KR101146048B1 - 혈액의 체외 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

체외 혈액 처리용 장치(1)는 혈액 처리 장치(4)의 반투과성 막(3)을 통한 액체의 초여과 액츄에이터(2), 막을 통한 초여과 유량을 측정하기 위한 제1 초여과 유량 센서(11)와, 트랜스멤브레인 압력을 측정하기 위한 제2 그룹의 트랜스멤브레인 압력 센서(13), 및 트랜스멤브레인 압력의 함수로서 최대 초여과 유량을 계산하기 위한 프로그램화된 제어기(14)를 포함한다. 상기 장치는 혈액여과와 혈액투석여과 등의 신장 질환의 치료에 적합하다. 상기 장치는 상대적으로 단시간 내에 다량의 체외 혈액을 환자로부터 제거할 수 있도록 해준다.

Description

혈액의 체외 처리 장치 및 방법{A MACHINE AND A PROCEDURE FOR EXTRACORPOREAL TREATMENT OF BLOOD}

본 발명은 혈액의 체외 처리를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

구체적으로, 한정한 것은 아니지만, 본 발명은 반투과성 막을 통한 액체의 초여과를 수반하는 치료, 예컨대 순수 초여과(pure ultrafiltration), 혈액여과(hemofiltration), 혈액투석(hemodialysis) 및 혈액투석여과(hemodiafiltration)와 같은 신장 질환 치료를 위한 치료에 유용하게 적용할 수 있다.

체외 혈액 처리는 일반적으로 환자로부터의 혈액을 제거하는 단계, 그것을 인체의 외부로 전달하는 단계, 및 일단 처리한 후에는 그것을 환자에게 재주입하는 단계를 포함한다.

신장 질환을 위한 치료는 일반적으로 혈액에 있어 용질의 추가 및/또는 제거, 및 액체의 제거 둘 다를 포함한다.

잘 알려져 있는 바와 같이, 투석 처리는 일반적으로 우선 환자로부터 혈액을 제거하고 그 혈액을 용질과 액체의 교환이 반투과성 막을 통해 수행되는 투석 필터 내부로 전달함으로써 수행한다.

투석 처리를 위한 다양한 서로 다른 유형들이 공지되어 있다.

순수 초여과에서는, 제거하고자 하는 액체가 반투과성 막을 통한 압력 구배식(pressure-gradient) 초여과에 의해 혈액으로부터 취출되고, 필터의 혈액이 없는 챔버로 전달된다. 제거하고자 하는 용질은 액체와 함께 대류에 의해 인출되며, 그 대류 운반(convention trasport)은 막을 통한 혈액의 액체 부분과 그 혈액 내부에 함유된 물질의 동시에 발생하는 운반이다.

혈액여과 처리에서는, 초여과 처리에서와 같이, 혈액 내에 존재하는 액체 부분이 초여과에 의해 막을 횡단하고, 동시에 혈액 내에 존재하는 물질의 부분이 그 액체와 함께 대류에 의해 인출되며, 또한 치환 유체는 필터 전에 및/또는 후에, 그리고 임의의 경우에는 혈액이 환자로 복귀하기 전에 혈액 내로 주입된다.

혈액투석 처리에서는, 예정된 조성의 무균 유체가 필터의 혈액이 없는 챔버 내로 주입된다. 반투과성 막을 통한 혈액으로부터 액체 제거가 압력 구배식 초여과에 의해 발생한다. 상기 막을 통한 용질 교환은 본질적으로 용질의 농도 구배로 인한 확산에 의해 이루어진다. 용질의 적은 부분이 초여과된 액체와 함께 대류에 의해 제거된다. 혈액투과 처리에서는 치환 유체가 사용되지 않는다.

혈액투석여과 처리에서는, 혈액투석에서와 같이, 혈액과 무균 유체가 확산과 대류 둘 다에 의해 물질을 교환하며, 추가적으로 치환 액체(substitution liquid)가 혈액여과 처리에서와 같이 혈액 내로 주입된다. 그 액체는 초여과에 의해 제거된다.

전술한 모든 유형의 투석 처리는 환자의 신체로부터 과량 액체의 제거를 가능하게 한다. 상기 처리의 개시 시점에서 종료 시점까지 제거된 액체의 총 분량(total quantity)(총 체중 감량: total weight loss)은 상기 처리에서 가장 중요한 파라미터들 중 하나이며, 일반적으로 처리 개시 시점에서 타깃으로서 설정된다.

또 다른 중요한 파라미터가 총 처리 시간(total treatment time)이다.

몇몇 처리에서, 단위 시간당 환자로부터 제거된 액체의 분량(또한, 체중 감량률: weight loss rate)으로도 알려져 있음)을 미리 설정하는 것은 통상적인 일이다. 보통 그 체중 감량률은 일정한 값으로 또는 미리 정해진 프로파일로 설정된다. 임의 경우, 총 체중 감량 값이 체중 감량률에 더해진다면, 처리 시간은 선험(a priori)으로 결정된다.

본 발명자들은 체중 감량률이 일반적으로 필터 막을 통한 초여과 유량(ultrafilteration rate)과 치환 액체의 유량(주입 유량: infusion rate) 사이의 차이와 동일하다는 것을 우연히 발견하게 되었다. 또한, 혈액투석 또는 혈액투석여과의 경우, 초여과 유량은 필터의 혈액 없는 챔버의 출구에서 사용된 투석 유량과 필터의 혈액 없는 챔버의 입구에서 새로운 투석 유량 사이의 차이와 동일하고, 한편 초여과 또는 혈액여과의 경우, 초여과 유량은 필터의 혈액 없는 챔버의 출구에서 사용된 투석 유량과 일치한다.

체중 감량률이 처리의 개시 시점에서 결정되는 전술한 경우에 있어서, 주입 유량이 또한 미리 설정된다면, 결과적으로 초여과 유량도 또한 체중 감량률과 주입 유량의 합계로서 미리 결정된다. 따라서 초여과 액츄에이터(ultrafilteration actuator)는 초여과 유량이 미리 설정된 진행에 따르도록 제어된다.

이러한 유형의 제어는 본질적으로 투석 장치 내에서 순환하는 액체(신선한 투석 액체, 사용된 투석 액체, 치환 액체) 유량 중 하나 이상에 기초를 두고 있다.

유량에 기초를 둔 제어와는 별도로, 또 다른 공지의 제어는 투석 필터의 반투과성 막 상의 트랜스멤브레인(transmembrane) 압력에 기초를 두고 있다. 이 경우, 총 체중 감량(또는 예컨대 환자로부터 제거하고자 하는 특정 대사산물의 총 분량과 같은 다른 소정의 타깃)이 보통 미리 설정되고, 또한 트랜스멤브레인 압력도 통상 전체 처리 동안 일정한 값으로 미리 설정된다. 초여과 액츄에이터는 압력이 미리 설정된 진행을 따르도록 제어된다. 상기 처리는 총 체중 감량(또는 다른 타깃 파라미터)에 도달할 때 종료된다. HF/HDF 처리에서, 그리고 트랜스멤브레인 압력 제어 모드에서, 환자의 총 체중 감량과 환자에 주입된 총 치환 액체의 체적이 미리 결정되면, 처리 시간은 미리 결정할 수 없게 된다. 심지어는 압력 제어 모드에서도 미리 결정된 처리 시간을 설정하는 것이 가능하지만, 환자의 총 여과 체적(또는 환자의 총 체중 감량)이 마찬가지로 미리 결정된다면, 총 치환 체적은 미리 결정할 수 없게 된다.

