JP2015532871A - 体外血液処理用デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
腹膜透析は、腹部および腹部内に位置する器官(肝臓、腸など)の壁を囲む生体膜である、患者の腹膜を使用する。腹膜は、非常に大きい表面積を有し、非常に多数の血管を含む。したがって、天然のフィルタの役割を果たす。多数の特許が、腹膜透析を実施するためのシステムを開示しており、そのうちの一部(特許文献1〜4)は、患者の腹膜に流体を注入し、またそこから流体を除去するためのカセットを使用する。
持続的腎機能代替療法(CRRT)は、血液を患者から持続的に除去し、一般には透析器であるフィルタを用いて処理しなければならず、その後、処理済みの血液が患者に再注入される方法である。フィルタのおかげで、次の2つの主要な原理が使用される:
拡散は、濃度勾配にしたがって溶質分子が半透膜を通過できるようにする。溶質は、より高濃度の媒質(血液)からより低濃度の媒質(透析液)へと移り、フィルタの膜の各側で均一に分配される。
対流は、膜の両側における静水圧勾配のおかげで、半透膜を通して水およびその溶質分を同時に運ぶことを可能にする。したがって、溶質は、圧力が最大である媒質(血液区画)から圧力が最小である媒質(透析液区画)へと移る。
(血液が濾過手段によって濾過される前に血液の前希釈を実施するため)濾過手段の上流で第2の流路に供給する第1の出口チャネル、
(血液が濾過手段によって濾過された後に血液の後希釈を実施するため)濾過手段の下流で第2の流路に供給する第2の出口チャネル、
前記濾過手段に供給する第3の出口チャネル。
抗凝血剤を第2の流路に、患者出口チューブへと直接注入するか、または抗凝血剤を血液(第2の流路の流体)と混合することができる連結チャンバによって、カセット内の最も上流で注入するための供給手段、ならびに/あるいは、
抗凝血剤を阻害する生成物を第2の流路に、患者入口チューブへと直接注入するか、または前記生成物が血液(第2の流路の流体)と混合することができる連結チャンバによって、カセット内の最も下流で注入するための供給手段。
第1および第3の流路のポンプを較正する手段ならびに方法、
流路から外れた圧力センサ、
省エネルギー型リニアアクチュエータ、
蠕動ポンプに使用される駆動デバイス、
圧力ピークを減衰する手段。
持続的腎機能代替療法の特定の技術では、第3および第1の流路に注入される、またそこから抜き出される体積量を精密に知ることが不可欠である。デバイスは通常、2つのはかりを、すなわち透析液専用のはかりと濾過液専用のはかりとを含む。本発明は、同じはかりのシステムを含むことができるが、これらのはかりは非常に高感度かつ嵩高である(流体をすべて含むことができなければならないため)。他のデバイスは、体積容量が精密に知られているキャビティを有する。これらのキャビティは、第1および第3の流路上に直接位置し(2つの流体を混合しないように中間壁が使用される)、それらは連続的に充填され、次に前記流路の流体が空にされる。キャビティに透析液を充填するとき、キャビティは、前記キャビティにそれまで含まれていた濾過液を空にし、ならびに/またはその逆も同様である。これらのデバイスは、これらのキャビティのいくつかを含むことができる。しかしながら、本発明のデバイスとは対照的に、これらのデバイスは連続的に機能することができず、その代わりに、前記キャビティに含まれる流体を充填し空にする一連の工程で機能する。
1つが第3の流路を流れる液体の量を測定し、1つが第1の流路を流れる液体の量を測定する、少なくとも2つの体積測定手段(センサ、質量流量システム、体積ポンプ、蠕動ポンプ、はかりなど);
第1および第3の流路からサンプルを採取する手段;
サンプリングされた体積を測定する共通の手段。
本発明の第7の態様は、流体の圧力を測定する手段に関する。一実施形態では、処理システムは、前記流路の少なくとも1つの中に少なくとも1つの圧力センサを含む。本明細書は、流体Fl1のサンプリングおよび/または送達、ならびに前記流体Fl1の圧力の測定を可能にする、流体分配システム(好ましくは、カセット)を開示する。システムは、前記流体Fl1が流れる少なくとも1つの流路、前記流路とは別個の少なくとも1つのチャネルで構成される剛体を含む。前記チャネルは、前記流路を測定区域に連結することを可能にする。システムは、前記測定区域を形成する可撓性膜によって覆われた少なくとも1つの開口部を含むことができる。膜は、圧力センサを受け入れるように設計される。
一実施形態では、処理システムは、少なくとも1つの省エネルギー型リニアアクチュエータを含む。本明細書は、消費するエネルギーが少量であるリニアアクチュエータを制御するための、また、弁の位置を制御するための革新的な原理を開示する。このアクチュエータは、上述のようなシステムに含めることができるが、リニアアクチュエータを使用するあらゆるデバイスにも含めることができる。特に、アクチュエータは、2つの基本位置、つまり弁閉止位置(ピストンが第1の位置にある)と弁開放位置(ピストンが第2の位置にある)とを提供しなければならない。ピストンはまた、アクチュエータのピストンが弁の足部から係脱された状態に相当する第3の位置を有することができる。
本発明の第10の態様は、ポンプに使用される駆動デバイスに関する。
本発明の第11の態様は、圧力ピークを減衰する手段に関する。
