KR20030001433A - 체외의 저 체적 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 수단, 장치, 시스템은 의학적 치료 과정 중에 환자의 순 유체 체적 부족량(net fluid volume deficiency)을 감소시키는 것이다. 본 발명은 환자 내의 유체 체적의 순 변화량을 정확하게 측정하고 정맥 라인을 통해 환자에게 적절한 양의 생물학적 유체를 제공하거나 또는 생물학적 유체가 빼내어지면서 환자에게 혈액 성분을 재순환시켜, 효과적으로 연속적인 과정이 이루어지도록 일괄처리 타입(batch-type) 과정을 수정하고자 하는 것이다. 본 발명의 장치는 하위 구성요소(subcomponent)인 라인, 밸브 수단, 펌프 수단, 로드셀(load cell), 저장 챔버, 원심분리기, 원심분리기 용기(centrifuge bowl)를 포함한다. 본 발명의 시스템은 환자에게 제공되는 유체의 양과 유동율을 정확하게 측정 및 제어하기 위해 다수의 피드백 성분을 가질 수 있다.

Description

체외의 저 체적 처리 시스템{Low extracorporeal volume treatment system}
기술이 발전함에 따라, 의료 전문가들이 인체 내에서 발견되는 정확한 자연적 유체(natural fluid)의 비를 측정할 수 있게 되었다. 그 결과, 의학적 치료 중에, 특히 본원에 참고문헌으로 포함되는 미국 특허 제 5,984,887호와 미국 출원번호 제 08/832,219호에 논의 및 청구된 음파영동(photophoresis)과 같은 치료시에, 이러한 비(ratio)들을 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, UVAR®처리(미국 펜실베이니아 웨스트 체스터 소재의 테라코스, 인코포레이티드)와 같은 처리는 일괄 처리로 환자로부터 혈액을 빼내어, 혈장과 적혈구로부터 백혈구(buffy coat)를 분리하고 생물학적 유체로 대체한다. 그러나, 혈액이 환자로부터 빼내질 때, 체적 부족량이 환자 체내에 발생한다. 이러한 체적 부족량은 노약자 또는 특정한 질환을 겪고 있는 환자에게 특히 치명적인데, 왜냐하면 이들의 혈액이 세포 성분들에 비해혈장의 비율이 높기 때문이다. 이러한 체적 불균형은 원하는 양의 적혈구를 얻기 위해 보다 큰 체적의 혈액이 환자로부터 뽑아 내져야 되게 한다. 이는 낮은 체중과 정상적인 평균 45%보다 상당히 낮은 25 내지 30%의 혈청소(hemocrit) 비율을 가질 수 있는 유아와 병든 아동에게 영향을 미친다. 그러므로, 체내의 순 유체 비의 작은 증분의 변화를 검출할 수 있고 이러하 측정값을 사용하여 의학적 치료 과정 중에 환자로부터 채집 또는 빼내어지는 순 유체 체적이 감소될 수 있을 필요가 있다.
본 발명은 보다 쉽게 정확하게 처리하게 하는 시스템 및 장치에 대한 것이며, 이에 의해 일괄처리 타입(batch-type) 과정이 효과적으로 연속적인 과정이 이루어져, 환자로부터 유체가 제거되어야 하는 의학적 치료 과정 중에 환자 내의 순 유체 체적 부족량(net fluid volume deficiency)을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 체외의 저 체적 처리 시스템의 특정 실시예의 개략도.
도 2는 여러 개의 원심분리기 용기를 사용하는 다른 실시예의 체외의 저 체적 처리 시스템의 개략도.
도 3은 한 개의 니들(needle)의 구성의 다른 실시예의 체외의 저 체적 처리 시스템의 개략도.
도 4는 한 개의 니들의 구성에서 여러 개의 원심분리기 용기를 사용하는 다른 실시예의 체외의 저 체적 처리 시스템의 개략도.
도 5는 체외의 저 체적 처리 시스템에서 사용되는 혈액 제거 및 수송 과정의 순서도.
도 6은 체외의 저 체적 처리 시스템에서 사용되는 프라이밍(priming) 과정의 순서도.
