JP6483813B2 - 血液の体外処理のための装置及び体外血液処理装置内での血液加温デバイスの制御方法 - Google Patents
血液の体外処理のための装置及び体外血液処理装置内での血液加温デバイスの制御方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、血液の体外処理のための装置に関する。ある態様に従うと、本発明に従う体外処理装置は、血液加温デバイスとの組み合わせであるか、又は血液加温デバイスを備える。本発明はまた、血液加温デバイスの制御の方法に関し、血液加温デバイスは、体外血液処理装置の一部分であってもよく、又は体外血液処理装置と連絡している別個のデバイスであってもよい。
処理ユニット、前記処理ユニットの血液流入口に接続されている血液取り出しライン及び前記処理ユニットの血液流出口に接続されている血液戻りラインを有する体外血液回路;
少なくとも1つの前記血液取り出しライン及び前記血液戻りラインを通り抜けて流れる血液流量を制御するように構成されている血液ポンプ;
前記体外血液回路に接続されている少なくとも1つの注入ライン;
以下の手続きを実行するように構成されている制御ユニット:
患者の静脈血管アクセスに接続されるように構成されている前記血液戻りラインの端での所望の血液温度で表される第1の値を受け取ること;
前記少なくとも1つの注入ライン内の注入液の少なくとも1つの流量に関する少なくとも1つの第1の信号を受け取ること;
前記血液戻りラインの前記端での前記所望の血液温度を維持するために、前記体外血液回路の血液加熱ゾーンを加熱するように構成されている加温デバイスに割り当てられるべき運転パラメータの設定点値を計算すること;
ここにおいて、前記設定点は、以下を含む入力パラメータに基づいて計算される;
当該所望の血液温度で表される少なくとも当該第1の値、並びに
以下の群から選択される少なくとも1つ
第1の信号、及び
前記少なくとも1つの注入ライン内の前記少なくとも1つの注入液の温度で表される第2の値;
を備える装置に関する。
前記体外血液回路内の血液流量に関する第2の信号を受け取る
ように構成されており、
ここにおいて、当該入力パラメータは、前記第2の信号を含む。
少なくとも1つの注入ラインが、前記血液加熱ゾーンの下流に位置している連絡点で、特に、前記血液加熱ゾーンと前記血液戻りラインの前記端との間で当該体外血液回路に接続されている。
前記処理ライン内の前記処理液の流量に関する第3の信号を受け取る;
前記処理液ライン内の前記処理液の温度で表される第3の値を受け取る;
ように構成されており、
ここにおいて、当該入力パラメータはまた、当該第3の信号、及び/又は当該処理液の温度で表される及び当該第3の値を含む。
それぞれの注入ライン内の注入液の当該流量にそれぞれ関する複数の第1の信号を受け取るように;
以下の入力パラメータに基づいて前記設定点を計算するように:
当該第1の信号(単数又は複数)、及び
血液加熱ゾーンの下流の当該体外血液回路に接続されている当該注入ライン(単数又は複数)内の当該注入液の温度(単数又は複数):
構成されている。
第1の信号(単数又は複数)、及び
血液加熱ゾーンの上流及び下流の当該体外血液回路に接続されている当該注入ライン(単数又は複数)内の当該注入液の温度(単数又は複数)、
並びに
第3の信号及び当該処理液の温度。
ここにおいて、前記装置は:
処理ユニット、前記処理ユニットの血液流入口に接続されている血液取り出しライン、及び前記処理ユニットの血液流出口に接続されている血液戻りラインを有する体外血液回路;
少なくとも1つの前記血液取り出しライン及び前記血液戻りラインを通り抜けて流れる血液流量を制御するために構成されている血液ポンプ;
前記体外血液回路に接続されている少なくとも1つの注入ライン
を備え、
ここにおいて、当該方法は、
患者の静脈血管アクセスに接続されるように構成されている前記血液戻りラインの端で所望の血液温度を維持するために、当該体外血液回路の血液加熱ゾーンを加熱するように構成されている加温デバイスに対して与えられるべき運転パラメータの設定点値を計算すること;
を含み、
ここいおいて、当該設定点は、
当該所望の血液温度で表される少なくとも1つの第1の値:
並びに
以下の群:
前記少なくとも1つの注入ライン内の注入液の少なくとも1つの流量に関する第1の信号、及び
前記少なくとも1つの注入ライン内の前記少なくとも1つの注入液の温度で表される第2の値
から選択される少なくとも1つ:
を含む入力パラメータに基づいて計算される
方法に関する。
図1〜3は、血液の体外処理のための装置を例示する非限定的な実施形態を示す。留意すべきは、同一の構成要素は、図1〜3において同一の参照数詞により特定されていることである。
−Cpblood:血液比熱(J/℃/g)
−CpREP2:注入液比熱(J/℃/g)
−p:戻りラインのための雰囲気に対する熱喪失係数(W/℃/m)
−Lret:バブルトラップ下流の血液戻りラインの長さ(m)