図27に概略的に示される実施形態は単純化された実施形態である。処理システムは、3つのポンプ(507、508、509)と、3つの流路と、濾過手段またはフィルタ(513)とを含む。第1の流路は濾過手段(513)から始まり、流体回収手段とも呼ばれるリザーバ(517)に達する。第1の流路を通って流れる液体は濾過液と呼ばれる。第2の流路は患者から始まり、フィルタ(513)を通過して、患者(500)に戻る。第2の流路を通って流れる流体は患者の血液である。第3の流路には、一般に透析液と呼ばれる流体が供給され(ただし、本発明はこの流体に限定されない)、その流体は、透析液リザーバ(514)とも呼ばれる第1の流体供給手段から流れる。透析液は、最初に第3の流路を通って流れ、その後、1つまたはそれ以上の補助流路に(希釈もしくは変換された形態で)流入する。透析液(または第3の流路の他の流体)は、次のことができる:
血液との混合:
前希釈をもたらすためにフィルタ(513)の前に、及び/または
後希釈をもたらすためにフィルタ(513)の後に、及び/または
フィルタ(513)を供給。
例えば抗凝血剤を含むことができる、新しい供給システム(515)。この流体は、リザーバ(515)に含むことができ、ポンプ(510)または重力によって送達することができる。この供給手段は注射器であり得る。ならびに/あるいは、
例えば抗凝血剤を阻害する薬剤を含むことができる、別の供給手段(516)。この流体は、リザーバ(516)に含むことができ、ポンプ(512)または重力によって送達することができる。この供給手段は注射器であり得る。ならびに/あるいは、
第3のチャンバ(503)(通常、後希釈に使用される)または別のチャンバ(第3のチャンバの下流に位置する)を、第1のチャンバ(501)(通常、前希釈に使用される)または別のチャンバ(504)(第1のチャンバの上流に位置する)に連結する、新しいチャネルであって、好ましくはコントローラによって制御される弁を含む、新しいチャネル。それにより、第2の流路に含まれる流体を、チャネル内で停滞しないようにループ状に循環させることができる。ならびに/あるいは、
第3のチャンバ(503)を流体回収手段(517)に連結する別のチャネル。このチャネルは好ましくは弁を含む。それは、例えば、システムのプライミング、または第2の流路を流れる流体の一部の廃棄を可能にすることができる。ならびに/あるいは、
加熱手段(522)。
図1によれば、本発明はシステム(14)を開示し、それを用いて患者の血液の処理を実施することが可能であり、システムは、血液濾過手段(3)と、少なくとも1つの液体供給手段(F1)と、2つの患者チューブ、つまり処理すべき血液を収集するための出口チューブ(5)および処理済みの血液を前記患者に再注入するための入口チューブ(6)と、濾過液回収手段(F4)と、少なくとも3つの流体ポンプ(P1、P2、P3)と、流体を方向付けるチャネルおよび弁で構成されるカセット(2、2’)とを含む。前記カセット(2、2’)は、単一の入口チャネルおよび少なくとも2つの出口チャネルを含む、少なくとも1つの分配チャンバ(C1、C1.2、C7)を含む。前記処理システム(14)は、所望の処理に応じて前記弁の開閉を制御するコントローラを含む。
前記血液濾過手段(3)の上流で第2の流路に、
前記血液濾過手段(3)の下流で第2の流路に、
前記血液濾過手段(3)に、
直接または間接的に連結される少なくとも3つの(別個の)出口チャネルを含む。
図31によって開示される動作原理によれば、有効であるためには、流体分配システム(本明細書に記載されるようなカセット用であるか、または別の分配システム用であるかにかかわらず)は、精密ポンプ(702)、流体供給手段、可撓性バッグ(703)、および追加の分配ポンプ(707)を含むことができる。システムは、少なくとも2つの補助的な別個の流路(704、704’)に分かれる主流路(701)をさらに含む。精密ポンプ(702)および可撓性バッグ(703)は主流路(701)内に位置し、可撓性バッグは前記ポンプの下流に位置する。したがって、給送される流体はすべて精密に知られており、少なくとも一部を可撓性バッグに少なくとも一時的に格納することができる。追加のポンプ(707)は、補助流路(704)の1つの中に位置する。好ましくは、他の補助流路(704’)は弁(705)を含む。一実施形態では、少なくとも1つの流路は、精密ポンプ(702)の下流に位置する圧力センサ(706)を含む。好ましくは、前記圧力センサ(706)は、追加のポンプ(707)を含む補助流路(704)内で、追加のポンプの上流に位置する。可撓性バッグ(703)は好ましくは加熱手段である。
後希釈のみがプログラムされている場合:前希釈ポンプ(P2’)は停止され、すべての液体がフィルタ(3)の後に注入される。後希釈弁(V8)は開かれる。前希釈弁(V5)は好ましくは閉じられる。
前希釈のみがプログラムされている場合:後希釈ポンプ(P2)は置換体積を送達する。後希釈弁(V8)はフィルタの後に液体が移るのを防ぐ。前希釈ポンプ(P2’)はまた、加熱手段(4)内の圧力が負になることを回避するように、流体を調整することを可能にする。
前希釈および後希釈がプログラムされている場合:主ポンプ(P2)は必要な置換体積をすべて送達する(前および後)。後希釈弁(V8)は開かれる。前希釈ポンプ(P2’)は、液体をフィルタ(3)の前に注入するために、その一部をタップする。注入の前後の分配において精度の誤差がある場合、その体積がいずれの場合も患者に注入されるので、その深刻度は限定される。
持続的緩徐限外濾過(SCUF):
図2は、持続的緩徐限外濾過の処理を適用するカセットの使用を示す。この技術は、対流原理を用いて余分な液体を排除するのに使用される。
したがって、コントローラは、第2の流路の弁V1のみを開き、第3の流路の弁V5、V7、およびV8を閉じる。次に、ポンプP1およびP3が機能するが、P2およびP2’は機能しない。
