KR20130118354A - 체외 혈액 처리 콘솔에 연결되는 혈액 회로를 검출 또는 확인하는 방법 및 시스템 - Google Patents

체외 혈액 처리 콘솔에 연결되는 혈액 회로를 검출 또는 확인하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

체외 혈액 처리 콘솔에 부착되는 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법은, 액체를 혈액 회로의 혈액 통로를 통해 펌핑하는 단계, 통로가 폐쇄되고 펌핑이 정지되는 동안에 혈액 통로 내의 제1 압력을 감지하는 단계, 혈액 통로가 폐쇄된 동안에 혈액 통로 내로 액체의 추가량을 펌핑하고, 그 후에 제2 압력을 감지하는 단계, 및 액체의 추가량 및 제2 압력을 기초로 하여 혈액 통로 내에서 유체 통과의 치수 특성을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

체외 혈액 처리 콘솔에 연결되는 혈액 회로를 검출 또는 확인하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING OR VERIFYING A BLOOD CIRCUIT CONNECTED TO AN EXTRACORPOREAL BLOOD TREATMENT CONSOLE}
본 발명은 체외 혈액 처리 시스템, 구체적으로 해제 가능한 혈액 회로를 혈액 처리 콘솔에 연결하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 혈액 처리 콘솔에 커플링된 일회용 체외 회로의 타입 또는 크기를 결정 또는 확인하도록 적용될 수 있다.
체외 혈액 처리 시스템은 혈액 처리 또는 혈액 수집 콘솔(여기서, 혈액 처리 콘솔로서 지칭됨)과, 콘솔에 연결되는 일회용 혈액 회로를 포함할 수 있다. 혈액 회로는 통상적으로 혈액이 환자로부터 취출되는 엑세스 라인(예컨대, 가요성 플라스틱 튜브, 도관 또는 기타 액체 통로)과, 처리된 혈액이 환자에게 주입되는 복귀 라인을 갖는 혈액 통로의 전부 또는 일부를 포함한다. 혈액 회로는 통상적으로 혈액 처리 콘솔에 대해 해제 가능하게 연결된다.
혈액 처리 콘솔은 성인용 및 비성인, 예컨대 소아용 혈액 회로 등의 다양한 타입의 혈액 회로과 함께 사용될 수 있다. 혈액 회로가 부착될 때에, 혈액 처리 콘솔은 부착된 혈액 회로과 함께 수동으로 또는 자동으로 작동하도록 적절하게 구성되어야 한다. 혈액 처리 콘솔에 대한 작동 세팅은 부착되는 혈액 회로의 타입에 좌우될 수 있다. 예컨대, 혈액 회로를 통해 혈액을 이동시키는 펌프 속도와 혈액 회로 내의 압력 레벨은 성인용 혈액 회로 및 비성인, 예컨대 소아용 혈액 회로에 대해 상이할 수 있다. 한가지 타입의 혈액 회로에 대해 적절한 작동 세팅은 다른 타입의 혈액 회로에 대해 적절하지 않을 수 있다.
콘솔에 대한 작동 세팅은 간호사 또는 기타 건강 관리 제공자 등의 조작자에 의해 수동으로 세팅될 수 있다. 콘솔은 조작자에게 세팅의 선택을 제공하고 조작자가 환자에 관해 수행될 혈액 처리를 위한 작동 세팅을 입력하게 할 수 있다. 콘솔 조작자는 통상적으로 콘솔 상의 버튼, 소프트 키, 터치 스크린 또는 기타 입력 디바이스를 눌러서 혈액 회로 및 환자에 대해 적절한 작동 세팅을 선택한다. 조작자는 또한, 혈액 회로에 있는 혈액 라인을 콘솔에 여결하는 것 등에 의해 혈액 회로를 콘솔에 로딩한다. 조작자는 또한 예컨대 엑세스 및 복귀 혈액 라인들을 환자의 맥관계 내에 삽입되는 카테터 또는 니들에 연결함으로써, 혈액 라인을 환자에게 연결할 수 있다.
콘솔 조작자는 일반적으로 혈액 처리 시스템의 작동, 구체적으로 콘솔에 대한 정확한 작동 세팅 및 적절한 혈액 회로를 어떻게 선택하는지를 훈련한 의료 전문가이다. 그럼에도 불구하고, 한 혈액 회로에 대한 작동 세팅이 상이한 타입의 혈액 회로에 대해 의도치 않게 사용될 수 있다는 가능성이 있다.
콘솔에 입력되거나 콘솔에 의해 자동으로 선택되는 작동 세팅은 콘솔에 연결되는 혈액 회로의 타입에 대응한다. 예컨대, 소아용 혈액 회로가 콘솔에 대해 연결될 때에, 콘솔의 작동 세팅은 소아 환자를 위한 것이어야 한다.
혈액 처리 콘솔에 부착되는 혈액 회로의 타입을 검출하는 특정한 기술이 공개되었다. 일례로서, 국제 공개 제WO 2008/125894호 및 미국 특허 출원 공개 제2010/0114005호는 혈액 콘솔에 부착된 혈액 회로의 타입을 검출하는 기술을 개시하고 있다. 적절한 콘솔 세팅을 자동으로 선택하는 것을 비롯하여 체외 시스템을 제어하는 장치가 국제 공개 제WO 2006/123197호에 개시되어 있다. 이들 기존의 기술에서조차도, 혈액 콘솔에 연결된 혈액 회로의 타입을 정확하고, 간단하면서 신속하게 검출하거나, 콘솔에 연결된 혈액 회로가 콘솔의 작동 세팅에 대응한다는 것을 확인하는 디바이스 및 방법에 대한 요구 및 요망이 남아 있다.
