KR102013469B1 - 혈액을 체외 처리하기 위한 장치 및 유체의 수집 또는 전달을 위해 의료용 장치에서의 셋팅 유량을 계산하기 위한 방법 - Google Patents

혈액을 체외 처리하기 위한 장치 및 유체의 수집 또는 전달을 위해 의료용 장치에서의 셋팅 유량을 계산하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

유체의 체외 처리를 위한 장치 및 유체들의 전달 또는 수집을 위한 의료용 장치를 셋업하는 방법이 개시된다. 상기 장치 및 방법에 따라서, 제어 유닛(10)은, 조작자에 의해서 셋팅된 유체 유량 및 규정된 투여량 값(Dset)을 기초로 유체 유량들 중 둘 이상의 셋팅값들을 계산하도록 구성된다.

Description

혈액을 체외 처리하기 위한 장치 및 유체의 수집 또는 전달을 위해 의료용 장치에서의 셋팅 유량을 계산하기 위한 방법{APPARATUS FOR EXTRACORPOREAL TREATMENT OF BLOOD AND PROCESS OF CALCULATING SET FLOW RATES IN A MEDICAL APPARATUS FOR DELIVERY OR COLLECTION OF FLUIDS}
본 발명은 혈액의 체외 처리를 위한 의료용 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 예를 들어 체외 유체 프로세싱을 위한 장치에서와 같이, 유체들을 전달, 수집 또는 전달 및 수집하기 위한 의료용 장치에서 셋팅 유량들을 계산하기 위한 프로세스에 관한 것이다.
의료용 용도를 위한 생체 유체 프로세싱 분야에서, 다양한 천연의 유체의 조작을 필요로 하는 몇몇 장치들이 공지되어 있다. 공지된 타입의 유체 프로세싱 시스템은, 환자의 혈액으로부터 바람직하지 않은 유체들 및/또는 용매들을 추출하기 위해서 및/또는 혈액으로 바람직한 유체들 및/또는 물질들을 부가하기 위해서 전형적으로 이용되는 체외 혈액 처리 장치를 포함한다. 체외 혈액 처리는, 환자가 일시적인 또는 영구적인 신장 장애(failure)를 가질 때와 같이, 과다한 물 및 바람직하지 못한 입자들을 환자들의 혈액으로부터 효과적으로 제거할 수 없는 환자들을 처치(treating)하기 위해서 이용된다. 이러한 환자들은, 예를 들어, 그들의 혈액에 대해서 물질들을 부가 또는 제거하기 위한, 산/염기 균형을 유지하기 위해서, 및/또는 과다 신체 유체들을 제거하기 위한 체외 혈액 처리를 받을 수 있을 것이다. 전형적으로, 체외 혈액 처리는, 예를 들어 연속적인 유동으로, 환자로부터 혈액을 제거하는 것, 혈액을 여과 유닛(예를 들어, 투석기(dialyzer), 혈액여과기(hemofilter) 또는 혈액투석여과기(hemodiafilter), 등)의, 혈액 챔버라고도 지칭되는, 일차적인 챔버 내로 도입하는 것에 의해서 달성되며, 상기 일차적인 챔버에서 혈액이 반투과성 멤브레인을 따라서 유동하도록 허용된다. 상기 반투과성 멤브레인은, 처리의 타입에 의존하여, 혈액 내의 물질이 일차적인 챔버로부터 이차적인 챔버 내로 가로지를 수 있도록 선택적으로 허용하고 그리고 또한 이차적인 챔버 내의 물질이 일차적인 챔버 내의 혈액 내로 멤브레인을 가로지를 수 있도록 선택적으로 허용한다. 이어서, 청정화된(cleared) 혈액이 환자에게로 복귀된다.
많은 수의 상이한 타입들의 체외 혈액 처리들이 실시될 수 있을 것이다. 한외여과(UF) 처리에서, 바람직하지 못한 유체들 및 입자들이 대류에 의해서 혈액으로부터 멤브레인을 가로질러 이차적인 챔버 내로 제거된다. 혈액여과(HF) 처리에서, 혈액이 UF와 같은 반투과성 멤브레인을 통과하여 유동하고 그리고, 전형적으로 여과 유닛을 통과하기 이전 및/또는 이후에 그리고 환자에게 복귀되기 이전에 각각의 투입(infusion) 라인들을 통해서 혈액 내로 유체를 분배하는 것에 의해서, 바람직한 물질들이 혈액으로 부가된다. 혈액 투석(HD) 처리에서, 바람직한 물질들을 포함하는 이차적인 챔버가 여과 유닛의 이차적인 챔버 내로 도입된다. 혈액으로부터의 바람직하지 못한 물질들이 확산에 의해서 반투과성 멤브레인을 가로질러 이차적인 유체 내로 이동할 수 있고 그리고 이차적인 유체로부터의 바람직한 물질들이 멤브레인을 가로질러 혈액 내로 이동할 수 있을 것이다. 혈액투석여과(HDF) 처리에서, 혈액 및 이차적인 유체가 HD + UF에서와 같이 물질을 교환하고, 그리고 또한, 전형적으로 HF에서와 같이 혈액이 환자로 복귀되기에 앞서서 혈액 내로 유체를 분배하는 것에 의해서, 유체가 혈액으로 부가된다. 전술한 처리들 중 하나 이상을 실시하기 위해서, 체외 혈액 처리 장비가 환자로 또는 체외 혈액 회로로 직접적으로 유체를 전달하기 위한 복수의 라인들을 포함할 수 있을 것이다.
기계를 셋업할 때, 조작자는 일반적으로 혈액 펌프 유량, 투입 라인들의 각각에 대한 개별적인 유량들, 투석 라인 및 유출(effluent) 라인에 대한 유량(실제적으로, 이러한 유출 라인에 대한 유량(latter)은, 대안적으로, 셋팅된 중량 감소의 정보 및 처리 시간을 기초로, 또는 셋팅된 환자 유체 제거량을 기초로 계산될 수 있을 것이다). 각각의 라인에서의 유량들에 대한 셋팅값들을 이용하여 각각의 펌프들을 제어한다: 다시 말해서, 복수의 펌프들이 이용되고, 여기에서 각각의 펌프는, 각각의 라인에 대해서 셋팅 유량 값에 따라서, 개별적인 유체 컨테이너로부터 유체를 인출하고 그리고 개별적인 유체 컨테이너로 유체를 공급한다. 그에 따라, 기계의 셋업에 있어서 비교적 많은 수의 유량들을 조작자 측에서 규정하고 입력하여야 하는 것이 수반됨에 따라서, 기계의 셋업이 번거로운 일이 된다. 또한, 유량들의 각각의 하나의 독립적인 셋팅은, 의료적으로 관련된 규정(prescription) 매개변수들과 관련하여, 직관적인(intuitive) 정보를 조작자에게 제공하지 않는다. 마지막으로, 복수의 매개변수들의 독립적인 셋팅 필요성은 오류들의 근원이 될 수 있고 그리고 유체 소비 최적화를 허용하지 않는다.
이러한 상황에서, 본원 발명의 일반적인 목적은 상기 단점들 중 하나 이상을 극복할 수 있는 기술적 해결책을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 본원 발명의 목적은 혈액의 체외 처리를 위한 의료용 장치 및 상기 장치를 셋팅하기 위해서 필요한 작용들을 가능한 한 줄일 수 있는 상기 장치 내에서 셋팅 유량들을 계산하기 위한 방법을 이용할 수 있게 하는 것이다.
본원 발명의 양태들의 추가적인 목적은, 사용자 인터페이스를 보다 용이하게 이용할 수 있게 하는 결과를 초래할 수 있는 의료적으로 유의미한(meaningful) 매개변수들을 이용하여 혈액 처리 장치를 조작자가 셋업할 수 있게 허용하는 장치 및 방법을 규정하는 것이다.
본원 발명의 보조적인 목적은, 규정 목표 및 시스템 제약들(constraints)과 관련하여 유체의 소비를 최적화하고 그리고 처리 전에 그리고 처리 중에 유량 셋팅을 용이하게 할 수 있는, 상기 장치 내에서 셋팅 유량들을 계산하기 위한 프로세스 및 유체 처리를 위한 의료용 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본원 발명의 특정 양태들의 목적은, 컨테이너 변경들의 빈도수 및 결과적인 처리액 전달의 중단들을 가능한 한 줄일 수 있는, 상기 장치 내에서 셋팅 유량들을 계산하기 위한 프로세스 및 유체의 처리를 위한 의료용 장치를 이용할 수 있게 하는 것이다.
다른 보조적인 목적은, 안전한 방식으로 동작 매개변수들을 제어할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들 중 적어도 하나가 첨부된 장치 청구항들 중 하나 이상에 따라서 장치에 의해서 실질적으로 달성된다. 상기 목적들 중 하나 이상이 또한 첨부된 프로세스 청구항들 중 임의의 하나에 따른 프로세스에 의해서 실질적으로 달성된다.
발명의 양태들에 따른 장치들 및 방법들이 이하에서 설명된다.
제 1 양태는, 반투과성 멤브레인에 의해서 분리된 일차적인 챔버 및 이차적인 챔버를 가지는 여과 유닛; 상기 일차적인 챔버의 유입구에 연결된 혈액 인출(withdrawal) 라인 및 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인으로서, 상기 혈액 라인들이 환자 심장 혈관(cardiovascular) 시스템에 대한 연결을 위해서 구성되는, 혈액 라인들; 상기 혈액 라인들을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프; 상기 이차적인 챔버의 배출구에 연결된 유출 유체 라인; 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들로서,
상기 혈액 인출 라인에 대해서 일단부가 연결된 전-희석(pre-dilution) 투입 유체 라인,
상기 혈액 복귀 라인에 대해서 일단부가 연결된 후-희석(post-dilution) 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 일단부가 연결된 투석 유체 라인, 및
사용 중에, 상기 혈액 펌프의 상류에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 대해서 일단부가 연결된 전(pre)-혈액 펌프 투입 유체 라인을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들;
상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한, 연동(peristaltic) 펌프들 또는 유동 조절 밸브들 또는 원심 펌프들과 같은 수단; 그리고
상기 조절 수단에 연결된 제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은:
- 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하는 것으로서, 상기 제 1 유체 유량이:
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial), 및
환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하도록,
- 전달하고자 하는 규정된(prescribed) 투여량(dose)(Dset)에 대한 셋팅값의 입력을 허용하도록,
- 상기 조작자에 의해서 셋팅된 상기 제 1 유체 유량 및 상기 규정된 투여량 값(Dset)을 기초로, 상기 유량들의 그룹들 중 적어도 제 2 및 제 3의 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하도록 구성된다.
제 1 양태에 따른 제 2 양태에서, 상기 제어 유닛이 상기 유체 유량들의 상기 셋팅값들을 기초로 유체의 유동을 조절하기 위한 수단을 제어하도록 추가적으로 구성된다. 다시 말해서, 상기 제어 유닛은, 예를 들어, 펌프들의 회전 펌프 또는 유체 라인들에서 이용되는 조절 밸브들의 위치를 제어하기 위해서, 상기 유체 유량들의 계산된 셋팅값들을 이용한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 3 양태에서, 상기 그룹에서 선택된 유체 유량들을 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장하는 메모리가 제공되고, 상기 제어 유닛이 상기 메모리에 연결된다.
선행하는 양태에 따른 제 4 양태에서, 상기 제어 유닛이 상기 규정된 투여량 값(Dset) 및 상기 조작자에 의해서 입력된 제 1 유체 유량을 상기 수학적 관계식들에 적용함으로써 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 5 양태에서, 상기 메모리 내에 저장된 상기 수학적 관계식들이 이하 중 하나 이상을 포함한다:
- 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)를 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식
- 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통해 그리고 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통해 상기 혈액 인출 라인 내에 투입된 유체 유량(Qrep1 + Qpbp)을 상기 혈액의 또는 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)과 관련시키는, 혈액 전-희석 관계식;
- 전-희석 투입 유체 라인 및 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량들(Qrep1 + Qpbp)과 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)를 관련시키는, 전-후(pre-post) 관계식.
선행하는 양태들에 따른 제 6 양태에서, 상기 제 5 양태에서 특정된 상기 모든 수학적 관계식들이 상기 메모리 내에 저장된다.
선행하는 제 3 내지 제 6 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 7 양태에서, 상기 제어 유닛은, 상기 관계식들 중 적어도 2개를 사용자가 선택할 수 있도록 그리고 상기 규정된 투여량의 셋팅값 및 조작자가 입력한 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 사용자에 의해서 선택된 수학적 관계식들에 대해서 적용하는 것에 의해서 상기 유체 유량들 중 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산할 수 있도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 제 5 내지 제 7 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 8 양태에서, 상기 대류-확산 관계식이 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)를 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)으로 나누는 제 1 비율(R1)을 규정한다.
선행하는 제 5 내지 제 8 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 9 양태에서, 상기 혈액의 또는 상기 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)를 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통한 그리고 상기 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 혈액 인출 라인 내의 투입된 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)로 나누는 제 2 비율(R2)을 상기 혈액 전-희석 관계식이 규정한다.
선행하는 제 5 내지 제 9 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 10 양태에서, 상기 전-후 관계식은, 상기 전-혈액 펌프 투입 라인 및 상기 전-희석 투입 라인을 통한 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)를 상기 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)로 나누는 제 3 비율(R3)을 규정한다.
선행하는 제 5 내지 제 10 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 11 양태에서, 상기 제어 유닛은: 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3)의 각각의 하나에 대한 미리 셋팅된 값 또는 미리 셋팅된 범위를 저장하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 제 5 내지 제 11 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 12 양태에서, 상기 제어 유닛은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3)의 각각의 하나에 대한 미리셋팅된 값 또는 미리셋팅된 범위를 조작자가 입력할 수 있게 허용하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 13 양태에서, 상기 혈액 펌프가 상기 혈액 인출 라인의 세그먼트에 따라서 활성적이 되고 그리고 상기 장치가 이하의 유체 라인들을 포함하며:
- 혈액 펌프 세그먼트와 여과 유닛 사이의 혈액 인출 라인에 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
- 혈액 복귀 라인에 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
- 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인;
상기 제어 유닛은, 상기 규정된 투여량 값(Dset) 그리고 상기 조작자에 의해서 셋팅된 제 1 유체 유량을 기초로 상기 조작자가 셋팅하지 않은 상기-나열된 투입 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 14 양태에서, 혈액 펌프가 상기 혈액 인출 라인의 세그먼트에 따라서 활성적이 되고 그리고 상기 장치가 이하의 유체 라인들을 포함하며:
- 혈액 펌프 세그먼트와 여과 유닛 사이의 혈액 인출 라인에 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
- 이용시에 상기 혈액 펌프 세그먼트의 상류에 배치되는 혈액 인출 라인 내의 영역에서 상기 혈액 인출 라인에 연결되는 전-혈액 펌프 투입 라인,
- 상기 혈액 복귀 라인에 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
- 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인;
상기 제어 유닛은, 상기 규정된 투여량 값(Dset) 그리고 상기 조작자에 의해서 셋팅된 제 1 유체 유량을 기초로 상기 조작자가 셋팅하지 않은 상기-나열된 투입 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 15 양태에서, 상기 규정된 투여량 값(Dset)가 유량 또는 유량들의 조합에 대한 규정된 값을 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 16 양태에서, 상기 규정된 투여량 값(Dset)이 이하의 그룹에서 선택된 하나에 대한 규정된 값을 포함하고, 상기 그룹은 이하를 포함한다:
- 유출 라인을 통한 유량의 규정된 평균 값(mean value)인 유출물 투여 유량(Deff_set),
- 모든 투입 유체 라인들을 통한 유량들(Qrep1, Qrep2, Qpbp)의 합계와 환자 유체 제거량(Qpfr)의 규정된 평균 값인 대류 투여량 유량(Dconv_set)으로서, 선택적으로 상기 규정된 대류 투여량 유량 값은 전-희석을 위해서 교정되는, 대류 투여량 유량,
- 투석 유체 라인을 통한 유량(Qdial)의 규정된 평균 값인 확산 투여량 유량(Ddial_set),
- 추정된 요소(urea) 클리어런스(clearance)를 위한 규정된 평균 값인 요소 투여량(Durea_set),
- 주어진 용매에 대한 추정된 클리어런스에 대한 규정된 평균 값인 클리어런스 투여량(Ksolute_set).
선행하는 양태들에 따른 제 17 양태에서, 상기 제어 유닛이, 유체 교체 또는 투입 라인이 존재하고 유체를 처리 유닛 상류로 전달할 때, 이하의 공식에 따라서, 투여량 값에 < 1인 희석 인자(Fdillution)를 곱하는 것에 의해서, 전-희석 효과를 고려하기 위해서 앞서서 규정된 투여량들 중에서 선택된 하나를 교정하도록 구성되며, 상기 공식은 다음과 같다:
Dosecorr_xxx = Fdilution x Dose_xxx (xxx = eff, conv, dial)
선행하는 제 3 내지 제 7 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 18 양태에서, 상기 제 1 유체 유량은 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)이고, 그리고 상기 제어 유닛은 환자 유체 제거량(Qpfr)의 셋팅된 값을 수신하도록 그리고 상기 수학적 관계식들 중 적어도 2개를 이용하여 투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial) 및 상기 투입 유체 라인 또는 라인들을 통한 유체 유량(Qrep1, Qpbp, Qrep2)를 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 19 양태에서, 상기 제어 유닛은, 상기 혈액 인출 또는 혈액 복귀 라인을 통한 혈액 유동(QBLOOD)에 대한 셋팅값의 조작자에 의한 입력을 허용하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 20 양태에서, 상기 제어 유닛이, 이하를 포함하는 그룹에서 선택된 환자 매개변수의 감지된 값을 기초로 상기 혈액 유동에 대한 셋팅값을 계산하도록 구성되고, 상기 그룹은:
- 사용시에, 혈액 펌프 상류로 연장하는 혈액 인출 라인 부분의 관부에서 측정된 혈압,
- 상기 혈액 복귀 라인으로부터 상기 혈액 인출 라인으로 재-순환하는 측정된 혈액 재순환 분율,
- 혈액 라인들 중 하나에 따라서 측정된 헤모-농도의 측정된 값,
- 필터 반투과성 멤브레인에 걸친 트랜스멤브레인 압력의 측정된 값.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 21 양태에서, 상기 제어 유닛이, 혈액 유동에 대한 입력된 또는 계산된 셋팅값(QBLOOD)을 이용하여 혈액 펌프를 제어하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 22 양태에서, 상기 제어 유닛이, 이하의 함수로서 상기 전-혈액 펌프 투입 라인들을 통한 유체 유량(Qpbp)에 대한 셋팅값을 계산하도록 추가적으로 구성되고, 상기 함수는 다음과 같다:
- 혈액 또는 혈장의 유량(QBLOOD; QPLASMA)의 셋팅된 또는 계산된 값,
- 상기 전-혈액 펌프 투입 라인의 단부에 연결된 컨테이너 내에 존재하는, 시트르산염(citrate) 기반의 용액과 같은, 항응고제(anticoagulant)의 농도(Ccitrate),
- 상기 전-혈액 펌프 투입 라인을 통해서 전달되는, 시트르산염 기반의 용액과 같은, 상기 항응고제에 대한 규정된 투여량(Dset-citrate).
선행하는 제 3 내지 제 22 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 23 양태에서, 상기 장치가 상기 제어 유닛에 연결된 그래픽 사용자 인터페이스를 더 포함하고, 상기 제어 유닛은:
- 상기 제 1유량에 대한 값의 선택을 위해서 사용자에게 프롬프팅하는(prompting) 표시(indicium)를 그래픽 사용자 인터페이스 상에서 디스플레이하도록,
- 사용자가 선택하기 위한 수학적 관계식들의 선택을 허용하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이하도록,
- 수학적 관계식의 선택을 검출하고, 그리고 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들 중 하나 이상에 대한 셋팅값의 선택을 허용하는 표시를 디스플레이하도록, 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 24 양태에서, 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 후-희석 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위해서 상기 전-희석 유체 라인 및 후-희석 펌프을 통한 유동을 조절하기 위한 전-희석 펌프를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 25 양태에서, 투석 유체 라인이 상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결되고, 그리고 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 투석 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위해서 적어도 하나의 투석 유체 펌프를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 26 양태에서, 상기 하나 이상의 투입 유체 라인들이:
사용시에 혈액 인출 라인의 영역 내에서 혈액 펌프 상류에 배치되는 상기 혈액 인출 라인에 연결된 전-혈액 펌프 투입 라인을 더 포함하고, 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 적어도 하나의 전-혈액 투입 펌프를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 27 양태에서, 상기 장치가 하나의 또는 복수의 최적화 기준들을 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제어 유닛이 상기 메모리에 연결되고 그리고 최적화 기준들을 적용함으로써 상기 제 2 및 제 3 유체 유량들 중 적어도 하나의 셋팅값들을 계산하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 28 양태에서, 상기 장치가 상기 유출 유체 라인의 단부에 연결된 폐기물 컨테이너를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 29 양태에서, 상기 장치는 전-희석 투입 유체 라인의 단부에 연결된 신선한(fresh) 유체의 제 1 컨테이너를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 30 양태에서, 상기 장치가 상기 후-희석 투입 유체 라인의 단부에 연결된 신선한 유체의 제 2 컨테이너를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 31 양태에서, 상기 장치가 상기 투석 액체 유체 라인의 단부에 연결된 신선한 유체의 제 3 컨테이너를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 32 양태에서, 상기 장치가 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인의 단부에 연결된 신선한 유체의 제 4 컨테이너를 포함한다.
선행하는 제 27 내지 제 32 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 33 양태에서, 상기 최적화 기준들이, 신선한 유체의 컨테이너들 중에서 적어도 2개의 컨테이너의 비워지는 시간, 그리고 선택적으로, 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 동일한 기준 시간의 배수가 되는 것을 부여하는 제 1 최적화 기준을 포함한다.
선행하는 제 27 내지 제 32 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 34 양태에서, 상기 최적화 기준들이, 상기 신선한 유체의 컨테이너들 중 적어도 하나의 컨테이너의 비워지는 시간 및/또는 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비워지는 시간과 실질적으로 동일하거나 그 배수가 되는 것을 부여하는 제 1 최적화 기준을 포함한다.
선행하는 제 27 내지 제 34 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 35 양태에서, 상기 최적화 기준들이, 상기 유체 라인들을 통한 유체 소비가 최소화되는 것을 부여하는 제 2 최적화 기준을 포함한다.
선행하는 제 27 내지 제 35 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 36 양태에서,상기 최적화 기준들이, 상기 여과 유닛의 수명이 최대화되는 것을 부여하는 제 3 최적화 기준을 포함한다.
선행하는 제 27 내지 제 36 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 37 양태에서, 상기 최적화 기준이, 요소의 클리어런스 또는 주어진 용매의 다이알리산스(dialysance)가 최대화되는 것을 부여하는 제 4 최적화 기준을 포함한다.
선행하는 제 27 내지 제 37 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 38 양태에서, 상기 제어 유닛이, 상기 기준들 중 하나 이상을 사용자가 선택할 수 있게 그리고 상기 선택된 기준들을 이용하여 상기 적어도 제 2 및 제 3 유량을 계산할 수 있게 허용하도록 구성된다.
선행하는 제 27 내지 제 37 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 39 양태에서, 사용자가 상기 기준들 중 하나 이상 그리고 상기 수학적 관계식들 중 하나 이상을 선택할 수 있게 허용하고 그리고 상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들을 이용하여 적어도 제 2 및 제 3 유량을 계산할 수 있게 허용한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 40 양태에서, 상기 제어 유닛은, 상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들이 양립가능한지(compatible) 또는 충돌하는지의 여부를 결정하도록 구성되고 이어서:
상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들이 양립가능한 경우에, 상기 선택된 수학적 관계식들 및 최적화 기준들을 기초로 적어도 제 2 및 제 3 유량을 계산하고,
상기 하나 이상의 선택된 기준들이 상기 하나 이상의 선택된 수학적 관계식들과 충돌하는 경우에, 이하의 하위-단계들 중 하나 이상을 실행한다:
- 사용자에게 통지하고,
- 사용자가 선택된 기준들 또는 수학적 관계식들의 각각에 대해서 우선순위를 배당할 수 있게 하고,
- 선택된 기준들 및/또는 수학적 관계식들에 대해서 우선순위 랭킹을 배당하는 것으로서, 상기 우선순위 랭킹이 미리 결정되거나 사용자 조정가능하며, 그리고 이어서 우선순위가 부여된 기준들/수학적 관계식들로부터 유량들이 계산되자 마자 기준들 또는 수학적 관계식들을 무시하고,
- 미리셋팅된 규칙들을 이용하여 충돌하는 기준들과 수학적 관계식들 사이의 절충안을 규정한다.
발명의 변형예에서, 제어 유닛이 유량 셋-업 과정의 이용을 하나 이상의 최적화 기준들의 이용과 조합하도록 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제어 유닛이:
- 상기 그룹의 복수의 유량들에 대한, 적어도 제 1 시간 간격에 대한 셋팅값들을 계산하기 위한 유량 셋업(이전 양태들 참조)을 실행하도록, 그리고 상기 계산된 셋팅값들을 기초로 유동-레이트 셋업 과정을 실행하는 유체의 유동을 조절하기 위한 수단(17, 18, 21, 24, 27)을 제어하도록; 그리고 이어서
- 선택된 최적화 기준들을 이용하여 복수의 유량들에 대한 셋팅값들을 계산하도록 하나의 최적화 기준들, 예를 들어 제 1 최적화 기준을 선택할 수 있도록, 이어서 (제 1 시간 간격에 후속하는 적어도 제 2 시간 간격에 대해서) 상기 선택된 최적화 기준들을 기초로 계산된 셋팅값들을 기초로 유체의 유동을 조절하기 위한 수단(17, 18, 21, 24, 27)을 제어하도록, 구성된다.
