KR20110042189A - 접속 분리를 검출하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20110042189A
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KR
South Korea
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blood
patient
flow
connection device
pressure
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KR1020117003759A
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마이클 이 호가드
Original Assignee
백스터 인터내셔널 인코포레이티드
박스터 헬쓰케어 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

투석 시스템은, 혈액 필터(26); 혈액 필터(26)의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프(50a, 50b); 혈액 필터(26)의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프(22a, 22b)로서, 혈액을 펌핑하기 위해 사이클을 이루어 이동되는 다이아프램(28)을 포함하고, 상기 사이클은 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖는, 혈액 펌프(22a, 22b); 혈액 필터(26)의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치(20)로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치(20)가 환자(12) 내에 삽입된 때 속성의 제1 특성 및 환자 접속 장치(20)가 환자(12)로부터 이탈된 때 상기 속성의 제2 특성을 갖는, 환자 접속 장치(20); 및 파라미터의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치(20)가 환자(12)로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기(100)를 포함한다.

Description

접속 분리를 검출하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING ACCESS DISCONNECTION}
본 발명은 일반적으로 의료용 환자 접속 분리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 투석 요법 도중 바늘 또는 카테터 이탈(dislodgment)의 검출과 같은 환자 접속 분리의 검출에 관한 것이다.
도 1은 공지된 접속 분리 구성을 도시한다. 동맥 바늘(16)을 거쳐 환자에 연결된 동맥 라인(14)을 통해 환자의 팔(12)로부터 혈액이 흡인된다. 혈액은 치료된 후에 정맥 라인(18) 및 정맥 바늘(20)을 거쳐 환자에게 귀환된다. 바늘(16, 20)은 실제로는 환자의 동맥 및 정맥 중 하나와 유체 연통되게 배치되는 션트(shunt)(22)에 연결된다. 치료 중 동맥 라인(14)의 우발적인 분리는 이것이 단순히 혈액 펌프로의 혈액 공급원을 제거하기 때문에 심각하지 않다. 치료 중 정맥 라인(18)의 접속 분리는, 동맥 라인(14)은 혈액 펌프로의 혈액 공급을 유지시키는 반면에, 정맥 라인(18)은 환자 외부의 위치로 혈액을 귀환시키기 때문에 심각한 문제이다.
환자 내에 삽입된 바늘 또는 바늘들을 거쳐 환자에 연결된 체외 시스템과 환자 사이의 혈액 전달과 같은, 환자로의, 환자를 통한, 및/또는 환자로부터의 유체의 전달에 다양한 상이한 의료법이 관계된다. 예를 들어, 혈액 투석, 혈액 여과 및 혈액 투석 여과는 모두 환자의 혈액으로부터 폐물, 독소 및 잉여 수분(excess water)을 제거하는 치료이다. 이들 치료 중, 환자는 체외 회로 및 기계에 연결되고, 환자의 혈액은 이 회로 및 기계를 통해 펌핑된다. 폐물, 독소 및 유체가 환자의 혈액으로부터 제거되고, 혈액은 다시 환자 내로 주입된다.
이들 치료에서, 환자의 혈액이 체외 기계로 및 체외 기계로부터 수송될 수 있도록 바늘 또는 유사한 접속 장치가 환자의 혈관계 내에 삽입된다. 전통적인 혈액 투석, 혈액 여과 및 혈액 투석 여과 치료는 수 시간 동안 계속될 수 있고, 일반적으로 주당 약 3 내지 4회 치료 센터 내에서 수행된다. 센터내 치료에서, 예를 들어 혈액 투석을 받는 환자는 바늘 이탈을 검출하기 위해 시각적으로 모니터된다. 그러나, 바늘은 환자 또는 의료진에게 잘 보이지 않을 수 있으며(예컨대, 바늘은 담요에 의해 가려질 수 있음), 따라서 이는 검출 및 적시의 대응을 지연시킬 수도 있다.
또한, 향상된 삶의 질, 질병률 및 사망률 둘 모두의 관측된 감소 및 센터내 치료에 대한 보다 낮은 비용에 비추어, 재택 혈액 투석과 같은, 자가 치료 및 재택 요법에 대한 새로운 관심이 일고 있다. 이러한 재택 요법(혈액 투석이든지 혈액 여과이든지 혈액 투석 여과이든지 여하간에)은 낮, 저녁 또는 밤에 수행될 수 있다. 감독되지 않거나 잠들어 있는 경우에는, 간병인이 없고 심지어는 환자도 이탈을 알아차리지 못할 수도 있기 때문에, 이탈 위험성이 증가한다.
혈액 투석시 바늘 이탈을 검출하기 위한 다양한 시스템이 존재한다. 예를 들어, 둘 모두 발명의 명칭이 "접속 분리 시스템 및 방법(Access Disconnection Systems And Methods)"이고 본 출원의 양수인에게 양도된 미국 특허 제7,022,098호("'098 특허") 및 제7,052,480호("'480 특허")는 혈관 접속 바늘에 연결된 체외 투석 회로의 전기 임피던스를 측정하는 접속 분리 시스템을 개시한다. 외부 전압 또는 전류 공급원이 약한 전류[예컨대, 2.5 ㎂(μ-Amp) 미만]를 혈류 내에 주입하도록 사용된다. 여기에서, 환자가 접지에 연결된 때(예컨대, 진료소 및 가정에서 발견되는 접지 장치를 통해), 임피던스 시스템의 감도가 감소될 수 있다.
전류를 체외 회로 내에 주입하는 시스템과 관련된 다른 문제점은 혈액 치료 시스템의 일회용 부분에 대한 접점의 부가를 포함한다. 일회용 부분 내에 배치되는 금속 부재는 제조 곤란성 및 비용을 가중시킨다.
따라서, 개선된 혈액 접속 분리 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 바늘 또는 캐뉼러가 환자로부터 제거된 시점을 결정하기 위한 시스템 및 방법을 기술한다. 이 시스템 및 방법의 한가지 주요 용도는, 환자로부터 혈액을 제거하고 귀환시키며, 혈액을 어떤 방식으로 치료하고, 혈액을 환자에게 귀환시키는 혈액 치료에 관한 것이다. 예를 들어, 혈액 투석("HD"), 혈액 여과("HF"), 혈액 투석 여과("HDF") 및 지속적 신대체 치료("CRRT") 시스템 각각은 환자로부터 혈액을 제거하고, 혈액을 여과시키며, 혈액을 환자에게 귀환시킨다. 이들 혈액 치료 외에, 본 명세서에서 논의되는 접속 분리 시스템 및 방법은, 혈액이 환자로부터 제거되고 산소 공급되며 환자에게 귀환되는 심폐 우회술에 사용될 수도 있다. 또한, 이 접속 분리 시스템 및 방법은 약물 또는 약제가 공급원으로부터 환자에게 주입되는 몇몇 의료 전달 시스템과 같은 단일 바늘 시스템과 함께 사용될 수도 있다. 또한, 이 접속 분리 시스템 및 방법은 예컨대 혈소판, 혈장, 적혈구 또는 세포 아형(cell subpopulation)을 분리시키기 위해, 단일 또는 이중 바늘 성분채집(aphaeresis) 또는 다른 혈액 분리 및/또는 채혈 시스템에 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 논의되는 실시예들은 다이아프램 혈액 펌프를 사용하여 시험되었다. 그러나, 본 시스템 및 방법의 각각에 다이아프램 펌프가 요구되지는 않는 것으로 인식하여야 한다. 그러나, 본 시스템 및 방법의 각각은 유체 유동을 주기적으로 정지시킨다. 적어도 한가지 유형의 공압식으로 제어되는 다이아프램 혈액 펌프의 경우에, 다이아프램은 완전한 스트로크가 일어났음을 보장하기 위해, 그리고 일 실시예에서, 방금 다이아프램 펌프 챔버 내로 흡인되었거나 챔버 외부로 밀어내어진 유체의 체적을 계산하기 위해 펌프 스트로크의 종료시 정지된다. 무-유동(no-flow)의 주기[또는 스트로크 종료(end-of-stroke: "EOS") 시간]는 접속 분리가 일어났는지를 결정하는 데 사용된다. 대안적으로 연동 혈액 펌프(peristaltic blood pump)가 사용될 수도 있다. 여기에서, 유체 유동은 접속 분리가 일어났는지를 결정하기 위해 자주(예컨대, 매 5 회전마다 한번) 정지되거나 방향전환된다.
제1 주요 실시예에서, 시스템은 무-유동 주기의 길이를 측정한다. 이 시스템은 접속 분리를 지시하는 주기의 연장을 찾기 위해 사이클간 또는 스트로크간 무-유동 주기를 모니터한다. 일련의 실험에서, 시스템은 접속 분리가 일어났을 때 무-유동 주기의 길이가 연장되었고 이러한 연장이 접속 분리를 신뢰성 있게 예측하기에 충분히 유의적이었음을 보였다.
무-유동 주기는 다수의 상이한 방식으로 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템은 혈액이 유동하고 있는지 아닌지를 측정하는 유체 유량 센서(fluid flow sensor)를 채용한다. 이 유량 센서는 비침습성 센서(non-invasive sensor)일 수 있다. 본 명세서에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 무-유동 주기가 예컨대 1초로 짧으면, 시스템 유연성(compliance)(혈액 튜브의 신축성)으로 인해 무-유동 주기 중 아마도 적은 혈류가 있을 것이다. 따라서, 유량 센서는 아주 정확할 필요는 없지만, 이것은 보다 높은 유량과 보다 낮은 유량을 식별할 수 있을 필요가 있다. 낮은 유량[또는 무-유량(no-flowrate)으로 소산하는 낮은 유량]이 감지되는 시간은 무-유동 시간으로 간주된다. 시스템이 밸브 사이클 시간을 알고, 따라서 무-유동 주기의 종료 시간을 알기 때문에, 시스템은 실제로는 무-유동 주기가 종료될 때까지 대기할 필요가 없는 것으로 인식하여야 한다. 따라서, 시스템은 유동 정지가 감지되자마자 무-유동 주기를 계산할 수 있어, 응답 시간 및 감도를 증가시킬 수 있다.
