【発明の詳細な説明】
血液精製装置の制御方法
本発明は腎不全に苦しむ患者に適用されて血液から一種類以上の有害物質を除
去する血液濾過精製装置を自動的に制御する方法に関する。特に本発明は上記血
液濾過精製装置において体外血液循環流量と、血液からの流体老廃物および／ま
たは可溶性老廃物の濾過流量と、該当する場合には一種類以上の置換生理溶液お
よび／または置換生理薬の注入流量とを制御し調節する方法に関する。この方法
は幾つかの点を適合させれば人間の腹膜をフィルタとして用いる腹膜透析にも適
用可能である。また特定の要求に従って用いられる幾つかの装置がある。
一つ目の装置は半透膜により二つの小室に分割された機器であるフィルタを用
いる。一方の小室は体外血液循環系により患者に接続され、二つ目の小室は血液
から限外濾過物を抽出し、排出の目的でこの限外濾過物を容器内に受容せしめる
ための排出ラインに接続される。この装置の作動原理は差圧を利用して血液から
過剰な水分を抽出し除去する対流現象に基づく。この装置は“限外濾過器”とい
う用語で知られている。この装置は特に水分を迅速に除去すると同時に限られた
量の新陳代謝老廃物を限外濾過物と共に素早く除去するのに適する。これによれ
ば過剰な水分を除去することにより患者の体重が迅速に適切な体重に回復される
。
二つ目の装置はいわゆる“連続型血液濾過器”または“断続型血液濾過器”で
あり、この装置は血液循環における一種類以上の置換生理物質および／または置
換生理薬のための自然注入ラインまたは強制注入ラインを除いて上述した一つ目
の装置と同一の設備を使用
する。注入ラインは重量または液体体積において生じる可能的がある所望量から
のずれを考慮して限外濾過物の抽出量を補償するために付加される。この装置も
また差圧の原理に基づいて作動するが、置換生理物質を供給することで長時間の
処理ができるので新陳代謝老廃物をかなり多量に抽出できる。
三つ目の装置は“血液透析器”として知られており、この装置はフィルタ交換
器の第二の小室の取入口を生理溶液用のリザーバに接続することで得られる。こ
こでの生理溶液は血液循環系に対して圧力および流れを維持しつつ第二の小室内
で血液循環系とは逆流する方向へ循環せしめられる。流量の関係は半透膜を介し
て血液から生理液へ拡散する条件を形成するように設定される。生理液を循環す
ることで新陳代謝老廃物が抽出され、特に尿素などの小さな分子が除去される。
これら装置は共通して半透膜により二つの小室に分割された血液濾過手段を有
し、一方の小室は流量が好ましくは血液用ポンプにより設定される体外血液循環
系に属し、血液から抽出された限外濾過物を受容する他方の小室は限外濾過物の
流量が好ましくは限外濾過物用ポンプにより設定される排出ラインに接続される
。またこれら装置は所望によりリザーバからの置換物質用の一つ以上の供給ライ
ンを有する。供給ラインの供給吐出口は処理や用いられる血液濾過手段に応じて
血液濾過手段の上流あるいは下流の混合器を介して血液循環系に接続されるか、
または血液循環系に対して逆流する血液濾過手段の第二の小室に接続される。こ
こで供給ラインの物質流量は物質用ポンプにより調節可能である。このような多
機能装置は例えば米国特許第4,844,810号に開示されている。
腹膜透析器は血液循環系が体内に留められると共に濾過手段として人体腹膜を
用いる点を除いて上述した装置と同様である。
さらにこれら装置は電子管理制御手段を有し、この電子管理制御手段は或る一
定期間における処理済血液量および／または抽出済限外濾過物および／または注
入物質の測定値に基づいてポンプを制御し、医師の処方や処置の進展に応じて血
液循環系または種々のラインの現在の流量を設定し調節する。通常、これら装置
は例えば圧力センサのような安全保証システムを有し、この安全保証システムは
例えば血液濾過手段、血液循環系またはラインのいずれか一つが目詰まりしてい
るか又は裂けているか否かを監視し、該当する場合には視覚アラームまたは聴覚
アラームを起動する。
しかしながら患者の体液バランス、カルシウムとリンのバランスまたは他の新
陳代謝バランスを保持するためには極めて精度の高い制御が必要である。特に長
期に亘る血液濾過処置を行う場合、少なくとも40リットルの限外濾過物をグラス
一杯の水程度の200mlより少ない誤差で処置する必要があり、このことは全体的
な精度が0.5％未満であることを意味する。しかしながら実際には単位時間当た
りの体積を測定する公知の流量計は精度が悪すぎる。
米国特許第4,204,957号は限外濾過物を受容する容器と置換物質用リザーバと
を夫々支持する二つの秤量装置を備えた秤量システムにより抽出済の限外濾過物
および添加用の置換物質の測定が実行される血液濾過装置を開示している。この
血液濾過装置を制御する方法は液体流入量と液体流出量との間で生じうる変動を
考慮するために予め定められた時間間隔毎に該時間間隔での物質重量の変化割合
を算出する工程と、この変化割合を所望値と比較し、対応するポンプの設定を調
節することにより流量を変更するか否かを決定する工程とを有する。
一方、欧州特許出願第321754号は別のアナログ式血液濾過装置を開示しており
、この血液濾過装置は物質流入量と物質流出量とを比
較するための高精度の天秤と、限外濾過物抽出ラインを制御するための高精度の
容積式ポンプと、置換物質供給ラインを制御するための蠕動式ポンプを使用する
。この血液濾過装置は双方向でデータを交換する別個のマイクロプロセッサを備
えた二つの電子回路を有し、一つはポンプ制御回路であり、もう一つはポンプ監
視回路である。ポンプ制御回路はデータ入力用のキーボードと表示モニタとを有
し、天秤から送信された測定信号を受信し、制御信号を限外濾過物用ポンプと置
換物質用ポンプとに送信する。ポンプ監視回路は各ポンプから流量信号または回
転速度信号を受信する。血液濾過装置が始動されると各ポンプが較正され、次い
で処置データ、特に合計処置期間Ｔと、限外濾過物抽出量ＱUFと、置換物質量ＱSub
とがキーボードによりポンプ監視回路に入力される。
ここでの制御方法は初めにポンプ制御回路により必要流量を算出する工程を有
する。さらに当該制御方法は予め定められた時間間隔毎に算出流量と内部クロッ
クにより表示される経過時間とに基づいた理論残量をポンプ制御回路により算出
する工程と、天秤の測定結果をチェックする工程とを有する。なお天秤の測定値
はポンプ監視回路にも送信される。一方、当該制御方法は各時間間隔においてポ
ンプ監視回路を介して各ポンプの作動を制御する工程と、天秤信号から概算され
る物質量とポンプ信号から概算される物質量とを比較する工程と、これら物質量
を理論量と比較する工程とを有する。そして最後に当該制御方法は必要に応じて
各ポンプの実効流量を理論値に設定するためにポンプ制御手順を調節する工程を
有する。なお時間間隔終了時において比較結果が予め定められた最大上限値と異
なる場合にはアラームが起動される。
WO93/06875は抽出済限外濾過物と置換物質用リザーバとを測定するための天秤
を備えた別のアナログ式血液濾過装置を開示している
。ここでの制御方法は血液循環系用ポンプが作動している時にのみ置換物質用ポ
ンプおよび限外濾過物用ポンプを作動させる工程を有する。当該システム内にプ
ログラムされ記憶された予め定められた間隔に対応する規則的な間隔毎にリザー
バ内に残存する置換物質の重量と抽出済の限外濾過物の重量とが制御回路により
測定され、予め定められた理論重量と比較され、置換物質および限外濾過物の圧
送流量が調節される。必要に応じて血液循環系の流量も調節される。
これら装置は基本的には正常に機能するが特に各測定パラメータの一つが大き
く進行した時の経過期間中、または大きなデータ補正が入力された後では挙動が
混乱する可能性がある。このため特に処置期間が長い場合、ユーザは上記自動装
置に不信を抱く。
そこで本発明の目的は処置の種類に関わらず正確で信頼性があり、誤操作を起