제 41 양태는 유체의 체외 처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는:
반투과성 멤브레인에 의해서 분리된 일차적인 챔버 및 이차적인 챔버를 가지는 여과 유닛;
상기 일차적인 챔버의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인 및 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인으로서, 상기 혈액 라인들이 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는, 혈액 라인들;
상기 혈액 라인들을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프;
상기 이차적인 챔버의 배출구에 일단부가 연결되고, 그리고 선택적으로 폐기물 컨테이너에 타단부가 연결된 유출 유체 라인;
이하의 유체 라인들의 그룹에서 선택된 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들로서, 상기 유체 라인들의 그룹이:
상기 혈액 인출 라인에 대해서 일단부가 그리고 신선한 유체의 제 1 컨테이너에 타단부가 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
상기 혈액 복귀 라인에 대해서 일단부가 그리고 신선한 유체의 제 2 컨테이너에 타단부가 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 일단부가 그리고 신선한 유체의 제 3 컨테이너에 타단부가 연결된 투석 유체 라인, 및
신선한 유체의 제 4 컨테이너에 일단부가 그리고 사용 중에 상기 혈액 펌프의 상류에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 대해서 타단부가 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인,
일단부가 혈액 인출 라인(6)에 또는 혈액 복귀 라인(7)에 또는 환자에 직접적으로 그리고 타단부가 주사기 컨테이너(S)에 연결된 하나 이상의 주사기 라인들(50)을 포함하는, 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들;
상기 하나 이상의 유체 라인들(13, 15, 21, 25, 19)을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단(17, 18, 21, 22, 27, P);
그리고 상기 조절하기 위한 수단에 연결된 제어 유닛(10)을 포함하고,
상기 제어 유닛은:
신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26, S) 중에서 적어도 2개의 비움(emptying) 시간들 및, 선택적으로, 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수가 되는 것을 부여하는 것에 의해서,
- 유체 유량들의 그룹에서 선택된 둘 이상의 유체 유량들의 셋팅값들(Qiset)을 계산하도록 구성되며, 상기 유체 유량들의 그룹이:
전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인(21)을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial),
주사기 유체 라인(50)을 통한 유체 유량(Qsyr), 및
유출 유체 라인(13)을 통한 유체 유량(Qeff)을 포함한다.
기준 시간(Tr) 및 배수화 인자를 규정하는 것에 의해서, 각각의 신선한 유체 라인과 관련하여, 예를 들어, 이하를 규정할 수 있다:
- 다른 라인과 관련된 컨테이너의 비움 시간과 동일한 각각의 컨테이너의 비움 시간,
- 다른 라인과 관련된 컨테이너의 비움 시간의 배수인 각각의 컨테이너의 비움 시간,
- 다른 라인과 관련된 컨테이너의 비움 시간의 분율(fraction)(A/B, 여기에서 A 및 B 모두가 정수들이다)인 각각의 컨테이너의 비움 시간.
선택적으로, 상기 관계식들은, 일부 수정되어, 폐기물 컨테이너의 충전 시간에 대해서 적용될 수 있을 것이다.
제 41 양태에 따른 제 42 양태에서, 상기 제어 유닛은:
- 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26) 중 적어도 하나의 비움 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 유체 유량들(Qiset)의 (N-1)의 셋팅값들을 계산하도록 하는 것으로서; 대안적으로 상기 비움 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간, 및 폐기물 컨테이너의 충전 시간 중에서 선택된 하나와 실질적으로 동일하거나 그 배수가 되도록 부여될 수 있다는 것을 주목하여야 하고; 그리고 상기 기준 시간(Tr)이 상기 비움 시간들 중에서 가장 짧은 것일 수 있다는 것을 주목하여야 하는, 유체 유량들(Qiset)의 (N-1)의 셋팅값들을 계산하도록; 그리고
- 신선한 유체 컨테이너들로부터 도입되는 유체 라인들을 통한 유체 유량들(Qrep1, Qrep2, Qdial, Qpbp) 그리고 환자 유체 제거량(Qpfr)의 합계가 유출 유체 라인 유량(Qeff)와 동일해지는 것: 즉,
Figure 112014030112466-pct00001
가 되는 것을 부여하는 제 1 균형 수학식을 적용하는 것에 의해서 상기 유체 유량들(Qiset)의 나머지를 계산하도록; 구성된다.
제 41 양태에 따른 제 43 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26) 중 적어도 하나의 비움 시간이 폐기물 컨테이너의 충전 시간과 실질적으로 동일하거나, 그 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 유체 유량들(Qiset)의 (N-1)의 셋팅값들을 계산하도록; 그리고
- 신선한 유체 컨테이너들로부터 도입되는 유체 라인들을 통한 유체 유량들(Qrep1, Qrep2, Qdial, Qpbp) 그리고 환자 유체 제거량(Qpfr)의 합계가 유출 유체 라인 유량(Qeff)와 동일해지는 것: 즉,
Figure 112014030112466-pct00002
가 되는 것을 부여하는 제 1 균형 수학식을 적용하는 것에 의해서 상기 유체 유량들(Qiset)의 나머지를 계산하도록; 구성된다.
제 44 양태에서, 상기 선행하는 3개의 양태들 중 어느 하나에 따라서, 상기 제어 유닛이 적어도 2개의 기준 시간들(Tr1 및 Tr2)을 이용하도록 구성된다. 이러한 해결책은, 상기 장치가 제 41 양태에서 특정된 유체 라인들의 그룹에서 선택된 유체 라인들 중 적어도 4개를 포함할 때, 채용될 수 있을 것이다. 상기 제어 유닛은:
신선한 유체(16, 20, 21, 26, S)의 컨테이너들 중 적어도 2개의 비움 시간들 및, 선택적으로, 상기 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 제 1 기준 시간(Tr1)의 배수가 되는 것을 부여함으로써 그리고 또한 신선한 유체(16, 20, 21, 26, S)의 컨테이너들 중 적어도 2개의 다른 컨테이너의 비움 시간들 그리고, 선택적으로 상기 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 제 2 기준 시간(Tr2)의 배수가 되는 것을 부여함으로써,
전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1),
후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2),
전-혈액 펌프 투입 유체 라인(21)을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial),
주사기 유체 라인(50)을 통한 유체 유량(Qsyr), 및
유출 유체 라인(13)을 통한 유체 유량(Qeff), 중 둘 이상의 셋팅값들(Qiset)을 계산하도록 구성된다.
다시 말해서, 이러한 양태에 따라서, 제 1 기준 시간을 참조하여 신선한 유체의 둘 이상의 컨테이너들(예를 들어, 컨테이너(16 및 20))을 비우는 것을 동기화할 수 있고 그에 따라 예를 들어 상기 2개의 컨테이너들의 비움 시간이 상기 제 1 기준 시간의 배수가 되도록 할 수 있는 한편, 2개 이상의 다른 컨테이너들(예를 들어, 컨테이너들(21 및 26, 또는 21, 26 및 S))을 비우는 것이 제 2 기준 신호를 참조하여 동기화될 수 있고 그에 따라 예를 들어 상기 2개의 다른 컨테이너들의 비움이 상기 제 2 기준 시간의 배수가 되도록 할 수 있다. 이는, 여전히 양호한 정도의 전체적인 동기화 및 시간 절감을 가능하게 할 수 있을 것이다. 물론, 2개의 기준 시간들 중 어느 하나를 참조하여 폐기물 컨테이너의 충전을 동기화할 수 있다.
원칙적으로, 만약에 장치가 혈액 회로로부터 유체를 가져오거나(brining) 인출하는 그리고 각각의 신선한 컨테이너들 또는 폐기물 컨테이너들로 유도하는 관련된 라인들의 수를 포함할 수 있다면, 3개 이상의 그룹의 컨테이너들의 비움/충전을 동기화할 수 있을 것이고, 여기에서 컨테이너들의 각각의 그룹이 각각의 기준 시간에 대해서 동기화된다.
제 41 내지 제 44 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 45 양태에서, 상기 제어 유닛은, 상기 계산된 셋팅값들을 기초로, 자동적으로 또는 확인 신호의 수신 후에, 상기 조절 수단을 제어하도록 추가적으로 구성된다.
제 41 내지 제 45 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 46 양태에서, 사익 장치가 적어도 이하의 유체 라인들을 포함하고, 상기 유체 라인들은:
혈액 인출 라인에 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
혈액 복귀 라인에 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인이다.
제 41 내지 제 46 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 47 양태에서, 상기 제어 유닛이, 각각의 주어진 상기 제 1, 제 2 및 제 3 컨테이너의 비움 시간이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 투입 유체 라인들 및 투석 유체 라인의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값들을 계산하도록 구성된다.
제 41 내지 제 46 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 48 양태에서, 상기 제어 유닛이, 각각의 주어진 상기 제 1, 제 2 및 제 3 컨테이너의 비움 시간이 제 1, 제 2 및 제 3 컨테이너들 중 하나 이상의 다른 컨테이너의 비움 시간과 같거나 그 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 투입 유체 라인들 및 투석 유체 라인의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값들을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 49 양태에서, 상기 혈액 펌프가 상기 혈액 인출 라인의 세그먼트에 따라서 활성적이 되고, 상기 전-희석 투입 유체 라인이 상기 혈액 펌프 세그먼트와 여과 유닛 사이에서 혈액 인출 라인으로 연결되고 그리고, 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인이 상기 혈액 펌프 세그먼트와 상기 여과 유닛에 연결된 단부에 대향하는 상기 혈액 인출 라인의 단부 사이에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 연결된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 50 양태에서, 상기 제어 유닛이, 각각의 주어진 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 컨테이너들의 비움 시간이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 투입 유체 라인들 및 투석 유체 라인의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값들을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 51 양태에서, 상기 제어 유닛이, 각각의 주어진 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 컨테이너들의 비움 시간이 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 컨테이너들 중의 하나 이상의 다른 컨테이너의 비움 시간과 동일하거나 그 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 투입 유체 라인들 및 투석 유체 라인의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값들을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 52 양태에서, 상기 폐기물 라인이 상기 폐기물 컨테이너에 연결되고, 그리고 상기 제어 유닛이, 각각의 주어진 상기 신선한 유체의 컨테이너들의 비움 시간 및 상기 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수가 되는 것 그리고 선택적으로 신선한 유체의 하나 이상의 다른 컨테이너의 비움 시간 또는 폐기물 컨테이너의 충전 시간의 배수와 같거나 그 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 유체 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 53 양태에서, 상기 제어 유닛이, 신선한 유체의 각각의 컨테이너 내에 그리고 선택적으로 폐기물 컨테이너 내에 수용될 수 있는 유체의 부피 또는 중량을 상기 제어 유닛에 연결된 메모리 내에 저장하도록 구성된다.
선행하는 양태에 따른 제 54 양태에서, 상기 유체의 부피 또는 중량이 상기 각각의 개별적인 컨테이너와 연관되고 그리고 상기 제어 유닛에 연결된 센서에 의해서 검출된다.
제 53 양태에 따른 제 55 양태에서, 상기 유체의 부피 또는 중량이, 조작자에 의해서, 상기 제어 유닛에 연결된 사용자 인터페이스를 통해서 각각의 개별적인 컨테이너에 대해서 입력되고; 또는 상기 유체의 부피 또는 중량이 상기 각각의 개별적인 컨테이너 상의 식별 코드를 각각의 부피에 대해서 연관시키는 제어 유닛에 의해서 결정된다.
제 53 양태에 따른 제 56 양태에서, 상기 유체의 부피 또는 중량이 상기 메모리 내에 미리-저장된다(pre-stored).
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 57 양태에서, 상기 제어 유닛이, 예를 들어 조작자에 의한 상응하는 선택을 허용하는 것에 의해서, 처리 시간(T)에 대한 적어도 하나의 셋팅값을 수신하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 58 양태에서, 상기 제어 유닛이, 예를 들어 조작자에 의한 상응하는 선택을 허용하는 것에 의해서, 처리 중에 환자로 전달하고자 하는 처리 투여량(Dset)에 대한 적어도 하나의 셋팅값을 수신하도록 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태에 따른 제 59 양태에서, 상기 처리 투여량에 대한 셋팅값들이 이하의 그룹에서 선택된 하나에 대한 규정된 값을 포함하고, 상기 그룹은 이하를 포함한다:
- 유출 라인을 통한 유량의 규정된 평균 값(mean value)인 유출물 투여 유량(Deff_set),
- 임의의 투입 유체 라인을 통한 유량들(Qrep, Qpbp)의 합계와 환자 유체 제거량(Qpfr)의 합계의 규정된 평균 값인 대류 투여량 유량(Dconv_set),
- 투석 유체 라인을 통한 유량(Qdial)의 규정된 평균 값인 확산 투여량 유량(Ddial_set),
- 추정된 요소 클리어런스를 위한 규정된 평균 값인 요소 투여량(Durea_set).
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 60 양태에서, 상기 제어 유닛은, 예를 들어 조작자에 의한 상응하는 선택을 허용하는 것에 의해서, 이하의 유체 유량들 중 하나 이상에 대한 적어도 하나의 셋팅값을 수신하도록 추가적으로 구성되고, 상기 유체 유량들은:
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial), 및
유출 유체 라인을 통한 유체 유량(Qeff)을 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 61 양태에서, 상기 장치가 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 중량을 측정하는 하나 이상의 저울들(scales)을 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 62 양태에서, 상기 장치가 상기 각각의 개별적인 컨테이너들에 대한 상응하는 저울을 포함하고, 상기 하나 이상의 저울들이 상기 제어 유닛에 연결되고 그리고 상응하는 중량 신호들을 상기 제어 유닛으로 송신한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 63 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하도록,
- 공식(Qiset = Wi/Tr 또는 Qiset = Vi/Tr)을 이용하여, 상기 개별적인 컨테이너의 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 기준 시간(Tr)의 값으로 나눔으로써 상기 유체 라인들 중의 하나 이상의 유체 라인들 내의 유체 유량(Qiset)의 셋팅값들을 계산하도록, 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 64 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하도록,
- 공식(Qiset = Wi/(Tr·ci) 또는 Qiset = Vi/(Tr·ci))을 이용하여, 각각의 개별적인 컨테이너에 대한 개별적인 가중(weighting) 계수(ci)가 곱해진 기준 시간(Tr)의 값에 의해서 상기 개별적인 컨테이너의 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 나누는 것에 의해서 상기 유체 라인들 중 하나 내의 유체 유량(Qiset)의 셋팅값을 계산하도록, 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 65 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하도록,
- 상기 유체 라인들의 유량의 제시된 값들(Qi)을 수신하도록,
- 공식(Qiset = Wi/(Tr·ci) 또는 Qiset = Vi/(Tr·ci))을 이용하여, 각각의 개별적인 컨테이너에 대한 개별적인 가중 계수(ci)가 곱해진 기준 시간(Tr)의 값에 의해서 상기 개별적인 컨테이너의 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 나누는 것에 의해서 상기 유체 라인들 중 하나 내의 유체 유량(Qiset)의 셋팅값을 계산하도록, 구성되며,
상기 각각의 개별적인 컨테이너에 대한 가중 계수(ci)가, 개별적인 제시된 값(Qi)으로 유량들의 상기 제시된 값들(Qi)의 합계 또는 투여량을 나누는 것에 의해서 얻어진 중간 인자(bi)의 함수로서 계산되고, 선택적으로 상기 각각의 개별적인 컨테이너에 대한 가중 계수(ci)가 Ci = Round[bi/min(b1...bn)]의 공식을 이용하여 계산되고,
여기에서:
"min(b1...bn)"은 bi 인자들 중의 최소치를 선택하는 함수이고, 그리고
"Round"는 bi/min(b1...bn)의 결과에 가장 근접한 자연수를 계산한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 66 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하도록,
- 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하도록;
- 컨테이너 변경 기간들에서 허용되는 최대의 상대적인 변경으로서 규정되는 조정 매개변수(A)의 값을 수신하도록;
- 제시된 값들(Qi), 각각의 컨테이너의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi), 그리고 조정 매개변수(A)의 값을 기초로 상기 유체 유량들의 값들(Qiset)을 계산하도록, 구성된다.
제 67 양태는 유체의 체외 처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는:
반투과성 멤브레인에 의해서 분리된 일차적인 챔버 및 이차적인 챔버를 가지는 여과 유닛;
상기 일차적인 챔버의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인 및 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인으로서, 상기 혈액 라인들이 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는, 혈액 라인들;
상기 혈액 라인들을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프;
상기 이차적인 챔버의 배출구에 일단부가 연결되고, 그리고 선택적으로 폐기물 컨테이너에 타단부가 연결된 유출 유체 라인;
이하의 유체 라인들의 그룹에서 선택된 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들로서, 상기 유체 라인들의 그룹이:
상기 혈액 인출 라인에 대해서 일단부가 그리고 신선한 유체의 제 1 컨테이너에 타단부가 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
상기 혈액 복귀 라인에 대해서 일단부가 그리고 신선한 유체의 제 2 컨테이너에 타단부가 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 일단부가 그리고 신선한 유체의 제 3 컨테이너에 타단부가 연결된 투석 유체 라인,
신선한 유체의 제 4 컨테이너에 일단부가 그리고 사용 중에 상기 혈액 펌프의 상류에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 대해서 타단부가 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인,
일단부가 혈액 인출 라인(6)에 또는 혈액 복귀 라인(7)에 또는 환자에 직접적으로 그리고 타단부가 주사기 컨테이너(S)에 연결된 하나 이상의 주사기 라인들(50), 을 포함하는, 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들;
상기 하나 이상의 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단; 그리고
상기 조절하기 위한 수단에 연결된 제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은: 이하의 그룹에서 선택된 유체 유량들 중 둘 이상의 셋팅값들(Qiset)을 계산하도록 구성되며, 상기 유체 유량들의 그룹이:
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial),
주사기 유체 라인을 통한 유체 유량(Qsyr), 및
유출 유체 라인을 통한 유체 유량(Qeff)을 포함하며,
상기 둘 이상의 셋팅값들(Qiset)을 계산하는 것이 이하의 단계들의 실행에 의해서 이루어지고, 상기 단계들은:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하는 단계;
- 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하는 단계;
- 컨테이너 변경 기간들에 허용되는 최대의 상대적인 변경으로서 규정되는 조정 매개변수(A)의 값을 수신하는 단계;
- 제시된 값들(Qi), 각각의 컨테이너의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi), 그리고 조정 매개변수(A)의 값을 기초로 상기 유체 유량들(Qiset)의 셋팅값들을 계산하는 단계를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 68 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하도록,
- 예를 들어, 상기 양태들 중 일부에서 언급된 수학적 관계식들을 이용하여, 이전의 계산 단계로부터 유래될 수 있거나 또는 사용자에 의해서 입력될 수 있는, 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하도록,
- 개별적인 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서, 상기 컨테이너들의 쌍들의 변경 기간들 사이의 기준 비율들인 그리고 각각의 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서 규정된 이득 비율들(ratios of interest)을 생성하도록 하는 것으로서, 상기 K는 1 내지 M의 정수이고, 상기 M의 값은 제어 유닛 메모리 내에 미리-저장되거나 또는 사용자 입력으로부터 수신될 수 있는, 이득 비율들을 생성하도록;
- Ti = Vi/Qi 또는 Ti = Wi/Qi 로 컨테이너들 변경 기간들을 계산하고 그리고 상기 계산된 컨테이너 변경 기간에 따라서 각각의 회로를 랭크화(rank)하도록 하는 것으로서, 여기에서 i = 1 내지 N이고 이때 Ti 은 i와 함께 증가하고 그리고, N은 계산(동기화 시퀀스이다)이 적용되는 라인들의 수인, 각각의 회로를 랭크화하도록;
- 모든 기간 비율들을 Rij = Ti/Tj(이때, i>j)로 연산하도록;
- 이득 비율들(R0k)에 대해서 각각의 기간 비율(Rij)를 비교하도록;
- Rij/R0k 가 공차 한계(사용자에 의해서 선택될 수 있거나 또는 컴퓨터 유닛의 메모리 내에서 미리 셋팅된다) 내에서 유지된다는 것을 입증하는 k 값이 있는지를 입증하도록;
- 매일 매일의 절감된(saved) 컨테이너 변경들의 수를 연산하고 그리고 절감된 컨테이너 변경들의 최대 수를 제공하는 비율들(Rij)을 선택하고 그리고 상기 공차 한계를 고려하도록;
- 최적화된 유량들(Qiset)을 연산하기 위해서 선택된 비율들(Rjj)에 상응하는 이득 비율들을 적용하도록; 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 69 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하도록,
- 예를 들어, 상기 양태들 중 일부에서 언급된 수학적 관계식들을 이용하여, 이전의 계산 단계로부터 유래될 수 있거나 또는 사용자에 의해서 입력될 수 있는, 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하도록,
- 개별적인 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서, 상기 컨테이너들의 쌍들의 변경 기간들 사이의 기준 비율들인 그리고 각각의 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서 규정된 이득 비율들(R0k)을 생성하도록 하는 것으로서, 상기 K는 1 내지 M의 정수이고, 상기 M의 값은 제어 유닛 메모리 내에 미리-저장되거나 또는 사용자 입력으로부터 수신될 수 있는, 이득 비율들을 생성하도록;
- Ti = Vi/Qi 또는 Ti = Wi/Qi 로 컨테이너들 변경 기간들을 계산하고 그리고 상기 계산된 컨테이너 변경 기간에 따라서 각각의 회로를 랭크화(rank)하도록 하는 것으로서, 여기에서 i = 1 내지 N이고 이때 Ti 은 i와 함께 증가하고 그리고 N은 계산(동기화 시퀀스이다)이 적용되는 라인들의 수인, 각각의 회로를 랭크화하도록;
- 모든 기간 비율들을 Rij = Ti/Tj(이때, i>j)로 연산하도록;
- 이득 비율들(R0k)에 대해서 각각의 기간 비율(Rij)를 비교하도록;
- 공차 관계식 (1-A)·R0k < Rij < (1+A)·R0k 를 입증하는 k 값이 존재하는 각각의 비율(Rij)에 대해서, 매일의 절감된 컨테이너 변경들의 수를 연산하도록;
- 절감된 컨테이너 변경들의 최대 수를 제공하는 비율들(Rij)을 선택하도록;
- 최적화된 유량들(Qiset)을 연산하기 위해서 선택된 비율들에 상응하는 이득 비율들을 적용하도록; 구성된다.
선행하는 제 41 내지 제 69 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 70 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 처리 시간(T)의 입력을 허용하도록;
- 처리 시간(T)으로서 또는 처리 시간(T)의 약수(sub-multiple)로서 기준 시간(Tr)을 계산하도록, 구성된다.
선행하는 제 41 내지 제 70 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 71 양태에서, 상기 제어 유닛이 이하의 그룹에서 선택된 하나의 유체 유량에 대해서 사용자에 의해서 셋팅된 하나의 셋팅값을 수신하도록 하는 것으로서, 상기 그룹이:
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)을 포함하는, 하나의 셋팅값을 수신하도록;
유체 유량이 조작자에 의해서 셋팅된 유체 라인에 대해서 연관된 컨테이너를 식별하도록; 그리고
조작자에 의해서 셋팅된 유체 유량의 셋팅값으로 상기 식별된 컨테이너의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 나누는 것에 의해서 기준 시간(Tr)을 연산하도록, 구성된다.
선행하는 제 41 내지 제 71 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 72 양태에서, 상기 제어 유닛이:
- 동일한 복수의 컨테이너들로 유도되는 라인들을 통해서 전체적으로 전달되도록 셋팅된 규정된 투여량 유량 값(Dconv_set)으로 상기 복수의 컨테이너들의 초기 중량들 또는 부피들(Wi, Vi)의 합계를 나누는 것에 의해서, 또는
- 전체 규정된 투여량 유량(Deff_set)로 상기 모든 컨테이너들의 초기 중량들 또는 부피들(Wi, Vi)의 합계를 나누는 것에 의해서, 또는
- 이하의 공식을 이용하여, 동일한 복수의 컨테이너들로 유도되는 라인들을 통해서 전체적으로 전달되도록 셋팅된 규정된 투여량 유량 값(Dconv_set)으로 상기 복수의 컨테이너들의 초기 중량들 또는 부피들(Wi)의 가중된 합계를 나누는 것으로서, 상기 공식은 다음과 같고:
Figure 112014030112466-pct00003
여기에서 ci 는 각각의 컨테이너의 초기 중량 또는 부피에 의해서 배수화되는 가중 계수인, 복수의 컨테이너들의 초기 중량들 또는 부피들(Wi)의 가중된 합계를 나누는 것에 의해서, 또는
- 이하의 공식을 이용하여, 전체의 규정된 투여량 유량(Deff_set)으로 상기 모든 컨테이너들의 초기 중량들 또는 부피들(Wi, Vi)의 가중된 합계를 나누는 것으로서, 상기 공식은 다음과 같고:
Figure 112014030112466-pct00004
여기에서 ci 는 각각의 컨테이너의 초기 중량 또는 부피에 의해서 배수화되는 가중 계수인, 모든 컨테이너들의 초기 중량들 또는 부피들(Wi)의 가중된 합계를 나누는 것에 의해서, 상기 기준 시간(Tr)을 연산하도록 구성된다.