図3は、持続的静静脈血液濾過の処理を適用するカセットの使用を示す。この技術は、対流原理を用いて溶存物質の除去を得るのに使用される。置換溶液は、濾過手段(3)の前(前希釈)および/または後(後希釈)に回路に注入される。
したがって、コントローラは、第2の流路の弁V1ならびに第3の流路のV5および/またはV8を開き、弁V7は閉じられる。ポンプP1、P2(場合により、P2’)、およびP3が機能する。
図4は、持続的静静脈血液透析の処理を適用するカセットの使用を示す。この技術は、溶存物質(小分子:尿素、クレアチニン、Kなど)の除去を得るため、また拡散原理による水分平衡を得るために使用される。透析液は濾過手段(3)に注入される。
したがって、コントローラは、第2の流路の弁V1および第3の流路のV7を開き、弁V5およびV8は閉じられたままである。ポンプP1、P2、およびP3が機能する。
図5は、持続的静静脈血液濾過透析の処理を適用するカセットの使用を示す。この技術は、拡散および対流の原理を用いて溶存物質(小分子または中型の分子)の除去を得るのに使用される。透析液および/または置換溶液は、濾過手段(3)に、また濾過手段(3)の後の血液に注入される。
したがって、コントローラは、第2の流路の弁V1を開き、第3の流路の弁V7およびV8も開く。弁V5は閉じられたままである。ポンプP1、P2、およびP3が機能する。この実施形態では、出口チャネルV7およびV8は、比例弁、またはこれらの弁を通過するフローを制御する別の手段である。
図6は、血漿交換療法を適用するカセットの使用を示す。この技術は、膜濾過による血漿交換を可能にする。抽出された血漿と置き換えるために置換溶液が注入される。
したがって、コントローラは、第2の流路の弁V1を開き、第3の流路の弁V8も開く。弁V5およびV7は閉じられたままである。ポンプP1、P2、およびP3が機能する。好ましくは、F2およびF3は、第2の流路内においてそれらの流体を送達する。
図7は、血液灌流の処理を適用するカセットの使用を示す。この技術は、患者の血液から有害物質を除去するのに使用され、濾過手段は吸収性物質を含む。抽出された血漿と置き換えるために置換溶液が注入される。
したがって、コントローラは、第2の流路の弁V1を開き、第3の流路の弁V8も開く。弁V5およびV7は閉じられたままである。ポンプP1およびP2は機能するが、ポンプP3は機能しない。好ましくは、F2およびF3は、第2の流路内においてそれらの流体を送達する。
1つの流路(例えば、補足の液体供給手段から来る)が別の流路に連結するとき、カセットは、好ましくは、前記2つの流路の交差を可能にする連結チャンバを含む。
入口チャネル(V1’)、専用弁(V1)を備えた入口チャネル、および出口チャネル(V2)を含む、第3の連結チャンバ(C4)。この連結チャンバは、第2の液体供給手段(F2)に含まれる流体を、血液の流路(第2の流路)に導入し、前記第2の液体供給手段(F2)は、好ましくは抗凝血剤を含む。ならびに/あるいは、
第2の連結チャンバ(C3)の第3の入口チャネル(V12’)。第3の入口チャネル(V12’)により、第3の液体供給手段(F3)に含まれる流体を血液の流路(第2の流路)に注入することができ、前記第3の液体供給手段(F3)は、好ましくは抗凝血剤を阻害する薬剤を含む。ならびに/あるいは、
少なくとも2つの異なるまたは類似の流体を第3の流路に、例えば1つのバッグに透析液を、別のバッグに置換生成物を有することを可能にする、専用弁を備えた少なくとも2つの入口チャネル(V14、V14’)を含む第4の連結チャンバ(C5)。
図9に示される一実施形態では、第2の連結チャンバ(C3)は次のものを含む:
濾過手段(3)に連結された第2の流路の入口チャネル(V11)
分配チャンバ(C1)に連結された第3の流路の入口チャネル(V12)
専用弁(V10、V10’、V10’’)を備えた3つの出口チャネルであって、第1のチャネルが患者入口チューブ(6)に連結され、第2のチャネルが第2の連結チャンバ(C4)の入口チャネルに連結され、第3のチャネルが回収手段(F5)に、または直接もしくは間接的に濾過液回収手段(C6)に連結された、出口チャネル。
問題が生じた場合、例えば、患者に、または患者の生命を危険に晒す恐れがある別の要素に気泡が注入されるのを回避するために、コントローラは弁V10を閉じることができる。この場合、カセットおよびフィルタ内に残っている血液は凝固するリスクがある。したがって、血液がカセット内またはフィルタ内で停滞しないことが不可避である。したがって、P1は機能し続けて、第1および第2の連結チャンバとフィルタとの間で血液をループ状に循環させるために、第2の連結チャンバから血液を収集する。V10’および/またはV1’’は開かれ、V1、V10、およびV10’’は閉じられる。
弁V10’’によって、血液のサンプルを採取すること、
空気をシステムから排出することによって、処理を開始すること、
第3の流路からの流体で第2の流路をすすぐこと、
第2および/または第3の流路に含まれる流体のすべてもしくは一部を排除すること。
持続的腎機能代替療法のいくつかの技術は、第3の流路を介して注入される体積量、および第1の流路を介して抜き出される体積量の正確な知識を要する。処理システムは、好ましくは蠕動ポンプを含む。このタイプのポンプは特定の不正確さを有することがある。したがって、図10によれば、追加されるかまたは抜き出される体積量を精密に知るために、分配システムは、第3および第1の流路の体積を測定することができる、少なくとも2つの体積センサを含む。
基準センサとも呼ばれる、2つの先行する体積センサ(15、17)によって測定された体積を比較する第3の体積センサ(16)、