こし易いユーザの介入を最小限とすることで容易に実施され、そして一貫して挙
動し、患者および処置を行う医師に信頼を与える血液処理装置の自動制御監視方
法を提供することにある。
これら目的は半透膜により二つの小室に分割された血液濾過手段を具備し、こ
れら小室の一方は流量が好ましくは血液用ポンプまたは心臓により課される血液
循環系に属し、血液から抽出された限外濾過物を受容する他方の小室は容器の排
出ラインに接続され、該排出ラインでは限外濾過物の流量が秤量手段または限外
濾過物の体積を測定するための手段および／または流量を直接測定するための手
段により測定され、また該排出ラインでは限外濾過物の流量が好ましくは限外濾
過物用ポンプにより調節され、リザーバからの置換物質用の一つ以上の供給ライ
ンを具備し、該供給ラインでは流量が秤量手段または置換物質の体積を測定する
ための手段および／または流量を直接測定するための手段により測定され、該供
給ラインの供
給吐出口は前記血液濾過手段の上流または下流の混合器を介して前記血液回路に
、または前記血液循環系に対して逆流する方向に前記血液濾過手段の第二の小室
に、または前記血液濾過手段の上流または下流の流れ分割器を介して前記血液回
路に接続され、該置換物質用の供給ラインにおける流量が好ましくは物質用ポン
プにより調節され、処置および機器に対して確立されたパラメータに基づく一方
でセンサにより測定された変数に基づいて予め定められた時間間隔毎に前記ポン
プを制御して前記血液循環系、限外濾過物および置換物質の夫々の瞬間的な流量
を調節する電子制御手段を具備する装置の制御方法において、前記装置が始動さ
れた時およびその作動中に該装置の正確で適応性のある作動を維持するために前
記測定変数と、前記電子チェック手段の電子データ保存手段に予め記憶された医
学情報データおよび／または物理情報データとの関数で処置パラメータを前記電
子制御手段により補正し、該当する場合には変更する工程を有することを特徴と
する制御方法により達成される。
装置の正確で柔軟な機能を維持するとは例えば振動や衝撃の後にセンサの測定
に生じるエラーを自動的に補正し、または医療パラメータが入力された時に起こ
るエラーを補正し、または算出された補正値が大き過ぎるために過剰となったポ
ンプ制御命令を自動的に減衰し、または予め定められた臨界値付近で変動する測
定値によるポンプ制御命令の変動を自動的に緩和し、または当該装置の適切な挙
動を保持するように他の全てのパラメータを自動的に調節することを意味する。
ここで処置パラメータとは処置期間Ｔ、限外濾過物の総抽出量ＱUFおよび／ま
たはその流量、置換物質の総量ＱSubおよび／またはその流量などの患者の特性
の関数で実行すべき処置の医療処方パラメータを意味するが、ヘパリンなどの薬
剤の注入量ｑMed、または
患者の体内へ再導入される前の血液加熱手段の所望温度をも意味する。また処置
パラメータとは例えば使用されるラインのタイプなどの装置の材料的な要素も意
味する。さらに処置パラメータとは特に天秤または秤量手段、圧力を測定するた
めのマノメータ、蠕動式ポンプの回転数センサといった実際に存在する各センサ
の較正値（ゲインＧ、初期オフセット値d0）などの当該装置の作動パラメータを
意味するが、二つの設定サイクル間の時間間隔Δｔ、血液循環系またはラインの
ポンプｊに適用される所望流量のパラメータＤij、許される補正百分率、理論値
と測定値との間の許容最大差などをも意味する。
第一実施例によれば本発明の方法は例えば空の置換物質用リザーバを満杯の置
換物質用リザーバに交換する間または満杯の限外濾過物用受容容器を空の限外濾
過物用受容容器に交換する間のように天秤上の容器の交換中であって交換前と、
交換中と、交換後とに測定重量を読み取って記録する工程と、初期状態と、空の
状態と、最終状態とに対応する安定した測定値を検出する工程と、前記天秤のゲ
インＧおよびオフセット値d0のパラメータを再算出する工程と有する。
これによれば衝撃や振動の後に天秤が不良となっても次の容器に交換されるや
否や天秤は再較正され、誤った値を長期に亘って考慮してしまうことが回避され
る。空の状態での値が異常であり、天秤へのダメージが大きすぎて補正できない
場合にはアラームが起動される。このように予め記憶された較正の技術情報によ
り始動時のみでなく処置の全期間において動的に自動較正を開始できる。
第二実施例によれば当該方法はポンプｊの流量を調節するための二つの制御動
作間の時間間隔パラメータΔｔijをポンプで実際に測定された直前の重量変化量
pdijまたは流量変化量dbijに反比例する
ように所定時刻ｉにおいて確立する工程を有する。すなわちポンプの流量が小さ
ければ二つの設定動作間の時間間隔は長く、逆にポンプの流量が大きければ時間
間隔は短く、これら設定動作は互いに近い。例えば対応する流体の測定重量変化
量(pdi+l,j-pdij)/Δｔijが天秤の分解能に特に依存したパラメータ値Ｍを超え
た時または時間間隔が予め定められた最大期間Ｄに達した時にのみポンプｊの設
定が開始される。このように設定サイクル間の時間間隔を良好に適合させるため
の情報を予め記憶しておくことにより過渡的な状態が良好に管理される。
第三実施例によれば当該方法は時間間隔Δｔijの間の制御中であって時刻ｉで
の予想理論重量pdijthと実測重量pdijmesとの間の大きな誤差εij（すなわちεi
j＝pdijth-Pdijmes、または測定流量の関数dbijth-dbijmes）を発見するために
血液循環系またはラインｊにおいて重量pdijmesまたは流量dbijmesの測定を実行
した後、または時間間隔Δｔijの間の制御中であって対応するポンプｊに対する
新たな設定パラメータDbijの大きな補正値ΔDbt＝Dbij-Dbi-l,jを暗示する例外
的な摂取値または排泄値を当該装置に手動によりデータ入力した後の算出後に、
増分ΔDbtcorrを論理的な作動情報データとして記憶されている予め定められた
百分率Ｐ％に制限するようにポンプｊの設定パラメータを値Dbijcorrに制限する
工程を有する。
例えば全てが正常であるがフィルタが目詰りしたために限外濾過物の抽出の一
時的な低下が起こることがある。別の例では患者が抽出状態にあるままで装置に
触れている間にポンプが停止することもある。一時間後、患者は300mlほど“膨
張”してしまう。しかしながらこの大きな体積は相当に変更された値を備えた後
続の設定動作中に推定されねばならない。そこで上記制御方法は限外濾過物ライ
ンのポンプを直ちに大きく過剰速度とするのではなくポンプ流量の漸進的な増大
を許す。このように明らかに不合理な挙動を回避することにより上記装置に対す
る担当者の信頼は相当に高められる。また理論水分バランスを一時的に崩す患者
の口からの水分摂取に関する情報が入力された後に当該制御方法が割り込み、こ
の水分バランスの崩壊がポンプの一つが速度超過となる短期間に対して好ましく
は長期間に亘り良好に補正される。好ましくは当該制御方法は特定の処置条件を
割り込ませる直前であることを担当者が事前に知った場合には作用させないよう
に選択的なものである。この方法は水分バランスがその理論値へと収束すること
をチェックする方法により完成される。
流速Dbijは従来技術とは異なり測定値のみに基づいてだけでなく当該装置の始
動中に予め確立された好ましい最大加速度の環境上の特定データ内の情報データ
と組み合わされて調節される。
第四実施例によれば当該方法は電子制御手段にパラメータを入力する間にパラ
メータの入力値を予め記憶されている情報データに記憶されている許容範囲と比
較する工程と、新たな値が許容範囲外である時にこのパラメータを初期値に維持
する工程を有する。
例えば装置の始動中に処置期間Ｔの間に注入すべき薬剤量パラメータｑMedな
どの処置パラメータが入力される。そこで自動制御監視方法は入力値が例えば製
薬メーカーにより定義されてメモリに予め記憶された安全範囲（ｑMedMin〜ｑMe dMax