선행하는 제 41 내지 제 72 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 73 양태에서, 상기 장치가 각각의 개별적인 컨테이너의 중량을 검출하기 위한 분리된 저울을 포함한다.
선행하는 양태에 따른 제 74 양태에서, 상기 제어 유닛은 각각의 컨테이너에 연관된 상응하는 저울에 의해서 측정된 바와 같은 하나 이상의 컨테이너들의 중량 (Wi)을 수신하도록 구성되고, 유체 유량들의 셋팅값들의 계산을 위해서 이용되는 상기 각각의 개별적인 컨테이너의 중량(Wi)이 처리의 시작시에 또는 처리 중의 미리 고정된 체크지점에서 또는 사용자 입력에 응답하여 결정된다.
선행하는 2개의 양태들 중 하나에 따른 제 75 양태에서, 상기 제어 유닛이, 신선한 유체의 각각의 컨테이너의 검출된 중량을 각각의 문턱값(threshold)에 대해서 비교하도록 그리고 상기 검출된 중량이 각각의 문턱값 이하인 경우에 신선한 유체 컨테이너가 비었다는 것을 결정하도록 구성된다.
선행하는 3개의 양태들 중 하나에 따른 제 76 양태에서, 상기 제어 유닛이, 폐기물 유체 컨테이너의 검출된 중량을 각각의 문턱값과 비교하도록, 그리고 상기 검출된 중량이 문턱값 이상인 경우에 상기 폐기물 컨테이너가 만충되었다는 것을 결정하도록 구성된다. 상기 문턱값은 고정된(fixed) 것일 수 있고 또는, 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 비례하거나, 또는 배수가 되는 것을 부여함으로써, 제어 유닛이 폐기물 컨테이너 기준 부피 또는 중량의 셋팅값(Veff-change)을 문턱값으로서 계산하도록 구성될 수 있고, 상기 문턱값에서 제어 유닛은 폐기물 컨테이너가 만충된 것으로 간주한다.
선행하는 2개의 양태들 중 하나에 따른 제 77 양태에서, 상기 제어 유닛은, 신선한 유체의 하나 이상의 컨테이너들의 중량이 개별적인 문턱값 이하일 때 빈 컨테이너 신호를 생성하도록 그리고 상기 폐기물 컨테이너의 중량이 개별적인 문턱값 이상일 때 만충 컨테이너 신호를 생성하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 78 양태에서, 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 전-희석 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 전-희석 펌프 및 상기 후-희석 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 후-희석 펌프를 포함하고,
- 투석 유체 라인이 상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결되고, 그리고 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 투석 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 적어도 투석 유체 펌프를 포함하며,
- 상기 하나 이상의 투입 유체 라인들이 이용시에 상기 혈액 펌프 상류에 위치되는 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 연결되는 전-혈액 펌프 투입 라인을 포함하고, 그리고 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 적어도 전-혈액 투입 펌프를 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 79 양태에서, 상기 제어 유닛은:
- 상기 혈액 인출 라인 또는 혈액 복귀 라인을 통한 혈액 유동(QBLOOD)에 대한 셋팅값의 조작자에 의한 입력을 허용하도록, 또는
- 이하의 그룹에서 선택된 환자 매개변수의 감지된 값을 기초로 혈액 유동에 대한 셋팅값을 계산하도록 하는 것으로서, 상기 그룹이:
- 사용시에, 혈액 펌프 상류로 연장하는 혈액 인출 라인 부분의 관부에서 측정되는 혈압,
- 상기 혈액 복귀 라인으로부터 상기 혈액 인출 라인으로 재-순환하는 측정된 혈액 재순환 분율,
- 혈액 라인들 중 하나에 따라서 측정된 헤모-농도의 측정된 값,
- 필터 반투과성 멤브레인에 걸친 트랜스멤브레인 압력의 측정된 값, 을 포함하는, 혈액 유동에 대한 셋팅값을 계산하도록;
- 혈액 유동에 대한 계산된 또는 입력된 셋팅값(QBLOOD)을 이용하여 혈액 펌프를 제어하도록; 추가적으로 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 80 양태에서, 상기 제어 유닛이:
a) 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)의, 또는
b) 상기 처리 시간(T)에 걸쳐 부여되는 중량 손실(WL)의 그리고 처리 시간(T)의, 입력을 허용하도록 구성된다. 상기 제 2의 경우(b)에, 유체 제거량이 WL 및 T 사이의 비율로서 계산될 수 있을 것이다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 81 양태에서, 상기 제어 유닛이 이하의 부여에 의해서 상기 유체 라인들을 통한 유체 유량들의 셋팅값들(Qiset)을 계산하도록 추가적으로 구성되고, 상기 부여(imposing)는:
- 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26)의 비움 시간들이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수가 되는 것, 그리고
- 상기 장치(15, 25 ,21) 내에 존재하는 투입 유체 라인들을 통한 유체 유량들(Qrep1, Qrep2, Qpbp)의 합계 더하기 투석 라인(19)를 통한 유체 유량(Qdial), 존재하는 경우에, 더하기 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)의 합계가 유출 유체 라인(13)을 통한 유체 유량(Qeff)와 동일하게 되는 것이다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 82 양태에서, 신선한 유체의 모든 컨테이너들이 동일한 조성을 가지는 유체를 포함한다.
대안적으로, 신선한 유체의 제 4 컨테이너가 신선한 유체의 다른 컨테이너들의 조성과 상이한 조성을 가지는 유체를 포함하고, 예를 들어 상기 제 4 컨테이너가 항응고제(헤파린 또는 시트르산염 용액과 같은 지역적인(regional) 항응고제)를 포함하고; 이러한 경우에, 제어 유닛은 미리 규정된 알고리즘을 기초로 전-혈액 펌프 투입 라인을 통해서 유체 유량의 셋팅값을 계산하도록 구성되고; 예를 들어, 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 유량이 혈액 펌프 유량의 셋팅값 또는 계산된 값에 비례하도록 셋팅될 수 있을 것이다. 추가적인 대안에서, 만약 장치가 지역적인 항응고제, 예를 들어 시트르산염 기반의 용액을 포함하는 제 4 컨테이너를 포함한다면, 상기 후-희석 투입 유체 라인으로 유도되는 제 2 컨테이너가 이온 균형 용액, 예를 들어 칼륨 이온 기반의 용액을 포함하고; 이러한 경우에, 상기 제어 유닛은, 미리-규정된 알고리즘(들)을 기초로, 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 그리고 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 83 양태에서, 장치는 항응고제 용액 또는 이온 균형 용액을 포함하는 개별적인 주사기 컨테이너(들)로 유도되는 하나의 또는 두 개의 주사기 라인을 포함하고, 상기 제어 유닛은 미리-규정된 알고리즘(들)을 기초로 상기 주사기 라인 또는 라인들을 통한 유체 유량을 계산하도록 구성된다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 84 양태에서, 상기 제어 유닛은, 상기 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량에 대한 계산된 셋팅값이 혈액 유량의 미리 고정된 분율 보다 더 큰지의 여부를 체크하도록 구성된다.
선행하는 양태에 따른 제 85 양태에서, 만약 상기 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량에 대한 계산된 셋팅값이 상기 혈액 유량의 미리 고정된 분율 보다 크다면, 상기 제어 유닛은 이하를 포함하는 교정 과정을 활성화시키도록 구성되고, 상기 교정 과정은:
다른 라인들 중 하나 이상을 통한 유체의 전달을 교정하는 것, 또는
상기 후-희석 유체 라인을 상기 혈액 인출 라인에 일시적으로 연결하는 것을 포함한다.
선행하는 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 86 양태에서, 상기 제어 유닛이:
상기 개별적인 컨테이너에 의해서 도달될 때, 컨테이너 변경 신호를 트리거링하는 기준 중량 또는 기준 부피를 각각의 컨테이너에 대해서 연관시키도록, 그리고
각각의 컨테이너의 측정된 중량 또는 부피를 상기 개별적인 기준 부피 또는 기준 중량에 비교하여, 컨테이너가 개별적인 기준 부피 또는 기준 중량에 도달할 때, 컨테이너 변경 신호 컨테이너를 트리거링하도록, 구성되고,
추가적으로, 상기 제어 유닛은, 0이 아닌 기준 부피 또는 기준 중량을 하나 이상의 신선한 유체의 컨테이너들로 부여하도록 및/또는 폐기물 컨테이너의 최대 부피 또는 중량 보다 적은 기준 부피 또는 중량을 폐기물 컨테이너로 부여하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 유닛은 폐기물 컨테이너 기준 부피 또는 중량의 셋팅값(Veff-change)을 계산하도록 구성되고, 여기에서, 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 하나 이상의 다른 컨테이너들의 비움 시간과 실질적으로 같거나, 비례하거나, 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 제어 유닛은 폐기물 컨테이너가 만충되는 것을 고려한다.
제 87 양태는 유체들의 전달 및/또는 수집을 위한 의료용 장치를 셋업하기 위한 프로세스에 관한 것으로서, 상기 장치는:
일단부가 개별적인 컨테이너에 연결되는 복수의 유체 라인들, 및
상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하도록 구성된 펌프 또는 밸브 조절기를 포함하고,
상기 프로세스가:
컨테이너들 중 적어도 하나의 비움 시간 및/또는 충전 시간이 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 같거나, 비례하거나, 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기 라인들을 통한 둘 이상의 유체 유량들의 셋팅값을 계산하는 단계,
상기 펌프 또는 밸브 조절기를 제어하기 위한 후속 이용을 위해서, 상기 장치의 식별된 복구가능(retrievable) 메모리 위치들에서 상기 계산된 셋팅값들을 저장하는 단계를 포함한다.
선행하는 양태에 따른 제 88 양태에서, 상기 장치가:
반투과성 멤브레인에 의해서 분리된 일차적인 챔버 및 이차적인 챔버를 가지는 여과 유닛;
상기 일차적인 챔버의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인 및 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인으로서, 상기 혈액 라인들이 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는, 혈액 라인들;
상기 혈액 라인들을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프;
상기 이차적인 챔버의 배출구에 일단부가 연결되고, 그리고 선택적으로 폐기물 컨테이너에 타단부가 연결된 유출 유체 라인;
이하의 유체 라인들의 그룹에서 선택된 적어도 2개의 유체 라인들로서, 상기 유체 라인들의 그룹이:
상기 혈액 인출 라인에 대해서 일단부가 그리고 제 1 컨테이너에 타단부가 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
상기 혈액 복귀 라인에 대해서 일단부가 그리고 제 2 컨테이너에 타단부가 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 일단부가 그리고 제 3 컨테이너에 타단부가 연결된 투석 유체 라인,
제 4 컨테이너에 일단부가 그리고 사용 중에 상기 혈액 펌프의 상류에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 대해서 타단부가 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인,
일단부가 혈액 인출 라인(6)에 또는 혈액 복귀 라인(7)에 또는 환자에 직접적으로 그리고 타단부가 주사기 컨테이너(S)에 연결된 하나 이상의 주사기 라인들(50), 을 포함하는, 적어도 2개의 유체 라인들, 을 포함하고,
상기 펌프 또는 밸브 조절기가 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하도록 구성되고 그리고 제어 유닛이 상기 펌프 또는 밸브 조절기에 연결되며,
상기 프로세스는 제어 유닛에 의해서 실행되고 그리고 이하의 단계들을 포함하며, 상기 단계들이:
신선한 유체의 컨테이너들 중 적어도 하나의 비움 시간 및/또는 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 같거나, 비례하거나, 배수가 되는 것을 부여함으로써, 이하의 그룹에서 선택된 유체 유량들 중 둘 이상의 셋팅값들을 계산하는 단계로서, 상기 그룹이:
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial),
주사기 유체 라인(들)(50)을 통한 유체 유량(Qsyr),
유출 유체 라인을 통한 유체 유량(Qeff), 을 포함하는, 둘 이상의 셋팅값들을 계산하는 단계; 그리고
유체의 유동을 조절하기 위한 수단을 제어하기 위한 후속 이용을 위해서 식별된 복구가능한 메모리 위치들에서 상기 계산된 셋팅값들을 저장하는 단계를 포함한다.
선행하는 양태에 따른 제 89 양태에서, 상기 장치가:
반투과성 멤브레인에 의해서 분리된 일차적인 챔버 및 이차적인 챔버를 가지는 여과 유닛;
상기 일차적인 챔버의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인 및 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인으로서, 상기 혈액 라인들이 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는, 혈액 라인들;
상기 혈액 라인들을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프;
상기 이차적인 챔버의 배출구에 일단부가 연결되고, 그리고 선택적으로 폐기물 컨테이너에 타단부가 연결된 유출 유체 라인;
이하의 유체 라인들의 그룹에서 선택된 적어도 2개의 유체 라인들로서, 상기 유체 라인들의 그룹이:
상기 혈액 인출 라인에 대해서 일단부가 그리고 제 1 컨테이너에 타단부가 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
상기 혈액 복귀 라인에 대해서 일단부가 그리고 제 2 컨테이너에 타단부가 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 일단부가 그리고 제 3 컨테이너에 타단부가 연결된 투석 유체 라인,
제 4 컨테이너에 일단부가 그리고 사용 중에 상기 혈액 펌프의 상류에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 대해서 타단부가 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인,
일단부가 혈액 인출 라인에 또는 혈액 복귀 라인에 또는 환자에 직접적으로 그리고 타단부가 주사기 컨테이너에 연결된 하나 이상의 주사기 라인들을 포함하는, 적어도 2개의 유체 라인들을 포함하고,
상기 펌프 또는 밸브 조절기가 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하도록 구성되고 그리고 제어 유닛이 상기 펌프 또는 밸브 조절기에 연결되며,
상기 프로세스는 제어 유닛에 의해서 실행되고 그리고 이하의 단계들을 포함하며, 상기 단계는:
적어도 2개의 신선한 유체의 컨테이너들의 비움 시간들 그리고, 선택적으로, 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수가 되는 것을 부여함으로써, 이하의 그룹에서 선택된 유체 유량들 중 둘 이상의 셋팅값들을 계산하는 단계로서, 상기 그룹이:
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial),
주사기 유체 라인(들)(50)을 통한 유체 유량(Qsyr),
유출 유체 라인을 통한 유체 유량(Qeff), 을 포함하는, 둘 이상의 셋팅값들을 계산하는 단계; 그리고 선택적으로
유체의 유동을 조절하기 위한 수단을 제어하기 위한 후속 이용을 위해서 식별된 복구가능한 메모리 위치들에서 상기 계산된 셋팅값들을 저장하는 단계를 포함한다.
기준 시간(Tr) 및 배수화 인자를 규정함으로써, 각각의 신선한 유체 라인과 관련하여, 예를 들어:
- 다른 라인과 관련된 컨테이너의 비움 시간과 동일한 개별적인 컨테이너의 비움 시간,
- 다른 라인과 관련된 컨테이너의 비움 시간의 배수인 개별적인 컨테이너의 비움 시간,
- 라인과 관련된 컨테이너의 비움 시간의 분율(A/B로서, 여기에서 A 및 B 모두가 정수이다)인 개별적인 컨테이너의 비움 시간을 규정할 수 있다.
선택적으로, 상기 관계식들이 폐기물 컨테이너의 충전 시간으로 만들어질 수 있을 것이다.
선행하는 2개의 양태들 중 하나에 따른 제 90 양태에서, 상기 장치가 적어도 이하의 3개의 유체 라인들 즉:
상기 혈액 인출 라인에 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
상기 혈액 복귀 라인에 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인을 포함하고:
상기 프로세스가 이하의 추가적인 단계들: 즉
이하의 그룹에서 선택된 매개변수에 대한 적어도 하나의 셋팅값의 조작자에 의한 선택을 허용하는 단계로서, 상기 그룹이:
처리 시간(T),
환자로 전달하고자 하는 처치의 투여량(Dset)
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial),
유출 유체 라인을 통한 유체 유량(Qeff),
환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)을 포함하는, 조작자에 의한 선택을 허용하는 단계;
조작자의 입력에 응답하여 또는 미리 고정된 체크지점에서 또는 처치의 시작시에 개별적인 컨테이너의 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 결정하는 단계,
신선한 유체의 컨테이너들 중에서 적어도 2개의 컨테이너들의 비움 시간 그리고, 선택적으로 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 동일한 기준 시간(Tr) 의 배수가 되는 것을 부여함으로써, 상기-나열된 유체 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값을 계산하는 단계를 포함한다.
선행하는 양태에 따른 제 91 양태에서, 각각의 주어진 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 컨테이너들의 비움 시간 및/또는 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 컨테이너들 중 하나 이상의 다른 컨테이너의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나 배수가 되며, 상기 앞서서-나열한 3개의 유체 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값은 상기 개별적인 컨테이너의 상기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 상기 기준 시간(Tr)의 값으로 나누는 것에 의해서 계산된다.
선행하는 제 87 내지 제 91 양태들 중 하나에 따른 제 92 양태에서, 상기 기준 시간(Tr)의 계산이 상기 장치 양태들과 관련하여 설명된 바에 따라서 이루어진다.
선행하는 제 87 내지 제 92 양태들 중 하나에 따른 제 93 양태에서, 상기 프로세스가:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하는 것,
- 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하는 것;
- 컨테이너 변경 기간들에서 허용되는 최대의 상대적인 변경으로서 규정되는 조정 매개변수(A)의 값을 수신하는 것;
- 제시된 값들(Qi), 각각의 컨테이너의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi), 그리고 조정 매개변수(A)의 값을 기초로 상기 유체 유량들의 셋팅값들(Qiset)을 계산하는 것을 포함한다.
선행하는 양태에 따른 제 94 양태에서, 상기 프로세스가:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하는 것,
- 예를 들어, 상기 양태들 중 일부에서 언급된 수학적 관계식들을 이용하여, 이전의 계산 단계로부터 유래될 수 있거나 또는 사용자에 의해서 입력될 수 있는, 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하는 것,
- 개별적인 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서, 상기 컨테이너들의 쌍들의 변경 기간들 사이의 기준 비율들인 그리고 각각의 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서 규정된 이득 비율들(R0k)을 생성하는 것으로서, 상기 K는 1 내지 M의 정수이고, 상기 M의 값은 제어 유닛 메모리 내에 미리-저장되거나 또는 사용자 입력으로부터 수신될 수 있는, 이득 비율들을 생성하는 것;
- Ti = Vi/Qi 또는 Ti = Wi/Qi 로 컨테이너들 변경 기간들을 계산하고 그리고 상기 계산된 컨테이너 변경 기간에 따라서 각각의 회로를 랭크화하도록 하는 것으로서, 여기에서 i = 1 내지 N이고 이때 Ti 은 i와 함께 증가하는, 각각의 회로를 랭크화하는 것;
- 모든 기간 비율들을 Rij = Ti/Tj(이때, i>j)로 연산하는 것;
- 이득 비율들(R0k)에 대해서 각각의 기간 비율(Rij)를 비교하는 것;
- (사용자에 의해서 선택가능한 또는 컴퓨터 유닛의 메모리 내에 존재하는) 공차 한계 내에 Rij/R0k 가 있는지를 입증하는 k 값이 존재하는지를 입증하는 것,
- 매일의 절감된 컨테이너 변경들의 수를 연산하고 그리고 절감된 컨테이너 변경들의 최대 수를 제공하는 비율들(Rij)을 선택하고 그리고 상기 공차 한계를 고려하는 것; 그리고
- 최적화된 유량들(Qiset)을 연산하기 위해서 선택된 비율들(Rjj)에 상응하는 이득 비율들을 적용하는 것을 포함한다.
제 93 양태에 따른 제 95 양태에서, 상기 프로세스가:
- 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 초기 중량 또는 부피(Wi, Vi)를 수신하는 것,
- 예를 들어, 상기 양태들 중 일부에서 언급된 수학적 관계식들을 이용하여, 이전의 계산 단계로부터 유래될 수 있거나 또는 사용자에 의해서 입력될 수 있는, 상기 유체 라인들에 대한 유량들의 제시된 값들(Qi)을 수신하도록,
- 개별적인 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서, 상기 컨테이너들의 쌍들의 변경 기간들 사이의 기준 비율들인 그리고 각각의 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서 규정된 이득 비율들(R0k)을 생성하는 것으로서, 상기 K는 1 내지 M의 정수이고, 상기 M의 값은 제어 유닛 메모리 내에 미리-저장되거나 또는 사용자 입력으로부터 수신될 수 있는, 이득 비율들을 생성하는 것;
- Ti = Vi/Qi 또는 Ti = Wi/Qi 로 컨테이너들 변경 기간들을 계산하고 그리고 상기 계산된 컨테이너 변경 기간에 따라서 각각의 회로를 랭크화하는 것으로서, 여기에서 i = 1 내지 N이고 이때 Ti 은 i와 함께 증가하는, 각각의 회로를 랭크화하는 것;
- 모든 기간 비율들을 Rij = Ti/Tj(이때, i>j)로 연산하는 것;
- 이득 비율들(R0k)에 대해서 각각의 기간 비율(Rij)를 비교하는 것;
- 공차 관계식 (1-A)·R0k < Rij < (1+A)·R0k 를 입증하는 k 값이 존재하는 각각의 비율(Rij)에 대해서, 매일의 절감된 컨테이너 변경들의 수를 연산하는 것;
- 절감된 컨테이너 변경들의 최대 수를 제공하는 비율들(Rij)을 선택하는 것;
- 최적화된 유량들(Qiset)을 연산하기 위해서 선택된 비율들에 상응하는 이득 비율들을 적용하는 것; 을 포함한다.
제 96 양태는 유체 전달 또는 수집을 위한 의료용 장치를 셋업하기 위한 프로세스에 관한 것으로서, 상기 장치가:
반투과성 멤브레인에 의해서 분리된 일차적인 챔버 및 이차적인 챔버를 가지는 여과 유닛;
상기 일차적인 챔버의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인 및 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인으로서, 상기 혈액 라인들이 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는, 혈액 라인들;
상기 혈액 라인들을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프;
상기 이차적인 챔버의 배출구에 연결된 유출 유체 라인;
이하의 그룹에서 선택된 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들로서, 상기 그룹이:
- 상기 혈액 인출 라인에 연결된 전-희석 투입 유체 라인,
- 사용 중에, 상기 혈액 펌프의 상류에 위치되는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 대해서 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인,
- 상기 혈액 복귀 라인에 연결된 후-희석 투입 유체 라인,
- 상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인, 을 포함하는, 적어도 2개의 추가적인 유체 라인;
상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 조절 수단; 그리고
상기 조절 수단에 연결된 제어 유닛을 포함하고,
상기 방법은 상기 제어 유닛에 의해서 실행가능한 이하의 단계들을 포함하고, 상기 단계들은:
- 이하의 유체 유량 그룹에서 선택된 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하는 단계로서, 유체 유량 그룹이:
유출 유체 라인을 통한 유체 유량(Qeff),
전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)
후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)
전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qpbp),
투석 액체 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial), 및
환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)을 포함하는, 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하는 단계,
- 전달하고자 하는 규정된 투여량(Dset)에 대한 셋팅값의 입력을 허용하는 단계,
- 상기 조작자에 의해서 셋팅된 상기 제 1 유체 유량 및 상기 규정된 투여량 값(Dset)을 기초로, 상기 투여량 값(Dset) 및 상기 조작자에 의해서 입력된 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 제어 유닛에 연결된 메모리 내에 저장된 수학적 관계식들에 적용함으로써, 상기 유량들의 그룹 중 적어도 제 2 및 제 3의 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 단계를 포함한다.
제 96 양태에 따른 제 97 양태에서, 상기 유체의 유동을 조절하기 위한 수단이 상기 유체 유량들의 셋팅값을 기초로 제어된다.
선행하는 2개의 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 98 양태에서, 상기 메모리 내에 저장된 상기 수학적 관계식들이:
- 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)를 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식,
- 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통한 그리고 상기 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 상기 혈액의 또는 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA) 및 상기 혈액 인출 라인 내의 인퓨즈된 유체 유량(Qrep1 + Qpbp)를 관련시키는, 혈액 전-희석 관계식;
- 전-희석 투입 유체 라인 및 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인을 통한 유체 유량들(Qrep1 + Qpbp)과 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)를 관련시키는, 전-후 관계식, 중 하나 이상을 포함한다.
선행하는 3개의 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 99 양태에서, 상기 프로세스가, 상기 관계식들 중 적어도 2개를 선택하는 단계 및 상기 규정된 투여량의 셋팅값 및 조작자가 입력한 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 선택된 수학적 관계식들에 대해서 적용하는 것에 의해서 상기 유체 유량들 중 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 단계를 포함한다.
선행하는 4개의 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 100 양태에서, 상기 대류-확산 관계식이 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)를 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)로 나누는 제 1 비율(R1)을 규정하고,
상기 혈액 전-희석 관계식이, 상기 혈액의 또는 상기 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)를 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통한 그리고 상기 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 혈액 인출 라인 내의 투입된 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)로 나누는 제 2 비율(R2)을 규정하며, 그리고
상기 전-후 관계식은, 상기 전-혈액 펌프 투입 라인 및 상기 전-희석 투입 라인을 통한 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)를 상기 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)로 나누는 제 3 비율(R3)을 규정한다.
선행하는 5개의 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 101 양태에서, 상기 프로세스가 상기 장치 양태들과 관련하여 기술된 바와 같은 최적화 관계식들의 선택을 포함할 수 있을 것이다.
