JP6027129B2 - 複数の流体ラインを使用する医療システム - Google Patents
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Description
持続的携行式腹膜透析(CAPD)は、PDの一般的な形態である。患者は、CAPDを手動で1日当たり約4回行う。CAPDのための導出/導入処置中に、患者は、まず使用した腹膜透析液をその人の腹膜腔から導出し、次に、新しい腹膜透析液をその人の腹膜腔に注入する。この導出および導入処置は、通常約1時間掛かる。
持続的周期性腹膜透析(CCPD)は、1つの一般に使用されるAPDの手段である。CCPDのそれぞれの導入/滞留/導出段階中に、サイクラは、規定体積の透析液を導入する。規定された滞留期間後、サイクラは、患者からこの液体体積を完全に導出し、腹膜腔を空にするかまたは「ドライな状態にする」。典型的には、CCPDは、規定された治療体積を達成するために4〜8回の導入/滞留/導出サイクルを採用する。
イクラが提供する連続したCCPD導入/滞留/導出導入サイクルの導入体積とは異なるブドウ糖濃度を含むことができる。
TPDは、CCPDのように、最終の導入サイクルを備えることができる。これに代えて、TPDは、IPDのように、最終の導入サイクルを回避することができる。
た光を受けるように配置され、空間内のチューブ区画の存在または不在を判断する。
検出器は、チューブ区画が配置される空間を通過するように配置された光軸を有する充填状態発光体を備えることが可能である。空間は、筒状外面を有したチューブ区画を受容し、該チューブ区画を実質的に変形させることなくチューブ区画を保持するように配置されることが可能である。このように、検出器は、透析システムで頻繁に使用される共通のチューブで、特殊目的の接続具または他の構成要素を必要とせずに使用可能である場合がある。光学センサは、充填状態発光体の反対の空間の側に配置されることが可能であり、充填状態発光体によって放射された光を受けるように配置され、チューブ区画中の液体の存在または不在を判断する。一実施形態では、光学センサは、充填状態発光体の光軸に対して斜角に配置され、液体がチューブ区画中にあるか否かを検出するように配置されることが可能なセンサ光軸を有することが可能である。斜角は、90〜180°(例えば、約110〜120°)であることが可能であり、光学センサは、チューブ区画に液体が存在しても存在しなくても、充填状態発光体から光を受けるように配置されることも可能である。
を備えることが可能である。一実施形態では、単一の光検出器は、液体が患者ライン中にあるか否かと、患者ラインの存在または不在との両方を判断するために使用されることが可能である。患者ライン状態検出器は、上述したチューブ状態検出器が配置されることが可能である何れかの方法で配置されることが可能である。例えば、第1および第2発光体は、互いに隣接して、また、光学センサの反対側である患者ラインを受容するキャビティの側に配置されることが可能である。第3発光体は、光学センサのセンサ軸に対して斜角で配置されたその光軸を有するように配置されることが可能であり、それによって、患者ライン中の液体の検出を可能にする。上述したチューブ状態検出器の他の特徴部は、患者ラインの存在および/または患者ライン中の液体の存在などを示すための相対的な光源レベルの検出および使用を含み、患者ライン状態検出器に組み込まれることが可能である。
2つ以上の予め形成されたポンプ部分を備えることが可能である。他の実施形態では、膜は、カセットを備える必要がなく、例えば、サイクラの制御面がカセットと相互作用し、圧送および/またはバルブ機能を制御する。
って透析液ラインへの接続のためにキャップの取外しを補助する。
別の実施形態では、一又は複数のスパイクの主軸は、流体運搬用カセットの概して平面の本体と実質的に同じ平面にある。
第1方向に沿って移動するように配置されることが可能であり、キャップ・ストリッパは、キャリッジの透析液ライン上のキャップに係合するように配置されることが可能である。キャップ・ストリッパは、第1方向に沿ってキャリッジと共に移動するのに加え、第1方向に交わる第2方向に移動するように配置されることが可能である。例えば、キャリッジは、透析液ライン上のキャップをカセットのスパイク上のキャップと係合させるように第1方向にAPDサイクラのカセットに向かって移動することが可能である。キャップ・ストリッパは、キャップと係合し(例えば、キャリッジの動作に交わる方向に移動することによって)、次に、キャリッジがスパイクからキャップを取り外すためにカセットから離れる際にキャリッジと共に移動することが可能である。次に、キャリッジは、キャップ・ストリッパ上のキャップから透析液ラインのコネクタ端部を引っ張ることが可能であり、それは、この時点で露出している透析液ラインのコネクタ端部を、カセット上の露出したスパイクに係合させることを可能にするように、キャリッジを後退させることが可能である。
取り外すことなくスパイクからスパイク・キャップを取り外すこと、キャップをスパイク・キャップのそれぞれ1つに係合させること、および、空間内にコネクタ端部およびスパイクを維持して人間による接触から保護しつつ、複数のコネクタ端部を対応するスパイクに流体接続すること含んでいる。
圧力/真空の引き込みをもたらす。一実施形態では、実質的な時間は、5分以上、1時間以上、患者の腹膜腔に対する人為的な透析に適した体積の透析液を供給するかまたは取り除くのに必要な時間の50%以上、または他の適切な時間であることが可能である。
とも幾つかを包囲するハウジングと、該ハウジングに取り付けられ、ハウジングに取外し可能に取り付けられることが可能な流体運搬用カセットの動作を制御するように構築および配置された制御面とを備える。制御面は、流体の圧送およびカセットのバルブ動作を制御するように配置された複数の移動可能な部分を有することが可能であり、移動可能な部分のうちの少なくとも1つは、移動可能な部分近傍の領域から流体を取り出すように配置された付随する真空ポートを有することが可能である。
ことが可能である。別の実施形態では、第3および第4圧力は、2室内の圧力が約50〜70%の均一化に達したとき、例えば、2室内の圧力が均一化圧力値の約50〜70%の範囲内にある初期値から変化したときに、一度に測定されることが可能である。このように、第1および第2圧力の測定値と第3および第4圧力の測定値との間の時間を最小限することが可能である。
であり、それらは最小または閾値以下の差の値に対応する。
本発明の別の態様では、医療用点滴システムは、ポンプ制御室と、該ポンプ制御室に関連づけられた制御面であって、該制御面の少なくとも一部が、ポンプ制御室内の圧力変化に応じて移動可能であることと、制御面に隣接して配置された少なくとも1つのポンプ室を有し、少なくとも1つのポンプ室内の流体が制御面の一部の動作に応じて移動するように配置された流体運搬用カセットと、ポンプ制御室に流体接続可能な参照室と、ポンプ制御室内の圧力を調整するように配置され、従って流体運搬用カセットのポンプ室内の流体の移動を制御する制御システムとを備える。制御システムは、ポンプ制御室が参照室から分離されるときに、ポンプ制御室の第1圧力を測定し、参照室がポンプ制御室から分離されるときに、参照室の第2圧力を測定し、ポンプ制御室および参照室を流体接続し、参照室およびポンプ制御室を流体接続した後で、ポンプ制御室および参照室にそれぞれ関連づけられた第3および第4圧力を測定し、第1、第2、第3、および第4の測定された圧力と、ポンプ制御室および参照室が流体接続されるときに断熱的に生じるようなポンプ制御室および参照室内の圧力均一化を規定する数学的モデルとに基づいて、ポンプ制御室の容積を判断するように配置されることが可能である。
置との間でチューブ接触部材を移動させることが可能である。閉塞部は、力アクチュエータによって閉塞部材に力が加えられない場合であっても、オペレータがチューブ接触部材をチューブ閉塞位置から開位置に手動で移動させることを可能にするように構成および配置された解放部材を備えることが可能である。力アクチュエータは、第1および第2閉塞部材の両方を曲げるのに十分な力を加えることが可能であり、その結果、第1および第2閉塞部材を曲げるための力アクチュエータによる力の付与に際して、チューブ接触部材は、チューブの閉塞と開位置との間で動作することが可能である。閉塞部材は、対向する第1および第2端に共に枢動可能に接続された板バネであること可能であり、チューブ接触部材は、第1端で板バネに接続されたピンチヘッドであることが可能である一方、板バネの第2端は、閉塞部が接続されるハウジングに直接的または間接的に取り付けられることが可能である。一実施形態では、力アクチュエータは、第1および第2閉塞部材間に配置された膨張式の空気袋を備える。力アクチュエータは、第1および第2閉塞部材が対向する領域における第1および第2閉塞部材間の距離を増大させることが可能であり、その結果、チューブ閉塞と開位置との間でチューブ接触部材を移動させる。一実施形態では、力アクチュエータは、チューブ接触部材をチューブ閉塞位置から開位置に移動させるために閉塞部材の一方または両方を曲げることが可能である。
[APDシステム]
図1は、本発明の一又は複数の態様を組み込むことが可能な自動腹膜透析(APD)システム10を示している。図1に示されるように、例えば、この例示の実施形態におけるシステム10は、透析液供給セット12(或る実施形態では、使い捨て式であることができる)と、透析液容器20(例えば、バッグ)によって供給される液体を圧送するために供給セット12と相互作用するサイクラ14と、APD処置を行うための処理を管理する制御システム16(例えば、プログラムされたコンピュータまたは他のデータプロセッサ、コンピュータ・メモリ、ユーザまたは他の装置に情報を提供し、ユーザまたは他の装置から入力を受信するインタフェース、一又は複数のセンサ、アクチュエータ、リレー、空
気圧ポンプ、タンク、電源、および/または他の適切な構成要素であり、ユーザ制御入力を受けるための幾つかのボタンだけが図1に示されているが、制御システムの構成要素に関するさらなる詳細が以下に提供される)とを備える。この例示の実施形態では、サイクラ14および制御システム16は、共通のハウジング82に付随されているが、2つ以上のハウジングに関連づけられることが可能である、および/または、互いから分離されることが可能である。サイクラ14は、テーブル面または家庭で通常見受けられる他の比較的小さな面での操作に適した、コンパクトな設置面積を有することが可能である。サイクラ14は、例えば、ハウジング82の対向面のハンドルを介して手によって担持される、軽量かつポータブルであることが可能である。
他の材料(例えば、水と混合するかまたは様々な種類の透析液を混合することによって透析液を作製するためにサイクラ14によって使用される材料)を収容することが可能である。ライン30は、カセット24のスパイク160に接続されることが可能であり、それは取外し可能なキャップによって覆われて図1に示されている。より詳細に下に記述される本発明の一態様では、サイクラ14は、カセット24の一又は複数のスパイク160からキャップを自動的に取り外し、それぞれのスパイク160に透析液容器20のライン30を接続することが可能である。この特徴部は、スパイク160との非減菌アイテムの接触の機会を減らすことによって、感染または汚染の可能性を減少することを補助することが可能である。
[カセット]
本発明の一態様では、カセット24は、透析液供給ラインに対して別々に閉塞することができる患者および導出ラインを備えることが可能である。つまり、患者ラインとの間の安全な臨界流れは、一又は複数の透析液供給ラインを通じた流れを閉塞する必要なしに、例えば、流れを止めるためにラインを挟むことによって制御されることが可能である。こ
の特徴部は、閉塞が、患者の安全性に殆ど効果がないかまたはまったく効果がない他のラインの閉塞とは反対に、2本のラインだけに対して行われることが可能であるので、単純化された閉塞装置を可能にすることがある。例えば、患者または導出ラインの接続部が非接続の場合には、患者および導出ラインを閉塞することが可能ある。しかし、透析液供給源および/またはヒータバッグ・ラインは、流れに対して開いたままであることが可能であり、それによって、サイクラ14に次の透析サイクルの準備をさせる。例えば、患者および導出ラインの個別の閉塞は、一又は複数の容器20からヒータバッグ22または他の透析液容器20にサイクラ14が透析液を圧送し続けることを許容しつつ、患者の安全性を確実にするのを補助することが可能である。
ト150)、導出(ポート152)および患者(ポート154)用のポートを示している。これらのポートのそれぞれは、例えば、外側リングまたはスカート158から延びた中央チューブ156または単独の中央チューブなどに、任意の適切な方法で配置されることが可能である。ヒータバッグ、導出および患者ライン26,28,34のそれぞれに対する可撓性チューブは、中央チューブ156に接続され、外側リング158(存在すれば)によって係合されることが可能である。
された(または形成された)ドーム状の形状151を持った平坦部材として概して形成されることが可能である。予め形成されたポンプ室部分151のドーム状の形状は、例えば、図5に示される種類の真空成形型に亘って膜を加熱および形成することによって構築されることが可能である。図5に示されるように、真空は、金型の壁に沿った多数の孔を通じて適用されることが可能である。これに代えて、金型の壁は、多孔性の気体浸透材料から構築されることができ、それは成型された膜のより均一に滑らかな表面をもたらすことが可能である。1例では、成型された膜シート15は、真空形態金型に取り付けられたままばり取りされる。次に、真空形態金型は、カセット本体18に対してばり取りされた膜シート15を押し付けて、それらを一緒に結合させる。1実施態様において、膜シート15、16はカセット本体18に熱溶着される。このように、膜15がポンプ室181に最大限に移動され、(潜在的に)スペーサ要素50と接触するように移動されるとき(例えば、ポンプ室181から流体を圧送する場合を図4において実線で示すように)、および、膜15がポンプ室181から最大に引き戻されるとき(例えば、ポンプ室181に流体を引き込む場合を図4における破線で示すように)の両方の場合に、膜15の伸張を必要とせずに(または膜15の少なくとも最小限の伸張)、膜15は、ポンプ作用を達成すべくポンプ室181に対して移動することが可能である。膜15の伸張の回避は、圧力サージ、またはシートの伸張による流体供給圧力の他の変化を防止するのを補助する、および/または、ポンプ動作中の圧力変動を最小限にしようとする際のポンプの制御を単純化するのを補助することが可能である。より詳細に下に記述されるように、膜15の故障の可能性の減少(例えば、伸張中の膜15に付与される応力がもたらす膜15の裂けによる)、および/または、ポンプ供給量測定値の正確さの改善、を含む他の利点も見受けられる。一実施形態では、ポンプ室部分151は、ポンプ室181の約85〜110%であるサイズを有するように形成される(例えば、容積を規定する)ことが可能であり、例えば、ポンプ室部分151がポンプ室容積の約100%である容積を規定する場合、ポンプ室部分151は、ポンプ室181内に位置し、停止して応力のないまま、スペーサ50に接することが可能である。
態様によれば、ポンプ室181の内壁は、互いから離隔され、ポンプ室18の内壁から延びたスペーサ要素50を備えており、膜15の部分がポンプ室181の内壁と接触するのを防止するのを補助する(図4において右側ポンプ室181に示されるように、内壁は、側部181aおよび底部181bによって規定される。スペーサ50は、この実施形態では底部181bから上方に延びるが、側部181aから延びることができるかまたは他の方法で形成されることができる)。ポンプ室の内壁との膜15の接触を防止することによって、スペーサ要素50は、デッドスペース(またはトラップ容積)を提供することが可能であり、それは、ポンプ室181内の空気または他の気体をトラップして、幾つかの状況でポンプ室181から気体が圧送されるのを禁じるのを補助することが可能である。他の場合では、スペーサ50は、ポンプ室181の出口への気体の移動を補助することが可能であり、その結果、気体は、例えば準備中に、ポンプ室181から除去される。また、スペーサ50は、膜15がスペーサ要素50と接触するように押し付けられても、膜15がポンプ室内壁に付着するのを防止する、および/または、流れがポンプ室181を通じて継続することを可能にするのを補助することがある。加えて、もしシートが非均一にポンプ室内壁に接触した場合には、スペーサ50は、ポンプ室の出口ポート(開口187および/または191)の早期遮蔽を防止するのを補助する。スペーサ50の構成および/または機能に関するさらなる詳細は、米国特許第6,302,653号明細書および第6,382,923号明細書において提供されており、それらの両方は参照によってここに援用される。
させることが可能である。例えば、この実施形態では、スペーサ50間の空隙のサイズをその幅がスペーサ50の幅と略等しく作ることが有利であることも分かった。この特徴部は、膜15がポンプ動作中にスペーサ50と接触するように押し付けられる際に、膜15の変形(例えば、スペーサ50間の空隙への膜のたるみ)を防止するのを補助するように示されている。