−ρblood:血液密度(g/ml)
−ρREP2:注入液密度(g/ml
−QBLOOD:血液流量(ml/min)
−Qbret:血液戻りライン内の血液流量(ml/min)
−QREP2:ポスト注入流量(ml/h)
−Tret:血液戻りラインの端での血液温度(℃)
−Tdes:血液戻りラインの端での所望の血液温度(℃)
−Tbtrap:バブルトラップ流出口での血液温度(℃)
−TOUT:血液加熱ゾーンの流出口(加温器出口)の血液温度(℃)
−Tw:加温器設定点温度
−TROOM:室温(℃)
−TREP2:注入液温度(℃)。
ρblood=1.05g/ml
ρREP2=1.0g/ml
Cpblood=CpREP2=Cpwater=4.18J/℃/g
TROOM=TREP2=24℃
Lret=2.10m
p=0.38W/℃/m。
− 流量センサ24eからのポスト注入ライン25内の注入液のポスト注入流量QREP2に関する第1の信号;
− 温度センサ29eからのポスト注入ライン25内の注入液の温度TREP2を表す第2の値;
− 流量センサ24cからの処理液ライン19内の処理液の流量QTREATに関する第3の信号;
− 温度センサ29cからの前記処理液ライン19内の前記処理液の温度TTREATを表す第3の値;
− 血液流量センサ30からの体外血液回路100内の血液流量QBLOODを表す第2の信号
− 室温TROOM
である。
− 加温デバイス200の下流の注入液からの冷却の影響;
− 処理ユニット2内での血液と透析液との間の熱交換のモデルを含む透析液の冷却の影響;
− 加温デバイス200の下流の体外血液回路100内の雰囲気への熱喪失。TROOMは、処理ユニット2を含む加温デバイス200の下流の雰囲気への熱喪失を考慮するために使用される;
を考慮するべきである。
TOUT=f(QREP2,TREP2,QTREAT,TTREAT,QBLOOD,TROOM)。
− 第2の液体温度センサ205からの加温デバイス200の入口での血液温度TIN;
− 流量センサ24eからのポスト注入ライン25内の注入液のポスト注入流量QREP2に関する第1の信号;
− 温度センサ29eからの前記ポスト注入ライン25内の注入液の温度TREP2を表す第2の値;
− 血液流量センサ30からの体外血液回路100内の血液流量QBLOODを表す第2の信号;
− 室温TROOM
である。
− 第2の液体温度センサ205からの加温デバイス200の入口での血液温度TIN;
− 流量センサ24eからのポスト注入ライン25内の注入液のポスト注入流量QREP2に関する第1の信号;
− 温度センサ29eからのポスト注入ライン25内の注入液の温度TREP2を表す第2の値;
− 流量センサ24cからの処理液ライン19内の処理液の流量QTREATに関する第3の信号;
− 温度センサ29cからの前記処理液ライン19内の前記処理液の温度TTREATを表す第3の値;
− それぞれの血液流量センサ30からの体外血液回路100内の血液流量QBLOODを表す第2の信号;
− 室温TROOM
である。
− 加温デバイス200の下流の注入液からの冷却の影響;
− 処理ユニット2内での血液と透析液との間の熱交換のモデルを含む透析液の冷却の影響;
− 加温デバイス200の下流の体外血液回路100内の雰囲気への熱喪失。TROOMは、処理ユニット2を含む加温デバイス200の下流の雰囲気への熱喪失を考慮するために使用される;
を考慮するべきである。
− それぞれ流量センサ24e,24b,24dからのポスト注入ライン25内の注入液のポスト注入流量QREP2、プレ注入ライン15内の注入液のプレ注入流量QREP1、プレ血液ポンプ注入ライン21内の注入液の流量QPBDに関する第1の信号(複数);
−それぞれ温度センサ29e,29b,29dからのポスト注入ライン25内の注入液の温度TREP2、プレ注入ライン15内の注入液の温度TREP1、プレ血液ポンプ注入ライン21内の注入液の温度TPBDを表す第2の値(複数);
− 流量センサ24cからの処理液ライン19内の処理液の流量QTREATに関する第3の信号;
− 温度センサ29cからの前記処理液ライン19内の前記処理液の温度TTREATを表す第3の値;
− 血液流量センサ30からの体外血液回路100内の血液流量QBLOODを表す第2の信号;
− 血液取り出しライン6の端60での血液の温度TPATIENT(これは、患者Pの中心部温度であり、約37.5℃で設定され得る);
− 室温TROOM;
である。
Claims (23)
- 体外血液処理装置(1)であって、
処理ユニット(2)と、前記処理ユニット(2)の血液流入口に接続されている血液取り出しライン(6)と、前記処理ユニット(2)の血液流出口に接続されている血液戻りライン(7)とを有する体外血液回路(100)と、
前記血液取り出しライン(6)と前記血液戻りライン(7)の少なくとも1つを通り抜けて流れる血液流量(QBLOOD)を制御するように構成されている血液ポンプ(11)と、