혈액 펌프가 공압 또는 공기 압력에 의해 구동되는 다이아프램 펌프일 때, 무-유동 주기는 대안적으로 구동 압력에서 취한 압력 판독치로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 양압(positive pressure)이 다이아프램에 인가될 때, 다이아프램은 유체 또는 혈액을 펌프 챔버 외부로 밀어내도록 움직인다. 결국, 모든 유체가 챔버로부터 밀어내어졌을 때, 다이아프램은 챔버의 유체측 벽에 맞대어져 막혀진다. 이것이 일어날 때, 공기측 압력 센서는 무-유동 주기의 시작을 지시하는 압력 급상승(pressure spike)을 감지한다. 결국, 시스템은, 다이아프램을 유체 벽으로부터 떨어지게 흡입하고 유체 또는 혈액을 챔버 내로 흡인하기 위해 음압(negative pressure)이 인가되도록 밸브를 스위칭한다.
시스템은 밸브가 음의 구동 압력으로 스위칭되는 때를 설정하고 따라서 이를 알고 있기 때문에, 시스템은 무-유동 주기의 종료를 표시하기 위해 음압 검출을 기다릴 필요가 없다. 즉, 시스템은 무-유동 주기의 종료를 이미 알고 있어, 양압 급상승이 감지되자마자 무-유동 주기의 길이를 계산할 수 있다. 따라서, 시스템은 양압 급상승이 감지되자마자 바늘 상태를 결정하거나 추측할 수 있으며, 이는 환자 정맥 압력 시험과 같은 추가 시험을 촉진시킬 수 있다. 그러나, 필요한 경우에, 공기측 압력 센서는, 음압을 검출하여 무-유동 주기의 종료를 표시하도록 사용될 수 있다.
다른 대안적인 실시예에서, 혈액 펌프의 하류측에 배치되는 유체 압력 센서가 무-유동 주기를 결정하는 데 사용된다. 여기에서, 모든 혈액이 챔버 외부로 강제로 밀어내어지도록, 다이아프램이 챔버의 유체측 벽에 맞대어져 폐쇄될 때, 하류 유체 또는 혈액 압력 센서는 무-유동 주기의 시작을 지시하는 압력 강하를 감지한다. 여기에서도 역시, 시스템은 공압식 밸브가 충진을 위해 다이아프램에 음압을 인가하도록 스위칭되는 때를 이미 알고 있어, 무-유동 주기의 종료를 표시하기 위해 이러한 사건(event)을 기다릴 필요가 없다. 따라서, 무-유동 주기 및 바늘 접속 상태는 하류 유체 압력 센서가 유체 압력 강하를 감지하자마자 결정(또는 적어도 지시)될 수 있다.
필요한 경우에, 무-유동 주기의 종료를 신호로 알리기 위해 음의 혈액 충진 압력을 감지하도록 상류 유체 압력 센서가 사용될 수도 있다. 하류 유체 압력 센서(그리고 가능하게는 상류 센서)는 투석 기구에 의해 가동되는 일회용 카세트 내에 통합되는 유체측 구성요소를 구비할 수 있다.
제2 주요 실시예에서, 시스템은 혈류가 다이아프램 사이클 사이에서 일시적으로 정지될 때(또는 연동 펌프 유동이 일시적으로 정지되거나 방향전환될 때) 정맥 라인 압력을 모니터한다. 다른 일련의 실험에서, 펌프 사이클의 무-유동 주기 중 정맥 라인 압력은 정맥 바늘이 이탈되었을 때 감소하는 것으로 나타났다. 여기에서도, 압력 변화는 바늘 이탈을 신뢰성 있게 예측하기에 충분히 유의하였다.
정맥 유체 압력 감지에 사용되는 센서는, 카세트 기반이고 정맥 접속부의 상류에 배치되는 유체 구성요소를 또한 구비할 수 있다. 무-유동시 유체 압력이 떨어질 것이고, 이것은 환자의 내부 혈압으로 떨어질 것으로 예측된다. 그 대신에, 정맥 압력이 환자의 이전에 측정된 혈압 미만으로, 즉 대기압(더하기 유연성으로 인한 잔압)으로 떨어질 때, 시스템은 이탈을 감지한다.
무-유동 주기 중 이루어지는 측정을 향상시키도록 소프트웨어를 변경시키는 것도 의도된다. 예를 들어, 시스템은 측정이 경고 사건을 잘못 유발시키지 않도록 보장하기 위해 접속 분리가 일어난 것으로 보일 때 추가의 주기를 기다리는(무-유동 주기를 연장시키는) 알고리즘을 채용할 수 있다. 정맥 라인 압력 저하가 감지될 때 무-유동 주기를 연장시키는 것은 측정 감도를 증가시키며(유연성이 소산될 수 있게 함), 이는 접속 연결된 정맥 라인 압력과 접속 분리된 정맥 라인 압력 사이의 더욱 급격한 차이를 산출한다. 대안적으로, 무-유동 주기는 접속 연결된 때 정상 작동 중에도, 정확한 압력 판독치가 취해진 것을 보장하기에 충분한 시간으로 항상 연장된다.
무-유동 주기의 길이 및 정맥 라인 압력 둘 모두가 모니터되도록 위의 두 주요 실시예를 조합하는 것도 의도된다. 이 두 검출 방법은 중복성을 제공하도록 동시에 수행될 수 있다. 시스템은 예를 들어 연장된 무-유동 주기의 검출이 혈액 펌프 무-유동 시간을 연장시켜, 연장된 주기 동안 정맥 라인 압력이 측정될 수 있도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 예측된 "무-유동" 정맥 라인 압력보다 낮은 압력과 함께 연장된 무-유동 검출은 연장된 정맥 라인 압력 모니터링 주기를 유발하여, 시스템은 예측된 정맥 라인 압력보다 낮은 압력을 찾을 수 있어, 접속 분리가 일어났음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이점은 개선된 접속 분리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 비침습성인 접속 분리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 혈액 회로 내에 도입될 전기 신호를 필요로 하지 않는 접속 분리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 다이아프램 펌프의 기존 무-유동 주기로 작동하는 접속 분리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 시스템 다이아프램 및 연동 펌프로 작동가능한 접속 분리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 이점은, 환자에게 보이지 않는 접속 분리 시스템, 즉 시스템의 작동을 위해 환자가 어떠한 조치도 취할 것을 필요로 하지 않고 환자가 시스템을 작동불능하게 할 수 없는 시스템을 제공하는 것이다.
추가적인 특징 및 이점이 본 명세서에 기재되고, 하기의 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 환자 혈액 접속 연결부의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 접속 분리 시스템 및 방법으로 작동하는 투석 시스템(상용 및 시험 장비용 둘 모두)의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 접속 분리 시스템 및 방법을 도시한 혈액 회로의 정맥 라인 부분의 일 실시예의 간략화된 개략도이다.
도 4는 하나의 다이아프램 펌프의 작동과 관련된 유동 및 무-유동 주기를 도시한 개략적인 타임라인(timeline)이다.
도 5a 및 도 5b는 접속 분리를 검출하기 위해 무-유동 주기를 측정하는 효과를 도시한 표이다.
도 6은 하나의 혈류량에 대한 정맥 라인 압력, 환자 정맥 접속 압력(환자의 혈관 접속부 내의 실제 압력) 및 스트로크 종료 시간 설정에 미치는 접속 분리의 영향을 도시한 그래프이다.
도 7은 다른 혈류량에 대한 정맥 라인 압력, 환자 정맥 접속 압력 및 스트로크 종료 시간 설정에 미치는 접속 분리의 영향을 도시한 그래프이다.
도 8은 또 다른 혈류량에 대한 정맥 라인 압력, 환자 정맥 접속 압력 및 스트로크 종료 시간 설정에 미치는 접속 분리의 영향을 도시한 그래프이다.
도 9는 또 다른 혈류량에 대한 정맥 라인 압력, 환자 정맥 접속 압력 및 스트로크 종료 시간 설정에 미치는 접속 분리의 영향을 도시한 그래프이다.
도 10은 또 다른 혈류량에 대한 정맥 라인 압력, 환자 정맥 접속 압력 및 스트로크 종료 시간 설정에 미치는 접속 분리의 영향을 도시한 그래프이다.
이제 도면들, 특히 도 2를 참조하여 살펴보면, 시스템(10)은 본 발명의 접속 분리 시스템("ADS") 및 방법을 채용하기 위한 한가지 가능한 혈액 요법 치료 시스템을 도시한다. 시스템(10)은 동맥용 환자 접속 장치(16) 및 정맥용 환자 접속 장치(20)를 거쳐 환자(12)에 연결된다. 환자 접속 장치(16, 20)는 예를 들어 바늘 또는 캐뉼러이다. 동맥용 환자 접속 장치(16)는 동맥 라인(14)에 유체 연통가능하게 연결된다. 정맥용 환자 접속 장치(20)는 정맥 또는 귀환 라인(18)에 유체 연통가능하게 연결된다. 라인(14, 18)을 거쳐 형성된 혈액 회로는 추가의 공기 트랩, 압력 센서, 혈액 누출 검출기, 라인 클램프 등과 같은, 당업자에게 공지된 추가의 구성요소를 구비할 수 있다. 시스템(10)의 구성은 또한 아래에서 논의되는 결과를 제공하는 시험을 수행하는 데 사용되는 구성요소를 도시한다.
