JP2022539605A - 血液の体外治療のための装置及び血液の体外治療のための装置の膜ガス交換器における水分損失を決定するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
‐患者液体除去を、制御されない量で増加する。
‐血液を冷却する(水分蒸発に関連する有意な潜熱)。
オプションとして、血液治療ユニットと、
オプションとして前記血液治療ユニットに結合された体外血液回路と、
前記体外血液回路のポンプ部分に結合されるように構成された血液ポンプと、
オプションとして、前記血液治療ユニットに結合された液体回路と、
前記体外血液回路内を流れる血液から及び/又は前記液体回路内を流れる液体とガスを交換するために、前記体外血液回路及び/又は前記液体回路に動作可能に連結された少なくとも1つの膜ガス交換器であって、前記膜ガス交換器は、前記体外血液回路又は前記液体回路に液体連通する血液又は液体入口及び血液又は液体出口を有する血液又は液体側と、掃引ガスによって交差され、ガス入口及びガス出口を有するガス側とを有する、少なくとも1つの膜ガス交換器と、
タスクの実行を命令するように構成された制御ユニットであって、前記タスクは、少なくとも以下のステップ、
‐前記膜ガス交換器の前記血液又は液体側を通って流れる前記血液又は液体と、前記膜ガス交換器の前記ガス側を通って流れる前記掃引ガスとの間でガスを交換すること、
‐ガス交換に起因して前記膜ガス交換器内で生じる血液又は液体水分損失の決定すること、
‐前記水分損失を知らせる信号を発すること、及び/又は前記水分損失を少なくとも部分的に、オプションとして自動的に、補償すること
を含む、装置に関する。
オプションとして、血液治療ユニットと、
オプションとして前記血液治療ユニットに結合された体外血液回路と、
前記体外血液回路のポンプ部分に結合されるように構成された血液ポンプと、
オプションとして、前記血液治療ユニットに結合された液体回路と、
前記体外血液回路内を流れる血液と及び/又は前記液体回路内を流れる液体とガスを交換するために、前記体外血液回路及び/又は前記液体回路に動作可能に連結された少なくとも1つの膜ガス交換器であって、前記膜ガス交換器は、前記体外血液回路又は前記液体回路に液体連通する血液又は液体側と、掃引ガスによって交差されるガス側とを有する、少なくとも1つの膜ガス交換器とを備え、
前記方法は、
‐前記膜ガス交換器において、前記血液又は液体と、前記掃引ガスとの間でガスを交換すること、
‐ガス交換に起因して前記膜ガス交換器内で生じる血液又は液体水分損失の決定すること、
‐前記水分損失を知らせる信号を発すること、及び/又は前記水分損失を少なくとも部分的に、オプションとして自動的に、補償すること
を含む、方法に関する。
オプションとして、血液治療ユニットと、
オプションとして前記血液治療ユニットに結合された体外血液回路と、
前記体外血液回路のポンプ部分に結合されるように構成された血液ポンプと、
オプションとして、前記血液治療ユニットに結合された液体回路と、
前記体外血液回路内を流れる血液と及び/又は前記液体回路内を流れる液体とガスを交換するために、前記体外血液回路に動作可能に連結された少なくとも1つの膜ガス交換器であって、前記膜ガス交換器は、前記血液回路又は前記液体回路に液体連通する血液又は液体側と、掃引ガスによって交差されるガス側とを有する、少なくとも1つの膜ガス交換器とを備え、
前記方法は、
‐前記膜ガス交換器の前記ガス側における掃引ガス流量を取得することと、
‐
‐少なくとも前記掃引ガス流量の関数として前記血液又は液体水分損失を計算することとを含む、方法に関する。
‐前記膜ガス交換器の前記ガス側における掃引ガス流量を取得することと、
‐オプションとして、前記膜ガス交換器の前記ガス出口における水分飽和量を取得することと、
‐オプションとして、前記膜ガス交換器の前記ガス入口における水分飽和量を取得することと、
‐少なくとも前記掃引ガス流量と、オプションとして前記ガス出口における前記水分飽和量と、オプションとして前記ガス入口における前記水分飽和量との関数として、前記血液又は液体水分損失を計算することとを含む。
‐前記膜ガス交換器の前記ガス出口における相対湿度を取得することと、
‐オプションとして、前記膜ガス交換器の前記ガス入口における相対湿度を取得することと、
‐前記ガス出口における前記相対湿度と、オプションとして前記ガス入口における前記相対湿度との関数としても前記血液水分損失を計算することとをさらに含む。
‐前記掃引ガス流量を直接的又は間接的に測定することと、
‐掃引ガス流量の規定値を収集することとを含む。
‐前記膜ガス交換器の前記血液又は液体入口における血液又は液体入口温度を取得することと、
‐前記血液又は液体入口温度の関数としての前記水分飽和量を計算することとを含み、
オプションとして、前記掃引ガスが加湿されるならば、前記ガス入口における前記水分飽和量を取得することは、
