KR20210127194A

KR20210127194A - 혈액의 체외 처리를 위한 장치 및 체외 혈액 처리의 경과를 나타내는 파라미터를 결정하는 방법

Info

Publication number: KR20210127194A
Application number: KR1020217028974A
Authority: KR
Inventors: 파올로 로바티; 마르코 살사
Original assignee: 감브로 룬디아 아베
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2021-10-21
Also published as: CA3126197A1; US20220143284A1; ES2887924T3; EP3693039B1; EP3693039A1; WO2020164881A1; CN113423445A

Abstract

혈액의 체외 처리를 위한 장치(1)는 처리 유닛, 채혈 라인, 혈액 복귀 라인, 조제 라인, 및 기사용 투석물 라인을 포함한다. 제어 유닛(10)은 기사용 투석물 라인의 도전율 측정값들을 기초로 처리 유효성과 관련된 파라미터의 값들을 계산하도록 구성된다. 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 신선한 처리 액체에 특성(Cd_in)의 값의 상류 변동이 유발되며, 그에 의해 기사용 투석물 라인(13)을 흐르는 기사용 액체에 동일한 특성(Cd_out)의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발한다. 상류 변동의 진폭(ΔC_in) 및/또는 경시적 지속시간(ΔT)은 조제 라인(19)의 신선한 처리 액체의 유량(Qdial) 또는 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 파라미터의 함수로서 계산된다.

Description

혈액의 체외 처리를 위한 장치 및 체외 혈액 처리의 경과를 나타내는 파라미터를 결정하는 방법

본 발명은 혈액의 체외 처리를 위한 장치 및 체외 혈액 처리, 특히 혈액투석 또는 혈액투석여과 - 이에 한정되지는 않음 - 와 같은, 신부전을 완화하는 것이 그 목적인 정화 처리의 경과를 나타내는 파라미터(유효성 파라미터로 지칭됨)를 결정하는 방법에 관한 것이다. 또한 체외 혈액 처리의 경과를 나타내는 상기 파라미터를 결정하는 방법도 개시되어 있다. 예를 들어, 파라미터는 다음 중 하나일 수 있다.

- 소정 용질(예를 들면, 나트륨)의 혈중 농도.

- 소정 용질에 대한 교환기의 실제 다이알리산스(dialysance)(D) 또는 실제 클리어런스(K)(다이알리산스(D) 및 클리어런스(K)는 혈액 처리에 사용되는 혈액투석기 또는 혈액여과기의 정화 효율을 나타냄).

- Sargent와 Gotch의 연구에 따른 무차원 비 Kt/V - 여기서 K는 요소(urea)의 경우 실제 클리어런스, t는 경과된 처리 시간, 및 V는 요소의 분포 용적, 즉 환자 내의 총 수분량임 - 에 연관될 수 있는 처리 시간 t 후에 투여되는 투석 투여량(Gotch F. A. and Sargent S. A., "A mechanistic analysis of the National Cooperative Dialysis Study (NCDS)"、KidneyInt. 1985, Vol. 28, pp. 526-34). 투석 투여량은 - 위에서 정의된 바와 같이 - 시간 구간에 걸친 적분 값

으로, 예를 들어 처리 시간 t_n 후의 투여량은 처리 시작부터 시점 t_n까지의 적분이다.

혈액투석 처리에서는, 환자의 혈액과 혈류와 대체로(반드시 그렇지는 않음) 등장성(isotonic)인 처리 액체가 혈액투석기의 각 구획에서 순환되며, 그래서 혈액 중에 존재하는 불순물들 및 바람직하지 않은 물질들(요소, 크레아티닌 등)이 혈액으로부터 처리 액체로의 확산 이동에 의해 이동할 수 있다. 처리 액체의 이온 농도는 환자의 혈액의 이온 농도를 보정하도록 선택된다. 혈액투석여과에 의한 처리에서는, 혈액투석여과기의 막의 혈액측과 처리 액체측 사이에 생기는 양압차로 인해 발생하는 한외여과(ultrafiltration)에 의한 대류 전달이 투석에 의해 얻어지는 확산 전달에 추가된다.

적절한 경우에 초기에 고정된 처리 조건들을 수정하거나 적어도 환자와 의료진에게 처리의 유효성에 대해 통지할 수 있도록 처리 세션 전반에 걸쳐 처리의 경과를 나타내는 하나 이상의 파라미터를 결정할 수 있는 것이 관심의 대상이다. 다음의 파라미터들 중 하나 이상에 대한 지식은 처리의 경과를 추적할 수 있게 하며, 예를 들면 초기에 고정된 처리 조건들의 적합성을 평가할 수 있게 할 수 있다.

- 소정 용질(예를 들면, 나트륨)의 혈중 농도.

- 용질에 대한 교환기의 실제 다이알리산스(D) 또는 실제 클리어런스(K)(다이알리산스(D) 및 클리어런스(K)는 교환기의 정화 효율을 나타냄).

- 처리 시간 후에 투여되는 투석 투여량 Kt/V - 여기서 K는 요소의 경우 실제 클리어런스, t는 경과된 처리 시간, 및 V는 요소의 분포 용적이다.