도시된 실시예에서, 한 쌍의 다이아프램 혈액 펌프(22a, 22b)가 도시된 바와 같은 밸브(24a 내지 24d)를 거쳐 동맥 라인(14)에 연결된다. 펌프(22a, 22b)는 대안적으로 또는 추가적으로 동맥 라인(14)에 도시된 밸빙(valving) 장치를 거쳐 정맥 라인(18)과 유체 연통되게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 펌프(22a, 22b)는, 하나의 펌프가 유체를 혈액 필터 또는 투석기(26)로 밀어내는 반면에 다른 하나의 펌프는 환자(12)로부터 동맥용 접속 장치(16) 및 동맥 라인(14)을 거쳐 혈액으로 충진되도록 서로 상이한 위상으로 펌핑한다. 다음 사이클에서, 혈액 펌프는, 제2 펌프가 투석기(26)로 펌핑하는 반면에 제1 펌프는 환자(12)로부터의 혈액으로 충진되도록 작동을 스위칭한다. 환자(12)로부터의 혈액으로 충진하기 위해, 펌프(22a, 22b)에 대해 각각 밸브(24a) 또는 밸브(24c)는 폐쇄되는 반면에 밸브(24b) 또는 밸브(24d)는 개방된다. 혈액 필터(26)로 펌핑할 때, 펌프(22a, 22b)에 대해 각각 밸브(24b) 또는 밸브(24d)가 폐쇄되는 반면에 밸브(24a) 또는 밸브(24c)가 개방되도록 밸브 상태가 스위칭된다. 펌프(22a, 22b)의 각각 내에 위치되는 다이아프램(28)의 상세한 작동이 아래에서 논의된다.
도시된 실시예의 시스템(10)은 다이아프램 펌프(22a, 22b) 내의 다이아프램(28)을 구동시키는 데 양압 공급원(30a) 및 음압 공급원(30b)을 사용한다. 혈액을 각각의 혈액 펌프로부터 각각 밸브(24c 또는 24a)를 통해 투석기(26)로 밀어내기 위해, 밸브(24e, 24h)는 양압이 각각 펌프(22b 또는 22a)의 다이아프램(28)을 밀어낼 수 있게 하도록 개방된다. 혈액을 환자(12)로부터 밸브(24d 또는 24b)를 통해 각각의 혈액 펌프로 끌어당기기 위해, 밸브(24f, 24g)는 음압 공급원(30b)으로부터의 음압이 다이아프램(28)을 각각 펌프(22b 또는 22a)의 일측으로 끌어당길 수 있게 하도록 개방된다.
대안적인 실시예에서, 다이아프램 펌프(22a, 22b)는 양압 공급원 또는 음압 공급원이 필요없도록, 공압식으로 작동되지 않는 연동 펌프(peristaltic pump)에 의해 대체된다. 무-유동 주기는, 연동 펌프 롤러를 주기적으로, 예컨대 매 5 회전마다 한번 정지시키고 판독치를 취함으로써 생성된다. 연동 펌프를 주기적으로 정지시키는 것은 적어도 도 6에서 시작하여 아래에서 논의되는 ADS를 위한 정맥 압력 측정 시스템 및 방법과 원활하게 작동할 것으로 여겨진다.
도시된 실시예의 시스템(10)은 혈액 투석을 수행한다(그러나 발명의 내용에서 논의된 임의의 치료 또는 요법을 수행하도록 변경될 수도 있음). 여기에서, 미사용(fresh) 투석액 펌프(50a)가 미사용 투석액을 투석액 입구 라인(52)을 거쳐 펌핑한다. 기사용(spent) 투석액 펌프(50b)가 기사용 투석액을 투석기(26)로부터 투석액 유출물 귀환 라인(54)을 거쳐 끌어당긴다. 혈액 투석을 수행하기 위한 시스템(10)의 투석액 부분은 아래에서 더욱 상세히 논의된다.
이 대신에, 대안적인 실시예에서, 체외 회로 내로 직접 주입가능하도록 추가로 여과되는 투석액일 수 있는 대체 유체가 혈액 필터(26) 하류의 대체 유체 입구 라인(52)을 거쳐 정맥 라인(18) 내로, 또는 혈액 필터(26) 상류의 대체 유체 입구 라인(52)을 거쳐 동맥 라인(14) 내로 직접 공급된다(각각 사후 또는 사전 희석 혈액 여과를 위해). 또한, 대안적으로, 대체 유체 라인(52)이 동맥 라인(14) 및 정맥 라인(18) 둘 모두에 제공된다(사전 및 사후 희석 혈액 여과 중 어느 하나 또는 둘 모두를 수행하도록).
다른 대안적인 실시예에서, 시스템(10)은 혈액 투석 여과를 수행한다. 이러한 경우에, 투석 유체 입구 라인(52) 및 투석액 유출물 귀환 라인(54)은 도 2에 도시된 바와 같이 혈액 필터(26)에 연결된다. 또한, 한외 여과된(ultrafiltered) 투석액과 같은 대체 유체가 위에서 혈액 여과 실시예에 대해 논의된 바와 같이, 동맥 라인(14) 및 정맥 라인(18) 중 어느 하나 또는 동맥 라인(14) 및 정맥 라인(18) 둘 모두에서 체외 회로 내에 직접 주입된다. 혈액 투석, 혈액 여과 및 혈액 투석 여과 실시예의 각각에서, 혈액 접속은 환자 접속 장치(16, 20)를 거쳐 이루어진다. 각각의 경우에, 본 명세서에서 논의되는 접속 분리 시스템은 하나의 접속 장치(16 또는 20)가 환자(12)로부터 이탈되는지를 검출할 수 있다.
임의의 혈액 투석, 혈액 여과 및 혈액 투석 여과 실시예는 동맥 라인(14)과 유체 연통되게(또는 그렇지 않으면 혈액 펌프 상류에) 배치되는 식염수 백(32)을 채용할 수 있으며, 실제 요법을 위한 프라이밍(priming) 및 린스백(rinseback)을 위해 이 식염수 백으로부터 식염수가 동맥 라인(14) 및 정맥 라인(18)을 통해 펌프(22a, 22b)를 거쳐 펌핑된다. 백(32)으로부터의 식염수는 논의되는 실험들에서 혈액을 모사하는 데 사용되었다. 시스템(10)은 정맥 라인(18)을 거쳐 환자(12)에게 귀환하는 혈액으로부터 공기를 제거하는 공기 트랩(34a)을 또한 포함한다. 주위 공기가 환자의 혈액과 접촉할 수 없게 하면서 공기가 대기로 배기될 수 있게 하기 위해 배기 밸브(24i, 24j)가 차례로 배치된다. 압력 센서(36a)가 정맥 라인(18) 내에 배치된다. 압력 센서(36a)는 환자(12)에게 귀환하는 혈액의 압력을 측정하고, 본 명세서에서 논의되는 바와 같이 본 발명의 ADS 및 방법에 사용된다.
압력 제어 챔버(38)가 아래에 제시되는 시험 결과를 생성하기 위해 체외 회로 내에 배치된다. 압력 제어 챔버(38)는 환자 접속 장치(20)가 환자에게서 인지하는 압력을 모사한다. 다양한 실시예들에서, 압력 제어 챔버(38)는 환자의 정맥 혈압을 대략 35 내지 50 mmHg로 모사한다. 압력 제어 챔버(38)는 아래의 시험 데이터가 어떻게 생성되었는지를 설명하기 위해 도시된다. 그러나, 실제 사용시, 압력 챔버는 사용되지 않는 것으로 인식하여야 한다. 압력 챔버(38)는 본질적으로 도 1의 환자(12)이다.
논의된 바와 같이, 투석액 회로는 투석액을 투석기(26)를 통해 투석기로의 라인(52) 및 투석기로부터의 라인(54)을 거쳐 순환시키는 미사용 투석액 펌프(50a) 및 기사용 투석액 펌프(50b)를 포함한다. 투석액 회로는 또한 하나 이상의 백에 담긴 투석액 공급부 또는 온라인 투석액 공급부일 수 있는 투석액 공급부(56)를 포함한다. 실험을 위해서, 공급부(56)는 한 비이커 분량의 투석액을 사용하여 모델화된다. 투석액이 실제로는 환자의 혈액을 세정하는 데 사용되지 않기 때문에, 배수 라인(58)이 다시 비이커(56)로 재순환된다. 이 대신에, 실제 사용시, 시스템(10)의 배수 라인(58)은 배수 백 또는 옥내 배수관으로 보내진다.
펌프(50a)는 미사용 투석액을 히터(60) 및 투석액 공기 트랩(34b)을 통해 펌핑한다. 공기 트랩(34b)은 공기 트랩(34a)을 위한 배기 밸브(24i, 24j)와 동일하게 작동하는 배기 밸브(24k, 24l)와 연통된다. 미사용 투석액이 평형 챔버(62a, 62b)의 각각의 미사용 측으로 펌핑될 수 있게 하기 위해 밸브(24m, 24n, 24l)가 차례로 배치된다. 평형 챔버(62a, 62b)는 이들 각각이 고정 체적 챔버 내에서 전후로 이동하는 다이아프램(28)을 구비한다는 점에서 다이아프램 펌프(22a, 22b)와 유사하다. 평형 챔버(62a, 62b)와 다이아프램 펌프(22a, 22b) 사이의 주요 차이는 유체가 평형 챔버 내의 다이아프램(28)의 양측으로 펌핑된다는 것이다. 반면에, 논의된 바와 같이, 혈액 펌프(22a, 22b)는 일 실시예에서 공기를 다이아프램(28)의 비-유체(non-fluid)측으로 펌핑함으로써 작동된다.
밸브(24p, 24q)는 선택적으로 기사용 투석액 펌프(50b)가 기사용 투석액을 각각 평형 챔버(62a, 62b)의 다이아프램(28)의 기사용 투석액 측으로 펌핑할 수 있게 한다. 기사용 투석액을 평형 챔버(62a, 62b)의 어느 하나 내로 펌핑하는 것은 다이아프램(28)이 미사용 투석액을 각각의 평형 챔버의 미사용 측으로부터 각각 미사용 출구 밸브(24r 또는 24s)를 통해 투석액 유입 라인(52) 및 투석기(26)로 밀어내도록 한다. 미사용 투석액이 평형 챔버(62a, 62b)의 미사용 측 내로 펌핑될 때, 다이아프램(28)은 기사용 투석액을 평형 챔버로부터 기사용 출구 밸브(24t, 24u)를 통해, 배수 라인(58) 및 배수 밸브(24v)를 통해 배수관으로[또는 실험을 위해, 도시된 바와 같이 다시 공급부 또는 비이커(56)로] 밀어내도록 이동된다.