第1および第3の流路から来る流体をサンプリングする手段。前記サンプリング手段は、前記第3のセンサ(16)に直接連結された出口チャネルと、2つの入口チャネル(V19、V20)とを有する、第6の連結チャンバ(C8)を含み、入口チャネルはそれぞれ次のものに連結される:
第1の分配チャンバ内に位置する専用弁(V21)を備えた出口チャネル、
第2の分配チャンバ内に位置する専用弁(V15)を備えた出口チャネル。
場合により、基準センサ(16)が濾過液回収手段(F4)内で測定された液体を廃棄できるようにする、第7の連結チャンバ(C9)。
流入された体積を較正する工程:
弁(V21)を開き、他の弁を閉じ、
第3の流路の主ポンプ(P2)を作動させ、
前記第3の流路の前記第1のセンサ(15)を介して、前記ポンプ(P2)によって給送された体積を測定し、
基準センサ(16)を介して、前記給送された体積を測定し、
2つの測定値を比較し、
第1のセンサ(15)および/またはポンプ(P2)を較正する
抜き出された体積を較正する工程:
弁(V15)を開き、他の弁を閉じ、
第1の流路の濾過液のポンプ(P3)を作動させ、
前記第1の流路の前記第2のセンサ(17)を介して、前記ポンプ(P3)によって給送された体積を測定し、
基準センサ(16)を介して、前記給送された体積を測定し、
2つの測定値を比較し、
第1のセンサ(15)および/またはポンプ(P2)を較正する。
図11、12、および13によれば、本発明は、流体分配システム(100)(好ましくは、上述のようなカセット)を開示しており、それを用いて、流体Fl1を患者からサンプリングし、ならびに/あるいは患者に送達し、前記流体Fl1の圧力を測定することが可能である。システムは、前記流体Fl1が流れる少なくとも1つの流路(103)と、少なくとも1つのチャネル(102)とで構成される剛体(105)を含む。前記チャネル(102)は流路(103)とは別個であり、それによって、前記流路を測定区域(101)に連結することが可能になる。システムは、前記測定区域を形成する可撓性膜(104)によって覆われた少なくとも1つの開口部(106)をさらに含む。膜は、圧力センサ(107)を受け入れるように設計される。
本発明は、モータ軸の回転を直線運動に変換することを可能にする、挿入された手段に結合された、モータ(例えば、直流モータ(DCモータ)または当業者には知られている別のタイプのモータ)(201)を使用する、リニアアクチュエータ(200)を開示する。好ましくは、モータはトルク減速機も含むことができる。
ピストン(207)内部に配置された少なくとも1つの周辺斜面(214)、
前記電動モータ(201)のロータ(208)に直接または間接的に固定され、前記周辺斜面(214)と協働するように設計された、少なくとも1つの支承手段(209)、
ピストン(207)が並進運動をガイドできるようにする、少なくとも1つのガイド手段(203、216)。
ピストン(207)がAに等しい距離(d2)に置かれる第1の位置。この位置では、支承手段(209)は斜面の始まりに位置する;
ピストン(207)がBに等しい距離(d2)に置かれる第2の位置。この位置では、支承手段(209)は、ピストンがこの位置を維持できるようにする限界点と協働する。
弁を開いたまま(第3の安定状態)保つためにモータに電力供給する必要がない。
位置を維持するときにアクチュエータが熱くならない。
動作音が低い。
実質的に移動する。
アクチュエータが作動することなく、ピストンの2つの位置(第1および第3の位置)を得ること、
組立てをより簡単にすること、
ピストンが第3の位置にあるときに、ロータ(またはモータ)が回転するのを防ぎ、それによって、カセットが装置に装填されていないときに位置を一切変更できないようにすること。
ピストン(207)のスタブ(211)が、上述したようなカセットの弁(212)(図15に図示)に結合される、第1の位置。支承手段(209)によって拘束されていないピストン(207)は、弁座(213)に対する閉止位置で弁(212)を維持する。ここで、d2はAに等しい。
ピストン(207)のスタブ(211)が弁(212)に結合される、第2の位置。ピストン(207)は、支承手段(209)によって拘束されて、ピストン/スタブのアセンブリをモータ(201)の方向(221)で動かす。前記支承手段(209)が斜面の頂点に置かれた限界点(215)に達したとき、ピストン(207)は第2の位置にあり、弁(212)は開位置にある。ここで、d2はBに等しい。
モータ(201)、
次のものが内部に配置される、剛性エンベロープ(202):
前記エンベロープ(202)によってモータに固定されるセンサ(204)、
圧縮手段(205)、
前記センサ(204)と協働するように設計された要素(206)が中に固定されるピストン(207)、
モータ(201)のロータ(208)に直接または間接的に固定される支承手段(209)、
弁に結合されるスタブ(211)の固定を可能にする、ピストンの遠位端(217)に固定される要素(210)。
図17:弁はスタブに結合されていない。ピストン(207)は第3の位置にあり、圧縮手段(205)は弛緩している。支承手段(209)は通路(219)内にあり、斜面(214)に対して力は一切及ぼしていない。
図18:弁はスタブに結合されている。ピストン(207)は第1の位置にあり、圧縮手段(205)は、弁の閉位置を保証するために、ピストン(207)に対して圧力を及ぼしている。好ましくは、支承手段(209)および斜面(214)は応力を一切及ぼしていない。図18’は、斜面の頂点における限界点(215)の2つの異なる実施形態を示している。したがって、一実施形態によれば、前記限界点は異なる形状を有することができ、それは平らであるか、あるいは支承手段(209)が限界点(215)付近および/または限界点(215)上に置かれたとき、事実上、支承手段(209)とより一層協働するように設計することができる。