れに対するチューブ156は、ベース部材18に形成されるそれぞれのバルブ・ウェル183と流体連通する。バルブ・ウェル183は、各バルブ・ウェル183を包囲する壁によって、および、ウェル183の周囲の壁との膜15の密閉係合によって、互いから流体的に分離されている。上述したように、膜15は、例えば、サイクラ14に搭載される際に、壁と接触するように押し付けられることによって、各バルブ・ウェル183の周囲の壁(およびベース部材18の他の壁)に密閉係合することが可能である。膜15がバルブ・ポート184と密閉係合するように押し付けられない場合には、バルブ・ウェル183中の流体は、それぞれのバルブ・ポート184に流入することが可能である。このように、各バルブ・ポート184は、バルブ・ポート184に関連づけられた膜15の部分を選択的に動作させることによって開閉されることができるバルブ(例えば、「ボルケーノバルブ」)を規定する。より詳細に下に記述されるように、サイクラ14は、膜15の部分の位置を選択的に制御することが可能であり、その結果、バルブ・ポート(ポート184など)は、様々な流体チャネルおよびカセット24内の他の経路を通じて流れを制御するように開閉されることが可能である。バルブ・ポート184を通じた流れは、ベース部材18の後ろ側に導かれる。ヒータバッグおよび導出(ポート150および152)に関連づけられたバルブ・ポート184については、バルブ・ポート184は、ベース部材18の後ろ側に形成された共通チャネル200に導く。バルブ・ウェル183におけるように、チャネル200は、シート16によって他のチャネルおよびカセット24の経路から分離され、チャネル200を形成するベース部材18の壁と密着する。患者ライン・ポート154に関連づけられたバルブ・ポート184については、ポート184を通じた流れは、ベース部材18の後ろ側の共通チャネル202に導かれる。
によって(および他のスパイク用の他のバルブ・ポート186を場合によって閉じることによって)、共通チャネル202に引き込まれることが可能である。また、下側ポンプバルブ・ポート190が開き、上側ポンプバルブ・ポート192が閉じられることが可能である。次に、ポンプ室181に関連づけられた膜15の部分(つまり、ポンプ膜151)を移動することが可能であり(例えば、ベース部材18およびポンプ室内壁から遠ざける)、その結果、ポンプ室181の圧力を低下させ、それによって、流体を、選択されたスパイク160を通じて、対応するバルブ・ポート186を通じて共通チャネル202に、開口188を通じて下側ポンプバルブ・ウェル189に、(開いた)下側ポンプバルブ・ポート190を通じて、下側開口187を通じてポンプ室181に引き込む。バルブ・ポート186は、独立して動作可能であり、任意の所望のシーケンスでまたは同時に、随意に、スパイク160および関連づけられた透析液源容器20のうちの何れか1つまたはそれらの組合せを通じて流体を引き込むことを可能にする(勿論、1つのポンプ室181だけがそれ自体に流体を引き込むように動作可能である必要がある。他のポンプ室は、動作不可能とされ、適切な下側ポンプバルブ・ポート190を閉じることによって流れに対して遮蔽したままとされることが可能である)。
導出ラインに圧送されることが可能である(これに代えて、流体は、サンプリングまたは導出の目的で一又は複数のスパイク160/ライン30にも送られることがある)。この動作は、十分な透析液が患者から取り除かれてドレインに圧送されるまで繰り返されることが可能である。
[患者ライン状態検出装置]
一態様では、患者ライン状態検出器は、患者への流体ライン(患者ライン34など)が患者に接続される前にいつ適切に流体を準備されたかを検出する(患者ライン状態検出器は患者ラインに関して記述されているが、本発明の態様が任意の適切なチューブ区画もしくは他の導管の存在、および/または、チューブ区画もしくは他の導管の充填状態の検出を含むと理解されるべきである。このように、本発明の態様は、チューブ状態検出器が任意の適切な導管と共に使用されることが可能であるので、患者ラインとの使用に限定されるものではない)。幾つかの実施形態では、患者ライン状態検出器は、流体ラインの患者接続端部のチューブ区画の適切な準備を検出するために使用されることができる。患者ライン34は、患者の血管、体腔、皮下、または別の器官中の留置カテーテルに接続されることが可能である。一実施形態では、患者ライン34は、腹膜透析システム10の構成要素であることが可能であり、患者の腹膜腔に透析液を送り、腹膜腔から流体を受け取る。ラインの先端部近傍のチューブ区画は、検出器のセンサ素子が位置する受け台に直立姿勢で配置されることが可能である。図9−1Aは、患者ライン状態検出器1000の典型的な構成の前方斜視図であり、それはハウジング82の左側外部(例えば、前方ドア141の左側)に取り付けられるかまたは露出されることが可能である。患者ライン34は、好
ましくは、患者に接続される前に準備されるべきである。なぜならば、そうでなければ患者に空気が送られ、合併症の危険性を高めるからである。幾つかの設定条件では、患者の腹膜透析カテーテルに接続される前に患者ライン34に1mLまでの空気が存在することを許容可能である。下に述べられる患者ライン状態検出器1000の典型的な構成は、一般にはこの基準を満たすかまたは超過する。なぜならば、それらの検出器が、ライン34の適切に位置したチューブ区画中の液位を検出することができ、その結果、最大でも約0.2mLの空気が準備後にライン34の先端に残存することができるからである。
て噛み合う形状(例えば、凸状の形状など)を有することが可能であり、受け台1016内の所定位置にコネクタ36をロックするのを補助する。これは、患者ライン34の準備中に検出器ハウジング1006からコネクタ36およびチューブ区画34aが不注意に取り外されるのを防止するのを補助する。コネクタ36の隆起要素37aが十分に可撓性のある材料(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、または他の同様の高分子ベースの材料など)で作られていれば、コネクタ36に対する引張力の閾値は、コネクタ36およびチューブ区画34aを検出器ハウジング1006から係合解除することができるであろう。
一態様では、検出器回路基板1022は、第1LED1028、第2LED1030、第3LED1032、および光学センサ1026を備えることが可能である。第1LED1028および第2LED1030は、チャネル1012の同じ側壁1018aを通じて光を導くように配置されることが可能である。第1LED1028および第2LED1030によって放射された光は、概して平行方向に、それらの光が最も近い側壁1018aに概して垂直に導かれることが可能である。光学センサ1026は、チャネル1012の反対の側壁1018bに沿って配置されることが可能である。さらに、第3LED1032は、チャネル1012の後壁1020に沿って配置されることが可能である。この例示の実施形態では、LEDおよび光学センサ1026のそのような構成は、患者ライン34の準備中に、患者ライン状態検出器1000が3つの異なる状態を検出することを可能にする(チューブ区画34aまたはコネクタ36が略完全に流体で充填されている(準備済み状態)、チューブ区画34aまたはコネクタ36が不完全に充填されている(未準備状態)、またはチューブ区画34aおよび/またはコネクタ36がチャネル1012から不在である(ライン不在状態))。
の光軸に対して91°〜179°の範囲の任意の角度を形成することができるように配置されることが可能である。好ましくは、その角度は、光学センサの光軸に対して約95°〜約135°の範囲内に設定されることが可能である。より好ましくは、LED1032は、光学センサ1026の光軸に対して約115°±5°の光軸を有するように設定されることが可能である。図9−3に示される例示の実施形態では、光学センサ1026の光軸に対するLED1032の光軸の角度θは、約115°±5°に設定された(この特定の実施形態における光学センサ1026の光軸は、後壁1020に概ね平行であり、側壁1018bに概ね垂直である)。光学センサ1026の光軸に対してLED1032の角度付けをすることの利点は、約115°の角度に配向されたLED1032と、これに対する、光学センサ1026の光軸に垂直または平行に向けられた光軸を持ったLEDとを使用して、流体充填チューブ区画(ウェット・チューブ)を空気充填チューブ区画(ドライ・チューブ)から識別する際の光学センサ1026の性能を比較する一連の試験で確認された。その結果は、角度付きLEDベースのシステムがチューブ区画34a中の液体の存在または不在を特定際によりロバストであったことを示した。角度付きLED1032を使用して光学センサの信号強度閾値を選択することが可能であり、この閾値よりも上で、空のチューブ区画34aが安定して検出されることが可能である。また、それよりも下で、液体で充填されたチューブ区画34aを安定して検出することが可能である、光学センサ信号強度閾値を選択することも可能である。
る場合、さらなる準備は停止させることが可能である。しかし、受容された信号が不定領域1031内、または「ドライ状態」領域内にある場合、サイクラは、圧送カセットによる患者ラインへの流体の一連の小さな増加するパルスを命令することが可能であり、流体のそれぞれのパルス後にLED信号強度は反復して読み取られる。次に、センサのレベルにおいて流体導入ラインを示す読み取りが達成されるや否や、準備を停止されることが可能である。流体の増加するパルスは、蓄圧器をポンプ作動または制御室に接続するバルブの短時間パルスを命令することによって達成されることが可能である。これに代えて、コントローラは、連続的圧力をポンプ作動または制御室にかけることを命令することが可能であり、ポンプの出口バルブが短時間、かつ一連の流体パルスを生成する近くで開くように命令することが可能である。
れることができる。患者ライン状態検出器1000が腹膜透析サイクラと共に使用される実施形態では、図9−14の領域1039内のLEDaおよびLEDbの値は、例えば、チャネル1012からのチューブ区画34aの不在を示すために使用されることができる。サイクラ・コントローラは、さらなるポンプ作用を休止し、患者ライン状態検出器1000内の患者ライン34の先端を適切に位置決めする必要性についてユーザ・インタフェース144を介してユーザに報知するようにプログラムされることができる。
(2)光学センサ1026の4つの異なる状態について問い合わせる。
(b)第1LED1028(LEDa)が点灯されている
(c)第2LED1030(LEDb)が点灯されている
(d)第3LED1032(LEDc)が点灯されている
(3)「点灯されたLEDがない」信号値を他の信号値のそれぞれから減算して、それらの環境補正値を判断し、「チューブなし」較正値としてこれらの3つの測定値を格納する。
(a)点灯されたLEDがない
(b)第1LED1028(LEDa)が点灯されている
(c)第2LED1030(LEDb)が点灯されている
(d)第3LED1032(LEDc)が点灯されている
(2)「点灯されたLEDがない」値を他の値のそれぞれから減算して、それらの環境補正値を判断する。
[結果]
環境補正LEDa値が0.10未満である場合、検出器に異物がある場合があるか、または、不確定であるとの結果がユーザに報告されることがある。
(a)LEDcに関連づけられた信号を確認し、
(i)LEDcに関連づけられた環境補正信号がその較正(チューブなし)値の約150%以上である場合、チューブ区画が空であるとユーザに報告する。
(iii)そうでなければ、結果は不確定であり、その測定(例えば、チューブ区画が移動中であるか、凹凸があるか、または不明瞭である場合がある)を繰り返すか、または、チューブ区画が検出器に適切に挿入されることを確実にするために確認されるべきであるとユーザに報告する。
a)光学センサ1026が点灯されたLEDを持たないかを問い合わせ、これをLEDなし値として格納する。
c)光学センサ1026について問い合わせ、LEDなし値をLEDc値から減算し、これを初期値として格納する。
e)光学センサ1026について問い合わせ、LEDなし値を次のLEDc値から減算する。
[透析液ラインオーガナイザ]
図9−6、図9−7、および図9−8は、それぞれ、未搭載のオーガナイザ1038の前方斜視図、未搭載のオーガナイザ1038の後方斜視図、および搭載済みのオーガナイザ1038の斜視図を示している。この実施形態では、オーガナイザ1038は、適度に可撓性のある材料(例えばPAXON AL55−003 HDPE樹脂など)から実質的に形成されることが可能である。オーガナイザ1038をこの材料または別の比較的可撓性のある高分子材料から形成することは、透析液ラインまたは透析液ライン・コネクタを着脱する際のオーガナイザの1038の耐久性を向上させる。
、導出ライン28、透析液ライン30、または患者ライン34の形状に倣うように、概して筒状の形状を有することが可能である。スロット1050の深さは、スロット1050の開口がスロット1050の内部領域よりも狭くなるようになっている。従って、一旦ラインがスロット1050に入れられると、それは所定位置にロックまたはスナップ嵌合される。次に、ラインは、スロット1050から取り外されるように所定の最小力を必要とすることがある。これは、ラインがオーガナイザ1050から不注意に取り外されないことを保証する。
[ドアラッチ・センサ]
図9−11は、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076の斜視図を示している。この例示の実施形態では、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076は、ドアラッチ1080に取り付けられるかまたは接続された磁石1078を備えることが可能であり、それが噛合するベースユニット・キャッチ1082を備えたラッチ位置を行き来するように枢動する際に、ドアラッチ1080と共に枢動することができる。センサ(図9−11には示されていない)は、ベースユニット・キャッチ1082近傍の、サイクラ14の前面パネル1084の後方に配置されることが可能であり、それによって、ドアラッチ1080がベースユニット・キャッチ1082に係合する際に、磁石1078の存在を検出する。一実施形態では、センサは、アナログのホール効果センサであることが可能である。ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076の目的は、ドア141が閉じられることと、ドアラッチ1080がキャッチ1082と十分に係合して構造上正常な接続を確実にすることとの両方を確認することである。図9−11aは、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076の断面図を示している。センサ1079は、前面パネル1084の後ろの回路基板1077上に配置される。センサ1079は、磁石1078の動線から好ましくは軸をオフセットして配向される。なぜならば、この配向では、センサ1079が、ドア141が閉じられる際に前面パネル1084に近づくほど、磁石1078の様々な位置をより良好に判断することが可能だからである。
検出することが可能である。ドアラッチ1080用のこれらの係合閾値は、ドアラッチ1080とキャッチ1082との間の容認可能な係合に対する略中間範囲に設定されることが可能である。これは、時間、温度、および他の変動によってセンサのドリフトを考慮することによってロバストな設計を保証するのを補助することができる。
noFieldRatio(シムなし比)は、ドア141が完全に開いた状態で(VDoor_Latch/VMonitor_5V0)によって演算される。
比=0.0は、磁界がないことを示し、
比>0.0は、幾らかの磁界を示しており、方向は特定しない。
nearRatio=noShimRatio−(0.025/0.060)×(noShimRatio−withShimRatio) …(2)
farRatio=noShimRatio−(0.035/0.060)×(noShimRatio−withShimRatio) …(3)
一実施形態では、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076は、較正ファイルにnoF
ieldRatio、nearRatio、およびfarRatioを保存することが可能である。次に、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076は、較正ファイルからnoFieldRatio、nearRatio、およびfarRatioをロードすることが可能であり、次に、センサ・アセンブリ1076は、センサ1079用のヒステリシス範囲としてnearRatioおよびfarRatioを使用することが可能である。次に、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076は、ドア141が開いている初期条件から開始し、次に、ラッチ・センサ比を繰り返し演算することが可能である。ラッチ・センサ比がnearRatio以上である場合には、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076は、ラッチ状態を閉に変更し、ラッチ・センサ比がfarRatio以下である場合には、ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076は、ラッチ状態を開に変更する。ドアラッチ・センサ・アセンブリ1076に対する他の実施形態では、middleRatioが、noShimRatioおよびwithShimRatioの平均を取ることによって較正データから演算されることができる。この場合には、middleRatio以上の測定値は、ドアラッチ1080が係合していることを示し、middleRatio以下の測定値は、ドアラッチ1080が係合していないことを示している。
[設定ローディングおよび動作]
図10は、図1のAPDシステム10の斜視図を示しており、サイクラ14のドア141が開位置まで下げられ、カセット24用の取付位置145および透析液ライン30のキャリッジ146を露出している(この実施形態では、ドア141は、ドア141の下部でヒンジによってサイクラ・ハウジング82に取り付けられている)。セット12をロードする際に、カセット24は、膜15およびカセット24のポンプ室側が上方に臨んだ状態で取付位置145に配置され、ポンプ室とバルブ・ポートに関連づけられた膜15の部分は、ドア141が閉じられたときに、サイクラ14の制御面148と相互作用する。取付位置145は、ベース部材18の形状と一致するように形成されることが可能であり、それによって、カセット24の取付位置145における適切な配向を確実にする。この例示の実施形態では、カセット24および取付位置145は、カセット24を取付位置145に適切な配向で配置することをユーザに要求するか、または、ドア141が閉じないように、大きい半径の単一のコーナを持った概して長方形の形状有している。しかし、カセット24および/または取付位置145に対する他の形状または配向の特徴も可能であると理解されるべきである。