평형 챔버(62a, 62b)와 관련 밸브(24m 내지 24v)는 투석기(26)로 전달되는 동일한 양의 미사용 유체가 투석기로부터 기사용 또는 유출물 투석 유체로서 제거되는 것을 보장한다. 한외 여과를 제어하기 위해, 알려진 양의 추가 기사용 유체를 투석기(26)로부터 제거한다. 추가 유체의 단 하나의 공급원은 마지막 혈액 치료 요법으로부터 시간이 지남에 따라 얻어지는 환자의 잉여 혈액 수분이다. 환자로부터 제거되는 한외 여과의 체적을 추가로 제어하도록 한 쌍의 평형 챔버(62a, 62b)를 사용하기 위한 하나의 시스템 및 방법이 2004년 11월 4일자로 출원된, "고 대류 가정용 혈액 투석/혈액 여과 및 흡착제 시스템(High Convection Home Hemodialysis/Hemofiltration and Sorbent System)"을 발명의 명칭으로 하여 본 발명의 양수인에게 양도된, 공동-계류된 미국 특허 출원 제10/982,170호에서 논의되며, 이 미국 특허 출원의 관련 부분은 명백히 본 명세서에 참고로 포함된다.
로직 구현기(logic implementer)(100)가 시스템(10)을 작동시키도록 프로그램된다. 로직 구현기(100)는 하나 이상의 프로세서와, 랜덤 액세스 메모리("RAM") 및 읽기 전용 메모리("ROM")와 같은 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 복수의 대리(delegate) 프로세서를 실행시키는 관리(supervisory) 프로세서를 구비하도록 구조화될 수 있다. 대리 프로세서는 상이한 관련 기능 그룹을 실행시키도록 분할된다. 예를 들어, 하나의 대리 프로세서는 압력 센서[예컨대, 정맥 라인 압력 센서(36a)], 온도 센서, 혈액 누출 검출기 등으로부터의 센서 입력을 수신하는 데 전용으로 사용될 수 있는 반면에, 다른 프로세서는 밸브(24)[밸브(24a 내지 24v)를 통칭하여 지칭함]를 제어하고, 또 다른 대리 프로세서는 히터(60)를 제어한다.
로직 구현기(100)의 주 프로세서, 감지하는 데 전용으로 사용되는 대리 프로세서, 또는 어떤 다른 프로세서는, 시스템 판독치를 취하고 이 판독치를 분석하며 접속 분리가 일어났는지를 결정하는, 아래에 기술되는 절차에 따라 알고리즘을 실행시킨다. 일 실시예에서, 접속 분리가 결정되면, 로직 구현기(100)는 동맥 라인(14) 및 정맥 라인(18) 중 하나 또는 둘 모두를 클램핑하고, 혈액 펌프(22a, 22b)를 정지시키며, 투석액 펌프(50a, 50b)를 정지시킨다. 로직 구현기(100)는 또한 환자 또는 간병인에게 접속 분리를 경고하는 청각적, 시각적 또는 시청각적 경보를 제공한다.
도 2에 도시된 장치 중 많은 것은 일회용 카세트 내에 통합되거나 그와 결합될 수 있다. 밸브(24)는 예를 들어 발명의 명칭이 "중력 유동을 모방한 액체 분배 및 펌핑 카세트를 채용한 복막 투석 시스템(Peritoneal Dialysis Systems Employing A Liquid Distribution And Pumping Cassette That Emulates Gravity Flow)"인 미국 특허 제5,350,357호("'357 특허")에 기재된 바와 같이 일회용 카세트 내에 배치되는 볼케이노(volcano) 밸브일 수 있으며, 이 미국 특허의 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. '357 특허는 또한 다이아프램 펌프 챔버가 일회용 카세트 내에 배치되는 것을 보여준다. 카세트-기반 시스템의 경우에, 시스템(10)의 유체 라인 중 많은 것은 카세트 내에 고정(rigid) 경로로서 제공된다. 가요성 관이 카세트로부터 환자(12), 공급부(56) 및 배수관과 같은 외부 실체로 연장된다. 필터(26)는 카세트의 외부 장치일 수 있거나, 또는 카세트를 구비할 수 있다. 대안적으로, 도 2의 구성요소들은 주로 핀치 밸브를 통해 개폐되는 배관을 거쳐 연결된다.
이제 도 3을 참조하여 살펴보면, 혈액 펌프(22)[도 2의 혈액 펌프(22a 또는 22b) 중 어느 하나를 지칭함]와 관련 입구 밸브(Vin) 및 출구 밸브(Vout)[입구 밸브(24b 또는 24d) 중 어느 하나와 출구 밸브(24a 또는 24c) 중 어느 하나를 지칭함]를 도시한 간략화된 도면이 도시된다. 위에서 논의된 바와 같은 펌프(22)는 양압 및 음압 구동장치(30)[도 2에서 논의된 압력 구동장치(30a, 30b) 둘 모두를 통칭하여 지칭함]에 의해 인가되는 공압 압력(Pd)을 통해 제어되는 다이아프램(28)을 구비한다. 도 3에서, 혈액 펌프(22) 상류의 구성요소들은 용이한 설명을 위해 도시되지 않는다. 또한, 투석기(26), 정맥 공기 트랩(34a) 및 입자 필터(도 2에 도시되지 않음)와 같은, 혈액 펌프(22)와 정맥 바늘(20) 사이의 구성요소들은 제한부(40)로서 도시되는 단일 구성요소로 통합되어 있다. 제한부(40)는 조합 유동 저항(R)을 갖는 것으로 간주된다. 다이아프램 펌프 구동 압력은 언급된 바와 같이 Pd로서 도시되는 반면에, 환자(12)의 정맥 혈압은 Pva로 표기된다.
일 실시예에서, 시스템(10)은 다이아프램 밸브(Vin, Vout)가 작동되거나 스위칭되기 직전에 펌프가 일관된 혈류 주기 및 이에 따른 거의 일정한 무-유동 주기를 달성하도록 다이아프램 펌프(22)를 거쳐 혈액을 펌핑하기 위해 구동 압력(Pd)을 조절한다. 밸브(Vin, Vout)의 스위칭 사이의 주기(사이클 주기) 및 혈액 펌프(22)의 유체 챔버 벽(42) 내에 규정되는 체적(VOL)(펌프 스트로크 체적)은 평균 혈류량을 제어한다. 따라서, 혈류량은 다음과 같이 모델화될 수 있다:
혈류량 = 펌프 스트로크 체적(VOL) / 사이클 주기(Tc)
각각의 펌프 사이클에 대해 다이아프램 펌프(22)의 완전한 스트로크[전체 체적(VOL)]가 이루어지는 것을 보장하기 위해, 시스템(10)은 일 실시예에서 각각의 사이클에 대해 혈류 없는 어떤 주기가 발생하도록 공압 공급원(30)의 구동 압력(Pd)을 조절한다. 혈류 없는 주기는 전형적으로 짧고, 주어진 혈류량에 대해 일정하도록 시스템(10)에 의해 제어될 수 있다. 또한, '357 특허는 유체 측정 시스템과 관련되는 계산을 수행하는 데 무-유동 또는 스트로크 종료 주기를 사용하는, 다이아프램 펌프에 의해 펌핑되는 유체의 양을 계산하기 위한 시스템을 기재한다.
혈액 펌프가 연동 펌프일 때, 혈액 펌핑의 체적 제어는 연동 펌프가 유체를 동일한 라인으로부터 평형 챔버의 양측으로 펌핑하는 챔버(62a, 62b)와 같은, 단일 평형 챔버를 사용하여 결정될 수 있다.
무-유동 주기를 이용한 접속 분리 검출
이제 도 4를 참조하여 살펴보면, 2개의 혈액 펌프 사이클 주기가 개략적으로 도시된다. 입구 밸브(Vin) 및 출구 밸브(Vout)는 도 4에 도시된 바와 같이 상이한 시점에서 스위칭되어, 2개의 도시된 사이클 주기를 유발한다. 사이클 주기 시간은 시간(Tc)으로서 도시된다. 총 사이클 시간(Tc) 중 혈류에 대한 부분은 Tf로서 도시된다. 총 사이클 시간(Tc) 중 무-유동 주기에 대한 나머지 부분은 Tnf로서 도시된다.
구동 압력(Pd)과 정맥 접속 압력(Pva) 사이의 차이는 유동 주기(Tnf)를 제어한다. 유동 주기(Tf)는 원하는 사이클 시간(Tc)과 무-유동 주기(Tnf) 사이의 차이이다. 주어진 무-유동 주기(Tnf)를 달성하는 데 요구되는 구동 압력(Pd)은 스트로크 체적(VOL), 원하는 사이클 시간(Tc), 원하는 무-유동 시간(Tnf), 유동 제한(R) 및 환자의 정맥 접속 압력(Pva)과 같은 몇몇 요인에 좌우된다. 펌프(22)의 체적(VOL)이 일정하고 주어진 유량에 대한 유동 제한(R)이 일정하기 때문에, 그리고 정상 상태에서는 구동 압력(Pd) 및 원하는 사이클 시간(Tc)이 일정하기 때문에, 측정된 무-유동 주기 변화는 틀림없이 환자의 정맥 접속 압력(Pva)의 변화로부터 유래할 것이다. 그리고, 원하는 무-유동 주기(Tnf)를 달성하고자 하는 설정점(setting)으로 구동 압력(Pd)이 조작된다고 하더라도, 환자의 정맥 접속 압력(Pva)이 변화되었다면, 인가된 구동 압력(Pd)이 정확할 때에도 무-유동 주기는 변할 것이다. 그리고, 환자의 정맥 접속 압력(Pva)이 바늘 이탈시 아주 현저히 변화되기 때문에(예컨대, 50 mmHG로부터 0 mmHG로), 대응하는 무-유동 주기는 틀림없이 쉽게 검출가능할 것이다. 따라서, 환자 내에 삽입된 정맥 바늘의 특성인 무-유동 주기(주어진 세트의 파라미터들에 대한)와, 환자로부터 이탈된 정맥 바늘의 특성인 무-유동 주기가 있다.