처리의 개시 시점에서 보통 미리 설정되어 있는 또 다른 중요한 파라미터로는 체외 순환을 횡단하는, 환자로부터 제거된 혈액의 유량(flow rate)이 있다. 이러한 파라미터의 선택은 다양한 인자, 특히 환자의 혈관 접근 상태에 따라 좌우된다. 혈액 유량은 단위 시간당 교환 가능한 용질의 분량과 단위 시간당 제거 가능한 액체의 분량 둘 다에 현저하게 영향을 미치므로, 처리 시간, 즉 미리 고정된 타깃(체중 감량 또는 제거되는 대사산물의 분량 또는 주입된 치환 액체의 체적 등)에 도달하는 시간은 혈액 유량에 따라 크게 좌우된다.

일반적으로, 혈액 유량은 작동자에 의해 미리 결정되어 있는 미리 설정된 값이다. 그러나, EP 0 711 182에는 혈액 유량이 처리의 개시 시점에서 또는 처리 동안 투석 장치에 의해 결정되는 사례가 기술되어 있다. EP 0 711 182의 시스템에서는, 환자로부터 제거되어 투석 필터로 이송되는 혈액 유량이 예정된 시퀀스에 따라 변하고, 그 후 상기 시스템은 혈액 유량과 관련된 대사산물 농도의 프로파일을 결정하기 위해서 필터 하류에서 사용된 투석 액체 내의 대사산물(예컨대, 요소, 크레아티닌, 또는 요산)의 농도를 측정한다. 따라서 상기 시스템은 대사산물의 최대 농도에 상응하는 혈액 유량 값을 결정하고, 그 결정된 값에서 혈액 유량을 자동적으로 설정한다. 상기 시스템은 투석 처리 동안 대사산물과 관련된 혈액 정화 성능을 최적화하는 것을 목적으로 한다. 그러나, EP 0 711 182의 시스템은 체중 감량률 또는 초여과 유량을 최적화할 수 없다. 바꾸어 말하면, 미리 설정된 타깃이 환자의 결정된 체중 감량 또는 환자에 주입하는 치환 액체의 결정된 체적인 경우, 처리 시간을 최소화하는 것은 보장되지 않는다.

WO 01/08723에는 투석 필터의 작동 시점을 최적화하는 방법이 개시되어 있다. WO 01/08723에서, 투석 장치는 여과 인자 FF = UFR/[Qb^*(1-Hct)] (여기서, UFR은 초여과 유량이며, Qb는 혈액 유량이고, Hct는 헤마토크리트(hematocrit)(즉, 동맥 혈액 내의 적혈구의 농도임)를 계산함으로써, 그리고 여과 인자(FF)가 허용가능한 범위 내에 속하는지의 여부를 확인함으로써 제어된다. 그렇지 않을 경우, 초여과 유량은 그 시스템이 비임계적 작동 시점으로 복귀하도록 변경된다. 그 여과 인자(FF)가 허용가능한 경우, 그 초여과 인자가 증가되어 안전 상태에서의 효율을 증가시킬 수 있는지의 여부를 점검한다. 특히, WO 01/08723는 계산된 여과 인자(FF)와 설정된 최대 상한치 사이의 편차가 증가하는 경우(예컨대, 초여과의 이전 감소의 경우), 여과의 효율을 증가시키기 위해서는, 특히 초여과 유량을 증가시킴으로써 작동 상태를 변형할 수 있다는 것을 교시하고 있다. 이는 매 순간에 안전 상태와 증가된 효율을 얻기 위해서, 처리 과정 동안의 헤마토크리트의 임의의 변화 및 변동에 따라 상기 처리 동안 필터의 작동 상태를 동적으로 변형할 수 있게 해준다. 그러나, WO 01/08723에 의해 개시된 필터 효율을 증가시키기 위한 방법은 개선의 여지가 여전히 남아 있다.

발명의 개요

본 발명의 주목적은 환자로부터 체외 액체의 분량(quantity)을 상대적으로 단시간에 다량으로 제거할 수 있는 혈액의 체외 처리용 장치(기계)를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 투석 중인 환자의 체중 감량의 효율을 최적화시킬 수 있는 초여과 시스템용 제어 방법(절차)을 구현하는 데 있다.

본 발명의 장점은 환자로부터 제거하고자 하는 체외 유체의 동일 분량에 대한 처리 시간을 줄이거나 또는 동일한 처리 시간 동안 제거하고자 하는 유체의 분량을 증가시킬 수 있다는 데 있다.

본 발명의 또 다른 장점은 혈액의 체외 처리를 수행하는 반투과성 막의 능력을 최대한으로 이용할 수 있다는 데 있다.

또 다른 장점은 처리의 개시 시점에서 환자의 상태에 적합하다는 데에 있다.

또 다른 장점은 처리 동안 가변적인 환자-장치 시스템의 상태에 적합하다는 데 있다.

처리 시간 동안 초여과 시스템을 모니터링함으로써, 본 발명은 처리 동안 필터 성능에 있어서의 변화 및 환자의 혈액 특징에 있어서의 변화 둘 다를 따르도록 하기 위해서 초여과 시스템의 작동 상태의 자동 조절을 가능하게 해줄 수 있다.

더욱이, 본 발명은 처리 과정 동안에 사용된 혈액 처리 장치가 무엇이든지 간에, 그리고 처리의 개시 시점에서 환자 상태가 어떻든지 간에 초여과 시스템이 최적의 성능 수준에서 작동할 수 있도록 해준다. 이와 관련하여, TMP의 함수로서 초여과 유량 곡선의 유형, 형상, 및 최대 값에 영향을 미치는 환자의 혈액 조성은 예컨대, EPO, 복용량, 아스피린, 항생물질, 염증 치료제 등의 사용과 같은 다수의 요인들에 의해 좌우되고, 이들 요인은 어떠한 사전 예고나 징후 없이 변할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 본 발명은 이러한 경우 또한 환자의 혈액 조성에 따라 좌우된 파라미터의 변경을 감지할 수 있고, 따라서 보다 우수한 처리 인도(treatment delivery) 및 보다 덜한 작동 복잡 문제점(예를 들면, 효율 감소, 응고 후 시스템 교환 등)에 유용할 수 있는 내역 분석(historical analysis)을 제공할 수 있는 제어기를 제공하는 장점을 갖는다.

본 발명은 처리 파라미터의 예측적인 설정에 의한 보다 우수한 혈액 처리를 가능하게 하는 제어 시스템을 제공한다. 본 발명은 환자의 혈액 조성의 변화, 투석기의 유형(소정의 밴드 폭, 초여과 계수의 변화, 섬유 직경 등을 지닌 것), 및 투석 장치의 제어 및 작동 기능 사이의 보다 우수한 시스템 호환성을 가능하게 해준다.

본 발명은 보다 고 농도의 헤마토크리트(hematocrit)로 인한 필터 응고를 방지할 수 있다는 추가의 장점을 갖는다.