って、制御面148と接触するように押し付けられることが可能である。カセット24のこの封じ込めは、膜15および16を壁およびベース部材18の他の特徴部と接触するように押し付けることが可能であり、それによって、望まれるようにチャネルおよびカセット24の他の流体経路を分離する。制御面148は、可撓性のあるガスケット(例えば、1枚のシリコンゴムまたは他の材料)を備えることが可能であり、それは、膜15に関連づけられ、膜15の部分を選択的に移動させて、ポンプ室181のポンプ作用とカセット24のバルブ・ポートの開閉をもたらすことができる。制御面148は、膜15の様々な部分に関連づけられることが可能であり、例えば、互いと密着されることが可能であり、その結果、膜15の部分は、制御面148の対応する部分の動作に応じて移動する。例えば、膜15および制御面148は、互いに接近して配置されることが可能であり、適切な真空(または周囲よりも低い圧力)は、制御面148に適切に配置された真空ポートを通じて導入され、膜15と制御面148との間で維持されることが可能であり、その結果、膜15および制御面148は、バルブ・ポートを開閉させる、および/または、ポンプ作用をもたらすための動作を必要とする少なくとも膜15の領域において、本質的に互いに貼り付く。別の実施形態では、膜15および制御面148は、互いに付着するか、または、適切に関連づけられることが可能である。
域33のインジケータによってライン30の特徴を検出する能力に関する本発明の態様は、ユーザがシステム動作に影響することなくキャリッジ146の任意の位置にライン30を配置することを可能にするような利点を提供することが可能である。つまり、サイクラ14が透析液ラインの特徴を自動的に検出することができるので、システムが適切に機能するためにキャリッジ146の特定の位置に特定のラインを配置することを保証する必要はない。これに代えて、サイクラ14は、どのライン30がどこにあるかを特定し、カセット24および他のシステム特徴部を適切に制御する。例えば、或るライン30および接続された容器は、例えば、後の試験のために、使用済み透析液を受けるように意図されることがある。サイクラ14がサンプル供給ライン30の存在を特定することができるので、サイクラ14は、適切なスパイク160およびライン30に使用済み透析液を送ることができる。上で議論したように、カセット24のスパイク160がすべて共通チャネルに供給するので、任意の特定のスパイク160からの入力は、バルブおよび他のカセット特徴部を制御することによって、任意の望ましい方法でカセット24に送られることができる。
142に配置されることが可能であり、それは、蓋143を持ち上げることによって露出される(この実施形態では、下で議論されるように、サイクラ14は、ハウジング82に枢動可能に取り付けられたユーザまたはオペレータ・インタフェース144を備えている。ヒータバッグ22がトレイ142内に配置されることを可能にするために、インタフェース144は、トレイ142から上方に枢動して出されることが可能である)。本技術分野では公知なように、ヒータ・トレイ142は、ヒータバッグ22内の透析液を適温(例えば、患者への導入に適切な温度)に加熱することが可能である。本発明の態様によれば、蓋143は、例えば、トレイ142内のヒータバッグ22を配置した後で閉じられることが可能であり、それによって、熱をトラップして加熱処理を促進するのを補助する、および/または、その加熱面などのヒータ・トレイ142の比較的暖かい部分を触ることまたは他の接触を防止するのを補助する。一実施形態では、蓋143は、閉位置にロックされることが可能であり、それによって、例えば、トレイ142の部分が皮膚の火傷をもたらすことがある温度に加熱される状況で、トレイ142の加熱部分に触れることを防止する。蓋143の開放は、例えばロックによって、蓋143の下側の温度が適切に低い温度になるまで防止されることが可能である。
イズを判断することが可能である。患者ラインの種類を示す、カセット24、患者ライン34、または他の構成要素上のバーコードまたは他のインジケータを認識するなどの、他の技術を使用することも可能である。
094を延設するように設計されている。膜ポート1094が処置中に任意の箇所にさらに延ばされる場合には、キャリッジ146の壁は、フランジ1096を支持することが可能である。
析液ライン30を露にする。
への変更なしに、異なる画像センサを使用することを可能にすることがある。最後に、画像符号化は、オープンソース・パッケージのlibdmtxによって扱われ、それは多数のプログラミング言語からアドレス可能であり、試験用の命令ラインから実行することができる。
は図33を参照)。スパイク・キャップ63上の第2フランジ63aは、ロッカ・アーム61のスパイク・キャップ係合部分61bが、必要ならば、スパイク160からスパイク・キャップ63を係合解除すべく付加的な引っ張り力を提供するために係合する、歯として作用する。
・キャップ63に係合し、スパイク・キャップ63をその対応するスパイク160から引っ張るのを補助する。透析液ラインおよびそれに付随した透析液ライン・キャップ31がない状態では、ストリッパ要素1491は、対応するスパイク・キャップ63を取り外さず、その関連するスパイク160を密閉したままにする。このように、カセット・スパイク161は、使用する必要がある透析液ラインの最大数よりも少ないときに、その最大数よりも少ない個数のカセット・スパイク161にアクセスすることが可能である。
[透析液コネクタ・ヒータ]
一実施形態では、コネクタ・ヒータは、透析液ライン30のインジケータ領域33近傍に設けられることが可能である。コネクタ・ヒータはコネクタ端部30a、特に、突き刺し壁または中隔30bの温度を制御して、カセット24上のスパイク160に透析液ラインを取り付けるのに必要なキャリッジ力を制限することが可能である。透析液ラインのコネクタ端部30aの突き刺し壁または中隔30bの硬度に影響するのに十分な雰囲気温度(室温)の変動が存在する場合があり、これは、今度は、スパイク160を透析液ライン30のコネクタ端部30aに接合するにおいてキャリッジ146の性能に影響することがある。例えば、より低い雰囲気温度では、突き刺し壁または中隔30bの増大した硬度は、それを貫通するのにスパイク160に対するより大きな力を要することがある。一方、より高い雰囲気温度では、突き刺し壁または中隔は柔軟過ぎて、スパイク160と接触すると分離するよりはむしろ変形することがある。
する。
体基板1122をさらに備えることが可能である。流体基板1122は、キャリッジ駆動部アセンブリ132の底部に取り付けられることが可能であり、アセンブリ132の長さを延長することも可能である。この例示の実施形態では、レシーバ1124(図示せず)がLED1120の直下の位置で流体基板1122に取り付けられることが可能であり、それは、自動接続基板1118に取り付けられる。従って、LED1120は、フォーク形状要素60に亘って光を放射することができ、光がレシーバ1124によって検出された場合、ストリッパ要素1491には透析液ライン・キャップ31は残されていないが、光がレシーバ1124に向かう途中で遮蔽された場合、ストリッパ要素1491にはキャップ31が残されていることがある。このLED1120およびレシーバ1124の組合せは、ユーザまたはサイクラ14によってストリッパ要素1491に不注意に残されることがあるキャップ31の検出を可能にする。本発明の態様によれば、流体基板1122は、キャリッジ駆動部アセンブリ132の内部に存在することがあり、サイクラ14を潜在的に故障させることがある、湿度、水分、または他の液体を検出する能力をさらに有することが可能である。
場合には、そのスパイク160上のキャップ63は、カセット24の使用中に所定位置に残ることが可能である。これは、スパイク160での漏れおよび/またはスパイク160での汚染を防止するのを補助することが可能である。
60dは、スパイク160上にスパイク・キャップ63が適切に着座することを可能にすると共に、透析液供給セット12のパッケージングの前後の滅菌処理中にスパイク160の周囲の滅菌流体または気体のより完全な循環を可能にする。
面148は、概して平坦であることが可能である。バルブ制御領域1481は、例えば、シート表面のまたは表面上のスコーリング(scoring)、溝、リブ、または他の特徴部によって制御面148に定義される(または定義されない)ことがあり、シートの平面に概して交わる方向に移動可能なように配置されることが可能である。内方/外方に移動することによって、バルブ制御領域1481は、カセット24上の膜15の関連する部分を移動させることができ、その結果、カセット24のそれぞれのバルブ・ポート184,186,190,および192を開閉し、従って、カセット24内の流れを制御する。2つのより大きな領域(ポンプ制御領域1482)は、同様に移動可能であり、その結果、ポンプ室181と協働する膜15の関連する形状部分151を移動させる。膜15の形状部分151のように、ポンプ制御領域1482は、制御領域1482がポンプ室181内に拡張される際にポンプ室181の形状に対応するように形成されることが可能である。このように、ポンプ制御領域1482での制御シート148の部分は、ポンプ動作中に必ずしも伸ばされる必要がないかまたは弾性変形される必要がない。
、制御面148を形成するゴム製シートの後ろ側)の空気圧および/または体積を制御することによって移動されることがある。例えば、図37に示されるように、制御面148は、制御領域1481,1482のそれぞれに関連づけて配置された制御室171を有し、互いから離隔された(または、もし望まれれば、少なくとも互いから独立して制御されることができる)嵌め合いブロック170が背面に接することが可能である。嵌め合いブロック170の表面は、カセット24が押し付けられて嵌め合いブロック170が背面に接した制御面148に関連して動作する際の、カセット24とのインタフェースを形成する。従って、嵌め合いブロック170の制御室は、カセット24の補足的なバルブまたはポンプ室に結合され、嵌め合いブロック170に隣接した制御面148の制御領域1481および1482、ならびにカセット24に隣接した膜15の関連する領域(形状部分151など)を間に挟む。空気または他の制御流体は、領域1481,1482用の嵌め合いブロック170の制御室171を出入りすることが可能であり、それによって、望まれるように制御領域1481および1482を移動させて、カセット24のバルブ・ポートを開閉する、および/または、ポンプ室181でのポンプ作用を達成する。図37に示される1つの例示の実施形態では、制御室171は、バルブ制御領域1481のそれぞれの背面に接する筒状形状領域、および、ポンプ制御領域1482の背面に接する一対の楕円状空隙として配置されることが可能である。流体制御ポートは、各制御室171に設けられることが可能であり、その結果、サイクラ14は、制御室のそれぞれにおける流体の体積および/または流体の圧力を制御することができる。例えば、嵌め合いブロック170は、様々なポート、チャネル、開口、空隙、および/または制御室171と連通し、適切な空気圧/真空が制御室171に与えられることを可能にする他の特徴部を含む、マニホールド172に嵌ることが可能である。示されないが、空気圧/真空の制御は、制御可能なバルブ、ポンプ、圧力センサ、アキュムレータなどの使用を通じて、任意の適切な方法で行われることが可能である。勿論、制御領域1481,1482は、重力系、流体圧系、および/または機械系によって(リニアモータなどによって)、あるいは、空気圧系、流体圧系、重力系、および機械系を含む系の組合せによって、他の方法で移動されることがあると理解されるべきである。
緒になって、取り付けられた圧送カセットの応答性およびカセット・ポンプ容量積測定処理の精度を改良することが可能である。腹膜透析サイクラ14で用いるとき、或る実施形態では、金属圧力供給ブロックに直接に接合された金属圧力分配マニホールドを備えた一体型モジュールは、制御体積171Bとサイクラ14の参照室174との間の何れの温度差も低減させることも可能であり、これは、ポンプ容量測定処理の精度を改良することが可能である。
スチックで形成されることが可能であり、結合方法は材料に依存して変化するであろう。
て、カセット24を制御面148に対してしっかりと係合させた後に、ピストン空気袋を圧力ライン2622に接続させる。閉塞部空気袋2640はバルブ2662および制限部2682を介して圧力ライン2622に接続さる。閉塞部空気袋2640はバルブ2662を介して通気口2680に接続される。オリフィス2682は、有利には、閉塞部147を後退させて、圧力ライン2622における圧力を維持する閉塞部空気袋2640の充填を示す。圧力ライン2622における高圧は様々なバルブ制御面171Aおよびピストン空気袋をカセット24に対して作動するように保ち、これは、閉塞部147が開くにつれて、患者との間で流れを妨げる。逆に、閉塞部空気袋2640から通気口2680への接続は制限されておらず、その結果、閉塞部147は迅速に閉じることが可能である。
ッパ149のストリッパ要素1491は、正圧が共通流体収集室1722の流体に供給されつつ延びることが可能である。なぜならば、ストリッパ空気袋2630は真空供給ライン2612に接続されているからである。この例では、引き続いてのステップにおいて、流体トラップ1722は今や加圧された真空ラインからバルブで出され、正圧および真空溜めを体積制御室171Bに接続する2つのバルブX1A、X1Bが閉じられるのが可能である。次に、真空ポンプ2600を操作して、真空溜め2610および真空供給ライン2612における圧力を低下させ、これは、今度は、ストリッパ要素1491が引き戻されるのを可能とする。次に、カセット24を制御面148から脱着させ、ストリッパ要素1491を後退させた後に、ドア141が開けられるのが可能である。
0、2610と制御室171Bとの間の速作用性バイナリ・バルブX1A、X1Bによって能動的に制御される。プロセッサは、バルブ・デューティ・サイクルを変化させて、制御体積171Bにおいて所望の圧力を達成する閉じたループ比例または比例インテグレータ・フィードバック制御を含む様々な制御アルゴリズムで圧力を制御することが可能である。一実施形態では、プロセッサは、しばしばバングバング型コントローラと称されるオン−オフ・コントローラで制御室における圧力を制御する。オン−オフ・コントローラは供給ストローク中に制御体積171Bにおける圧力を監視し、圧力が第1の下限未満であるときに(制御体積171Bを正圧溜め2620に接続する)バイナリ・バルブX1Bを開き、圧力が第2の上限を上回るときにバイナリ・バルブX1Bを閉じる。導入ストロークの間に、オン−オフ・コントローラは圧力が第3の限度を上回るときに(制御体積171Bを負圧溜め2610に接続する)バイナリ・バルブX1Aを開き、圧力が第4の限度未満であるときにバイナリ・バルブ1Aを閉じ、ここに、第4の限度は第3の限度未満であって、第3および第4の両限度は第1の限度未満である。供給ストロークおよび続いてのFMS測定中の経時的な圧力のプロットが図66に示される。膜15が制御室171Bに亘って移動するにつれて、制御室圧力2300は第1の下限2312と第2の上限2310との間を振動する。圧力は、膜15が移動を停止するときに、限度の間の振動を停止させる。膜15は、典型的には、それがカセットのスタジアム・ステップ50の何れかと接触するか、またはそれが制御室表面171Bと接触するときに、移動を停止する。膜15は、出口流体ラインが閉塞される場合に、移動を停止することも可能である。
300は、ストロークの後期部分における圧力の第2の微分が最小時間の間に閾値以下のままであり、かつ待ち時間が過ぎた後だけEOSを宣言する。
[閉塞部]
本発明の一態様では、一又は複数の可撓性のあるラインを開閉する閉塞部は、一対の対向する閉塞部材を備えることが可能であり、それらは、バネ鋼から作られた平板(例えば、板バネ)などの可撓性要素として形成されることが可能であり、閉塞部を動作させるべく閉塞部材の一方または両方に力を加えるように構成された力アクチュエータを有する。或る実施形態では、力アクチュエータは、可撓性要素間に配置された拡張可能または拡大可能な部材を備えることが可能である。拡張可能部材のサイズを減少させた状態で、可撓性要素は、平坦または略平坦な状態であり、ピンチヘッドを付勢して、ラインを閉じるべく挟むように一又は複数のラインに係合する。しかし、拡張可能部材が可撓性要素を離すように付勢するときには、可撓性要素は、ピンチヘッドを曲げて引き戻し、ラインを解放して、ラインを通じた流れを可能にする。他の実施形態では、閉塞部材は、力アクチュエータによって加えられる力のレベルに対して本質的に剛性があることができる。或る実施形態では、力アクチュエータは、一方または両方の対向する閉塞部材に力を加えることが可能であり、それによって、閉塞部材間の距離を、それらが対向する領域の少なくとも一部で増加させ、可撓性チューブの開閉を達成する。
おり、それは、第2枢動軸164によって線形調整器167に枢動可能に接続される。この実施形態では、力アクチュエータは、板バネ165間に配置された空気袋166を備え、その結果、流体(例えば、圧力下の空気)が空気袋に導入されたときに、空気袋は、枢動軸164間の領域で拡張して板バネ165を互いから離すように押すことが可能ある。線形調整器167は、サイクラ・ハウジング82に固定されている一方で、ピンチヘッド161は、浮遊可能とされるが、その移動は、ピンチヘッド・ガイド163によって案内される。線形調整器167は、その下端にスロット孔を備え、アセンブリ全体が所定位置に調整されることを可能にし、従って、閉塞部147がサイクラ14に設置されたときに、ピンチヘッドを適切に配置することを可能にする。ターンバックル168または他の構成が、ハウジング82に対する線形調整器167の位置を調整するのを補助するために使用されることが可能である。つまり、ピンチヘッド161は、一般に適切に配置される必要があり、その結果、板バネ165が互いの近傍に配置され、空気袋166が実質的に空にされるかまたは大気圧にされた状態で、ピンチヘッド161は、患者および導出ラインを適切に圧迫して、チューブの切断、撚れ、または破損なしに、チューブの流れを閉じるように挟む。線形調整器167のスロット開口は、この閉塞部147の所定位置への高精度な位置決めおよび固定を可能にする。解放刃169によって提供されるようなオーバーライド解放装置は、随意に板バネ165間に配置され、より詳細に下で議論されるように、板バネ165を押し離すように回転されることが可能であり、それによって、ピンチヘッド161をピンチヘッド・ガイド163内に後退させる。解放刃169は、手動で動作されることが可能であり、例えば、電源喪失、空気袋166の故障、または他の状況の場合に、閉塞部147を無効化する。