구동 압력(Pd) 및 사이클 시간(Tc)(원하는 혈류량에 의해 설정됨)이 일정하면, 측정된 정맥 접속 압력(Pva)의 변화(예컨대, 접속 분리로 인한)는 무-유동 주기(Tnf)의 변화를 야기한다. 특히, 정맥 접속 압력(Pva)의 감소(예컨대, 바늘 이탈로 인한)는 압력 변화의 증가로 인해 무-유동 주기(Tnf)의 증가를 유발한다. 이러한 관계의 이유는 ΔP = λ * L/D * ρ/2 * ω2인 유체 역학에 기초하며, 여기에서 λ = 마찰 계수, L = 유로의 길이, D = 유로의 평균 직경, ρ = 유체의 밀도, ω = 유속이고, 이는 ΔP = K * Flow2 또는 ΔP = K * (ΔV/ΔT)2으로 일반화될 수 있으며, 여기에서 ΔP = Pd - Pva이다.
λ, L, D, ρ 및 K는 적어도 실질적으로 일정하다. ΔV는 고정 체적 펌프 챔버(22) 내에서의 다이아프램(28)의 움직임에 의한 유체 체적의 변화이고, 따라서 ΔV는 일정하다. ΔT는 유체 유동의 시간 또는 Tf = Tc - Tnf이다. 사이클 시간(Tc)은 설정된다. ΔV와 Tc가 일정하기 때문에, Tnf는 변화하여야 하고, ΔP 증가에 응하여 감소하여야 한다. 본질적으로, 챔버의 내부 체적, 밸브의 스위칭 또는 사이클 시간 및 구동 압력은 고유하게 일정하거나 일정하게 유지된다. 환자의 내부 혈압으로부터 대기압으로의 상류 압력 변화를 유발하는 접속 분리는 구동 압력(Pd)에 대한 보다 작은 저항을 유발하며, 이는 다이아프램(28)이 주어진 구동 압력에 대해 더욱 빠르게 이동하게 하여, 스트로크 종료에 더욱 일찍 도달하게 하여서, 밸브가 다음의 스트로크를 위해 다시 스위칭될 때까지 더욱 많은 시간(무-유동)을 가능하게 한다.
무-유동 주기(Tnf)의 순간적인 증가는 센서 및 하나 이상의 프로세서 제어 시스템(10)에 의해 검출된다. 이렇게 되면, 로직 구현기(100)는, 귀환 바늘(20)의 접속 분리가 일어났음을 결정하고 시각적 또는 시청각적 경보, 혈액 펌프(22a, 22b)의 정지, 혈액 라인 클램프 또는 밸브[밸브(24a 내지 24d)와 같은]의 폐쇄 및 도 2에 도시된 투석액 펌프(50a, 50b)의 정지와 같은, 위에 기재된 적절한 조치를 취하도록 프로그램되거나 구성된다.
일 실시예에서, 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 무-유동 주기(Tnf)의 길이를 결정하는 데 압력 신호가 사용될 수 있다. 예를 들어, 공압 구동 압력(Pd)이 혈액 펌프(22)의 챔버 중 하나 내에서의 다이아프램(28)의 스트로크 종료를 지시하는 공압 압력 급상승을 검출하도록 모니터될 수 있다. 압력 급상승은 무-유동 주기(Tnf)를 시작하게 한다. 다이아프램(28)을 반대 방향으로 이동시키는 음의 구동 압력(Pd)으로의 후속하는 감지된 공압 구동 압력 변화는 무-유동 주기(Tnf)를 종료시킨다. 공압 압력 센서(136a, 136b)(투석 기계 내에 장착됨)는 이러한 측정을 하도록 공기 압력 센서를 위치시키기 위한 한가지 가능한 장소를 도시한다. 이들 둘 모두는 각각 공급원(30a, 30)으로부터의 양의 공압 구동 압력 및 음의 공압 구동 압력을 측정한다. 펌프 챔버로부터 모든 혈액 또는 유체가 방출되도록 양의 구동 압력(Pd)이 다이아프램(28)을 챔버(42)의 유체측 벽에 가압시킬 때, 대응하는 압력 센서(136a)(또는 136b)는 특정 혈액 펌프 챔버에 대한 무-유동 주기(Tnf)의 시작을 나타내는 공기 압력의 급상승을 검출한다.
무-유동 주기의 종료는 이것이 이미 알려져 있기 때문에 측정될 필요가 없다. 논의된 바와 같이, 사이클 시간(Tc)은 설정되어 알려져 있으므로, 시스템(10)은 밸브(24e 내지 24h)가 각각의 다이아프램(28)에 음압을 인가하도록 스위칭될 때를 알고 있어, 실제로 무-유동 시간을 결정하기 위해 그러한 사건이 일어나기를 기다릴 필요가 없다. 예를 들어, 아래의 실험에서 시험되는 1 사이클 시간은 9초이다. 예를 들어, 펌프(22a, 22b) 중 하나에 대한 배출(pump-out) 스트로크가 시작된지 5.5초 후에, 압력 센서(136a 또는 136b)에서 양압 급상승이 확인되면, 시스템(10)은 그 순간에 무-유동 주기가 4.5초(9초 - 5.5초)가 되는 것을 인지하여, 바늘(20)이 삽입되어 있는지의 여부를 결정하기 위해 추가의 4.5초를 기다릴 필요가 없다.
따라서, 상당량의 시간이 절약되고, 시스템은 보다 신속하게 반응할 수 있다. 시스템(10)은 또한 더욱 완전하게 작동할 수 있다. 예를 들어, 바늘이 이탈되었을 수도 있음을 지시하는, 배출 스토로크의 시작 후 너무 일찍 압력 센서(136a 또는 136b)에서 양압 급상승이 일어나면, 시스템(10)은 바늘 이탈을 추가로 지시하는, 환자의 예측 내부 혈압으로부터의 대응하는 압력 강하(대기압으로 또는 그에 근접하게)를 찾기 위해, 실제 무-유동 주기 중, 즉시 정맥 유체 압력 센서(36a)에 집중할 수 있다. 시스템(10)의 로직 구현기(100) 내에 프로그램된 한가지 가능한 결정 트리(decision tree)는 공기 압력 센서(136a 또는 136b) 및 정맥 유체 압력 센서(36a) 둘 모두가 바늘 이탈을 지시하면, 혈액 및 투석액 펌프를 정지시키고, 적정한 밸브/클램프를 폐쇄시키며, 환자에게 경고한다. 단지 공기 압력 센서(136a 또는 136b)만이 무-유동 결정을 통해 바늘 이탈을 지시하면, 시스템(10)은 다른 혈액 펌프(22a 또는 22b)가 그 혈액 체적을 배출할 수 있게 하고, 다시 이탈의 지시를 찾도록 양쪽 압력 센서를 사용한다. 임의의 지시가 발생하면, 시스템(10)은 기재된 바와 같은 조치를 취한다. 그렇지 않으면, 시스템(10)은 요법이 계속될 수 있게 한다.
그러나, 필요한 경우에, 무-유동 주기의 종료를 로직 구현기(100)로 송신하기 위해, 챔버(42)의 유체측 벽으로부터 다이아프램(28)을 끌어당겨 챔버를 혈액으로 충진시키도록 인가되는 음의 공기 압력을 검출하도록 압력 센서(136a)(또는 136b)가 사용될 수도 있는 것으로 인식하여야 한다. 이는 펌프 챔버(22a, 22b) 둘 모두에 대해 수행될 수도 있다.
대안적인 실시예에서, 무-유동 주기를 결정하는 데 유체 압력 센서가 사용된다. 도시된 실시예에서, 유체 압력 센서(36b)는 펌프 챔버(22a, 22b)의 하류에 존재한다. 챔버로부터 모든 혈액이 펌핑되도록, 다이아프램(28)이 각각의 챔버(42)의 유체측 벽에 맞대어져 폐쇄될 때, 하류 혈압 센서(36b)는 무-유동 주기를 시작하게 하는 압력 강하를 감지한다. 일 실시예에서, 유체 압력 센서(36b)의 유체측 또는 구성요소는 일회용 카세트 내에 위치된다.
여기에서도, 무-유동 주기의 종료는 이것이 이미 알려져 있기 때문에 측정될 필요가 없어, 시스템(10)은 배출 스트로크 종료 유체 압력 강하가 감지되지마자 신속하게 반응할 수 있다. 예를 들어, 바늘이 이탈되었을 수도 있음을 지시하는, 유체 압력 센서(36b)에서 감지되는 유체 압력 강하(배출 스트로크 종료를 지시함)가 배출 스트로크 시작 후 너무 일찍 일어나면, 시스템(10)은 바늘 이탈을 추가로 지시하는, 환자의 예측 내부 혈압으로부터의 대응하는 압력 강하(대기압으로 또는 그에 근접하게)를 찾기 위해, 실제 무-유동 주기 중, 즉시 정맥 유체 압력 센서(36a)에 집중할 수 있다. 위에 기재된 결정 트리는 또한 여기에도 적용가능하다.
도시되진 않았지만, 필요한 경우에, 유체를 하나의 펌프 챔버 내로 끌어당기는 음의 유체 압력을 감지하여 무-유동 주기의 종료를 로직 구현기(100)로 송신할 수 있는 추가의 유체 압력 센서가 펌프 챔버(22a, 22b)의 상류에 배치될 수도 있다. 이 압력 센서도 역시 일회용 카세트 내에 배치되는 유체측 구성요소를 구비할 수도 있다.
다른 대안적인 실시예에서, 유량 센서(44)가 혈류를 검출하도록 정맥 라인(18) 내에 위치된다. 센서로부터의 신호는 무-유동 주기의 길이를 결정하도록 사용된다. 적합한 유량 센서의 예는 뉴욕 이타카 소재의 트랜소닉 시스템즈 인코포레이션(Transonic Systems Inc.)®에 의해 모델 HD02 또는 HD03으로 제공되는 비침습성 유량 센서를 포함한다. 유체 유량 센서(44)는 아주 정확할 필요는 없지만, 유체 유량의 급속한 저하 및 유체 유량의 급속한 상승에 신속하게 반응하여야 한다. 다이아프램(28)이 챔버(42)의 유체측 벽에 맞대어져 막혀질 때, 혈류는 이것이 항상 0의 유량으로 떨어지지는 않는다 하더라도 급속히 떨어질 것이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 저하의 전단부(leading edge)은 무-유동 주기의 시작을 나타낸다. 마찬가지로, 센서(44)에 의해 감지되는 유량 증가의 전단부는 무-유동 주기의 종료를 나타낸다. 유체 유량 센서(44)는 일 실시예에서 투석 기계 상에 위치되고, 예컨대 정맥 라인(18)이 투석기(26) 또는 일회용 펌핑 및/또는 밸빙 카세트에서 나온 직후에 이 정맥 라인과 접속된다.