‐加湿温度を取得することであって、オプションとして、前記加湿温度は、測定又は計算されるか、又は一定のデフォルト値、オプションとして室温である、ことと、
‐前記加湿温度の関数として前記ガス入口における前記水分飽和量を計算することとを含む。
‐前記膜ガス交換器のタイプから、オプションとして前記掃引ガス流量のタイプから前記ガス出口における前記相対湿度を導出することと、
‐例えば前記膜ガス交換器のタイプが未知であるならば、前記ガス出口における前記相対湿度が100%に等しいと仮定することと、
オプションとして、前記ガス入口における前記相対湿度を取得することは、
‐前記掃引ガスが加湿されているならば、前記ガス入口における前記相対湿度が100%に等しいと仮定することと、
‐前記掃引ガスが加湿されていないならば、前記ガス入口における前記相対湿度が0%に等しいと仮定することとを含む。
‐前記膜ガス交換器の前記ガス側における掃引ガス流量を取得することと、
‐前記膜ガス交換器の前記血液又は液体入口における血液又は液体入口温度を取得することと、
‐室温を取得することと、
‐少なくとも前記掃引ガス流量及び前記血液又は液体入口温度と、オプションとして前記室温の関数として、前記血液又は液体水分損失を計算することとを含む。
‐前記血液又は液体入口温度の関数としての前記ガス出口における水分率を計算することと、
‐前記室温の関数として前記ガス入口における水分率を計算することと、
‐前記ガス出口における前記水分率と、前記ガス入口における前記水分率との差として前記血液又は液体水分損失を計算することとを含む。
オペレータはユーザ・インタフェースを通じて血液流量QBの設定値を入力してもよく、制御ユニット10は治療中に、設定された血液流量QBに基づいて血液ポンプ11を制御するように構成される。
‐膜ガス交換器19の血液側を通じて流れる血液からのガス(CO2)を除去することと、
‐ガス交換(すなわち、掃引ガスへの水の蒸発)に起因して膜ガス交換器19内で生じる血液水分損失Qeccorを決定することと、
‐水分損失を知らせる信号を発すること、及び/又は前記水分損失Qeccorを少なくとも部分的に補償することとを含む。
i) Qeccor=Qgas×Csaturation_out×(RHoutlet/100)
ここで、
Qeccorは、ガス交換器19におけるの血液水分損失、
Qgasは、ガス交換器19を通る掃引ガス流量、
Csaturation_outは、ガス出口19dにおけるの水分飽和量、
RHoutletは、ガス出口19dにおける相対湿度である。
ii) Qeccor=Qgas×((Csaturation_out×(RHoutlet/100))-(Csaturation_in×(RHinlet/100))
ここで、
Qeccorは、ガス交換器19における血液水分損失、
Qgasは、ガス交換器19を通る掃引ガス流量、
Csaturation_outは、ガス出口19dにおけるの水分飽和量、
RHoutletは、ガス出口19dにおける相対湿度、
Csaturation_inは、ガス入口19cにおける水分飽和量、
RHinletは、ガス入口19cにおける相対湿度である。
iii) Qeccor=[Qgas×(α(Tin))]-[Qgas×(β(Troom))]
ここで、
Qgas×(α(Tin))は、ガス出口19dにおける水分率、
Qgas×(β(Troom)は、ガス入口19cにおける水分率、
Tinは、血液入口19aにおける血液温度、
Troom は、室温である。
1) α(Tin)=(a+b×Tin)
2) β(Troom)=d+e×Troom
式1及び2は、空気水飽和テーブルから、又は実験的測定から導出されてもよい。
純水が体外血液回路内に直接的に注入されるならば、溶血を最小化するために、混合部位で水ライン22が体外血液回路内に終端する。
Claims (23)
- 血液の体外治療のための装置であって、
体外血液回路と、
前記体外血液回路のポンプ部分に結合されるように構成された血液ポンプ(11)と、
前記体外血液回路内を流れる血液とガスを交換するために前記体外血液回路に動作可能に結合された少なくとも1つの膜ガス交換器(19)であって、前記膜ガス交換器(19)は、前記体外血液回路に液体連通する血液入口(19a)及び血液出口(19b)を有する血液側(201)と、掃引ガスによって交差され、ガス入口(19c)及びガス出口(19d)を有するガス側(202)とを含む、少なくとも1つの膜ガス交換器(19)と、
タスクの実行を命令するように構成された制御ユニット(10)であって、前記タスクは、少なくとも以下のステップ、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記血液側(201)を通って流れる前記血液と、前記膜ガス交換器(19)の前記ガス側(202)を通って流れる前記掃引ガスとの間でガスを交換すること、
‐ガス交換に起因して前記膜ガス交換器(19)で生じる血液水分損失(Qeccor)を決定すること、