이러한 목적과 장점 및 그 이외의 목적과 장점은 모두 첨부된 청구의 범위 중 하나 이상의 청구항에서 특징되어 있는 바와 같은 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 초여과 장치의 최적 작동 상태는, 초여과 시스템의 2가지 상이한 작동 상태에서, 2개 이상의 초여과 유량 값을 검출하는 수단에 의해, 그리고 최대 초여과 유량 값을 결정하기 위한 상기 값들의 후속 비교에 의해 결정된다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 초여과 장치의 최적 작동 상태는, 초여과 시스템의 2가지 상이한 작동 상태에서, 초여과 시스템의 작동 상태를 표시하는 분량(quantity)(예컨대, 트랜스멤브레인 압력 또는 초여과 펌프의 속도)의 2가지 이상의 값인 2개 이상의 초여과 유량 값을 검출하는 수단에 의해, 그리고 상기 값들이 기준 값과의 예정된 관계를 만족하는지의 여부를 결정하는 후속 제어 수단에 의해 결정된다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 초여과 시스템의 최적 작동 상태는, 초여과 시스템의 작동 상태를 나타내는 분량(예컨대, 트랜스멤브레인 압력 또는 초여과 펌프의 속도)의 함수로서 초여과 유량의 미분을 결정하는 수단에 의해, 그리고 상기 미분 값들이 기준 한계 값과의 예정된 관계를 만족하는지의 여부에 따른 제어에 의해 결정된다. 이러한 제어는 미분 값이 양수이고 선택된 미리 정한 작은 값 미만인지의 여부를 평가하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 초여과 시스템의 최적 작동 상태에 대한 검색은, 주기적으로, 특히 예정된 시간 간격으로 수행한다. 이것은 효과적인 최적의 작동 상태에서의 변화에 대한 초여과 시스템의 적합성을 가능하게 하고, 이러한 변경은 본질적으로 처리 과정 중에 반투과성 막의 성능 수준이 변한다는 사실에 기인한다(하지만, 이는 유일한 것이 아님). 예컨대, 처리 동안 트랜스멤브레인 압력의 함수로서 초여과 유량 프로파일은 항상 변하고; 필요로 하는 최적의 작동 상태의 주기적인 업데이트(update)의 덕택에, 반투과성 막의 특성 변화는 설명할 수 있는 것으로 관찰되었다. 더욱이, 초여과 시스템의 최적 작동 상태에 대한 검색(트랜스멤브레인 압력 스캔)을 주기적으로 수행함으로써, 필터의 작동 상태는 적어도 부분적인 필터의 비응고의 결과에 따라 변하며, 그러한 비응고는 결과적으로 잔여 처리 전체에 걸쳐 보다 우수한 필터/처리 성능을 유도한다. 초여과 시스템의 최적의 작동 상태에 대한 검색은 처리 전체에 걸쳐 제어 알고리즘 실햄함으로써 연속적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 초여과 시스템의 최적의 작동 상태에 대한 검색은 초여과 유량을 증가 및/또는 감소(예컨대, 초여과 액츄에이터의 작동 속도를 예정된 분량만큼 증가 및/또는 감소시킴으로써)시키는 단계, 및 트랜스멤브레인 압력을 측정하는 단계, 및 트랜스멤브레인 압력이 초여과 유량에서의 예정된 변경에 대하여 과도한 변경을 수행하지는 여부를 점검하는 단계를 포함한다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 트랜스멤브레인 압력의 함수로서 초여과 유량의 프로파일이 만들어지며, 최적의 작동 상태는 이전에 얻은 프로파일의 최대 값에 상응하거나 그 값에 기초하여 설정된다.

본 발명의 특정의 실시양태에 있어서, 혈액 처리 장치의 입구에서 액체 유량의 설정 값에 각각 상응하는 복수 개의 최적의 작동 상태가 계산되며, 그 후 결정된 복수의 최적 상태 중 가장 큰 초여과 유량을 부여하는 것의 추가적인 계산이 실행된다.

본 발명의 또 다른 특징 및 장점은 첨부 도면의 비제한적인 예에 의해 예시된 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 관한 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 명백히 이해할 수 있다.

이하 설명은 첨부된 도면을 참조하여 이루지며, 여기서 도면은 예시를 목적으로 포함되며 비제한적인 것으로 간단히 설명하면 다음과 같다.

도면의 간단한 설명

도 1은 순수 초여과(pure ultrafiltration) 처리용 장치를 도시한 다이어그램이다.

도 2는 혈액여과(hemofiltration) 처리용 장치를 도시한 다이어그램이다.

도 3은 혈액투석(hemodialysis) 처리용 장치를 도시한 다이어그램이다.

도 4는 혈액투석여과(hemodiafiltration) 처리용 장치를 도시한 다이어그램이다.

도 5는 트랜스멤브레인 압력의 함수로서 초여과 유량을 나타낸 프로파일이다.

발명에 관한 상세한 설명

도 1을 참조하면, 혈액의 체외 처리용 장치는 전체적으로 도면번호(1)로 표시되어 있다. 특히, 도 1의 장치는 순수 초여과 처리를 수행하기에 적합하다.

상기 혈액의 체외 처리용 장치(1)는 혈액 처리 장치(4)의 반투과성 막(3)을 통한 액체의 초여과를 위한 액츄에이터(2)를 포함한다.

상기 혈액 처리 장치는 반투과성 막(3)에 의해 서로 분리되어 있는 혈액 챔버(5)와 유체 챔버(6)를 포함한다.

체외 혈액 순환(extracorporeal blood circuit)은 환자로부터 제거된 혈액을 혈액 챔버(5)의 입구로 가져가는 동맥 라인(7), 및 처리된 혈액을 혈액 챔버(5)의 출구로부터 환자로 복귀시키는 정맥 라인(8)을 포함한다.

예컨대, 연동 혈액 펌프(peristaltic blood pump)를 포함하는 혈액 순환 액츄에이터(9)는 혈액이 체외 혈액 순환을 따라 순환하도록 하여 동맥 라인(7)을 따른 혈액 유량(Q_B)을 발생시킨다.

배출 라인(10)은 유체 챔버(6)의 출구에 연결되어 있다.

초여과 액츄에이터(2)는, 예시된 실시양태와 마찬가지로, 예컨대 회전식 펌프 또는 교번식 펌프(alternating pump)와 같이, 배출 라인(10) 상에 배치된 유체 순환 펌프일 수 있다.

초여과 액츄에이터(2)는 배출 라인(10)을 따라 배출 유체의 유량(Q_W)을 발생시킨다. 배출 유체의 유량(Q_W)은, 순수 초여과의 경우에, 반투과성 막(3)을 통한 초여과 유량(Q_UF)에 상응한다.

이 경우 환자의 체중 감량률(Q_WL)은 Q_WL = Q_UF = Q_W이다.

상기 체외 혈액 처리용 장치(1)는 상기 반투과성 막(3)을 통한 초여과 유량(Q_UF)을 검출하기 위한 초여과 유량 센서(11)를 포함한다. 이 경우, 상기 초여과 유량 센서(11)는 방출 유체의 유량(Q_W)을 측정하기 위해서 배출 라인(10) 상에 배치된 유량계(flowmeter)를 포함한다. 상기 초여과 유량 센서(11)는 초여과 시스템에서 초여과 유량(Q_UF)을 측정하는데 적합한 공지된 유형(중량식, 마그네틱식, 초음파식, 코리올리 작용식(Coriolis effect), 터빈식 등)의 임의의 장치일 수 있다.