図19:弁はスタブに結合されている。ピストン(207)が第1の位置から第2の位置へと移ることができるようにするために、ロータ(208)は稼働している。支承手段(209)は斜面(214)上で移動し、ピストン(207)をモータ(弁の開口部)に向かって動かし、圧縮手段(205)を圧縮している。
図20:弁はスタブに結合されている。ピストン(207)は第2の位置にあり、支承手段(209)は斜面の頂点の限界点(215)上で停止している。圧縮手段(205)は圧縮されている。弁は開いている。位置はモータ(201)からの寄与なしで安定している。一実施形態では、アクチュエータは、ピストン(207)の相対位置を確立するように設計されたセンサを含む。図20に示される実施形態は、ピストンに収容された磁石(206)と協働するホール効果センサ(204)を示している。センサ(204)は、ロッドまたはエンコーダ、または前記センサ(204)と協働するのに適した任意の要素(206)を含む、直線変位センサであることができる。それに加えて、センサ(204)に連結されたプロセッサのおかげで、前記ピストン(207)の位置を確立または監視することが可能である。
図21:弁はスタブに結合されている。ロータ(208)は稼働しており、それによって支承手段(209)が通路(219)内で動いている。ピストンは、ピストン(217)の遠位端の方向でピストン(207)を押し戻す圧縮手段(205)のおかげで、第2の位置から第1の位置へと瞬間的に動く。弁は閉じる。
図32、32’、および33によって開示される一実施形態では、制御システム(800)は、可動部材(801)および固定部材(804)を含み、制御要素(802、803、805)をさらに含む、リニアアクチュエータを含む。制御要素は、固定部材(804)に対する可動部材(801)の位置を確立し、リニアアクチュエータを制御するように適用される。
一実施形態では、処理システムは、蠕動ポンプに使用される駆動デバイスを含むことができる。本明細書によって開示される前記駆動デバイスは、種々の蠕動ポンプ、および/または蠕動ポンプを含む流体分配システムによって使用することもできる。
一実施形態では、処理システムは、圧力ピークを減衰する少なくとも1つの手段を含む。
2 カセット
2’ ポンプを含むカセット
3 血液濾過手段
4 加熱手段
5 患者からの出口チューブ
6 患者への入口チューブ
7 安全要素
8 フィルタへの血液の入口
9 フィルタへの透析液の入口
10 フィルタからの濾過液の出口
11 フィルタからの血液の出口
12 フィルタの膜
13 流量調節装置
14 血液処理システム
15 第3の流路の体積センサ
16 基準体積センサ
17 第1の流路の体積センサ
100 流体分配システム
101 測定区域
102 チャネル
103 流路
104 膜
105 カセットの剛体
106 開口部
107 圧力センサ
108 疎水性フィルタ
200 リニアアクチュエータ
201 減速機を備えたDCモータ
202 剛性エンベロープ
203 剛性エンベロープの溝
204 センサ
205 圧縮手段
206 磁石
207 ピストン
208 モータの軸
209 横断軸
210 ピストンをスタブに連結する要素
211 スタブ
212 弁
213 弁座
214 斜面
215 斜面の頂点における限界点
216 ガイド手段
217 ピストンの遠位端
218 ピストンの近位端
219 通路
220 方向1
221 方向2
300 駆動デバイス
301 浮動軸
302 カバー
303 駆動手段
304 駆動手段の本体
305 長手方向軸
306 垂直軸
307 締結ねじ
308 硬質要素
309、309’ キャビティの内壁
310 ロータ/モータ
311 ベース
312 協働要素
313 キャビティ
313’ 第2のキャビティ
320 ローラ
321 ローラの軸
322 剛性部材
323 可撓性部材
401 圧力曲線
402 平均圧力曲線
403 可撓性膜
404 流路の壁
405 圧縮性流体(例えば、ガス)
406 流体
500 患者
501 第1のチャンバ
502 第2のチャンバ
503 第3のチャンバ
504 第4のチャンバ
505 第5のチャンバ
506 第6のチャンバ
507 第1のポンプ
508 第2のポンプ
509 第3のポンプ
510 第4のポンプ(任意選択)
511 第5のポンプ(任意選択)
512 第6のポンプ(任意選択)
513 フィルタ
514 第1の流体供給手段
515 第2の流体供給手段
516 第3の流体供給手段
517 流体回収手段
518 圧力センサ
519 閉止手段(例えば、弁)
520 流量制限手段または閉止手段
521 センサ
522 加熱手段
600 患者
601 カセット
602 透析装置/ケーシング
603 流体供給手段
604 流体回収手段
605 プロセッサ
606 センサ
607 アクチュエータ(ポンプ、弁など)
608 スクリーン
609 取得手段および/または他のもの、例えば電力供給手段
610 メモリ
700 流体分配システム
701 主流路
702 精密ポンプ
703 可撓性バッグ(例えば、可撓性加熱バッグ)
704、704’ 補助流路
705 弁
706 圧力センサ
707 追加のポンプ
708 プロセッサ
800 制御システム
801 アクチュエータの可動部材
802 センサの要素1
803 センサの要素2