선행하는 장치 양태들 중 임의의 하나에 따른 제 102 양태에서, 상기 장치가 상기 컨테이너들 중 하나 이상의 중량을 측정하는 하나 이상의 저울들을 포함하고, 선택적으로, 상기 각각의 개별적인 컨테이너들에 대한 상응하는 저울이 제공되고, 상기 제어 유닛은 상기 하나 이상의 저울들로부터 상기 하나 이상의 컨테이너들의 초기 중량(Wi)을 수신하도록 구성된다.
제 103 양태에서, 지시어들을 포함하는 데이터 캐리어가 제공되고, 상기 지시어들은, 선행하는 장치 양태들 중 임의의 하나의 양태에 따른 장치의 제어 유닛에 의해서 실행될 때, 상기 제어 유닛이 선행하는 양태들에 기술된 개별적인 단계들을 실행하도록 구성될 수 있게 한다.
발명의 양태들이, 비-제한적인 예로서 제공된, 첨부 도면들에 도시되어 있다.
도 1-4는 발명의 양태들에 따른 혈액 처리 장치들의 개략도들이다.
도 5는 발명의 양태에 따른, 예를 들어 도 1-4의 타입의, 의료용 장치 내의 셋팅 유량들의 계산을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 발명의 다른 양태에 따른, 예를 들어 도 1-4의 타입의, 의료용 장치 내의 셋팅 유량들의 계산을 보여주는 흐름도이다.
도 7a는 도 6의 흐름도에 따른 3개의 백들(bags)/컨테이너들의 비움 프로파일에 대한 그래프로서, 여기에서 수직 축은 3개의 백들/컨테이너들 중의 각각의 하나의 중량을 나타내고, 그리고 수평 축은 비움 시간을 나타내며; 각각의 백의 초기 중량이 상이할 수 있지만, 모든 백들/컨테이너들이 동일한 시간에 비워지는 것을 도시한 그래프이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 비움 프로파일을 획득하기 위해서 개별적인 백들/컨테이너들로부터 유체를 인출하는 3개의 펌프들에 대한 시간의 함수로서 3개의 셋팅 유량들에 대해서 도시한 그래프이다.
도 8a는 도 6의 흐름도에 따른 3개의 백들/컨테이너들의 비움 프로파일들에 대한 그래프로서, 여기에서 수직 축은 3개의 백들/컨테이너들 중의 각각의 하나의 중량을 나타내고, 그리고 수평 축은 비움 시간을 나타낸다.
도 8b는 도 8a에 도시된 비움 프로파일을 획득하기 위해서 개별적인 백들/컨테이너들로부터 유체를 인출하는 3개의 펌프들에 대한 시간의 함수로서 셋팅 유량들에 대해서 도시한 그래프이다.
도 9는 본원 발명의 추가적인 양태에 따른, 예를 들어 도 1-4의 타입의, 의료용 장치 내의 셋팅 유량들의 계산을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 특정 유량들이 3개의 백들/컨테이너들로 유도되는 라인들의 각각의 라인에 대해서 부여된 경우에 3개의 백들/컨테이너들의 비움 프로파일들에 대한 그래프로서, 도 10의 수직 축은 3개의 백들/컨테이너들 중의 각각의 하나의 중량을 나타내고, 그리고 수평 축은 비움 시간을 나타낸, 그래프이다.
도 11은 도 9의 흐름도에 따른 3개의 백들/컨테이너들의 비움 프로파일들에 대한 그래프로서, 여기에서 수직 축은 3개의 백들/컨테이너들 중의 각각의 하나의 중량을 나타내고, 그리고 수평 축은 비움 시간을 나타낸다.
도 12a는 특정 유량들이 3개의 백들/컨테이너들로 유도되는 라인들의 각각의 라인에 대해서 부여된 경우에 최신의(state of the art) 해결책에 따른 백들의 비움 프로파일들에 대한 그래프로서, 도 12a의 수직 축은 3개의 백들의 각각의 하나의 백의 중량을 나타내고, 그리고 수평 축은 비움 시간을 나타낸, 그래프이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 비움 프로파일들을 획득하기 위해서 개별적인 백들로부터 유체를 인출하는 3개의 펌프들에 대한 시간의 함수로서 셋팅 유량들에 대한 그래프를 도시한다.
도 13은 본원 발명의 추가적인 양태에 따른, 예를 들어 도 1-4의 타입의, 의료용 장치 내의 셋팅 유량들의 계산을 보여주는 흐름도이다.
도 1-4는 발명의 양태들에 따른 혈액의 체외 처리를 위한 장치의 예시적인 실시예들을 도시한다. 도면들에서, 동일한 구성요소들이 동일한 참조 번호들로 표시되었다는 것을 주목하여야 한다. 또한, - 비록 본원 발명이 혈액 처리 장치들을 특히 참조하여 설명되지만 - 발명이 영양제들, 대체 용액들, 혈청, 또는 환자의 신체 내로 주입되거나 신체로부터 인출될 필요가 있는 다른 유체들과 같은, 복수의 의료용 유체들을 핸들링하기 위한 장치들을 또한 인용할 수 있을 것이다.
도 1은 혈액투석, 혈액여과, 혈액투석여과, 한외여과과 같은 처치들 중 임의의 하나를 전달하도록 디자인된 체외 혈액 처리 장치(1)를 도시한다. 그러한 장치(1)는 반투과성 멤브레인(5)에 의해서 분리된 일차적인 챔버(3) 및 이차적인 챔버(4)를 가지는 여과 유닛(2)을 포함하고; 처리에 따라서, 상기 여과 유닛의 멤브레인이 상이한 성질들 및 투과성들을 가지도록 선택될 수 있을 것이다.
혈액 인출 라인(6)이 상기 일차적인 챔버(3)의 유입구에 연결되고 그리고 혈액 복귀 라인(7)이 상기 일차적인 챔버의 배출구에 연결된다. 사용시에, 혈액 인출 라인(6) 및 혈액 복귀 라인(7)이 바늘 또는 카테터 또는 이식된 포트(implanted port) 또는 다른 접근 디바이스(미도시)에 연결되고, 이어서 상기 바늘 또는 카테터 또는 이식된 포트 또는 다른 접근 디바이스가 환자의 맥관(vascular) 시스템과 유체 소통하도록 배치되고, 그에 따라 혈액이 혈액 인출 라인을 통해서 인출되고, 일차적인 챔버를 통해서 유동되며, 이어서 혈액 복귀 라인을 통해서 환자의 맥관 시스템으로 복귀된다. 기포 포획기(bubble trap)(8)와 같은 공기 분리기가 혈액 복귀 라인 내에 존재할 수 있을 것이고; 또한 제어 유닛(10)에 의해서 제어되는 안전 클램프(9)가 상기 기포 포획기(8) 하류에서 혈액 복귀 라인에 존재할 수 있을 것이다. 예를 들어 기포 포획기(8)와 연관된 또는 기포 포획기(8)와 클램프(9) 사이에서 라인(7)의 부분에 커플링된, 기포 센서(8a)가 존재할 수 있을 것이고: 만약 그러한 기포 센서가 존재한다면, 그러한 기포 센서는 제어 유닛(10)에 연결되고 그리고 하나 이상의 기포들이 검출되는 경우에 클램프(9)의 폐쇄를 유발하도록 제어 유닛에 대한 제어 유닛 신호들을 송신한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 혈액 라인들을 통한 혈액 유동이, 혈액 인출 라인(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같음) 또는 혈액 복귀 라인에 작용하는 혈액 펌프(11), 예를 들어 연동 혈액 펌프에 의해서 제어된다. 조작자는 사용자 인터페이스(12)를 통해서 혈액 유량에 대한 셋팅값(QBLOOD)을 입력할 수 있고, 그리고 제어 유닛(1)은, 처리 중에, 상기 셋팅된 혈액 유량을 기초로 혈액 펌프를 제어하도록 구성된다. 대안적으로, 혈액 펌프(11)가 사용자 입력을 필요로 하지 않고 자동적으로 제어될 수 있을 것이며; 그러한 경우에, 제어 유닛은 미리 고정된 유량로 또는, 예를 들어, 혈액 펌프 상류에서 검출된 압력과 같은 다른 매개변수들을 기초로 계산된 유량으로 혈액 펌프를 제어할 수 있을 것이고; 만약 혈액 펌프(11)가 혈액 펌프 상류에서 검출된 압력 신호를 기초로 제어된다면, 압력 센서(6b)가 혈액 펌프(11) 상류의 혈액 라인의 관부(6a) 내에 존재하게 되고: 예를 들어, 제어 유닛(10)은 압력 센서(6b)에 의해서 검출되는 압력을 미리 고정된 범위 내에서 또는 미리 고정된 문턱값 이하에서 유지하는 방식으로 혈액 펌프를 구동하도록 디자인될 수 있을 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 유출 유체 라인(13)이, 일단부에서, 이차적인 챔버(4)의 배출구에 그리고, 타단부에서, 상기 이차적인 챔버로부터 추출된 유체를 수집하는 유출 유체 컨테이너(14)에 연결된다. 도 1의 실시예는 또한 혈액 인출 라인에 연결된 전-희석 유체 라인(15)을 제시하고; 이러한 라인(15)은 전-희석 유체 라인의 일단부에 연결된 투입 유체 컨테이너(16)로부터 대체 유체를 공급한다. 예를 들어, 기포 포획기(8)와 소통하는, 혈액 복귀 라인에 투입 유체 컨테이너(26)를 연결하는 후-희석 유체 라인(25)이 또한 존재할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 장치(도 1에서와 같음)가 전-희석 유체 라인(15) 및 후-희석 투입 유체 라인(25) 모두를 포함할 때, 각각의 투입 유체 라인이 개별적인 투입 유체 컨테이너에 연결될 수 있거나 2개의 투입 유체 라인들이 동일한 투입 유체 컨테이너 또는 다른 유체 공급원으로부터 투입 유체를 수용할 수 있을 것이다. 유출 유체 펌프(17)가 상기 제어 유닛(10)의 제어 하에서 유출 유체 라인에 대해서 동작하여 유출 유체 라인에 걸친 유량(Qeff)를 조절한다. 또한, 투입 펌프(18)가 투입 라인(15)에 대해서 동작하여 전-희석 유체 라인(15)을 통한 유량(Qrep1)를 조절한다. 2개의 투입 유체 라인들(전-희석 및 후-희석)의 경우에, 각각의 유체 라인(15, 25)이 개별적인 투입 펌프(18, 27)와 협력하여 개별적인 라인들을 통한 유량(Qrep1 및 Qrep2)를 조절할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 도 1의 장치는, 일단부가 투석 유체 컨테이너(20)에 연결되고 타단부가 여과 유닛의 이차적인 챔버(4)의 유입구와 연결되는 투석 유체 라인(19)을 더 포함한다. 투석 펌프(21)는 제어 유닛(10)의 제어 하에서 투석 유체 라인(19) 상에 대해서 작업하여, 투석 액체 컨테이너로부터 이차적인 챔버로 유체를 유량(Qdial)으로 공급한다.
투석 유체 펌프(21), 투입 유체 펌프(18)(또는 펌프들(18, 27)) 및 유출 유체 펌프(17)는 개별적인 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 수단의 일부이고 그리고, 언급된 바와 같이, 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이 펌프들을 제어하는 제어 유닛(10)에 동작적으로 연결된다. 제어 유닛(10)은 또한 메모리(10a) 및, 조작자의 입력들을 수신하고 그리고 장치 출력들을 디스플레이하는 사용자 인터페이스(12), 예를 들어 그래픽 사용자 인터페이스에 연결된다. 예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스(12)가 사용자의 입력들을 입력하기 위한 터치 스크린, 디스플레이 스크린 및/또는 하드 키이들(hard keys) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있을 것이다.
도 2의 실시예는 대안적인 장치(1)를 도시하고, 여기에서 도 1의 실시예에 대해서 설명된 동일한 구성요소들이 또한 제시되어 있고 그리고 동일한 참조 번호들로 식별되어 있으며, 그에 따라 다시 설명하지는 않는다. 부가적으로, 도 2에 도시된 장치(1)는 일단부가 혈액 펌프(11)의 상류에 배치된 혈액 인출 라인(6)의 관부(6a)와 연결되고 그리고 타단부가 추가적인 투입 유체 컨테이너(23)와 연결되는 추가적인 투입 라인을 제시하고 있으며, 상기 추가적인 투입 유체 컨테이너(23)는 예를 들어 약물, 또는 시트르산염 용액과 같은 항응고제, 또는 영양제 용액 또는 기타를 포함할 수 있을 것이다. 여기에서, 이러한 추가적인 투입 라인은 전-혈액 펌프 투입 라인(22)으로서 지칭된다. 조절 수단은 펌프(24), 예를 들어 제어 유닛(10)에 의해서 제어되는 연동 펌프를 포함하고, 그러한 펌프는 전-혈액 펌프 투입 라인의 세그먼트에 작용하여 전-혈액 펌프 투입 레이트(Qpbp)를 조절한다.
도 2는 또한 도 1의 장치의 것과 유사한 후-희석 라인(25)을 제시하고: 상기 도 2의 투입 라인(25)은 기포 포획기(8)와 필터링 유닛(2)의 출구 사이의 위치에서 상기 혈액 복귀 라인(7)에 연결되며; 대안적으로 투입 라인이 기포 포획기(8)에 직접적으로 연결될 수 있을 것이다.
도 3의 장치는 도 1의 장치와 유사하나, 투입 유체 컨테이너(26) 및 펌프(27)를 갖춘 후-희석 라인(25) 또는 컨테이너(점선 참조) 및 펌프를 갖춘 전-희석 라인(15)만을 포함한다.
추가적인 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 도 2와 비교하여, (3방향 밸브 또는 클램프 메커니즘과 같은) 라인 스위치(101)가 투석 유체 라인(19)에 대해서 동작하고, 상기 라인 스위치는 투석 라인이 제 2 챔버(4)의 유입구에 또는 복귀 라인(7)에 선택적으로 커플링될 수 있게 하며: 상기 복귀 라인에 대한 커플링의 경우에, 투석 라인이 후-희석 라인으로서 작용할 것이다. 또한, 추가적인 라인 스위치(100)가 투입 라인(15)에 대해서 동작하고, 그러한 추가적인 라인 스위치는 투입 라인(15)이 혈액 인출 라인에 또는 혈액 복귀 라인에 선택적으로 커플링될 수 있게 한다. 추가적인 후-희석 라인(27)(도 4의 점선 참조)이 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있을 것이다.
물론, 전술한 혈액 처리 장치가 특징을 예시하는 것이고 그리고 발명의 범위를 벗어나지 않고도 추가적인 변경들이 실현될 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기 장치들이 또한 개별적인 라인을 통해서 혈액 라인들(6 및 7) 중 하나에 연결되는 주사기 펌프(S)를 포함할 수 있을 것이다. 도 1 및 3에서, 주사기 펌프(S)는, 혈액 펌프의 상류에서, 혈액 인출 라인(6)에 연결된다. 상기 주사기 펌프(S)는 약품들, 항응고제들, 또는 다른 유체들을 주입하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 비록 도시하지는 않았지만, 도 2 및 4에 도시된 회로들은 또한 혈액 인출 라인 또는 혈액 복귀 라인에 연결된 주사기를 포함할 수 있을 것이다.
(특히 연동 타입의) 하나 이상의 펌프들로서 조절 수단이 설명되었으나; 밸브들 또는 펌프들과 밸브들의 조합과 같은 다른 유동 조절 수단이 이용될 수 있다는 것을 배제하는 것은 아니다.
투여량 규정들
본원 명세서에서, 투여량은 유량 또는 유량들의 조합을 지칭한다.
예를 들어, 이하의 크기들 중 하나가 투여량으로 이용될 수 있을 것이다.
· 유출 투여량(Deff): 유출 라인(Qeff)에 걸친 유량,
· 대류 투여량(Dconv): 유량들의 합계(Qrep + Qpbp + Qpfr), 여기에서 Qpfr은 환자 유체 제거량을 나타내고, Qrep은 환자에 직접적으로 연결된 또는 혈액 펌프 하류의 혈액 회로에 연결된 투입 라인 또는 라인들(예를 들어, Qrep1 + Qrep2)을 통한 유량이고, 그리고 Qpbp은 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 유량이다.
· 확산 투여량(Qdial): 여과 유닛 이차적인 챔버로 공급되는 유체의 유량(Qdial).
· 요소 투여량(Durea): 추정된 요소 클리어런스; 제 1 개산된 표현식(approximated expression)은, 필터 요소 클리어런스가 유출 유량(Qeff)과 대략적으로 동일한 것으로 가정한다는 것을 주목하여야 하며; 추가적인 대안에서, 특히 큰 유량들 또는 작은 필터들(소아과(paediatric) 조건들)로 동작할 때, Qeff 보다 더 정확한 요소 클리어런스의 추정이 이하의 식들에 의해서 제공될 수 있을 것이다:
a) 순수한 확산 모드(대체 유체의 투입이 없고 그리고 환자 유체 제거량이 0이거나 실질적으로 0이다) 및 역류(counter-current) 유동 구성(여과 유닛(2)의 챔버들 내의 유체들이 역류적이다)의 경우에:
Figure 112014030112466-pct00005
여기에서: S(유효 표면적)는 사용중인 혈액투석기(여과 유닛(2)과 같음)에 의존하고; RT는, 관심의 대상이 되는 용매에, 이러한 경우에 요소에 그리고 사용 중인 혈액투석기에 의존하는, 총 물질 이송 저항(멤브레인 성질들, 필터 디자인)이고; 그리고 Qpwinlet 은 여과 유닛(2)의 유입구에서의 혈장 물(plasma water) 유량이다.
b) Qdial 및 유체의 하나 이상의 투입들 모두의 존재의 경우에:
Figure 112014030112466-pct00006
여기에서: S(유효 표면적)는 사용되는 혈액투석기에 의존하고; Qfill = Qpbp + Qrep + Qpfr(다시, Qpfr은 환자 유체 제거량을 나타내고, Qrep은 환자에 직접적으로 연결된 또는 혈액 펌프 하류의 혈액 회로에 연결된 투입 라인 또는 라인들을 통한 유량이고, 그리고 Qpbp은 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 유량이다); 그리고 Qpwinlet 은 여과 유닛(2)의 유입구에서의 혈장 물 유량이다.
· 클리어런스 투여량: 특정 용매들에 대해서, 제 1 개산된 표현식은, 필터 용매 클리어런스가 유출 유량(Qeff)와 대략적으로 동일한 것으로 가정하며; 대안적으로, 용매 클리어런스가 투석기/필터 관련된 매개변수들의 그리고 모든 유동 셋팅들의 함수로서 추정될 수 있을 것이고; 대안적으로, 적절한 센서들이 배치되어 전도도(conductivity) 또는 농도를 측정할 수 있고 그에 의해서, 예를 들어, EP 특허 n.0547025 또는 EP 특허 n.0658352 또는 EP 특허 n.0920887에 기술된 방법들 중 하나를 이용하여, 주어진 용매(예를 들어, 나트륨)에 대한 실제 클리어런스의 계산을 허용할 수 있다. 추가적인 대안에서, 요소 클리어런스에 대해서 설명한 바와 같은 상기 문단들 a) 및 b)의 식들이, 특정 용매를 고려하도록 구성된 RT 및 SC와 함께 이용될 수 있을 것이다.
이하의 설명 과정에서, 환자 신체 중량(BW) 또는 환자 표면적(PA)에 대해서 정규화(normalize)되지 않은 투여량들과 관련되는 상기 투여량 규정들을 참조할 것이다. 물론, 이하에서 설명되는 동일한 원리들 및 공식들이, 투여량 값을 신체 중량(BW) 또는 표면적(PA)으로 나누는 것에 의해서, 신체 중량 또는 환자 표면적에 대해서 정규화될 수 있을 것이다.
정규화된 투여량(Dose) = 투여량/BW
또는
NDose = Dose/PA x 1.73(1.73 m2 표면적 환자에 대해서 정규화될 때)
또한, 유체 대체 라인이, 첨부된 도면들의 라인들(15 및 22)과 같은 처리 유닛 상류에 존재할 때, 상기에서 규정된 투여량들이 전-희석 효과를 고려하도록 정정될 수 있다. 상기에서 규정된 투여량들의 각각은, 투여량 값에 희석 인자(Fdilution)를 곱하여 교정될 수 있을 것이다.
Dosecorr_xxx = Fdilution x Dose_xxx(xxx = eff, conv, dial, 등)
희석 인자(Fdilution)가 이하 중 하나에 따라서 규정될 수 있을 것이다.
혈액 희석 인자:
Figure 112014030112466-pct00007
혈장 희석 인자:
Figure 112014030112466-pct00008
혈장 물 희석 인자:
Figure 112014030112466-pct00009
여기에서 Qpre 는 전체 전-희석 투입 레이트이다(2개의 투입 라인들이, 라인들(15 및 22)과 같이, 처리 유닛의 상류에 존재하고, Qpre 는 PBP 투입(15) 및 전-교체 투입(22)을 조합한다)
QBLOOD: 혈액 유량
QPLASMA: 혈장 유량
Qpw: 혈장 물 유량
Hct: 적혈구 용적률(haematocrit)
Fp: 혈장 물 분율, 이는 전체 단백질 농도의 함수이다(전형적으로 값 Fp = 0.95)
실질적으로, 전-희석 효과에 대해서 교정된 유출 투여량이 다음과 같을 수 있을 것이다: Dosecorr_eff = Fdilution x Dose_eff.
제어 유닛
제어 유닛(10)이 여러 센서들에, 여러 라인들을 통한 유량을 조절하기 위한 수단에(상기 예들에서, 이는 라인들 및 스위치 밸브들에 대해서 작동하는 펌프들을 포함한다), 그리고 사용자 인터페이스에 연결된다. 제어 유닛(10)은 디지털 프로세서(CPU) 그리고, 메모리(10a), 아날로그 타입 회로, 또는 이들의 조합과 같은 필수적인 메모리(또는 메모리들)를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 설명의 과정에서, 제어 유닛이 특정 단계들을 실행하도록 "구성되는" 또는 "프로그래밍되는" 것이 기재되어 있으며: 이는 실용적으로, 제어 유닛을 구성 또는 프로그래밍하는 것을 허용하는 임의 수단에 의해서 달성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 CPUs를 포함하는 제어 유닛의 경우에, 프로그램이 지시어들을 포함하는 적절한 메모리 내에 저장될 수 있고, 상기 지시어들은, 제어 유닛에 의해서 실행될 때, 상기 제어 유닛으로 하여금 여기에서 설명된 단계들을 실행하게 할 수 있을 것이다. 대안적으로, 만약 제어 유닛이 아날로그 타입이라면, 제어 유닛의 회로망은, 사용중에 여기에 기재된 단계들을 실행하도록 구성된 회로망을 포함하도록 디자인될 수 있을 것이다.
도 1의 예에서, 제어 유닛(10)은 이하에서 설명된 바와 같은 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성된다. 이러한 과정은 규정된 투여량 값(Dset), 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)에 대해서 규정된 값, 그리고 혈액 유량(QBLOOD)에 대한 셋팅을 수신하는 것 포함한다(도 5의 단계(200) 참조).
제어 유닛(10)과 연관된 또는 제어 유닛(10)에 연결된 메모리(10a)가 유체 유량들(Qrep1, Qrep2 및 Qdial)과 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장한다. 상기 메모리 내에 저장된 수학적 관계식들이 이하와 같을 수 있을 것이다:
- 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유체 유량 + 환자 유체 제거량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)을 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식으로서; 상기 대류-확산 관계식은 제 1 비율 R1 = (Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)/(Qdial)로 실제로 규정될 수 있을 것이며,
- 상기 혈액 또는 혈장의 유량(QBLOOD 또는 QPLASMA) 및 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 혈액 인출 라인 내의 인퓨즈된 유체 유량(Qrep1)를 관련시키는 혈액 전-희석 관계식으로서; 상기 혈액 전-희석 관계식이 제 2 비율 R2 = QBLOOD/(Qrep1) 또는 R2 = QPLASMA/(Qrep1)로 규정될 수 있을 것이며,
- 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep1)를 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)와 관련시키는, 전-후 관계식으로서; 상기 전-후 관계식이 제 3 비율 R3 = (Qrep1)/(Qrep2)로 실제로 규정될 수 있을 것이다. 투여량(Dset)의 셋팅값 및 조작자에 의해서 입력된 유체 제거량(Qpfr)의 셋팅값을 사용자에 의해서 선택된 수학적 관계식들로 그리고 규정에 맞춰 라인 내에서 유체 균형을 유지하기 위해서 충족되어야 하는 이하의 유체 균형 식에 대입함으로서, 제어 유닛(10)은, 사용자로 하여금, 사용자 인터페이스(12)를 통해서, 예를 들어 상기 관계식들 중 2개의 관계식을 선택할 수 있게 하고(도 5의 단계(201)) 이어서 모든 유량들(Qrep1, Qrep2, Qdial, Qeff)에 대한 셋팅값들을 계산할 수 있게 하며(도 5의 단계(203)), 상기 유체 균형 식은 다음과 같다:
Qrep1 + Qrep + Qdial + Qpfr = Qeff (FBE)
주사기 펌프(도 1-4에 미도시됨)가 또한 혈액 인출 라인 내에 보조 유체를, 예를 들어 헤파린을 주입하기 위해서 존재하는 경우에, 상기 식은 주사기 유량을 고려하여 수정되어야 한다. 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 중 각각의 하나에 대한 미리 셋팅된 값들이 메모리 내에 미리-저장될 수 있다는 것 또는 제어 유닛이 조작자로 하여금 사용자 인터페이스(12)를 통해서 제 1, 제 2, 및 제 3 비율들(R1, R2, R3)의 각각의 비율에 대한 셋팅값을 입력할 수 있게 허용할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 이렇게 조작자가 입력하는 경우에, 제어 유닛은:
- 상기 제 1 유량에 대한 값의 선택을 위해서 사용자에게 프롬프팅하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에서 디스플레이하도록,
- 사용자가 선택하기 위한 수학적 관계식들의 선택을 허용하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이하도록,
- 수학적 관계식의 선택을 검출하고, 그리고 상응하는 비율에 대한 범위의 또는 셋팅값의 선택을 허용하는 표시를 디스플레이하도록, 구성될 수 있을 것이다.