본 발명의 목적은 의학적 치료 과정 중에 환자 내의 순 유체 체적 부족을 감소시키기 위해 생물학적 유체와 하나 이상의 원심분리기 용기를 사용하여, 수정된 일괄처리 타입의 과정을 통해 연속 처리의 효율을 증가시키는 시스템과 장치를 제공하는 것을 포함한다. 다른 목적은 하나의 삽입 장소만이 필요하여 여러 곳의 적절한 삽입 장소를 찾는 어려움을 덜어 주는 것이다.
본 발명은 유체 체적의 작은 증분의 변화량을 검출할 수 있고 연속 처리되게 하여 종래기술의 부적절한 점을 해결한다. 효과적인 일괄 처리 또는 다른 래섬 용기(Lathem bowl) 일괄처리 타입 기술이 사용되어, 의학적 치료 과정 중의 임의의 시점에서 순 유체 체적 부족을 알려 환자로부터 유체가 연속적으로 더해지거나 빼내어지게 하는 연속 처리를 모의실험(simulation)하고, 또한 예를 들어 연속 유동 분리 처리(continuous flow separation treatment)보다 높은 분리 및 처리 효율을 얻는다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 일부는 후술하는 설명에서 제시되며, 일부는설명으로부터 명백하게 알 수 있거나 또는 본 발명을 실시하여 알 수 있다. 본 발명의 목적과 장점들은 특히 첨부된 청구범위에 지적된 구성요소 와 이의 조합을 사용하여 실현 및 획득된다.
본원에서 실시 및 광범위하게 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라 본 발명의 목적을 이루기 위해서, 본 발명은 하나 이상의 실시예에서, 환자 내의 순 유체 체적 변화량을 측정하고 최소의 순 유체 체적 부족을 이루기 위해 환자 내의 순 유체 체적 부족량을 조정하고 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하여 치료 사이클 중에 환자 내의 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량을 감소시키기 위한, 방법, 장치, 및 시스템, 양호한 실시예에서는 자동화된 시스템을 포함할 수 있다.
또한, 순 유체 체적 부족량을 측정하는 것은 저장 챔버의 중량 변화를 측정하도록 설계된 로드셀(load cell)을 사용하여 이루어질 수 있다. 최소의 순 유체 체적 부족량을 얻기 위해 순 유체 체적 부족량을 수정하는 것은 생물학적 유체의 유동을 조정하기 위해 밸브 수단 및/또는 펌프 수단을 사용하여 환자에게 돌아가는 생물학적 유체의 양을 증가 또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 순 유체 체적 부족량을 유지하는 것은 로드셀, 펌프 수단, 밸브 수단 중의 하나 이상을 사용하는 것을 포함할 수도 있다. 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하는 것은 순 유체 체적 부족량을 모니터링하는 것을 또한 포함할 수 있다.
시스템의 자동화는 컴퓨터 시스템에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 시스템은 컴퓨터 프로세서에 커플링된 메모리를 갖는 컴퓨터 프로세서와, 최소의 순 유체 체적 부족량을 얻고, 수정하고 유지하기 위해 구성되는 획득기(obtainer)와 제어기를 포함하는 메모리에 저장된 컴퓨터 프로세스를 포함할 수 있다. 획득기는 로드셀과 연계될 수 있고, 제어기들은 최소의 순 유체 체적 부족량으로 조정하도록 설계된 밸브 수단 및/또는 펌프 수단과 연계될 수 있다. 펌프 수단은 환자에게 전달되는 생물학적 유체의 유동량을 증가 또는 감소시키도록 설계될 수 있다.
다르게는, 최소의 순 유체 체적 부족량을 측정, 조정, 유지하기 위한 시스템은 로드셀, 밸브 수단, 펌프 수단과 통신할 수 있는 제어기일 수 있다. 이러한 제어기는 로드셀, 밸브 수단, 펌프 수단을 제어하는 컴퓨터일 수 있다.
다른 실시예에서, 생물학적 유체는 프라이머 유체(primer fluid)일 수 있다. 바람직하게는 프라이머 유체는 적혈구, 혈장, 또는 적혈구 및 혈장을 함유할 수 있다.
상술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 모두 예시만을 위한 것으로 청구범위와 같은 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 첨부한 도면들은 본 발명의 몇몇 실시예를 예시하며 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
이제 본 발명의 양호한 실시예를 참고하여 본 발명의 양호한 실시예들이 상세히 설명되며, 그 예가 첨부한 도면들에 예시되어 있다.