）内にあるかを確認する工程を有する。別の実施例によればユーザは手動で
排泄値または摂取値を入力し、この値を患者の全体的な水分バランスに考慮でき
る。しかしながら実際には一桁間違えて100mlの代わりに1000mlを入力してしま
うことは多い。そしてこの900mlの差が当該装置の別の作動により自動的に患者
に加えられたり患者から取り出されたり
し、患者の水分バランスを危険な程に変更してしまう。医療上の危険に関するこ
の情報データを予め記憶しておくことにより危機的な局面は自動的に回避される
。
第五実施例によれば自動制御監視方法は許容範囲外の値の測定中に予め記憶さ
れている情報データ内にある誤りを示すデータを変更する工程と、疑わしい値を
データ記憶手段内に記録する工程と、新たな測定を実行する工程とを有する。こ
れはまた行われなかった命令に対しても適用される。
ここでの自動制御監視方法によれば単なる命令の繰り返しにより補正された作
動事象も制御回路のメモリ手段に記録され、これら連続した作動事象の履歴によ
り将来の不良を良好に区別し診断できる。典型的には重量センサまたは圧力セン
サには後では検出できない断続的な不良が初期の段階で存在するが、その不良の
繰り返しによりセンサが交換を必要とするほど劣化したと好ましくは事前に結論
づけられる。
上記装置の製造中に確立された情報データは例えば装置の保守の間または新た
な薬剤の導入または新たな医療成果の発見後に定期的に補正され改正される。
本発明およびその利点は血液精製装置の原理を非限定的で例示的に示した添付
の概略図面を参照して以下の詳細な説明を読めば良好に理解されよう。
図には腎不全に苦しみ、血液精製を体外で行わなければならない患者19が示さ
れている。患者は体外血液循環系に接続され、この体外血液循環系は血液をサン
プリングし出力するためのライン20と、蠕動式ポンプである血液用ポンプ１と、
血液濾過手段８と、血液を患者に戻すためのライン21とを具備する。
血液濾過手段８はチャンバの形をしており、チャンバは中央膜に
より二つの小室に分割され、一つは血液循環用の小室8aであり、もう一つは血液
から抽出された限外濾過物が現れる小室8bである。小室8bはライン24により限外
濾過物抽出用ポンプ４に接続され、次いでライン24は収集容器17へと導かれる。
血液用ポンプ１の流量と限外濾過物抽出用ポンプ４の流量とを設定することによ
り小室8aと小室8bとの間に差圧を形成し、血液濾過手段８の中央膜を介して限外
濾過物を対流させることにより移動を誘発する。限外濾過物抽出用ポンプ４は蠕
動式ポンプまたは容積式ポンプであるがこれは任意である。
さらに上記装置は第一置換物質および／または薬剤物質用のリザーバ15を有し
、これら物質はライン25において血液透析手段８の上流の血液循環系に注入せし
められ、ライン25内の流量は好ましくはポンプ２により制御される。血液濾過の
場合、ライン25の供給端は混合器22’を介して例えば血液用ポンプ１の下流の血
液循環ライン20に接続され、上記物質は血液濾過手段の小室8a内に流入する。一
方、血液透析処置の場合、ライン25の供給端はライン25’により分岐され、血液
精製のために血液濾過手段８の第二の小室8bに接続される。
さらに上記装置は第二置換物質および／または薬剤用の第二リザーバ16を有し
、これら物質は血液濾過手段８の下流の血液循環系に注入せしめられる。例えば
第二置換物質はライン26と物質用ポンプ３とによりライン21に挿入された混合器
22へと搬送される。
図示していない別の構成として上記物質をポンプ２により容器15から流束分割
器に送り、ここで血液濾過手段８の上流の血液循環系に注入される置換物質の流
量と、血液濾過手段８の下流の血液循環系に注入される置換物質の流量との間の
割合を設定してもよい。
ライン21に設置された一つ以上の圧力センサ30により当該装置、
特に血液濾過手段８の適切な作動と、各ラインの状態および接続と、患者への接
続とを監視し、起こりえる問題を予期し、特に中央膜における凝血または上流の
ライン20の閉塞を予期できる。ライン24上における図示していないセンサは限外
濾過物中に所望のように血液が存在しないことを監視できる。
患者19の水分バランスと新陳代謝バランスとを厳密に保持するために当該装置
は電子的な手段９〜14により制御され、これら電子的な手段はセンサ2',3',4'、
5,6,7での測定値に基づいてポンプ１〜４により血液循環系および対応するライ
ンに注入される流量を正確に制御する。
電子的な手段はマイクロプロセッサを備えた中央制御回路９を有し、この中央
制御回路はキーボード14によりアクセスされて画面13などの表示手段にデータを
表示する。中央制御回路９はマイクロプロセッサを備えた監視回路10により二重
化され、また中央制御回路９は双方向データ転送ラインにより監視回路10に連結
され、モータおよびセンサを直接制御する。中央制御回路９はデータ転送バスに
より一方では当該方法により当該装置を制御して作動するために特定の処置パラ
メータとソフトウェアとを記憶するための例えばRAM回路などのパラメータ記憶
用の第一電子手段11に連結され、他方では包括情報データを記憶するための例え
ばEPROM回路またはフラッシュPROM回路の形態の第二電子手段12に連結される。
これら二つの記憶回路11および12内のデータは双方向データ転送ラインを介して
監視回路10によりアクセス可能である。
処置の進展具合を確実に監視するために当該装置は第一置換物質用のリザーバ
15を支持する天秤５と、第二置換物質用のリザーバ16を支持する天秤６と、限外
濾過物用の受容容器17を支持する天秤７とを有する。これら天秤は予増幅適合回
路（入出力）９'により中央
制御回路９へ電子測定信号pdijを送信する拘束ゲージ天秤および電子処理天秤で
ある。同様に第一置換物質を注入するためのポンプ２と、第二置換物質を注入す
るためのポンプ３と、限外濾過物を抽出するためのポンプ４の夫々に関する回転
変換器または他の流量センサ2',3',4'は電子信号dbijを発生し、この電子信号dbij
は予増幅適合回路（入出力）９'を介して監視回路10へと送信される。中央制
御回路９はインタフェースカード９''に指令を与え、各ポンプ２、３、４に命令
Ｄijを発する。
したがって中央制御回路９はメモリ11にロードされたソフトウェアにより記述
された制御手順で測定重量pdijと測定流量dbijとに基づいて規則的な間隔Δtiで
設定サイクルを実行する。すなわち中央制御装置は設定サイクル中に測定重量pdij
と測定流量dbijとを獲得し、これら測定値を時刻ｉに対応する理論値と比較し
、異なる場合には対応するポンプに新たな命令Ｄijを与える。特にこの制御処理
は始動シーケンス、そして各設定サイクル中におけるデータ獲得シーケンス、設
定算出シーケンスおよび安全確認シーケンスを有する。
特に本発明によれば装置の制御手順はメモリ11に記憶された処置パラメータや
各センサでの測定値に基づいて実行されるだけでなく、処置モードに対する医療
のタイプおよび使用物質に関する包括情報データと、特に天秤およびポンプの技
術仕様に関する技術情報とによる制御や介入に基づいて実行される。これは信頼
性のある作動、すなわち装置の故障によって患者に致命的な危機を誘発するリス
クがなく、いわゆる順応性のある作動、すなわち正常な挙動であるが明らかに異
常な挙動を誘発しないことを確実にする。
最初の始動シーケンスにおいて中央制御回路９は装置の種々の構成要素の電子
的な試験に進む。すなわち中央制御回路は天秤、回転
変換器およびポンプに有効にアクセスできるか否かを確認し、例えば圧力センサ
30のような幾つかの安全対策用の圧力センサが該当する時には血液循環系が目詰
りしたり裂けたりしていないと判別する。
次いで中央制御回路９はディスプレイ13に処置に関する選択肢を提示し、それ
に対する入力はキーボード14によりユーザが行う。次いでユーザは処置期間Ｔ、
限外濾過物の抽出量ＱUF、置換物質および／または薬剤の添加量ＱSubを選択す