하나의 대안에서, 도 1의 장치의 메모리(10a)가 복수의 최적화 기준들을 저장할 수 있을 것이고, 상기 제어 유닛(10)은, 상기 비율들(R1, R2, R3)에 대한 대안으로서 또는 상기 비율들과 조합하여, 상기 최적화 기준들을 이용하여 (Qrep1, Qrep2, Qdial, Qeff)에 대한 셋팅값들을 계산할 수 있을 것이다.
예를 들어, 메모리(10a) 내에 저장된 최적화 기준들이, 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26) 중에서 적어도 하나의 컨테이너의 비워지는 시간, 및/또는 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비워지는 시간과 실질적으로 동일하거나, 그 배수가 되거나, 그 비례하는(proportional) 것을 부여하는 제 1 최적화 기준을 포함할 수 있을 것이다(이하의 "컨테이너들 비움 또는 충전의 동기화"라는 부분 참조). 메모리(10a) 내에 저장된 제 2 최적화 기준은, 상기 유체 라인들을 통한 유체 소비가 최소화되는 것을 부여하는 제 2 최적화 기준을 포함한다. 상기 메모리(10a) 내에 저장된 제 3 최적화 기준은, 상기 여과 유닛(2)의 수명이 최대화되는 것을 부여할 수 있을 것이다. 상기 메모리(10a) 내에 저장된 제 4 최적화 기준이, 요소의 클리어런스 또는 주어진 용매의 다이알리산스(dialysnace)가 최대화되는 것을 부여할 수 있을 것이다.
실제적으로, 만약 최적화 기준이 메모리(10a) 내에 저장된다면, 제어 유닛(10)은, 예를 들어 사용자 인터페이스(12)를 통해서, 사용자가 충족을 원하는 기준들을 선택할 수 있게 허용하도록 구성될 수 있을 것이고, 그리고 전술한 유체 균형 식(FBE) 및 선택된 최적화 기준들을 기초로 Qrep1, Qrep2, Qdial, Qeff 에 대한 셋팅값들을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다.
대안적으로, 제어 유닛은, 사용자로 하여금 상기 기준들 중 하나 이상, 예를 들어 유체 소비 최대화를 그리고 수학적 관계식들 중 하나(예를 들어, 비율(R1)에 대한 값)를 선택할 수 있게 허용하도록 구성될 수 있을 것이다. 이어서, 제어 유닛은 전술한 유체 균형 식(FBE)을 고려한 상기 선택된 기준 및 수학적 관계식을 이용하여, Qrep1, Qrep2, Qdial, Qeff에 대한 셋팅값들을 계산할 수 있을 것이다.
만약 메모리(10a)가 복수의 수학적 관계식들 및 복수의 최적화 기준들을 저장한다면, 그리고 만약 사용자가 동시에 많은 수의 최적화 기준과 함께 많은 수의 관계식들을 선택한다면, 제어 유닛은 또한, 상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들이 양립가능한지 또는 충돌하는지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있을 것이다(도 5의 충돌 체크 단계(205) 참조). 상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들이 양립가능한 경우에, 셋팅 유량들이 선택된 수학적 관계식들 및 최적화 기준들 모두를 기초로 계산된다. 다른 한편으로, 선택된 기준들 및 선택된 수학적 관계식들이 충돌하는 경우에, 제어 유닛은 이하의 하위-단계들 중 하나 이상을 실행하도록 구성될 수 있을 것이고, 상기 하위-단계는 다음과 같다:
- 사용자에게 통지하는 하위-단계,
- 선택된 기준들 또는 수학적 관계식들에 대해서 우선순위를 배당하는 하위-단계로서; 상기 우선순위 랭킹이 미리 결정되거나 사용자 조정가능하며; 어떠한 경우에도, 제어 유닛은 우선순위가 부여된 기준들/수학적 관계식들로부터 유량들이 계산되자 마자 기준들 또는 수학적 관계식들을 무시하는, 하위-단계;
- 미리셋팅된 규칙들을 이용하여 충돌하는 기준들과 수학적 관계식들 사이의 절충안을 규정하는 하위-단계.
변형예에 따라서, "발명의 내용" 부분에서 이미 설명한 바와 같이, 제어 유닛은 여러 라인들을 통한 유량 셋팅값들을 초기에 계산하기 위해서 유량 셋업 과정을 이용할 수 있고 그리고 처리에서의 제 1 간격(interval) 동안 상기 계산된 셋팅값들을 이용하여 조절 수단을 제어한다. 이어서, 특정 시간 간격 후에 또는 사용자 입력의 검출시에, 제어 유닛은 배타적으로 하나 이상의 최적화 기준들을 기초로 여러 라인들을 통한 유량들에 대한 셋팅값들을 재계산할 수 있고 그리고, 상기 제 1 시간 기간에 후속하는 제 2 시간 기간 동안 새롭게 계산된 셋팅값들을 적용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 유량 셋업 과정이 유량들의 셋팅을 허용할 수 있을 것이고, 그에 따라 특정의 전달된 투여량이 얻어진다. 다른 한편으로, 만약 특정 지점에서 사용자가 백-비움 동기화를 우선하고자(privilege) 한다면, 사용자는, 제어 유닛이 유량들의 셋팅값들을 재계산하여 유체 백들의 비움을 가능하게 동기화할 수 있도록 제 1 최적화 기준들을 부여하도록 선택할 수 있을 것이다.
도 2의 예에서, 장치는 추가적인 라인(22) 및 셋팅될 필요가 있는 추가적인 유체 유량(Qpbp)를 가진다. 도 1과 관련하여 앞서서 설명된 이러한 특징들이 또한 도 2의 장치 내에 존재한다. 제어 유닛(10)은 규정된 투여량 값(Dset), 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)에 대해서 규정된 값, 그리고 혈액 유량(QBLOOD)에 대한 셋팅을 수신하는 것 포함한다(도 5의 단계(200) 참조). 이어서, 제어 유닛은 도 1의 실시예와 관련하여 설명한 단계들을 반복할 것이고, 이때 하나 초과의 수학적 관계식 또는 하나 초과의 최적화 기준이 선택될 필요가 있고 그리고 제어 유닛에 의해서 이용된다는 것이 상이한데, 이는 계산하기 위한 셋팅값들이 Qrep1, Qrep2, Qdial, Qeff 및 Qpbp 이기 때문이다.
이러한 경우에, 제어 유닛(10)과 연관된 또는 제어 유닛(10)에 연결된 메모리(10a)가 유체 유량들(Qrep1, Qrep2, Qdial, Qpbp 및 Qeff)을 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장한다는 것을 주목하여야 한다. 상기 메모리 내에 저장된 수학적 관계식들이 이하와 같을 수 있을 것이다:
- 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유체 유량 + 환자 유체 제거량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp + Qpfr)을 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식으로서; 상기 대류-확산 관계식은 제 1 비율 R1 = (Qrep1 + Qrep2 + Qpbp + Qpfr)/(Qdial)로 실제로 규정될 수 있을 것이며,
- 상기 혈액 또는 혈장의 유량(QBLOOD 또는 QPLASMA) 및 상기 전-희석 투입 유체 라인(15) 및 상기 전-혈액 펌프 투입 라인(22)을 통한 혈액 인출 라인 내의 인퓨즈된 유체 유량(Qrep1 + Qpbp)를 관련시키는 혈액 전-희석 관계식으로서; 상기 혈액 전-희석 관계식이 제 2 비율 R2 = QBLOOD/(Qrep1 + Qpbp) 또는 또는 R2 = QPLASMA/(Qrep1 + Qpbp)로 규정될 수 있을 것이며,
- 상기 전-희석 투입 유체 라인(15) 및 전-혈액 펌프 투입 라인(22)을 통한 유체 유량들(Qrep1 + Qpbp)을 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)와 관련시키는, 전-후 관계식으로서; 상기 전-후 관계식이 제 3 비율 R3 = (Qrep1 + Qpbp)/(Qrep2)로 실제로 규정될 수 있을 것이다.
도 3의 예에서, 장치는 도 1의 장치 보다 적은 하나의 라인(라인 15 또는 25)을 가진다. 도 1과 관련하여 앞서서 설명된 이러한 특징들이 또한 도 3의 장치 내에 존재한다. 제어 유닛(10)은 규정된 투여량 값(Dset), 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)에 대해서 규정된 값, 그리고 혈액 유량(QBLOOD)에 대한 셋팅을 수신하는 것 포함한다(도 5의 단계(200) 참조). 이어서, 제어 유닛은 도 1의 실시예와 관련하여 설명한 단계들을 반복할 것이고, 이때 하나 적은 수학적 관계식 또는 하나 적은 최적화 기준이 선택될 필요가 있고 그리고 제어 유닛(10)에 의해서 이용된다는 것이 상이한데, 이는 계산하기 위한 셋팅값들이 Qrep, Qdial, 및 Qeff 이기 때문이다. 이러한 경우에, 제어 유닛(10)과 연관된 또는 제어 유닛(10)에 연결된 메모리(10a)가 유체 유량들(Qrep 및 Qdial)을 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장한다. 상기 메모리 내에 저장된 수학적 관계식들이, 상기 투입 유체 라인들을 통한 유체 유량(Qrep) + 환자 유체 제거량(Qpfr)을 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식을 포함할 수 있을 것이며; 상기 대류-확산 관계식은 제 1 비율 R1 = (Qrep + Qpfr)/(Qdial)로 실제로 규정될 수 있을 것이다.
도 4의 예에서, 도 1의 장치에 비교할 때, 추가적인 라인(22)이 존재하고 그에 따라 추가적인 유체 유량(Qpbp)가 셋팅될 필요가 있다. 도 1과 관련하여 앞서서 설명된 이러한 특징들이 또한 도 4의 장치 내에 존재한다. 제어 유닛(10)은 규정된 투여량 값(Dset), 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)에 대해서 규정된 값, 그리고 혈액 유량(QBLOOD)에 대한 셋팅을 수신하는 것 포함한다(도 5의 단계(200) 참조). 이어서, 제어 유닛은 도 1의 실시예와 관련하여 설명한 단계들을 반복할 것이고, 이때 하나 초과의 수학적 관계식 또는 하나 초과의 최적화 기준이 선택될 필요가 있고 그리고 제어 유닛에 의해서 이용된다는 것이 상이한데, 이는 계산하기 위한 셋팅값들이 Qrep1, Qrep2, Qdial, Qeff 및 Qpbp 이기 때문이다. 이러한 경우에, 제어 유닛(10)과 연관된 또는 제어 유닛(10)에 연결된 메모리(10a)가 유체 유량들(Qrep1, Qrep2, Qpbp 및 Qdial)을 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장한다는 것을 주목하여야 한다. 상기 메모리 내에 저장된 수학적 관계식들이 이하와 같을 수 있을 것이다:
- 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유체 유량 + 환자 유체 제거량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp + Qpfr)을 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식으로서; 상기 대류-확산 관계식은 제 1 비율 R1 = (Qrep1 + Qrep2 + Qpbp + Qpfr)/(Qdial)로 실제로 규정될 수 있을 것이며,
- 상기 혈액 또는 혈장의 유량(QBLOOD 또는 QPLASMA) 및 상기 전-희석 투입 유체 라인(15) 및 상기 전-혈액 펌프 투입 라인(22)을 통한 혈액 인출 라인 내의 인퓨즈된 유체 유량(Qrep1)를 관련시키는 혈액 전-희석 관계식으로서; 상기 혈액 전-희석 관계식이 제 2 비율 R2 = QBLOOD/(Qrep1 + Qpbp) 또는 또는 R2 = QPLASMA/(Qrep1 + Qpbp)로 규정될 수 있을 것이며,
- 상기 전-희석 투입 유체 라인(15) 및 전-혈액 펌프 투입 라인(22)을 통한 유체 유량들(Qrep1 + Qpbp)을 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)와 관련시키는, 전-후 관계식으로서; 상기 전-후 관계식이 제 3 비율 R3 = (Qrep1 + Qpbp)/(Qrep2)로 실제로 규정될 수 있을 것이다.
최적화 기준: 컨테이너들의 비움 및/또는 충전 시간의 동기화
다시 도 1-4의 회로들을 참조하면, 제어 유닛은 셋팅 유량들의 계산을 위한 최적화 기준들을 저장하고 이용할 수 있을 것이고: 전술한 바와 같이, 상기 최적화 기준들은 수학적 관계식들과 조합되어, 예를 들어 비율들(R1, R2, R3)의 이용과 조합되어 이용될 수 있을 것이다. 도 1의 예에서, 제어 유닛(10)은, 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26)의 비움 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 그에 비례하거나, 그 배수가 되는 것을 부여함으로써, 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1)의, 후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2)의, 그리고 투석 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial)의 셋팅값들을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다. 도 2의 예에서, 제어 유닛(10)은, 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 21, 26)의 비움 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 그 배수가 되거나, 그에 비례하는 것을 부여함으로써, 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1)의, 후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2)의, 투석 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial)의, 그리고 라인(22)을 통한 Qpbp 의 셋팅값들을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다. 도 3의 예에서, 제어 유닛(10)은, 신선한 유체의 컨테이너들(20, 26) 중 하나의 비움 시간이 신선한 유체 컨테이너들(26, 20) 중 다른 컨테이너의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 그 배수가 되거나, 그에 비례하는 것을 부여함으로써, 후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2)의, 투석 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial)의 셋팅값들을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다. 마지막으로, 도 4의 예에서, 제어 유닛(10)은, 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 23)의 비움 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 그 배수가 되거나, 그에 비례하는 것을 부여함으로써, 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1)의, 투석 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial)의, 그리고 라인(22)을 통한 Qpbp 의 셋팅값들을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다. 다시 말해서, 제어 유닛은, 예를 들어 컨테이너들(예를 들어, 백들)의 비움 시간을 동기화시키기 위해서 또는 각각의 컨테이너의 비움 시간이 기준 비움 시간의 배수가 되게 하여 백/컨테이너 교체 시간을 최소화시키기 위해서 또는 적어도 감소시키기 위해서, 신선한 유체의 여러 라인들을 통한 셋팅 유량들을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다. 상기 동기화 기준과 조합될 수 있는 추가적인 양태에서, 상기 제어 유닛은 또한, 폐기물 컨테이너(14)의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비움 시간과 실질적으로 동일하거나, 그에 비례하거나, 또는 그 배수가 되는 것을 부여함으로써, 유출 유체 라인(13)을 통한 유체 유량(Qeff)의 셋팅값을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다.
제 1 해결책에 따라서, 도 6의 흐름도를 참조하면, 제어 유닛(10)은 처리 중에 환자에게 전달하고자 하는 처리 투여량(Dset)에 대한 셋팅값을 조작자가 선택할 수 있게 허용하도록 구성된다(단계(300)).
대안적으로, 상기 투여량의 셋팅값이 제어 유닛에 연결된 메모리 내에 미리-저장될 수 있고 또는 외부 채널을 통해서 수신될 수 있을 것이다. 이러한 셋팅값은 예를 들어, 유출 라인을 통한 유량의 규정된 평균 값인 유출물 투여 유량(Deff_set), 또는 임의의 투입 유체 라인을 통한 유량들(Qrep1, Qpbp, Qrep2)의 합계와 환자 유체 제거량(Qpfr)의 합계의 규정된 평균 값인 대류 투여량 유량(Dconv_set), 또는 투석 유체 라인을 통한 유량(Qdial)의 규정된 평균 값인 확산 투여량 유량(Ddial_set)일 수 있을 것이다. 제어 유닛은 또한 저울들의 판독값들을 수신하고 그에 따라 각각의 컨테이너의 초기 중량들의 값들(Wi)을 알 수 있다(단계(301)). 이러한 제 1 해결책의 이하의 설명에서, 컨테이너들의 각각의 부피들(Vi)이 중량들에 대한 대안으로서 이용될 수 있을 것임을 주목하여야 할 것이다. 이어서, 셋팅값(Qiset), 즉 각각의 유체 라인에서 셋팅하고자 하는 유량이 계산된다(단계(302)). 입력된 또는 수신된 셋팅값(Dset)에 따라서, 제어 유닛은 이하의 여러 방식들로 기준 시간 값(Tr)을 계산하도록 구성되며, 상기 방식들은:
- 만약 Ddial_set 가 셋팅된다면, Tr 이, 동일한 컨테이너로 유도되는 라인의 투여량 유량(Ddial_set)로 신선한 투석물(dialysate) 컨테이너(20)의 초기 중량(Wi)을 나눔으로써 계산되고, 또는
- 만약 Dconv_set 가 셋팅된다면, Tr 이, 동일한 컨테이너들로 유도되는 라인의 투여량 유량(Dconv_set)로 교체 유체 컨테이너들(컨테이너들(16, 23, 26) 사이에 존재하는 회로 구조에 의존한다)의 초기 중량(Wi)을 나눔으로써 계산되고, 또는
- 만약 Deff_set 가 셋팅된다면, Tr 이, 유출 투여량 유량(Deff_set)로 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 컨테이너들(컨테이너들(16, 20, 23, 26) 사이에 존재하는 회로 구조에 의존한다)의 초기 중량들의 합계를 나눔으로써 계산된다.
일단 기준 시간(Tr)이 계산되면(단계(303)), 제어 유닛은 개별적인 컨테이너의 중량(Wi)을 기준 시간(Tr)의 값으로 나눔으로써 신선한 유체 라인들의 각각의 라인 내의 유체 유량을 결정하도록 구성된다. 간결함을 위해서, 상기 단계들(303 및 304)과 관련하여 전술한 내용을 사용되는 모든 백들/컨테이너들을 동시에 비우는 것으로 제한하였다(또한, 도 7a 및 7b 참조). 대부분의 경우들에서, 이는, 모든 유체 백들이 대략적으로 동일한 초기 중량을 가지는 것을 간주할 때, 모든 펌프들이 동일한 유량로 작동되는 결과를 초래한다.
시스템에 대해서 보다 큰 탄력성을 제공하기 위해서, 주어진 백의 비움 시간이 하나 이상의 백들의 비움 시간의 배수가 될 수 있는 방식으로, 펌프/백 마다의 가중 인자를 가정할 수 있을 것이다. 도 8a 및 8b는, 백들 중 하나의 비움에 필요한 시간이 다른 2개의 백들에 대해서 필요한 시간의 2배인 제 2 해결책을 도시한다. 따라서, 일반적으로 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, Tr 에 대한 값을 계산할 때, 가중 계수(ci)를 곱하는 것을 개별적인 컨테이너의 각각의 중량(Wi)에 대해서 연관시킬 수 있을 것이다. 이러한 제 2 해결책에서, 각각의 컨테이너의 부피들(Vi)이 중량들에 대한 대안으로서 이용될 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다. 또한, ci 가 정수이고: 모든 ci 값들이 1과 같아지도록 부여될 때, 모든 컨테이너들이 동시에 비워지는 한편, 만약, 예를 들어, 도 8a에서와 같이, ci 값들 중 하나가 2와 같아지도록 부여되고 그리고 다른 하나가 1과 같아지도록 부여된다면, 2개의 백들이 다른 백 보다 2배 더 빨리 비워진다. 일반적으로, 여러 백들의 비움 시간들에 있어서 하나의 백이 백들 중 나머지 하나의 배수가 되도록 함으로써, ci (통상적으로, 1, 2, 3, 또는 4 또는 5와 같다)가 제어를 맞춰 조정하기(customize) 위해서 이용될 수 있을 것이다. 이러한 경우에, Tr 이 다음과 같이 계산될 수 있을 것이다:
Figure 112014030112466-pct00010
이어서, Qiset 즉, 각각의 유체 라인에서 셋팅하고자 하는 유량이 연산되고, 이때 이하와 같이 각각의 계수(ci)의 값이 취해진다:
Figure 112014030112466-pct00011
Qiset 값들이 일단 계산되면, 상기 단계들의 시퀀스 중의 하나 또는 다른 하나에 이어서, 상기 값들이 메모리 내에 저장되고(단계(305)) 이어서 특정 실시예들을 참조하여 이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이 펌프 속도들을 제어하도록 적용된다(단계(307)). 선택적인 양태에 따라서, Qiset 의 계산된 값들을 펌프들을 제어하기 위해서 실제로 적용하기에 앞서서, 제어 유닛이 사용자 인터페이스(12)로 신호를 발송하여 사용자로부터의 확인을 요청할 수 있을 것이다(306).
도 9의 흐름도에 도시된, 제 3의 대안적인 해결책에 따라서, 라인들 중의 각각의 라인을 통한 유량들에 대한 많은 수의 제시된 값들(Qi)이 이용될 수 있는 상황에서 작업하도록 제어 유닛(10)이 구성될 수 있을 것이다. 이는, 처리의 시작 전에 또는 처리 중의 특정 순간에 발생될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제시된 Qi 값들이 사용자에 의해서 셋팅된 값들일 수 있고(단계(400)), 또는 유체 백들의 비움의 동기화 이외의 목표들을 달성하기 위해서 제어 유닛에 의해서 계산된 값들일 수 있을 것이다. 처리 중에 환자에게 전달하기 위한 처리 투여량(Dset)의 셋팅값이, 유량들(Qi)을 기초로 제어 유닛에 의해서 계산되거나 또는 사용자에 의해서 셋팅될 수 있을 것이고 그리고 제어 유닛으로 통신될 수 있을 것이다(단계(401)). 대안적으로, 투여량의 셋팅값이 제어 유닛에 연결된 메모리 내에 미리-저장되거나 외부 채널을 통해서 수신될 수 있을 것이다. 혈액 펌프 유량이 사용자에 의해서 셋팅될 수 있거나(단계(400)) 제어 유닛에 의해서 계산될 수 있을 것이다(이하의 "혈액 펌프 셋팅" 부분 참조). 제어 유닛은 또한 저울들의 판독값들을 수신하고 그에 따라 각각의 컨테이너의 초기 중량들의 값들(Wi)을 알 수 있다(단계(402)). 이러한 제 3 해결책의 이하의 설명에서, 컨테이너들의 각각의 부피들(Vi)이 중량들에 대한 대안으로서 이용될 수 있을 것임을 주목하여야 할 것이다. 이어서, 셋팅값(Qiset), 즉 각각의 유체 라인에서 셋팅하고자 하는 유량이, 이하의 식을 이용하여 각각의 개별적인 컨테이너에 대한 개별적인 가중 계수(ci)를 곱한 기준 시간(Tr)으로 개별적인 컨테이너의 중량(Wi)을 나누는 제어 유닛에 의해서 계산될 수 있을 것이며(단계(403)); 상기 식은 다음과 같다:
Qiset =(Wi/Ci)/Tr, 여기에서
Figure 112014030112466-pct00012
순서대로, 각각의 컨테이너에 대한 ci 가, 투여량 또는 유량들의 제시된 값들(Qi)의 합계를 개별적인 값(Qi)으로 나누는 것에 의해서 얻어진 중간 인자(bi)의 함수로서 계산될 수 있을 것이다(단계(404) 참조). 도 9의 예에서, 각각의 개별적인 컨테이너에 대한 가중 계수(ci)가 Ci = Round[bi/min(b1...bn)]의 공식을 이용하여 계산되고, 여기에서, "min(b1...bn)"은 bi 인자들 중의 최소치를 선택하는 함수이고, 그리고 "Round"는 bi/min(b1...bn)의 결과에 가장 근접한 자연수를 결정하는 함수이다.
Qiset 값들이 일단 계산되면, 상기 값들이 메모리 내에 저장되고(단계(406)) 이어서 특정 실시예들을 참조하여 이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이 펌프 속도들을 제어하도록 적용된다(단계(408)). 선택적인 양태에 따라서, Qiset 의 계산된 값들을 펌프들을 제어하기 위해서 실제로 적용하기에 앞서서, 제어 유닛이 사용자 인터페이스(12)로 신호를 발송하여 사용자로부터의 확인을 요청할 수 있을 것이다(407).