‐前記水分損失(Qeccor)を知らせる信号を発すること、及び/又は前記水分損失(Qeccor)を少なくとも部分的に補償すること
を含む、制御ユニット(10)とを備える装置。 - 血液の体外治療のための装置であって、
血液治療ユニット(2)と、
前記血液治療ユニット(2)に結合された体外血液回路と、
前記体外血液回路のポンプ部分に結合されるように構成された血液ポンプ(11)と、
前記血液治療ユニット(2)に結合された液体回路と、
前記体外血液回路内を流れる血液又は前記液体回路内を流れる液体とガスを交換するために前記体外血液回路又は前記液体回路に動作可能に結合された少なくとも1つの膜ガス交換器(19)であって、前記膜ガス交換器(19)は、前記体外血液回路又は前記液体回路に液体連通する血液又は液体入口(19a)及び血液又は液体出口(19b)を有する血液又は液体側(201)と、掃引ガスによって交差され、ガス入口(19c)及びガス出口(19d)を有するガス側(202)とを含む、少なくとも1つの膜ガス交換器(19)と、
タスクの実行を命令するように構成された制御ユニット(10)であって、前記タスクは、少なくとも以下のステップ、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記血液又は液体側(201)を通って流れる前記血液又は液体と、前記膜ガス交換器(19)の前記ガス側(202)を通って流れる前記掃引ガスとの間でガスを交換すること、
‐ガス交換に起因して前記膜ガス交換器(19)で生じる血液又は液体水分損失(Qeccor)を決定すること、
‐前記水分損失(Qeccor)を知らせる信号を発すること、及び/又は前記水分損失(Qeccor)を少なくとも部分的に補償すること
を含む、制御ユニット(10)とを備える装置。 - 請求項1又は2に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失を決定することは、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記ガス側(202)における掃引ガス流量(Qgas)を取得することと、
‐少なくとも前記掃引ガス流量(Qgas)の関数として前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することとを含む、装置。 - 請求項3に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失を決定することは、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記ガス出口(19d)における水分飽和量(Csaturation_out)を取得することと、
‐オプションとして、前記膜ガス交換器(19)の前記ガス入口(19c)における水分飽和量(Csaturation_in)を取得することと、
‐前記ガス出口(19d)の前記水分飽和量(Csaturation_out)と、オプションとして前記ガス入口(19d)の前記水分飽和量(Csaturation_in)との関数としても前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することとを含む、装置。 - 請求項3又は4に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失を決定することは、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記ガス出口(19d)における相対湿度(RHoutlet)を取得することと、
‐オプションとして、前記膜ガス交換器(19)の前記ガス入口(19c)における相対湿度(RHinlet)を取得することと、
‐前記ガス出口(19d)における前記相対湿度(RHoutlet)と、オプションとして前記ガス入口(19c)における前記相対湿度(RHinlet)との関数としても前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することとをさらに含む、装置。 - 請求項3乃至5の何れか1項に記載の装置であって、前記掃引ガス流量(Qgas)を取得することは、
‐前記掃引ガス流量(Qgas)を直接的又は間接的に測定すること、又は
‐掃引ガス流量(Qgas)規定値を収集することを含む、装置。 - 請求項5が請求項4に従属する場合又は請求項6が請求項4又は5に従属する場合の請求項4乃至6の何れか1項に記載の装置であって、前記ガス出口(19d)における前記水分飽和量(Csaturation_out)を取得することは、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記血液又は液体入口(19a)における血液又は液体入口温度(Tin)を取得することであって、オプションとして、前記血液又は液体入口温度(Tin)は、測定又は計算されるか、又は一定のデフォルト値である、ことと、