る。特に本発明によればユーザにより明示された各選択肢がメモリ12に記憶され
ている医学情報に関して確認される。特に入力された抽出量ＱUFに対してユーザ
が過剰な添加量ＱSubを入力すると中央制御回路９はこの入力値が包括情報で予
め定められた範囲外であると判別し、この入力の有効化を拒絶する。すなわち中
央制御回路９はそれをメモリ11に書き込まずにユーザにそのことを通知する。
なお例えば例外的に水分を患者に摂取させたり患者から排泄させたい時には処
理中においてもパラメータ入力を割り込ませることができる。この場合にも中央
制御回路９はこれら値をメモリ12に記憶された包括情報データに含まれている可
能範囲と比較する。これによれば例えば患者がグラス一杯で通常吸収する値であ
る100mlの代わりに1000mlという異常な値が入力されてしまうようなことは回避
される。
次に始動シーケンスは血液回路および供給・排出ラインの洗浄手順に進み、患
者に接続した後に処置自体が始動される。
処置中に空となった物質用リザーバおよび／または限外濾過物により満杯とな
った受容容器の一つを交換すべきことはよくある。特に本発明によれば中央制御
回路９は対応する天秤の較正を確認するためにこの交換を利用する。特に中央制
御回路はリザーバの測定重
量が下限値よりも低くなったこと、または受容容器の測定重量が予め定められた
上限値よりも重くなったことを認識した時には初めにアラームを起動する。次い
で中央制御回路は測定重量を連続的に獲得する工程を始動し、この測定重量はメ
モリに蓄積される。ユーザによるリザーバまたは受容容器の交換の後、中央制御
回路９は測定重量における大きな変化を検出し、シーケンスを分析して古いリザ
ーバまたは受容容器の最後に測定された測定重量と、無荷重での天秤の値と、リ
ザーバまたは受容容器の新たな値とを認識する。無荷重での値が大きすぎる場合
、中央制御回路９は天秤の平衡が過剰に崩れていることを示し、技術者に再較正
を要請する。一方、無荷重での値が予め定められた値より小さい場合、中央制御
回路は測定値から差し引くべきオフセット値d0と補正された測定値を獲得するた
めに適用すべき較正ゲインＧとを再び決定する。中央制御回路は条件が当該処置
のために再び満足されたことを認識するとその処置を自動的に再開する。したが
って中央制御回路９はメモリ12に記憶されている技術情報によりユーザの介入を
単純な容器の交換だけに最小化し、この交換を利用して再較正により測定精度を
高める。これによれば天秤に加えられた振動や衝撃の悪影響は定期的に排除され
る。
さらに中央制御回路９は内部クロックを備え、そのインパルス・カウントによ
り処置を始動した時から経過した時刻ｉを決定する。中央制御回路は時間間隔Δtj
毎に設定サイクルを実行する。設定サイクルは第一置換物質、第二置換物質お
よび限外濾過物用の各天秤ｊに対する時刻ｉにおける測定重量pdij得することか
ら始める。次いで中央制御回路は直前に経過した時間間隔Δにおける質量変化量
Δｐijを算出する。同時に中央制御回路は直前の時間間隔における算出結果を考
慮しつつ入力流量パラメータＱUF／ＴまたはＱSub
／Ｔに基づいて予想される理論質量変化量を算出する。次いで流速Ｄijが予
想質量と測定質量との差の関数で加速または減速される。なおユーザによるパラ
メータ変更は次回の設定を待つことなく直ちに考慮される。
同時に監視回路10は入出力回路9''上で各回転変換器2'、3'および4'から測定
流量dbijを獲得する。また監視回路は時間間隔Δtiを組み合せることにより第二
の方法で物質および／または限外濾過物の質量変化量を測定できる。不正確な直
前の測定結果を除けば中央制御回路９と監視回路10との間でデータを交換するこ
とにより天秤で測定された質量変化量が回転変換器で測定された質量変化量に等
しいことが確認できる。等しいことが確認された場合、対応する流量に関する設
定事項の決定が有効とされる。等しいことが確認されなかった場合、天秤からの
質量変化量とエンコーダからの質量変化量との間の大きな差はこれら直前の要素
のいずれかに大きな誤りがあり、技術者による確認のためにアラームを起動する
必要があることを意味すると考える。
さらに特に本発明によれば流量に関する新たな命令Ｄijがメモリ12に記憶され
ている包括情報データに基づいて再評価され、その補正が正当であっても非常に
大きな補正は患者および／またはユーザに懸念を抱かせ、その者が誤って介入す
る危険性があると判断し、最大値Dbmax、例えば理論値の40％の制限を課す。し
たがってこれら包括情報データを適用することにより次回の時間間隔での補正を
例えば直前に検出された流量の最大40％に制限し、その後、この補正が自動的に
経時的に拡大される。
好ましくは上記補正制限が予め定められた回数以上の時間間隔に亘って介入し
た場合、この情報は最高限度制限が算出重量差の拡大を誘発するのを回避するた
めにアラームを起動する。この場合、ユ
ーザは認識のもとで手動にてこの安全手段を排除することを選択できる。
本発明の別の重要な特徴によれば通常は一定である時間間隔Δtiをメモリ12に
記憶されている包括情報データに属する関数により再評価する。特に次回の時間
間隔Δtiは直前の測定流量変化量dbijに反比例して、好ましくは血液循環系また
はラインｊに対して直前の実測時間間隔で割った直前の重量変化算出量に反比例
して確立される。すなわち長くなったり短くなったりした時間間隔Δtiに従って
予め定められる値Ｍに重量変化量Δmが達した時にのみ設定動作が実行される。
こうして設定サイクルは流速が遅いラインに対しては長い時間間隔Δtiに従って
さらに時間間隔を開けられ、流量が大きなラインに対しては時間的に相当に近づ
けられる。これによれば両方向への過渡的な状況を良好に制御できる。
特に中央制御回路９により作動せしめられる本発明の方法によれば直前の設定
動作時からの測定重量変化量pdij／Δtiが天秤の分解能に特に依存するパラメー
タ値Ｍより大きくなった時にのみポンプｊの設定サイクルが始められる。これに
よりこの測定周辺での天秤の測定誤差のみに起因する設定変動を誘発することが
回避される。好ましくは時間的な重量変化のこの待機はメモリ12に記憶されてい
る包括情報データでパラメータ化された期間Ｄに限定される。したがって測定誤
差に起因する当該装置の制御における変動現象の情報は本発明の方法により緩和
される。
さらに天秤、エンコーダ、流量変換器または圧力センサで測定された値が明ら
かに異常な値であることもある。この時、通常は中央制御回路はこの値を拒絶し
て新たな測定を始めるので対応するセンサの一時的な不良による不都合な測定は
考慮されない。特に本発明によれば時刻ｉおよび異常値pdabは当該装置の履歴フ
ァイルに記憶
され、所定のセンサに対する断続的な不良とその頻度とを当該装置の保守の間に
検出でき、完全に故障する前のセンサ交換を容易なものとする。特にメモリ12の
情報データに記憶された手順に従って異常値の単位時間当たりの繰り返しが増大
していることが中央制御回路９により認識される。このようにエラーの繰り返し
を検出することにより故障の危険を警告するメッセージを起動できる。
上記包括情報データは好ましくは複数の要素群、すなわち天秤、ポンプ、血液
濾過手段、中央膜の要素群や同一の要素群の別の要素による要素の変更を容易と
するように各製造メーカーから提供されたデータの収集による要素群から作成さ
れる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Control method of blood purification device
The present invention is applied to patients suffering from renal failure to remove one or more harmful substances from blood.