804 アクチュエータの固定部材
805 制御要素(プロセッサおよび/または他の要素)
C1 第1の分配チャンバ
C1.1 補足の連結チャンバ
C1.2 補足の分配チャンバ
C2 第1の連結チャンバ
C3 第2の連結チャンバ
C4 第3の連結チャンバ
C5 第4の連結チャンバ
C6 第5の連結チャンバ
C7 第2の分配チャンバ
C8 第6の連結チャンバ
C9 第7の連結チャンバ
F1 第1の液体供給手段
F2 第2の液体供給手段
F3 第3の液体供給手段
F4 濾過液回収手段
F5 血液回収またはサンプリング手段
Fl1 流体1
Fl2 流体2
Fl3 流体3
P1 第2の流路のポンプ(血液)
P2 第3の流路の主ポンプ(透析液または置換液)
P2’ 第3の流路の追加のポンプ
P3 第1の流路のポンプ(濾過液)
P4 第2の液体供給手段のポンプ
P5 第3の液体供給手段のポンプ
V1 第3の連結チャンバ内の血液の入口チャネル
V1’ 第3の連結チャンバ内の第2の液体供給手段の入口チャネル
V1’’ 第2の連結チャンバから発する第3の連結チャンバ内の血液の入口チャネル
V2 第3の連結チャンバ内の血液の出口チャネル
V3 第1の連結チャンバ内の血液の入口チャネル
V4 第1の連結チャンバ内の血液の出口チャネル
V5 第1の連結チャンバ内の透析液または置換生成物(前希釈)の入口チャネル
V5’ 補足の分配チャンバ(C1.2)の透析液または置換生成物(前希釈)の第1の連結チャンバへの出口チャネル
V6 第1の分配チャンバから第1の連結チャンバへの透析液または置換生成物(前希釈)の出口チャネル
V6’ 第1の分配チャンバから補足の分配チャンバ(C1.2)への透析液または置換生成物の出口チャネル
V7 第1の分配チャンバからフィルタへの透析液または置換生成物の出口チャネル
V7’ 第1の分配チャンバから補足の連結チャンバ(C1.1)への透析液または置換生成物の出口チャネル
V7’’ 補足の連結チャンバ(C1.1)からフィルタへの透析液または置換生成物の出口チャネル
V7’’’ 補足の分配チャンバ(C1.2)から補足の連結チャンバ(C1.1)への透析液または置換生成物の出口チャネル
V8 第1の分配チャンバから第2の連結チャンバへの透析液または置換生成物(後希釈)の出口チャネル
V9 第1の分配チャンバ内の透析液または置換生成物の入口チャネル
V10 患者への血液の出口チャネル
V10’ 第3の連結チャンバへの血液の出口チャネル
V10’’ 回収手段への血液の出口チャネル
V11 フィルタから発する第2の連結チャンバ内の血液の出口チャネル
V12 第1の分配チャンバから発する透析液または置換生成物(後希釈)の入口チャネル
V12’ 第2の連結チャンバ内への第3の液体供給手段の入口チャネル
V13 透析液または置換生成物の出口チャネル
V14、V14’ 第1の供給手段の透析液または置換生成物の入口チャネル
V15 第2の分配チャンバから第6の連結チャンバへの濾過液の出口チャネル
V16 第2の分配チャンバから第7の連結チャンバへの濾過液の出口チャネル
V17 基準体積センサから発する第7の連結チャンバへの入口チャネル
V18 測定される体積の出口チャネル
V19 測定される体積(透析液)の第6の連結チャンバ内の入口チャネル
V20 測定される体積(濾過液)の第6の連結チャンバ内の入口チャネル
Claims (50)
- 患者の血液の処理を実行するシステム(14)であって:
血液濾過手段(3)と、
少なくとも1つの液体供給手段(F1)と、
2つの患者チューブ、すなわち、処理すべき血液を収集するための出口チューブ(5)および処理済み血液を前記患者に再注入するための入口チューブ(6)と、
濾過液回収手段(F4)と、
少なくとも3つの流体ポンプ(P1、P2、P3)と;
流体を方向付けるようにチャネルおよび弁で構成され、単一の入口チャネルおよび少なくとも2つの出口チャネルを含む少なくとも1つの分配チャンバ(C1、C1.2、C7)を含む、カセット(2、2’)と;
所望の処理に応じて前記弁の開閉を制御するコントローラと;
を含み、
前記血液濾過手段(3)を濾過液回収手段(F4)に連結するとともに、一連のチャネルおよび専用ポンプ(P3)で構成される、第1の流路と;
一連のチャネル、前記血液濾過手段(3)、前記患者チューブ(5、6)、および専用ポンプ(P1)を含む、血液の循環専用の第2の流路と;
液体供給手段(F1)、少なくとも1つの専用ポンプ(P2)、一連のチャネル、および少なくとも1つの分配チャンバ(C1、C1.2)で構成される、第3の流路と;
をさらに含むシステム(14)において、
前記分配チャンバ(C1)が:
前記血液濾過手段(3)の上流で第2の流路に、
前記血液濾過手段(3)の下流で第2の流路に、
前記血液濾過手段(3)に、
直接または間接的に連結される少なくとも3つの別個の出口チャネルを含む、前記システム。 - 前記カセットは、第3の流路の液体が前記分配チャンバ(C1)の前記出口チャネルの少なくとも1つに流入する量を制御するように設計された、少なくとも1つの流量調整弁をさらに含み、前記少なくとも1つの流量調整弁は、前記コントローラによって制御される、請求項1に記載の処理システム。
- 第3の流路は加熱手段(4)を含む、請求項1に記載の処理システム。
- 前記カセットは、分配チャンバ(C1)と、
前記血液濾過手段(3)の上流の第2の流路;または、
前記血液濾過手段(3)とを連結する単一の流量調整弁を含む、請求項2に記載の処理システム。 - 前記流量調節装置は、比例弁、追加のポンプ(P2’)、または異なる直径の一組のチャネル(13)である、請求項2に記載の処理システム。