상기 체외 혈액 처리용 장치(1)는 초여과 시스템의 작동 상태를 표시하는 분량을 검출하기 위한 배출 유체 펌프의 회전 속도 센서(12)를 포함한다. 예시된 실시양태에 있어서, 그 분량은 배출 라인(10)을 따라 배출 유체 순환 펌프의 회전 속도 (ω)이다. 상기 배출 유체 펌프의 회전 속도 센서(12)는 예컨대, 속도(ω)를 측정하기 위한 마그네틱 인코더(magnetic encoder)일 수 있다.

상기 체외 혈액 처리용 장치(1)는 초여과 시스템의 작동 상태를 표시하는 또 다른 분량을 검출하기 위한 또 다른 트랜스멤브레인 압력 센서(13)를 포함한다. 이 예에서, 상기 다른 분량은 트랜스멤브레인 압력(transmembrane pressure: TMP)이다. 상기 트랜스멤브레인 압력 센서(13)는 혈액 챔버(5)의 입구, 혈액 챔버(5)의 출구, 및 유체 챔버(6)의 출구 각각에서 압력을 측정하도록 배열된 3개의 압력 게이지를 포함한다.

상기 체외 혈액 처리용 장치(1)는 센서(11, 12, 13)에 의해 제공된 신호를 수신하여 액츄에이터(2, 9)에 명령 신호를 제공하기 위해서 미리 배치된 제어기(14)를 포함한다. 이 제어기(14)는 또한 트랜스멤브레인 압력 센서(13)로부터 수신된 압력 값을 기초하여 트랜스멤브레인 압력을 계산할 수 있다.

상기 제어기(14)는 하기의 작동들:

초여과 액츄에이터(2)의 하나 이상의 작동 파라미터를 변경(증가 및/또는 감소)하는 작동(이 경우 파라미터는 회전 속도(ω)임);

상기 변경에 의해 야기되는 초여과 유량에서의 변경(ΔQ_UF)을 결정하는 작동;

상기 변경에 따라 야기되는 트랜스멤브레인 압력에서의 변경(ΔTMP)을 결정하는 작동;

상기 변량 ΔQ_UF 및 ΔTMP가 기준 한계치(ε)와의 다음의 예정된 관계: ΔQ_UF/ΔTMP ≤ε(여기서, ε은 0에 가까운 일정한 값임)를 만족하는지의 여부를 점검하는 작동;

전술한 점검 결과로 신호를 발생하는 작동

을 수행하도록 프로그램화되어 있다.

상기 제어기(14)는 실질적으로 트랜스멤브레인 압력(TMP)의 함수로서 초여과 유량(Q_UF)에 대한 최대 값 또는 거의 최대 값을 찾기 위한 절차를 발생시킨다.

상기 제어기(14)는 처리 중에, 예컨대 처리의 개시 시점에 및/또는 처리 과정 중에 상기 작동을 수행하도록 프로그램화되어 있다.

제어기(14)가 ΔQ_UF/ΔTMP > ε을 발견할 경우, 제어기는 초여과 액츄에이터(2)의 각속도(ω)에 대한 상이한 값에서 전술한 단계들을 반복하게 만드는 신호를 발생시킨다.

제어기(14)가 ΔQ_UF/ΔTMP ≤ε을 발견할 경우, 제어기는 다음의 작동들: 초여과 액츄에이터(2)의 작동 파라미터의 소정의 값(Ω_des)을 선택하는 작동; 선택된 값(Ω_des)에서 작동하도록 초여과 액츄에이터(2)에 명령하는 작동을 수행하도록 만드는 신호를 발생시킨다. 예컨대, 초여과 액츄에이터(2)의 작동 파라미터를 변경하는 단계가 초여과 액츄에이터(2)의 각속도의 제1 값(Ω₁)에서 제2 값(Ω₂)으로의 경과를 포함하는 경우, 전술한 소정의 값(Ω_des)은 Ω₁ 및/또는 Ω₂에 따라, 예컨대 Ω_des = Ω₁, 또는 Ω_des = Ω₂, 또는 Ω_des = Ω₂-ΔΩ(여기서 ΔΩ은 ΔΩ<(Ω₂-Ω₁)인 예정된 값임), 또는 Ω_des = Ω₁+ΔΩ, 또는 Ω_des = (Ω₁+Ω₂)/2, 또는 Ω₁ 및/또는 Ω₂의 다른 함수에 따라 선택될 수 있다.

상기 제어기(14)는 예정된 시간 동안, 예컨대 10-20분 동안 소정의 Ω_des (즉, TMP 함수로서의 Q_UF가 최대 값을 갖거나 또는 임의의 경우 TMP 함수로서의 Q_UF의 미분이 작은 값보다 하위인 0 또는 양의 값으로 가정되는 값)에서 초여과 액츄에이터(2)를 작동시키도록 프로그램화되어 있으며, 일단 이러한 시간이 경과한 후에는 함수 Q_UF(TMP)의 최대 값(또는 미분을 제로로 맞춘 값)을 찾아 전술한 작동들을 반복하도록 프로그램화되어 있다. 실제로, 상기 제어기(14)는 함수 Q_UF(TMP)의 최대 값 찾기 작동을 주기적으로 반복하도록 프로그램화되어 있다.

추가의 실시양태에 있어서, 제어기(14)는 ΔQ_UF/ΔTMP ≤ε 인지의 여부 또는 그것에 추가적으로 검증하는 대신에, ΔQ_UF/ΔTMP ≤ η 인지의 여부를 검증하며, 여기서 ΔΩ은 초여과 액츄에이터(2)의 각속도의 변량(측정되거나 또는 설정된 것)이고 η은 0에 가까운 미리 정한 값이다.

또 다른 실시양태에 있어서, 제어기(14)는 초여과 처리하고자 하는 액체의 유량(Q_B)의 적어도 2 가지의 상이한 값(Q_B1, Q_B2)에 대한 함수 Q_UE(TMP)의 최대 값을 설정하기 위해서 전술한 작동들을 수행하도록 프로그램화되어 있으며; 상기 유량(Q_B)은 예컨대, 펌프 자체에 결합된 혈액 펌프 속도를 검출하기 위한 센서(15)에 의해 검출된 혈액 펌프의 속도(Ψ)에 공지의 방식으로 상호 연관될 수 있다. 실제로, 상기 제어기(14)는, 혈액 펌프를 일정한 속도(Ψ₁)(이것은 이후 혈액 펌프의 속도가 변경되어 Ψ₂ ≠ Ψ₁의 속도가 됨)를 유지하면서, 함수 Q_UF(TMP)의 최대 값의 제1 값(Q_UF1)이 존재하는 초여과 펌프의 속도의 제1 값(Ω₁)과, 함수 Q_UF(TMP)에 대해 제2 최대 값(Q_UF2)에 상응하는 제2 값(Ω₂)을 결정한다. 제어기(14)는 2가지 경우에서 얻은 결과들을 비교하도록, 그리고 비교 결과로 신호를 발생하도록 프로그램화되어 있으며; 제어기(14)는 실제로 2개의 값(Q_UF1, Q_UF2) 중 어느 것이 더 큰 것인가를 점검하고 2개의 값 중 어느 것이 더 큰가에 따라 값(Q_UF1 또는 Q_UF2)에 상응하는 어느 한 쌍의 값(Ψ₁, Ω₁) 또는 (Ψ₂, Ω₂)으로 작동하도록 장치를 설정한다. 전술한 절차는 초여과 액체 유량의 다른 값 Q_B3, Q_B4,...에 대하여 반복할 수 있다.