혈액 회로가 콘솔에 연결되었다는 것을 검출했을 때에 혈액 처리 시스템이 적절한 작동 세팅을 자동으로 선택하는 것이 요망된다. 대안적으로, 조작자에 의해 콘솔에 수동으로 프로그래밍된 세팅이 콘솔에 부착된 혈액 회로에 대해 적절하다는 것을 혈액 처리 시스템이 자동으로 확인하는 것이 요망된다. 또한, 혈액 회로가 혈액 처리를 위해 환자에게 커플링되기 전에 혈액 회로의 선택 또는 확인이 발생하는 것이 요망된다.
시스템의 콘솔에 적용된 체외 회로의 타입을 자동으로 인지하는 체외 혈액 처리 시스템 및 방법이 개발되어 본 명세서에서 개시된다. 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 콘솔에 연결되는 혈액 회로의 타입에 적절한 작동 세팅을 콘솔에 프로그램하도록 적용될 수 있다. 개시된 시스템 및 방법은 또한 콘솔에 프로그램된 작동 세팅이 콘솔에 연결된 혈액 회로의 타입에 적절한지를 확인하도록 적용될 수 있다.
개시된 시스템 및 방법은 콘솔에 연결된 혈액 회로가 성인 환자에 적절한지 아니면 소아 환자에 적절한지를 검출 또는 확인하도록 적용될 수 있다. 개시된 시스템 및 방법은 콘솔에 부착된 혈액 회로의 타입을 검출 또는 확인하도록 단독으로 또는 다른 시스템과 조합하여 적용될 수 있다.
적어도 하나의 펌프와 컨트롤러를 포함하는 신규한 장치가 안출되어 본 명세서에 개시되는데, 펌프는 혈액 엑세스 또는 복귀 통로와, 펌프에 커플링되는 혈액 통로를 포함하는 체회 혈액 회로에 연결될 수 있으며, 혈액 통로는 펌프에 커플링되고, 혈액 통로는 가스 충전부를 갖는 챔버를 포함하며, 컨트롤러는: 액체를 혈액 복귀 또는 엑세스 통로와 혈액 통로 내로 펌핑하도록 펌프를 제어하고; 혈액 통로가 액체로 충전된 후에, 복귀 또는 엑세스 통로를 폐쇄하거나 통로를 폐쇄하도록 하며; 펌프가 정지되고 혈액 통로에 연결된 차단 디바이스가 폐쇄된 동안에 압력 센서로부터 제1 압력 데이터를 수신하고; 제1 압력 데이터를 기초로 하여 제1 압력값을 결정하며; 차단 디바이스가 폐쇄되는 동안에, 액체의 추가량을 통로 내로 펌핑하도록 펌프를 제어하며; 차단 디바이스가 폐쇄 상태로 유지되고 액체의 추가량이 통로에서 펌핑되는 동안에 압력 센서에 의해 발생되는 제2 압력 데이터를 수신하고; 제2 압력 데이터를 기초로 하여 제2 압력값을 결정하며; 제2 압력값과 액체의 추가량을 기초로 하여 혈액 통로의 치수 특성을 결정한다.
액체의 추가량은 예정된 펌핑 작동에 의해 결정될 수 있고, 혈액 통로의 치수 특성은 제1 압력값과 제2 압력값의 비교를 기초로 하여 결정될 수 있다. 혈액 통로의 치수 특성은 제2 압력값이 예정된 압력값에 도달하게 하도록 펌핑된 유체의 추가량을 기초로 하여 대안적으로 결정될 수 있다. 액체는 혈액 통로에 연결될 수 있는 프라이밍 액체의 공급원으로부터 취출된 프라이밍 액체일 수 있다.
치수 특성은 혈액 통로의 직경일 수 있다. 혈액 통로는 환자로부터 혈액을 취출하기 위한 혈액 튜브일 수 있다.
컨트롤러는 또한 콘솔이 결정된 치수 특성을 나타내는 청각적 또는 시각적 신호를 발생시키게 할 수 있다. 청각적 또는 시각적 신호는 혈액 통로가 성인용 혈액 회로인지 아니면 비성인용 혈액 회로인지를 나타낼 수 있다. 콘솔은 치수 특성의 결정에 대응하는 체외 회로의 타입을 디스플레이 또는 보고할 수 있다. 컨트롤러는 결정된 치수 특성이 콘솔의 작동 세팅과 관련된 치수 특성의 예정된 범위 내에 있는지를 확인할 수 있다.
펌프는 연동 펌프일 수 있다. 예정된 양의 액체는 예정된 펌핑율로 그리고 예정된 기간 동안에 액체를 펌핑하는 것을 기초로 할 수 있다. 혈액 처리 디바이스는 혈액 통로와는 별개로 콘솔에 부착할 수 있다. 압력 센서는 체외 혈액 처리 콘솔, 혈액 처리 디바이스, 기포 트랩 및 혈액 회로 중 적어도 하나에 장착될 수 있다. 장치는 혈액 투석 장치 또는 혈액 (투석) 여과 장치일 수 있다. 차단 디바이스는 혈액 통로에 부착되는 클램프일 수 있다.
컨트롤러는 비임시 메모리 및 메모리에 저장된 프로그램 명령어를 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로그램 명령어는 컨트롤러가 펌프를 작동시키고, 압력 센서로부터 압력 데이터를 수신하며, 디스플레이하거나 보고하게 한다.