‐前記血液又は液体入口温度(Tin)の関数として前記ガス出口(19d)における前記水分飽和量(Csaturation_out)を計算することとを含み、
オプションとして、前記ガス入口(19c)における前記水分飽和量(Csaturation_in)を取得することは、
‐加湿温度(Thum)を取得することであって、オプションとして、前記加湿温度(Thum)は、測定又は計算されるか、又は一定のデフォルト値である、ことと、
‐前記加湿温度(Thum)の関数として、前記ガス入口(19c)における前記水分飽和量(Csaturation_in)を計算することとを含む、装置。 - 請求項5に記載の、又は請求項5に従属する場合の請求項6又は7に記載の装置であって、前記ガス出口(19d)における前記相対湿度(RHoutlet)を取得することは、
‐前記膜ガス交換器(19)及び前記掃引ガス流量(Qgas)のタイプから前記ガス出口(19d)における前記相対湿度(RHoutlet)を導出すること、又は
‐前記ガス出口(19d)における前記相対湿度(RHoutlet)が100%に等しいと仮定することを含み、
オプションとして、前記ガス入口(19c)における前記相対湿度(RHinlet)を取得することは、
‐前記掃引ガスが加湿されているならば、前記ガス入口(19c)における前記相対湿度(RHinlet)が100%に等しいと仮定すること、又は
‐前記掃引ガスが加湿されていないならば、前記ガス入口(19d)における前記相対湿度(RHinlet)が0%に等しいと仮定することを含む、装置。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失を少なくとも部分的に補償することは、前記体外血液回路又は前記液体回路に水を加えること、及び/又は前記体外血液回路からの正味液体除去を低減することを含む、装置。
- 請求項9に記載の装置であって、前記体外血液回路又は前記液体回路へ水を加えることは、前記排出ポンプによって平衡されない、装置。
- 請求項1乃至10の何れか1項に記載の装置であって、前記血液治療ユニット(2)は、半透膜(5)によって分離された一次チャンバ(3)及び二次チャンバ(4)を含み、前記体外血液回路は、前記一次チャンバ(3)の入口(3a)に接続された脱血ライン(6)と、前記一次チャンバ(3)の出口(3b)に接続された返血ライン(7)とを含み、前記液体回路は、前記二次チャンバ(4)の出口(4b)に接続された排液ライン(12)と、前記排液ライン(12)上で動作する排出ポンプ(13)とを含み、前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を少なくとも部分的に補償することは、前記排出ポンプ(13)を調節することを含む、装置。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載の装置であって、水ライン(22、22′)を通じて前記体外血液回路に直接的又は間接的に接続された水、オプションとして溶液、オプションとしてグルコース溶液又は電解質/注入溶液のソースを含み、前記水ライン(22、22′)上で水ポンプ(24、24′)が動作し、前記水分損失を少なくとも部分的に補償することは、前記体外血液回路に、オプションとして前記溶液を介して、水を注入することを含む、装置。
- 請求項12に記載の装置であって、前記制御ユニット(10)は、前記計算された血液又は液体水分損失(Qeccor)の関数として、前記体外血液回路内に注入された前記水又は前記溶液の流量(Qwater)を調節するように構成される、装置。
- 請求項12又は13に記載の装置であって、前記水ライン(22)は、例えば前記血液ポンプ(11)の下流に位置する接続点における前記体外血液回路に直接的に接続される、装置。
- 請求項12又は14に記載の装置であって、前記血液治療ユニット(2)は、半透膜(5)によって分離された一次チャンバ(3)及び二次チャンバ(4)を含み、前記体外血液回路は、前記一次チャンバ(3)の入口(3a)に接続された脱血ライン(6)と、前記一次チャンバ(3)の出口(3b)に接続された返血ライン(7)とを含み、透析液ライン(14)が、前記二次チャンバ(4)の前記入口(4a)及び透析液源に接続され、少なくとも1つの透析ポンプ(15)が、前記透析液ライン(14)のポンプ部分に結合され又は結合されるように構成され、前記水ライン(22′)は、前記透析液ライン(14)に終端する、装置。
- 請求項15に記載の装置であって、前記水ライン(22′)は、前記透析ポンプ(15)と前記血液治療ユニット(2)との間に位置する接続点において前記透析液ライン(14)に接続される、装置。