특정한 실시예에서, 본 발명은 의학적 치료 과정 중에 환자로부터 빼내어진 생물학적 유체의 순 체적을 감소시키는 과정을 돕는 방법, 장치 및 시스템에 대한 것이다. 생물학적 유체는 살아있는 유기체에 포함되거나, 존재하거나 또는 그 안에서 사용되거나 또는 전달되는 유체를 포괄한다. 즉, 생물학적 유체는 체액과, 혈구, 혈장 및 박테리아, 세포 또는 다른 세포 구성요소와 같은 살아있는 유기체를 포함하는 생물학적 성분을 포함하는 다른 유체와 같은 그 성분을 포함할 수 있다. 생물학적 유체는 적혈구, 혈소판, 백혈구, 전구 세포(precursor cell)를 포함하는 전혈 또는 특정한 전혈 성분을 또한 포함한다. 특히, 정상인보다 환자의 체중이 작거나 혈청소 비율이 작은 상황에서는 환자 내에 체적 부족이 발생하지 않게 환자로부터 혈액을 빼낼 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 혈액이 빼내어지거나 또는 혈액의 적혈구와 혈장 부분을 환자에게 재순환시키는 것과 같이 환자에게 프라이머 유체를 가압수송하면 순 유체 체적 부족량이 감소한다. 프라이머 유체에는 생물학적유체와 유사한 조성, 삼투성(osmolality), 점성을 갖는 염성 용액(saline solution), 혈액 성분 또는 다른 생체적합성 또는 무균 용액이 포함될 수 있다.
본 원에 실시 및 광범위하게 설명된 바와 같이 본 발명에 따라 목적을 이루기 위해, 예를 들어, 도 1은 본 발명의 특정한 실시예를 예시한다. 환자(100)에게 연결된 제 1 라인(120)을 포함한다. 라인(120)은 종래의 정맥(intravenous; "IV") 라인 또는 캐뉼러(cannula)와 관련한 니들을 포함할 수 있으며, 상기 니들은 제 1 삽입 장소(101)에서 환자(100)로부터 혈액을 빼내는데 사용된다. 라인(120)은 바람직하게는 4800 rpm+/- 5%의 속도로 작동할 수 있는 원심분리기(160)와 서로 유체가 통한다.
또한, 펌프 수단(205)이 환자로부터(100)로부터 혈액을 뽑아내는 것을 돕기 위해 라인(120) 상에 위치될 수 있다. 이러한 펌프 수단(205)은 예를 들어 연동펌프(peristaltic pump) 또는 캐먼(Kamen) 타입의 펌프와 같은 임의의 타입의 펌프일 수 있다. 펌프 수단(205)은 바람직하게는 +/- 10ml/min의 유동 정밀도로 0 내지 150 ml/min의 범위를 갖는다.
혈액(110)은 환자(100)로부터 라인(120)을 통해 원심분리기(160)로 흐른다. 원심분리기(160)는 라인(120) 상에 위치하고 라인(120)과 유체가 서로 통하고 혈액의 다른 성분으로부터 백혈구를 분리하는 원심분리기 용기(161)를 포함한다. 원심분리기 용기는 바람직하게는 125ml의 유체를 담을 수 있는 일회용 용기이다. 백혈구는 원심분리기 용기(161)로부터 전달되며, 백혈구 챔버(180)에 저장되고, 이 챔버는 라인(121) 상에 위치하고 라인(121)과 유체가 서로 통하며, 여기서 치료받는사람이 음파영동 치료를 대기한다. 라인(121)은 바람직하게는 라인(120)에 사용된 것과 유사한 무균 재료로 이루어지며, 라인(120)을 백혈구 챔버(180)에 연결한다. 백혈구 챔버(180)는 바람직하게는 밀봉된 가요성 무균 챔버이며, 이는 바람직하게는 유체를 더하거나 빼낼 수 있는 수단과 연계된다. 혈장(115)은 원심분리기(160)로부터 라인(130)으로 흐르며, 라인은 바람직하게는 라인(120)으로부터 연장하며 라인(120)과 유체가 서로 통하고, 저장 챔버(170)와 유체가 서로 통한다. 두 라인(120, 130)은 임의의 타입의 가요성 강성 배관(의료용 배관과 같은) 또는 임의의 종류의 저장기(reservoir)로 유체를 유입 또는 유출하기 위한 밀봉된 통로를 제공하는 다른 이러한 장치로 이루어질 수 있으며, 이들은 바라직하게는 일회용이며 살균가능하다. 저장 챔버(170)는 바람직하게는 예를 들어 원심분리기(160)에 의해 채집된 적혈구와 같은 유체를 더하거나 제거하는 수단을 갖고 분리된 적혈구와 혈장을 저장하는 가요성 무균 챔버이다. 저장 챔버(170)는 펌프 수단(200)에 의해 환자(100)로 가압수송될 수 있는 프라이머(예를 들어, 혈액, 농축 적혈구(packed cell), 항-응고제, 염수, 알부민 등)를 담는데 사용될 수도 있다.