체외 혈액 처리 장치가 안출되어 본 명세서에 개시되는데, 이 혈액 처리 장치는 펌프와 컨트롤러를 포함하는 체외 혈액 처리 콘솔; 엑세스 및 복귀 통로와 혈액 통로를 포함하는 혈액 회로로서, 엑세스 통로는 포유류 환자의 맥관계로부터 혈액을 수용하도록 되어 있고, 혈액 통로는 엑세스 통로로부터 혈액을 수신하며 복귀 통로는 처리된 혈액을 환자에게 주입되도록 이송하고, 혈액 통로는 가스 충전부를 갖는 하나 이상의 혈액 챔버를 포함하는 것인 혈액 회로; 체외 혈액 처리 콘솔과 관련된 연동 펌프로서, 혈액 통로들 중 적어도 하나는 체외 회로가 체외 혈액 처리 콘솔에 연결될 때에 펌프에 연결되는 것인 연동 펌프; 프라이밍 유체의 공급원; 혈액 통로 내의 압력을 나타내는 압력 데이터를 발생시키는 압력 센서를 포함하고, 상기 컨트롤러는 연동 펌프를 제어하고 압력 데이터를 수신하며, 상기 컨트롤러는: 액체를 복귀 통로 내로 펌핑하도록 펌프를 제어하고; 혈액 챔버의 하류측의 엑세스 통로를 폐쇄하거나 혈액 챔버의 하류측의 엑세스 통로를 폐쇄하도록 하며; 펌프가 정지된 동안에 그리고 혈액 통로의 폐쇄 후에 제1 압력 데이터를 수신하고; 제1 압력 데이터를 기초로 하여 제1 압력값을 결정 및 저장하며; 차단 디바이스가 폐쇄되어 있는 동안에, 예정된 펌핑 작동을 수행하도록 펌프를 제어하여 통로 내로 유입되는 액체의 추가량을 펌핑하거나 압력 센서에 의해 검출된 압력이 예정된 압력값에 도달할 때까지 액체의 추가량을 펌핑하고; 차단 디바이스가 폐쇄 상태로 유지되고 액체의 추가량이 통로 및 챔버 내에 있는 동안에 압력 센서에 의해 발생되는 제2 압력 데이터를 수집하며; 제2 압력 데이터를 기초로 하여 제2 압력값을 결정하거나 액체의 추가량을 결정하고; 제1 압력값과 제2 압력값의 비교를 기초로 하여 또는 예정된 압력값에 도달하도록 펌핑된 액체의 추가량을 기초로 하여 혈액 통로의 치수 특성을 결정한다.
펌프를 갖는 체외 혈액 처리 콘솔에 부착되는 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법이 안출되어 본 명세서에 개시되는데, 혈액 회로는 펌프에 연결될 수 있는 제1 혈액 통로와 제2 혈액 통로를 포함하고, 가스 충전 구역을 갖는 챔버를 포함하며, 상기 방법은: 액체를 제1 혈액 통로 내로 펌핑하는 단계로서, 펌핑된 액체는 제2 혈액 통로를 통해 유동하는 것인 단계; 제1 혈액 통로와 제2 혈액 통로가 액체로 충전된 후에 챔버의 하류측의 제2 혈액 통로를 폐쇄하는 단계; 액체가 제1 및 제2 혈액 통로에 있고, 펌프가 정지되어 있으며 제2 혈액 통로가 폐쇄 상태로 유지되는 동안에 액체의 제1 압력을 감지하는 단계; 제1 압력을 감지한 후에 그리고 제2 통로가 폐쇄 상태로 유지되는 동안에, 제1 혈액 통로 내로 액체의 추가량을 펌핑하는 단계; 액체의 추가량이 제1 및 제2 혈액 통로에 남아 있고 제2 혈액 통로가 폐쇄된 동안에 제2 압력을 감지하는 단계; 제2 압력 및 액체의 추가량을 기초로 하여 혈액 통로들 중 하나의 치수 특성을 결정하는 단계를 포함한다.
제1의 독립적인 양태에 따르면, 적어도 하나의 펌프 및 컨트롤러를 포함하는 체외 혈액 처리 콘솔이 제공되는데, 펌프는 환자에 연결될 수 있는 제1 섹션과, 펌프에 커플링되는 제2 섹션을 갖는 혈액 통로를 포함하는 체외 혈액 회로에 연결될 수 있고, 제2 섹션은 가스 충전부를 갖는 챔버, 환자에 연결되는 제3 섹션 및 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는, a. 액체를 혈액 통로의 제1 섹션 내로 펌핑하도록 펌프를 제어하고; b. 액체가 혈액 통로 내로 펌핑된 후에, 제3 섹션을 폐쇄하거나 제3 섹션을 폐쇄하도록 하며; c. 펌프가 정지되고 제3 혈액 섹션에 연결된 차단 디바이스가 폐쇄 상태로 유지되는 동안에 압력 센서로부터 제1 압력 데이터를 수신하고; d. 제1 압력 데이터를 기초로 하여 제1 압력값을 결정하며; e. 차단 디바이스가 폐쇄된 동안에, 추가량의 액체를 혈액 통로 내로 펌핑하도록 펌프를 제어하고; f. 차단 디바이스가 폐쇄 상태로 유지되고 액체의 추가량이 혈액 통로에 있는 동안에 압력 센서에 의해 발생된 제2 압력 데이터를 수신하며; g. 제2 압력 데이터를 기초로 하여 제2 압력값을 결정하고; h. 제2 압력값 및 액체의 추가량을 기초로 하여 혈액 통로의 치수 특성을 결정한다.
제1 양태에 따른 제2 양태에서, 액체의 추가량은 펌핑의 예정된 양을 기초로 하고, 혈액 통로의 치수 특성의 결정은 제1 값 및 제2 값의 비교를 기초로 한다.
제2 양태에 따른 제3 양태에서, 펌핑의 예정된 양은 예정된 펌핑 변위를 위해 액체를 펌핑함으로써 달성된다.
이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제4 양태에서, 혈액 통로의 치수 특성의 결정은 제2 압력값이 예정된 압력값에 도달하게 하도록 펌핑된 유체의 추가량을 기초로 하여 결정된다.
이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제5 양태에서, 치수 특성은 혈액 통로의 직경이다.
이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제6 양태에서, 컨트롤러는 결정된 치수 특성을 나타내는 청각적 또는 시각적 신호를 발생시킨다.