이들 파라미터의 결정은 혈액의 물리적 또는 화학적 특성에 대한 정확한 지식을 요한다. 이해할 수 있다시피, 이 특성의 결정은 실제에서는 치료적, 예방적, 및 재정적 이유로 표본에 대한 직접 측정으로는 얻어질 수 없다. 실제로, 종종 빈혈이 있는 환자로부터 처리의 유효성을 모니터링하는 데 필요한 복수의 표본을 - 처리 과정에서 - 채취하는 것은 거론할 가치조차 없으며, 또한, 오염되어 있을 가능성이 있는 혈액 표본을 취급하는 것과 관련된 위험을 고려하면, 일반적인 경향은 그러한 취급 작업을 피하는 것이며, 마지막으로, 혈액 표본의 실험실 분석은 비용이 많이 들고 비교적 오래 걸리는데, 이는 처리가 아직 진행 중인 동안 처리의 유효성을 알아내려는, 원하는 목적과 양립할 수 없다.

혈액 샘플들을 측정할 필요 없이 인비보(in vivo)로 혈액투석 파라미터들을 결정하기 위한 몇 가지 방법이 제안되었다. 문헌 EP 0547025는 혈액투석 처리를 받는 환자의 혈액 중의 나트륨과 같은 물질의 농도를 측정하는 방법을 기재하고 있다. 이 방법은 사용되는 혈액투석기의 - 예를 들면, 나트륨의 - 다이알리산스(D) 를 또한 결정할 수 있게 한다. 이 방법은 상이한 나트륨 농도를 갖는 제1 및 제2 혈액투석 액체를 혈액투석기를 통해 연속적으로 순환시키는 단계, 혈액투석기의 상류 및 하류에서 제1 및 제2 투석 액체의 도전율을 측정하는 단계, 및 혈액투석기의 상류 및 하류에서 제1 및 제2 투석 액체에서 측정되는 액체의 도전율 값들로부터 환자의 혈액 중의 나트륨의 농도(또는 나트륨에 대한 혈액 투석기의 다이알리산스(D))를 계산하는 단계를 포함한다. 문헌 EP 0658352는 혈액투석 파라미터들의 인비보 결정을 위한 다른 방법을 기재하고 있는데, 이 방법은, 처리를 나타내는 파라미터들(예를 들면, 혈액의 이온 농도, 다이알리산스(D), 클리어런스(K), Kt/V) 중 적어도 하나와 관련된 특성(예를 들면, 도전율)을 갖는 적어도 제1 및 제2 처리 액체 - 교환기의 상류의 제1 액체의 특성의 값은 혈액투석기의 상류의 제2 액체의 특성의 값과 상이함 - 를 혈액투석기를 통해 연속적으로 흐르게 하는 단계; 제1 및 제2 처리 액체 각각에 대해 혈액투석기의 상류 및 하류 각각에서의 특성의 2개의 값을 측정하는 단계; 제2 액체의 특성이 혈액투석기의 하류에서 안정된 값에 도달하지 못한 동안 제3 처리 액체 - 혈액투석기의 상류의 제3 액체의 특성의 값은 혈액투석기의 상류의 제2 액체의 특성의 값과 상이함 - 를 혈액투석기를 통해 흐르게 하는 단계; 혈액투석기의 상류 및 하류에서 각각 제3 액체의 특성의 2개의 값을 측정하는 단계; 및 제1, 제2, 및 제3 처리 액체의 특성의 측정값들로부터 처리의 경과를 나타내는 적어도 하나의 파라미터의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계를 포함한다. 혈액 샘플들에 대한 측정을 필요로 하지 않는, 혈액투석 파라미터들의 인비보 결정을 위한 다른 방법이 문헌 EP 0920877에 기재되어 있다. 이 방법은 처리 액체 - 이 처리 액체는 교환기의 상류에서 대략 일정한 공칭 값을 갖는 특성을 가짐 - 를 교환기를 통해 흐르게 하는 단계; 교환기의 상류에서 특성의 값을 변동시키며 그리고 나서 특성을 교환기의 상류에서의 그 공칭 값으로 재정립하는 단계; 교환기의 상류에서 유발된 이 특성의 값의 변동에 응답하여 교환기의 하류에서 처리 액체의 특성에 의해 채택된 복수의 값을 측정하고 메모리에 저장하는 단계; 특성의 시간에 대한 변동을 나타내는 곡선과 베이스라인에 의해 둘러싸인 하류 섭동 영역의 면적을 결정하는 단계; 및 하류 섭동 영역의 면적 및 교환기의 상류에서의 특성의 시간에 대한 변동을 나타내는 곡선과 베이스라인에 의해 둘러싸인 상류 섭동 영역의 면적으로부터 처리의 유효성을 나타내는 파라미터를 계산하는 단계를 포함한다. 문헌 EP2732834는 기사용 투석물 라인의 도전율의 측정값들을 기초로 처리 유효성과 관련된 파라미터의 값들을 계산하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는 혈액의 체외 처리를 위한 장치를 기재하고 있다. 유효성 파라미터의 값은 수학적 모델에 의존하여 얻어진 기사용 투석물 라인의 도전율을 나타내는 하나 이상의 값을 사용하여 계산된다. 제어 유닛은 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 (처리 유닛에 대한) 상류 변동을 유발하며, 그리고 나서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)을 상기 처방 베이스라인(Cd_set)으로 재정립한다. 상류 변동은 기사용 투석물 라인을 흐르는 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 대응하며 시기적절하게 지연된 (처리 유닛에 대한) 하류 변동을 유발한다. 