JP2010528733A - 血液を搬送するためのシステムを制御するためのデバイス、および、体外血液治療デバイスにおける体外血液回路の血液配管内において血液を搬送するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
(数1)
pV=m/Mm・RT
ここで、p=圧力(絶対値)、V=体積、m=質量、Mm=モル質量、R=一般的なガス定数、そして、T=温度である。
(数2)
pV/T≡m
のみである。
(数3)
(pV/T)トータル=(p血液タンク×V血液タンク/空気/T血液タンク)+(p導管×V導管/T導管)+(p空気タンク×V空気タンク/T空気タンク)
T血液タンク≒273.15K+36K
T導管≒(T血液タンク+T空気タンク)/2
となる。
(数4)
V血液タンク/空気=V血液タンク/空気UT−ΔV血液タンク/UT−H
となる。
ここで、V血液タンク/空気UTは、下側切り替えポイントUTにある場合の、血液タンク内における空気の容積である。また、ΔV血液タンク/UT−Hは、下側切り替えポイントUTと、充填レベルセンサ15によって検出された血液タンク内における充填レベルの高さとの、容積差である。
(数5)
V血液タンク/空気=V血液タンク/空気UT−Vストローク
となる。
(数6)
V血液タンク/空気={(pV/T)トータル−(p導管V導管/T導管)−(p空気タンクV空気タンク/T空気タンク)}/(p血液タンク/T血液タンク)
V血液=V血液タンク/空気UT−V血液タンク/空気
である。
(数7)
(p血液タンクV血液タンク/T血液タンク)+(p導管V導管/T導管)=(pV/T)トータル−(p空気タンクV空気タンク/T空気タンク)
となる。
(pV/T)トータル−(p空気タンクV空気タンク/T空気タンク)=(p基準V血液タンク/空気OT/T血液タンク)+(p基準V導管/T導管)
ここで、V血液タンク/空気OTは、上側切り替えポイントOTにおける、血液タンク内の空気の容積である。
(数9)
ΔqV=qV基準−qV実際
が適用される。
(数10)
p基準=p基準_old+KqV×ΔqV
となる。
(数11)
Inew=Iold+Δp×KI
KI=KI_外側 if Δp>Δp外側
Ki:=KI_内側 if Δp内側<Δp<Δp外側
Ki=0 if Δp<Δp内側
(数12)
S制御機器=Δp×Kp+Inew+p’基準×K基準V
となる。
(数13)
S出力=S制御機器×(1−(Gp×(p空気タンク−p大気)))
となる。
Claims (31)
- 体外血液治療装置における体外血液回路の血液導管内において血液を搬送するためのデバイスを、制御するための装置において、
血液導管内を流れる血液に関する、特定の容積流量を設定するための手段(28;62)と、
血液導管内において血液を搬送するためのデバイスのための制御信号を生成するための手段(27;61)であって、血液を搬送するためのデバイスのために、規定の容積流量率で血液導管内において血液が搬送されるように設定された制御信号が生成されるように設計されている手段(27;61)と、
血液導管内の圧力に関する、特定の限界値を設定するための手段(28;62)と、
血液導管内の圧力を測定するための手段(27;64、65)と、
血液導管内の圧力を、血液導管内の圧力に関して規定の限界値と比較するための手段(27;61)と、を備えており、
血液導管内の圧力に関する規定の限界値が達成された場合に、血液を搬送するためのデバイスのための制御信号が生成されるように、血液を搬送するためのデバイスのための制御信号を生成するための前記手段(27;61)が設計されており、さらに、血液導管内において血液が搬送されているときに、前記限界値に一致する圧力が設定されるように、前記制御信号が設定されている、装置。 - 血液治療ユニット(2;50)につながっている動脈血用導管(8;54)、および、前記血液治療ユニットから外に延びている静脈血用導管(9;54)を有する体外血液回路における血液導管(8、54;9、54)内において、血液を搬送するためのデバイス(11;56)と、血液を搬送するための前記デバイスを制御するための、請求項1記載の装置とを有している、体外血液治療装置。
- 2つの患者用接続点を利用した操作のための血液治療装置として設計されており、前記動脈血用導管(54)が、動脈血用の患者用接続点(54a)を有しているとともに、前記静脈血用導管(55)が、静脈血用の患者用接続点(55a)を有していることを特徴とする、請求項2記載の体外血液治療装置。
- 前記血液を搬送するためのデバイスが、動脈血用導管(54)内に配置された血液ポンプ(56)として設計されていることを特徴とする、請求項3記載の体外血液治療装置。