成要素は、空気圧/真空を使用して動作することが可能であり、例えば、制御面148は、適切な空気圧/真空駆動下で動作することがあり、カセット24に対する流体圧送およびバルブ動作をもたらす。このように、サイクラ14が通常動作しているときには、サイクラ14は、十分な空気圧を生じさせることが可能であり、システム動作を制御するだけでなく、空気袋166を膨張させて、ピンチヘッド161を後退させ、患者および導出ラインの閉塞を防止する。しかし、システム・シャットダウン、故障、誤り、または他の条件の場合には、空気袋166への空気圧を止めることが可能であり、それによって、空気袋166の空気を抜き、板バネ165を真っすぐにし、ピンチヘッド161を拡張してラインを閉塞する。示された構成の1つの考え得る利点は、板バネ165の復元力が平衡を保たれるということであり、その結果、ピンチヘッド161は、ピンチヘッド・ガイド163に対して移動するときに、一般にはピンチヘッド・ガイド163に拘束されない。加えて、板バネ165の対向する力は、アセンブリの枢動軸およびブッシングの非対称な磨耗量を減少させる傾向がある。また、一旦板バネ165が略直線位置になると、板バネ165は、ピンチヘッド161の長さに概して沿った方向に力を与えることができ、その力は、板バネ165上に空気袋166によって与えられる力よりも数倍大きく、それによって、板バネ165を互いに分離し、ピンチヘッド161を後退させる。さらに、板バネ165が平坦または略平坦な状態では、ピンチヘッド161によって与えられる圧迫力を克服するために、押し潰されたチューブ中の流体によって与えられる必要がある力は、それらの端部で板バネに加えられ、平坦にされた板バネの平面に本質的に平行ときに必要とされる比較的大きな力に達し、それによって、平坦にされた板バネのカラム安定性を壊すことによって板バネを座屈させる。その結果、閉塞部147は、ラインを閉塞するのに非常に効果的であり、故障の機会を少なくすることができる一方で、ピンチヘッド161を後退させるために空気袋166によって加えられる比較的小さな力を要求する。例示の実施形態の2重の板バネ配置は、板バネを曲げるのに必要な任意の所定の力に対して、および/または、板バネの任意の所定のサイズおよび厚さに対して、ピンチヘッドによって提供される圧迫力を著しく増大させるという付加的な利点を有することがある。
[ポンプ供給体積測定]
本発明の別の態様では、サイクラ14は、流量計、重量計、または流体体積もしくは重量の他の直接的な測定手段の使用なしに、システム10の様々なラインに供給される流体
の体積を判断することが可能である。例えば、一実施形態では、カセット24内のポンプなどのポンプによって移動される流体の体積は、ポンプを駆動するために使用される気体の圧力測定値に基づいて判断されることが可能である。一実施形態では、体積判断は、2室を互いから分離し、分離した2室のそれぞれの圧力を測定し、2室内の圧力が部分的にまたは実質的に等しくなることを可能にし(2室を流体接続することによって)、圧力を測定することによってなされることができる。測定した圧力と、2室のうちの一方の既知の容積と、均一化が断熱で生じるという仮定とを使用して、他方の室(例えば、ポンプ室)の体積を演算されることができる。一実施形態では、2室を流体接続した後で測定された圧力は、実質的には互いに等しくないことがある(つまり、2室内の圧力は、完全には均一化していないことがある)。しかし、下に説明されるように、これらの実質的に等しくない圧力は、ポンプ制御室の体積を判断するために使用されることが可能である。
を参照室に配置する。これらの圧力センサは、任意の適切な方法で圧力を検出するように配置および動作されることが可能である。圧力センサは、サイクラ14用の制御システム16、または、ポンプもしくは他の特徴部によって供給される体積を判断する他の適切なプロセッサと連通することが可能である。
PVγ=定数 …(1)
ここで、Pは圧力であり、Vは体積であり、γは定数に等しい(例えば、気体が空気などの二原子の場合には約1.4)。このように、次式は、バルブX2を開き圧力均一化が生じる前後の制御室および参照室内の圧力および容積を関連づけるように書かれることができる。
ここで、Prは、バルブX2を開く前の参照室ならびにラインL2およびL3の圧力であり、Vrは、バルブX2を開く前の参照室ならびにラインL2およびL3の容積であり、Pdは、バルブX2を開く前の制御室ならびにラインL0およびL1の圧力であり、Vdは、バルブX2を開く前の制御室ならびにラインL0およびL1の容積であり、Pfは、バルブX2を開いた後の参照室および制御室の均一化した圧力であり、Vfは、制御室、参照室、ならびにラインL0、L1、L2、およびL3を備えたシステム全体の容積である(つまり、Vf=Vd+Vr)。Pr,Vr,Pd,Pf,およびγは既知であり、Vf=Vr+Vdであるので、この数式は、Vdについて解くために使用されることができる(ここでは、特許請求の範囲を含めて、容積値などを判断する際の「測定された圧力」に使用するように言及されるが、そのような測定された圧力値は、必ずしもpsi単位などの任意の特定の形態である必要がないと理解されるべきである)。これに代えて、「測定された圧力」または「判断された圧力」は、電位、抵抗値、マルチビットのデジタル値などのような圧力を代表する任意の値を含むことが可能である。例えば、ポンプ制御室内の圧力を測定するために使用される圧力変換器は、ポンプ制御室内の圧力を代表するアナログの電位、抵抗、または他の表示を出力することが可能である。トランスデューサからの生の出力は、測定された圧力、および/またはトランスデューサからのアナログ出力を使用して生成されたデジタル値、トランスデューサ出力に基づいて生成されるpsiまたは他の値などのような出力の或る修正された形態として使用されることも可能である。同じことが、判断された容積などの他の値にも言えるが、必ずしも立方センチメートルなどの特定の形態である必要はない。これに代えて、判断された容積は、容積の代表である任意の値を含むことが可能であり、例えば、立方センチメートルで実際の容積を生成するために使用されることができる。
ここで、Vrfは、参照室の容積、ラインL2およびL3の容積、ならびに開いた後でバルブX2の左または右に移動することが可能である「ピストン」の移動がもたらす容積調整を含む参照室系の最終(均一化後)容積であり、Vriは、参照室ならびに「ピストン」がバルブX2に位置する状態でのラインL2およびL3の初期(均一化前)容積であり、Pfは、バルブX2が開いた後の最終均一化圧力であり、Patmは、バルブX2が開く前の(この例では大気圧)参照室の初期圧力である。同様に、式(4)は、圧力均一化前後の制御室系の容積の関係を与える。
ここで、Vdfは、制御室の容積、ラインL0およびL1の容積、ならびに開いた後でバルブX2の左または右に移動することが可能である「ピストン」の移動がもたらす容積調整を含む制御室系の最終容積であり、Vdiは、制御室ならびに「ピストン」がバルブX2にある位置する状態でのラインL0およびL1の初期容積であり、Pfは、バルブX2が開いた後の最終圧力であり、Pdiは、バルブX2が開く前の制御室の初期圧力である。
(なお、この参照室および制御室の容積変化は、仮想ピストンの移動のみによるものである。参照室および制御室は、通常状態下の均一化処理中に実際には容積が変化しない)。また、式(3)からの関係を使用して、参照室系の容積変化は、次式から与えられる。
同様に、式(4)を使用して、制御室系の容積変化は、次式から与えられる。
Vriが既知であり、PfおよびPatmが測定されるかまたは既知であるので、ΔVrを演算することができ、それは式(5)によれば(−)ΔVdと等しいと想定される。従って、Vdi(参照室との圧力均一化前の制御室系の容積)は、式(7)を使用して演算されることができる。この実施形態では、Vdiは、L0およびL1が固定および既知の量である、制御室ならびにラインL0およびL1の容積を表している。VdiからL0およびL1を減算して、制御室の容積を単独で得る。上の式(7)を使用することによって、例えば、(例えば、導入サイクルの終端および導出サイクルの終端の)ポンプ動作の前(Vdi1)および後(Vdi2)の両方で、制御室の容積変化を判断することができ、従って、ポンプによって供給される(またはポンプに取り込まれる)流体の体積の測定値を提供する。例えば、Vdi1が充填行程の終端での制御室の容積であり、Vdi2がそれに続く供給行程の終端での制御室の容積である場合には、ポンプによって供給される流体の体積は、Vdi2からVdi1を減算することによって推定されることが可能である。この測定は圧力に基づいてなるので、体積判断は、圧送行程が完全か部分的であるかに拘わらず、ポンプ室181内の膜15/ポンプ制御領域1482の殆ど如何なる位置に対してもなされることができる。しかし、充填および供給行程の終端になされた測定は、ポンプ動作および/または流量への影響が殆どないか影響がまったくなしに達成されることができる。
ング・レートを使用するもことができる。バルブX2を開く前に、制御室および参照室内の圧力は略一定であり、2室には空気または他の流体はまったく導入されていない。このように、バルブX1およびX3は、一般にはバルブX2を開く前に閉じる。また、バルブ・ポート190および192などのポンプ室に導くバルブは、ポンプ室、液体供給源、または液体出口における圧力変化の影響を防ぐために閉じることが可能である。
て、サイクラ14は、初期圧力が適切に特定されたと確認することが可能である。
よび、バルブX2を開いた直後の制御室または参照室の一方の圧力の急激な初期変化などの理由がある)。
PriVriγ+PdiVdiγ=定数=PrfVrfγ+PdfVdfγ
…(8)
ここで、Pri=バルブX2を開く前の参照室内の圧力、Pdi=バルブX2を開く前の制御室の圧力、Prf=最終参照室内圧力、Pdf=最終制御室内圧力である。
1)制御室および参照室から、バルブX2を開く直前に開始し、PrおよびPdが等しく近づく状態で終了する一連の圧力データセットを得る。Priがキャプチャされた最初の参照室内圧力である場合には、図32における後続のサンプリング点は、Prj=Pr1,Pr2,...Prnと称される。
ΔVrj=Vrj−Vri=Vri(−1+(Prj/Pri)−(1/γ))
3)個々のそのようなΔVrjについて、式(7)を使用して、対応するVdijを演算する。
例えば、
ΔVr1=Vri*(−1+(Pr1/Pri)−(1/γ))
ΔVd1=−ΔVr1
従って、
Vdi1=ΔVd1/(−1+(Pd1/Pdi)−(1/γ))
Vdin=ΔVdn/(−1+(Pdn/Pdi)−(1/γ))
1セットn個の制御室系初期容積(Vdi1〜Vdin)を、圧力均一化中のそのセットの参照室内圧力データ点Pr1〜Prnに基づいて演算して、今度は、圧力均一化期間全体に亘る制御室系初期容積(Vdi)の最適化された測定値を得る時点(f)を選択することができる。
Pr1に対応するVdiについて、
ΔVd1,1=Vdi1*(−1+(Pd1/Pdi)−(1/γ))
ΔVd1,2=Vdi1*(−1+(Pd2/Pdi)−(1/γ))
・
・
・
ΔVd1,n=Vdi1*(−1+(Pdn/Pdi)−(1/γ))
・
・
・
Prnに対応するVdiについて、
ΔVdn,l=Vdin*(−1+(Pd1/Pdi)−(1/γ))
ΔVdn,2=Vdin*(−1+(Pd2/Pdi)−(1/γ))
・
・
・
ΔVdn,n=Vdin*(−1+(Pdn/Pdi)−(1/γ))
5)ΔVrおよびΔVdj,kの絶対値間の2乗誤差の合計を取る。
・
・
・
[空気検出]
本発明の別の態様は、ポンプ室181内の空気の存在と、存在する空気の体積(もしあれば)との判断を含んでいる。そのような判断は、例えば、準備シーケンスが適切に行われて、カセット24から空気を除去することを確実にするのを補助するのに、および/または、空気が患者に供給されないことを確実にするのを補助するのに重要である場合がある。或る実施形態では、例えば、ポンプ室181の底の下側開口187を通じて患者に流体を供給するときに、ポンプ室に捕集された空気または他の気体は、ポンプ室181内に残る傾向があることがあり、その気体の体積がポンプ室181の有効デッドスペースの容積よりも大きくない限り、患者に圧送されることを禁じられる。下で議論されるように、ポンプ室181に含まれる空気または他の気体の体積は、本発明の態様に従って判断されることができ、その気体は、気体の体積がポンプ室181の有効デッドスペースの容積よりも大きくなる前に、ポンプ室181から除去されることができる。
膜15/制御領域1482を充填行程の終端に制御室の壁に対して押し付けた状態で、制御室内の任意の空気空間の容積(例えば、制御室壁の溝または他の特徴部の存在、および、ラインL0およびL1の容積(合わせてVdfix)による)は、かなり正確に知られることができる(同様に、膜15/制御領域1482をポンプ室181のスペーサ要素50に対して押し付けた状態で、制御室ならびにラインL0およびL1の容積を正確に知ることができる)。充填行程の後、制御室系の容積は、正圧の制御室プレチャージを使用して試験される。この試験した容積と充填行程の終端で試験した容積との間の如何なる相違も、ポンプ室内の空気の体積を示すことが可能である。式(9)を式(7)に代入して、制御室の体積変化ΔVdが、次式で与えられる。
ΔVrは式(6)から演算されることができ、式(5)から、ΔVr=(−1)ΔVdであることが分かるので、式(10)は、次のように書き換えられる。
そして、再び、
Vbi=(−1)ΔVr/(−l+(Pdf/Pdi)−(1/γ))−Vdfix
…(12)
従って、サイクラ14は、式(12)を使用して、ポンプ室181内に空気があるか否か、および泡の凡その体積を判断することができる。この気泡体積の演算は、例えば、ΔVr(式(6)から判断されるような)およびΔVd(Vdi=Vdfixを使用して式(7)から判断されるような)の絶対値が、互いに等しくないことが分かった場合に行われることが可能である。つまり、Vdiは、ポンプ室181内に存在する空気がない場合に、Vdfixと等しくなるべきであり、従って、Vdiの代わりのVdfixを使用して式(7)から与えられるΔVdの絶対値は、ΔVrと等しくなる。
[頭高検出]
幾つかの状況では、カセット24またはシステムの他の部分に関する患者の高さ位置を判断することが有用である場合がある。例えば、幾つかの状況での透析患者は、導入また
は導出動作中に患者の腹膜腔を流入出する流体による「引っ張り」または他の動きを感じることがある。この感覚を低減すべく、サイクラ14は、導入および/または導出動作中に患者ライン34に加えられる圧力を低下させることが可能である。しかし、患者ライン34に対する圧力を適切に設定すべく、サイクラ14は、サイクラ14、ヒータバッグ22、ドレイン、またはシステムの他の部分に対する患者の高さを判断することが可能である。例えば、導入動作を行うときに、患者の腹膜腔がヒータバッグ22またはカセット24の5フィート上に配置される場合には、サイクラ14は、患者の腹膜腔がサイクラ14の5フィート下に配置される場合によりも高い圧力を、透析液を送るために患者ライン34に使用する必要がある場合がある。この圧力は、例えば、所望の目標ポンプ室内圧力を達成すべく、可変時間間隔でバイナリ空気圧ソースバルブを交互に開閉することによって、調整されることが可能である。平均の所望の目標圧力は、例えば、ポンプ室内圧力が所定量だけ目標圧力を下回るときにバルブを開いたままにし、また、ポンプ室内圧力が所定量だけ目標圧力を上回るときにバルブを閉じたままにするように時間間隔を調整することによって維持されることができる。完全な行程体積の供給を維持するような如何なる調整も、ポンプ室の充填および/または供給時間を調整することによってなされることができる。可変オリフィス・ソースバルブが使用される場合には、目標ポンプ室内圧力は、バルブが開閉される間隔のタイミングを調整するのに加えて、ソースバルブのオリフィスを変化させることによって達することができる。患者位置の調整のために、サイクラ14は、流体の圧送を一瞬止めることが可能であり、それによって、患者ライン34をカセット中の一又は複数のポンプ室181と開放された流体連通状態のままにする(例えば、カセット24内の適切なバルブ・ポートを開くことによって)。しかし、ポンプ室181用の上側バルブ・ポート192などの他の流体ラインは閉じることが可能である。この条件では、ポンプのうちの1つに対する制御室内の圧力を測定することが可能である。本技術分野において周知であるように、この圧力は、患者の「頭」の高さに相関し、患者への流体の供給圧力を制御するためにサイクラ14によって使用されることができる。同様のアプローチは、ヒータバッグ22の「頭」の高さ(一般に知られる)および/または透析液容器20の頭高を判断するために使用されることができる。なぜならば、これらの構成要素の頭高は、適切な方法で流体を圧送するのに必要な圧力に影響がある場合があるからである。
[サイクラのノイズ低減特徴]