제어 유닛은 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)과 기사용 액체의 특성(Cd_out)을 관련짓는 적어도 하나의 파라미터 수학적 모델을 수신하도록 구성된다. 파라미터 수학적 모델의 파라미터들을 결정하기 위해, 제어 유닛은 예를 들면, 센서로부터 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 하류 변동의 기준 부분에 의해 취해진 복수의 값의 측정치들을 수신하도록 구성되는데, 수학적 모델을 특징짓기 위해 제어 유닛에 의해 사용되는 기준 부분은 하류 변동의 전체 지속시간(ΔT_V)보다 훨씬 짧은 지속시간(ΔT_R)을 갖는다. 전술한 방법들은 투석 액체의 특성(예를 들면, 도전율)의 값의 - 처리 시간에 비해 - 비교적 짧은 수정 및 그리고 나서 이 특성을 일반적으로 처방된 값인 초기 값으로 재정립하는 것을 필요로 한다. 처방으로부터의 일탈은 바람직하지 않으며 전술한 방법들은 도입된 수정의 최소 지속시간을 요하기 때문에, 이들 방법 모두는 처리 중 단 몇 회만 수행될 수 있음이 도출된다. 문헌 US 2001004523은 다음의 단계들, 즉 교환기의 상류에서 처리 액체의 특성(Cd)의 연속적인 사인파 변동을 유발하는 단계, 교환기의 상류에서의 특성(Cd)의 복수의 값(Cd_in1 ... Cd_inj ... Cd_inp)을 메모리에 연속적으로 저장하는 단계, 교환기의 상류에서 유발되는 특성(Cd)의 변동에 응답하여 교환기의 하류에서 특성(Cd)에 의해 채택된 복수의 값(Cd_out1 ... Cd_outj ... Cd_outp)을 측정하여 메모리에 연속적으로 저장하는 단계, 교환기의 상류에서의 특성(Cd)의 제1의 일련의 값(Cd_inj)과 교환기의 하류에서의 특성(Cd)의 제2의 일련의 값(Cd_outj)으로부터, 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cbin, K, Kt/V)를 - 교환기의 하류에서의 특성(Cd)의 소정의 개수의 새로운 값(Cd_outj)이 저장될 때마다 - 계산하는 단계를 포함하는 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cbin, K, Kt/V)를 연속적으로 결정하기 위한 해법을 기재하고 있다. 체외 혈액 처리의 경과를 나타내는 파라미터를 결정하기 위한 다른 장치 및 방법이 문헌 EP2687248에 개시되어 있는데, 이 문헌은 제어 유닛이 신선한 투석 유체의 조제 라인에 연속적으로 부과된 교호적인 도전율 섭동에 이어 기사용 투석물 라인의 도전율의 측정값들을 기초로 처리 유효성과 관련된 파라미터의 값들을 계산하도록 구성된, 혈액의 체외 처리를 위한 장치에 대해 기재하고 있다. 제어 유닛은 조제 라인을 흐르는 액체에 처방 베이스라인(Cd_set) 주위에서 특성(Cd)의 복수의 연속적이고(consecutive) 지속적으로 반복되는 변동(V_k)을 유발하도록 구성된다. 변동은 예를 들면, 처방 베이스라인 주위의 구형파를 정의한다. 처리 액체의 특성에 지속적인 섭동을 필요로 하는 상기 방법들은 유효성 파라미터를 측정하기 위한 것 이외의 태스크(task)의 실행을 못하게 하는데, 이는 투석 유체의 관련 특성(도전율/농도)에 영향을 미칠 수 있다. 실제로, 제어 시스템이 유효성 파라미터 검출을 실행하는 동안, 제어 시스템은 투석 유체의 도전율/조성을 적극적으로 제어하는 다른 태스크들(예를 들면, 혈액 농도와 같은 특정 파라미터들의 검출에 응답하여 투석 유체의 나트륨 농도에 작용하는 태스크)을 실행하지 않는다. 또한, 시스템 다이나믹은 투석 유체의 흐름 및 투석기 유형과 같은 작업 조건들에 의존할 수 있으며 시스템이 항상 유의미한 해법으로 수렴할 수 있는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 투석 유체의 흐름이 적고 필터의 면적이 넓은 경우(또는 그 반대의 경우), 측정이 실패할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 환자에게 전달되는 처방을 실질적으로 손상시키지 않으며 혈액 처리 장치의 작동 유연성에 최소한으로 영향을 미치면서 처리 중에 1회 이상 유효성 파라미터를 신뢰성 있게 계산하도록 구성된 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 환자에게 전달되는 처방을 실질적으로 손상시키지 않으면서 단 1회라도 유효성 파라미터를 계산하도록 구성된 상기 방법 및 장치를 튜닝 및 최적화하는 것이 목적이다. 또한, 높은 연산력 및 시간의 기계를 필요로 함이 없이 구현될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이 목적이다. 다른 보조적 목적은 안전한 방식으로 작동할 수 있는 장치이다. 추가의 보조적 목적은 유효성 파라미터를 자동으로 계산하고 그에 따라 시술자에게 통지할 수 있는 장치이다.