제6 양태에 따른 제7 양태에서, 청각적 또는 시각적 신호는 혈액 통로가 성인용 혈액 회로를 위한 것인지 또는 비성인용 혈액 회로를 위한 것인지를 나타낸다.
이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제8 양태에서, 컨트롤러는 결정된 치수 특성이 콘솔의 작동 세팅과 관련된 치수 특성의 예정된 범위 내에 있는지를 확인한다.
비제한적인 예로서 제공되는 첨부 도면을 참조하여 설명이 이루어질 것이다. 도면에서:
도 1은 콘솔에 부착되는 혈액 회로의 타입을 검출 또는 확인하도록 구성되는 체외 혈액 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 체외 혈액 처리 시스템의 일부의 개략도이다.
도 3은 콘솔에 부착되는 혈액 회로의 타입을 검출 또는 확인하기 위한 체외 혈액 회로의 컨트롤러에 의해 수행되는 단계들의 플로우 차트이다.
도 1은 식염수 등의 프라이밍 용액(priming solution)이 충전된 프라이밍 백(12)에 커플링되는 혈액 처리 시스템(10)을 개략적으로 도시한다. 도면은 이 설명에 관련되지 않은 혈액 처리 시스템의 구성요소를 배제하도록 간소화되어 있다. 프라이밍 백(12)은 혈액 처리를 시작하기 전에 공기 및/또는 오염 물질의 시스템에서 혈액 회로의 통로를 퍼지하도록 사용된다. 혈액 처리 시스템(10)은 혈액 엑세스 라인(16) 상의 클램프 또는 밸브 또는 폐색 디바이스 등의 차단 디바이스(14)를 제외하고는 종래의 프라이밍 구성으로 되어 있다. 또한, 컨트롤러(18)에 저장된 혈액 회로를 검출하기 위한 프로그램 명령어도 종래의 것이 아니다.
혈액이 환자로부터 혈액 처리 시스템(10)으로 추출되기 전에, 간호사 또는 기타 의료 전문가는 프라이밍 백(12)을 혈액 회로의 복귀 라인(20)에 연결한다. 프라이밍 후에, 복귀 라인(20)은 프라이밍 백으로부터 분리되고 엑세스 디바이스(22)를 통해 환자(24)의 맥관계에 연결된다.
복귀 라인(20)은 전체적으로 제1 기포 트랩(26)으로서 작용하는 제1 챔버(26)에 연결된다. 프라이밍 유체는 제1 챔버(기포 트랩)로부터 혈액 라인(17)을 통해 혈액 처리 디바이스(30)의 혈액 챔버(28; 또한, 동맥 챔버로서도 지칭됨), 예컨대 여과 유닛으로 유동한다. 혈액 라인(17)은 혈액이 혈액 챔버(28)로부터 일반적으로 제2 기포 트랩(24)으로서 작용하는 제2 챔버(34)로 유동하는 통로를 제공한다. 제1 및 제2 기포 트랩(26, 34)은 각각 관련된 압력 센서(50a, 50b)를 가질 수 있다. 적어도 제2 챔버(34)는 하나의 압력 센서(50b)를 갖는다. 각 압력 센서(50a, 50b)는 각각의 기포 트랩 내의 압력, 예컨대 기포 트랩의 상부 구역 내의 가스 압력을 나타내는 데이터를 발생시킨다.
혈액 라인(17)은 롤러 펌프 등의 변위(예컨대, 연동) 혈액 펌프(32)에 커플링된다. 펌프(32)는 프라이밍 액체를 혈액 라인(20, 17)을 통해 제2 기포 트랩(34)으로 이동시킨다. 프라이밍 유체는 제2 기포 트랩으로부터 혈액 엑세스 라인(16) 및 배수 또는 수집 백(38)으로 유동한다. 복귀 라인(20), 제1 기포 트랩(26), 혈액 챔버(28), 혈액 펌프 라인(17), 제2 기포 트랩(34) 및 엑세스 라인(16)이 체외 혈액 처리 디바이스를 통한 혈액 회로, 예컨대 혈액 유동로를 형성한다.
혈액 처리 시스템(10)이 프라이밍 액체를 적어도 혈액 회로의 모든 라인 내에 충전함으로써 프라이밍된 후에, 복귀 라인(20)이 프라이밍 백(12)으로부터 분리되고 엑세스 포트(22)에 연결되어 혈액 회로로부터 처리된 혈액을 환자(24)에게 주입하며, 엑세스 라인(16)은 배수 또는 수집 백(38)으로부터 분리되고 엑세스 포트(22)에 연결되어 혈액을 환자로부터 혈액 회로로 추출한다.
혈액 회로 또는 그 일부는 적어도 하나의 펌프(32), 컨트롤러(18) 및 디스플레이와 키패드 등의 유저 인터페이스(44)를 포함하는 제어 및 펌핑 콘솔(42)에 해제 가능하게 연결될 수 있다. 유저 인터페이스는 조작자가 혈액 처리를 위한 작동 파라미터를 입력하고 시스템(10)에 의해 수행되는 혈액 처리 및 기타 프로세스를 모니터하게 한다. 이들 작동 파라미터, 예컨대 세팅은 혈액 처리에서 성인용 혈액 회로가 사용되는지 또는 소아용 혈액 회로가 사용되는지에 따라 좌우될 수 있다.
컨트롤러(18)는 전체적으로 컴퓨터 또는 기타 프로세서와, 펌프 및 시스템의 기타 제어 가능한 특징부를 제어하는 프로그램 명령어를 저장하는 비임시 컴퓨터 메모리를 포함할 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 프로그램 명령어를 실행하여 혈액 회로를 프라이밍하도록 펌프를 제어하고, 혈액 처리를 조절하며, (특히, 본 발명과 관련하여) 콘솔에 부착된 혈액 회로의 타입을 검출 또는 확인한다.