本発明の態様によれば、サイクラ14は、動作中にまたはアイドル状態で、サイクラ14によって生じたノイズを低減する一又は複数の特徴部を備えることが可能である。本発明の一態様では、サイクラ14は、該サイクラ14の様々な空気圧式装置を制御するために使用される圧力および真空の両方を生成する単一のポンプを備えることが可能である。一実施形態では、ポンプは、圧力および真空の両方を同時に生成することができ、それによって、全体的な実行時間を減少させ、ポンプをもっとゆっくりと(従って、より静かに)動作させることを可能にする。別の実施形態では、空気ポンプの始動および/または停止は、漸増または漸減する(例えば、始動時のポンプ速度または出力を増加させる、および/または、ポンプ速度または出力を減少させる)。この構成は、空気ポンプの始動および停止に関連する「オン/オフ」ノイズを低減するのを補助することが可能であり、従って、ポンプ・ノイズは、それほど気にならなくなる。別の実施形態では、空気ポンプは、目標出力圧力または体積流量に近づいた際に、低いデューティ・サイクルで動作されることが可能であり、その結果、空気ポンプは、停止されてその短時間後に作動されるのに対して、動作し続けることができる。その結果、空気ポンプのオン・オフのサイクルを繰り返すことによって生じる途絶を回避することが可能である。
。遮音筺体は、金属製またはプラスチック製のフレームなどの外側シールドと、該外側シールド内の、モータおよびポンプを少なくとも部分的に包囲する遮音材料とを備えている。この空気ポンプ83は、空気圧および真空を同時に、例えば、一対のアキュムレータ・タンク84に提供することが可能である。タンク84のうちの1つは、正圧の空気を格納し、他のタンクは、真空を格納することが可能である。適切なマニホールドおよびバルブの構成は、タンク84に結合されることが可能であり、その結果、サイクラ14の構成要素に供給される空気圧/真空を提供および制御する。
って生じたノイズを低減するように適切に減衰されることが可能である。例えば、流体(磁性流体など)に対して、高周波電磁バルブのバルブ要素を設けることが可能であり、それによって、要素の動作を減衰する、および/または、開位置と閉位置との間のバルブ要素の移動によって生じたノイズを低減させる。
[制御システム]
図1に関して記述された制御システム16は、透析治療を制御し、透析治療に関する情報を通信するなど、多数の機能を有している。これらの機能は、単一のコンピュータまたはプロセッサによって扱われることが可能であるが、それらの機能の実施が物理的および概念的に分離された状態が維持されるように、異なる機能に対して異なるコンピュータを使用することが望ましい場合がある。例えば、1台のコンピュータが透析機類を制御し、別のコンピュータがユーザ・インタフェースを制御するために使用されることが望ましい場合がある。
同様であることが可能である。Linux(登録商標)オペレーティング・システムは、自動化コンピュータ300およびユーザ・インタフェース・コンピュータ302のそれぞれで実行されることが可能である。自動化コンピュータ300のCPUとしての使用、および/または、ユーザ・インタフェース・コンピュータ302のCPUとしての使用に適していることがある典型的なプロセッサは、Freescale社のPowerPC5200B(登録商標)である。
部光のレベルにマッチするようにボタン光のレベルを設定することが可能である。
Epson)S1d13513チップによって駆動され、タッチスクリーンはウォルフソン・マイクロエレクトロニクス(Wolfson Microelectoronics)WM97156チップによって駆動される。一定レジスタ値の例としては、限定されるものではないが、スクリーンに表示された画素の数、表示された色の数が挙げられる。
ウジング329は、それらの関連づけを示すための付加的な視覚的手掛かりを備えることが可能である。例えば、それぞれが、同一材料から作られる、ならびに/または、同一または同様の色および/もしくはパターンを有することが可能である。
れらのポートは、異なる物理位置を有し、異なるUSB装置に使用されることが可能である。例えば、患者データ・キー用のUSBポートを透析機の前面からアクセス可能にすることが望ましいことがあり、別のUSBポートを透析機の後面に設けて該後面からアクセス可能とすることも可能である。ブルートゥース接続用のUSBポートは、シャーシの外側に備えられることが可能であるか、または、これに代えて、例えば、透析機の内部もしくはバッテリ・ドアの内側に配置されることが可能である。
12V)を生じる電圧供給源に結合されることが可能である。自動化コンピュータ300のCPUおよびユーザ・インタフェース・コンピュータ302のCPUの両方が安全線にイネーブル信号を送るときに、電圧供給源によって生じた電圧は、センサ/アクチュエータに送られ、或る構成要素を作動および無効化する。その電圧は、例えば、空気圧バルブおよびポンプを作動させ、閉塞部を無効化し、ヒータを作動することが可能である。一方のCPUが安全線にイネーブル信号を送ることを止めたときには、電圧経路は遮断され(例えば、機械的リレーによって)、空気圧バルブおよびポンプを非作動にし、閉塞部を有効化し、ヒータを非作動にすることが可能である。このように、自動化コンピュータ300またはユーザ・インタフェース・コンピュータ302の一方がそれを必要とみなしたときには、患者は、流体経路から急速に分離されることが可能であり、加熱および圧送などの他の活動を停止することが可能である。各CPUは、セーフティクリティカル誤差を検出したとき、または、ソフトウェア監視機構が誤差を検出したときなどに、いつでも安全線を無効化することができる。システムは、一旦無効化されると、安全線は、自動化コンピュータ300およびユーザ・インタフェース・コンピュータ302の両方がセルフテストを完了するまで再び有効化されないように構成されることが可能である。
[FPGA]
幾つかの実施形態では、図45中のハードウェア・インタフェース310は、機械制御機能の予め規定されたセットを実行でき、かつ安全性のさらなる層をサイクラ・コントローラ16に提供することができる自動化コンピュータ300およびユーザ・インタフェース302からの別のプロセッサであることが可能である。フィールド・プログラマブレ・ゲート・アレイ(FPGA:field programmable gate array)のような第2のプロセッサは、自動化コンピュータ300からの幾らかの計算タスクをハードウェア・インタフェース310(例えば、FPGA)まで移動させることによって、サイクラ14の応答性およびスピードを増大させることが可能であり、その結果、自動化コンピュータ300はより多くの源を流体管理および治療制御に向けることが可能である。というのは、これらは源集約的演算を備えているからである。ハードウェア・インタフェース310は空気圧バルブを制御でき、様々なセンサからのデータを記録し、一時的に格納することが可能である。ハードウェア・インタフェース310によるバルブ、圧力レベルおよびデータ記録のリアルタイム制御は、自動化コンピュータ300で実行されるソフトウェア処理または機能がそれらに対して準備できると、自動化コンピュータ300が命令を送り、データを受容するのを可能とする。
開き、または閉じることも可能である。
・予測可能であり、かつ微小な分解時間ベースに基づいた空気圧式圧力センサ・データの獲得;
・自動化コンピュータ300によって要求されるまでのタイムスタンプでの圧力データの格納;
・その自動化コンピュータ30から受容したメッセージの有効化;
・1又は複数の空気圧式バルブの自動制御の提供;
・ピック・アンド・ホールド(Pick & Hold)機能性を提供し、および/または電流フィードバックを伴って幾つかのバルブを制御するための、可変パルス幅変調(PWM)デューティ・サイクルでの幾つかのバルブの制御;
・バルブ組合せ、最大圧力および温度と能力の自動化された、および冗長な安全性のチェックの提供。
・必要に応じてフェール・セーフ・モードにサイクラ14を入れる他のコンピュータ300、302から独立していること。
・サイクラ14でのボタンの状態の監視およびボタン照明のレベルの制御;
・自動接続ネジ駆動機構1321の制御および自動接続位置決め感知の監視;
・透析液キャップ31および/またはスパイク・キャップ63の存在の検出;
・空気圧式ポンプの制御;
・準備センサLEDおよび検出器の制御;
・過電圧の検出および過電圧を検出するハードウェアの試験;
・1又は複数の流体検出器の制御および監視;
・ドア141上のラッチ1080および近接性センサ1076の監視;
・システム・レベルでの臨界電圧の監視。
・自動化コンピュータ300から受容されるべきシステム制御データの一体性の監視;
・治療中の患者ハザードを生じ得る組合せについての命令されたバルブの構成の評価;
・過剰に高いまたは低い温度についての流体およびパンの温度の監視;
・過電圧モニタの監視および試験;および
・ハードウェア・インタフェースから戻された臨界的データを有効化するための自動化コンピュータ300に対する手段の提供。
クラ14中のセンサおよびアクチュエータ312に接続される。電圧供給源2500は、コンピュータ300、302、310の何れかによって使用可能または使用不能とされるのが可能である安全性臨界アクチュエータのための電力を提供する。安全性臨界アクチュエータは、限定されるものではないが、空気圧バルブ、空気圧式ポンプおよびヒータ回路上の安全リレーを備えている。空気圧式システムは、電源が切られた時の安全な状態に対して構成されている。空気圧安全状態は、患者に対するライン28、34を閉塞すること、制御室171を分離すること、および/またはカセット24上のすべてのバルブ184、186、190、192を閉めることを含むことが可能である。ヒータ回路2212中の安全リレー2030は開いており、リレーが電源を切られたときに電気的な加熱を妨げる。それぞれのコンピュータ300、302、310は、それぞれ、バルブ、ポンプおよび安全リレーへの電力を中断することが可能である別の電気的スイッチ2510を制御する。3つのコンピュータの何れかが誤った状態を検出する場合、それは、3つのスイッチ2510のうちの1つを開くことによって、サイクラ14をフェール・セーフ状態とすることが可能である。電気的スイッチ2510は、それぞれ、UIコンピュータ302、および自動化コンピュータ300における安全性エグゼクティブ処理352、354によって制御される。
とが可能である。1例では、送付コンピュータは第1のデータ・パケットを伝達し、続いて、第1のデータ・パケットについての周期的冗長チェック(CRC)値の第2の伝達を行う。受容コンピュータは第1のデータ・パケットをメモリ・バッファに格納し、新しいCRC値の第1のデータ・パケットを演算する。次に、受容コンピュータは新しく演算されたCRC値を受容されたCRC値と比較し、2つのCRC値が合致する場合に第1のデータ・パケットを許容する。周期的冗長チェック(CRC)は、生のデータに対する偶然の変化を検出するためにデジタル・ネットワークおよび格納デバイスで通常用いられる誤差検出コードである。これらのシステムに入るデータのブロックは、それらの内容の多項式分割の残りに基づいて、添付された短いチェック値を獲得し;検索に際して、演算が反復され、チェック値が合致しない場合は、想定されるデータ破損に対して修正動作を取ることが可能である。CRC値が合致しない場合、データは自動化コンピュータとハードウェア・インタフェースとの間で移動されない。多数の連続データ・パケットがCRC試験に失敗すれば、受容コンピュータは警鐘を発信し、安全ライン2632の電源を切ることよって、透析機を失敗−安全状態に置くことが可能である。1例では、警鐘状態は第3の連続的失敗CRCチェックに際して起こる。
PGAは感知要素1112で透析液キャップ31および/またはスパイク・キャップ630の存在を検出する。これに代えて、キャップ31および/またはスパイク・キャップ63の存在は、限定されるものではないが、ビジョン・システム、透析液キャップおよび/またはスパイク・キャップによってブロックされることが可能な光学センサ、または例えば、ストリッパ要素1491上のマイクロ・スイッチを含む感知技術の範囲によって検出されることが可能である。
[ヒータ制御システム]
上述された制御システムを用いて、患者に供給される透析液が所定の温度の範囲内に維持されるのを確実とすることが可能である。治療処理中に、サイクラ14は、ヒータバッグ・ライン26を介して、接続された透析液容器20からの透析液をヒータバッグ22に導入する。ヒータバッグ22は、電気抵抗ヒータを備えることが可能なヒータ・パン142上に支えられている。ヒータバッグ22は断熱されたカバー143で覆われることが可能である。ヒータ・パン142に供給された熱エネルギーを制御するようにヒータ・コントローラを機能させて、患者に透析液を供給するに先立って透析液の温度を所望の設定値に制御することが可能である。透析液の温度は、患者の腹腔に供給されるに先立って安全範囲内にあって、患者に負傷または不快感を引き起こすこと、または低体温症または高体温症を引き起こすことを回避すべきである。ヒータ・コントローラは、ヒータ・パンの温度を、触れて安全な温度に制限することも可能である。ヒータ・コントローラは、透析液を適時に許容される温度の範囲内に加熱し、そこに維持するように構築して、最も効果的な治療を確実とする。
ンサ504が図49−1に示されている)があることができる。加えて、ヒータ・パン142内に配置されたボタン温度センサ506があることができる。断熱性リング507によってヒータ・パン142から熱的に分離されつつ、ボタン・センサ506をヒータバッグと良好な熱的接触をなすように配置して、バッグ中の流体または透析液の温度の近似を提供する。別の実施形態では、ボタン・センサ506はアルミニウム・ボタン上に設けられたサーミスタ対を備えることができる。アルミニウム・ボタンは、例えば、LEXAN(登録商標)3412Rプラスチックまたは別の低熱伝導率材料で作成された断熱性リングによって熱的に分離される。透析液ラインがヒータバッグ22に接続されて、ヒータバッグが満杯の略1/3未満であるときにヒータバッグ内の流体の温度をより良好に測定する、ボタン温度センサ506はトレイの末端近傍に配置されるのが可能である。ボタン・センサ506は流体または透析液温度センサと称することも可能である。センサがバッグ内の流体温度のより正確な読み取りを提供し、かつヒータ要素508によって比較的影響されないように、パンの従属的部分により向けられたバッグ・センサと共に、パンの上端により向けられた、ヒータ・パン142下に配置された複数のヒータ要素508もあることが可能である。ヒータ要素508の熱的出力はヒータ制御エレクトロニクス505によって制御されて、ヒータバッグにおける所望の流体温度を達成することが可能である。ヒータ制御エレクトロニクス505は、限定されるものではないが、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)信号(図49−2に示されたPWM信号511)を生じるヒータ制御モジュール509を備えることが可能である。入力−出力(IO:input−output)サブシステム344における電気的ハードウェアは、PWM信号511に基づいて、電力をヒータ要素508に接続し、IOサブシステム344でのハードウェアは、ヒータ・パン温度センサ504およびボタン温度センサ506の出力を読み取る。PWM信号511はヒータ要素508のそれぞれに供給された電力を制御することが可能であり、その結果、透析液ヒータ・システム500は、次に、ヒータバッグ22をユーザが設定可能な快適温度まで加熱することが可能であり、これは、好ましい安全温度範囲内に制御することが可能である。透析液ヒータ・システム500は、ヒータ・パン142の表面温度を、触れて安全な温度に限定することも可能である。ヒータ制御回路505のハードウェア構成要素はコントローラ16の部分であることが可能である。ヒータ・パン142およびヒータバッグ22をサイクラ12の電子的および空気圧式の構成要素から熱的に隔離するように機能するヒータ要素508の下方に配置された断熱体510もあることが可能である。加えて、ヒータ蓋143はヒータバッグ22を周囲の環境から隔離することが可能である。そのようにして、透析液ヒータ・システム500は、ボタン温度センサ506によって測定して、ヒータバッグ22内部の透析液温度をできる限り早く所望の流体設定値温度550(図49−3参照)まで持っていくように構築されることが可能であり、治療サイクルの残りを通じてその所望の流体設定値温度550を維持する。幾つかの実施形態では、温度センサはハードウェア・インタフェース310に接続する。同一のハードウェア・インタフェース310は、ヒータを使用不能とする安全リレーを制御することが可能である。
係の模式的ブロック図を示している。或る実施形態では、ヒータ制御回路505のロジックは、APDシステムのソフトウェア構成において透析機制御サブシステム342中のヒータ制御モジュール509として実行されることが可能である。ヒータ・コントローラ・ソフトウェアは、下に記述されるように、コントローラ16(図45)において実行されることが可能である。加えて、治療サブシステム340は、ヒータバッグ体積およびボタン温度センサ506についての設定値などの情報を透析機制御サブシステム342に供給することが可能である。ヒータ要素508は治療サブシステム340によって使用可能とされることが可能である。透析機制御サブシステム342は、透析機制御サブシステム342の下方に配置されたI/Oサブシステム344から温度値を読み取ることも可能である。さらに、ヒータ・コントローラ509は、次に、ヒータ要素508に供給された電力を制御することが可能なPWM信号511を出力することが可能である。
パンの平衡温度を制御することが可能である。ループ・コントローラ514は、透析液ヒータ・システム500による所望の流体設定値550の何れかのオーバシュートが、下に記述されるロジック制御可能インテグレータによって最小限とされることが可能な点で、標準PIレギュレータとは異なる。或る実施形態では、ヒータ・パン温度信号515およびボタン温度センサ(ヒータバッグ)信号517は比較的高いフレーム・レート(例えば、フル100Hzフレーム・レート)で制御フィルタ519の対を通って低域ろ過される一方で、ヒータ制御モジュール509は、より低いレート(例えば、1/2Hzのレート)でヒータの出力を変化させることが可能である。
結果、平衡時に、ボタン・センサ現実温度517とヒータ・パン現実温度515との間の実質的な温度差がもたらされることが可能である。フィード・フォワード項524は、ヒータ・パン目標温度527までずっと流体設定値温度550を通過することが可能である。この動作は流体設定値温度550においてヒータ・パン目標温度527を開始させ、ゼロに代えて、これは、それにより、透析液ヒータ・システム500の一時的な応答を改良する。