추가의 실시양태에 있어서, 상기 제어기(14)는 함수 Q_UF(ω) 즉, 초여과 액츄에이터(2)의 속도 함수로서의 초여과 유량의 최대 값(또는 미분이 거의 0이 되도록 하는 값)의 검색을 수행하도록 프로그램화되어 있거나, 또는 제어기(14)는 함수 1/TMP(ω)의 최대 값의 검색을 수행하도록 프로그램화되어 있으며, 여기서 TMP(ω)는 초여과 액츄에이터(2)의 속도 함수로서의 트랜스멤브레인 압력이다. 상기 제어기(14)는 하기의 작동들:

예컨대, 속도(Ω₁)에서 속도(Ω₂)로 변경하는 것과 같이 초여과 액츄에이터(2)의 적어도 하나의 작동 파라미터를 변형하는 작동;

상기 변형에 의해 야기되는 초여과 유량에서의 변경(ΔQ_UF) 또는 트랜스멤브레인 압력에서의 변경(ΔTMP)을 결정하는 작동;

상기 변량 ΔQ_UF 또는 ΔTMP가 기준 한계 값과의 관련된 예정된 관계와 일치하는지의 여부를 검증하는 작동으로서, 이러한 관계는 ΔQ_UF ≤ (ΔQ_UF)_min(여기서, (ΔQ_UF)_min은 최소 임계 값)과 일치할 수 있거나 또는 ΔTMP ≥(ΔTMP)_max(여기서, (ΔTMP)_max는 최대 임계 값)와 일치할 수 있는 것인 작동;

전술한 제어 결과로 신호를 발생하는 작동으로서, 이로써 ΔQ_UF ≤ (ΔQ_UF)_min이거나 ΔTMP ≥(ΔTMP)_max인 경우, ω 값은 함수 Q_UF(ω) 또는 함수 1/TMP(ω) 중 어느 것이 최대 값을 표현한 것으로 간주되는 것을 찾는 것인 작동

을 수행하도록 프로그램화되어 있다.

속도차(ΔΩ = Ω₂ - Ω₁)는 설정 값 또는 측정 값일 수 있다.

실제로, 전술한 제어 절차들은, 초여과 액츄에이터가 초여과 시스템의 또 다른 작동 파라미터의 함수로서 간주된 최대 초여과 유량에서 작동하도록 해주거나, 또는 임의의 경우 다른 고려된 작동 파라미터의 함수로서의 초여과 유량의 미분이 0에 매우 근접하거나 또는 실제로 음인 값을 가정하게 하는 것을 초과하는 초여과 유량에서, 즉 반투과성 막의 작동 상태가 임계치로 고려하게 되는 것을 초과하는 초여과 유량에서 작동하도록 해준다.

전술한 절차들은 단독으로 또는 교대로 또는 다른 것과 조합하여 동시에 적용될 수 있다.

전술한 방법은 초여과 시스템이 환자의 최대 체중 감량(Q_WL)에 대해 최적의 상태에서 작동하도록 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 혈액의 체외 처리용 장치는 전체적으로 도면번호(1)로 표시되어 있다. 특히, 도 2의 장치는 혈액여과(hemofiltration)를 수행하기에 적합하다. 간단히 설명하기 위해서, 도 1의 장치와 동일한 구성 요소들은 동일한 도면번호를 사용하여 표기한다.

특히, 도면번호(2)는 초여과 액츄에이터를, 도면번호(3)은 반투과성 막을, 도면번호(5)는 혈액 챔버를, 도면번호(6)은 유체 챔버를, 도면번호(7)은 동맥 라인을, 도면번호(8)은 정맥 라인을, 도면번호(9)는 혈액 순환 액츄에이터를, 도면번호(10)은 배출 라인을, Q_W는 배출 라인을 따른 배출 유체의 유량을 각각 표시한다.

혈액여과의 경우, 예비 주입 액체 순환 액츄에이터(17)를 사용하여 Q_INF 유량의 치환 액체를 체외 혈액 내로 주사하기 위한 주입 라인(16)을 포함한다. 예시된 실시양태에 있어서, 상기 치환 액체는 혈액 처리 장치(4)의 상류에서 미리 주입되며; 임의의 경우 혈액 처리 장치(4)의 하류에서 사후 주입이 가능하거나, 또는 예비 및 사후 주입의 조합이 가능하다.

혈액여과의 경우, 초여과 유량은 환자의 체중 감량률이 Q_WL = Q_UF - Q_INF = Q_W - Q_INF를 만족하는 한 Q_UF = Q_W가 된다. 주입 유량은 유량 센서(18)에 의해 검출된다.

도 2를 더 참조하면, 도면번호(11)은 배출 유체의 유량(Q_W)을 측정하기 위한 유량계를 포함하는 초여과 유량(Q_UF)을 검출하기 위한 센서를, 도면번호(12)는 배출 유체 펌프의 회전 속도(ω) 센서를, 도면번호(13)은 트랜스멤브레인 압력 센서를, 도면번호(14)는 센서(11, 12, 13, 15, 18)에 의해 방출된 신호를 수신하고 액츄에이터(2, 9, 17)에 명령 신호를 제공하는 제어기를, 그리고 도면번호(15)는 혈액 펌프 속도를 검출하기 위한 센서를 각각 표시한다.

상기 제어기(14)는 환자의 최대 체중 감량률(Q_WL)의 최적 상태에 대한 검색 조작을 수행하도록 프로그램화되어 있으며, 순수 초여과 작동과 관련하여 전술한 바와 같은 방식을 동일하게 따른다.

그러나, 도 1과는 달리, 이 경우에는, 초여과 액체의 유량 또는 오히려 초여과 유체의 액체 부분의 유량은 환자의 혈액 유량(Q_B)과 혈액 헤마토크리트 레벨 뿐만 아니라 주입 유량(Q_INF)에 따라 좌우된다. 초여과 액츄에이터(2)의 작동 파라미터의 변화 뿐만 아니라 초여과 액체 유량의 변화에 따른 최적 상태를 검색하는 전술한 절차는 상기 유량은 혈액 순환 액츄에이터(9)의 작동 파라미터와 예비 주입 액체 순환 액츄에이터(17)의 작동 파라미터 둘 다의 함수이다는 사실을 고려해야 할 것이다. 이 경우에 있어서의 전술한 절차는 혈액 순환 액츄에이터(9)의 작동 파라미터 또는 예비 주입 액체 순환 액츄에이터(17) 작동 파라미터 또는 이들 둘 다의 파라미터를 변경하는 단계, 및 이어서 다양한 최적 상태 중에서 최상이라고 간주되는 상태, 예컨대 초여과 유량(Q_UF)이 최대 값에서 존재하는 상태를 선택하기 위해서 각 변량에서 결정된 최적 상태를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 절차는 초여과 시스템이, 예컨대 환자에 치환 액체의 최대 주입 유량(Q_INF)을 달성하기 위해서 최대 초여과 유량(Q_UF)과 관련된 최적 상태에서 작동할 수 있도록 해준다.