- 圧力を測定するための前記手段が、前記血液ポンプ(56)の下流にある血液導管(55)内の圧力を測定するための手段として設計されていることを特徴とする、請求項4記載の体外血液治療装置。
- 圧力を測定するための前記手段が、前記血液ポンプ(56)の上流にある血液導管(55)内の圧力を測定するための手段として設計されていることを特徴とする、請求項4記載の体外血液治療装置。
- 1つの患者用接続点を利用した操作のための血液治療装置として設計されており、前記動脈血用導管(8)および静脈血用導管(9)が、共通の患者用接続点(10)を有していることを特徴とする、請求項2記載の体外血液治療装置。
- 前記体外血液回路(1)における静脈血用導管(9)内に配置されており、規定の容積を有する、血液を収集するための手段(11)を備えており、さらに、血液を搬送するための前記デバイスが、血液を収集するための前記手段内に収集された血液が血液を収集するための前記手段から排出されるように、血液を収集するための前記手段内に規定の圧力を生成するためのデバイス(20)として設計されていることを特徴とする、請求項7記載の体外血液治療装置。
- 血液を搬送するための前記デバイスが、閉鎖容積を有する空気を蓄積するための手段(18)と、空気を圧縮するための手段(20)とを備えており、前記手段(20)が、接続経路19を介して、空気を蓄積するための前記手段および血液を収集するための前記手段(11)と流体接続されており、このために、空気を蓄積するための前記手段からの空気を、血液を収集するための前記手段内に搬送することが可能となっており、これにより、血液を収集するための前記手段内に収集されている血液を排出することを特徴とする、請求項8記載の体外血液治療装置。
- 制御信号を生成するための前記手段(27)が、
血液を収集するための前記手段(11)における閉鎖容積に関する基準圧力であって、静脈血用導管(9)内に規定の容積流量率が生じるように設定された基準圧力を算出するための手段を有する、第1の制御回路と、
空気を圧縮するための前記手段(20)のための制御信号であって、血液を収集するための前記手段(11)における閉鎖容積内に、算出された前記基準圧力が生じるように設定された、静脈血用導管(9)内に規定の容積流量率が生じるような制御信号を生成するための第2の制御回路と、
を有していることを特徴とする、請求項8または9に記載の体外血液治療装置。 - 前記第1の制御回路が、基準圧力を所定の限界値に制限するための手段を有していることを特徴とする、請求項10記載の体外血液治療装置。
- 前記第1の制御回路が、規定の容積流量と実際の容積流量との差異を時間積分することによって前記基準圧力を決定する、積分制御機器として設計されていることを特徴とする、請求項10または11に記載の体外血液治療装置。
- 前記第2の制御回路が、PI制御ユニットとして設計されていることを特徴とする、請求項10〜12のいずれか一項に記載の体外血液治療装置。
- 前記第2の制御回路が、補償のための手段を有しており、この手段が、空気を圧縮するための前記手段(20)のための制御信号が空気を蓄積するための前記手段(18)における閉鎖容積内の圧力に応じて変化するように、設計されていることを特徴とする、請求項10〜13のいずれか一項に記載の体外血液治療装置。
- 制御信号を生成するための前記手段(27)が、閉鎖容積内に封入された血液の容積を測定するための手段と、一定の時間間隔における封入された血液容積の減少を算出するための手段とを有していることを特徴とする、請求項9〜14のいずれか一項に記載の体外血液治療装置。
- 血液容積を測定するための前記手段が、
血液を収集するための前記手段(11)における閉鎖容積内の圧力を測定するための手段と、
血液を収集するための前記手段(11)と空気を圧縮するための前記手段(20)との間の接続経路(19)における、閉鎖容積内の圧力を測定するための手段と、
空気を蓄積するための前記手段(18)における閉鎖容積内の圧力を測定するための手段と、を備えており、
血液を収集するための前記手段(11)の閉鎖容積内における測定された圧力、血液を収集するための前記手段と空気を圧縮するための前記手段との間における接続経路(19)の閉鎖容積、および、空気を蓄積するための前記手段(18)の閉鎖容積に基づいて、血液容積が算出されるように、血液の容積を測定するための前記手段が設計されていることを特徴とする、請求項15記載の体外血液治療装置。 - 体外血液治療装置における体外血液回路の血液導管内において血液を搬送するための方法において、
血液導管内を流れる血液に関する、特定の容積流量率を規定するステップと、
血液導管内の圧力に関する、特定の限界値を規定するステップと、
血液導管内の圧力を測定するステップと、
血液導管内の圧力を、血液導管内の圧力に関する規定の限界値と比較するステップと、