E=MpcpTp+VbρbcbTb=(Mpcp+Vbρbcb)Te
ここで、Mp、cpはヒータ・パン142の質量および比熱であり、Vp、ρb、cbはバッグ中の透析液の体積、密度および比熱であり、TpおよびTbは、それぞれ、ヒータ・パン515およびボタン517の温度である。平衡温度について解くと、パンおよびボタン温度の線形組合せが得られる:
Te=cTb+(1−c)Tp
ここで、
定数cは平衡定数であり、kは透析液に対するヒータ・パンの熱キャパシタンス比である。添字bはヒータバッグ22中の透析液を示す一方で、pはヒータ・パン142を示す。
と等しく設定するのは、ボタン・センサ506の温度の定常状態誤差に導くことがある。冷たい環境での熱喪失は、熱平衡中にヒータ・パン142とボタン・センサ506との間の大きな温度差を必要とすることがある。平衡温度532はヒータ・パン142およびボタン・センサ506の加重総和であるので、ヒータ・パン142の温度が平衡において所望の流体設定値温度550を上回る場合、ボタン・センサ506の温度は流体設定値温度550以下であることがある。これは、たとえ平衡温度532が流体設定値温度550と等しくても起こる可能性がある。この定常状態誤差を補償するには、ボタン・センサ506の温度誤差に作用する外側PIコントローラ514に積分項を加えることが可能である。インテグレータ538は、以下の条件の1つまたは複数が満足されるとオンとされることが可能である:ボタン・センサ506の温度の第1の微分が低いこと;ボタン・センサ506が流体設定値温度550に近く、ヒータバッグ22の体積が最小閾値を超えること;および内側PIDループ512または外側PIコントローラ514の何れも飽和されていないこと。この例示的な実施形態では、積分項の切換えは通常の操作中にインテグレータ538の効果を最小限とすることが可能であり、温度過渡状態中に積分によって引き起こされたオーバシュートを最小限とすることも可能である。従って、図49−9では、透析液ヒータ・システム500は有効に、かつ所望の仕様内で機能し、ヒータ・パン現実温度515、ボタン・センサ現実温度517、およびプローブ温度552は、すべて、略30分以内に流体設定値温度550に収束する。
・第1の構成要素の温度変化の速度が低いこと;
・第1の部分の温度が設定値温度の近傍であること;
・第1の部分の体積が幾らか最小レベルを超えること;
・制御出力信号が飽和されていないこと。
さらに、温度コントローラは、外側ループ・コントローラが、少なくとも、平衡温度についての比例制御項備え、かつ内側コントローラに対する設定値温度を出力するカスケード温度コントローラの外側ループ・コントローラであることが可能である。内側コントローラは、ヒータまたはクーラ要素で第1構成要素の温度を外側コントローラによって生じた設定値温度に制御する。
ユニバーサル電源
開示の態様によると、APDシステム10は、ライン電圧を、サイクラ14中の電気機械式要素およびエレクトロニクスの幾らかまたはすべてについてのDC電圧の1又は複数のレベルに変換するユニバーサル電源を備えることが可能であり、かつヒータ・パン142のための電気ヒータにAC電力を提供する。サイクラ14中の電気機械式要素は空気圧式バルブ、電気モータ、および空気圧ポンプを備えることが可能である。サイクラ14中
のエレクトロニクスは制御システム16、表示部324、およびセンサを備えることが可能である。AC電力はヒータ・コントローラに供給されて、ヒータ・トレイ142上のヒータバッグ22中の透析液の温度を、ユーザ/患者に透析液を供給するに先立って所望の設定値に制御する。ユニバーサル電源は2つ(またはそれ以上の)ヒータ要素の構成を変化させて、ACライン電圧の2つの範囲:例えば、110±10ボルトrmsの第1の範囲;および220±20ボルトrmsの第2の範囲を受け入れる。この構成は、多数の異なる国においてAPDシステム10の使用を受け入れること意図する。治療セッションの開始中に、APDサイクラ14は、ヒータバッグ・ライン26を介して接続された透析液容器20からの透析液をヒータバッグ22に導入する。代替実施形態では、透析液の予め導入されたバッグを治療の開始時にヒータ・パン142上に置くことが可能である。
PWMヒータ回路
APDサイクラ中のヒータ・コントローラは、ヒータ・パン142に取り付けられたヒータ要素に供給された電力を変調する。APDサイクラは世界中の様々な場所で用いられることが可能であり、かつ100〜230ボルトrmsの電力を供給するAC本管に差し込まれることが可能である。ヒータ・コントローラおよび回路は、継続的に十分なヒータ電力を供給し、多数の方法でヒューズを飛ばすこともヒータ要素を損傷することもないようにしつつ、様々なAC電圧に適合させることが可能である。
030を命令することが可能である。安全リレー2030は別のコントローラ(図示せず)によって制御されて、コントローラ2035から独立した安全回路を提供することが可能である。PWMベースの回路2005は、AC本管2040での電圧を示すコントローラ2035への信号を提供する電圧検出要素2020を備えることが可能である。1例では、電圧検出要素2020はAC本管2040に亘ってAC電位を測定するのが可能である。別の例では、電圧検出要素2020はヒータ2000を通る電流の流れを測定するのが可能である。コントローラ2035は、ヒータ要素2000、PWM要素2010信号および測定された電流の既知の抵抗からAC本管に亘っての電圧を演算することが可能である。
PWMMAX=(PMAX *RHEATER)0.5/Vrms
であり、ここで、PWMMAXは最大許容PWMデューティ・サイクルであり、PMAXは最大ヒータ電力であり、RHEATERはヒータ要素2000の公称抵抗であり、Vrmsは電圧検出部2020によって測定された供給電圧である。演算の別の例は
PWMMAX=PMAX/(I2*THEATER)
であり、ここで、Iは、電圧がかけられたときのヒータを通っての電流である。コントローラ2035は、最大PWMデューティ・サイクルを設定した後に、次に、PWM要素2010のPWMデューティ・サイクルを変動させて、温度センサ2007によって測定されるヒータ・パン142の温度を制御する。コントローラはPWM要素を制御して、例えば、PIDフィードバック・ループ、またはPIフィードバック・システムを含む多数の方法で所望の温度を達成するのが可能である。
ィ・サイクルを増大させる。PWM速度の増加の率は制限されるか、または制御されて、ヒューズ2050をトリップし、飛ばす可能性がある過剰な電流を回避することが可能である。コントローラ2035は、それに代えて、フィードバック演算において小さな利得を用いて、PWMデューティ・サイクル増大の速度を制限することが可能である。それに代えて、コントローラはフィード・フォワード制御を用いて、PWMデューティ・サイクル増大の速度を制限することが可能である。
デュアル電圧ヒータ回路
ヒータの抵抗を変化させるデュアル電圧ヒータ回路2012の例が、図49−11において模式的ブロック図として示されている。図49−11中のブロック図は、110および220ボルトrmsの2つの標準AC電圧に対する略一定のヒータ電力を提供するためのデュアル電圧ヒータ回路2012の1例を表している。デュアル電圧ヒータ回路2012は、ヒータを再構成することによって最大電流を制限し、それにより、回路2005におけるようなPWM要素のデューティ・サイクルを設定するソフトウェアのエラーに対して余り感受性でなくなる。回路2012は、PWM要素2010を通っての最大の電流の流れをより低下させ、これは、より小さくてより安価なSSRを可能とする。回路2012におけるヒータ構成の選択はヒータ変調から切り離されて、制御および信頼性を改良する。ヒータ電力を変調するPWM要素2010A、2010Bは、典型的には、SSRであり、これは、典型的には、故障時閉の状態にあり、それにより、最大電力を提供する。ヒータ選択リレー2014は、高いサイクル用途について理想的よりは劣るが、典型的には、部分的には、電気機械式継電器が故障時開である傾向のため安全性臨界回路で好ましいことがある。プロセッサによるヒータ構成の選択はヒータ構成のより大きな制御を可能とする。
とが可能である。PWM要素2010A、2010Bは、クライドム・インコーポレイテッド(Crydom Inc.)によるMCX240D5(登録商標)などの固体リレーであることが可能である。安全リレー2030は、ヒータ要素2001、2002をAC本管2040から接続解除するように構成されることが可能である。安全リレー2030は、コントローラ2035または別のプロセッサもしくは安全回路(図示せず)によって制御されるのが可能である。
041に接続されたヒータ要素2001の第1の端;第1の極2014A、L1 2014Cおよび第2の極2014Bを介してヒータ要素2002の第1の端に接続されたヒータ要素2001の第2の端;およびPWM要素2010Bを介してL2回路2042に接続されたヒータ要素2002の第2の端を備えている。通電状態では、ヒータ要素2001、2002およびPWM要素2010A、2010Bは並列に接続されている。通電状態では、ヒータ選択リレー2014は回路2122中のヒータ要素を並列に接続し、その結果、略半分の電流がそれぞれのPWMおよびヒータ要素を通って流れる。2つのヒータおよびPWM要素を並列に接続するための1つの可能な回路は:PWM要素2010Aを介してL1回路2041に接続されたヒータ要素2001の第1の端;第1の極2014Aを介してL2回路に接続されたヒータ要素2001の第2の端;第2の極2014Bを介してL1回路2041に接続されたヒータ要素2002の第1の端;PWM要素2010Bを介してL2回路2042に接続されたヒータ要素2002の第2の端を備えている。安全リレー2030はL2回路2042に配置され、故障が起こる場合に開くことによって電流の流れなしのフェール・セーフ状態を生じさせる。安全リレーの制御は下に記述される。コントローラ2035はヒータ構成を制御して、電流感知部2022によって測定される電流の流れをヒューズ2050、ヒータ要素2001、2002、PWM要素2010A、2010Bに対する定格電流未満のレベルまで制限し、全ヒータ電力を制限する。コントローラ2035はPWM要素2010A、2010Bのデューティ・サイクルを変化させて、センサ2007によって測定されるヒータ・パン142の温度を制御する。
デュアル電圧ヒータ回路の実行
本発明の一実施形態の回路図2212が図49−13に示されており、これは図49−11中のヒータ回路2012と同等である。回路2212では、リレー・コイル2014Dが非通電であるときは、ヒータ要素2001、2002はヒータ選択リレー2014によって直列に接続される。コントローラ(図示せず)は、トランジスタ・スイッチ2224Aを閉じるノード2224における信号を供給し、Vs DC電力2214を用いてリレー・コイルに通電することによって、ヒータ要素2001、2002およびPWM要素2010A、2010Bを並列に接続する。コントローラは、ノード2220における信号を介し、かつV電源2210で電力が与えられたPWM要素2010A、2010Bのデューティ・サイクルを変化させることによってヒータ電力を変調させる。電流は電流検知2022部で測定される。安全リレー2030は通常開いている。安全リレー2030は、コントローラから分離されているFPGA基板によって制御されるのが可能である。FPGA基板は、ヒータ・パン温度、電流検知および数個の他のパラメータを含むAPDサイクラの動作を監視する。FPGA基板は、ノード2228において信号を取り除くことによってリレーを開くことが可能である。安全リレー・コイル2030DにはV安全2218によって動力が与えられる。
[デュアル電圧ヒータ回路の操作]
ヒータ回路は、障害を与える電流がヒータ要素2001、2002またはヒューズ2050を通って流れるのを可能とせずに、適切なヒータ電力を提供するように操作される。ヒータ回路2212は、治療がAPDサイクラ14で実行され、AC本管における電圧変化に拘わらず操作中に変化されない前に構成されることが可能である。(図45中の)制
御システム16は、非通電ヒータ選択リレー2014でヒータ制御回路2212を起動させ、それにより、ヒータ要素は直列に接続されて、電流を最小限とする。起動処理の一部として、自動化コンピュータ300中のソフトウェアは、PWM要素2010A、2010Bに100%デューティ・サイクルまで命令することによってヒータの電流の流れ試験を行うことが可能であり、得られた試験電流は電流感知部2022によって測定され、自動化コンピュータ300に伝達される。PWM要素2010のデューティ・サイクルは電流の流れ試験の後にゼロにリセットされるのが可能である。
れた試験電流が並列低範囲値内である場合、ADPサイクラ起動処理が進められる。新たに測定された試験電流が並列低範囲値の外である場合、自動化コンピュータ300はユーザ・インタフェース・コンピュータ302にエラーを発信するであろう。
ユーザ入力でのデュアル電圧ヒータ回路の操作
代替実施形態では、ヒータ要素2001、2002を再構成する前に、自動化コンピュータ300はユーザの介入を必要とすることがある。ユーザ入力の要求は、本発明の一実施形態の価値ある安全性特徴を提供する。図49−14は、入手可能なAC電圧に対してヒータ要素を適切に構成するにおいてユーザを含めるための方法2240を説明するロジック・フロー・チャートを示している。ステップ2241では、(図45中の)制御システム16は、非通電ヒータ選択リレー2014でヒータ制御回路2212(図49−13)を起動させ、それにより、ヒータ要素は直列に接続されて、電流を最小限とする。設定2242では、自動化コンピュータ300はPWM要素2010A、2010Bを100%デューティ・サイクルまで命令し、電流は電流感知部2022によって測定され、測定された試験電流はプロセッサに伝達される。PWM要素2010のデューティ・サイクルは、試験電流が測定された後に、ゼロにリセットされることが可能である。ステップ2244では、自動化コンピュータ300は測定された試験電流を第1の範囲と比較する。ステップ2245では、測定された試験電流が第1の範囲内にある場合、ヒータ構成は正しく、APD操作がステップ2254で進められる。代替実施形態では、方法2240は、ユーザ・インタフェース・コンピュータ302がユーザに頼んで、ステップ2245からの進行前に、自動化コンピュータ300が測定された試験電流およびヒータ構成から判断したAC本管電圧を確認するステップ2245Aを含む。ユーザがAC電圧レベルを確認しない場合、方法2240はステップ2252まで進行し、エラーを表示する。
0はステップ2248まで進み、ヒータ要素を並行配置に再構成する。ステップ2248は格納されたAC電圧を低く設定することを含むこともできる。ステップ2248でヒータ要素を再構成した後、方法2260はステップ2242でヒータを再試験し、方法2260のロジック・フロー・チャートを介して継続する。
できるモードが備えられているであろう。ある実施形態では、直列ヒータ構成を起動させ、電流の流れ試験を実施した後、ユーザはその人の現在地に関して単に問合せされる場合があり;その問合せに対する応答が測定された試験電流およびヒータ構成に関連する電圧、およびその地域に対する典型的な電圧の両方にマッチする場合、処理が進められる。
[データベースおよびインタフェース・システム]
同じくユーザ・インタフェース・コンピュータ302上のデータベース・サブシステム346は、透析機、患者、処方箋、ユーザ・エントリ、および治療履歴の情報のオンボード格納に使用されるデータベースにすべてのデータを格納し、データベースからすべてのデータを取り出す。これは、そのような情報がシステムによって必要であるときに共通のアクセス・ポイントを提供する。データベース・サブシステム346によって提供されるインタフェースは、幾つかの処理によってそれらのデータ格納要求に対して使用される。データベース・サブシステム346は、データベースのファイル・メンテナンスおよびバックアップも管理する。
干渉することなく、患者が透析されている間、実行されることができる。
ュータ302上のバッテリ駆動の実時間クロックを介して構成される。ユーザ・インタフェース・コンピュータ302は、実時間クロックに対して自動化コンピュータ300のCPUを初期化する。その後、各コンピュータ上のオペレーティング・システムは、自身の内部時間を維持する。エグゼクティブは、協働して、パワー・オン・セルフテストを定期的に行うことによって計時を十分に保証する。自動化コンピュータの時間とユーザ・インタフェース・コンピュータの時間との間の差が、与えられた閾値を超えた場合には、警告を生成することが可能である。
でこれらのサイクルを順番に行う。治療中に、治療演算モジュール372は、実際のサイクル・タイミングで更新され、その結果、必要に応じて治療の残りの部分を再演算することができる。
[ポンプ・モニタ/Mathリピータ]
ポンプ・モニタ/Mathリピータ処理は、ソフトウェア処理、または安全エグゼクティブ354とは別の自動化コンピュータ300で実行される機能である。ポンプ・モニタ/Mathリピータ処理は独立して実行される2つの別々のスレッドまたはサブ機能で実行される。本明細書ではMRスレッドと称されるmathリピータ・スレッドは、FMS演算の結果を確認する。PMスレッドと称されるポンプ・モニタ・スレッドは、透析機処理342からのルーチン状態メッセージで提供された情報からの関連終点に亘っての正味の流体および空気の流れを監視する。関連終点は、限定されるものではないが、5つの潜在的バッグ・スパイク、ヒータバッグ、患者ポートおよび導出ポートを備えることが可能である。PMスレッドは、IOサーバ処理からの情報を介してヒータ・パン温度も監視するであろう。流体の流れ、空気の流れまたは温度に対する予め規定された限界を超えた場合、PMスレッドは警鐘を安全エグゼクティブ345に発信する。
を宣言するであろう。特定の量は規定情報において定義されることが可能であり、1室体積と等しいさらなる体積または略23mlを含むことが可能である。
[警告/警報機能]