도 2는 도 1에 도시된 혈액 처리 시스템(10)의 일부의 개략도이다. 도 2는 상부 공기 또는 가스 충전부(48)를 포함하는 혈액 챔버(46)를 갖는 기포 트랩(26, 34)의 예를 도시한다. 압력 센서(50a, 50b)가 기포 트랩(26, 34)에 장착되어, 혈액 챔버(46), 특히 해당 혈액 챔버의 공기 충전부(48) 내의 유체 압력을 모니터한다.
차단 디바이스(14)가 개방되어 있는 동안에, 프라이밍 유체가 혈액 챔버(46)로부터 배수되어 배수 또는 수집 백(38)이나 기타 배수 수집 용기로 유동한다. 펌프(32)가 정지되고 차단 디바이스(14)가 폐쇄되어 챔버로부터 프라이밍 유체의 배수를 차단하고 혈액 회로에서 프라이밍 유체의 일부를 복귀시킨다. 차단 디바이스는 제2 기포 트랩의 가스 충전 구역을 제외하고 혈액 회로가 프라이밍 유체로 실질적으로 충전되는 것을 보장하도록 펌프가 정지된 후에 신속하게 폐쇄되어야 한다. 차단 디바이스는 펌프(32)의 정지와 함께 컨트롤러(18)에 의해 자동으로 차단될 수 있다. 대안적으로, 차단 디바이스는 컨트롤러에 의해 발생되는 시청각 프롬프트에 응답하여 수동으로 폐쇄될 수 있다. 펌프가 정지되고 차단 디바이스가 폐쇄된 후에, 제2 기포 트랩(46)에 장착된 압력 센서(50b)에 의해 제1 압력 레벨이 측정된다.
제1 압력 레벨이 측정되고 차단 디바이스가 폐쇄된 후에, 혈액 펌프는 추가 프라이밍 유체의 적어도 일부가 제2 기포 트랩(34)의 챔버(46)에 진입하도록 예정된 프라이밍 유체의 추가량을 펌핑할 수 있다. 챔버(46) 내의 압력은 폐쇄된 차단 디바이스로 인해 유체의 배수가 방지되기 때문에 추가 프라이밍 유체가 챔버에 진입할 때에 상승한다. 챔버(46)가 가스 충전부(48)를 갖는다고 가정하면, 챔버 내의 압력은 챔버에 진입하는 프라이밍 유체의 양에 정비례하여 상승해야 한다.
프라이밍 유체가 챔버(46)에 진입할 때에, 가스 충전부(48)의 부피가 감소된다. 보일의 법칙에 따르면, 압축성 가스의 경우, 압력과 부피의 곱은 일정하다(P × V = K). 따라서, 챔버의 가스 충전부(48)의 부피 감소는 압력 센서(50b)에 의해 감지되는 압력의 비례 상승을 초래할 것이다.
가스 충전부의 부피는 차단 디바이스(14)가 폐쇄되는 동안에 챔버에 진입하는 프라이밍 유체의 양에 비례하여 감소된다. 펌핑은 차단 디바이스가 폐쇄되는 동안에 챔버에 프라이밍 유체를 추가하도록 예정된 유량으로 그리고 기간에 행해질 수 있다. 추가되는 프라이밍 유체의 양은 복귀 라인(20)의 직경에 따라 좌우된다. 짧은 혈액 라인(17)은 해당 라인의 비교적 작은 부피로 인해 무시될 수 있다. 복귀 라인의 직경이 클수록, 펌프(32)의 각 회전에 의해 이동되는 프라이밍 유체의 양이 커지게 된다.
차단 디바이스(14)가 폐쇄되는 동안에 기포 트랩(34)의 챔버(46)에 추가되는 프라이밍 유체의 양은 혈액 라인의 직경에 좌우되기 때문에, 챔버(46) 내의 압력이 또한 혈액 라인, 예컨대 복귀 라인의 직경에 따라 좌우되게 된다. 챔버(46) 내의 압력 상승은 차단 디바이스가 폐쇄되는 동안에 챔버 내로 프라이밍 유체의 펌핑이 제어된다고 가정하면 복귀 라인의 직경을 나타낸다. 일례에서, 제어는 절반 또는 1/4 회전이나 또한 몇 도의 회전을 통한 펌프의 선회 등의 예정된 펌핑 변위를 유발하게 될 수 있다.
도 3은 혈액 회로의 타입을 검출 또는 확인하도록 컨트롤러에 의해 실행되는 예시적인 제어 단계를 도시하는 플로우 차트이다.
단계(100)에서, 컨트롤러는 혈액 펌프(32)를 작동시켜 프라이밍 액체를 액체 공급원, 예컨대 프라이밍 백(12)으로부터 복귀 라인(20), 혈액 처리 디바이스(30), 혈액 펌프 삽입 라인(16)을 통해 제2 기포 트랩(34)의 혈액 챔버(46) 내로 펌핑한다. 단계(102)에서, 프라이밍 액체는 혈액 챔버(46)로부터 엑세스 라인(16) 내로 그리고 해당 엑세스 라인을 통해 유동하고, 배수 또는 수집 백(38) 내에 수집된다.
단계(104)에서, 혈액 펌프가 정지되고 엑세스 라인(16)을 폐쇄하도록 차단 디바이스가 차단된다. 단계(106)에서, 컨트롤러(18)는 혈액 챔버(46) 내의 압력, 또는 혈액 회로의 다른 부분 내의 압력을 모니터하는 압력 센서(50b)로부터 제1 세트의 압력 데이터를 수집한다. 단계(106)는 차단 디바이스가 폐쇄되고 펌프가 정지되는 동안에 수행될 수 있다. 단계(108)에서, 컨트롤러(18)는 제1 압력 데이터를 기초로 하여 제1 압력값을 결정하고 저장한다.