The present invention relates to a method for automatically controlling a blood filtration and purification apparatus to be removed. In particular, the present invention
The extracorporeal blood circulation flow rate and fluid waste and / or blood
Or the filtration rate of soluble waste and, if applicable, one or more replacement physiological solutions and
And / or controlling and adjusting the infusion flow rate of the replacement physiologic agent. This way
Is also suitable for peritoneal dialysis using human peritoneum as a filter, with some adaptations.
Is available. There are also several devices used according to specific requirements.
The first uses a filter, a device that is divided into two compartments by a semipermeable membrane.
I have. One compartment is connected to the patient by an extracorporeal blood circulation system,
Extract the ultrafiltrate from the container and place the ultrafiltrate in a container for discharge
Connected to the discharge line. The principle of operation of this device is that
Based on convection phenomena that extract and remove excess water. This device is called "ultrafilter"
Is known by the term. This device removes water especially quickly and at the same time is limited
Suitable for quickly removing amounts of metabolic waste with ultrafiltrate. This
Removal of excess fluid quickly restores the patient's weight to the appropriate weight
.
The second device is the so-called “continuous hemofilter” or “intermittent hemofilter”
Yes, this device may be used for one or more replacement physiological substances and / or
The first, as described above, except for the natural or forced infusion lines for biophysical agents
Uses the same equipment as the equipment
I do. Injection lines should be of the desired volume that can occur in weight or liquid volume
Is added in order to compensate for the extraction amount of the ultrafiltrate in consideration of the deviation of the ultrafiltrate. This device also
In addition, it operates based on the principle of differential pressure.
Because it can be processed, metabolic waste can be extracted in a considerably large amount.
The third device is known as a "hemodialyzer", and this device replaces the filter.
Obtained by connecting the inlet of the second chamber of the vessel to a reservoir for physiological solution. This
The physiological solution here maintains pressure and flow to the blood circulation system while maintaining the second chamber.
Circulates in a direction that flows backward from the blood circulation system. The flow rate relationship is through the semipermeable membrane
To establish conditions for diffusion from blood to physiological fluid. Circulate physiological fluid
Thus, metabolic waste products are extracted, and particularly small molecules such as urea are removed.
These devices commonly have a blood filtration means divided into two compartments by a semi-permeable membrane.
And one of the compartments has an extracorporeal blood circulation whose flow rate is preferably set by a blood pump.
The other compartment belonging to the system and receiving ultrafiltrate extracted from blood
Connected to a discharge line whose flow rate is preferably set by a pump for ultrafiltrate
. These devices may also optionally include one or more supply lines for replacement material from a reservoir.
Have The supply outlet of the supply line depends on the treatment and the blood filtration means used
Connected to the blood circulation system via a mixer upstream or downstream of the blood filtration means,
Alternatively, it is connected to the second chamber of the blood filtration means which flows backward to the blood circulation system. This
Here, the flow rate of the substance in the supply line can be adjusted by a substance pump. Such a lot
Functional devices are disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 4,844,810.
The peritoneal dialysis machine keeps the blood circulation system inside the body and uses the human peritoneum as a filtration means.
The apparatus is the same as the apparatus described above except for the use.
In addition, these devices have electronic management control means, which may be
Processed blood volume and / or extracted ultrafiltrate and / or
The pump is controlled based on the measured value of the input substance, and the blood is adjusted according to the doctor's prescription and progress of the procedure.
Set and adjust the current flow rate in the liquid circulation or various lines. Usually these devices
Has a security system, for example a pressure sensor, which is
For example, one of the blood filtration means, the blood circulation system, or the line is clogged.
Monitor for rips or tears and, if applicable, visual alarm or audible
Trigger an alarm.
However, the patient's fluid balance, calcium and phosphorus balance or other new
Extremely precise control is required to maintain metabolic balance. Especially long
If performing an extended hemofiltration procedure, at least 40 liters of ultrafiltrate should be
It is necessary to treat with errors of less than 200 ml of a glass of water, which is an overall
Accuracy is less than 0.5%. However, it is actually a unit time
Known flow meters that measure the volume of the waste are too inaccurate.
U.S. Pat.No. 4,204,957 discloses a container for receiving ultrafiltrate and a reservoir for a displaced substance.
Extracted by a weighing system with two weighing devices each supporting
And a hemofiltration device in which the measurement of replacement substances for addition is performed. this
The method of controlling the hemofiltration device accounts for possible variations between the liquid inflow and the liquid outflow.
The rate of change of the substance weight at each predetermined time interval to take into account
And the change ratio is compared with a desired value, and the setting of the corresponding pump is adjusted.
Deciding whether to change the flow rate by subscribing.
On the other hand, European Patent Application No. 321754 discloses another analog type hemofiltration device.
This hemofiltration device compares the substance inflow with the substance outflow.
A high-precision balance for comparison and a high-precision balance for controlling the ultrafiltration extraction line
Use positive displacement pumps and peristaltic pumps to control the replacement substance supply line
. The hemofiltration device has a separate microprocessor that exchanges data in both directions.
It has two electronic circuits, one is a pump control circuit and the other is a pump control circuit.
It is a visual circuit. The pump control circuit has a keyboard for data input and a display monitor.
Receiving the measurement signal transmitted from the balance, and connecting the control signal to the pump for ultrafiltration.
To the pump for replacement substances. The pump monitoring circuit provides a flow signal or
Receive the speed signal. Each pump is calibrated when the device is started,
, Treatment data, in particular, total treatment period T, and ultrafiltrate extraction amount QUFAnd the replacement substance amount QSub
Is input to the pump monitoring circuit by the keyboard.
The control method here has a step of first calculating the required flow rate by the pump control circuit.
I do. In addition, the control method uses the calculated flow rate and the internal clock at predetermined time intervals.
The pump control circuit calculates the theoretical remaining amount based on the elapsed time displayed by the
And checking the measurement result of the balance. The measured value of the balance
Is also sent to the pump monitoring circuit. On the other hand, the control method
Controlling the operation of each pump via the pump monitoring circuit, and
Comparing the amount of material to be estimated with the amount of material estimated from the pump signal.