유량 센서(44)의 작동에 관해, 제2 펌프(22b 또는 22a)로부터의 혈류의 감지에 의해 지시되는 제1 혈액 펌프(22a 또는 22b)의 무-유동 주기의 종료는 공기 밸브(24e 내지 24h)가 스위칭될 때와 여전히 일치한다. 유량 센서(44)에 의해 감지되는 총 사이클 시간(Tc)[초기에 검출된 유량의 전단부(혈액 펌프(22a, 22b)의 하나에 의한) 대 초기에 검출된 유량의 전단부(혈액 펌프(22a, 22b)의 다른 하나에 의한)]은 밸브 상태의 스위칭 사이에 설정된 시간을 따르거나 그와 동일하다. 그리고, 유량 센서(44)에 의해 감지되는 유동의 주기(Tf)(예컨대, 검출된 유량의 전단부로부터 검출된 유량의 저하까지)는 공기 또는 유체 압력 센서에 의해 감지되는 유동의 시간[예컨대, 양압을 위해 공기 밸브(24e/24f 또는 24g/24h)가 스위칭될 때로부터 양압 급상승이 감지될 때까지의 시간]과 동일하다. 밸브 상태로부터 사이클 시간(Tc)이 알려져 있고, 유동 주기(Tf)가 유량 센서(44)를 통해 감지되기 때문에, 이들 둘로부터 무-유동 주기(Tnf)는 유동 주기(Tf)가 종료되는 순간에 계산될 수 있다. 시스템(10)은 역시 접속 분리가 일어났음을 지시하거나 암시하는, 무-유동 주기(Tnf)가 예측한 것보다 긴지를[또는 유동 주기(Tf)가 예측한 것보다 짧은지를] 평가하기 위해 무-유동 주기(Tnf)의 종료의 감지를 기다릴 필요가 없다. 역시, 상당량의 시간이 절약되고, 시스템은 보다 신속하고 보다 완전하게 반응할 수 있다.
예를 들어, 바늘이 이탈되었을 수도 있음을 지시하는, 유량 센서(44)에 의해 감지되는 유동의 종료가 유동의 전단부가 유량 센서(44)에 의해 감지된 후 너무 일찍 일어나면, 시스템(10)은 바늘 이탈을 추가로 지시하는, 환자의 예측 내부 혈압으로부터 대기압 또는 그에 근접한 압력으로의 대응하는 압력 강하를 찾기 위해, 실제 무-유동 주기 중, 즉시 정맥 유체 압력 센서(36a)에 집중할 수 있다. 위에 기재된 결정 트리는 또한 여기에도 적용가능하다.
따라서, 본 발명의 ADS 시스템은 정맥 접속 장치(20)가 환자 내에 정확하게 삽입된 것으로 결정하기 위해 제1 특성 무-유동 시간 주기(Tnf)를 찾는다. ADS 시스템 및 방법은 정맥 접속 바늘(20)이 환자(12)로부터 이탈된 것으로 결정하기 위해, 제1 특성 무-유동 주기(Tnf)보다 긴 제2 특성 무-유동 주기(Tnf)를 찾는다. 그리고, 시스템(10)이 무-유동 주기(Tnf)의 종료를 이미 알고 있기 때문에, 시스템(10)은 무-유동 주기의 시작을 찾으면 바늘 이탈이 일어났는지에 관한 지시를 얻을 수 있다. 이를 다른 방식으로 말하면, 시스템(10)은 예측한 바보다 짧은 유동 주기(Tf)를 찾으면 정맥 접속 바늘(20)이 환자(12)로부터 이탈된 것으로 결정(또는 추측)한다.
접속 분리가 일어났는지를 결정하기 위해 무-유동 주기(Tnf)를 감지하는 능력을 시험하도록 도 2에 도시된 시스템(10)을 사용하여 실험을 수행하였다. 정맥 접속 장치(20)용으로 17 게이지 정맥 바늘(혈액 투석, 혈액 여과 등을 위한 환자 접속을 제공하도록 사용되는, 가장 높은 압력 강하를 제공하는, 전형적으로 최소 직경의 바늘) 및 50 mmHg 미만의 환자 접속 압력(Pva)을 포함하는 최악의 경우-유형(worst case-type)의 조건을 사용하여 데이터를 취하였다. 투석액측 유량을 대략 분당 200 ml로 설정하였다. 실험 중의 다른 제어 파라미터는 구동 압력(Pd), 총 유동 주기(Tf) 및 무-유동 주기(Tnf)를 포함하였다. 본 실험에서 혈액 대신에 0.9% 식염수를 사용하였다.
도 5a 및 도 5b는 혈액 투석 및 혈액 여과 요법에 전형적인 혈류량을 포함하는 100 내지 400 mL/분 범위의 혈류량에 걸친 실험의 결과를 보여준다. 밸브(24a 내지 24d)를 상이한 속도로 사이클링함으로써 사이클 시간(Tc)을 400 내지 100 mL/분의 혈류량에 해당하는 4.5 내지 18초로 변화시켰다. 즉, 사이클 시간(Tc)을 변화시킴으로써 혈류량을 변화시켰다. 구동 압력(Pd)을 약 100 mmHg의 하단 내지 약 650 mmHg로 변화시켰다. 환자 접속 압력(Pva)을 탱크(38)를 사용하여 약 35 내지 50 mmHg로 변화시켰다.
각각의 시나리오의 결과는 정맥 접속 장치(20)가 이탈된 때 무-유동 주기 또는 시간(Tnf)의 유의한 연장을 보여준다. 따라서, 로직 구현기(100)는 혈류량, 총 사이클 시간(Tc) 및 구동 압력(Pd)을 포함하는 주어진 세트의 입력 파라미터에 대해서, 정맥 접속 장치(20)가 삽입되어 있고 치료가 계속될 수 있는 것을 결정할 보다 낮은 범위의 무-유동 시간을 찾도록 프로그램되거나 구성된다. 로직 구현기(100)는 (ⅰ) 허용가능하지 않은 레벨로 가속시키는 무-유동 시간(Tnf)의 특정한 증가 또는 델타 값을 찾거나, 또는 (ⅱ) 한계 레벨을 초과하여 상승하는 무-유동 시간(Tnf)을 찾도록 프로그램되거나 구성되며, 이 시점에서 접속 분리 상태로 결정되고, 적절한 조치가 취해진다.
보인 바와 같이, 보다 낮은 혈류량 및 보다 높은 환자 접속 압력(Pva)에서 증가가 가장 두드러지지만, 심지어 400 mL/분의 가장 높은 혈류량 및 35 mmHg의 가장 낮은 환자 압력에서도, 무-유동 주기(Tnf)가 평균 30%를 초과하여 증가되는 것으로 측정되었다. 따라서, 총 사이클 시간(Tc), 접속 유형/바늘 게이지 및 구동 압력(Pd)을 포함하는 일단의 입력 파라미터를 제어하거나 앎으로써, 시스템은 다이아프램 펌프의 측정가능한 유동 주기의 제곱에 반비례 관계인(아래에 보인 바와 같이) 환자의 정맥 접속 압력(Pva)을 간접적으로 측정할 수 있다. 압력 변화 대 무-유동 주기(Tnf)를 기술하는 다른 방식은 다음과 같다: ΔP = K (ΔV/ΔT)2 => Pd - Pva = K * ΔV2 / (Tc - Tnf)2 => Pva = Pd - K * ΔV2 / (Tc - Tnf)2 => Pva = Kpd - Kv2 / (Tc - Tnf)2 => Pva = Kpd - Kv2 / (Tc 2 - 2TcTnf + Tnf 2) => Pva = Kpd - Kv2 / (Ktc2 - 2KtcTnf + Tnf 2). 이 마지막 식에서, 환자의 정맥 접속 압력(Pva)은 적어도 주어진 유량 조건에 대해 일정한, 구동 압력, 사이클 시간 및 챔버 체적에 대한 일련의 상수로서 기술된다. 최종 식은 몇몇 상수 및 Tnf 더하기 Tnf 제곱의 역수를 포함하는 관계에 Pva가 비례하는 것을 보여준다.
정맥 압력 측정을 이용한 접속 분리 검출
체외 회로에서 정맥 바늘 이탈을 검출하는 대안적인 방법에서 시스템(10)은(스트로크 종료 무-유동 주기를 갖는 다이아프램 펌프 또는 무-유동 주기를 갖도록 증분식으로 정지되는 연동 펌프를 사용하여) 제1 주요 실시예에서 논의된 바와 같이 무-유동 주기를 측정하는 것과는 대조적으로, 바늘(20) 상류의 정맥 라인 압력 센서(36a)(카세트 기반의 유체측 또는 구성요소를 또한 구비할 수 있음)를 사용하여 환자의 정맥 접속 압력(Pva)(환자의 혈관 접속부 내의 실제 압력)을 측정하고자 한다. 유동이 정지될 때, 정맥 라인 내의 압력은 틀림없이 떨어질 것이지만, 환자의 혈관 접속부 내에 바늘이 삽입되어 있으면 환자의 실제 혈압(Pva) 미만으로는 떨어지지 않을 것이다. 바늘이 제거되면, 바늘 "하류"의 압력은 환자의 혈압 또는 Pva로부터 대기압으로 변한다. 이러한 제2 실시예는, 바늘 "하류"의 압력이 대기압이고 바늘이 이탈되었음을 지시할 수 있는 정맥 라인 압력 센서(36a)에서의 압력 강하를 찾는다.