전술한 3가지 대안적인 해결책들에 대해서 적용될 수 있는 추가적인 변형예로서, 기준 시간(Tr)의 계산이 다음과 같이 이루어질 수 있을 것이다: 제어 유닛이 처리 시간(T)의 입력을 허용하도록, 그리고 처리 시간(T)으로서 또는 처리 시간(T)의 약수로서 기준 시간(Tr)을 계산하도록 구성된다. 여기에서 설명한 바와 같이, 일단 Tr 이 계산되면, 각각의 유량이 Qiset = Wi/Ti 또는 Qiset = Wi/(Tr·ci)로서 셋팅될 수 있을 것이고, 여기에서 ci 는 1 내지 5의 정수이다. Tr 의 계산을 위한 다른 변형예에서, 제어 유닛은 혈액 처리 장치 내에 존재하는 라인들 중 하나를 통한 하나의 유체 유량에 대해서 조작자가 셋팅한 하나의 셋팅값을 수신하도록 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 조작자는 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1), 후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2), 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(21)을 통한 유체 유량(Qpbp), 투석 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial)를 셋팅할 수 있을 것이다. 그러한 셋팅은 사용자 인터페이스를 통해서 또는 임의의 다른 입력을 통해서 이루어질 수 있을 것이다. 특정 유체 라인에 대한 유량의 입력이 셋팅되면, 제어 유닛은, 유체 유량이 셋팅된 유체 라인에 관련된 컨테이너를 식별하도록 그리고 개별적인 초기 중량을 검출하도록 구성된다. 이어서, 제어 유닛은, 식별된 컨테이너의 초기 중량(Wi)을 조작자에 의해서 셋팅된 유체 유량의 셋팅값으로서 나눔으로써 기준 시간(Tr)을 계산할 수 있을 것이다. Tr 이 일단 계산되면, 각각의 유량이 Wi/Ti 또는 Qiset = Wi/(Tr·ci)로서 셋팅될 수 있을 것이고, 여기에서 ci 는 1 내지 5의 정수이다.
제 4의 해결책에 따라서, 제어 유닛은 셋팅 유량들에 대한 제시된 값들(예를 들어, 전술한 바와 같이, 사용자에 의해서 초기에 셋팅되거나 하나 이상의 수학적 관계식들을 이용하여 계산된다)의 이용을 컨테이너들의 비움의 적어도 특정 정도의 동기화와 조합할 수 있는 동기화 알고리즘을 실행하도록 구성될 수 있으며; 다시 말해서, 상기 알고리즘의 목적은 일부 초기 셋팅들(수작업적인 또는 연산된 셋팅들일 수 있다)의 '이웃(neighborhood)'에서 유량들을 유지하면서 사용자 개입들의 수를 최소화하기 위한 것이다. 실제로, 이러한 알고리즘은, 초기에 셋팅된 또는 계산된 유량들을 실질적으로 변화시키지 않고도, 예를 들어 24 시간의 특정 시간 기간에 걸친 컨테이너/백 변경의 수를 가능한 한 감소시키기 위해서 초기에 셋팅된 또는 계산된 유량들을, 특정의 셋팅 백분율에 따라서, 변경하도록 디자인된다.
그러한 알고리즘의 시작 지점(도 13 참조)은 이하에 대한 인지가 된다:
- (사용자 셋팅들로부터 또는 이전의 연산 단계들로부터-단계(500)) 제시된 유량들(Qi)의 전체 셋팅;
- 각각의 컨테이너의 초기 중량 또는 부피를 제공하는 백/컨테이너 중량 또는 부피 데이터(Wi 또는 Vi)의 전체 셋팅.
또한, 혈액 펌프의 혈액 유량 셋팅이 입력될 수 있거나 제어 유닛에 의해서 계산될 수 있으며, 이는 단계(500)를 참조할 수 있다. 단계(503)에서, 허용된 조정 매개변수('A')는, 백 동기화를 최적화하기 위해서 그리고 사용자 간섭의 수를 감소시키기 위해서, 백/컨테이너 변경 기간들에서 허용된 최대의 상대적인 변경으로서 규정된다(단계(503A)). 알고리즘은 또한, 컨테이너들의 쌍들의 변경 기간들(하나의 컨테이너 변경과 동일한 컨테이너의 다음 변경 사이의 시간) 사이의 비율들로서 알고리즘 내에서 규정되는 매개변수들인 '이익 비율들'(R0k)을 고려한다. 상기 이익 비율들은 개별적인 컨테이너들 및 라인들의 각각의 쌍에 대해서 규정된다. K는 1 내지 M에서 변화될 수 있는 정수이고, 상기 M은 제어 유닛 메모리 내에 미리-저장될 수 있고 또는 제어 유닛이 사용자 입력으로부터 수신하도록 구성될 수 있을 것이다. 알고리즘은, '1 대 4' 비율을 가질 때보다, 2개의 라인들 사이에 '1 대 1' 컨테이너 동기화 비율을 식별할 때, 보다 많은 간섭들(컨테이너 변경들)이 절감된다는 것을 고려한다(이는, '1 대 1'의 경우에, 2개의 라인들의 컨테이너들이 동시에 변경되기 때문이다).
다음에 표 1은 백 1 및 백 2로서 표시된 컨테이너들의 쌍과 관련하여 '오더(order) 5'까지의 모든 동기화 비율들을 고려할 때 최적의 이익 비율들의 리스트를 제공한다. 처음의(first) 8 R0k 값들은 구체적인 설명의 마지막 부분에서 설명된 일부 예들에서 이용된다.
Figure 112014030112466-pct00013
'효율'에 의해서 랭크화된 기간 이익 비율들
상기 표에서, 예를 들어 제 3의 보다 관심이 가는 비율(k=3에 상응한다)을 참조하면, k=3 이 백1-백2 = 1 내지 3과 일치된다는 것을 확인할 수 있을 것이고, 이는 백 1이 한차례 변경되는 동아니 백2가 3차례 변경된다는 것을 의미한다. 이는, 백 2에 대한 변경 백 기간 보다 3.0배 더 긴 백 1의 변경 백 기간에 상응하며; 그에 따라, 동기화가 전혀 존재하지 않는 상황에 대비하여, 4번 중에 한 번의 사용자 개입이 절감된다. 사실상 k=3일 때, 백2의 2번의 단일의 백 변경들 + 백1 및 2의 1번의 동시적인 백 변경의 총 3번의 개입들이 존재할 수 있는 반면, 동기화가 없는 경우에, 백2의 3번의 단일의 백 변경들 + 백2의 1번의 단일의 백 변경의 총 4번의 개입들이 존재할 수 있을 것이다. K가 증가함에 따라, 동기화의 정도가 낮아지고(go down), 결과적으로 절감되는 백 또는 컨테이너 변경들의 수가 낮아진다.
이제, 개별적인 N개의 백들 또는 컨테이너들로 유도되는 N 개의 라인들을 가지는 처리 장치의 일반적인 경우를 참조하면, 제어 유닛은, A의 값이 선택된 또는 미리 규정된(단계(503), 도 13 참조) 후에, 이하의 단계들을 실행하도록 구성될 수 있을 것이다:
단계(504): Ti 컨테이너 변경 기간을 계산하고(Ti = Vi/Qi) 그리고 계산된 컨테이너 변경 기간에 따라 각각의 회로를 랭크화하는 단계로서, 여기에서 i = 1 내지 N(Ti는 i와 함께 증가한다)인, 랭크화 하는 단계,
단계(505): 모든 기간 비율들 Rij = Ti/Tj(이때 i>j)를 연산하는 단계
단계(506): 각각의 기간 비율(Rij)을 이익 비율(R0k)의 미리 셋팅된 리스트에 비교하는 단계(k = 1 내지 M 이다),
단계(507): 자유도의 수(NF)를 연산하는 단계로서; 이러한 수(number)가 제약들(추가적으로, 이하 참조)의 수 보다 적은 라인들의 수의 합계에 의해서 주어지는, 연산 단계,
단계(508): (1-A)·R0k < Rij < (1+A)·R0k 를 입증하는 k 값이 존재하는 각각의 비율(Rij)에 대해서, 매일의 절감된 컨테이너 변경들의 수를 연산하는 단계,
단계(509): 절감된 컨테이너 변경들의 최대 수를 제공하는 NF 비율들(Rij)을 선택하는 단계로서; '최적의' Rij 의 선택은 NF+1 변수들 사이의 NF 독립적 관계식들의 규정을 보장하여야 하는('NF +1'번째 관계식:
Figure 112014030112466-pct00014
), NF 비율들(Rij)을 선택하는 단계,
단계(510):
Figure 112014030112466-pct00015
를 변화시키지 않고 유지하면서, 최적화된 유량들을 연산하기 위해서 이러한 비율들을 적용하고, 그리고 선택적으로 계산된 Qiset 을 저장하는 단계,
단계(511): 계산된 Qiset 의 사용자에 의한 확인을 선택적으로 요청하는 단계,
단계(512): 개별적인 펌프들의 각각을 제어하기 위해서 계산된 값들(Qiset)을 적용하는 단계.
전술한 자유도(NF)와 관련하여(상기 단계(507)), 이하의 내용을 주목하여야 한다. N 라인들(예를 들어, 많은 수의 투입 라인들, 투석물 라인, 주사기로 유도되는 라인 및 유출 라인)을 가지는 장치에서, 유출 라인 유량이
Figure 112014030112466-pct00016
조건을 입증할 수 있을 것이고; 또한 주사기 라인이 고정된 유량을 가질 수 있을 것이고; N-2의 다른 라인들이 고정된 부피를 가지는 개별적인 컨테이너들로 유도되는 투입 또는 투석물 라인들이다. 양(both) 유출 및 주사기 백/컨테이너 부피들이 고정되는 경우에, 연관된 백 변경 기간들이 또한 고정되고 그리고 다른 라인들에 대한 N-2 백 변경 기간들에 대해서는 여전히 규정된다. 이러한 N-2 기간들/유량들이 관계식
Figure 112014030112466-pct00017
에 의해서 이미 링크되었기 때문에, NF = N-3 관계식들만이 모든 유량들을 규정하기 위해서 고려될 수 있을 것이다. 유출 및 주사기 백/컨테이너 부피들 모두가 자유로운(free) 시나리오에서, 자유도의 수가 NF = N-1 이 되는데, 이는 유출 백 부피(Veff) 및 주사기 부피(Vsyr)가 시스템 내의 2개의 부가적인 변수들이기 때문이다.
양태에 따라서, 절감된 백 변경들의 가장 큰 수를 제공하는 NF 비율(Rij)의 선택(상기 단계(509))은 또한 '자유도' 문제를 고려한다. '최고' Rij 의 선택은 NF + 1 변수들 사이의 NF 독립적 관계식들의 규정을 보장하여야 한다('NF + 1'번째 관계식이
Figure 112014030112466-pct00018
이다).
전술한 단계들의 시퀀스들 중 어느 하나가 Qiset 의 결정을 위해서 사용되었는지와 관계없이, (예를 들어, 하나 이상의 수학적 관계식들 및/또는 하나 이상의 최적화 기준을 이용하여) 이러한 셋팅값들(Qiset)이 계산되면, 제어 유닛(10)은 계산된 셋팅값들을 디스플레이하도록 구성될 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 제어 유닛은 또한, 예를 들어 사용자 인터페이스(12)에 대한 작용을 통해서, 사용자에 의해서 입력될 수 있는 확인을 요청하거나, 대기하도록 구성될 수 있을 것이다. 제어 유닛(10)은, 자동적으로(즉, 조작자 측의 어떠한 작용도 필요로 하지 않는다), 또는 적절한 확인이 입력되고 제어 유닛이 확인 신호를 수신한 후에, 계산된 셋팅값들을 기초로 유량을 조절하기 위한 수단을 제어하도록 디자인된다.
제어 유닛은 또한 동일한 제어 유닛에 연결된 메모리(10a) 내에서 신선한 유체의 각각의 컨테이너 내에 수용될 수 있는 유체의 최대 부피를 저장하도록 구성될 수 있을 것이다. 제어기 유닛은 또한 동일한 제어 유닛에 연결된 메모리 내에 상기 폐기물 컨테이너 내에 수용될 수 있는 유체의 최대 부피를 저장하도록 구성될 수 있을 것이다. 각각의 컨테이너가 제공할 수 있는 부피가, 각각의 개별적인 컨테이너에 연관되고 그리고 제어 유닛에 연결되는 센서에 의해서 검출될 수 있거나, 제어 유닛에 연결된 사용자 인터페이스를 통해서 각각의 개별적인 컨테이너에 대해서 조작자가 입력할 수 있거나, 각각의 개별적인 컨테이너 상의 식별 코드(바코드와 같은 표지들, RFID 또는 다른 식별 수단들이 컨테이너에 대해서 연관될 수 있을 것이다)를 개별적인 부피에 대해서 연관시키는 제어 유닛에 의해서 결정될 수 있거나, 상기 부피가 상기 메모리 내에 미리-저장될 수 있을 것이다.
각각의 컨테이너 내에서 제공될 수 있는 유체의 부피를 아는 것으로 인해서, 하나의 신선한 유체 컨테이너의(즉, 투입 유체 컨테이너들(16, 23, 26)들 중 하나 및 투석 유체 컨테이너(20) 내의) 최소량에 도달하여, "빈 컨테이너" 문턱값에 상응하였을 때, 경고 신호를 생성하도록 및/또는 처리를 중단하도록 제어 유닛이 구성될 수 있을 것이다. 이러한 상황에서, 사용자는, (도 7a, 7b에 도시된 바와 같이, 사용자가 동시적인 비움 기준들을 선택하였고 그리고 비움이 모든 백들/컨테이너들에 대해서 동시적인 경우) 모든 신선한 유체 컨테이너들을 교체하여야 한다는 것, 또는 (도 8a, 8b에 도시된 바와 같이, 사용자가 동시적인 비움 기준들을 선택하였고 그리고 백들 또는 컨테이너들의 비움이 미리 고정된 간격들로 둘 이상의 컨테이너들에 대해서 동시적으로 발행되는 경우) 알고 있는 수의 신선한 유체 컨테이너들을 교체하여야 한다는 것을 알 수 있다. 제어 유닛은 또한 유출 유체 컨테이너 내에서 유체의 최대량에 도달하였을 때("만충 컨테이너" 문턱값에 상응한다), 경고 신호를 생성하도록 및/또는 처리를 중단하도록 또한 구성될 수 있을 것이다. 처리 중단은, 적어도 제어 유닛이 신선한 그리고 소비된 유체를 전달하는 펌프들(즉, 도 2 및 4의 실시예들에서 펌프들(18, 21, 24, 27, 17); 도 1의 실시예에서 펌프들(18, 21, 27, 17); 도 3의 실시예에서 펌프들(21, 27, 17 또는 21, 18, 17) 및 선택적으로 또한 혈액 펌프(11)를 중단시키도록 제어 유닛이 구성되는 조건을 의미한다.
도 1-4의 실시예들에서, 개별적인 저울(또는 다른 힘 센서)이 실제 중량을, 그에 따라 각각의 컨테이너의 유체의 현재 부피를 실시간으로 검출하기 위해서 각각의 컨테이너의 지지부와 연관된다. 이러한 방식에서, 저울들에 연결된 제어 유닛은, 각각의 개별적인 컨테이너 내의 유체의 부피가 전술한 바와 같은 개별적인 문턱값들(비워짐 또는 만충)에 접근하거나 지날 때를 결정할 수 있을 것이다. 물론, 컨테이너들의 구조 및/또는 상황들에 따라서 대안적인 센서들(예를 들어, 준위 센서들)이 이용될 수 있을 것이다.
혈액 펌프 셋팅
전술한 설명 내용에서, 사용자에 의해서 입력된 혈액 유량(QBLOOD)의 셋팅값을 이용하여 제어 유닛(10)에 의해서 혈액 펌프가 제어될 수 있다는 것(도 5의 단계(200))을 기술하였다. 보다 일반적으로, 제어 유닛(10)은 혈액 인출 라인 또는 혈액 복귀 라인을 통한 혈액 유동(QBLOOD)에 대한 셋팅값의 조작자에 의한 입력을 허용할 수 있을 것이고, 또는 셋팅하고자 하는 혈액 유동에 대한 셋팅값을 계산하도록 구성될 수 있을 것이다. 셋팅값을 계산하는 경우에, 셋팅 혈액 유동에 대한 계산된 값이 유체 라인들 중 하나 내에서 결정된 유량의 값을 기초로 계산될 수 있을 것이고: 예를 들어 혈액 유량이 전-혈액 펌프 투입 라인ㅇ르 통한 유량의 계산된 값에 비례하도록 계산될 수 있을 것이다(또는 반대로, 전-혈액 펌프 투입 라인 유량이 QBLOOD 에 비례하도록 계산될 수 있을 것이다). 대안적으로, 혈액 유량이, 예를 들어 비제한적인 예들에 의해서 처리 매개변수의 또는 환자 매개변수의 감지된 값을 기초로 계산될 수 있을 것이고, 상기 비제한적인 예들은 다음과 같다: 혈액 인출 라인의 관부(6a) 내의 압력 센서(6b)에 의해서 감지된 압력, 혈액 복귀 라인(7)으로부터 혈액 인출 라인(6)으로 재-순환하는 측정된 혈액 재순환 분율, 혈액 라인들(6, 7) 중 하나에 따라 측정된 헤모-농도의 측정된 값, 필터 반투과성 멤브레인(5)에 걸친 트랜스멤브레인(TMP) 압력의 측정된 값.
어떠한 경우에도, 제어 유닛(10)은 혈액 유동(QBLOOD)에 대한 입력된 또는 계산된 셋팅값을 이용하여 혈액 펌프를 제어할 수 있을 것이다.
안전 특징들
제어 유닛이 일부 안전 특징들을 포함하도록 디자인될 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이고, 그러한 안전 특징들은 다음과 같다: 예를 들어, 여과 분율이 고려되어야 하는 중요 인자이다. 유량들이 제어 유닛(10)에 의해서 자동적으로 셋팅될 수 있기 때문에, 후-희석에서 투입하는 모든 펌프들이 과다한 여과 분율(예를 들어, 후-희석 유량 > 혈액 유량의 20%)을 유발하지 않도록 보장하는 것이 편리할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 제어 유닛(10)은, 후-희석 투입 라인을 통한 유체 유량에 대한 계산된 셋팅값이 혈액 유량의 미리 고정된 분율 보다 큰지의 여부를 체크하도록 그리고 긍정적으로(in the affirmative) 교정 과정을 활성화시키도록 구성될 수 있을 것이다. 교정 과정은, 사용자 인터페이스로 경고를 발송하는 것을 포함할 수 있을 것이고, 또는 그 과정이 처리를 중단시키기 위한 명령을 발송하는 것을 포함할 수 있을 것이고, 또는 다른 라인들 중 하나 이상을 통한 유체의 전달을 교정하는 것을 포함할 수 있을 것이고, 또는 (예를 들어, 혈액 처리 장치가 후-희석 라인 상에 스위치를 포함하는 경우에) 후-희석 유체 라인을 혈액 인출 라인으로 일시적으로 연결하기 위해서 스위치(100 및/또는 101)로 명령을 발송하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 제어 유닛은 후-희석를 전-희석 또는 투석 모드로 투입하는 하나 이상의 라인들을 스위칭할 수 있을 것이다(스위치 밸브들(100 및 101)에 작용한다). 스위치는, 스위칭된 펌프(들)의 유량의 증가를 그리고 다른 펌프들의 유량들의 감소를 수반할 수 있을 것이다. 예를 들어, 만약 라인(15)이 초기에 후-희석 구성에 있었다면, 상기 라인이 밸브(100) 상에서의 작용에 의해서 전-희석으로 스위칭될 수 있을 것이며: 상기 스위칭된 조건은, 최대의 허용된 여과 분율을 초과하지 않고도, 후-희석에서 인퓨즈할 수 있게 만드는 레벨로 컨테이너(16)의 중량이 감소될 때까지 유지될 수 있을 것이다. 대안적으로, 여과 분율과 관련한 문제를 회피할 수 있는 범위까지 하나 이상의 후-희석 라인들을 통한 유량을 단순히 감소시키도록 구성된 제어 유닛(10)을 가질 수 있을 것이고: 이러한 경우에 관련된 컨테이너들의 비움 시간이 달라질 수 있을 것이다.
유체 컨테이너들의 구성
신선한 유체의 모든 컨테이너들이 동일한 조성을 가지는 유체(예를 들어, 교체 용액)를 포함할 수 있을 것이다. 유량들이 개별적으로 셋팅되지 않는다는 사실은, 동일한 타입의 조성이 컨테이너들에 대한 처리 중에 이용되는 경우에, 환자의 산-염기 평형 및/또는 전해질 균형과 관련하여 예상치 못한 결과가 초래되지 않는다는 것을 암시한다.
신선한 유체의 컨테이너가 신선한 유체의 다른 컨테이너들의 조성과 상이한 조성을 가지는 유체를 포함한다는 것을 예상할 수 있을 것이고: 예를 들어, 제 4 컨테이너가 시트르산염 용액과 같은 항응고제를 포함할 수 있을 것이고; 이러한 경우에 제어 유닛(10)은 적절한 항응고 레벨을 달성하기 위해서 혈액 펌프 유량의 계산된 값 또는 셋팅값에 비례하도록 전-혈액 펌프 투입 라인을 통한 유량의 셋팅값을 계산하도록 구성된다. 다른 펌프 유량들은 선택된 최적화 기준들 또는 선택된 관계식들을 따르도록 조정되고: 예를 들어, 만약 동기적인 비움 시간의 최적화 기준들이 선택되었다면, 나머지 백들/컨테이너들로 유도되는 라인들은, 그러한 다른 컨테이너들이 시트르산염 백/컨테이너와 동시에 비워지도록 제어될 수 있을 것이다. 대안적으로, 제어 유닛은, 시트르산염 백/컨테이너가 다른 유체 백들/컨테이너들의 비움과 동기화되지 않는 방식으로 그에 따라 독립적으로 관리되는 (예를 들어, 유량이 혈액 유량에 비례한다) 방식으로 시트르산염 백/컨테이너를 이용할 수 있을 것이다. 추가적인 대안에서, 제 4 백/컨테이너 비움이 다른 백들/컨테이너들과 동기화되고 그리고 혈액 펌프 유량 셋팅을 조정하여 시트르산염 펌프 유량에 비례하게 한다. 물론, 이용되는 모든 투입 백들/컨테이너들이 시트르산염-함유 백들/컨테이너들인 것을 또한 예상할 수 있을 것이며: 이러한 경우에 문제가 없이 동기화가 이루어질 수 있을 것이다.
예 1
3개의 유체 펌프(투석 펌프(21), 교체 펌프(27), 유출 펌프(17))를 구비하고 그에 따라 HDF 치료를 할 수 있는, 도 3에 도시된 바와 같은 장치를 참조한다.
사용자 인터페이스(12)를 통해서 사용자가 이하의 규정을 입력하는 것으로 가정한다:
- 환자: BW(신체 중량) = 80 kg
- 혈액 유량: QBLOOD = 200 ml/min
- 환자 유체 제거량: Qpfr = 100 ml/h
- CRRT 투여량 Deff-set = 35 ml/kg/h, 여기에서 투여량은 kg 당 '유출 투여량'이다.
이하의 기준들이 메모리(10a) 내에 저장된다:
- 투석물 유량(Qdial): 0 내지 6000 ml/h
- 교체 유량(Qrep): 0 내지 4000 ml/h
- 특정 혈액여과기/투석기 관련 데이터가 없다
- R1
- 도 1-4의 실시예들에 대해서 전술한 바와 같은 최적화 기준들
조작자는 이하를 선택한다:
- 확산/대류 비율: R1 = 1.0
- 필터 수명 최대화
이어서, 제어 유닛은 이하와 같이 유량들을 연산한다.
- 유출 유량: Qeff = 35 x 80 = 2800 ml/h,
- 이하의 2개의 식들을 통해서 규정된 Qdial, Qrep2:
R1 = Qdial/(Qrep2 + Qpfr) = 1.0
Qdial + Qrep2 + Qpfr = Qeff = 2800
Qdial = 1400 ml/h, Qrep2 = 1300 ml/h 로 유도한다.
필터 수명을 최대화하기 위해서, 교체가 후-희석 보다 전-희석으로 셋팅된다.
예 2
4개의 유체 펌프(투석 펌프(21), 교체 펌프(27), 교체 펌프(15), 유출 펌프(17))를 구비하고 그에 따라 HDF 치료를 할 수 있는, 도 1에 도시된 바와 같은 장치를 참조한다.
규정:
- 환자: BW(신체 중량) = 65 kg
- 혈액 유량: QBLOOD = 220 ml/min
- 환자 유체 제거량: Qpfr = 100 ml/h
- CRRT 투여량 Deff-set = 38 ml/kg/h, 여기에서 '요소 투여량'으로서 규정된다.
이하의 기준들이 메모리(10a) 내에 저장된다:
- 투석물 유량(Qdial): 0 내지 6000 ml/h
- 전-교체 유량(Qrep1): 0 내지 4000 ml/h
- 후-교체 유량(Qrep2): 200 내지 4000 ml/h
- 특정 혈액여과기/투석기 관련 데이터가 없다
조작자는 이하를 선택한다:
- 혈약 희석전 비율: R2 > 0.10
- 유체 소비 최소화
이어서, 제어 유닛은 이하와 같이 유량들을 연산한다.
식 1: 최소화되는 Qeff = Qdial + Qrep1 + Qrep2 + Qpfr
식 2: DSET-UREA = QBLOOD/(QBLOOD + Qrep1) x Qeff = 65 x 38 = 2470 ml/h
식 3: Qrep2 > 200 ml/min
식 4: R2 > 0.10
유체 소비(Qeff)를 최소화하면서 요소 투여량을 맞추기(meet) 위해서, 비율 QBLOOD/(QBLOOD + Qrepl)을 최대화할 필요가 있다.
셋팅 구속들에 따라서, 이는 Qrep1 = 0.10 x QBLOOD = 1320 ml/h(식 4로부터)를 필요로 한다.
식 2는 Qeff = 2470 x (1 + 0.10/1) = 2717 ml/h를 규정하도록 허용한다.