前記体外血液回路(100)に接続されている少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)と、ここで、前記少なくとも1つの注入ライン(25)は、血液加熱ゾーン(H)の下流に位置している連絡点で前記体外血液回路(100)に接続され、
手順を実行するように構成されている制御ユニット(10)と、を備え、前記手順が、
− 患者(P)の静脈血管アクセスに接続されるように構成されている前記血液戻りライン(7)の端(70)における所望の血液温度(Tdes)を表す第1の値を受け取ることと、
− 前記少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)内の注入液の少なくとも流量(QPBP,QREP1,QREP2)に関する少なくとも第1の信号を受け取ることと、
− 前記血液戻りライン(7)の前記端(70)において前記所望の血液温度(Tdes)を維持するために、前記体外血液回路(100)の血液加熱ゾーン(H)を加熱するように構成されている加温デバイス(200)に割り当てるべき運転パラメータ(TOUT;PW)の設定点の値を計算することと、を含み、
− 前記設定点は入力パラメータに基づいて計算され、前記入力パラメータは、
・前記所望の血液温度(Tdes)を表す少なくとも前記第1の値と、
・以下の群から選択される少なくとも1つの値と、を含み、前記群は、
・前記第1の信号(QREP1,QPBP,QREP2)と、
・前記少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)内の前記少なくとも1つの注入液の温度(TREP1,TPBP,TREP2)を表す第2の値、である、体外血液処理装置。 - 前記制御ユニット(10)が、さらに、
− 前記体外血液回路(100)内の血液流量(QBLOOD)に関する第2の信号を受け取る、ように構成されており、
前記入力パラメータが前記第2の信号を含む、請求項1に記載の体外血液処理装置。 - 前記少なくとも1つの注入ライン(25)が、前記血液加熱ゾーン(H)と前記血液戻りライン(7)の前記端(70)との間に位置している連絡点で前記体外血液回路(100)に接続されている請求項1または2に記載の体外血液処理装置。
- 前記少なくとも1つの注入ライン(25)が、前記血液戻りライン(7)に直接に接続されているポスト注入ライン(25)を備える請求項1乃至3の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記第2の値が設定値又は測定値である、請求項1乃至4の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記第2の値は、前記体外血液処理装置の位置している室温を表す、請求項5に記載の体外血液処理装置。
- 前記処理ユニット(2)に接続されている処理液ライン(19)を備え、
前記制御ユニット(10)が、さらに
− 前記処理液ライン(19)内の処理液の流量(QTREAT)に関する第3の信号を受け取り、
− 前記処理液ライン(19)内の前記処理液の温度(TTREAT)を表す第3の値を受け取る、
ように構成されており、
前記入力パラメータが、前記第3の信号(QTREAT)、及び前記処理液の前記温度(TTREAT)を表す前記第3の値をさらに含む、請求項1乃至6の何れか1項に記載の体外血液処理装置。 - 設定点の計算が、前記処理ユニット(2)のフィルタの特性を考慮して実行される、請求項7に記載の体外血液処理装置。
- 前記体外血液回路(100)に接続されている複数の注入ライン(15,21,25)を備え、前記制御ユニット(10)は、
−それぞれの注入ライン(25;25,15;25,15,21)内の注入液の前記流量(QREP2;QREP2,QREP1;QREP2,QREP1,QPBP)にそれぞれ関する複数の第1の信号を受け取り、
−入力パラメータに基づいて前記設定点を計算するように構成され、前記入力パラメータが、
−1つまたは複数の前記第1の信号と、
−前記血液加熱ゾーン(H)の下流の前記体外血液回路(100)に接続されている1つまたは複数の前記注入ライン(25;25,15;25,15,21)内の1つまたは複数の前記注入液の温度(TREP2;TREP2,TREP1;TREP2,TREP1,TPBP)である、請求項7または8に記載の体外血液処理装置。 - 前記少なくとも1つの注入ラインは、
前記血液戻りラインに直接に接続されているポスト注入ラインと、
前記血液取り出しラインに直接に接続され、とりわけ、前記血液ポンプの下流の前記血液取り出しラインに直接に接続されているプレ注入ラインと、
前記血液ポンプの上流の前記血液取り出しラインに直接に接続されているプレ血液ポンプ注入ラインと、
のうちの何れか1つを備える、請求項1乃至9の何れか1項に記載の体外血液処理装置。 - 前記設定点が、入力パラメータに基づいて計算され、前記入力パラメータが、