로드셀(175)은 라인(130)에 의해 저장 챔버(170)와 연계될 수 있다. 로드셀(175)은 스트레인 게이지 타입의 로드셀이거나 또는 유체의 용량을 잴 수 있게 설계된 임의의 타입의 로드셀일 수 있다. 로드셀(175)은 저장 챔버(170)와 연계되며, 저장 챔버(170)의 무게를 측정하고 제어 시스템(300)에 피드백을 제공할 수 있다. 또한 라인(130) 상에는 밸브 수단이 위치한다. 밸브 수단(190)은 저장 챔버(170)로부터 나오는 혈장, 적혈구의 유동을 제어한다.
펌프 수단(200)은 라인(130) 상에 위치하며 라인(130)과 유체가 서로 통하고, 적절한 재료로 구성된 예를 들어, 연동펌프 또는 캐먼 타입의 펌프와 같은 임의의 타입의 펌프이어서 생물학적 유체를 가압수송하고 시스템의 무균성을 유지할 수 있으며, 바람직하게는 저장 챔버(170)로부터 라인(130, 140, 150)을 통해 환자(100)에게로 연속적으로 유체가 흐를 수 있게 하는 타입이다. 펌프 수단은 바람직하게는 프라이머 유체를 저장 챔버(170)로부터 뽑아내어 적절한 유동율로 프라이머 유체를 환자에게 가압수송하는데 사용되며, 상기 유동율은 순 유체 체적 부족량을 감소시키는데 필요한 유체의 양에 의존한다. 다르게는, 챔버(170, 180)들 사이에 배치되는 미국 특허 제 4,573,992호에 공개된 것과 같은 강성 챔버들을 포함하는 것과 같은, 연속 유동 타입의 펌프 수단이 펌프 수단(200) 대신에 사용될 수 있다. 펌프 수단(200)은 바람직하게는 +/- 10 ml/min의 유동 정확도와 0 내지 150ml/min의 범위를 갖는다. 펌프 수단(200)은 적혈구와 혈장을 포함하는 프라이머 유체를 라인(130)을 통해 도관 접합부(145; conduit juncture)에 가압수송하도록 사용된다.
도관 접합부(145)는 라인(130, 140, 150)을 연결하며, 바람직하게는 라인(120, 130)에 사용된 것과 유사한 무균 재료로 이루어지며, Y-자 형상일 수 있다. 라인(140)은 라인(120)과 도관 접합부(145)와 유체가 서로 통한다. 예를 들어 솔레노이드 밸브 또는 체액의 무균성을 유지할 수 있는 임의의 다른 타입의 밸브일 수 있는 밸브 수단(210)은 라인(140) 상에 위치되고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 라인(120)과 라인(130) 사이에서 혈액(110)의 유동을 제어한다. 라인(150)은도관 접합부(145)와 환자(100)와 유체가 서로 통하고, 라인(130, 140)과 동일한 재료로 이루어질 수 있고, 종래의 정맥 라인 또는 캐뉼러 및 제 2 삽입 장소(102)에서 환자(100)에 연결되는 관련한 니들을 포함할 수 있다. 밸브 수단(220)은 라인(150) 상에 위치되고, 도관 접합부(145)와 환자(100)와 유체가 서로 통한다. 밸브 수단(220)은 환자(100)에게로의 유체(예를 들어, 혈액, 혈장, 적혈구, 또는 프라이머 유체)의 흐름을 제어한다.