- 請求項12乃至16の何れか1項に記載の装置であって、前記体外血液回路に接続された置換液の1つ以上の注入ライン(16)と、前記注入ライン(16)のポンプ部分に結合され又は結合されるように構成された少なくとも1つの注入ポンプ(18)とを備える注入回路を備え、前記水ライン(22)は、前記注入ライン(16)のうちの少なくとも1つに終端する、装置。
- 請求項1乃至17の何れか1項に記載の装置であって、少なくとも1つの構成において、前記液体回路は、前記二次チャンバ(4)に接続された閉ループを呈する、装置。
- 請求項1乃至18の何れか1項に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失を決定することは、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記ガス側(202)における掃引ガス流量(Qgas)を取得することと、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記血液又は液体入口における血液又は液体入口温度(Tin)を取得することと、
‐室温(Troom)を取得することと、
‐少なくとも前記掃引ガス流量(Qgas)及び前記血液又は液体入口温度(Tin)と、オプションとして前記室温(Troom)との関数として、前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することと、を含む、装置。 - 請求項19に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失を決定することは、
‐前記血液又は液体入口温度(Tin)の関数として前記ガス出口における水分率(Qgas-out)を計算することと、
‐前記室温(Troom)の関数として前記ガス入口における水分率(Qgas-in)を計算することと、
‐前記ガス出口における前記水分率と、前記ガス入口における前記水分率との差として、前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することとを含む、装置。 - 請求項20に記載の装置であって、前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することは、以下の式、
Qeccor=[Qgas-out×(α(Tin))]-[Qgas-in×(β(Troom))]
に従い、
Qgas-out×(α(Tin))は、前記ガス出口(19d)における前記水分率であり、
Qgas-in×(β(Troom)は、前記ガス入口(19c)における前記水分率であり、
Tinは、前記血液入口(19a)における前記血液温度であり、
Troomは、前記室温であり、
前記ガス出口における前記水分率(Qgas-out)と前記血液又は液体入口温度とを相関させるパラメータが計算を通じて導出され、前記ガス入口における前記水分率(Qgas-in)と前記室温とを相関させるパラメータが実験的試験によって導出される、装置。 - 血液の体外治療のための装置の膜ガス交換器における水分損失を決定するための方法であって、血液の体外治療のための前記装置は、
オプションとして、血液治療ユニット(2)と、
オプションとして前記血液治療ユニット(2)に結合された、体外血液回路と、
前記体外血液回路のポンプ部分に結合されるように構成された血液ポンプ(11)と、
オプションとして、前記血液治療ユニット(2)に結合された液体回路と、
前記体外血液回路内を流れる血液及び/又は前記液体回路内を流れる液体とガスを交換するために前記体外血液回路に動作可能に結合された膜ガス交換器(19)であって、前記膜ガス交換器(19)は、前記血液回路又は前記液体回路と液体連通する血液又は液体側(201)と、掃引ガスによって交差されるガス側(202)とを備え、
前記方法は、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記ガス側(202)における掃引ガス流量(Qgas)を取得することと、
‐少なくとも前記掃引ガス流量(Qgas)の関数として前記血液又は液体水分損失(Qeccor)を計算することとを有する方法。 - 請求項22に記載の方法であって、前記血液又は液体水分損失を決定することは、
‐前記膜ガス交換器(19)の前記ガス出口(19d)における水分飽和量(Csaturation_out)を取得することと、
‐オプションとして、前記膜ガス交換器(19)の前記ガス入口(19c)における水分飽和量(Csaturation_in)を取得することと、
‐前記ガス出口(19d)における前記水分飽和量(Csaturation_out)と、オプションとして前記ガス入口(19d)における前記水分飽和量(Csaturation_in)との関数としても、前記血液又は液体温度損失(Qeccor)を計算することとをさらに含む、方法。
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