APDシステムの条件またはイベントは、記録されたおよび/またはユーザに表示される警告および/または警報をトリガすることがある。これらの警告および警報は、ユーザ・インタフェース・サブシステムに存在するユーザ・インタフェース構成体であり、システムの任意の部分に生じる条件によってトリガされることがある。これらの条件は3つのカテゴリにグループ化されることがある((1)システム・エラー条件、(2)治療条件、および(3)システム動作条件)。
ングは、条件が治療の管理を止めるか否かに基づくことが可能である。治療を止める条件が生じたときには、この条件は、ステータスを次のより高位のサブシステムに中継する際に条件を優位にする。上で議論したように、条件を検出するサブシステムは、条件を扱い、上記のサブシステムにステータス情報を送る。受信したステータス情報に基づいて、上位サブシステムは、異なる行為およびそれに関連づけられた異なる警告/警報を有することがある異なる条件をトリガすることが可能である。各サブシステムは、新しい条件に関連づけられた任意の付加的な行為を実施し、上記のサブシステムにステータス情報を渡す。1つの典型的な実施によれば、UIサブシステムは、所定時間で1つの警告/警報だけを表示する。この場合、UIモデルは、それらの優先順位によってアクティブなイベントをすべてソートし、最優先イベントに関連づけられた警告/警報を表示する。
ある。警告は、イベントがクリアされた場合に警告を自動的にクリアするような「自動復帰可能」、または、ユーザ・インタフェースとのユーザ相互作用が警告をクリアするために必要であるような「ユーザ復帰可能」の何れかであることができる。或る範囲内で変動することが可能なボリュームを有することがある可聴警告プロンプトは、ユーザの注意を引くために使用されることが可能である。加えて、情報または指示をユーザに対して表示することがある。その結果、情報または指示は、ユーザによって見られることが可能であり、ユーザ・インタフェースの自動調光特徴は、警告中に無効化されることがある。
警告/警報コード、警告/警報の記述的な名称である警告/警報名、警告の種類または警報のレベルを含む警告/警報タイプ、可聴プロンプトが警告/警報に関連づけられているか否かの表示、警告および関連するイベントがユーザによって回避(または無視)されることができるか否かの表示、および警告/警報をトリガするイベント(複数可)のイベント・コード。
[優先的音響信号]
サイクラは、音響信号および音声ガイダンスをユーザに提供して、限定されるものではないが、数選択、音効果(ボタン選択、動作選択)、透析機状態、動作方向、警告、および警鐘を含む或る範囲の情報を伝達することが可能である。サイクラ・コントローラ16
は、制御システム16において、コンピュータ300、302の一方または両方についてのメモリに格納された格納音ファイルからの音響信号および発声をスピーカに了知させることができる。それに代えて、発声は特殊なボイス・チップによって格納および生成されることが可能である。
1.警鐘
2.警告
3.音の効果
4.音声ガイダンス
5.数のシーケンスについての了知。
[可聴睡眠補助]
サイクラ14は、夜に癒し音を演奏して、睡眠を補助するオプションを備えることが可能である。雨、海洋波等のような音の演奏は音療法と称される。睡眠のための音療法は、幾人かのユーザに、夜間のノイズに対するより高い許容性、および睡眠妨害を最小限とするよりリズミカルな癒し音での夜間のノイズのマスクまたは置き換えを供給することができる。音療法は、聴覚過敏および耳鳴りなどの聴覚疾患を患っている個人を助けることが可能である。ユーザ・インタフェース324は、ユーザに、音の種類、体積レベルおよび持続時間を選択し、その結果、音療法が睡眠の初期時間中の前に演じることができるメニューを提供することが可能である。音ファイルはコンピュータ300、302のメモリに格納されることが可能であり、サイクラ14中のスピーカによって演じられることが可能である。別の例では、サイクラは外部スピーカを駆動するための出力ジャックを備えることが可能である。別の例では、音ファイルおよび/またはスピーカ駆動体エレクトロニクスは自動化コンピュータ300またはユーザ・インタフェース・コンピュータ302何れかから分離されていることが可能である。音ファイルは限定されるものではないが、雨の音、雷を伴った嵐、海洋波、雷、森の音、コオロギ、白色雑音、および桃色雑音(変動する振幅およびより大きな低温)を備えることが可能である。
[電池操作]
サイクラは、バックアップ電源として用いるための再充電可能なリチウムイオン電池を含むことが可能である。最小限、この電池は、ユーザに警告し、かつ処置の現在の状態を節約せずに、サイクラがオフとされないことを確実とすることを補助する。電力管理システムは、電池に残っている電荷の量に左右される電池通電時に、サイクラによって実行されることが可能である。電池が十分に充電された時、サイクラは節電または短い停電が治療の完了に干渉することを妨げることが可能である。サイクラ制御回路は電池の電荷の状
態を測定することが可能であり、電池電荷レベルを動作可能な状態と相関させることが可能である。この情報は試験を通じて経験的に得られることが可能であり、電池電荷レベルと様々なサブシステムを動作させる能力との間の相関はメモリに格納されることが可能である。以下の機能は電池電荷レベルと関連づけられることが可能である:
レベル4:治療の1サイクルを実行するのに十分な電力。例えば、電池の電荷レベルが略1100ミリアンペア−時間と等しいか、またはそれよりも大きい場合に実行される。
レベル3:ユーザ導出を実行するのに十分な電力。例えば、電池の電荷レベルが略500ミリアンペア−時間と等しいか、またはそれよりも大きい場合に実行される。
レベル2:治療を終了し、警告を表示し、治療後明細を通じてユーザを案内するのに十分な電力。例えば、電池の電荷レベルが略300ミリアンペア−時間と等しいか、またはそれよりも大きい場合に実行される。
レベル1:治療を終了し、警告を表示するのに十分な電力。例えば、電池の電荷レベルが略200ミリアンペア−時間と等しいか、またはそれよりも大きい場合に実行される。
レベル0:動作するのに十分でない電力。
レベル4:
導入処理が開始されなかった場合、AC電力が回復するまで動作を停止する。停止は30分に限られる。
電池操作中に加熱がないので、ヒータバッグは再度導入されないであろう。
治療を終了し、サイクラ14からの透析液供給セット12aの取り除きを含む治療後明細を通じてユーザを案内する。
レベル3:
導入または導出処理にある場合、AC電力が回復するまで動作を停止する。停止は30分に限られる。
電池操作中に加熱が無いので、ヒータバッグは再度導入されないであろう。
治療を終了し、サイクラ14からの透析液供給セット12aの取り除きを含む治療後明
細を通じてユーザを案内する。
レベル2:
治療を終了し、サイクラ14からの透析液供給セット12aの取り除きを含む治療後明細を通じてユーザを案内する。
レベル1:
治療を終了する。
レベル0:
動作するのに十分でない電力。
[スクリーン表示]
先に議論したように、UIビュー・サブシステム338(図47)は、ユーザへのインタフェースの表示を担当する。UIビュー・サブシステムは、自動化コンピュータ上で実行されるUIモデル・サブシステム360(図47)のクライアントであり、UIモデル
・サブシステム360と接続する。例えば、UIビュー・サブシステムは、どのスクリーンがユーザに所定時間に表示されるべきかを判断すべくUIモデル・サブシステムと通信する。UIビューは、スクリーン・ビュー用のテンプレートを備えることが可能であり、表示言語、スキン、音声言語、および文化的な配慮がなされたアニメーションなど場所特有の設定を扱うことが可能である。
割り当てられたコンテンツはない。データ・テーブルは、ウィジェットを配置すべく使用されるコンテンツと、ウィジェットの状態とを記述するレコードを備えている。ウィジェット状態は、確認されても確認されなくてもよく(チェックボックス型のウィジェットの場合)、見えていても隠されていてもよく、あるいは、有効でも無効でもよい。データ・テーブルは、ボタンを押す結果として生じる行為についても記述することができる。例えば、テンプレート「l」に由来するウィンドウ「A」上のボタンは、UIモデルにイベントを送ることができるが、さらにテンプレート「l」に由来するウィンドウ「B」上の同じボタンは、UIモデルにイベントを伝播させることなくローカル・スクリーン移行を単にもたらすことが可能である。データ・テーブルは、コンテキストに応じたヘルプ・システムへのインデックスを備えることが可能である。
ール416は、音声マネージャ・モジュール418に適切な要求をし、元々要求されていた動画クリップに属する録画を再生する。
ン448を選択することが可能である。
[自動腹膜透析治療制御]
持続的携行式腹膜透析(「CAPD」)は、伝統的には、手動で行われ、患者またはユーザは透析液をバッグからその人の腹膜腔に移動させ、3〜6時間の間の腹部での流体滞留を有し、次に、流体を収集または導出バッグに移す。これは、典型的には、1日当たり3または4回行われる。自動腹膜透析(「APD」)は、APDが、(例えば、眠っているかまたは夜に)数時間の時間中に一連の導入−滞留−導出サイクルを行う腹膜透析機(「サイクラ」)の助けを借りて達成される点でCAPDとは異なる。APDでは、サイクルの導入段階中に導入された流体と、何れかの限外ろ過流体とは、サイクルの次の導出段階中に完全には導出されないことがある。これはユーザのベッド中での位置の結果である
場合があり、例えば、腹膜腔中の凹所での流体の隔離に導き、留置カテーテルが存在する流体のすべてにアクセスするのを妨げる。持続的周期性腹膜透析(「CCPD」)では、サイクラは、導入および滞留段階後に十分な導出を行って、それぞれの連続サイクルにて保持された流体(残存腹腔内体積)の蓄積を妨げることを試みる。APDは、概して、透析液の複数の短い夜間の交換を含み、他方、ユーザはサイクラに接続され、眠る。夜間治療の最後に、恐らくは異なる組成の一定体積の透析流体が、溶質の継続した交換、廃棄合成物の移動、および限外ろ過に対して日中に腹膜腔に残ることがある。間欠的腹膜透析(「IPD」)では、延長された残存(または日中)滞留サイクルを有さずに、透析液の多数回交換が(例えば、夜間に)一定期間に亘って行われる。
)初期導入体積の規定の分率とされる導入−滞留−導出サイクルを備える。導入された流体の所定のパーセンテージ、または流体の所定の量は、治療の間の続いての導入−滞留−導出サイクル中に腹膜腔に留まるように配置される。好ましくは、続いての導入体積は、導出体積(から予測されたUFを減じたもの)に一致させて、比較的一定の残存腹膜内体積を維持するようにやはり低下される。例えば、3000mlの初期導入体積は治療の最初に導入されることが可能であり、続いて導出、およびただ1500ml、つまり、初期導入体積の50%に達する[導入+予測UF]体積が行われる。次に、腹膜腔中の予備または残存流体が、治療の最後に完全に導出される。代替モードでは、所定または規定数の導入−滞留−導出サイクル後に完全な導出が試されることが可能である(例えば、完全な導出が3サイクルのタイダル治療後に試みられるのが可能であり、このグループ分けは治療「クラスタ」を備える)。TPDは、ユーザが反復された大きな導入体積に付随する少ない不快感、または腹膜腔を十分に空にする反復された試みを経験することが可能である点で有益であることがある。小さな腹膜腔内流体体積に付随する低流状態もまた減少させることも可能であり、それにより、全治療時間の延長を回避するのを補助する。残存小体積を導出する試みに付随した不快感を減らすためには、例えば、タイダル導出体積を初期導入体積の75%(±予期されたUF体積)に設定することが可能であり、例えば、治療の持続時間の間、またはサイクルのクラスタの持続時間の間、腹膜腔中に予備または残存体積として略25%を残す。
加える必要があることがある。次に、進行する導入すべき残りの体積は、サイクルの残りの数によって割られるであろう。さらに、臨床家またはユーザが、さらなるサイクルを受け入れるために目標全治療時間(サイクルをベースとする治療)の延長の間で選択し、または滞留時間を調整して(つまり、滞留時間の短縮)、必要であれば、進行する導入−滞留−導出サイクル持続時間を低下させる(時間ベースの治療)ことによって目標治療時間を維持するように試みることを可能とするようにサイクラはプログラムされることが可能である。
間に到達し、および/または導出流量が減少した場合、サイクラ・コントローラによって追跡されたIPVは初期導出段階の最後にゼロに設定されることが可能である。もしそうでなければ、サイクラはユーザに警告することが可能である。サイクラはユーザに最小初期導出体積の要件を迂回させることが可能である。例えば、ユーザは、APDを開始する前の或る時点で手動により導出されてしまっていることがある。ユーザが最小初期導出体積への固執を止めることを選択する場合、ユーザによって選択された治療の種類に拘わらず第1のサイクルの最後に完全導出を行うようにサイクラはプログラムされることが可能である。使用可能とされた場合、この特徴は、第2の導入−滞留−導出サイクルが可及的にゼロに近いIPVにおいて開始するのを確実とするのを補助し、規定された最大IPVは治療の続いてのサイクル中に超えられるべきでないことを確実とするのを補助する。
、最大IPVが臨床家モードにおいてユーザが調整可能とされているときに、その人が、夜間治療に対するプログラムされた導入体積の範囲率(例えば、130〜160%)の外にあるMax IPV値を選択することを試みる場合、サイクラはユーザに警告することが可能である。
− サイクラを用いる日中交換の数;
− それぞれの日中交換に対して用いられるべき透析液の体積;
− 夜間治療に対する全時間;
− (日中滞留段階が用いられる場合に、最後の導入体積を含まない)夜間治療に対して用いられるべき透析液の全体積;
− サイクル当たりの導入されるべき透析液の体積;
− タイダル治療での、それぞれのサイクル中に導出および再導入されるべき流体の体積(夜間治療での初期導入体積のパーセンテージ);
− 夜間治療中に生成されるべき見積もられた限外ろ過体積;
− 治療の最後に供給されるべきであり、かつ長い期間に腹膜腔に残る透析液の体積(例えば、日中滞留);
− 治療を進めるのに必要とされる最小初期導出体積;
− (腹膜腔に導入された測定された体積、腹膜腔から取り出された測定された体積、および治療中に生成された限外ろ過の見積もられた体積に基づくことが可能な)サイクラが患者の腹膜腔に存在させる、存在することが知られた、または存在することが想定される最大腹腔内体積
を備えることが可能である。
− タイダル腹膜透析中に行われるべき全導出の頻度;
− 引き続いての導入が許される前に導出されなければならない日中治療中の腹膜に供給された体積の最小%;
− 見積もられた全UFの所定のパーセンテージが収集されない場合に、治療の最後に過剰な導出段階を行うようにとのユーザへの促し;
− 治療が開始される前に初期導出を行うのに必要な時間の最小の長さ;
− 日中治療モードまたは夜間治療モードの何れかにおいて、続いての導出を行うのに必要な時間の最小の長さ;
− 導入回数または導出回数の何れかが変化した(それにより、ユーザの予定の破壊を回避するのを補助する)ときに、固定された全治療時間を維持するサイクラ・コントローラによって調整された可変滞留時間;
を備えることが可能である。
− 治療前の最小初期導出体積が、以前の治療の最後における現在規定された最終導入体積の所定のパーセンテージ未満である(例えば、<70%);
− 最大IPVがサイクル当たりの導入体積の所定のパーセンテージ範囲外である(例えば、<130%または>160%);
− 治療の最後に過剰な導出を行うように警告を引き起こすためのUV体積閾値が治療当たりの見積もられたUF体積の所定のパーセンテージ未満である(例えば、<60%);− 演算された、または入力された滞留時間が所定の数分間未満である(例えば、<30分):
− 治療当たりの見積もられたUF体積が治療当たりの全透析液体積の所定のパーセンテージよりも大きい(例えば、>25%);
− 流体ラインの準備、および空気緩和処理中の導出に対する流体の喪失を説明するために、治療のためのすべての透析液バッグ体積の総和はCCPD治療セッション中に用いられる透析液の体積よりも幾分大きくあるべきである;
場合、警鐘は発せられることが可能である。
、透析液が日中治療中などの、長時間腹膜腔に残る場合、最大IPVを最後の導入体積以下に設定するようプログラムされるのはサイクラにとって望ましいことがある。この場合、サイクラ・コントローラが、最後の導出体積が完全な導出より少なくなると演算する場合、サイクラは、ユーザに警告するようにプログラムされることが可能であり、その際、サイクラは、ユーザに、治療を終了するか、別の導出段階を行うチョイスを提供することが可能である。
[警鐘を最小限としつつIPVを増大させることの管理]
或る実施形態では、持続的周期性腹膜透析(「CCPD」)治療から標準タイダル腹膜透析(「TPD」)治療に変えずに、治療中に増大するIPVを追跡および管理するようにサイクラはプログラムされることが可能であり、これは、残存体積を初期導入体積の或るパーセンテージに固定するであろう。むしろ、順応性タイダル治療モードが開始されることが可能であり、そこでは、何れかの導出段階中に遭遇することがある何れかの遅い導出状態に呼応して、残存体積は変動し、または「揺れる」。何れかの続いての導入体積+予測UFが規定された最大IPV(「Max IPV」)を超えない限り、このモードが動作されるのを可能とするようにサイクラはプログラムされることが可能である。それにより、滞留段階IPVは、治療中に最大IPVまで増加し、または減少するのが許可されるのが可能であり、好ましくは、臨床家モードでは臨床家によって設定されるのが可能である。この順応性タイダル治療モードでは、治療中のそれぞれの導出段階において、割り当てられた時間内で、または低流または無流状態が規定されたまたは予め設定された数分間検出されていない限り、完全な導出をサイクラは継続的に試みる。導出段階の最後における残存体積が、次の導入段階において、または次の滞留段階中に最大IPVの超過に導くかもしれない量を超えない限り、それは変動し、または「揺れる」のが許される。好ましい実施形態では、サイクラが、続いての導入段階または滞留段階が最大IPVに到達しないまたはそれを超過しないと演算する限り、ユーザに警告または警鐘を発しないようにサイクラはプログラムされることが可能である。