본 발명의 특정한 실시예에서, 처리를 정지, 바람직하게는 아주 잠깐 정지할 수 있다. 이러한 정지는 적혈구 및/또는 백혈구가 가득찬 원심분리기 용기(161)로부터 저장 챔버(170) 및/또는 백혈구 챔버(180)로 각각 비워지기 위해 정지되어야 하면 발생한다. 다른 실시예에서, 원심분리기 용기(161) 내의 적혈구들을 저장 챔버(170)로 비워서 일어나는 치료과정의 정지는 도 2에 예시된 바와 같이 부가의 원심분리기 용기들을 구비하여 제거될 수 있으며, 이렇게 부가의 원심분리기 용기를 구비하면, 제 1 원심분리기 용기(161)가 비워지는 동안 부가의 원심분리기 용기(들)로 혈액이 계속 유동할 수 있게 한다. 밸브 수단(185)은 원심분리기 용기(161) 전에 라인(120) 상에 위치하고, 제 1 원심분리기 용기(161)로의 혈액(110)의 흐름을 제어하기 위해 사용된다. 제 2 원심분리기 용기(162)는 라인(125) 상에 원심분리기 용기(161)와 병렬로 조합되어 배치된다. 밸브 수단(186)은 원심분리기 용기(162) 전에 라인(125) 상에 위치하고, 제 2 원심분리기 용기(162)로의 혈액(110)의 흐름을 제어하기 위해 사용된다. 제 1 원심 분리기 용기(161)가 저장 챔버(170)로 비워질 준비가 되었을 때, 밸브 수단(185)이 닫혀, 혈액(110)이라인(125)으로 흐르게 한다. 혈액(110)이 라인(125)을 통해 제 2 원심분리기 용기(162)로 흐른 다음에, 이 혈액이 각 성분들로 분리된다. 제 2 원심분리기 용기(162)가 저장 챔버(170)로 비워질 준비가 되었을 때, 밸브 수단(186)이 닫히고 밸브 수단(185)이 열려, 혈액(110)이 제 1 원심 분리기 용기(161)로 흐르게 한다.
원심 분리기 용기들은 예를 들어 진공을 공급하는 것에 의한 것과 같은 임의의 수용가능한 수단에 비워질 수 있고, 원심 분리기 용기의 내용물들이 챔버로 뽑아내지고 이 내용물이 다른 챔버 또는 다른 수용가능한 소스(source)로부터의 무균 공기(sterile air)로 대체된다. 예를 들어, 도 2에 예시된 시스템에서, 무균 공기가 저장 챔버(170) 또는 백혈구 챔버(180)로부터 공급될 수 있고, 원심분리기 용기의 나머지 챔버로부터 진공이 뽑아내질 수 있다. 이러한 공기 및 챔버 내용물의 흐름을 위한 부가적인 또는 개별적인 경로를 위해, 예를 들어, 저장 챔버(170)와 제 1 원심 분리기 용기(161) 사이와 같은 부가적인 도관(들)이 구비될 수 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서는, 하나의 삽입 장소만이 요구된다. 이는 노약자가 질병의 증상 또는 영향으로 인해 정맥의 난조(IV difficult)로 혈액을 뽑아내는 정맥이 약해지거나 또는 쇠약한 경우에 유용하다. 도 3에 예시한 바와 같이, 하나의-니들 구성이 사용되어 적절한 삽입 장소를 찾는 어려움을 덜 수 있다. 삽입 장소(101)와 라인(120)과 유체가 서로 통하는 본 실시예에 대해 예를 들어, 이중 캐뉼러 니들(dual cannula needle)이 사용될 수 있다. 혈액(110)은 정맥 니들의 제 1 캐뉼러를 통해 그리고 라인(120)을 통해 원심분리기(160)로 흐른다. 일단 로드셀(175)에 의해 지시된 바와 같은 환자 내의 순 체적 부족을 방지하거나 또는수정하기 위해 프라이머 유체가 필요하면, 본 실시예의 시스템 및 장치는 유체가 펌프 수단(200)을 지나갈 때까지 상술한 실시예와 유사하게 작동한다.