도 3을 참조하면, 체외 혈액 처리용 장치는 전체적으로 도면번호(1)로 표시되어 있다. 특히, 도 3의 장치는 혈액투석 처리를 수행하기에 적합하다. 간단히 설명하기 위해서, 도 1의 장치와 동일한 구성 요소들은 동일한 도면번호를 사용하여 표기한다.

도 3의 체외 혈액 처리용 장치는 유체 챔버(6)의 입구를 향해 액체 유량(Q_D)을 순환시키는, 공급 액츄에이터(20)가 구비된 신선한 투석 액체를 위한 공급 라인(19)을 포함한다.

트랜스멤브레인 압력(TMP)은 4개의 지점, 즉 본 명세서에서 이미 표시한 3개의 지점과 유체 챔버(6)의 입구에도 있는 지점에서 검출된 압력 값을 기초하여 계산된다.

혈액투석의 경우, 초여과 유량은 환자의 체중 감량률이 Q_WL = Q_UF = Q_w -Q_D를 만족하는 한 Q_UF = Q_W - Q_D가 된다.

초여과 유량 센서(11)는, 예시된 실시양태에서, 배출 라인(10)에서의 유량(Q_W) 측정 장치와 공급 라인(19)에서의 유량(Q_D) 측정 장치를 포함한다. 다른 실시양태에서는, 초여과 유량의 센서로서 유량차(Q_W - Q_D)를 측정하는 차동 측정 장치를 사용하는 것이 가능하다.

초여과 시스템의 최적 작동 상태를 검색하기 위한 절차는 본 명세서에서 전술한 것과 본질적으로 동일하다.

도 4를 참조하면, 체외 혈액 처리용 장치는 전체적으로 도면번호(1)로 표시되어 있다. 특히, 도 4의 장치는 혈액투석여과(hemodiafiltration)를 수행하기에 적합하다. 간단히 설명하기 위해서, 도 2 및 도 3의 장치와 동일한 구성 요소들은 동일한 도면번호를 사용하여 표기한다.

혈액투석여과의 경우, 초여과 유량은 환자의 체중 감량률이 Q_WL = Q_UF - Q_INF = Q_W - (Q_D + Q_INF)를 만족하는 한 Q_UF = Q_W - Q_D가 된다. 치환 액체의 유량(Q_INF)이 유량 Q_D으로 흐르는 공급 라인(19)으로부터 유래하는 것인 실시양태가 가능하다. 이 경우, 유체 챔버(6)의 입구에서의 유량은 Q_D - Q_INF 로 되며, 이에 따라 초여과 유량은 환자의 체중 감량률이 Q_WL = Q_UF - Q_INF = Q_W - Q_D를 만족하는 한 Q_UF = Q_W - (Q_D - Q_INF)가 된다. 유체 챔버(6)로부터 유래하는 출구 라인이 액체의 유량 Q_UF으로 흐르는 초여과 라인과 유량 Q_W로 흐르는 배출 라인으로 분기되며 Q_W = Q_D가 되도록 제어되는 것인 실시양태가 가능하다.

예를 들면, 하나가 동맥 라인에서 작동하고 다른 하나가 정맥 라인에서 작동하는 한 쌍의 액츄에이터에 의해 초여과를 얻게 되는 시스템과 같은 초여과 시스템으로 공지된 유형의 다른 종류를 사용할 수 있다.

전술한 모든 초여과 시스템에 있어서, 그리고 공지된 유형이면서 설명이 생략된 다른 초여과 시스템에 있어서, 초여과의 최대 속도를 구하기 위한 절차는 도 1 및 도 2의 장치에 대해 본 명세서에서 설명한 것과 유사하다.

곡선 Q_UF(TMP)의 특징들(형상, 최대치 등)은 단일 처리에 대한 것 뿐만 아니라 혈액 조성 또는 질병 단계의 변화에 따른, 즉 변화/증가하는 혈액 점성 및 급성 염증성 단계의 결과로서 피브리노겐의 증가로 인한 응고를 생성하는 경향에 따른 것인 환자의 특유의 패턴을 반영한다. 제안된 본 발명의 덕택에, 내역 분석(최종 3, 5 또는 10회 처리 기록의 시리즈)으로 환자의 곡선 프로파일을 비교하여 예측/예방 방식으로 처리 복합 문제점을 줄이는 것이 가능하다.

실시예 : HF / HDF 처리

본 실시예는 치환 액체가 투석 액체의 온-라인 제조를 위한 투석 순환으로부터 인출되는 HDF 또는 HF 장치에 관한 것이다. 그러나, 본 실시예는, 예컨대 백(bag)으로부터 나온 투석 액체 및/또는 치환 액체의 공급을 이용하는 HF/HDF 처리(예컨대, LVHDF) 또는 치환 액체의 별도의/독립적인 공급을 이용하는 HF/HDF 처리와 같은 상이한 유형의 압력 제어식 HF/HDF 처리에도 적용할 수 있다.

상기 처리를 개시하기 이전에, 상기 장치의 사용자 계면의 스크린은 자동 TMP 스캔 프로세스를 개시하거나 또는 조절가능한 시간과 조절가능한 체적 모드 간의 전환을 위해 사용된다. 작동자는 자동 스캔을 시작하여 최적 TMP(자동 셋업 모드)를 찾기 위해 키를 누를 수 있다. 자동 셋업 모드에서, 상기 장치는 아래의 단계 1) 내지 5)에 따라 최적의 TMP 설정을 찾기 위해 자동적으로 노력한다. 이 프로세스는 완전히 자동으로 될 수 있다(작동자의 작동이 불필요하다).

1) 작동자는 UF-체적과 사전 또는 사후 희석 모드를 설정한다. 초기 RMP 설정은 선택적이지만 TMP를 찾기 위해 필요한 시간을 줄인다. 이러한 초기 TMP는 또한 최적의 TMP가 확실하지 않을 경우 TMP "폴백(fallback)"을 설정할 때에도 사용될 수 있다. 작동자는 또한 주입 체적 또는 처리 시간을 설정한다.

2) 키를 누름으로써, 상기 장치는 자동 TMP-스캔 프로세스를 개시한다. 설정된 TMP는 최대 초여과 유량 지점을 찾기 위한 단계들에서 증가 또는 감소한다. TMP-스캔은 설정된 TMP에서 개시한다. 초기 TMP가 작동자에 의해 설정되지 않을 경우, 스캔은 안정된 TMP 시작 값을 얻기 위해서, 예컨대 혈액 유량 및/또는 예비 또는 사후 주입 모드(예컨대, 사전 희석의 경우 혈액 유량(Q_b)의 50% 및 사후 희석의 경우 유량(Q_b)의 10%)에 따라 낮은 주입 유량으로 체적 제어 하에서 단시간에 개시한다.

3) 임의 한계(이하 참조)에 도달할 경우, 자동 스캔은 종료되고 확인 가능한 유의사항이 표시된다.