상기 목적들 중 적어도 하나는 첨부된 청구항들 중 하나 이상에 따른 장치에 의해 실질적으로 달성된다. 상기 목적들 중 하나 이상을 달성할 수 있는 본 발명의 양태들에 따른 장치 및 방법이 이하에서 설명된다.

제1 양태는 혈액의 체외 처리를 위한 장치에 관한 것으로:

반투막에 의해 분리된 1차 챔버와 2차 챔버를 갖는 혈액 처리 유닛;

일단(one end)이 처리 유닛의 2차 챔버의 입구에 연결되고 신선한 처리 액체 - 신선한 처리 액체는 다음의 그룹:

신선한 처리 액체의 도전율, 및

신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도

에서 선택된 특성을 나타냄 - 를 2차 챔버로 전달하도록 구성된 조제 라인(preparation line);

일단이 상기 2차 챔버의 출구에 연결되고 2차 챔버로부터 기사용 액체(spent liquid) - 기사용 액체는 다음의 그룹:

기사용 액체의 도전율, 및

기사용 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도

에서 선택된 특성을 나타냄 - 를 제거하도록 구성된 기사용 투석물 라인; 및

체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 결정을 위한 태스크의 실행을 명령하도록 구성된 제어 유닛:

을 포함하며,

상기 태스크는 다음의 단계들:

· 신선한 처리 액체의 특성에 대한 적어도 하나의 처방 베이스라인을 수신하는 단계;

· 특성이 상기 처방 베이스라인에 있는 상태로, 신선한 처리 액체를 조제 라인에서 2차 챔버로 흐르게 하는 단계;

· 기사용 액체를 2차 챔버로부터 기사용 투석물 라인으로 흐르게 하는 단계;

· 상기 처방 베이스라인에 대해 신선한 처리 액체의 특성의 값의 상류 변동(upstream variation) - 상류 변동은 진폭(예를 들면, 특성의 절대값 변동) 및 경시적 지속시간을 가짐 - 을 유발하고, 그에 의해 기사용 투석물 라인을 흐르는 기사용 액체의 동일한 특성의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하는 단계;

· 신선한 처리 액체의 특성의 값의 상류 변동과 상관관계가 있는 값들 및 기사용 액체의 동일한 특성의 하류 변동과 상관관계가 있는 값들을 사용하여 - 선택적으로, 상류 변동과 상관관계가 있는 상기 값들이 설정 및/또는 측정되고 하류 변동과 상관관계가 있는 상기 값들이 측정 및/또는 계산됨 - 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계:

를 포함하고,

상기 태스크는:

· 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량 또는 유량과 상관관계가 있는 파라미터/파라미터들을 수신하는 단계;

· 유발되는 상류 변동의 상기 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간을 유량 또는 유량과 상관관계가 있는 파라미터의 함수로서 계산하는 단계:

를 더 포함한다.

유출 유량과 한외여과 유량에 대한 지식을 갖는 것은 혈액투석 처리에서 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량을 아는 것과 동등하며, HDF 처리에서, 유출 유량, 주입 유량, 및 한외여과 유량에 대한 지식은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량을 아는 것과 동등하다는 점에 유의하자.

조제 라인의 유량은 조제 라인에서의 설정된 유량 또는 측정된 유량일 수 있다(해당되는 경우, 다른 언급된 유량들, 즉 유출 유량, 주입 유량, 한외여과 유량에도 동일하게 적용됨)는 점에도 또한 유의하자.

추가적인 양태에서, 제어 유닛은 1차 챔버의 입구에서 혈액 또는 혈장 유량(예를 들면, 설정되거나 측정된 혈액/혈장 유량)을 수신하는 단계 및 유발되는 상류 변동의 상기 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간을 혈액 또는 혈장 유량의 함수로서 계산하는 단계를 포함하는 태스크를 실행하며, 상류 변동의 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간의 계산은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량(또는 유량과 상관관계가 있는 파라미터)과 혈액(또는 혈장) 유량 양자 모두의 함수로서, 또는 혈액(또는 혈장) 유량의 함수로서 이루어진다.

추가적인 양태에서, 제어 유닛은 클리어런스 또는 다이알리산스 또는 물질 이동 면적 계수(K₀A)와 같은, 혈액 처리 유닛의 효율 파라미터를 수신하는 단계 및 유발되는 상류 변동의 상기 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간을 혈액 처리 유닛의 효율 파라미터의 함수로서 계산하는 단계를 포함하는 태스크를 실행하고, 상류 변동의 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간의 계산은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량(또는 유량과 상관관계가 있는 파라미터), 혈액(또는 혈장) 유량, 및/또는 혈액 처리 유닛의 효율 파라미터 중 어느 하나의 함수(물론 또는 임의의 조합으로)로서 이루어진다. 효율 파라미터는 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 계산될 수도 있다.