생물학적 유체가 펌프 수단(200)을 지나 흐른 후에, 라인(130)을 통해 계속 흐른다. 밸브 수단(210)은 라인(130)과 유체가 서로 통하고, 환자(100)에게 되돌아 가는 유체의 흐름을 조절하기 위해 사용된다. 유체는 삽입 장소(101)에서 정맥 바늘의 제 2 캐뉼러를 통해 환자(100) 내로 들어간다.
도 4는 도 2에서와 같은 방식으로 적혈구를 원심분리기 용기(161)로부터 저장 챔버(170)로 비워 발생되는 치료과정의 중지를 없애는, 본 발명의 다른 대안적 실시예를 예시한다. 도 2와는 대조적으로 도 4는 도 3과 같이 하나의 니들로 구성되며, 이 실시예가 사용되어 적절한 삽입 장소들을 찾는데 드는 곤란함을 덜어줄 수 있다. 종종, 질병 때문에, 환자의 정맥이 약해지거나 또는 쇠약해질 수 있는데 이는 혈액을 정맥으로부터 뽑아내거나 분배하는 것을 어렵게 할 수 있다. 하나 이상의 정맥이 필요할 경우, 튼튼한 정맥을 찾는데 드는 곤란함이 커진다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예의 혈액을 뽑아 내는 것 및 수송하는 부분을 예시하는 순서도이다. 우선, 단계(1000)에서, 혈액이 제 1 삽입 장소(101)를 통해 환자(100)로부터 채집되고 라인(120)으로 흐른다. 단계(1010)에서 라인(120) 내에 혈액이 있는 것이 눈으로 또는 전자적으로 검출되면, 밸브 수단(210)이 단계(1020)에서 닫힌다. 그 다음에, 혈액이 원심분리기 용기(161)에 의해원하는 3가지 성분(혈장, 적혈구, 백혈구)으로 분리되기 위해 원심분리기(160)로 흘러들어간다. 혈장(115)은 바람직하게는 자동적으로 원심분리기(160)로부터 저장챔버(170)로 유동한다. 백혈구와 적혈구는 원심분리기 용기(161)가 가득 차고 그 구성요소가 수작업으로 제거될 때까지 원심분리기 용기(161) 내에 남아있다. 제거시에, 백혈구는 백혈구 챔버(180)로 비워지며, 여기서 처리되기를 기다린다. 적혈구는 저장 챔버(170)로 비워진다.
단계(1040)에서, 로드셀(175)은 저장 챔버(170)의 중량을 측정한다. 저장 챔버(170)의 무게의 어떠한 변화라도 환자 내의 순 체적의 변화량을 나타낸다. 저장 챔버(170)의 무게가 늘어나는 쪽으로 변화하면, 밸브 수단(190, 220)이 단계(1050)에서 열린다. 단계(1060)에서, 저장 챔버(170) 내에 담긴 유체는 로드셀(175)에 의해 도시된 바와 같이 저장 챔버(170)의 무게의 증분량에 따라 라인(130)으로 가압수송된다. 단계(1070)에서, 프라이머가 펌프 수단(200)에 의해 도관 접합부(145)와 밸브 수단(220)을 통해 가압수송되고, 라인(150)과 제 2 삽입 장소(102)를 경유하여 환자에게 되돌아간다. 저장 챔버(170)의 무게가 감소하는 쪽으로 변화하면 밸브 수단(190)이 닫히고, 환자내 순 유체 체적이 부족함을 나타내는, 저장 챔버(170)의 중량 변화가 양(+)으로 변화할 때까지 유체가 저장 챔버(170) 내에 모인다.
상술한 시스템 메커니즘은 바람직하게는 전자적으로 작동되는 밸브 수단(190, 210, 220)과 펌프 수단(200)의 수단을 제공하고 전자 회로와 임의의 필요한 계기(indicator)에 커플링된 마이크로프로세서와 제어 신호를 명령하기 위한 입력 장치를 또한 포함하는 디지털 제어 시스템(300)에 의해 작동된다. 제어 시스템(300)은 가능한 압력 계기, 유량 지시계(flow indicator), 밸브 수단, 마이크로프로세서 및 다른 전자 데이터 전달 수단과 데이터를 주고받을 수 있고, 특정한 용도에서 필요한 제어 및 정보의 정도에 따라 다양한 방식으로 설정될 수 있다.