−1つまたは複数の前記第1の信号及び前記血液加熱ゾーン(H)の上流及び下流の前記体外血液回路(100)に接続されている1つまたは複数の前記注入ライン(15,21,25)内の前記注入液の1つまたは複数の温度(TREP1,TPBP,TREP2)と、
−前記第3の信号(QTREAT)及び前記処理液の前記温度(TTREAT)、を含む、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の体外血液処理装置。 - 前記運転パラメータは、前記血液加熱ゾーン(H)の流出口での前記血液温度(TOUT)を表す、請求項1乃至11の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記血液加熱ゾーン(H)が、前記血液戻りライン(7)上に位置する前記体外血液回路(100)の一部である、請求項1乃至12の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記血液加熱ゾーン(H)を加熱するように構成されている加温デバイス(200)を備える、請求項1乃至13の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記加温デバイス(200)は、前記体外血液回路(100)の対応する加熱部(102)を収容し加熱する加熱ユニット(203)を有する、請求項14に記載の体外血液処理装置。
- 前記体外血液回路(100)は、加熱部(102)と、前記体外血液回路(100)の対応する前記加熱部(102)を収容し加熱する加熱ユニット(203)を有する加温デバイス(200)と、を含み、前記体外血液回路(100)の前記加熱部(102)は前記加温デバイス(200)の前記加熱ユニット(203)に提供される加熱シートに挿入可能な実質的に平たい袋体の形態であり、前記平たい袋体は前記体外血液回路に接続された流入口と流出口を与える、請求項1乃至15の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記加温デバイス(200)が前記血液戻りライン(7)上に位置する、請求項14または15に記載の体外血液処理装置。
- 前記加温デバイス(200)が前記制御ユニット(10)に接続されており、前記制御ユニット(10)が、前記計算された設定点での前記運転パラメータを用いて運転することを前記加温デバイス(200)に割り当てるよう指示するコマンドを含む制御信号を生成するように構成されている、請求項1乃至17の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 前記血液加熱ゾーン(H)の流出口で血液温度(TOUT)を測定し対応する測定信号を生じるように構成されている液体温度センサ(204)を備え、前記運転パラメータが、前記血液加熱ゾーン(H)の前記流出口での前記血液温度(TOUT)であり、前記制御ユニット(10)が、前記加温デバイス(200)においてフィードバック制御を実行するように構成されており、前記フィードバック制御が、前記測定信号及び前記計算された設定点に基づいて、前記加温デバイス(200)の加熱ユニット(203)に供給される電力を調節すること、又は、加熱板のような前記加温デバイス(200)の一部の温度を調節することを含んでいる、請求項1乃至18の何れか1項に記載の体外血液処理装置。
- 体外血液処理装置(1)であって、
処理ユニット(2)と、前記処理ユニット(2)の血液流入口に接続されている血液取り出しライン(6)と、前記処理ユニット(2)の血液流出口に接続されている血液戻りライン(7)とを有する体外血液回路(100)と、
前記血液取り出しライン(6)と前記血液戻りライン(7)の少なくとも1つを通り抜けて流れる血液流量(QBLOOD)を制御するように構成されている血液ポンプ(11)と、
前記体外血液回路(100)に接続されている少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)と、
前記体外血液回路(100)の血液加熱ゾーン(H)を加熱するように構成されている加温デバイス(200)と、
手順を実行するように構成されている制御ユニット(10)と、を備え、前記手順が、
−患者(P)の静脈血管アクセスに接続されるように構成されている前記血液戻りライン(7)の端(70)における所望の血液温度(Tdes)を表す第1の値を受け取ることと、
−前記少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)内の注入液の少なくとも流量(QPBP,QREP1,QREP2)に関する少なくとも第1の信号を受け取ることと、
−前記血液戻りライン(7)の前記端(70)において前記所望の血液温度(Tdes)を維持するために、前記体外血液回路(100)の前記血液加熱ゾーン(H)を加熱するように構成されている加温デバイス(200)に割り当てるべき運転パラメータ(TOUT;PW)の設定点の値を計算することと、を含み、