일정하게 움직이는 연동 펌프를 사용하는 체외 회로에서, 정맥 압력 측정은 정맥 바늘 이탈을 검출하는 데 있어 덜 효과적일 수 있는데, 왜냐하면 정맥 바늘을 가로지른 압력 강하(일정한 혈류로 인한)가 정맥 바늘 하류의 압력(환자의 혈관 접속부 내의 압력)보다 훨씬 크기 때문이다. 따라서, 정맥 바늘이 이탈되어질 때, 바늘을 가로지른 압력 강하는 환자 자신의 정맥 압력만큼, 예컨대 약 50 mmHg 이하만큼 감소되는 것으로 예측될 수 있다. 평균 200 mmHg 이상인(그리고 변동이 있는) 정맥 라인 압력과 비교할 때, 평균 압력의 변화, 따라서 무-유동 주기 중 측정할 필요성이 차폐될 수 있다.
다이아프램 펌프가 혈액을 체외 회로 내에 전달하도록 사용될 때, 정맥 바늘을 통한 유량은 챔버 사이클 사이에서 또는 무-유동 주기(Tnf) 중 0으로(또는 이에 근접하게) 떨어진다. 이 주기 동안, 정맥 라인 압력 트랜스듀서 또는 센서(36a) 모니터가 혈류량으로 인한 바늘을 가로지른 압력 강하의 영향 없이 정맥 바늘 하류의 압력(Pva)을 측정한다. 이 방식으로, 다이아프램 펌프 사이클 사이의 정맥 압력을 모니터함으로써, 센서(36a)에 의해 감지되는 정맥 접속 압력(Pva)의 강하를 통해 정맥 바늘 이탈이 검출될 수 있다.
도 6은 무-유동 감지 실험에 사용되었던 시스템(10)의 유로 회로를 사용하여 수행된 실험의 결과를 보여준다. 도 6의 실험 중에, 거의 동일한 절차를 사용하였다. 정맥 접속 압력(Pva)을 여전히 챔버(38) 내에서 제어하여 환자의 접속을 모사하였으며, 라인(18) 내의 정맥 압력을 정맥 압력 트랜스듀서(36a)에 의해 측정하였다. 도 6의 실험 중에, 35 mmHg의 환자 압력(Pva)을 최악의 경우의 값으로서 사용하였고, 환자의 접속 압력은 틀림없이 50 mmHg를 초과할 것이다. 또한, 혈류량을 200 mL/분으로 설정하였고, 스트로크 종료("EOS") 또는 무-유동 주기(Tnf)를 1초로 설정하였다.
도 6 차트의 데이터는 시간 (110)과 (120) 사이에서 압력 급상승으로서 일어나는 정맥 바늘(20) 이탈을 도시한다. 이 급상승은 이탈 사건을 모사하였던 방식의 소산물이었다. 환자의 혈액 접속부를 혈액 배관 주입 포트에 의해 모사하였다. 바늘이 혈액 접속 포트 외부로 끌어당겨짐에 따라, 바늘의 단부가 주입 포트 본체에 대해 일시적으로 밀봉되어 압력 급상승을 유발하였다. 이러한 압력 급상승은 실제 환자(12)의 경우에 일어날 수도 있고 일어나지 않을 수도 있지만, 이러한 급상승이 일반적인 것으로 판명되면, 접속 분리가 일어났다는 추가의 증거로서 정맥 압력 강하 직전에 발생하는 정맥 압력 급상승을 찾도록 시스템(10)의 로직 구현기(100)를 프로그램하거나 구성하는 것이 의도된다.
도 6에서, 그래프는 200 mL/분 혈류량에 전형적일 대략 9 내지 10초마다 EOS[무-유동 주기(Tnf)] 사건이 일어나는 것을 도시한다. 이탈 사건 전에, 무-유동 주기(Tnf) 또는 EOS 사건 중 센서(36a)를 통해 측정된 정맥 압력은 45 내지 50 mmHg 범위였다. 이탈 사건 후에, 무-유동 주기(Tnf)(도 6의 EOS 사건 1 내지 4) 중 압력 센서(36a)에서 측정된 정맥 압력은 20 mmHg 미만으로 떨어졌다. 위에서 논의된 이탈 모사와 관련된 효과로 인해 이탈 후 제1 무-유동 주기(Tnf)(EOS 1)에서는 차이가 명백하지 않은 것으로 여겨진다.
도 7에서, 혈류량은 100 mL/분으로 감소된다. 바늘 이탈시 큰 압력 급상승을 도시한 도 6과는 대조적으로, 도 7은 보다 작은 압력 급상승을 갖는, 대략 120초에서 일어나는 이탈 사건을 도시한다. 도 7은 100 mL/분 혈류량에서의 이탈에 대해서, 무-유동 주기(Tnf) 중 센서(36a)에서의 정맥 압력이 약 40 내지 50 mmHg로부터 약 0 내지 7 mmHg로 떨어지는 것을 도시한다(EOS 1 내지 3). 도 7에서, 이탈 사건 후 무-유동 주기의 증가를 또한 쉽게 명백히 볼 수 있다(제1 주요 실시예).
도 8 및 도 9는 각각 보다 높은 유량, 즉 300 mL/분 및 400 mL/분에 대한 결과를 도시한다. 도 8에서(300 mL/분), 이탈 사건은 시간이 50초이기 직전에 일어난다. 무-유동 주기(Tnf) 중 센서(36a)에서의 정맥 압력은 약 75 mmHg로부터 약 25 mmHg로 떨어진다(EOS 1 내지 5 참조). 도 9에서(400 mL/분), 이탈 사건은 95초와 100초 사이에 일어난다. 무-유동 주기(Tnf) 중 센서(36a)에서의 정맥 압력은 약 45 내지 60 mmHg로부터 약 20 내지 30 mmHg로 떨어진다(EOS 1 내지 4 참조). 보다 높은 유량에서, 무-유동 주기(Tnf)에서의 정맥 압력 측정은 Tnf 정맥 압력 강하가 최초로 검출될 때 정맥 압력을 측정하는 데 추가의 시간이 사용되는, 다음에 기재되는 계획을 통해 향상될 필요가 있을 수 있다.
보다 높은 유량에서의 효과를 더욱 두드러지게 하기 위해, 밸브(24a 내지 24d)를 통한 다이아프램(28)의 제어를 통해 무-유동 주기(Tnf)를 의도적으로 연장시켜, 무-유동 주기 중 센서(36a)에서 더욱 정확한 정맥 압력이 측정될 수 있도록 하는 알고리즘을 로직 구현기(100)에 저장하는 것이 의도된다. 도 8에서, 무-유동 주기(Tnf)는 1초 대신에 2초로 제어된다. 보인 바와 같이, 무-유동 주기(Tnf) 중 센서(36a)에서의 정맥 압력 측정은 유동이 더욱 완전히 감쇠될 수 있게 될 때 더욱 민감하다(도 8의 EOS 1 내지 3과 도 6의 EOS 1 내지 4 비교).
도 10은 무-유동 주기(Tnf)의 연장에 의해, 시스템(10)이 다이아프램 펌핑 사이클 사이의 무-유동 주기(Tnf) 중 더욱 대표적인 정맥 압력 측정을 할 수 있는 것을 도시한다. 따라서, 무-유동 주기(Tnf) 중 정맥 압력 센서(36a)를 모니터하고, 정맥 압력 저하의 감지시, 정맥 압력이 얼마나 낮게 감쇠될지를 확인하기 위해, 다이아프램(28)을 움직이기 전에 추가의 시간 주기 동안 대기하도록 로직 구현기(100)를 프로그램하는 것이 의도된다. 이는 단지 짧은 무-유동 주기, 예컨대 1초 이하 동안에 임의의 길이의 무-유동 주기(Tnf) 동안 수행될 수도 있다. 로직 구현기(100)는 정맥 압력이 소정의 한계치 또는 소정의 양(델타)을 지나 감쇠되면 접속 분리가 추가의 무-유동 주기 중 일어났음을 결정하도록 또한 프로그램될 수도 있다.
환자의 치료전 평가(pre-treatment assessment)로부터 생성되는 소정의 압력 한계치 또는 델타를 도출하는 것이 의도된다. 접속 장치(16, 20)가 최초로 환자(12) 내에 삽입되고 혈류량이 없을 때, 시스템(10)은 센서(36a)를 사용하여 환자의 기초 정맥 접속 압력(Pva)을 감지하여 기록한다. 시스템(10)은 감지된, 정상 상태 Pva 값을 사용하여 소정의 한계치 또는 델타를 설정한다. 예를 들어, 정상 상태 무-유동에서의 환자의 정맥 접속 압력(Pva)이 50 mmHg이면, 하한치가 40 mmHg로 설정될 수도 있거나, 또는 시스템은 10 mmHg의 델타 변화를 찾을 수도 있다.
대안적으로, 긴 무-유동 주기 중에는 환자의 정맥 압력이 50 mmHg이지만, 혈액 펌핑의 시작시에 무-유동 압력이 60 mmHg로 급등하면, 시스템(10)은 혈류량에 대해서, 적어도 20 mmHg의 정맥 압력 변화 또는 델타를 찾도록 설정될 수도 있다. 여기에서, 시스템(10)은 환자의 정맥 혈압의 자연적인 변화를 가능하게 하는데[예컨대, 치료 중 환자가 구기(ballgame)를 보고 있어 흥분하는 경우], 왜냐하면 정맥 바늘(20)이 삽입된 때 혈압 변화가 무-유동 주기(Tnf)에 반영되어야 하기 때문이다. 실시예를 완성하기 위해서, 시스템(10)은 접속 분리가 일어났음을 결정하기 위해, 주어진 혈류량에 대해, 예컨대 환자가 흥분된 때의 80 mmHg 무-유동 정맥 압력으로부터 60 mmHg 무-유동 정맥 압력으로의 변화를 찾을 수 있다.