제어 시스템(300)은 환자에게 분배되는 유체의 레벨에 관한 데이터를 얻고, 전체 과정을 모니터하기 위해 선택적으로 배치된다. 그 다음에, 사용자가 통계 분석을 위해 정보를 다운로드하고 유지보수를 위한 시스템 진단 정보를 얻는다. 이러한 장치는 순 유체 체적 부족량, 메커니즘 보정(calibration), 오차 허용범위(error tolerance) 등을 측정하는데 제어 시스템에 의해 사용되는 다양한 변수를 사용자가 수정할 수 있게 하는 설정(setup) 프로그램을 포함할 수 있다. 이 장치는 관련한 임의의 장치의 사용시의 사전 교정(preliminary calibration)을 자동화하거나 또는 사용자에게 안내하는 수단을 또한 구비할 수 있다.
마이크로프로세서는 바람직하게는 동시에 다수의 치료 변수를 제어할 수 있다. 의학적 치료 과정에 중요한 기능들은 바람직하게는 예비(back-up) 회로에 의해 2중으로(redundantly) 모니터링된다. 처리중의 메모리는 배터리를 함께 갖는 메모리에 치료 변수에 관한 정보를 계속 지니고 있어, 일시적으로 전원이 나가는 경우에 의학적 치료 과정을 계속 할 수 있다. 제어 시스템(300)과 기계적 시스템 간의 모든 통신은 바람직하게는 우선 작동 버튼(positive action button)과 문자 숫자 식의 메시지 센터로 중앙집중화된다. 마이크로프로세서에 의해 제어되는 채집 및 분배되는 유체 체적은 바람직하게는 알기 쉽게 표시된다. 제어장치들은 의학적 치료 과정의 상태를 한눈에 알 수 있도록 배치될 수 있다.
이러한 제어 시스템(300)과 그 작동은 전화선에 의한 모뎀 접속이나 또는 인터넷을 통한 통신을 사용하는 것을 포함하여, 원격으로 모니터링 및 제어될 수 있다. 또한, 환자의 상태 또는 의학적 치료 과정에 관한 데이터는 인터넷 또는 다른 네트워크 시스템 연결을 통해 제어 시스템(300)에 직접 입력값으로 사용하기 위해 다운로드 받을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 당업자가 본 명세서를 읽고 본 원에 공개된 본 발명을 실시하여 명확히 알 수 있을 것이다. 본 명세서와 실시예들은 예시만을 위한 것으로, 본 발명의 범위 및 진의는 하기의 청구범위에 의해 나타난다.

Claims (52)

  1. 의학적 치료 과정 중에 환자의 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량(net fluid volume change)을 감소시키는 방법에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 변화량을 측정하는 단계와,
    최소의 순 유체 체적 부족이 얻어지도록 상기 환자의 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계와,
    상기 조정 단계 후에 상기 환자 내의 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하는 단계를 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 변화량 측정 단계는 로드셀과 연계되어 챔버의 무게 변화를 측정하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 상기 환자에게 되돌아가는 생물학적 유체의 양을 감소시키는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 생물학적 유체는 프라이머 유체(primer fluid)를 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에 적혈구와 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에 적혈구가 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 상기 환자에게 되돌아가는 생물학적 유체의 유동량을 증가시키는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 생물학적 유체는 프라이머 유체를 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구와 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구가 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 생물학적 유체의 유동률을 변화시키기 위해 밸브 수단을 제어하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 생물학적 유체의 유동률을 변화시키기 위해 펌프 수단을 제어하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 상기 생물학적 유체의 유동률을 증가시키기 위해 펌프 수단을 제어하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 상기 생물학적 유체의 유동률을 감소시키기 위해 펌프 수단을 제어하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 생물학적 유체에는 프라이머 유체를 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구와 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구가 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 상기 생물학적 유체의 유동률을 증가시키기 위해 상기 밸브 수단을 제어하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 단계는 상기 생물학적 유체의 유동률을 감소시키기 위해 상기 밸브 수단을 제어하는 것을 포함하는 생물학적 유체의 순유체 체적 변화량 감소 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 생물학적 유체에는 프라이머 유체가 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구와 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구가 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 혈장이 더 포함되는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지하는 단계는 상기 최소의 순 유체 체적 부족량을 조정하기 위해 상기 순 유체 체적 부족량을 모니터링하는 것을 더 포함하는 생물학적 유체의 순 유체 체적 변화량 감소 방법.