제1 양태/이전 양태들에 따른 제2 양태에서, 신선한 처리 액체의 유량이 낮을수록 진폭 및/또는 경시적 지속시간은 높아지고, 신선한 처리 액체의 유량(및/또는 혈액 또는 혈장 유량)이 높을수록 진폭 및/또는 경시적 지속시간은 낮아진다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 다른 양태에서, 계산된 경시적 지속시간은 50 초(특히 사전 설정된 최소 경시적 지속시간임) 내지 200 초(특히 사전 설정된 최대 경시적 지속시간임) 사이, 선택적으로는 90 초 내지 150초 사이이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 다른 양태에서, 특성은 신선한 액체의 도전율이며, 선택적으로 계산된 도전율의 진폭은 0.4 mS/cm(milliSiemens/cm) 내지 1.1 mS/cm 사이, 선택적으로는 (절대값) 0.5 mS/cm 내지 1 mS/cm 사이이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 다른 양태에서, 신선한 처리 액체의 유량은 최대 850 ml/분인 사전 설정된 최대 유량 미만이며, 특히 신선한 처리 액체의 유량은 250 ml/분 내지 850 ml/분 사이, 선택적으로는 300 ml/분 내지 800 ml/분 사이이다. 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량은 예를 들면, 200 ml/분, 또는 300 ml/분이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제3 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간은 신선한 처리 액체의 유량(및/또는 혈액 또는 혈장 유량)에 대해 반비례한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제4 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 적어도 하나의 수학 공식을 통해 수행되고; 선택적으로 수학 공식은 보간 곡선이며; 선택적으로 보간 곡선은 "m"개의 포인트에서 시작하여 계산되고, 각 포인트는 신선한 처리 액체의 유량 값 및 상기 유량 값에 대응하는 경시적 지속시간 값 및/또는 진폭 값에 의해 정의되며; 선택적으로 "m"은 2 이상이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제5 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량의 함수이다. 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량은 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 예를 들면 장치의 셋업을 기초로 계산될 수도 있다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 유량과 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량 사이의 차의 함수이다. 특히, 신선한 처리 액체의 유량과 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량 사이의 차에 배율이 곱해진다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량의 함수이다. 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량은 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 예를 들면 장치의 셋업을 기초로 계산될 수도 있다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량과 신선한 처리 액체의 유량 사이의 차의 함수이다. 특히, 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량과 신선한 처리 액체의 유량에 배율이 곱해진다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량과 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량 사이의 차의 함수이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 특히 장치의 최소 유량에 대응하는 사전 설정된 최대 경시적 지속기간의 함수이다. 사전 설정된 최대 경시적 지속기간은 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 예를 들면 장치의 셋업을 기초로 계산될 수도 있다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 특히 장치의 최대 유량에 대응하는 사전 설정된 최소 경시적 지속시간의 함수이다. 사전 설정된 최소 경시적 지속기간은 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 예를 들면 장치의 셋업을 기초로 계산될 수도 있다.

2개의 이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 사전 설정된 최대 경시적 지속기간과 사전 설정된 최소 경시적 지속기간 사이의 차의 함수이다.

이전 양태에 따른 추가 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 사전 설정된 최대 경시적 지속시간과 사전 설정된 최소 경시적 지속시간 사이의 차와 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량과 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량 사이의 차 사이의 비(ratio)의 함수이다. 특히, 비는 배율이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 유량에 기초한 주요 항과 지속시간 - 특히 지속시간은 사전 설정된 최소 경시적 지속시간 또는 사전 설정된 최대 경시적 지속시간임 - 인 보조 항의 합을 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 태스크는:

· 장치의 최대 유량에 대응하는 최소 경시적 지속시간을 수신하는 단계;

· 장치의 최소 유량에 대응하는 최대 경시적 지속시간을 수신하는 단계;

· 최소 경시적 지속시간, 최대 유량, 최대 경시적 지속시간, 최소 유량에 기초하여 경시적 지속시간 보간 곡선을 계산하는 단계;

· 상기 경시적 지속시간 보간 곡선을 통해 경시적 지속시간을 계산하는 단계:

를 포함한다.

이전 양태에 따른 제6 양태에서, 태스크는:

· 장치의 중간 유량 - 중간 유량은 최대 유량과 최소 유량 사이에 포함됨 - 에 대응하는 적어도 하나의 중간 경시적 지속시간을 수신하는 단계;

· 최소 경시적 지속시간, 최대 유량, 최대 경시적 지속시간, 최소 유량, 및 중간 경시적 지속시간과 중간 유량에 기초하여 경시적 지속시간 보간 곡선을 계산하는 단계

를 더 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제7 양태에서, 경시적 지속시간은 다음의 수학 공식을 사용하여 계산되며:

여기서:

Qdial은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량(Qdial은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 현재 설정 또는 실제 유량이며; Qdial은 일반적으로 계산이 이루어진 시점의 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량이라는 점에 유의하자)이고;

Qdial_max는 장치의 조제 라인의 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량이며;

ΔT_min은 장치의 최대 유량에 대응하는 사전 설정된 최소 경시적 지속시간이고;

