portata di infusione (QINF(O)·
  18. 18. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 16 o 17, in cui l’unità di controllo à ̈ configurata per comandare il secondo dispositivo di regolazione per imporre il medesimo valore di controllo relativo alla conducibilità o alla concentrazione in sodio (Cd(t); Na(t)) sia al liquido attraversante la linea di dialisi che al liquido attraversante la linea di infusione,
  19. 19. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui detta procedura di controllo utilizza un modello matematico (M), rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente, per determinare un valore di una concentrazione di sodio equivalente (Naeq(t)) all’istante di controllo (t), detto modello essendo memorizzato in una memoria associata a detta unità di controllo, detta unità di controllo essendo configurata per applicare in ingresso a detto modello matematico i seguenti valori: - un valore della stessa concentrazione di sodio equivalente relativa ad un istante di controllo precedente (Naeq(t-At)), - un valore di controllo della conducibilità o della concentrazione in sodio del liquido di dialisi ad un istante di controllo precedente (Cd(t-At); Na^.At)), - almeno un valore selezionato nel gruppo comprendente: un valore di controllo relativo alla portata di ultrafiltrazione ad un istante di controllo precedente (UFR(t-At)), un valore di controllo relativo alla portata di calo peso ad un istante di controllo precedente (WLR^-At))»un calo peso cumulato fino ad un istante di controllo precedente (WL(t-At)), un valore di calo peso cumulato fino all’istante di controllo (WL(t)), - un valore di clearance totale convettiva e diffusiva misurato all’istante di controllo (Clmes(t)) o un valore di clearance totale convettiva e diffusiva (Clmes(t)) stimato, ad esempio in funzione di: un valore corrente misurato della portata di infusione QiNFmes(t) e di uno tra un valore corrente misurato di flusso sangue QBmes(t)ed un valore corrente di clearance diffusiva Cldiff(t)o precedenti valori assunti da Cl; - un valore di riferimento relativo ad un volume (V) di distribuzione di soluti nel paziente o ad un volume di acqua corporea (TBW); e per ricevere in uscita dal modello matematico il valore di una concentrazione di sodio equivalente (Na^t)) all’istante di controllo (t), in cui il modello matematico à ̈ rappresentativo di una cinetica dei soluti in un volume di distribuzione nel paziente, opzionalmente secondo un modello a singolo compartimento, in cui per concentrazione di sodio equivalente all’istante t (Naeq(t)) si intende quella concentrazione costante di sodio nel liquido di dialisi che, se fosse applicata dall’inizio del trattamento fino ad un certo istante (t), porterebbe alla medesima concentrazione piasmatica di sodio nel paziente che si ottiene allo stesso istante (t) con la variazione di concentrazione di sodio o di conduttività imposta dalla procedura di controllo fino al tempo (t), ed in cui detta procedura di controllo prevede di usare anche detto valore di concentrazione di sodio equivalente all’istante t (Naeq(t)) per la determinazione di detti valori di controllo.
  20. 20. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta procedura di controllo comprende le seguenti sottofasi: ricevere i valori di prescrizione della variazione di volume ematico (BV%target), del calo peso (WLtarget) e della conducibilità o concentrazione di sodio piasmatica (Ctarget, Natarget) da raggiungere a fine trattamento; ricevere un valore di tempo di trattamento (T); determinare sulla base di tali valori di prescrizione e del valore di tempo di trattamento (T) rispettivi profili obbiettivo che descrivono l’andamento desiderato nel tempo della variazione di volume ematico (BV%target(t)), del calo peso o della portata di calo peso (WLtarget(t); WLRtarget(t)) e della concentrazione di sodio equivalente (Naeq-target(t)); determinare almeno un primo parametro di errore (ERR_BV_UF(t)) in funzione: - dello scostamento tra valore misurato del primo parametro (BV%mes(t)) all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo (B V %target(t)) 6 - dello scostamento tra un valore misurato del calo peso o della portata di calo peso (WLmes(t); WLRmes(t)) all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore dato dal profilo obiettivo relativo al calo peso o alla portata di calo peso (WLtarget(t); WLRtarget(t)) nel tempo; e determinare almeno un secondo parametro di errore (ERR_BV_Na(t)) in funzione: - dello scostamento tra il valore della concentrazione di sodio equivalente (Naeq®) all’istante di controllo (t) ed un corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione nel tempo concentrazione di sodio equivalente (Naeq-target(t))5e - dello scostamento tra il valore misurato del primo parametro (BV%mes(t)) all’istante di controllo (t) ed il corrispondente valore sul profilo obiettivo relativo alla variazione di volume ematico nel tempo (BV%target(t))·
  21. 21 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 20, in cui il valore di conducibilità o di concentrazione in sodio (Cd(t); Na<t)) di controllo da imporre al liquido attraversante la linea di dialisi e/o la linea di infusione à ̈ calcolato in funzione del secondo parametro di errore (ERR_BV_Na(t)) ed in funzione del valore di conducibilità o di concentrazione in sodio (Cd(t-At); Na{t-At)) relativo all’istante di controllo precedente; ed in cui il valore di portata di controllo da imporre alla portata di calo peso (WLR^t)) à ̈ calcolato in funzione di detto primo parametro di errore (ERR_BV_UF(t)) ed in funzione del valore di portata di ultrafiltrazione (UFR^-At)) relativo all’istante di controllo precedente.
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