−前記設定点は入力パラメータに基づいて計算され、前記入力パラメータは、
・前記所望の血液温度(Tdes)を表す少なくとも前記第1の値と、
・以下の群から選択される少なくとも1つの値と、を含み、前記群は
・前記第1の信号(QREP1,QPBP,QREP2)と、
・前記少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)内の前記少なくとも1つの注入液の温度(TREP1,TPBP,TREP2)を表す第2の値と、であり、
前記加温デバイス(200)は、前記血液戻りライン(7)または前記血液取り出しライン(6)に配置され、前記血液加熱ゾーン(H)を直接的に加熱する、体外血液処理装置。 - アッセンブリであって、
体外血液処理装置(1)であって、
処理ユニット(2)と、前記処理ユニット(2)の血液流入口に接続されている血液取り出しライン(6)と、前記処理ユニット(2)の血液流出口に接続されている血液戻りライン(7)とを有する体外血液回路(100)と、
前記血液取り出しライン(6)と前記血液戻りライン(7)の少なくとも1つを通り抜けて流れる血液流量(QBLOOD)を制御するように構成されている血液ポンプ(11)と、
前記体外血液回路(100)に接続されている少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)と、
手順を実行するように構成されている制御ユニット(10)と、を備え、前記手順が、
−患者(P)の静脈血管アクセスに接続されるように構成されている前記血液戻りライン(7)の端(70)における所望の血液温度(Tdes)を表す第1の値を受け取ることと、
−前記少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)内の注入液の少なくとも流量(QPBP,QREP1,QREP2)に関する少なくとも第1の信号を受け取ることと、
−前記血液戻りライン(7)の前記端(70)において前記所望の血液温度(Tdes)を維持するために、前記体外血液回路(100)の血液加熱ゾーン(H)を加熱するように構成されている加温デバイス(200)に割り当てるべき運転パラメータ(TOUT;PW)の設定点の値を計算することと、を含み、
−前記設定点は入力パラメータに基づいて計算され、前記入力パラメータは、
・前記所望の血液温度(Tdes)を表す少なくとも前記第1の値と、
・以下の群から選択される少なくとも1つと、を含み、前記群は、
・前記第1の信号(QREP1,QPBP,QREP2)、と
・前記少なくとも1つの注入ライン(15,21,25)内の前記少なくとも1つの注入液の温度(TREP1,TPBP,TREP2)を表す第2の値と、である、前記体外血液処理装置(1)と、
前記体外血液回路(100)の前記血液加熱ゾーン(H)を加熱する加温デバイス(200)と、を備え、
前記加温デバイス(200)と前記体外血液処理装置(1)とが別個であり、前記加温デバイス(200)が、前記制御ユニット(10)から独立した個別の制御システム(201)を備え、前記加温デバイス(200)は前記血液戻りライン(7)または血液取り出しライン(6)に配置され、直接的に前記血液加熱ゾーン(H)を加熱する、アッセンブリ。 - 前記加温デバイス(200)の前記制御システム(201)が、前記計算された設定点での前記運転パラメータを用いて運転することを前記加温デバイス(200)に割り当てるよう指示するコマンドを含む制御信号を前記制御ユニット(10)から受け取るように構成されているか、または、
前記体外血液処理装置(1)の前記制御ユニット(10)が、コミュニケーションデバイスによってオペレータに向けて前記計算された設定点値を伝えるように構成されており、前記加温デバイス(200)の前記制御システム(201)が、前記計算された設定点値を受け取り、前記計算された設定点での前記運転パラメータを用いて運転することを前記加温デバイス(200)に課するように構成されている、請求項21に記載のアッセンブリ。 - 前記加温デバイス(200)が、前記血液加熱ゾーン(H)の流出口で血液温度(TOUT)を測定し対応する測定信号を生じるように構成されている液体温度センサ(204)を備え、前記運転パラメータが、前記血液加熱ゾーン(H)の前記流出口での前記血液温度(TOUT)であり、前記制御システム(201)が、フィードバック制御を実行するように構成されており、前記フィードバック制御が、前記測定信号及びコマンドによって割り当てられた前記計算された設定点に基づいて、前記加温デバイス(200)の加熱ユニット(203)に供給される電力(Pw)を調節することを含む、請求項21または22に記載のアッセンブリ。
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