に行く予定である時間によって制限されることが可能である。夜間治療では、例えば、予定された時間で治療を終えるのに好都合な、治療で計画されたすべての透析液の使用を優先するようにサイクラ・コントローラはプログラムされることが可能である。臨床家またはユーザが調整可能なように滞留時間を選択した場合、サイクラ・コントローラは、(1)1または複数のサイクルを加えて、導入体積+予測UFが最大IPVを超えないことを確実とし;(2)透析液のすべてが治療で用いられるのを確実とし;(3)残りのサイクルの滞留時間を短縮することによって目標とした治療終了時に到達することを試みるであろう。ユーザに利用可能な代替オプションは、治療終了時間を延長することである。好ましい実施形態では、1つまたは2つのさらなるサイクルを治療に加えて、導入体積の減少を可能として、最大IPVの超過を妨げるようにサイクラはプログラムされることが可能である。増大した数のサイクルによって生じた減少した導入体積を用い、最大残存IPVを再演算するようにサイクラ・コントローラはプログラムされる。そのようにして、導出中の低流状態が同一IPVで起こる場合、新しいより高い最大残存IPVは、最大IPVを超えずに透析が進むことを可能とすることが可能である。最大許容数の過剰サイクル(例えば、例示的な夜間治療シナリオにおいては2サイクル)を加えることによって導入体積を十分減少させることができない場合、サイクラは、ユーザに2つのオプション:導出段階を再度試みる、または治療を終了する、を提示することが可能である。導入体積の調整後に導入体積を再びリセットし、導出の最後における低流状態が、新しく再演算されかつリセットされた最大残存IPVを超えるIPVで再度遭遇される場合、恐らくは、さらなるサイクルを加えるようにサイクラはプログラムされることが可能である。このようにして、早期の低流状態が反復して遭遇される場合、続いての導入体積を反復して調整して、最大IPVの超過を妨げるようにサイクラはプログラムされることが可能である。
[滞留時間減少に対する補充の制限]
或る実施形態では、1つは複数のサイクルを加えることによってサイクラが導入体積を減少させる場合、それは滞留時間を減少させて、全計画治療時間内に治療セッションを保つように試みることもできる。このモードは夜間治療で有用である場合もあり、その結果、患者は、朝の目覚めの計画された時間前に治療を終えていることを合理的に確実とすることができる。しかし、治療中に必要とされれば、サイクラはヒータバッグを継続して補充し、(PDカセットはそうでなければ患者との間で圧送しないときに)補充は概して滞留段階中に起こる。従って、幾つかの状況では、残りの滞留時間における必要な減少が、残りの新鮮な透析液をヒータバッグに補充するのに必要な見積もられた全時間未満である全残りの滞留時間に導くときに、全治療時間は延長される必要があることがある。従って、サイクラ・コントローラは、残りの治療サイクルで利用可能な最大滞留時間減少を演算し、残りの新鮮な透析液が適切に加熱されることを確実とするように全治療時間を延長することが可能である。サイクラ・コントローラはヒータバッグ中の透析液の体積、ヒータバッグ中の透析液の温度、および導入されることが予定された残りの新鮮な透析液の体積の追跡を保つので、それは、(その固有の圧送能力を仮定すれば)ヒータバッグを所定の体積まで補充するのに必要な時間、およびそれがユーザに導入される前に規定された温度までヒータバッグ中の透析液を持っていくのに必要な時間の量の見積もりを演算することができる。代替実施形態では、サイクラ・コントローラは何れかの時点でユーザとの間の圧送動作を中断して、ヒータバッグの補充用のポンプに係合することが可能である。例えば、ヒータバッグ中の流体の体積が、最後のサイクル中以外の、治療中の何れかの時点における所定の体積未満に落ちるのを妨げるようにサイクラ・コントローラはプログラムされることが可能である。
作動室で測定された様々な圧力レベルにおいてバルブに対してオン−オフ命令を発することが可能である。それにより、コントローラがバイナリ・バルブに対して「オフ」命令を発動する時点のポンプ制御または作動室における圧力閾値は、サイクラがユーザの腹膜腔との間で流体を供給し、または引っ張っているときは、対応する圧力閾値よりもヒータバッグとの間の供給中により大きい絶対値を有することが可能である。ポンプ膜に加えられたより高い平均圧力は、圧送すべき流体のより大きな流量をもたらすことが予測されることがある。可変オリフィス・バルブを用いて、蓄圧器とカセット・ポンプの制御または動作室との間の制御流体または気体の流れを調節する場合、同様なアプローチが用いられることが可能である。この場合、コントローラは可変オリフィス・バルブによって提供された流れ抵抗を変調して、ポンプ膜がそのストロークを通じて移動するのにつれ、ポンプ制御室中の所望の圧力を所定の限度内に維持することが可能である。
[治療の例示的なモード]
図67は、CCPDモードにあるときの、サイクラの順応性タイダル・モードのグラフ表示(体積または時間何れかにおいてスケール通りではない)である。明瞭性のため、治療の最初における初期導出は省略されている。最大IPV(Max IPV)700は、好ましくは臨床家によって設定された規定パラメータである。初期導入体積702もまた、好ましくは、規定パラメータとして臨床家によって設定される。予測UF体積は、滞留段階706中のさらなるIPV増加704によって表される。全治療に対する予測UF体積は臨床家によって規定に入力されることが可能であり、次に、サイクラは、治療中のサイクルの数および、従って、サイクル当たりの予測UF体積に基づいてサイクル当たりの滞留時間を演算することが可能である。限外ろ過は、導入−滞留−導出サイクル全体に亘って行われると予測されることに注意すべきであり、予測UF体積はサイクル期間全体に亘って限外ろ過された流体の体積を備えることは可能である。殆どの場合、滞留時間は導入または導出時間よりもかなり長く、導入または導出中の限外ろ過体積を比較的意味がないものとする。(導入および導出時間は、蓄圧器とポンプとの間の制御バルブを調節するためのコントローラによって用いられる圧力設定値を変えることによって調整可能であるときがある。しかし、ユーザに対する流体供給流量および圧力の調整性は、好ましくは、ユーザの快適を確保するために制限される)。そのようにして、サイクル704当たりの予測UF体積は、合理的には、サイクル中の限外ろ過の代表であることが可能である。この例でのサイクルの導出段階708は、治療のCCPDモードで起こるだろうように、完全な導出である。
が扱うことが可能かのグラフ表示である。この場合、第3のサイクルの導出段階730は、サイクラが最大残存IPV710未満で腹膜腔から導出するのを妨げる低流または無流状態に遭遇する。見積もられた残存体積732(低流状態の所定の持続時間後の見積もられた残存体積)を仮定すれば、サイクラは、続いての導入段階体積734は規定されたMax IPV700を736到達させ、またはそれを超えさすだろうことを演算する。従って、導出段階730の最後に、サイクラはユーザにこの問題に対して警告することが可能である。次に、ユーザは、治療を終了し、サイクラに(恐らくは、位置を変化させて、またはPDカテーテルを再度位置決めした後に)導出段階を再度試みるよう指示し、あるいは続いての導入体積が低下され、1又は複数のサイクルが加えられて、透析液の計画された全体積での治療が完了される改正されたサイクル治療モードに入るようにサイクラに指令するオプションを有することが可能である。割り当てられたまたは規定された全治療時間内に保つためには、導入および導出時間を減少させて、減少した導入および導出体積を説明し、次に、治療セッションの指名された終了時間を満足するためにどれぐらい多く滞留時間が短縮される必要があるか、およびその必要性があるか否かを判断することによって、サイクラは修正されたサイクルの持続時間を演算することが可能である。
、(現実の体積換算で、または初期導入体積のパーセンテージとしての)計画された残存IP体積が選択されている。サイクラの随時の特徴点として、ユーザまたは臨床家は、治療セッション中のサイクル・クラスタを備えた、タイダル導入−滞留−導出の3サイクル毎の後に完全な導出744を行うことも選択している。この例では、最大残存体積710未満の導出を妨げる低流状態が第3のサイクル746の最後に起こる。ユーザまたは臨床家のオプションにおいて、サイクラは、ユーザに警告して、治療を終了させ、導出段階を反復し、または改正サイクルTPD治療を開始させるか、の何れかを選択させ、あるいはサイクラは自動的に改正サイクルTPD治療を開始するのが可能とされる。この場合、導入体積の結果としての減少を伴う第6のサイクルの改正導入体積748への付加は、さもなければ起こっていたであろう750、Max IPV700の超過を回避するのに十分である。この例では、サイクルは進行して、クラスタの最後に完全な導出744を行うが、その後、標準TPD治療を再開する。計画された残存体積がクラスタの初期導入体積の或るパーセンテージであると特定された場合、そのパーセンテージは改正残存IPV752に適用されることが可能である。次に、改正導入体積748の適切な分率+予測UF体積を演算して、改正残存IPV752まで導出することによって、サイクラは続いての導出体積754を演算することが可能である。サイクラが、Max IPV700が違反されないことを演算する限り、何れの続いての導入体積758も改正導入体積748と同様なままであることが可能である。これに代えて、続いての導入体積は、比較的一定した改正滞留段階IPV756を維持するように設計されたように減少されることが可能である。この場合、全残りの透析溶液が、改正導入体積748と、改正滞留段階IPV756を維持するように減少された後の導入体積との間に適切に分割されることを確実とするのに必要なさらなる演算をなすようにサイクラ・コントローラはプログラムされることが可能である。代替実施形態では、臨床家またはユーザは、規定された残存IP体積742が治療を通じて体積的に比較的固定されることを選択するのが可能である。この場合、サイクラ・コントローラは残存IP体積742のパーセンテージ値を体積値(例えば、ミリメートル単位)に変換することが可能であり、改正サイクル・モードが開始された後に継続してその目標残存体積を用いることが可能である。何れにせよ、サイクラ・コントローラは何れの改正導入体積の演算においても、継続してMax IPV700制限を適用することが可能である。
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、なされることが可能である。
Claims (14)
- 透析システムにおいて、
概ね平面状の本体および第1の可撓膜を有した圧送カセットであって、前記第1の可撓膜は前記圧送カセットの圧送室の上方にて、前記圧送カセットの片側に設けられている、前記圧送カセットと、
前記圧送カセットの前記第1の可撓膜と接触および接合するように配置された第2の可撓膜を備えた制御面を有するサイクラとを備え、前記サイクラは前記第2の可撓膜の1又は複数の部分を移動させる結果、前記圧送カセット上の圧送室の上方にある前記第1の可撓膜の少なくとも一部を移動させて、前記圧送室中での流体の流れを引き起こすように配置され、前記サイクラは、さらに、前記第1の可撓膜と前記第2の可撓膜の間の空間にある流体を取り除いて前記第1および第2の可撓膜を、互いに向かって引き込み、及び、流体を前記空間に導入して前記第1および第2の可撓膜を互いに遠ざかるように移動させるべく設けられた少なくとも1つのポートを、制御面において備え、
前記透析システムはコントローラを有し、
前記サイクラは正圧ソースおよび負圧ソースを備え、
前記サイクラは前記少なくとも1つのポートへの負圧および正圧の流れを制御するための、バルブ付きのマニホールドを備え、前記バルブ付きのマニホールドは流体トラップを備え、前記流体トラップは、前記少なくとも1つのポートから前記流体トラップに引き込まれる液体を検出するためのセンサと、前記流体トラップ内の圧力を検出するための圧力センサとを有し、
前記サイクラは、前記制御面を後退させる圧力供給ブロックを備え、前記制御面の対応する制御領域に関連づけられた制御室または凹所を備え、それぞれの制御室又は凹所は、前記制御領域または凹所における流体圧力に基づいて前記対応する制御領域を移動させるように配置され、
前記少なくとも1つのポートには前記少なくとも1つのポートを正圧ソースに一時的に接続させることによって正圧を供給することができ、
前記少なくとも1つのポートは通常は治療の間に前記バルブ付きのマニホールド内の流体トラップを介して前記負圧ソースに接続され、
前記コントローラは、前記治療の間に前記少なくとも1つのポートに負圧を供給すること、および、加圧した流体が前記少なくとも1つのポートを通過し、かつ前記第1の可撓
膜と前記制御面の間へと流れて前記第1の可撓膜と前記制御面の間の真空結合を破壊するために、前記流体トラップと前記少なくとも1つのポート内の流体を加圧すべく前記少なくとも1つのポートに正圧を供給することを選択するように前記バルブ付きのマニホールドを制御する、透析システム。 - 前記少なくとも1つのポートは、前記第1の可撓膜と前記第2の可撓膜の間の前記空間にある流体を選択的に取り除き、または前記第1の可撓膜と第2の可撓膜の間の前記空間に流体を導入するように配置された真空ポートを備える、請求項1に記載の透析システム。
- 前記第1の可撓膜と前記第2の可撓膜の間から取り除かれた前記流体は空気または液体を含んでなり、前記第1の可撓膜と前記第2の可撓膜の間に導入された流体は空気を含んでなる、請求項2に記載の透析システム。
- 前記制御面は1枚の弾性があるポリマー材料である、請求項1に記載の透析システム。
- 前記制御面は複数の移動可能な部分を備え、少なくとも1つの移動可能な部分は前記圧送室の上方にある前記第1の可撓膜の前記部分と相互作用するように配置され、少なくとも1つの他の移動可能な部分は前記第1の可撓膜の別の部分と相互作用して、前記圧送カセットのチャネル内の流れを制御するように配置される、請求項1に記載の透析システム。
- 前記制御面の前記少なくとも1つのポートは、前記第1の可撓膜と前記第2の可撓膜の間の空間にある流体を取り除くための複数のポートを備える、請求項1に記載の透析システム。
- 前記前記少なくとも1つのポートは、前記第1の可撓膜と前記第2の可撓膜の間の前記空間に流体を導入するようにも配置される、請求項6に記載の透析システム。
- 前記少なくとも1つのポートは、前記第2の可撓膜中に穴を備える、請求項1に記載の透析システム。
- いずれかの前記真空結合の破壊は、前記圧送カセットを前記サイクラの前記制御面から分離することを促進する、請求項1に記載の透析システム。
- 請求項1に記載の透析システムにおいて、
前記バルブ付きのマニホールドは正圧のための入口ポートおよび負圧のための入口ポート、ならびに正圧のソースまたは負圧のソースを複数の出口チャネルに選択的に接続させるように配置された複数のチャネルおよびバルブを備え、
前記圧力供給ブロックは前記バルブ付きのマニホールドの側と接合するように構成され、前記バルブ付きのマニホールドの複数の出口チャネルは前記圧力供給ブロックの第1の側の対向するポートと流体連結し、前記圧力供給ブロックの前記第1の側の前記対向するポートは、前記圧力供給ブロックの対向する第2の側の対応する出口ポートに流体接続し、
前記制御面は制御ガスケットによって設けられ、前記制御ガスケットは前記圧力供給ブロックの前記第2の側に取り付けられ、複数の制御領域を有し、それぞれの制御領域は前記圧力供給ブロックの対応する出口ポートと反対側に配置された第1の側を有し、それぞれの制御領域は、前記圧送カセットの圧送領域すなわち前記第1の可撓膜のバルブ領域に接触し、それを作動させるように構成された対向する第2側を有し、
それぞれの制御領域は、前記圧力供給ブロックの前記対応する出口ポートを通じて正ま
たは負に加圧されることが可能であり、
前記バルブ付きのマニホールドは、負圧のための前記入口ポートと流体連通し、前記圧力供給ブロックの1又は複数の出口ポートと流体連通した前記流体トラップを備え、前記流体トラップは、前記出口ポートから受容された何れかの流体を収集するために前記バルブ付きのマニホールドの下側に配置され、
前記流体トラップ中の流体の存在を検出するためのセンサをさらに備える、
透析システム。 - 負圧のための前記入口ポートおよび前記出口ポートは前記流体トラップの上方端において流体連通される、請求項10に記載の透析システム。
- 前記液体を検出するためのセンサは、前記第1の可撓膜に穴が開いたか否か、または他の理由によって前記第1の可撓膜と前記制御面の間に液体が導入されたか否かを検出するために前記流体トラップ内に設けられる、請求項1に記載の透析システム。
- 前記コントローラは、前記正圧ソースと前記制御室または凹所の間で第1のバルブを開け、および、同時に前記負圧ソースと前記制御室または凹所の間で第2のバルブを開けるために、前記バルブ付きのマニホールドを制御する、請求項1に記載の透析システム。
- 前記少なくとも1つのポートは、前記圧力供給ブロック内の捕捉的な出力ポートに位置決めされ、密閉的に関連付けられている複数のポートを備え、前記圧力供給ブロックは前記バルブ付きのマニホールドの前記流体トラップに導く流体通路に密閉的に関連付けられ、前記流体トラップは入口を備え、前記入口を通じて前記制御面のそれぞれのポートに負圧を加え、及び分配することが可能であることによって、前記出力ポートおよび前記制御面のポートから引き出され、その結果、様々な前記制御領域にて前記第1の可撓膜と前記制御面の間のいかなる空間からも流体を除去することができるので、前記制御領域のうちの1つ以上に液体が存在する場合には前記制御面の関連付けられたポートが前記液体を前記制御面のポートに引き出して、前記流体トラップに導く流体通路へと引き出し、前記流体トラップに集められた液体を前記1つ以上のセンサによって検知する、請求項13に記載の透析システム。
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