4) 진정한 최적 조건(최대 총 초여과 유량)이 발견될 경우, 상기 장치는 설정된 TMP를 예정된 백분율만큼, 예컨대 10% 만큼 또는 최적 상태가 예정된 범위에 있을 때 예정된 값만큼, 예컨대 최적 상태가 -100 내지 +100mmHg 범위에 있을 경우 10mmHg 만큼 자동적으로 낮아진다. 다른 실시양태에서, TMP는 조절되지 않거나 또는 상향 조절된다.

5) 스캔이 종료되었을 때, 추천된 TMP가 설정 값으로 사용된다. 작동자는 새로운 TMP를 확인하거나 확인하지 않을 수 있다.

상기 UF-프로세스는 최적화 프로세스 동안 시작되거나 그렇지 않을 수 있다. 최적화 TMP를 선택한 후에 시작될 경우, 처리 시간 또는 주입 체적은 모드에 따라 변한다.

스캔이 완료된 후, 스크린은 작동자로 하여금 아래의 옵션 1) 내지 3)으로부터 선택할 수 있도록 해준다.

1) TMP를 수동으로 조절.

2) 조절가능한 시간 모드에서 조절가능한 체적 모드로의 변경 또는 그 역으로의 변경. 조절가능한 체적으로의 변경은 운반된 투석 용량에 걸쳐 더 큰 제어력을 부여하는데 반하여, 조절가능한 시간은 환자에 대한 치료의 종료 시간을 고정하게 된다. 실제로, 조절가능한 체적은 처리의 초반부에 사용될 수 있지만, 거의 종료 시점에서 작동자는 환자 수송과 다른 세부적인 요구(다른 환자 등)를 위한 편의를 제공하기 위한 조절가능한 시간으로 전환할 수 있다.

3) 치환 체적(조절가능한 체적 모드의 경우) 변경 또는 처리 시간 변경(조절가능한 시간 모드의 경우).

모드에 따라 하나의 파라미터(시간 또는 체적)가 조절되는 경우, 다른 하나의 파라미터(체적 또는 시간)가 실시간으로 재계산된다.

다음은 스캔 프로세스 동안 발생할 수 있는 유의사항의 목록이다.

TMP AUTO SETUP LIMIT - 시스템 압력 상한치 - 자동 스캔은 현재 시스템 압력 상한치의 90%에서 중단된다. 이에 상응하는 TMP 값이 추천된다. 상기 시스템 압력 상한치는 필터가 견딜 수 있고 환자에게 안전할 정도로 높게 설정되어야 한다.

TMP AUTO SETUP LIMIT - 비율 Q_INF/Q_B = 예정된 % 값 - 사전 희석에서, 추천된 혈액 유량에 대한 주입 비율(Q_INF/Q_B)은 80-120%이다. 이에 상응하는 TMP-값에 10% 또는 10mmHg를 뺀 값은 TMP가 -100 내지 +100mmHg 내에 속할 경우에 추천된다. 혈액 유량의 증가, 치환 체적 또는 처리 시간의 조절 및/또는 더 정확한 필터의 선택은 이러한 한계 상태를 미연에 방지할 수 있다.

TMP AUTO SETUP LIMIT - 비율 Q_UF/Q_B = 예정된 %값 - 사후 희석에서, 추천된 혈액 유량에 대한 최대 여과 비율(Q_UF/Q_B)은 30-40%이다. 혈액 유량의 증가, 치환 체적 또는 처리 시간의 조절 및/또는 더 정확한 필터의 선택은 이러한 한계 상태를 미연에 해소할 수 있다.

TMP AUTO SETUP LIMIT - 투석 유량 변경 - 최적 TMP를 얻기 위해서, 투석 량은 자동적으로 증가한다. 이러한 유의사항은 작동자에게 이러한 사실과 증가된 농축물 소모와 같은 가능한 결과에 관한 정보를 제공한다. 투석 유량은 농축물, 물 및 에너지를 절약하기 위해 감소된다.

TMP AUTO SETUP LIMIT - 농축물 유량 한계 도달 - 주요 유량은 스캔 프로세스 동안 필요시 자동적으로 증가된다. 추가의 조절이 불가능하고 확산에 이용가능한 투석 유량이 HDF-사전 희석 모드에서 설정된 혈액 유량보다 더 낮게 되는 경우(HDF 처리의 경우), 전술한 유의사항이 발생한다. 이에 상응하는 RMP 값이 추천된다.

TMP AUTO SETUP LIMIT - 치환 유량 한계 도달 - 최대 치환 유량에 도달할 경우, 이러한 유의사항이 발생한다. 이에 상응하는 RMP 값이 추천된다. 상기 장치는 일시적으로 주입 유량이 감소할 때까지 최대 주입 유량에서 체적 제어식 모드로 진입한다.

TMP AUTO SETUP READY - 새로 설정된 TMP 확인 - 주의사항은 추천된 TMP 설정점을 확인하도록 작동자에게 상기시키기 위해 자동 스캔의 말기에 발생한다. 예정된 시간 내에 확인이 없을 경우, 초기 파라미터(작동자에 의해 설정되거나 또는 스캔의 초기 체적 제어 부분에서 발견된 것)를 회복한다. 다른 실시양태에서는, 작동자 작동이 요구되지 않고 자동 확인 기능이 작동된다.

최적 조건의 TMP를 찾기 위한 알고리즘을 설명하면 다음과 같다. TMP AUTO SETUP이 시작될 때, 상기 장치는 설정된 파라미터를 사용하여 1분 동안 일시적으로 체적 제어식 모드를 입력한다. 주입 유량은 안정된 TMP를 찾아 스캔을 시작하기 위해 매우 낮아 진다(통상적으로 사전 희석의 경우 혈액 유량(Q_B)의 50%, 및 사후 희석의 경우 유량(Q_B)의 10%). 그 후, 그 결과로 생긴 TMP는 초기 값으로서 아래의 알고리즘에 사용된다.

1) pUFR = cUFR

2) 예정된 시간 주기, 예컨대 30초 동안 대기함

3) cUFR 샘플링함

4) pUFR < pUFR인 경우, 스캔의 방향을 변경하고 스텝의 엔터티(entity)를 감소시킴, 예컨대 스텝 = -스텝/2

5) TMPset = TMPset + 스텝

6) 스텝 < 예정된 값, 예컨대 │2│가 될 때까지 1)부터 반복함.

여기서, pUFR = 이전의 초여과 유량(이전의 반복에서 구했을 때)이고,

cUFR = 현재의 초여과 유량(평균 10초)이며,

스텝 초기 값은, 예컨대 50mmHg로 미리 정하고,

한계치는 상기와 같이 확인하면서 연속하여 관리한다.

상기 단계 2)(안정된 TMP를 위한 대기)는 작은 스텝을 취할 때 스캔을 가속시키고 큰 스텝에 대해 더 많은 시간을 허용하기 위해서 안정된 TMPset가 측정된 TMP 값으로부터 도달할 때를 결정하기 위해 기준과 조합하고/하거나, 또는 그 기준으로 대체할 수 있다.