도 6, 도 8 및 도 9는 바늘 이탈시 0으로 떨어지는 정맥 접속 압력(Pva)을 보이지 않는다. 이는 유로가 유연성을 갖기 때문이며, 즉 유로가 풍선처럼 신장되기 때문이다. 혈액 펌프 외부로의 유동이 짧은 주기 동안 정지되었음에도 불구하고, 혈액 배관의 풍선 효과는 배관의 수축을 유발하며, 따라서 EOS 또는 무-유동 주기 중 유동이 계속된다. 유연성은 Pva 강하가 최초로 검출될 때 EOS 시간을 연장시키는 한가지 이유이다. 무-유동 주기를 연장시키는 것은 혈액 배관이 완전히 방혈하거나 수축될 수 있게 하여, 더욱 정확한 환자 정맥 접속 압력(Pva)이 검출될 수 있게 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 현재의 바람직한 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 명백할 것으로 이해하여야 한다. 이러한 변경 및 수정은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 그리고 본 발명의 의도된 이점을 감소시키지 않고서 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 변경 및 수정은 첨부 특허청구범위에 의해 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (41)

  1. 혈액 필터;
    혈액 필터의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프로서, 혈액 펌프는 혈액을 펌핑하기 위해 사이클을 이루어 이동되는 다이아프램을 포함하고, 상기 사이클은 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖는, 혈액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 속성(property)의 제1 특성 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 상기 속성의 제2 특성을 갖는, 환자 접속 장치; 및
    파라미터의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기
    를 포함하는 투석 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 혈액 필터는 혈액 투석기 및 혈액 필터로 이루어진 군으로부터 선택되는 유형인 투석 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 환자 접속 장치는 혈액-귀환 접속 장치인 투석 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 혈액 펌프는 혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 동맥 라인에 연결되는 투석 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 환자 접속 장치는 바늘을 포함하는 투석 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 속성은 시간이며, 제1 특성은 보다 짧은 양의 시간이고, 제2 특성은 보다 긴 양의 시간인 투석 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 속성은 혈압이며, 제1 특성은 보다 높은 혈압이고, 제2 특성은 보다 낮은 혈압인 투석 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 로직 구현기는 또한 속성의 제1 특성과 제2 특성 사이의 차이를 증대시키도록 무-유동 주기를 변경시키게 구성되는 투석 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 환자 접속 장치에 연결되는 혈액 라인 내의 압력을 측정하도록 위치되는 압력 센서를 포함하고, 압력 센서는 속성을 지시하는 신호를 로직 구현기로 송신하는 투석 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 속성은 혈압이고, 신호는 환자의 혈압을 지시하는 투석 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 속성은 시간 주기이고, 다이아프램을 구동시키는 데 사용되는 공기의 압력을 측정하도록 위치되는 공기 압력 센서를 포함하며, 압력 센서는 신호를 로직 구현기로 송신하고, 신호는 시간 주기의 길이를 지시하는 투석 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 환자 접속 장치에 연결되는 혈액 라인 내의 유량을 측정하도록 위치되는 유량 센서를 포함하고, 유량 센서는 신호를 로직 구현기로 송신하며, 속성은 신호에 의해 지시되는 바와 같은 무-유동 주기의 시간인 투석 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 속성은 제1 속성이고, 무-유동 주기는 또한 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 제2 속성의 제1 특성 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 제2 속성의 제2 특성을 가지며, 로직 구현기는, 제1 속성 및 제2 속성 둘 모두의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 투석 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 제1 속성은 무-유동 주기의 시간이고, 제2 속성은 무-유동 주기 중의 혈압인 투석 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 속성은 제1 속성이고, 무-유동 주기는 또한 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 제2 속성의 제1 특성 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 제2 속성의 제2 특성을 가지며, 로직 구현기는, 제1 속성 및 제2 속성 중 어느 하나의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 투석 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 제1 속성은 무-유동 주기의 시간이고, 제2 속성은 무-유동 주기 중의 혈압인 투석 시스템.
  17. 혈액 필터;
    혈액 필터의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프로서, 혈액 펌프는 혈액을 펌핑하기 위해 사이클을 이루어 이동되는 다이아프램을 포함하고, 상기 사이클은 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖는, 혈액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 제1 기간 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 제2 기간을 갖는, 환자 접속 장치; 및
    제2 기간이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기
    를 포함하는 투석 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 제1 기간은 제2 기간보다 짧은 투석 시스템.
  19. 혈액 필터;
    혈액 필터의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프로서, 혈액 펌프는 혈액을 펌핑하기 위해 사이클을 이루어 이동되는 다이아프램을 포함하고, 상기 사이클은 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖는, 혈액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 특성 기간을 갖는, 환자 접속 장치; 및
    무-유동 주기의 특성 기간이 초과될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기
    를 포함하는 투석 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 로직 구현기는 특성 기간이 소정량만큼 초과될 때 환자 접속 장치가 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 투석 시스템.
  21. 혈액 필터;
    혈액 필터의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프로서, 혈액 펌프는 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖도록 작동되는, 혈액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 제1 혈압 및 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 제2 혈압을 갖는, 환자 접속 장치; 및
    제2 혈압이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기
    를 포함하는 투석 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 제1 혈압은 환자 특성 혈압인 투석 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 로직 구현기는 또한 제1 혈압과 제2 혈압 사이의 차이를 증대시키도록 무-유동 주기를 설정하게 구성되는 투석 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 로직 구현기는 혈압이 제1 혈압으로부터 제2 혈압으로 변화하고 있다는 지시 생성시 무-유동 주기를 설정하도록 구성되는 투석 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 제1 혈압 및 제2 혈압은 제1 혈압 범위 및 제2 혈압 범위인 투석 시스템.
  26. 혈액 필터;
    혈액 필터의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프로서, 혈액 펌프는 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖도록 작동되는, 혈액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 특성 혈압을 갖는, 환자 접속 장치; 및
    무-유동 주기의 특성 혈압이 저하될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기
    를 포함하는 투석 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 로직 구현기는 특성 혈압이 소정량만큼 저하될 때 환자 접속 장치가 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 투석 시스템.
  28. 혈액 필터;
    혈액 필터의 투석액 부분에 연결되는 투석액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분에 연결되는 혈액 펌프로서, 혈액 펌프는 유동 주기 및 무-유동 주기를 갖도록 작동되는, 혈액 펌프;
    혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치로서, 무-유동 주기는 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 속성의 제1 특성 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 상기 속성의 제2 특성을 갖는, 환자 접속 장치; 및
    파라미터의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록 구성되는 로직 구현기
    를 포함하는 투석 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 혈액 펌프는 연동 혈액이고, 연동 펌프의 펌프 롤러는 무-유동 주기를 생성하도록 정지되는 투석 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 혈액 펌프는 다이아프램을 포함하고, 다이아프램은 무-유동 주기를 생성하도록 정지되는 투석 시스템.
  31. 혈액 필터로 작동가능하며 혈액 필터의 투석액 부분에 연결가능한 투석액 펌프, 혈액 필터의 혈액 부분에 연결가능한 혈액 펌프, 및 혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치를 포함하는 투석 기계를 위한 접속 분리 시스템으로서,
    (ⅰ) 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 속성의 제1 특성 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 상기 속성의 제2 특성을 갖는 무-유동 주기와 유동 주기를 갖게 혈액 펌프를 작동시키도록; 그리고
    (ⅱ) 속성의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록
    프로그램되는 로직 구현기를 포함하는 접속 분리 시스템.
  32. 혈액 필터로 작동가능하며 혈액 필터의 투석액 부분에 연결가능한 투석액 펌프, 혈액 필터의 혈액 부분에 연결가능하고 유동 주기 및 무-유동 주기를 가지도록 작동되는 혈액 펌프, 및 혈액 필터의 혈액 부분과 유체 연통되는 환자 접속 장치를 포함하는 투석 기계를 위한 접속 분리 시스템으로서,
    (ⅰ) 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입된 때 속성의 제1 특성 및 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈된 때 상기 속성의 제2 특성을 저장하도록; 그리고
    (ⅱ) 속성의 제2 특성이 검출될 때 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되었음을 결정하도록
    프로그램되는 로직 구현기를 포함하는 접속 분리 시스템.
  33. 혈액 펌프를 정지시키는 단계,
    혈액 펌프가 정지하는 동안, 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입되거나 환자로부터 이탈되는지 여부를 지시하는 측정값을 취하는 단계, 및
    측정값이, 환자 접속 장치가 환자 내에 삽입되는 것을 지시하면 혈액 펌프를 가동시키는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
  34. 제33항에 있어서, (i) 혈액 펌프를 멈추게 하는 단계, (ii) 혈액 라인을 클램핑하는 단계, 및 (iii) 측정값이, 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되는 것을 지시하면 경보를 제공하는 단계 중 하나 이상을 포함하는 접속 분리 방법.
  35. 제33항에 있어서, 측정값을 취하는 단계가, (i) 환자 접속 장치와 연통하는 유로의 혈액 압력을 측정하는 단계, 및 (ii) 혈액 펌프를 구동하는데 사용된 공기 압력을 측정하는 단계 중 하나를 포함하는 접속 분리 방법.
  36. 제35항에 있어서, 압력 측정값이 특정 레벨 이하로 떨어지면, 환자로부터 환자 접속 장치가 이탈되는 것을 지시하는 측정값을 결정하는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
  37. 제33항에 있어서, 혈액 펌프는 정지하도록 제어가능한 다이아프램을 포함하고, 측정값을 취하는 단계는 다이아프램이 정지되는 주기를 측정하는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
  38. 제37항에 있어서, 다이아프램이 정지하도록 제어되는 주기를 측정하는 단계는 환자 접속 장치와 연통하는 유로를 통하는 혈액의 유동을 측정하는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
  39. 제37항에 있어서, 다이아프램이 정지하도록 제어되는 주기를 측정하는 단계는 환자 접속 장치와 연통하는 유로를 통하는 혈액의 압력 변화들 사이의 시간 주기를 측정하는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
  40. 제37항에 있어서, 다이아프램이 정지되거나 특정 레벨 초과인 주기일 때, 환자 접속 장치가 환자로부터 이탈되는 것을 지시하는 측정값을 결정하는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
  41. 제33항에 있어서, 혈액 펌프를 정지시키는 단계는 연통 펌프 롤러를 정지시키는 단계 또는 펌프의 다이아프램이 스트로크 종료(end-of-stroke)에 도달하게 하는 단계를 포함하는 접속 분리 방법.
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