Comparing with a theoretical amount. And finally, the control method should be
Adjusting the pump control procedure to set the effective flow of each pump to the theoretical value
Have. At the end of the time interval, the comparison result differs from the predetermined maximum
If so, an alarm is activated.
WO93 / 06875 is a balance for measuring extracted ultrafiltrate and a reservoir for replacement substances
Discloses another analog hemofiltration device with
. The control method here is to replace the replacement substance only when the blood circulation pump is operating.
Operating the pump for pumps and ultrafiltrate. Within the system
At regular intervals corresponding to the programmed and stored predetermined intervals.
The weight of the replacement substance remaining in the chamber and the weight of the extracted ultrafiltrate are determined by the control circuit.
Measured and compared with a predetermined theoretical weight, the pressure of the displaced substance and the ultrafiltrate
The flow rate is adjusted. The flow rate of the blood circulation system is adjusted as needed.
These devices function normally, but one of the measurement parameters is particularly large.
Behavior during the elapsed time when the data has progressed, or after a large data correction has been entered.
Can be confusing. For this reason, especially when the treatment period is long, the user needs
Mistrust him.
Therefore, the object of the present invention is to be accurate and reliable regardless of the type of treatment, and to cause erroneous operation.
It is easily implemented with minimal user intervention and is consistently enumerated.
Automatic control and monitoring of blood processing equipment that can be activated and give the patient and the treating physician confidence
Is to provide a law.
These objectives comprise a blood filtration means divided into two compartments by a semi-permeable membrane.
One of these compartments is preferably a blood pump whose flow is imposed by a blood pump or heart.
The other compartment, which belongs to the circulatory system and receives the ultrafiltrate extracted from the blood, is
Connected to the outlet line, in which the flow rate of the ultrafiltrate is
Means for measuring the volume of the filtrate and / or means for directly measuring the flow rate
And the flow rate of ultrafiltrate in the discharge line is preferably ultrafiltration.
One or more supply lines for replacement material from a reservoir, regulated by a bulk pump
In the supply line, the flow rate measures the volume of the weighing means or the replacement substance.
And / or means for directly measuring the flow rate.
Supply line
The supply / discharge port is connected to the blood circuit via a mixer upstream or downstream of the blood filtration means.
Or a second chamber of the blood filtration means in a direction of flowing backward to the blood circulation system.
Or through a flow divider upstream or downstream of the blood filtration means.
And the flow rate in the supply line for the replacement substance is preferably
Based on parameters established for the procedure and equipment
At every predetermined time interval based on the variables measured by the sensors at
Control the instantaneous flow rate of each of the blood circulation, ultrafiltrate and replacement material
A method for controlling a device comprising electronic control means for adjusting the
To maintain accurate and adaptive operation of the device when and during operation.
The measured variables and the medical information stored in advance in the electronic data storage means of the electronic check means.
Treatment parameters as a function of scientific and / or physical information data.
The method has a step of correcting by the child control means and changing it if applicable.
This is achieved by a control method.
Maintaining the precise and flexible function of the device means, for example, measuring the sensor after vibration or shock.
Automatically corrects errors that may occur when medical parameters are entered.
Errors that have been corrected or the calculated correction value was too large
Automatically attenuate the pump control command or change the measurement around a predetermined critical value.
Fluctuations in pump control commands due to constant values are automatically mitigated, or appropriate
It means automatically adjusting all other parameters to maintain motion.
Here, the treatment parameter is a treatment period T, a total extraction amount Q of ultrafiltrate.UFAnd / or
Or its flow rate, the total amount Q of replacement substancesSubAnd / or patient characteristics such as its flow rate
Function refers to the medical prescription parameter of the procedure to be performed, but for drugs such as heparin
Injection amount qMedOr
It also means the desired temperature of the blood heating means before being reintroduced into the patient's body. Also treatment
Parameters also refer to material factors of the equipment, for example the type of line used.
To taste. Further treatment parameters are especially balances or weighing means, for measuring pressure
Sensors that actually exist, such as manometers and rotation speed sensors for peristaltic pumps
Operating parameters of the device, such as the calibration values (gain G, initial offset value d0)
Means the time interval Δt between two set cycles, the blood circulation or line
Desired flow parameter D applied to pump jijPermissible correction percentage, theoretical value
It also means the maximum allowable difference between the measured value and the measured value.
According to a first embodiment, the method according to the invention is, for example, for filling an empty replacement substance reservoir.
Replace the full ultrafiltrate receiving container with an empty
During the exchange of the container on the balance, such as during the exchange for the excess container, and before the exchange,
Reading and recording the measured weight during and after replacement, the initial state,
Detecting a stable measurement value corresponding to the state and the final state;
Recalculating the parameters of the in G and the offset value d0.
According to this, even if the balance becomes defective after shock or vibration, it is replaced with the next container.
No and the balance is re-calibrated to avoid long-term considerations of incorrect values.
You. The value in the empty state is abnormal, and the balance is damaged too much to correct
In that case an alarm is activated. Thus, the calibration technical information stored in advance is used.
Automatic calibration can be initiated dynamically during the entire procedure, not just at startup.
According to a second embodiment, the method comprises two control actions for adjusting the flow rate of the pump j.
Time interval parameter Δt between cropsijThe weight change immediately before the actual measurement by the pump
pdijOr flow change amount dbijInversely proportional to
At the predetermined time i. That is, the flow rate of the pump is small.
If the pump setting is large, the time interval between the two setting operations is long.
The intervals are short and these setting operations are close to each other. For example, the measured weight change of the corresponding fluid
Quantity (pdi + l, j-pdij) / ΔtijExceeds the parameter value M, which is particularly dependent on the balance resolution.
Pump j is set only when the time interval or the time interval reaches a predetermined maximum period D.
Setting is started. To better match the time interval between set cycles in this way
By storing the information in advance, the transient state can be managed well.
According to a third embodiment, the method comprises the time interval ΔtijAt the time i
The expected theoretical weight of pdijthAnd the actual weight pdijmesLarge error εij (ie εi
j = pdijth-PdijmesOr the function of the measured flow rate dbijth-dbijmesTo discover)
Weight pd in the blood circulation or line jijmesOr flow rate dbijmesPerform measurement
Or after the time interval ΔtijDuring the control for the corresponding pump j
New setting parameter DbijLarge correction value ΔDbt = Dbij-Dbil, jException that implies
After the calculation after manually inputting the typical intake value or excretion value into the device,
Increment ΔDbtcorrIs stored as logical operation information data.
The setting parameter of the pump j is set to the value Db so as to limit the percentage to the percentage P%.ijcorrRestrict to
Having a process.
For example, if everything is normal but the filter is clogged,
Temporal decline may occur. In another example, the patient remains in the extraction
The pump may stop while touching. One hour later, the patient swelled about 300 ml
However, after this large volume has a considerably changed value
It must be estimated during the setup operation. Therefore, the above control method uses an ultrafiltrate line.
Gradual increase in pump flow instead of immediately oversizing the pump
Forgive. By avoiding such apparently irrational behavior,
The trust of the responsible personnel can be considerably increased. Patients who temporarily lose theoretical water balance
The control method is interrupted after information on water intake from the
Disruption of water balance is preferred for short periods when one of the pumps exceeds speed
Is well corrected over a long period of time. Preferably, the control method includes specific treatment conditions.
Do not act if the person in charge knows in advance that it is just before the interruption
Is optional. This method ensures that the moisture balance converges to its theoretical value
Is completed by the method of checking.
Flow velocity DbijUnlike the prior art, the start of the device is not only based on the measured values, but also
Information data in environmentally specific data of pre-established preferred maximum acceleration during motion
Is adjusted in combination with
According to a fourth embodiment, the method comprises the steps of entering parameters into the electronic control means.