Claims (69)

1. 혈액 처리 장치의 반투과성 막을 통한 액체의 초여과를 위한 장치;

   하기의 작동들:

   상기 초여과 장치의 작동 상태를 변경하는 작동;

   상기 작동 상태의 변경에 따라 상기 초여과 장치의 작동 상태를 표시하며, 상기 막을 통과하는 초여과 유량, 또는 상기 막을 통해 초여과된 액체를 적어도 부분적으로 함유하는 유체의 순환 유량을 포함하는 제1 분량(first quantity)의 복수 개의 값을 검출하는 작동을 수행하도록 프로그램화된 제어기를 포함하는 체외 혈액 처리용 장치로서,

   상기 제어기는 상기 값들의 비교로부터 상기 제1 분량의 최적 값을 구하는 추가 작동을 수행하도록 프로그램화되는 것을 특징으로 하는 체외 혈액 처리용 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 최적 값으로부터 상기 초여과 장치의 최적 작동 상태를 선택하는 작동을 수행하도록 프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어기는 상기 최적 작동 상태에 따라 상기 초여과 장치를 설정하는 작동을 수행하도록 프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최적 값은 상기 작동 상태의 변경에 따른 상기 제1 분량의 최대 값과 동일한 값, 그것과 관련된 값, 및 그것과 근사한 값 중 하나 이상인 것인 체외 혈액 처리용 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 최대 값은 트랜스멤브레인 압력의 함수로서 상기 막을 통과하는 초여과 유량의 최대 값을 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제어기는 상기 초여과 유량의 최대 값에 상응하는 하는 트랜스멤브레인 압력의 함수로서 트랜스멤브레인 압력을 설정하는 작동을 수행하도록 프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
9. 제8항에 있어서, 설정된 트랜스멤브레인 압력은 예정된 백분율만큼 또는 상 기 트랜스멤브레인 압력이 예정된 범위에 속할 경우 예정된 양(amount) 만큼 낮아진 상기 초여과 유량의 최대 값에 상응하는 트랜스멤브레인 압력인 것인 체외 혈액 처리용 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 제어기는 하기의 알고리즘:

    1) pUFR = cUFR;

    2) TMPset에 도달할 때까지 대기함;

    3) cUFR 샘플링함;

    4) pUFR < pUFR인 경우 스텝의 신호를 변경하고 스텝의 엔터티를 감소시킴;

    5) TMPset = TMPset + 스텝;

    6) 스텝 < 미리 정해진 값이 될 때까지 1)부터 반복함

    을 수행하도록 프로그램화되어 있으며, 여기서 pUFR = 이전의 반복에서 구한 것과 같은 이전의 초여과 유량, cUFR = 현재의 초여과 유량, 및 스텝 초기 값은 미리 정해지는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
11. 제6항에 있어서,

    상기 초여과 장치는 하나 이상의 초여과 액츄에이터를 포함하며;

    상기 최대 값은 상기 액츄에이터의 작동 파라미터의 함수로서 상기 막을 통과하는 초여과 유량의 최대 값을 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 치환 액체를 혈액 내로 주입하기 위한 장치를 포함하는 체외 혈액 처리용 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 초여과 장치의 작동 상태를 변경하는 작동 이전에, 상기 제어기는 설정 값으로서 또는 혈액 유량의 함수로서 결정된 치환 액체의 주입 유량으로 예정된 시간 주기 동안 체적 제어 모드를 부여하는 작동을 수행하도록 프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 초여과 장치는 하나 이상의 초여과 액츄에이터를 포함하며;

    상기 작동 상태를 변경하는 작동은 상기 초여과 액츄에이터의 하나 이상의 작동 파라미터를 변경하는 작동을 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 파라미터를 변경하는 작동은 상기 하나 이상의 작동 파라미터의 예정된 엔터티의 변경을 명령하는 작동을 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
16. 제14항에 있어서, 상기 초여과 액츄에이터는 초여과된 액츄에이터의 라인에서 작동하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
17. 제14항에 있어서, 상기 초여과 액츄에이터는 하나 이상의 유체 순환 펌프를 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 분량을 측정하기 위한 하나 이상의 제1 센서를 포함하는 체외 혈액 처리용 장치.
19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 분량의 최적 값을 구하는 작동은

    상기 작동 상태에서의 상기 변경에 의해 야기된 상기 제1 분량에서의 하나 이상의 변경을 결정하는 단계;

    상기 작동 상태에서의 상기 변경에 의해 야기된 상기 초여과 장치의 작동 상태를 표시하는 제2 분량(second quantity)에서의 하나 이상의 변경을 결정하는 단계;

    상기 제1 분량에서의 상기 변경과 상기 제2 분량에서의 상기 변경이 기준 값과의 예정된 관계와 일치하는지의 여부를 점검하는 단계;

    상기 점검 단계의 결과로 신호를 발생하는 단계

    를 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 제2 분량은 상기 반투과성 막의 트랜스멤브레인 압력 및 상기 초여과 장치의 액츄에이터의 작동 파라미터로 이루어진 군 중에서 선택된 분량과 상호 관련이 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
21. 제19항에 있어서, 상기 예정된 관계는 상기 제1 분량에서의 상기 변경과 상기 제2 분량에서의 상기 변경 사이의 비율(quotient)을 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 예정된 관계는 상기 비율이 기준 값 미만일 경우 만족되는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
23. 제19항에 있어서, 상기 제어기는 상기 관계가 만족되지 못할 경우 상기 단계들을 반복하도록 프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
24. 제19항에 있어서, 상기 제2 분량을 측정하기 위한 하나 이상의 제2 센서를 포함하는 체외 혈액 처리용 장치.
25. 제2항 또는 제3항에 있어서,

    상기 초여과 장치는 하나 이상의 초여과 액츄에이터를 포함하며;

    상기 작동 상태를 변경하는 작동은 상기 액츄에이터의 작동 파라미터의 제1 값에서 제2 값으로의 경과를 포함하며;

    상기 최적 작동 상태는 상기 제1 값, 상기 제2 값 또는 양쪽 값 모두의 함수로서 선택되는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 최적 작동 상태는 상기 제1 값과 상기 제2 값 사이에 포함되는 상기 작동 파라미터의 선택된 값에 상응하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
27. 제25항에 있어서, 상기 최적 작동 상태는 상기 제1 값의 근사치 또는 상기 제2 값의 근사치에 포함되는 상기 작동 파라미터의 선택된 값에 상응하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
28. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 초여과 장치는 하나 이상의 초여과 액츄에이터를 포함하며;

    상기 작동 상태를 변경하는 작동은 상기 초여과 액츄에이터의 하나 이상의 작동 파라미터의 변경을 포함하고;

    상기 제1 분량은 상기 작동 파라미터를 포함하는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
29. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 작동들을 주기적으로 반복하도록 프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
30. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는,

    초여과하고자 하는 액체를 순환 유량의 제1 값에서 상기 막으로 순환시키고;

    상기 순환 유량의 제1 값에서 상기 제1 최적 값을 변경하는 작동, 검출하는 작동 및 구하는 작동을 수행하며;

    초여과하고자 하는 액체를 순환 유량의 제2 값에서 상기 막으로 순환시키고;

    상기 순환 유량의 제2 값에서 상기 제2 최적 값을 변경하는 작동, 검출하는 작동 및 구하는 작동을 수행하며;

    상기 제1 최적 값과 상기 제2 최적 값의 비교로부터 상기 제1 분량의 최적 값을 구하도록

    프로그램화되어 있는 것인 체외 혈액 처리용 장치.
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