- 前記カセット(2、2’)は、少なくとも2つの入口チャネルおよび1つの出口チャネルを含む少なくとも2つの連結チャンバ(C1.1、C2、C3、C4、C5、C6、C8、C9)を含む、請求項1に記載の処理システム。
- 前記加熱手段(4)は、可撓性材料で作ることができ、前記主ポンプ(P2)と前記分配チャンバ(C1)との間に位置する、請求項3に記載の処理システム。
- 第2の流路は、前記流路の任意の他のチャンバの上流に位置する第3の連結チャンバ(C4)を含み、前記第3の連結チャンバ(C4)は、1つの出口チャネル(V2)および少なくとも2つの入口チャネル(V1、V1’)を含む、請求項1に記載の処理システム。
- 抗凝血剤を含むことができる第2の液体供給手段(F2)で構成される第4の流路をさらに含み、前記第4の流路は、第3の連結チャンバ(C4)を用いて前記第2の流路に連結される、請求項8に記載の処理システム。
- 第2の流路は、任意の他の連結チャンバの下流に位置する連結チャンバ(C3)を含む、請求項1に記載の処理システム。
- 抗凝血剤を中和する液体を含むことができる第3の液体供給手段(F3)で構成される第5の流路をさらに含み、前記第5の流路は、前記連結チャンバ(C3)を用いて前記第2の流路に連結される、請求項10に記載の処理システム。
- 第2の流路は、専用弁を備えた迂回チャネルを含み、それにより、第2の連結チャンバ(C3)を第2の流路のポンプ(P1)の上流に置かれた連結チャンバ(C4)に連結することが可能である、請求項1に記載の処理システム。
- 第2の流路は、専用弁を備えた第2の迂回チャネルを含み、それにより、第2の連結チャンバ(C3)を血液回収またはサンプリング手段(F5)に連結することが可能である、請求項1に記載の処理システム。
- 分配システム(2、2’)を通して分配される体積を制御するシステムであって:
専用ポンプ(P2、P3)および専用センサ(15、17)をそれぞれ含む、少なくとも2つの別個の流路と;
基準センサ(16)に連結される、期間Tの間に前記流路から連続的にサンプルを採取する一時的サンプリング手段(C8、V15、V21)と;
前記流路の体積センサ(15、17)および基準センサ(16)によって測定された体積を比較するコントローラと
を含む前記システム。 - 前記基準センサ(16)は、はかり、容積ポンプ、質量流量センサ、または体積を測定もしくは推測するのに用いることができる任意のセンサであることができる、請求項14に記載の制御システム。
- 収集したサンプルの回収手段(C9、F4)を含む、請求項14に記載の制御システム。
- 第1および第3の流路の体積センサ(17、15)、ならびに/あるいはポンプ(P3およびP2)を較正する方法であって:
第1の流路(もしくは第3の流路)からサンプルを収集する工程と;
第1の流路の体積センサ(17)(もしくは第3の流路のセンサ(15))によってサンプルの体積を測定する工程と;
比較手段(16)によってサンプルの体積を測定する工程と;
測定値を比較する工程と;
センサおよび/またはポンプを較正する工程と
を含む較正前記方法。 - サンプルを、規則的もしくは不規則な間隔で、処理の前および/または最中に少なくとも一度収集することができる、請求項17に記載の方法。
- サンプルは、処理中に少なくとも一度排除されるか、あるいは前記比較手段(16)によって格納されるか、または専用に設けられたレセプタクルに格納される、請求項17に記載の方法。
- 加熱された流体を分配するデバイスであって:
液体供給手段(F1)と、
前記液体供給手段(F1)に連結された主ポンプ(P2)と、
加熱手段(4)と、
主ポンプ(P2)によって供給され、2つの別個の流路に前記液体を分配する、分割要素(C1)と、
追加のポンプ(P2’)とを含み、
前記追加のポンプ(P2’)が前記流路の1つに位置し;
前記加熱手段(4)が可撓性バッグであって、第1のポンプ(P2)と第2のポンプ(P2’)との間に置かれる、前記デバイス。 - 前記加熱手段(4)は分割要素(C1)の上流に位置する、請求項20に記載のデバイス。
- 主ポンプ(P2)は、追加のポンプ(P2’)の送達速度に少なくとも等しい送達速度を有する、請求項20に記載のデバイス。
- 第2のポンプ(P2’)は、可変の送達速度を有し、ポンプ(P2’)の流路と他の流路との間で液体を配分する、請求項22に記載のデバイス。
- 医療用デバイス(100)を流れる流体Fl1の圧力を測定するデバイスであって:
前記液体Fl1が流れる少なくとも1つの流路(103)からと;
前記流路(103)を測定区域(101)に連結する少なくとも1つのチャネル(102)からとで構成される;
剛体(105)と:
前記測定区域(101)を形成するとともに圧力センサ(107)を受け入れるように設計された可撓性膜(104)によって覆われる、少なくとも1つの開口部(106)と;
を含み、
前記チャネル(102)が、測定区域(101)の範囲までは、流体Fl1とは異なる流体Fl2を少なくとも部分的に含み、前記流体Fl2は、流体Fl1の圧力を測定区域(101)に伝達し、
前記チャネル(102)は、前記流体Fl1が前記測定区域(101)と接触することができないように設計された流量制限器である、前記デバイス。 - 圧力を伝達する前記チャネル(102)の長さおよび/または形状は、前記流体Fl2の膨張容量および/または測定される圧力範囲に応じて決まる、請求項24に記載の測定デバイス。
- 前記チャネル(102)は、流体Fl1が前記チャネル(102)内へと拡散しないことを担保するのに十分に狭い、少なくとも1つの区画を含む、請求項24に記載のデバイス。