The input value of the meter and the allowable range and ratio stored in the information data stored in advance
The comparison process and keep this parameter at the initial value when the new value is out of tolerance
The step of performing
For example, the drug quantity parameter q to be injected during the treatment period T during the start-up of the deviceMedWhat
Which treatment parameters are entered. Therefore, the automatic control and monitoring method uses input values
A safety range defined by the drug manufacturer and pre-stored in memory (qMedMin~ QMe dMax
). According to another embodiment, the user manually
Enter excretion or intake values that can be taken into account for the patient's overall water balance.
You. In practice, however, you may have entered the wrong 1000 digit instead of 100 ml.
There are many things. And this 900ml difference is automatically activated by another operation of the device.
Added to or removed from the patient
And alters the patient's water balance dangerously. Medical hazards
Critical situations are automatically avoided by storing the information data of
.
According to the fifth embodiment, the automatic control and monitoring method pre-stores a value during measurement of a value outside the allowable range.
The process of changing the error data in the information
Recording in the data storage means and performing a new measurement. This
It also applies to instructions that have not been executed.
According to the automatic control and monitoring method here, the work corrected by simple
Motion events are also recorded in the memory means of the control circuit, and the history of these
The future failure can be distinguished and diagnosed well. Typically a weight sensor or pressure sensor
There are intermittent failures in the initial stage that cannot be detected later.
Preliminarily concluded that the sensor has degraded enough to require replacement by repetition
Attached.
The information data established during the manufacture of the above-mentioned equipment may be, for example, during equipment maintenance or when new
It is regularly revised and revised after the introduction of new drugs or the discovery of new medical outcomes.
The present invention and its advantages are provided by way of non-limiting and illustrative examples of the principles of a blood purification device.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following detailed description will be better understood with reference to the following drawings.
The figure shows a patient 19 suffering from renal insufficiency and whose blood must be purified in vitro.
Have been. The patient is connected to the extracorporeal blood circulation, which
A line 20 for pulling and outputting, a blood pump 1 which is a peristaltic pump,
It comprises a blood filtration means 8 and a line 21 for returning blood to the patient.
The blood filtration means 8 is in the form of a chamber, the chamber being mounted on the central membrane.
Is divided into two compartments, one is a compartment 8a for blood circulation, and the other is blood
This is a small chamber 8b in which the ultrafiltrate extracted from the water appears. Komuro 8b is limited by line 24
It is connected to the filtrate extraction pump 4 and then the line 24 is led to the collection container 17.
By setting the flow rate of the blood pump 1 and the flow rate of the ultrafiltrate extraction pump 4
A differential pressure is formed between the small chamber 8a and the small chamber 8b,
Transfer is induced by convection of the filtrate. Ultrafiltrate extraction pump 4 is a worm
A dynamic or positive displacement pump, but this is optional.
Furthermore, the device has a reservoir 15 for the first replacement substance and / or the drug substance.
, These substances are injected into the blood circulation system upstream of the hemodialysis means 8 in line 25.
The flow rate in line 25 is preferably controlled by pump 2. Hemofiltration
In this case, the supply end of the line 25 is connected via the mixer 22 ', for example, to the blood downstream of the blood pump 1.
The substance is connected to the liquid circulation line 20, and flows into the small chamber 8a of the blood filtering means. one
On the other hand, in the case of hemodialysis treatment, the supply end of line 25 is branched by line 25 '
It is connected to the second chamber 8b of the blood filtration means 8 for purification.
Further, the device has a second reservoir 16 for a second replacement substance and / or drug.
These substances are injected into the blood circulation system downstream of the blood filtration means 8. For example
The second displacing substance is a mixer inserted into the line 21 by the line 26 and the substance pump 3.
Transported to 22.
As another configuration not shown, the above substance is flux-divided from the container 15 by the pump 2
Where the replacement substance is injected into the blood circulation system upstream of the blood filtration means 8.
Between the volume and the flow rate of the replacement substance injected into the blood circulation downstream of the blood filtration means 8
A ratio may be set.
The device by one or more pressure sensors 30 installed in the line 21,
In particular, the proper operation of the blood filtration means 8, the condition and connection of each line, and the connection to the patient.
Monitor for continuity and anticipate potential problems, especially for clotting or upstream
Blockage of line 20 can be expected. Sensor not shown on line 24 is limited
The absence of blood in the filtrate as desired can be monitored.
This device is used to strictly maintain the water balance and metabolic balance of patient 19.
Are controlled by electronic means 9 to 14, which are sensors 2 ', 3', 4 ',
The blood circulation system and the corresponding line
Precisely control the flow rate injected into the pump.
The electronic means comprises a central control circuit 9 with a microprocessor,
The control circuit is accessed by the keyboard 14 and outputs data to display means such as the screen 13.
indicate. The central control circuit 9 is duplicated by a monitoring circuit 10 equipped with a microprocessor.
And the central control circuit 9 is connected to the monitoring circuit 10 by a bidirectional data transfer line.
And directly control the motors and sensors. The central control circuit 9 is connected to the data transfer bus.
On the other hand, in order to control and operate the device in this way, specific
Parameter storage such as RAM circuit for storing meter and software
For storing comprehensive information data on the other hand connected to the first electronic means 11 for
For example, it is connected to a second electronic means 12 in the form of an EPROM circuit or a flash PROM circuit.
The data in these two storage circuits 11 and 12 is transmitted via a bidirectional data transfer line.
It can be accessed by the monitoring circuit 10.
To ensure that the progress of the procedure is monitored, the device shall be equipped with a reservoir for the first replacement substance.
A balance 5 supporting a reservoir 15 and a balance 6 supporting a reservoir 16 for a second replacement substance;
And a balance 7 for supporting a receiving container 17 for the filtrate. These balances are compatible with preamplification.
Central by road (input / output) 9 '
Electronic control signal pd to control circuit 9ijTo send the restraint gauge balance and electronic processing balance with
is there. Similarly, a pump 2 for injecting the first substitution material and a pump 2 for injecting the second substitution material
Of pump 3 for pumping and pump 4 for extracting ultrafiltrate
The transducer or other flow sensor 2 ', 3', 4 'is an electronic signal dbijGenerates this electronic signal dbij
Is transmitted to the monitoring circuit 10 via the preamplification matching circuit (input / output) 9 '. Central system
The control circuit 9 gives a command to the interface card 9 '' and gives a command to each of the pumps 2, 3, and 4.
DijEmits.
Therefore, the central control circuit 9 is described by software loaded in the memory 11.
Measured weight pd with the control procedureijAnd measurement flow dbijAnd at regular intervals Δti based on
Perform a setup cycle. That is, the central control unit determines the measured weight pd during the set cycle.ij
And measurement flow dbijAnd compare these measurements with the theoretical values corresponding to time i.
, If different, a new instruction D for the corresponding pumpijgive. Especially this control processing
Is the startup sequence, and the data acquisition sequence during each setup cycle,
It has a constant calculation sequence and a safety confirmation sequence.
In particular, according to the present invention, the control procedure of the device includes the treatment parameters stored in the memory 11 and
It is not only performed based on the measurement value of each sensor, but also
Comprehensive information data on the type of material and substances used, especially on balance and pump technology
It is executed based on the control and intervention based on the technical information on the technical specifications. This is trust
Squirrels that can cause a fatal crisis in
There is no interference, so-called adaptable operation, that is, normal behavior but clearly different
Make sure that it does not induce normal behavior.
In a first start-up sequence, the central control circuit 9 activates the electronic components of the various components of the device.