이어서, Qdial 및 Qrep2 가 이하로부터 규정되어야 한다:
식 1 반복: Qdial + Qrep2 = 2717 - 100 - 1320 = 1297 ml/h
식 3: Qrep2 > 200 ml/h
선택된 구속들이 식들 1비스 및 3의 복수 해결책들 사이에서 Qdial 및 Qrep2 값들을 고정하는 것을 허용하지 않기 때문에, 제어 유닛은:
- 디폴트로서 중간 값들을 제공하도록(전형적으로, 다음의 10의 ml/h로의(next ten of ml/h) 반올림(rounding)을 가지는 예에서 Qdial = 700 ml/h 및 Qrep2 = 600 ml/h), 또는
- 해결책들(solutions)의 연산된 범위(0 내지 1100 ml/h의 Qdial) 내에서 이러한 디폴트를 변경하도록 조작자가 선택할 수 있는 기회를 가지도록, 구성될 수 있을 것이다.
예 3
도 1을 참조하면, 장치가 3개의 신선한 유체 컨테이너들(16, 20, 26)을 포함한다. 제어 유닛은 도 7a에 도시된 비움 프로파일들을 채용하도록 구성될 수 있을 것이며, 그에 의해서 3개의 컨테이너들의 비움을 동기화할 수 있을 것이다. 처리의 시작에서, 저울들은 각각의 백 내에 존재하는 유체의 양에 대해서 제어 유닛으로 통보한다. 이어서, 5000 ml/h의 전체 투여량 Qeff 이 제어 유닛에 의해서 수신되고 그리고 제 1 기준 시간(Tr)이 전체 투여량으로 나눈 백들의 중량들의 합계로서 계산된다: (5000 + 4500 + 3500)ml/5000 ml/h = 2.6h
이어서, 각각의 펌프 유량이 다음과 같이 계산된다:
Qrep1 = 5000/2.6 = 1923 ml/h
Qdial = 4500/2.6 = 1730 ml/h
Qrep2 = 3500/2.6 = 1346 ml/h
이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 유량들이 셋팅값들로서 셋팅되고, 그리고 각각의 펌프들(18, 21 및 27)이 제어 유닛(10)에 의해서 상기 셋팅값들에 따라서 제어된다. 2.6 시간 후에, 모든 백들 또는 컨테이너들(16, 20, 26)이 동시에 비워지고 그리고 제어 유닛은 처리를 중단하도록 그리고 컨테이너들이 새로운 것들로 교체될 수 있게 허용하도록 구성된다. 도 7a에서, 새로운 컨테이너들이 5000 ml의 동일한 중량을 가지고 그에 따라, Tr2 가 3시간이 됨에 따라, 각각의 펌프의 유량이 5000/Tr2 = 1750의 동일한 유량로 셋팅된다.
예 4
다시 도 1을 참조하면, 제어 유닛은, 대안적으로, 도 8a에 도시된 비움 프로파일을 채용하도록 구성될 수 있고, 그에 의해서 제 1 간격 후에 컨테이너들 중 2개의 비움을 동기화하고 그리고 제 2 간격 후에 모두 3개의 컨테이너들의 비움을 동기화한다. 처리의 시작에서, 저울들은 각각의 백 내에 존재하는 유체의 양에 대해서 제어 유닛으로 통보한다. 이어서, 3000 ml/h의 전체 투여량 Qeff 이 제어 유닛에 의해서 수신되고 그리고 제 1 기준 시간(Tr)이 전체 투여량으로 나눈 백들의 중량들의 합계로서 계산된다: Tr = (5000·c1 + 5000·c2 + 5000·c3)ml/3000 ml/h = 4.17h
여기에서, c1, c2, 및 c3 는 가중 인자들이고, 본 경우에 각각 1, 1, 및 2로 개별적으로 셋팅된 것이다.
이어서, 각각의 펌프 유량이 다음과 같이 계산된다:
Qrep1 = 5000/(4.17·c1) = 1200 ml/h
Qdial = 5000/(4.17·c2) = 1200 ml/h
Qrep2 = 5000/(4.17·c3) = 600 ml/h
이어서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 유량들이 셋팅값들로서 부여되고 그리고 각각의 펌프들(18, 21 및 27)이 제어 유닛(10)에 의해서 상기 셋팅값들에 따라서 제어된다. 4.17 시간 후에, 백들/컨테이너들(16, 20, 26) 중 2개가 동시에 비워지고 그리고 제어 유닛은 처리를 중단하도록 그리고 2개의 컨테이너들이 새로운 것들로 교체될 수 있게 허용하도록 구성된다. 대략적으로 다른 4.17 시간 후에, 모두 3개의 컨테이너들이 비워지고 그리고 제어 유닛은 처리를 중단하도록 그리고 3개의 컨테이너들이 새로운 것들로 교체될 수 있게 허용하도록 구성된다.
예 5
도 1의 회로 및 도 9의 흐름도를 참조하면, 예를 들어, 특정 비율들(R1, R2, R3)을 달성하기 위해서 제시된 값들(Qi)에 의해서 계산된 후에, 3개의 라인들(15, 19 및 25) 중의 각각의 하나를 통한 유량들에 대한 제시된 값들(Qi)이 이용가능하게 될 수 있을 것이다. 이러한 예에서, 이하의 제시된 값들(Qi)이 주어진다:
Q1 = 1900 ml/h - 라인(19)을 통한 Qdial에 대한 제시된 유량
Q2 = 650 ml/h - 라인(15)을 통한 QREPI에 대한 제시된 유량
Q3 = 450 ml/h - 라인(25)를 통한 QREP2에 대한 제시된 유량
각각의 컨테이너(20, 16 및 26)는 5L 백이고, 그리고 셋팅 투여량은 상기 Qi 값들의 합계 즉, 3000 ml/h이다.
동기화가 구현되지 않는 경우에, 상기 상황은 도 10에서와 같아질 수 있고, 여기에서 백 변경들에 대한 14 번의 개입들이 24시간 마다 요구된다.
이러한 예에 따라서, 제시된 유량들(c1, c2 및 c3)을 실질적으로 변경할 필요 없이, 특정 정도의 동기화를 달성하고자 하는 기계가 이하와 같이 계산된다:
첫 번째로, 제어 유닛은 이하의 식을 이용하여 중간 매개변수들(Bi)를 계산한다:
bi = Dose/Qi (여기에서, i번째 펌프의 유량)
이하의 결과들이 얻어진다:
b1 = 3000/1900 = 1.58
b2 = 3000/ 650 = 4.62
b3 = 3000/450 = 6.67
이하의 식을 이용하여, bi의 값들을 그들의 최소치에 대해서 정규화하고 그리고 그 결과를 가장 근접한 자연수로 반올림함으로써 ci 의 값이 얻어지며, 상기 식은 다음과 같다:
c1 = Round(bi/min(bi...bn))
이하의 결과들이 얻어진다:
c1 = Round(1.58/1.58) = 1
c2 = Round(4.62/1.58) = 3
c3 = Round(6.67/1.58) = 4
c1, c2, 및 c3 로부터, 주어진 펌프의 유량(Qi)가 이하와 같이 계산된다:
Figure 112014030112466-pct00019
여기에서, Wi 는 백의 초기 중량이다.
Tr = (5000/1 + 5000/3 + 5000/4)/3000 = 2.6389 h
Q1set = (5000/1)/2.6389 = 1895 ml/h
Q2set = (5000/3)/2.6389 = 632 ml/h
Q3set = (5000/4)/2.6389 = 474 ml/h
도 11에 도시된 바와 같이, 유량들을 초기에 제시된 유량들에 매우 근접하여 유지하면서, 24 시간 동안의 백 변경들을 위한 개입들의 수가 9로 감소된다.
예 6
이하는, 도 13의 전반적인 흐름도를 따르는 전술한 제 4 동기화 해결책에 따른 일반적인 예에 관한 것이다.
단계(500)에서, QBLOOD 및 제시된 Qi 값들이 사용자에 의해서 셋팅되거나 또는 제어 유닛에 의해서 계산된다. 이러한 단계에서, 환자 유체 제거량(QPFR)이 100 ml/h로 사용자에 의해서 입력되거나 고정된다. 이어서, 투여량 값이 셋팅되거나 계산되고(단계(501)) 그리고 각각의 백의 부피가 검출되거나 사용자에 의해서 입력된다(단계(502)).
이하의 매개변수들이 선택되거나 프로그래밍된다(단계(503)):
- 1 내지 8 (M=8)의 이익 비율들의 수,
- 초기의 제시된 Qi 에서 10% (A=0.10)의 허용된 유량 조정.
장치가, 투입 라인(25) 대신에 혈액 복귀 라인에 연결된 주사기 펌프를 가지는 도 2의 회로와 유사한 회로를 포함하는 것으로 가정한다. 유출 및 주사기 백/컨테이너 부피들이 고정된다.
단계(504)에서, Ti 값들이 제어 유닛에 의해서 계산되고 랭크화된다.
이하의 표 2는, 초기 Qi 값들 및 상응하는 수의 일일 백 변경들(제 5 열)를 이용하여, 초기 유량들(Qi)(제 2 열(column)), 백 부피들(제 3 열), 변경 백 기간(Ti)(제 4 열)을 덮어 쓴다(recap).
회로 유량(초기)
(ml/h)		 백 부피(ml) 변경 백 기간(h) 일일 백 변경의 수(day-1)
PBP 1000 5000 5.00 4.80
Dial 1200 5000 4.17 5.76
Rep 350 3000 8.57 2.80
주사기 15 50 3.33 7.20
PFR 100 - - -
유출 2665 5000 1.88 12.79
총계 33.35
이하의 표 3은 가장 짧은 기간으로부터 가장 긴 기간의 변경 백 기간들(Ti)를 랭크화한 것이다.
가장 짧은 기간 가장 긴 기간
회로 인덱스 'i' 1 2 3 4 5
회로 ID 유출 주사기 Dial PBP Rep
기간(h) 1.88 3.33 4.17 5.00 8.57
일일 백 변경 수(day-1) 12.79 7.20 5.76 4.80 2.80
단계(505)에서, Rij = Ti/Tj(i>j)가 제어 회로에 의해서 계산된다. 표 4는 기간 비율들 Rij = Ti/Tj(i>j) 의 연산을 제공한다.
Figure 112014030112466-pct00020
이어서, 단계(506)에서, 제어 유닛은 Rij 비율들을 표 1의 이익 비율들(R0k)에 대해서 비교하여, 비율들(Rij/R0k)를 생성한다; 단계(508)에서, 제어 유닛은 또한 'A' 기준 내에서 유지되는 비율들(Rij/R0k)을 체크하고, 다시 말해서 비율들이 이하의 조건을 입증하는지를 체크한다:
Figure 112014030112466-pct00021
표 5는 또한 'A' 기준 이내를 초래하는 비율들의 식별을 포함한다는 것을 주목하여야 한다(밑줄친 값들을 가지는 셀들 참조, 즉 조건
Figure 112014030112466-pct00022
을 입증하는 값들을 가지는 셀들 참조).
Figure 112014030112466-pct00023
단계(507)(이러한 단계는 이하에서 설명되는 단계(509) 이전에 임의 시간에 실행될 수 있을 것이다)에서, 제어 유닛은 자유도(NF)를 연산한다. 표 6은 자유도(NF)의 수를 나타낸다.
회로 유량 백 부피 자유도 NF
PBP 조정가능 고정됨 예

NF = 3-1 = 2
Dial 조정가능 고정됨 예
Rep 조정가능 고정됨 예
주사기 고정됨 고정됨 아니오
유출 고정됨 고정됨 아니오
이어서, 제어 유닛은 A 매개변수에 대해서 상기 기준 내의 모든 Rij 에 대해서 절감된 백 변경의 수에 대한 연산을 제공하고 그리고 이용가능한 NF = 2 의 자유도를 또한 따르는 가장 효과적인 조합들을 식별한다.
표 7은 절감된 백 변경의 수에 대한 연산을 보여주고 그리고 NF = 2 의 가장 효과적인 조합들을 식별한다(화살표 참조)
Figure 112014030112466-pct00024
이어서, 제어 유닛은 유량들을 계산하고 선택적으로 저장한다.
표 8은 선택된 Rij 비율들 및 이하의 식들을 이용하여 얻어진 유량 관계식들의 요약을 제공하며; 식들은 다음과 같다.
Figure 112014030112466-pct00025
선택된 Rij 및 관련된 R0k 값들로부터 유량 관계식들이 유도된다:
Figure 112014030112466-pct00026
Figure 112014030112466-pct00027
이어서, 표 8에서 선택된 Rij 비율들을 이용하는 유량들의 연산이 후속된다. 조정된 유량들이 이하의 표 9에서 덮어 쓰여지고, 이는, 어떻게, 초기에 제시된 유량들을 비교적 적은 조정하면서 컨테이너 비움에서 특정 정도의 동기화를 달성할 수 있는지를 그에 따라 컨테이너 변경에서 상당한 시간을 절감할 수 있는지를 보여준다.
회로 유량(초기)
(ml/h)		 조정된 유량(연산됨) 일일 백 변경들의 수(day-1) 일일별 절감된
사용자 간섭들의 수
PBP 1000 1164 5.59
Dial 1200 1066 5.12 2.56
Rep 350 320 2.56 2.56
주사기 15 15 7.20
PFR 100 100 -
유출 2665 2665 12.79
총계 33.26 5.12
일일 사용자 간섭들의 수 28.1
예 7
4개의 유체 펌프(투석 펌프(21), 교체 펌프(27), 교체 펌프(15), 유출 펌프(17))를 구비하고 그에 따라 HDF 치료를 할 수 있는, 도 1에 도시된 바와 같은 장치를 참조한다.
규정:
- 환자: BW(신체 중량) = 65 kg
- 혈액 유량: QBLOOD = 220 ml/min
- 환자 유체 제거량: Qpfr = 100 ml/h
- CRRT 투여량 Deff-set = 38 ml/kg/h, 여기에서 '요소 투여량'으로서 규정된다.
이하의 기준들이 메모리(10a) 내에 저장된다:
- 투석물 유량(Qdial): 0 내지 6000 ml/h
- 전-교체 유량(Qrep1): 0 내지 4000 ml/h
- 후-교체 유량(Qrep2): 200 내지 4000 ml/h
- 특정 혈액 여과기/투석기 관련 데이터가 없다
조작자는 이하를 선택한다:
- 혈약 희석전 비율: R2 > 0.10
- 유체 소비 최소화
이어서, 제어 유닛(10)은 이하와 같이 유량들을 연산한다.
식 1: 최소화되는 Qeff = Qdial + Qrep1 + Qrep2 + Qpfr
식 2: Dset-urea = QBLOOD/(QBLOOD + Qrep1) x Qeff = 65 x 38 = 2470 ml/h
식 3: Qrep2 > 200 ml/min
식 4: R2 > 0.10
유체 소비(Qeff)를 최소화하면서 요소 투여량 목표를 충족하기 위해서, 비율 QBLOOD/(QBLOOD + Qrepl)을 최대화할 필요가 있다.
셋팅 구속들에 따라서, 이는 Qrep1 = 0.10 x QBLOOD = 1320 ml/h(식 4로부터)를 필요로 한다.
식 2는 Qeff = 2470 x (1 + 0.10/1) = 2717 ml/h를 규정하도록 허용한다.
이어서, Qdial 및 Qrep2 가 이하로부터 규정되어야 한다:
식 1 반복: Qdial + Qrep2 = 2717 - 100 - 1320 = 1297 ml/h
식 3: Qrep2 > 200 ml/h
상기 연산의 제 1 페이즈(phase)로부터, 이하가 규정된다:
- Qeff = 2717 ml/h
- Qrep1 = 1320 ml/h
- Qdial 및 Qrep2 사이의 관계식(
Figure 112014030112466-pct00028
로부터 직접적으로 유도된, Qdial + Qrep2 = 1297 ml/h)
- Qrep2 에 대한 조건(> 200 ml/h).
달리 설명하면, 일부 유량들이 완전히 규정되지 않는다. 동기화의 제 4 해결책과 관련하여 전술한 바와 같이, 동기화 알고리즘이 임의의 값들의 세트로부터 제어 유닛에 의해서 실시될 수 있을 것이며; 예를 들어 상기의 계산된 유량들로서, 여기에서 Qdial = 550 ml/h(=> Qrep2 = 747 ml/h). 이러한 경우에, 이러한 문제는 '허용된 조정' 매개변수(A)의 선택이 되는데, 이는 특정 유량 범위가 Qdial[0;1297]에 대해서 규정되어, 백 변경 기간의 큰 범위를 허용하기 때문이다. 이러한 적용의 경우에, 'A'의 값이 0.3에서 선택된다(예 6에서는 0.1이 이용되었다).
Veff 뿐만 아니라 Qrep1 이 고정되고; 이어서 자유도의 수가 NF = 4 - 3 = 1이 되며, 그리고 결과적으로 하나의 단일 동기화 관계식이 도입될 수 있을 것이다. 동기화 알고리즘에 대한 초기 입력 데이터가 표 10에 표시되어 있는 한편, 표 11에서 변경 백 기간들(Ti)의 랭크화가 주어져 있다.
회로 유량(초기)
(ml/h)		 백 부피(ml) 변경 백 기간(h) 일일 백 변경의 수(day-1)
Pre 1320 5000 3.79 6.34
Dial 550 5000 9.09 2.64
Post 747 5000 6.69 3.59
PFR 100 - - -
유출 2717 5000 1.84 13.04
총계 25.60
가장 짧은 기간 가장 긴 기간
회로 인덱스 'i' 1 2 3 4
회로 ID 유출 Qpre Qpost Qdial
기간(h) 1.84 3.79 6.69 9.09
일일 백 변경 수(day-1) 13.04 6.34 3.59 2.64
이어서, 제어 유닛이 기간 비율 Rij = Ti/Tj(i>j)을 연산한다. 표 12는 기간 비율들 Rij = Ti/Tj 에 대한 연산된 값들을 덮어 쓴다.
Figure 112014030112466-pct00029
이어서, 제어 유닛은 Rij 비율들을 표 1의 이익 비율들(R0k)에 대해서 비교하여, 비율들(Rij/R0k)를 생성하고 그리고 'A' 기준 내에서 유지되는 비율들(Rij/R0k)을 체크하고, 다시 말해서 비율들이 이하의 조건을 입증하는지를 체크한다:
Figure 112014030112466-pct00030
이하의 표 13은 또한 'A' 기준 이내를 초래하는 비율들의 식별이다(밑줄친 값들을 가지는 셀들 참조, 즉 조건
Figure 112014030112466-pct00031
을 입증하는 값들을 가지는 셀들 참조).
Figure 112014030112466-pct00032
* Qeff 및 Qrep1 이 이미 고정된 것으로 가정되지 않는다
** 0.3(Qdial 또는 Qrep2 에 의존하는 비율)의 조정 계수를 선택
*** 0.5(Qdial 및 Qrep2 에 의존하는 비율)의 조정 계수를 선택
자유도(NF)의 수가 이어서 식별된다. 표 14는 자유도(NF)의 수를 나타낸다.
회로 유량 백 부피 자유도 NF
Pre 고정됨 고정됨 아니오
NF = 2-1 = 1
Dial 조정가능 고정됨 예
Post 조정가능 고정됨 예
유출 고정됨 고정됨 아니오
이어서, 제어 유닛은 NF = 1 을 가지는 최적의 관계식을 식별하고 그리고 고정된 매개변수들 뿐만 아니라 A 값에 제한들을 관련시킨다. 표 15 및 16은, 도입하고자 하는 '최적의' 관계식이 Qrep2 = Qeff/3이고, 이는 일일별 4개 초과의 사용자 간섭을 절감(~17%)할 수 있게 허용한다는 것을 나타낸다. 관계식 2/1(Qrep1-Qeff)은 폐기되는데, 이는 Qeff 및 Qrep1 모두가 고정되기 때문이다.
관계식 4/2(Qdial-Qrep1)는 Qdial = Qpre 로 유도되고, 이는
Figure 112014030112466-pct00033
과 양립되지 않는다.
Figure 112014030112466-pct00034
Rij ID 목표 R0k R0k 값 유량 관계식*
R31 R03 3.00 Q3 = 0.333 x Q1
상기의 선택된 Rij 비율들 및 유량 관계식(표 16)은 이하의 표 17에 따른 유량(Qiset)(이 경우에, Q3 및 Q1 은 각각 Qrep2 = 391.3 ml/h 및 Qdial = 905.7 ml/h에 상응한다)
회로 유량(초기)
(ml/h)		 조정된 유량
(연산됨)		 일일 백 변경들의 수(day-1) 일일별 절감된
사용자 간섭들의 수
Pre 1320 1320 6.34
Dial 550 905.7 4.35 4.35
Post 747 391.3 1.88
PFR 100 100 -
유출 2717 2717 13.04
총계 25.60 4.35
일일 사용자 간섭들의 수 21.3
결과 보장을 위해서, 상이한 세트의 초기 유량들을 이용하여 알고리즘이 반복되어야 할 수 있을 것이다; 이러한 경우에, 초기 유량와 동일한 결과가 Qdial = 100 ml/h(=> Qrep2 = 1197)로 얻어진다는 것이 입증된다(Qrep2 및 Qdial 값들의 치환(permutation)을 제외하고 동일한 결과).
상기 예에서, Qrep1의 조정이 허용되는 경우에, 셋팅 Qrep1 = Qeff/2(보고되지 않은 계산 단계)에 의해 NF = 2 및 6.5 추가 사용자 개입이 절감될 수 있다는 점에 유념하라.
본원 발명의 하나의 긍정적인 양태는 처리 규정의 셋팅의 단순화이다.
또한, 셋팅은 의료 종사자들에게 보다 직관적이다.
특정 양태들에 따라서, 백/컨테이너 변경들의 빈도수가 감소되어, 처리에 긍정적인 영향을 미치는데, 이는 보다 적은 간섭들은 보다 지속적이고 정확한 처리를 제공하는데 도움이 되기 때문이다.
이하에서는, 구체적인 설명에서 이용된 구성요소들 및 참조 번호들을 나열하였다.