  28. 환자의 순 유체 체적 부족량을 감소시키기 위한 의학적 치료 과정을 조절하는 시스템에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 변화량을 측정하기 위한 수단과,
    최소의 순 유체 체적 부족량이 얻어지도록 상기 환자의 순 유체 체적을 조정하는 수단과,
    상기 환자 내의 상기 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하기 위한 수단을 포함하는 치료과정 조절 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 변화량을 측정하기 위한 수단에 로드셀이 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적을 조정하는 수단에 밸브 수단이 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 환자의 순 유체 체적을 조정하는 수단은 생물학적 유체의 유동을 증가 또는 감소시키기 위한 펌프 수단을 포함하는 치료과정 조절 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 생물학적 유체에 프라이머 유체가 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구와 혈장이 더 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구가 더 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 혈장이 더 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  36. 제 28 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하는 수단은 생물학적 유체의 유동을 증가 또는 감소시키기 위한 밸브 수단을 포함하는 치료과정 조절 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 생물학적 유체에 프라이머 유체가 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구와 혈장이 더 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 적혈구가 더 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 프라이머 유체에는 혈장이 더 포함되는 치료과정 조절 시스템.
  41. 제 28 항에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 변화량을 측정하기 위한 수단은 로드셀을 포함하고,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 부족량을 조정하기 위한 수단은 로드셀, 펌프 수단, 밸브 수단을 포함하고,
    상기 환자 내의 상기 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하기 위한 수단은 로드셀, 펌프 수단, 밸브 수단을 포함하는 치료과정 조절 시스템.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 부족량을 조정하기 위한 수단은 상기 로드셀, 상기 밸브 수단, 상기 펌프 수단과 통신하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 로드셀, 상기 밸브 수단, 상기 펌프 수단을 조절 및 제어하는 컴퓨터를 포함하는 치료과정 조절 시스템.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하기 위한 수단은 상기 로드셀, 상기 밸브 수단, 상기 펌프 수단과 통신하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 로드셀, 상기 밸브 수단, 상기 펌프 수단을 조절 및 제어하는 컴퓨터를 포함하는 치료과정 조절 시스템.
  44. 환자의 순 유체 체적 부족량을 감소시키기 위한 의학적 치료 과정을 조절하는 컴퓨터 시스템에 있어서,
    컴퓨터 프로세서와,
    컴퓨터 프로세서에 작동가능하게 커플링된 메모리와,
    컴퓨터 프로세서에서 실행되며 상기 메모리 내에 저장되는 컴퓨터 프로세스를 포함하며,
    상기 프로세스는 상기 환자 내의 순 유체 체적 부족량을 얻도록 설정된 획득기(obtainer)와,
    최소의 순 유체 체적 부족량을 얻기 위해 상기 환자 내의 순 유체 체적 부족량을 조정하도록 설정된 제 1 제어기와,
    상기 환자 내의 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하도록 설정된 제 2 제어기를 포함하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 환자 내의 순 유체 체적 부족량을 얻도록 설정된 획득기는 로드셀을 포함하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하도록 설정된 제 1 제어기는 밸브 수단을 제어하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  47. 제 44 항에 있어서,
    상기 순 유체 체적 부족량을 조정하도록 설정된 제 1 제어기는 펌프 수단을 제어하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  48. 제 44 항에 있어서,
    상기 환자 내의 최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하도록 설정된 제 2 제어기는 로드셀을 제어하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  49. 제 44 항에 있어서,
    최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하도록 설정된 제 2 제어기는 밸브 수단을 제어하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  50. 제 44 항에 있어서,
    최소의 순 유체 체적 부족량을 유지하도록 설정된 제 2 제어기는 펌프 수단을 제어하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  51. 제 44 항에 있어서,
    상기 제 1 제어기는 로드셀, 밸브 수단, 펌프 수단과 통신하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
  52. 제 44 항에 있어서,
    상기 제 2 제어기는 상기 로드셀, 상기 밸브 수단, 상기 펌프 수단과 통신하는 치료과정 조절용 컴퓨터 시스템.
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