Qdial_min은 장치의 조제 라인의 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량이며;

ΔT_max는 장치의 최소 유량에 대응하는 사전 설정된 최대 경시적 지속시간이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량과 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량 사이의 차의 함수이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭을 계산하는 단계는 특히 장치의 최소 유량에 대응하는 사전 설정된 최대 진폭의 함수이다. 사전 설정된 최대 진폭은 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 예를 들면 장치의 셋업을 기초로 계산될 수도 있다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭을 계산하는 단계는 특히 장치의 최대 유량에 대응하는 사전 설정된 최소 진폭의 함수이다. 사전 설정된 최소 진폭은 장치의 메모리 또는 입력 디바이스로부터 수신될 수도 있고, 예를 들면 장치의 셋업을 기초로 계산될 수도 있다.

2개의 이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭을 계산하는 단계는 사전 설정된 최대 진폭과 사전 설정된 최소 진폭 사이의 차의 함수이다.

이전 양태에 따른 추가 양태에서, 진폭을 계산하는 단계는 사전 설정된 최대 진폭과 사전 설정된 최소 진폭 사이의 차와 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최대 유량과 신선한 처리 액체의 사전 설정된 최소 유량 사이의 차 사이의 비(ratio)의 함수이다. 특히, 비는 배율이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 추가 양태에서, 진폭을 계산하는 단계는 신선한 처리 액체의 유량에 기초한 주요 항과 진폭 - 특히 진폭은 사전 설정된 최소 진폭 또는 사전 설정된 최대 진폭임 - 인 보조 항의 합을 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제8 양태에서, 태스크는:

· 장치의 최대 유량에 대응하는 최소 진폭을 수신하는 단계;

· 장치의 최소 유량에 대응하는 최대 진폭을 수신하는 단계;

· 최소 진폭, 최대 유량, 최대 진폭, 최소 유량에 기초하여 진폭 보간 곡선을 계산하는 단계;

· 상기 진폭 보간 곡선을 통해 진폭을 계산하는 단계:

를 포함한다.

이전 양태에 따른 제9 양태에서, 태스크는:

· 선택적으로 장치의 중간 유량 - 중간 유량은 최대 유량과 최소 유량 사이에 포함됨 - 에 대응하는 적어도 하나의 중간 진폭을 수신하는 단계;

· 최소 진폭, 최대 유량, 최대 진폭, 최소 유량, 및 선택적으로, 중간 진폭과 중간 유량에 기초하여 진폭 보간 곡선을 계산하는 단계;

를 더 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제10 양태에서, 진폭은 다음의 수학 공식을 사용하여 계산되며:

여기서:

Qdial은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량이고;

ΔC_min은 장치의 최대 유량에 대응하는 사전 설정된 최소 진폭이고;

ΔC_max는 장치의 최소 유량에 대응하는 사전 설정된 최대 진폭이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제11 양태에서, 선택적으로 장치의 최소 유량은 250 ml/분 내지 350 ml/분 사이이고, 선택적으로 장치의 최대 유량은 750 ml/분 내지 850 ml/분 사이이며, 선택적으로 장치의 중간 유량은 500 ml/분 내지 600 ml/분 사이이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제12 양태에서, 선택적으로 장치의 최대 유량에 대응하는 최소 경시적 지속시간은 80 초 내지 100 초 사이이고, 선택적으로 장치의 최소 유량에 대응하는 최대 경시적 지속시간은 140 초 내지 160 초 사이이며, 선택적으로 장치의 중간 유량에 대응하는 중간 경시적 지속시간은 110 초 내지 130 초 사이이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제13 양태에서, 특성은 신선한 액체의 도전율이며, 선택적으로 장치의 최대 유량에 대응하는 최소 진폭은 0.4 mS/cm 내지 0.6 mS/cm 사이이고, 선택적으로 장치의 최소 유량에 대응하는 최대 진폭은 0.9 mS/cm 내지 1.1 mS/cm 사이이며, 및 선택적으로 장치의 중간 유량에 대응하는 중간 진폭은 0.7 mS/cm 내지 0.8 mS/cm 사이이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제14 양태에서, 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 계산하는 단계는 제어 유닛에 저장된 복수의 고정 진폭 및/또는 고정 경시적 지속시간 중에서 수신된 유량이 속하는 범위에 각각 대응하는 진폭 및/또는 경시적 지속시간을 선택하는 단계를 포함한다.

이전 양태에 따른 제15 양태에서, 상기 범위는 제어 유닛에 저장된 복수의 유량 범위 중 하나이다.

이전 양태 1, 2, 14, 또는 15 중 어느 하나에 따른 제16 양태에서, 상기 태스크는:

· "n"개의 고정 경시적 지속시간을 수신하는 단계;

· 신선한 처리 액체의 유량의 "n"개의 범위 - "n"개의 범위 각각은 고정 경시적 지속시간에 할당됨 - 를 수신하는 단계:

를 포함하고,

경시적 지속시간을 계산하는 단계는:

· 수신된 유량을 "n"개의 범위와 비교하는 단계;

· 상기 "n"개의 범위 중 유량이 속하는 범위에 대응하는 고정 경시적 지속시간을 선택하는 단계:

를 포함한다.