- 前記膜(104)および前記センサ(107)は、流体Fl3によって分離される、請求項24に記載の測定デバイス。
- 流体Fl3および流体Fl2は、同じ物理特性を有する、請求項24に記載の測定デバイス。
- 流体Fl3および流体Fl2は、同一であり、空気であることができる、請求項24に記載の測定デバイス。
- 前記チャネル(102)は、疎水性であることができるフィルタ(108)、または膜を含み、前記フィルタまたは前記膜は、Fl1とFl2との間に挿入される、請求項24に記載の測定デバイス。
- 流体Fl2は脂質であり、Fl1は水性である、請求項24に記載の測定デバイス。
- 回転電動モータ(201)と、ピストン(207)と、電動モータ(201)とピストン(207)との間に挿入され、モータ(201)の回転運動をピストン(207)の線形的変位へと変換する手段とを含む、リニアアクチュエータ(200)であって、前記挿入された手段が:
前記ピストン(207)の内部に配置される少なくとも1つの周辺斜面(214)と、
前記電動モータのロータ(208)に固定され、周辺斜面(214)と協働するように設計された、少なくとも1つの支承手段(209)と、
ピストンが並進運動をガイドできるようにする少なくとも1つのガイド手段(203、216)とを含み、
斜面(214)が少なくとも1つの限界点を含み、1つの限界点(215)が、前記斜面(214)の頂点に位置し、ピストン(207)が前記支承手段(209)によって及ぼされる応力からピストン自体を自由にすることを可能にする通路(219)を含む、
前記リニアアクチュエータ。 - ロータの軸で、また斜面の少なくとも一部が前記支承手段に対して接触するように、ピストン(207)に対して力を及ぼす圧縮手段(205)をさらに含む、請求項29に記載のアクチュエータ。
- 前記斜面(214)は、ピストン(207)が少なくとも2つの平衡定常位置、すなわち:
支承手段(209)が前記斜面(214)に対して最小限の圧力を及ぼすか、または圧力を及ぼさず、圧縮手段(205)がモータ(201)から離れた位置へと前記ピストン(207)を押し戻す、第1の位置、
支承手段(209)が前記限界点(215)上に位置して、ピストン(207)をモータ付近の位置へと押しやる、第2の位置
を有することができるように設計される、請求項33に記載のアクチュエータ。 - 前記通路(219)は、斜面(214)の下側部分の下を延びる、請求項32に記載のアクチュエータ。
- 前記少なくとも1つの支承手段(209)は、前記ロータ(208)に垂直に固定された軸である、請求項32に記載のアクチュエータ。
- ピストン用の位置センサ(204)をさらに含む、請求項32に記載のアクチュエータ。
- 上記のいずれか1項に記載の少なくとも1つのリニアアクチュエータ(200)と、コントローラと、少なくとも1つの電力供給手段とを含む作動システムであって、少量のエネルギーを消費しながら、少なくとも1つのピストンを第2の位置から第1の位置へと変位させるように設計された、前記作動システム。
- 電力供給手段は、外部電源および/またはエネルギー貯蔵手段であることができ、前記外部電源が動作不能または不適切になったとき、前記エネルギー貯蔵手段がシステムによって使用可能である、請求項38に記載のシステム。
- ロータ(310)に固定された駆動手段によって駆動される浮動軸(301)を含む駆動デバイス(300)であって、
前記浮動軸(301)が、キャビティ(313)を形成するベース(311)およびカバー(302)の剛性アセンブリを含み、キャビティ(313)の内部に前記駆動手段(303)が少なくとも部分的に外接し;
前記駆動手段(303)が、前記キャビティ(313)の壁(309、309’)と協働するように設計された剛体(304)を含み、それによって、前記ロータ(310)の軸に対する浮動軸(301)の限定された自由度が許容される、前記駆動デバイス(300)。 - 前記キャビティ(313)は、少なくとも1つの協働要素(312)を含み、それによって前記駆動手段(303)が回転運動を前記浮動軸(301)に適用することができる、請求項40に記載のデバイス。
- 駆動手段(303)の本体は、平滑な丸み付けられた縁部を含み、キャビティ(313)は、平滑な壁を含む、請求項40に記載のデバイス。
- 前記キャビティの上部壁(309)および下部壁(309’)は円錐形のものである、請求項42に記載のデバイス。
- 駆動手段(303)は、長手方向軸(305)を含み、浮動軸(301)は、浮動軸(301)に沿って延びる第2のキャビティ(313’)を含み、長手方向軸(305)は、浮動軸の横方向運動を制限するために、第2のキャビティ(313’)内部に挿入される、請求項40に記載のデバイス。
- 駆動手段(303)を形成する要素の寸法が少なくとも浮動軸(301)の内部要素よりも小さい、上記のいずれか1項に記載のデバイス。
- 少なくとも1つの流体(406)の連続圧力分布のためのデバイスであって:
壁(404)によって制限された少なくとも1つの流路と、
流体(406)を前記流路に供給するポンプと、
流路内に配置され、前記流路の壁(404)の区画に取って代わる減衰手段(403、405)とを含み、
前記減衰手段がポンプの付近に位置する、前記デバイス。 - 前記減衰手段は、圧縮性流体が内部で捕捉されるキャビティである、請求項46に記載のデバイス。
- 前記圧縮性流体はガスである、請求項47に記載のデバイス。
- 前記キャビティは1mlの体積を有する、請求項47に記載のデバイス。
- 前記減衰手段は可撓性膜である、請求項46に記載のデバイス。
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