제1 압력 레벨은 대안적으로 펌프가 선회하고 차단 디바이스가 개방되는 동안에 측정될 수 있다. 이 대안적인 압력 측정에서, 제1 압력 레벨이 측정된 후에 펌프가 정지되고 차단 디바이스가 폐쇄될 수 있다. 그러나, 차단 디바이스의 폐쇄는 라인의 압력에 영향을 미치고 제1 압력 레벨과 제2 압력 레벨 사이에 압력차를 결정하는 데 있어서 인자일 수 있다.
단계(110)에서, 차단 디바이스가 폐쇄되는 동안에, 컨트롤러는 혈액 펌프(32)를 제어하여 추가 프라이밍 액체의 예정된 양을 복귀 라인(20), 기포 트랩(34) 및 차단 디바이스(14)의 상류측에 있는 엑세스 라인(16)의 부분으로 펌핑한다. 혈액 펌프(32)는 추가 프라이밍 액체의 예정된 양이 혈액 회로로 펌핑되도록 예정된 회전 각도 또는 회전수를 통해 선회하도록 제어된다. 예컨대, 혈액 펌프는 1/4 또는 절반 선회를 하도록 제어되어 추가 프라이밍 유체를 혈액 챔버로 펌핑하고 라인(20, 17) 및 제2 기포 트랩(34)의 압력을 상승시킬 수 있다.
단계(112)에서, 컨트롤러(18)는 차단 디바이스(14)가 폐쇄 상태로 유지되는 동안에 압력 센서(50b)에 의해 발생된 제2 압력 데이터를 수집한다. 제2 압력 데이터는 추가 프라이밍 액체가 엑세스 라인, 혈액 처리 디바이스 및 혈액 통로에 남아 있는 동안에 수집된다. 제2 압력 데이터를 기초로 하여 컨트롤러에 의해 제2 압력값이 결정된다. 제1 세트의 압력 데이터는 컨트롤러와 관련된 프로세서에 의해 엑세스 가능한 비임시 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령어를 실행하는데, 프로그램 명령어는 프로세서가 펌프 및 콘솔을 제어하여 도 3에 도시된 단계를 수행하게 한다.
단계(114)에서, 컨트롤러는 제1 압력값과 제2 압력값을 비교하여 단계(110)에서 혈액 회로에 추가된 액체의 예정된 추가량으로 인한 압력 증가를 결정한다. 이 결정은 압력 증가가 성인용 혈액 회로에 따른 예정된 범위 또는 비성인용 혈액 회로, 예컨대 소아용 혈액 회로에 대응하는 예정된 범위 내에 있는지를 기초로 할 수 있다.
압력 증가는 복귀 라인의 직경에 종속하는 복귀 라인의 부피에 따라 좌우된다. 압력 증가는 혈액 회로의 라인의 직경을 결정하도록 사용될 수 있고, 이 직경은 콘솔에 연결되는 혈액 회로의 타입을 나타낸다. 혈액 라인의 직경을 나타냄으로써, 압력 증가는 혈액 통로의 치수 특성을 결정하도록 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다.
대안적으로, 단계(110)는 혈액 챔버(46) 내의 압력이 예정된 레벨에 도달할 때까지 프라이밍 유체를 펌핑하도록 혈액 펌프를 제어함으로써 수행될 수 있다. 예정된 압력 레벨에 도달될 때에, 컨트롤러는 예컨대 단계(110)(또는 펌프 활성화의 타이밍) 중에 혈액 펌프의 회전량을 결정함으로써 펌핑의 양을 결정한다. 작은 직경의 복귀 라인의 경우, 펌프 회전은 보다 큰 직경의 라인에서 압력을 증가시키는 데에 필요한 펌프 회전의 양보다 예정된 압력에 덜 도달하게 된다. 예정된 압력 상승에 도달하는 데에 필요한 펌프 회전의 양은 혈액 엑세스 라인의 치수 특성을 결정하는 대안적인 방법이다.
콘솔에 부착될 수 있는 해제 가능한 혈액 회로의 타입은 성인 환자에 대해 치료를 수행하기에 적절한 성인용 회로(성인을 위한 큰 직경의 혈액 라인)와, 어린이 환자에 대해 치료를 수행하기에 적절한 소아용 회로를 포함할 수 있다(소아용 혈액 라인은 비교적 작은 직경의 튜브이다). 성인과 어린이를 위한 이들 2가지 타입의 혈액 회로는 엑세스 라인의 내부 직경이 상이하다. 엑세스 라인의 직경은 성인을 위한 혈액 회로에서 크고 소아용 혈액 회로의 경우에 더 작다.
일반적으로 어린이에 대한 체외 치료를 위한 콘솔의 셋업 시에, 혈액 펌프 및 혈액 치료에 사용될 다양한 유체들을 펌핑하기 위한 콘솔 상의 기타 펌프의 유량(혈액 유량, 항응고제 유량, 투석 유체 유량, 보충액 유량, 주입액 유량 등)의 세팅 또는 원하는 값은 성인에게 예정된 치료를 위해 대응하는 세팅 또는 원하는 값보다 낮다.
도 3에 도시된 단계들은 콘솔에 부착된 혈액 회로의 타입을 자동으로 결정 및 인지하도록 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다. 대안적으로, 단계들은 콘솔에 장착된 혈액 회로의 타입이 유저 인터페이스(44)에 파라미터를 입력하는 동안에 작동 및 식별된 동일한 혈액 회로 타입이라는 것을 확인하도록 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 검출 또는 확인 프로세스가 혈액 회로가 조작자에 의해 이루어진 성인/어린이 선택과 일치한다고 인지하면, 조작자에 대한 경보(청각 또는 시각)가 컨트롤러에 의해 발생되지 않는다. 검출 또는 확인 프로세스가 유저 인터페이스를 이용하여 조작자에 의해 선택된 혈액 회로의 타입과 혈액 회로가 일치하지 않는다고 결정하면, 컨트롤러는 자동 간섭, 예컨대 프라이밍 절차의 정지를 작동시키거나 유저에 대한 경보를 발할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 검출 및 확인 프로세스는 성인을 위한 일회용 타입의 체외 혈액 회로가 어린이를 위한 것을 대신해서 치료 장치에 장착되었는지를 또한 그 반대를 컨트롤러가 인지하게 할 수 있다. 이 방식에서, 환자에게 손상을 유발할 수 있는 회로의 우발적인 교체를 피할 수 있다.