規定の容積流量率で血液導管内において血液を搬送するステップと、を含んでおり、
この血液を搬送するステップでは、血液導管内の圧力量が、前記限界値を下回っており、さらに、血液導管内の圧力に関する規定の前記限界値に到達したときに、前記限界値と一致する圧力が血液導管内に生じるように、血液導管内において血液を搬送するようになっている、方法。 - 体外血液治療装置における体外血液回路であって、血液治療ユニットにつながっている動脈血用導管と、血液治療ユニットから外に延びる静脈血用導管とを備えた血液回路の血液導管内において、血液が搬送されることを特徴とする、請求項17記載の方法。
- 前記血液治療装置が、2つの患者用接続点を利用した操作のための血液治療装置として設計されており、前記動脈血用導管が、動脈血用の患者用接続点を有しているとともに、前記静脈血用導管が、静脈血用の患者用接続点を有していることを特徴とする、請求項18記載の方法。
- 体外血液回路において血液ポンプによって血液が搬送されることを特徴とする、請求項19記載の方法。
- 前記体外血液回路内の圧力が、前記血液ポンプの下流において測定されることを特徴とする、請求項20記載の方法。
- 前記体外血液回路内の圧力が、前記血液ポンプの上流において測定されることを特徴とする、請求項20記載の方法。
- 前記血液治療装置が、1つの患者用接続点を利用した操作のための血液治療装置として設計されており、前記動脈血用導管および静脈血用導管が、共通の患者用接続点を有していることを特徴とする、請求項18記載の方法。
- 動脈フェーズ中に、閉鎖容積を有する血液を収集するための手段に対して血液が搬送され、さらに、
静脈フェーズ中に、血液を収集するための手段内に収集された血液が、血液を収集するための手段から排出されるように、血液を収集するための手段内に規定の圧力が形成され、
前記動脈フェーズと前記静脈フェーズとが、継続的に切り替えられることを特徴とする、請求項23記載の方法。 - 静脈フェーズ中に、空気を圧縮するための手段を有する血液を収集するための手段へ空気が搬送され、
血液導管内の圧力量が限界値を下回っているときに、規定の容積流量率で血液導管内において血液が搬送されるように設定されている一方、血液導管内の圧力に関する規定の限界値が達成されたときに、この限界値に一致する圧力が生じるように設定されている圧力が、血液を収集するための前記手段における閉鎖容積内に生じるように、空気を圧縮するための前記手段が制御されることを特徴とする、請求項24記載の方法。 - 静脈フェーズ中に、空気を圧縮するための手段を有する血液を収集するための手段へ、空気を蓄積するための手段から空気が搬送され、空気を圧縮するための前記手段が、血液を収集するための手段と空気を蓄積するための手段との間の接続経路内に配されていることを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 血液を収集するための前記手段における閉鎖容積に関する基準圧力が算出され、この基準圧力が、静脈血用導管内に規定の容積流量率が生じるように設定されていること、および、静脈血用導管内に規定の容積流量率を生じさせる前記算出された基準圧力が、血液を収集するための手段における閉鎖容積内に生じるように、空気を圧縮するための前記手段が作動されること、を特徴とする、請求項25または26に記載の方法。
- 算出された前記基準圧力が、規定の限界値に限定されていることを特徴とする、請求項27記載の方法。
- 空気を圧縮するための前記手段が、空気を蓄積するための前記手段における閉鎖容積内の圧力に応じて制御されることを特徴とする、請求項25〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 閉鎖容積内の血液容積が決定されることで、静脈血用導管内における実際の容積流量率が算出され、さらに、閉鎖容積内に封入された血液容積における、一定の時間間隔での減少が算出されることを特徴とする、請求項25〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 血液容積を決定するために、血液を収集するための手段における閉鎖容積内の圧力、血液を収集するための手段と空気を圧縮するための手段との間の接続経路における閉鎖容積内の圧力、および、空気を蓄積するための手段における閉鎖容積内の圧力が測定され、血液を収集するための手段における閉鎖容積内、血液を収集するための手段と空気を圧縮するための手段との間の接続経路における閉鎖容積内、および、空気を蓄積するための手段における閉鎖容積内の測定された圧力に基づいて、前記血液容積が算出されることを特徴とする、請求項30記載の方法。
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