Proceed to a typical test. That is, the central control circuit is a balance, a rotation
Check if the transducer and pump can be effectively accessed, e.g. pressure sensors
The blood circulatory system is clogged when some safety pressure sensors such as 30 apply.
It is determined that it has not been torn or torn.
The central control circuit 9 then presents the display 13 with options for the procedure,
Is input by the user using the keyboard 14. The user then proceeds to the treatment period T,
Ultrafiltrate extraction amount QUF, Replacement substance and / or drug addition amount QSubSelect
You. In particular, according to the present invention, each option specified by the user is stored in the memory 12.
Is checked for medical information that is available. In particular, the input QUFAgainst the user
Is excessive QSubIs input, the central control circuit 9 predicts this input value as comprehensive information.
It is determined that the input is out of the predetermined range, and the validity of this input is refused. Ie inside
The central control circuit 9 notifies the user of this without writing it to the memory 11.
For example, if you want to make the patient ingest or excrete water,
The parameter input can be interrupted even during processing. In this case also the center
The control circuit 9 may store these values in the comprehensive information data stored in the memory 12.
Compare with the performance range. This is for example the value that a patient would normally absorb with a full glass.
Avoid the case where an abnormal value of 1000ml is input instead of 100ml
Is done.
The start-up sequence then proceeds to the blood circuit and supply / drain line cleaning procedure,
The procedure itself is started after connecting to the person.
Filled with material reservoir and / or ultrafiltrate emptied during the procedure.
Often, one of the receiving vessels must be replaced. In particular according to the invention central control
The circuit 9 uses this exchange to confirm the calibration of the corresponding balance. Especially the central system
The control circuit is the measuring weight of the reservoir
The quantity has dropped below the lower limit, or the measured weight of the receiving container has been predetermined
When it is recognized that the weight is higher than the upper limit, an alarm is activated first. Next
At this point, the central control circuit starts the process of continuously acquiring the measured weight, which is
It accumulates in moly. Central control after user changes reservoir or receiving container
Circuit 9 detects large changes in the measured weight and analyzes the sequence to
The last measured weight of the receiver or receiving container, the value of the balance with no load, and the
Recognize the new value in the reservoir or receiving container. When the value with no load is too large
The central control circuit 9 indicates that the balance is out of balance and re-calibrates the technician.
Request. On the other hand, if the value under no load is smaller than the predetermined value, the central control
The circuit obtains the offset value d0 to be subtracted from the measured value and the corrected measured value.
The calibration gain G to be applied is determined again. The central control circuit determines that the condition
When it is recognized that the user is satisfied again, the procedure is automatically resumed. But
Thus, the central control circuit 9 uses the technical information stored in the memory 12 to interrupt the user.
Minimize to a simple container change and use this change to recalibrate to increase measurement accuracy
Enhance. This eliminates the adverse effects of vibration and shock applied to the balance on a regular basis.
You.
Further, the central control circuit 9 has an internal clock, and its impulse count is used.
The time i elapsed since the start of the treatment is determined. The central control circuit uses the time interval Δtj
Execute the set cycle every time. The set cycle consists of the first substitution substance, the second substitution substance and
And measured weight pd at time i for each balance j for ultrafiltrateijTo gain
Start. Next, the central control circuit calculates the mass change amount in the immediately preceding time interval Δ.
ΔpijIs calculated. At the same time, the central control circuit considers the calculation result in the immediately preceding time interval.
Input flow parameter QUF/ T or QSub
The expected theoretical mass change is calculated based on / T. Then flow velocity DijBut
It is accelerated or decelerated as a function of the difference between the expected mass and the measured mass. In addition, the parameter by the user
Meter changes are considered immediately without waiting for the next setting.
At the same time, the monitoring circuit 10 measures from each rotary transducer 2 ', 3' and 4 'on the input / output circuit 9' '
Flow rate dbijTo win. Also, the monitoring circuit has a time interval ΔtiBy combining
The mass change of the substance and / or ultrafiltrate can be measured by the method described in (1). Inaccurate straight
Except for the previous measurement results, data can be exchanged between the central control circuit 9 and the monitoring circuit 10.
And the mass change measured by the balance is equal to the mass change measured by the rotary transducer.
Can be confirmed. If they are equal, the setting for the corresponding flow rate
The decision of the fixed matter is valid. If they are not equal,
The large difference between the mass change and the mass change from the encoder is
One of them has a major error and triggers an alarm for technician confirmation
Think it means you need to.
More particularly, according to the invention, a new command D for the flow rateijIs stored in the memory 12
Reevaluation based on comprehensive information data
Large corrections may be of concern to patients and / or users, who may inadvertently intervene
And the maximum value DbmaxImposes a limit of, for example, 40% of theory. I
Therefore, by applying these comprehensive information data, the correction at the next time interval can be performed.
For example, limit to a maximum of 40% of the previously detected flow rate, and then the correction
Magnified over time.
Preferably, the correction limit intervenes for a time interval equal to or greater than a predetermined number of times.
In the event that this information is used to prevent the maximum limit from triggering an increase in the calculated weight difference,
Trigger an alarm to In this case,
The user may choose to manually eliminate this security measure, with knowledge.
According to another important feature of the invention, the time interval ΔtiTo memory 12
Re-evaluation is performed using a function belonging to the stored comprehensive information data. Especially next time
Interval ΔtiIs the previous measured flow rate change dbijInversely proportional to the blood circulation and preferably
Is inversely proportional to the calculated weight change immediately before, divided by the last measured time interval for line j
Established. That is, the time interval Δ that has become longer or shortertiAccording to
Weight change ΔmThe setting operation is executed only when has been reached.
Thus, the set cycle has a long time interval ΔtiAccording to
The time interval can be further increased, and the line with a large flow rate can be considerably closer in time.
Be killed. According to this, the transient state in both directions can be controlled well.
In particular, according to the method of the invention, which is activated by the central control circuit 9, the last setting
Measured weight change from operation pdij/ ΔtiIs dependent on the resolution of the balance.
The setting cycle of the pump j is started only when the data value becomes larger than the data value M. to this
It is possible to induce a setting change caused only by the measurement error of the balance around this measurement.
Be avoided. This wait for weight change over time is preferably stored in memory 12.
Is limited to the period D parameterized by the comprehensive information data. Therefore measurement error
Information on fluctuation phenomena in the control of the device due to differences is mitigated by the method of the present invention.
Is done.
In addition, the value measured by the balance, encoder, flow transducer or pressure sensor is
The value may be abnormal. At this time, the central control circuit usually rejects this value.
Incorrect measurement due to temporary failure of the corresponding sensor
Not considered. In particular, according to the invention, the time i and the outlier pdabIs the history file of the device.
Remember in file
Intermittent failures for a given sensor and their frequency during maintenance of the device.
The sensor can be detected and the sensor can be easily replaced before a complete failure. Especially in memory 12
The repetition of outliers per unit time increases according to the procedure stored in the information data
This is recognized by the central control circuit 9. Repeating errors like this
, A message warning of the danger of failure can be activated.
The comprehensive information data is preferably composed of a plurality of elements, that is, a balance, a pump, and blood.
Easy to change elements by filtration means, central membrane element group or another element of the same element group
Created from a set of elements by collecting data provided by each manufacturer
It is.
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，
ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ
Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ
，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ
，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，
ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ
Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ
，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，
ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ
Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ
，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，
ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ
Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ────────────────────────────────────────────────── ───
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(81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY,
DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I
T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ
, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR,
NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, L
S, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ
, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL
, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR,
BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, E
E, ES, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU
, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR,
KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, M
D, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL
, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK,
SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, U
Z, VN, YU, ZW