본 발명을 가장 실용적이고 바람직한 실시예인 것으로 현재 고려되는 것과 관련하여 설명하였지만, 본 발명이 개시된 실시예로 제한되지 않고, 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 수정 및 등가의 구조를 포함하도록 의도된다는 것을 알아야 한다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 펌프(32)와 컨트롤러(18)를 포함하는 체외 혈액 처리 콘솔(42)로서, 상기 펌프(32)는 환자(24)에 연결될 수 있는 제1 섹션(13)과, 펌프(32)에 커플링되는 제2 섹션(15)을 갖는 혈액 통로를 포함하는 체외 혈액 회로(11)에 연결될 수 있고, 상기 제2 섹션(15)은 가스 충전부(48)를 갖는 챔버(26; 34), 환자에 연결되는 제3 섹션(19) 및 체외 혈액 회로(11)의 파라미터 데이터를 감지하는 센서(50a; 50b)를 포함하며, 상기 컨트롤러(18)는,
    a. 액체를 혈액 통로의 제1 섹션(13) 내로 펌핑하도록 펌프(32)를 제어하는 단계;
    b. 액체가 혈액 통로 내로 펌핑된 후에, 제3 섹션(19)을 폐쇄하거나 또는 제3 섹션을 폐쇄하라는 프롬프트(prompt)를 발하는 단계;
    c. 센서(50a; 50b)로부터 제1 파라미터 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 제1 파라미터 데이터는 압력 센서로부터의 압력 데이터, 레벨 센서로부터의 유체 레벨 데이터, 제3 혈액 섹션(19)에 연결된 차단 디바이스(14)가 폐쇄된 동안에, 특히 펌프(32)가 정지되어 있는 동안에 정전용량 센서로부터의 부피 데이터를 포함하는 그룹에서 선택되는 것인 단계;
    d. 제1 파라미터 데이터를 기초로 한 제1 압력값 또는 제1 파라미터 데이터를 기초로 한 제1 레벨값 또는 제1 파라미터 데이터를 기초로 한 제1 부피값을 결정하는 단계로서, 상기 압력값은 혈액 통로 내의 유체 또는 가스 충전부 내의 가스의 압력값이고, 레벨값은 챔버 내의 유체의 레벨값이며, 부피값은 가스 충전부(48) 또는 챔버(26; 34)의 액체 충전부의 값인 것인 단계;
    e. 차단 디바이스(14)가 폐쇄되어 있는 동안에, 혈액 통로 내로 유입되는 액체의 양을 수정하고, 선택적으로 혈액 통로 내로 유입되는 액체의 추가량을 펌핑하도록 펌프(32)를 제어하는 단계;
    f. 센서(50a; 50b)로부터 제2 파라미터 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 제2 파라미터 데이터는, 압력 센서에 의해 발생되는 압력 데이터 또는 레벨 센서로부터의 유체 레벨 데이터, 차단 디바이스(14)가 폐쇄 상태로 유지되고 액체의 수정된 양이 혈액 통로 내에 있는 동안에 정전용량 센서로부터의 부피 데이터를 포함하는 그룹에서 선택되는 것인 단계;
    d. 제2 파라미터 데이터를 기초로 한 제2 압력값 또는 제1 파라미터 데이터를 기초로 한 제2 레벨값 또는 제1 파라미터 데이터를 기초로 한 제1 부피값을 결정하는 단계; 및
    g. 제2 압력 값 및/또는 제2 레벨 값 및/또는 제2 부피값 및 액체의 수정된 양을 기초로 한 혈액 통로의 치수 특성을 결정하는 단계
    를 수행하도록 구성되는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체의 수정된 양은 챔버 내로 또는 챔버(26; 34)로부터 멀어지는 예정된 양의 액체의 펌핑을 기초로 하고, 혈액 통로의 치수 특성의 결정은 제1 값 및/또는 제2 값과 미리 결정된 문턱값의 비교를 기초로 하는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  3. 제2항에 있어서, 상기 펌핑의 예정된 양은 예정된 펌핑 변위를 위해 액체를 펌핑함으로써 달성되고, 예정된 양을 펌핑하기 전후에, 펌프(32)는 제2 섹션(15)의 일부를 실질적으로 폐색하여 제2 섹션(15)과 제1 섹션(13) 사이에서의 유체 통과를 방지하는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혈액 통로의 치수 특성의 결정은 제2 값, 특히 제2 압력값이 예정된 값, 특히 예정된 압력값에 도달하게 하도록 펌핑된 유체의 수정된 양을 기초로 하여 결정되는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치수 특성은 혈액 통로의 직경 또는 횡단면적 또는 유체 통과에 대한 저항인 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 결정된 치수 특성을 나타내는 청각적 또는 시각적 신호를 발생시키는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  7. 제6항에 있어서, 상기 청각적 또는 시각적 신호는 혈액 통로가 성인용 혈액 회로를 위한 것인지 또는 비성인용 혈액 회로를 위한 것인지를 나타내는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 결정된 치수 특성이 콘솔의 작동 세팅과 관련된 치수 특성의 예정된 범위 내에 있는지를 확인하는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 체외 혈액 회로(11)의 일부는 제1 및 제2 값을 결정할 때에 체외 혈액 회로(11)의 나머지 부분으로부터 유압적으로 격리되고, 상기 부분은 펌프(32)와 챔버(26; 34) 사이의 제1 관, 챔버(26; 34) 및 챔버(26; 34)와 차단 디바이스(14) 사이의 제2 관을 포함하는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 값과 제2 값은 챔버(26; 34)의 가스 충전부(48)의 압력값인 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프(32)는 연동 펌프이고, 컨트롤러(18)는 180°미만의 회전을 수행하게 펌프(32)를 제어하도록 구성되는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 섹션(15)은 제1 챔버(26), 혈액을 여과하는 여과 유닛(30), 제2 챔버(34)를 포함하고, 상기 펌프(32)는 챔버(26; 34)들 중 하나의 챔버와 여과 유닛(30) 사이에 개재되며, 여과 유닛(30)은 펌프(32)와 다른 챔버(34; 26) 사이에 개재되는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  13. 제9항에 있어서, 상기 펌프(32)와 챔버(26; 34) 사이의 제1 관과 챔버(26; 34)와 차단 디바이스(14) 사이의 제2 관은 제1 및 제2 값의 결정을 수행할 때에 액체로 충전되고, 챔버(26; 34)는 부분적으로 액체로 충전되며 부분적으로 가스로 충전되는 것인 체외 혈액 처리 콘솔.