이전 양태에 따른 제17 양태에서, "n"개의 고정 경시적 지속시간은:

· 제1 경시적 지속시간, 선택적으로는 150 초;

· 제2 경시적 지속시간, 선택적으로는 120 초;

· 제3 경시적 지속시간, 선택적으로는 90 초:

를 포함한다.

이전 양태 1, 2, 14 내지 17 중 어느 하나에 따른 제18 양태에서, 상기 태스크는:

· "n"개의 고정 진폭을 수신하는 단계;

· 신선한 처리 액체의 유량의 "n"개의 범위 - "n" 각각은 고정 진폭에 할당됨 - 를 수신하는 단계:

를 포함하고,

진폭을 계산하는 단계는:

· 수신된 유량을 "n"개의 범위와 비교하는 단계;

· 상기 "n"개의 범위 중 유량이 속하는 범위에 대응하는 고정 진폭을 선택하는 단계:

를 포함한다.

이전 양태에 따른 제19 양태에서, "n"개의 고정 진폭은:

· 제1 진폭, 선택적으로는 0.5 mS/cm;

· 제2 진폭, 선택적으로는 0.7 mS/cm;

· 제3 진폭, 선택적으로는 1 mS/cm:

를 포함한다.

이전 양태 16 내지 19 중 어느 하나에 따른 제20 양태에서, 유량의 "n"개의 범위는:

· 제1 범위, 선택적으로는 300 내지 400 ml/분 사이;

· 제2 범위, 선택적으로는 400 내지 650 ml/분 사이;

· 제3 범위, 선택적으로는 650 내지 800 ml/분 사이:

를 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제21 양태에서, 상기 태스크는: 특성의 값의 상류 변동이 모두 처방 베이스라인보다 위에 있거나 아래에 있도록 - 상기 진폭은 처방 베이스라인과 상류 변동의 최대값 또는 최소값 사이의 차임 - 특성의 값의 상류 변동을 유발하는 단계를 포함한다.

이전 양태 1 내지 20 중 어느 하나에 따른 제22 양태에서, 상기 태스크는: 특성의 값의 상류 변동이 처방 베이스라인보다 위의 적어도 하나의 부분과 처방 베이스라인보다 아래의 적어도 하나의 부분을 포함하도록 특성의 값의 상류 변동을 유발하는 단계를 포함하고; 경시적 지속시간은 처방 베이스라인보다 위의 상기 적어도 하나의 부분과 처방 베이스라인보다 아래의 상기 적어도 하나의 부분의 부분적인 경시적 지속시간들의 합계이며; 선택적으로, 상기 진폭은 상류 변동의 최대값과 최소값 사이의 차이고; 선택적으로, 처방 베이스라인보다 위의 상기 부분(들) 및 처방 베이스라인보다 아래의 상기 부분(들)은 차례로 연속적으로 배치되며; 선택적으로, 처방 베이스라인보다 위의 상기 부분(들)은 처방 베이스라인보다 아래의 상기 부분(들)과 교호적으로 배치된다.

이전 양태에 따른 제23 양태에서, 처방 베이스라인보다 위의 특성의 값의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적이 처방 베이스라인보다 아래의 특성의 값의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적과 같거나 실질적으로 같도록, 특성의 값의 상류 변동을 유발하는 단계.

제24 양태는 혈액의 체외 처리를 위한 장치에 관한 것으로:

일단이 처리 유닛의 2차 챔버의 입구에 연결되고 신선한 처리 액체 - 신선한 처리 액체는 다음의 그룹:

신선한 처리 액체의 도전율, 및

신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도

에서 선택된 특성을 나타냄 - 를 2차 챔버로 전달하도록 구성된 조제 라인;

일단이 상기 2차 챔버의 출구에 연결되고 2차 챔버로부터 기사용 액체 - 기사용 액체는 다음의 그룹:

기사용 액체의 도전율, 및

기사용 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도

을 포함하며,

상기 태스크는 다음의 단계들:

· 상기 처방 베이스라인에 대해 신선한 처리 액체의 특성의 값의 상류 변동 - 상류 변동은 진폭 및 경시적 지속시간을 가짐 - 을 유발하고, 그에 의해 기사용 투석물 라인을 흐르는 기사용 액체의 동일한 특성의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하는 단계;

· 신선한 처리 액체의 특성의 값의 상류 변동 및 기사용 액체의 동일한 특성의 하류 변동과 상관관계가 있는 값들을 사용하여 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계:

를 포함하고,

상기 태스크는: 상기 상류 변동이 처방 베이스라인보다 위의 적어도 하나의 부분과 처방 베이스라인보다 아래의 적어도 하나의 부분을 포함하고 처방 베이스라인보다 위의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적이 처방 베이스라인보다 아래의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적과 같거나 실질적으로 같도록, 특성의 값의 상류 변동을 유발하는 단계를 포함하며; 선택적으로, 처방 베이스라인보다 위의 상기 부분(들) 및 처방 베이스라인보다 아래의 상기 부분(들)은 차례로 연속적으로 배치되고; 선택적으로, 처방 베이스라인보다 위의 상기 부분(들)은 처방 베이스라인보다 아래의 상기 부분(들)과 교호적으로 배치된다.