부품 참조 번호
체외 혈액 처리 장치 1
여과 유닛 2
일차적인 챔버 3
이차적인 챔버 4
반투과성 멤브레인 5
혈액 인출 라인 6
혈액 복귀 라인 7
관부 6a
기포 포획기 8
기포 센서 8a
클램프 9
제어 유닛 10
혈액 펌프 11
사용자 인터페이스 12
유출 유체 라인 13
유출 유체 컨테이너 14
전-희석 유체 라인 15
투입 유체 컨테이너들 16, 23, 26
투석 유체 라인 19
투석 유체 컨테이너 20
투석 펌프 21
후-희석 유체 라인 25
유출 유체 펌프 17
투입 펌프들 18, 27
전-혈액 펌프 투입 라인 22
전-혈액 펌프 투입 라인 상의 펌프 24
라인 스위치들 100, 101

Claims (31)

  1. 혈액의 체외 처리를 위한 장치에 있어서:
    반투과성 멤브레인(5)에 의해서 분리된 일차적인 챔버(3) 및 이차적인 챔버(4)를 가지는 여과 유닛(2);
    상기 일차적인 챔버(3)의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인(6), 및 상기 일차적인 챔버(3)의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인(7)으로서, 상기 혈액 라인들은 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는 것인, 혈액 라인들;
    상기 혈액 라인들(6, 7)을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프(11); 및
    상기 이차적인 챔버(4)의 배출구에 연결되고, 폐기물 컨테이너에 단부가 연결된 유출 유체 라인(13)
    을 포함하고,
    상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는,
    상기 혈액 인출 라인(6)에 일단부가 연결되고, 신선한 유체의 제 1 컨테이너에 타단부가 연결된 전-희석(pre-dilution) 투입 유체 라인(15),
    상기 혈액 복귀 라인(7)에 일단부가 연결되고, 신선한 유체의 제 2 컨테이너가 타단부에 연결된 후-희석(post-dilution) 투입 유체 라인(25),
    상기 이차적인 챔버(4)의 유입구에 일단부가 연결되고, 신선한 유체의 제 3 컨테이너에 단부가 연결된 투석 유체 라인(19), 및
    사용 중에, 상기 혈액 펌프의 상류에 위치하는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 일단부가 연결되고, 신선한 유체의 제 4 컨테이너에 단부가 연결된 전(pre)-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)
    을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들;
    상기 유체 라인들(13, 15, 22, 25, 19)을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27);
    상기 조절 수단에 연결된 제어 유닛(10); 및
    하나 이상의 최적화 기준을 저장하는 메모리
    를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은
    - 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1),
    후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2),
    전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량(Qpbp),
    투석 액체 유체 라인(19)을 통한 유체 유량(Qdial), 및
    환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하는 것,
    - 전달하고자 하는 규정된 투여량(Dset)에 대한 셋팅값의 입력을 허용하는 것, 및
    - 상기 조작자에 의해서 셋팅된 상기 제 1 유체 유량 및 상기 규정된 투여량 값(Dset)을 기초로, 상기 유량들의 그룹 중 적어도 제 2 및 제 3의 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 것
    을 포함하는 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되고,
    상기 제어 유닛은 상기 메모리에 연결되고, 또한 상기 최적화 기준을 적용함으로써 상기 제 2 및 제 3 유체 유량들 중 적어도 하나의 셋팅값들을 계산하도록 구성되며,
    상기 최적화 기준은:
    신선한 유체의 컨테이너들 중에서 적어도 하나의 컨테이너의 비움 시간, 폐기물 컨테이너의 충전 시간, 또는 신선한 유체의 컨테이너들 중에서 적어도 하나의 컨테이너의 비움 시간 및 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비워지는 시간과 실질적으로 동일하거나 그 배수인 것을 부여하는 제 1 최적화 기준,
    상기 유체 라인들을 통한 유체 소비가 최소화되는 것을 부여하는 제 2 최적화 기준,
    상기 여과 유닛의 수명이 최대화되는 것을 부여하는 제 3 최적화 기준, 및
    요소 클리어런스 또는 주어진 용매의 다이알리산스(dialysance)가 최대화되는 것을 부여하는 제 4 최적화 기준
    중 하나 이상을 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유량 셋업 과정은 상기 유체 유량들의 상기 셋팅값들을 기초로 유체의 유동을 조절하기 위한 상기 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27)을 제어하는 것을 더 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는 상기 그룹에서 선택된 유체 유량들을 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장하는 메모리(10a)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(10)은 상기 메모리(10a)에 연결되고, 그리고 상기 유량 셋업 과정은 상기 규정된 투여량 값(Dset) 및 상기 조작자에 의해서 입력된 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 수학적 관계식들에 적용함으로써 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 것을 더 포함하고,
    상기 메모리 내에 저장된 상기 수학적 관계식들은,
    - 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유체 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)을 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)와 관련시키는, 대류-확산 관계식,
    - 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통해 그리고 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통해 상기 혈액 인출 라인 내에 투입된 유체 유량(Qrep1 + Qpbp)과 상기 혈액의 또는 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)을 관련시키는, 혈액 전-희석 관계식; 및
    - 전-희석 투입 유체 라인(15) 및 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량들(Qrep1 + Qpbp)과 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)을 관련시키는 전-후 관계식 중 하나 이상을 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 유량 셋업 과정은, 상기 관계식들 중 적어도 2개를 사용자가 선택할 수 있게 허용하는 것, 그리고 상기 규정된 투여량의 셋팅값 및 조작자가 입력한 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 사용자에 의해서 선택된 수학적 관계식들에 적용하는 것에 의해서 상기 유체 유량들 중 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산할 수 있도록 허용하는 것을 더 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    - 상기 대류-확산 관계식은, 상기 투입 유체 라인들(15, 22, 25)을 통한 총 유체 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)을 상기 투석 유체 라인(19)을 통한 유체 유량(Qdial)으로 나눈 제 1 비율(R1)을 규정하고,
    - 상기 혈액 전-희석 관계식은, 상기 혈액의 또는 상기 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)을 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통해 그리고 전-혈액 펌프 투입 라인(22)을 통해 혈액 인출 라인(6) 내에 투입된 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)로 나눈 제 2 비율(R2)을 규정하며,
    - 상기 전-후 관계식은, 상기 전-혈액 펌프 투입 라인(22) 및 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)를 상기 후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2)으로 나눈 제 3 비율(R3)을 규정하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또한, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 미리 셋팅된 값 또는 미리 셋팅된 범위를 저장하도록, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 셋팅값 또는 셋팅 범위를 조작자가 입력할 수 있게 허용하도록, 또는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 미리 셋팅된 값 또는 미리 셋팅된 범위를 저장하며 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 셋팅값 또는 셋팅 범위를 조작자가 입력할 수 있게 허용하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혈액 펌프는 상기 혈액 인출 라인의 세그먼트에 따라서 활성적이 되고,
    상기 장치는,
    - 혈액 펌프 세그먼트와 여과 유닛 사이의 혈액 인출 라인(6)에 연결된 전-희석 투입 유체 라인(15),
    - 사용시에, 상기 혈액 펌프 세그먼트의 상류에 위치하는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 연결된 선택적인 전-혈액 펌프 투입 라인(22),
    - 상기 혈액 복귀 라인(7)에 연결된 후-희석 투입 유체 라인(25),
    - 상기 이차적인 챔버(4)의 유입구에 연결된 투석 유체 라인(19)
    을 포함하고,
    상기 제어 유닛(10)은, 상기 규정된 투여량 값(Dset) 그리고 상기 조작자에 의해서 셋팅된 제 1 유체 유량을 기초로 상기 조작자가 셋팅하지 않은 상기 나열된 투입 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값을 계산하는 것을 더 포함하는 상기 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 규정된 투여량 값(Dset)은 적어도 하나의 유량에 대한 규정된 값을 포함하고,
    상기 규정된 투여량 값(Dset)은:
    - 유출 유체 라인(13)을 통한 유량의 규정된 평균값인 유출물 투여 유량(Deff_set),
    - 모든 투입 유체 라인들을 통한 유량들(Qrep1, Qrep2, Qpbp)과 환자 유체 제거량(Qpfr) 합계의 규정된 평균값인 대류 투여량 유량(Dconv_set),
    - 투석 유체 라인을 통한 유량(Qdial)의 규정된 평균값인 확산 투여량 유량(Ddial_set),
    - 추정된 요소 클리어런스를 위한 규정된 평균값인 요소 투여량(Durea_set), 및
    - 주어진 용매에 대한 추정된 클리어런스에 대한 규정된 평균값인 클리어런스 투여량(Ksolute_set)
    을 포함하는 그룹으로부터 선택된 것에 대해 규정된 값을 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는 상기 여과 유닛(2) 상류로 유체를 전달하도록 구성된 유체 교체 라인을 포함하고, 상기 제어 유닛(10)은, 공식, Dosecorr_xxx = Fdilution x Dose_xxx (xxx = eff, conv, dial)에 따라서, 투여량 값에 1보다 작은 희석 인자(Fdillution)를 곱하는 것에 의해서, 전-희석 효과를 고려하기 위해서 상기 규정된 투여량들 중에서 선택된 하나를 교정하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  10. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 유체 유량은 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)이고, 상기 제어 유닛은 환자 유체 제거량(Qpfr)의 셋팅값을 수신하도록, 그리고 상기 수학적 관계식들 중 적어도 2개를 이용하여 투석 액체 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial) 및 상기 투입 유체 라인 또는 라인들(15, 22, 25)을 통한 유체 유량(Qrep1, Qpbp, Qrep2)을 계산하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한,
    - 상기 혈액 인출 또는 혈액 복귀 라인을 통한 혈액 유량(QBLOOD)에 대한 셋팅값의 조작자에 의한 입력을 허용하는 것, 및
    - 소정 그룹에서 선택된 환자 매개변수의 감지된 값을 기초로 상기 혈액 유량에 대한 셋팅값을 계산하는 것
    으로 이루어진 그룹으로부터의 어느 하나를 더 포함하는 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되고,
    상기 소정 그룹은:
    - 사용시에, 혈액 펌프 상류로 연장된 혈액 인출 라인 부분의 관부(6a)에서 측정된 혈압,
    - 상기 혈액 복귀 라인(7)으로부터 상기 혈액 인출 라인(6)으로 재-순환하는 측정된 혈액 재순환 분율,
    - 혈액 라인들(6, 7) 중 어느 하나에 따라서 측정된 헤모(hemo)-농도의 측정된 값,
    - 필터 반투과성 멤브레인(5)에 걸친 트랜스멤브레인 압력의 측정된 값을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 또한, 혈액 유량(QBLOOD)에 대해 입력된 또는 계산된 셋팅값을 이용하여 혈액 펌프를 제어하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 셋업 과정은,
    - 혈액 또는 혈장의 유량(QBLOOD; QPLASMA)의 셋팅값,
    - 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)의 단부에 연결된 컨테이너 내에 존재하는 항응고제의 농도(Ccitrate), 및
    - 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통해서 전달되는 상기 항응고제에 대한 규정된 투여량(Dset-citrate)의 함수로서 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량(Qpbp)에 대한 셋팅값을 계산하는 것을 더 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는 상기 제어 유닛(10)에 연결된 그래픽 사용자 인터페이스(12)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    - 상기 제 1 유체 유량에 대한 값의 선택을 위해서 사용자에게 프롬프팅하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에서 디스플레이하는 것,
    - 사용자가 선택하고자 하는 수학적 관계식들의 선택을 허용하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이하는 것, 및
    - 수학적 관계식의 선택을 검출하고, 그리고 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들 중 하나 이상에 대한 셋팅값의 선택을 허용하는 표시를 디스플레이하는 것
    을 더 포함하는 상기 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 상기 조절 수단은 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 전-희석 펌프(18), 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 후-희석 펌프(27), 및 상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인(19)을 통한 유동을 조절하기 위한 투석 유체 펌프(21)를 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은:
    - 사용자가 상기 기준들 중 하나 이상을 선택하여 상기 선택된 기준을 이용해 적어도 제 2 및 제 3 유량을 계산할 수 있게 허용하도록, 또는
    - 사용자가 상기 기준들 중 하나 이상 그리고 상기 수학적 관계식들 중 하나 이상을 선택하여 상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들을 이용해 적어도 제 2 및 제 3 유량을 계산할 수 있게 허용하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들이 양립 가능한지 또는 상충하는지의 여부를 결정하도록, 이어서:
    상기 선택된 기준들 및 상기 선택된 수학적 관계식들이 양립 가능한 경우에, 상기 선택된 수학적 관계식들 및 최적화 기준들을 기초로 적어도 제 2 및 제 3 유량을 계산하도록,
    상기 하나 이상의 선택된 기준들이 상기 하나 이상의 선택된 수학적 관계식들과 상충하는 경우에,
    - 사용자에게 통지하는 하위 단계,
    - 사용자가 선택된 기준들 또는 수학적 관계식들의 각각에 대해서 우선 순위를 배당할 수 있게 허용하는 하위 단계,
    - 선택된 기준들, 수학적 관계식들 또는 선택된 기준들 및 수학적 관계식들에 대해서 우선 순위 랭킹 - 상기 우선 순위 랭킹은 미리 결정되거나 사용자 조정가능함 - 을 배당하고, 이어서 우선순위가 부여된 기준들/수학적 관계식들로부터 유량들이 계산되는 즉시 기준들 또는 수학적 관계식들을 무시하는 하위 단계, 및
    - 미리 셋팅된 규칙들을 이용하여 상충하는 기준들과 수학적 관계식들 사이의 절충안을 규정하는 하위 단계
    중 하나 이상을 실행하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  17. 제 1 항, 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(10)은:
    - 복수의 유량들에 대한, 그리고 적어도 제 1 시간 간격에 대한 셋팅값들을 계산하기 위한 유량 셋업 과정을 실행하도록, 그리고 상기 계산된 셋팅값들을 기초로 유량 셋업 과정을 실행하는 유체의 유동을 조절하기 위한 상기 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27)을 제어하도록; 그리고 이어서
    - 하나의 최적화 기준을 선택하여 선택된 최적화 기준을 이용해 복수의 유량들에 대한 셋팅값들을 계산할 수 있게 허용하며, 적어도 제 1 시간 간격에 후속하는 제 2 시간 간격에 대해서, 상기 선택된 최적화 기준을 기초로 계산된 셋팅값들을 기초로 유체의 유동을 조절하기 위한 상기 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27)을 제어하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  18. 유체의 전달 또는 수집을 위한 의료용 장치를 셋업하기 위한 방법으로서:
    상기 장치는:
    반투과성 멤브레인(5)에 의해서 분리된 일차적인 챔버(3) 및 이차적인 챔버(4)를 가지는 여과 유닛(2);
    상기 일차적인 챔버(3)의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인(6), 및 상기 일차적인 챔버(3)의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인(7)으로서, 상기 혈액 라인들은 환자 심장 혈관계에 연결되도록 구성되는 것인, 혈액 라인들;
    상기 혈액 라인들(6, 7)을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프(11);
    상기 이차적인 챔버(4)의 배출구에 연결된 유출 유체 라인(13)
    을 포함하고,
    상기 장치는:
    - 상기 혈액 인출 라인(6)에 연결된 전-희석 투입 유체 라인(15),
    - 사용 시에 혈액 펌프의 상류에 위치하는 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22),
    - 상기 혈액 복귀 라인(7)에 연결된 후-희석 투입 유체 라인(25), 및
    - 상기 이차적인 챔버(4)의 유입구에 연결된 투석 유체 라인(19)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2개의 유체 라인들;
    상기 유체 라인들(13, 15, 22, 25, 19)을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27); 및
    상기 조절 수단에 연결된 제어 유닛(10)
    을 더 포함하고,
    상기 방법은 상기 제어 유닛에 의해서 실행될 수 있는,
    - 유체 유출 라인(13)을 통한 유체 유량(Qeff),
    전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1),
    후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2),
    전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량(Qpbp),
    투석 액체 유체 라인(19)을 통한 유체 유량(Qdial), 및
    환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하는 단계,
    - 전달하고자 하는 규정된 투여량(Dset)에 대한 셋팅값의 입력을 허용하는 단계, 및
    - 상기 조작자에 의해서 셋팅된 상기 제 1 유체 유량 및 상기 규정된 투여량 값(Dset)을 기초로, 상기 유량들의 그룹 중 적어도 제 2 및 제 3의 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 단계는 최적화 기준들을 적용함으로써 이루어지고,
    상기 최적화 기준들은,
    - 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 23, 26) 중에서 적어도 2개의 컨테이너의 비움 시간들, 폐기물 컨테이너의 충전 시간, 또는 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 23, 26) 중에서 적어도 2개의 컨테이너의 비움 시간들 및 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 동일한 기준 시간(Tr)의 배수인 것을 부여하는 제 1 최적화 기준,
    - 상기 유체 라인들을 통한 유체 소비가 최소화되는 것을 부여하는 제 2 최적화 기준,
    - 상기 여과 유닛의 수명이 최대화되는 것을 부여하는 제 3 최적화 기준, 및
    - 요소 클리어런스 또는 주어진 용매의 다이알리산스가 최대화되는 것을 부여하는 제 4 최적화 기준
    중 하나 이상을 포함하는 것인 의료용 장치를 셋업하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 최적화 기준은, 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 23, 26) 중에서 적어도 하나의 컨테이너의 비움 시간, 폐기물 컨테이너의 충전 시간, 또는 신선한 유체의 컨테이너들(16, 20, 23, 26) 중에서 적어도 하나의 컨테이너의 비움 시간 및 폐기물 컨테이너의 충전 시간이 신선한 유체의 다른 컨테이너들 중 하나 이상의 비워지는 시간과 실질적으로 동일하거나 그 배수가 되는 것을 부여하는 것인 의료용 장치를 셋업하기 위한 방법.
  20. 혈액의 체외 처리를 위한 장치로서:
    반투과성 멤브레인(5)에 의해서 분리된 일차적인 챔버(3) 및 이차적인 챔버(4)를 가지는 여과 유닛(2);
    상기 일차적인 챔버(3)의 유입구에 연결된 혈액 인출 라인(6), 및 상기 일차적인 챔버(3)의 배출구에 연결된 혈액 복귀 라인(7)으로서, 상기 혈액 라인들은 환자 심장 혈관계에 대한 연결을 위해서 구성되는 것인, 혈액 라인들;
    상기 혈액 라인들(6, 7)을 통한 혈액의 유동을 제어하도록 구성된 혈액 펌프(11); 및
    상기 이차적인 챔버(4)의 배출구에 연결된 유출 유체 라인(13)
    을 포함하고,
    상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는,
    상기 혈액 인출 라인(6)에 일단부가 연결된 전-희석 투입 유체 라인(15),
    상기 혈액 복귀 라인(7)에 일단부가 연결된 후-희석 투입 유체 라인(25),
    상기 이차적인 챔버(4)의 유입구에 일단부가 연결된 투석 유체 라인(19), 및
    사용 중에, 상기 혈액 펌프의 상류에 위치하는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 일단부가 연결된 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)
    을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2개의 추가적인 유체 라인들;
    상기 유체 라인들(13, 15, 22, 25, 19)을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27); 및
    상기 조절 수단 및 메모리(10a)에 연결된 제어 유닛(10)
    을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량(Qrep1),
    후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2),
    전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량(Qpbp),
    투석 액체 유체 라인(19)을 통한 유체 유량(Qdial), 및
    환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)
    을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 제 1 유체 유량에 대한 셋팅값을 조작자가 입력할 수 있게 허용하는 것,
    - 전달하고자 하는 규정된 투여량(Dset)에 대한 셋팅값의 입력을 허용하는 것, 및
    - 상기 조작자에 의해서 셋팅된 상기 제 1 유체 유량 및 상기 규정된 투여량 값(Dset)을 기초로, 상기 유량들의 그룹 중 적어도 제 2 및 제 3의 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 것
    을 포함하는 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되며,
    상기 규정된 투여량 값(Dset)은:
    - 유출 유체 라인(13)을 통한 유량의 규정된 평균값인 유출물 투여 유량(Deff_set),
    - 모든 투입 유체 라인들을 통한 유량들(Qrep1, Qrep2, Qpbp)과 환자 유체 제거량(Qpfr) 합계의 규정된 평균값인 대류 투여량 유량(Dconv_set),
    - 투석 유체 라인을 통한 유량(Qdial)의 규정된 평균값인 확산 투여량 유량(Ddial_set),
    - 추정된 요소 클리어런스를 위한 규정된 평균값인 요소 투여량(Durea_set), 및
    - 주어진 용매에 대한 추정된 클리어런스에 대한 규정된 평균값인 클리어런스 투여량(Ksolute_set)
    을 포함하는 그룹으로부터 선택된 것에 대해 규정된 값을 포함하고,
    상기 메모리(10a)는 상기 그룹에서 선택된 유체 유량들을 상호관련시키는 복수의 수학적 관계식들을 저장하며,
    상기 유량 셋업 과정은 상기 규정된 투여량 값(Dset) 및 상기 조작자에 의해서 입력된 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 수학적 관계식들에 적용함으로써 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산하는 것을 더 포함하고,
    상기 메모리 내에 저장된 상기 수학적 관계식들은,
    - 상기 투입 유체 라인들을 통한 총 유체 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)을 상기 투석 유체 라인을 통한 유체 유량(Qdial)과 관련시키는, 대류-확산 관계식,
    - 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통해 그리고 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통해 상기 혈액 인출 라인 내에 투입된 유체 유량(Qrep1 + Qpbp)과 상기 혈액의 또는 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)을 관련시키는, 혈액 전-희석 관계식; 및
    - 전-희석 투입 유체 라인(15) 및 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량들(Qrep1 + Qpbp)과 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유체 유량(Qrep2)를 관련시키는 전-후 관계식 중 둘 이상을 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 유량 셋업 과정은 상기 유체 유량들의 상기 셋팅값들을 기초로 유체의 유동을 조절하기 위한 조절 수단(17, 18, 21, 24, 27)을 제어하는 것을 더 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 유량 셋업 과정은, 상기 관계식들 중 적어도 2개를 사용자가 선택할 수 있게 허용하는 것, 그리고 상기 규정된 투여량의 셋팅값 및 조작자가 입력한 제 1 유체 유량의 셋팅값을 상기 사용자에 의해서 선택된 수학적 관계식들에 적용하는 것에 의해서 상기 유체 유량들 중 적어도 제 2 및 제 3 유체 유량들의 셋팅값들을 계산할 수 있도록 허용하는 것을 더 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    - 상기 대류-확산 관계식은, 상기 투입 유체 라인들(15, 22, 25)을 통한 총 유체 유량(Qrep1 + Qrep2 + Qpbp)을 상기 투석 유체 라인(19)을 통한 유체 유량(Qdial)으로 나눈 제 1 비율(R1)을 규정하고,
    - 상기 혈액 전-희석 관계식은, 상기 혈액의 또는 상기 혈장의 유량(QBLOOD, QPLASMA)을 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통해 그리고 전-혈액 펌프 투입 라인(22)을 통해 혈액 인출 라인(6) 내에 투입된 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)로 나눈 제 2 비율(R2)을 규정하며,
    - 상기 전-후 관계식은, 상기 전-혈액 펌프 투입 라인(22) 및 상기 전-희석 투입 유체 라인(15)을 통한 유체 유량들의 합계(Qrep1 + Qpbp)를 상기 후-희석 투입 유체 라인(25)을 통한 유체 유량(Qrep2)으로 나눈 제 3 비율(R3)을 규정하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 또한, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 미리 셋팅된 값 또는 미리 셋팅된 범위를 저장하도록, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 셋팅값 또는 셋팅 범위를 조작자가 입력할 수 있게 허용하도록, 또는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 미리 셋팅된 값 또는 미리 셋팅된 범위를 저장하며 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들(R1, R2, R3) 각각에 대한 셋팅값 또는 셋팅 범위를 조작자가 입력할 수 있게 허용하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혈액 펌프는 상기 혈액 인출 라인의 세그먼트에 따라서 활성적이 되고,
    상기 장치는,
    - 혈액 펌프 세그먼트와 여과 유닛 사이의 혈액 인출 라인(6)에 연결된 전-희석 투입 유체 라인(15),
    - 사용시에, 상기 혈액 펌프 세그먼트의 상류에 위치하는 상기 혈액 인출 라인의 영역 내에서 상기 혈액 인출 라인에 연결된 선택적인 전-혈액 펌프 투입 라인(22),
    - 상기 혈액 복귀 라인(7)에 연결된 후-희석 투입 유체 라인(25),
    - 상기 이차적인 챔버(4)의 유입구에 연결된 투석 유체 라인(19)
    을 포함하고,
    상기 제어 유닛(10)은, 상기 규정된 투여량 값(Dset) 그리고 상기 조작자에 의해서 셋팅된 제 1 유체 유량을 기초로 상기 조작자가 셋팅하지 않은 상기 나열된 투입 라인들의 각각을 통한 유체 유량에 대한 셋팅값을 계산하는 것을 더 포함하는 상기 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  26. 제 20 항에 있어서, 상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는 상기 여과 유닛(2) 상류로 유체를 전달하도록 구성된 유체 교체 라인을 포함하고, 상기 제어 유닛(10)은, 공식, Dosecorr_xxx = Fdilution x Dose_xxx (xxx = eff, conv, dial)에 따라서, 투여량 값에 1보다 작은 희석 인자(Fdillution)를 곱하는 것에 의해서, 전-희석 효과를 고려하기 위해서 상기 규정된 투여량들 중에서 선택된 하나를 교정하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  27. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 유체 유량은 환자로부터의 유체 제거량(Qpfr)이고, 상기 제어 유닛은 환자 유체 제거량(Qpfr)의 셋팅값을 수신하도록, 그리고 상기 수학적 관계식들 중 적어도 2개를 이용하여 투석 액체 유체 라인(27)을 통한 유체 유량(Qdial) 및 상기 투입 유체 라인 또는 라인들(15, 22, 25)을 통한 유체 유량(Qrep1, Qpbp, Qrep2)을 계산하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  28. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한,
    - 상기 혈액 인출 또는 혈액 복귀 라인을 통한 혈액 유량(QBLOOD)에 대한 셋팅값의 조작자에 의한 입력을 허용하는 것, 및
    - 소정 그룹에서 선택된 환자 매개변수의 감지된 값을 기초로 상기 혈액 유량에 대한 셋팅값을 계산하는 것
    으로 이루어진 그룹으로부터의 어느 하나를 더 포함하는 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되고,
    상기 소정 그룹은:
    - 사용시에, 혈액 펌프 상류로 연장된 혈액 인출 라인 부분의 관부(6a)에서 측정된 혈압,
    - 상기 혈액 복귀 라인(7)으로부터 상기 혈액 인출 라인(6)으로 재-순환하는 측정된 혈액 재순환 분율,
    - 혈액 라인들(6, 7) 중 어느 하나에 따라서 측정된 헤모(hemo)-농도의 측정된 값,
    - 필터 반투과성 멤브레인(5)에 걸친 트랜스멤브레인 압력의 측정된 값을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 또한, 혈액 유량(QBLOOD)에 대해 입력된 또는 계산된 셋팅값을 이용하여 혈액 펌프를 제어하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  29. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 셋업 과정은,
    - 혈액 또는 혈장의 유량(QBLOOD; QPLASMA)의 셋팅값,
    - 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)의 단부에 연결된 컨테이너 내에 존재하는 항응고제의 농도(Ccitrate), 및
    - 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통해서 전달되는 상기 항응고제에 대한 규정된 투여량(Dset-citrate)의 함수로서 상기 전-혈액 펌프 투입 유체 라인(22)을 통한 유체 유량(Qpbp)에 대한 셋팅값을 계산하는 것을 더 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  30. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혈액의 체외 처리를 위한 장치는 상기 제어 유닛(10)에 연결된 그래픽 사용자 인터페이스(12)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    - 상기 제 1 유체 유량에 대한 값의 선택을 위해서 사용자에게 프롬프팅하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에서 디스플레이하는 것,
    - 사용자가 선택하고자 하는 수학적 관계식들의 선택을 허용하는 표시를 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이하는 것, 및
    - 수학적 관계식의 선택을 검출하고, 그리고 상기 제 1, 제 2 및 제 3 비율들 중 하나 이상에 대한 셋팅값의 선택을 허용하는 표시를 디스플레이하는 것
    을 더 포함하는 상기 유량 셋업 과정을 실행하도록 구성되는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
  31. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 라인들을 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 상기 조절 수단은 상기 전-희석 투입 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 전-희석 펌프(18), 상기 후-희석 투입 유체 라인을 통한 유동을 조절하기 위한 후-희석 펌프(27), 및 상기 이차적인 챔버의 유입구에 연결된 투석 유체 라인(19)을 통한 유동을 조절하기 위한 투석 유체 펌프(21)를 포함하는 것인 혈액의 체외 처리를 위한 장치.
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