  14. 체외 혈액 처리 장치로서,
    펌프와 컨트롤러를 포함하는 체외 혈액 처리 콘솔;
    처리된 혈액을 이송하여 포유류 환자 내에 주입되도록 된 혈액 복귀 섹션과, 가스 충전 구역과 환자로부터 취출된 혈액을 수신하도록 된 혈액 엑세스 섹션을 갖는 혈액 챔버에 커플링되는 혈액 펌프 섹션을 지닌 혈액 통로를 포함하는 혈액 회로;
    체외 혈액 처리 콘솔과 관련되고 혈액 통로의 혈액 펌프 섹션에 연결하도록 된 연동 펌프;
    프라이밍 유체의 공급원;
    혈액 통로 또는 챔버 내의 압력을 나타내는 압력 데이터를 발생시키는 압력 센서를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 연동 펌프를 제어하고 압력 데이터를 수신하며, 상기 컨트롤러는:
    a. 액체를 혈액 통로 내로 펌핑하도록 펌프를 제어하는 단계;
    b. 혈액 챔버의 하류측의 혈액 통로를 폐쇄하거나 혈액 챔버의 하류측의 혈액 통로를 폐쇄하도록 하는 단계;
    c. 펌프가 정지된 동안에 그리고 혈액 통로의 폐쇄 후에 제1 압력 데이터를 수신하는 단계;
    d. 제1 압력 데이터를 기초로 하여 제1 압력값을 결정 및 저장하는 단계;
    e. 차단 디바이스가 폐쇄되어 있는 동안에, 예정된 펌핑 작동을 수행하도록 펌프를 제어하여 혈액 통로 내로 액체의 추가량을 펌핑하거나, 압력 센서에 의해 검출된 압력이 예정된 압력값에 도달할 때까지 액체의 추가량을 펌핑하는 단계;
    f. 차단 디바이스가 폐쇄 상태로 유지되고, 액체의 추가량이 혈액 통로 내에 있는 동안에 압력 센서에 의해 발생되는 제2 압력 데이터를 수집하는 단계;
    g. 제2 압력 데이터를 기초로 하여 제2 압력값을 결정하거나 액체의 추가량을 결정하는 단계; 및
    h. 제1 압력값과 제2 압력값을 기초로 하여 또는 예정된 압력값에 도달하도록 펌핑된 액체의 추가량을 기초로 하여 혈액 통로의 치수 특성을 결정하는 단계
    를 수행하도록 구성되는 것인 체외 혈액 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 치수 특성은 혈액 통로의 직경인 것인 체외 혈액 처리 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 컨트롤러는 혈액 통로가 성인용 혈액 회로를 위한 것인지 또는 비성인용 혈액 회로를 위한 것인지를 나타내는 청각적 또는 시각적 신호를 발생시키는 것인 체외 혈액 처리 장치.
  17. 펌프를 갖는 체외 혈액 처리 콘솔에 부착되는 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법으로서, 상기 혈액 회로는 혈액 통로와, 가스 충전 구역을 가지며 혈액 통로와 혈액 유체 연통하는 챔버를 포함하고, 상기 방법은:
    액체를 혈액 통로 내로 펌핑하는 단계;
    액체가 혈액 통로 내로 펌핑된 후에 챔버의 하류측의 혈액 통로를 폐쇄하는 단계;
    액체가 혈액 통로 내에 있고, 펌프가 정지되어 있으며 통로가 폐쇄 상태로 유지되는 동안에 액체 또는 챔버의 제1 압력을 감지하는 단계;
    제1 압력을 감지한 후에 그리고 혈액 통로가 폐쇄된 동안에, 혈액 통로 내로 액체의 추가량을 펌핑하는 단계;
    추가량의 액체가 혈액 통로 및 챔버 내에 남아 있는 동안에 그리고 혈액 통로가 폐쇄된 동안에 제2 압력을 감지하는 단계; 및
    제2 압력 및 액체의 추가량을 기초로 하여 혈액 통로의 치수 특성을 결정하는 단계
    를 포함하는 것인 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 액체의 추가량은 제2 압력이 예정된 압력값에 도달할 때까지 펌핑되고, 치수 특성의 결정은 펌핑된 액체의 추가량의 부피 결정을 기초로 하는 것인 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 액체의 추가량은 예정된 펌핑 변위를 위해 펌핑되고, 치수 특성을 결정하도록 제1 및 제2 압력의 비교가 이루어지는 것인 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 예정된 펌핑율로 그리고 예정된 펌핑 기간 동안의 펌핑은 예정된 회전을 통해 펌프를 선회시킴으로써 달성되는 것인 혈액 회로의 타입을 결정하는 방법.
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