이전 양태 22 또는 23 또는 24 중 어느 하나에 따른 제25 양태에서, 상기 태스크는:

· 신선한 처리 액체의 특성의 최대 허용값을 수신하는 단계;

· 신선한 처리 액체의 특성의 최소 허용값을 수신하는 단계;

· 상기 상류 변동이 모두 특성의 최소 허용값과 특성의 최대 허용값 사이에 있도록 특성의 값의 상류 변동을 유발하는 단계:

를 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제26 양태에서, 신선한 처리 액체의 특성은 도전율이고, 선택적으로 최대 허용 도전율의 절대값은 15 mS/cm 내지 16 mS/cm 사이이며, 선택적으로 최소 허용 도전율의 절대값은 12 mS/cm 내지 13 mS/cm 사이이다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제27 양태에서, 상기 태스크는: 특성의 값의 상류 변동 또는 특성의 값의 상류 변동의 부분들이 직사각형 또는 실질적으로 직사각형 형상을 갖거나 종 형상 또는 실질적으로 종 형상이 되도록, 특성의 값의 상류 변동을 유발하는 단계를 포함한다.

이전 양태들 중 어느 하나에 따른 제28 양태에서, 상기 태스크는 다음의 단계들:

· 신선한 처리 액체의 특성과 기사용 액체의 특성을 관련짓는 적어도 하나의 파라미터 수학적 모델 - 상기 파라미터 수학적 모델은 사전 설정된 개수의 자유 파라미터를 제시함 - 을 수신하는 단계;

· 기사용 액체의 특성의 상기 하류 변동의 기준 부분 - 상기 기준 부분은 하류 변동의 전체 지속시간보다 짧은 지속시간을 가짐 - 에 의해 취해진 복수의 값을 측정하는 단계;

· 상기 기준 부분 측정값들을 통해 적어도 하나의 파라미터 수학적 모델의 상기 자유 파라미터들을 추정하고 신선한 처리 액체의 특성과 기사용 액체의 특성을 관련짓는 하나의 단일 특성 수학적 모델을 식별하는 단계;

· 상기 특성 수학적 모델 및 신선한 처리 액체의 특성에 의해 취해진 하나 이상의 값을 사용하여 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 상기 적어도 하나의 값을 계산하는 단계:

를 포함한다.

이전 양태에 따른 제29 양태에서, 상기 파라미터는 다음의 그룹에서 선택된 하나를 포함한다:

· 처리 유닛의 하나 이상의 물질에 대한 유효 다이알리산스(D),

· 처리 유닛의 하나 이상의 물질에 대한 유효 클리어런스(K),

· 혈액 처리 유닛(2)의 상류에서의 혈액 중의 물질의 농도(Cb_in),

· 처리 시작 후 시점 (t)에서의 투석 투여량(K·t/V),

· 혈액 처리 유닛(2)의 상류에서의 혈장 도전율.

제30 양태는 혈액의 체외 처리를 위한 장치에서 사용될 수 있는 유효성 파라미터를 결정하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 장치는:

일단이 처리 유닛의 2차 챔버의 입구에 연결되고 신선한 처리 액체 - 신선한 처리 액체는 신선한 처리 액체의 도전율 또는 신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질(예를 들면, 나트륨 또는 칼슘 또는 칼륨)의 농도 중 하나인 특성을 나타냄 - 를 2차 챔버로 전달하도록 구성된 조제 라인;

일단이 상기 2차 챔버의 출구에 연결되고 2차 챔버로부터 기사용 액체 - 기사용 액체는 신선한 처리 액체의 도전율 또는 신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질(예를 들면, 나트륨 또는 칼슘 또는 칼륨)의 농도 중 하나인 특성을 나타냄 - 를 제거하도록 구성된 기사용 투석물 라인:

를 포함하며,

상기 방법은:

· 처방 베이스라인에 대해 신선한 처리 액체의 특성의 값의 상류 변동 - 상류 변동은 진폭 및 경시적 지속시간을 가짐 - 을 유발하고, 그에 의해 기사용 투석물 라인을 흐르는 기사용 액체의 동일한 특성의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하는 단계;

· 신선한 처리 액체의 특성의 값의 상류 변동 및 기사용 액체의 동일한 특성의 하류 변동과 상관관계가 있는 값들을 사용하여 - 선택적으로, 상류 변동과 상관관계가 있는 상기 값들 및 하류 변동과 상관관계가 있는 값들이 측정 및/또는 계산됨 - 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계:

를 포함하고,

유발되는 상류 변동의 상기 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간은 신선한 처리 액체의 유량 또는 상기 유량과 상관관계가 있는 파라미터의 함수로서 계산된다.

이전 양태에 따른 제31 양태에서, 본 방법은:

· 신선한 처리 액체의 특성과 기사용 액체의 특성을 관련짓는 적어도 하나의 파라미터 수학적 모델 - 상기 파라미터 수학적 모델은 사전 설정된 개수의 자유 파라미터를 제시함 - 을 사용하는 단계;

· 상기 특성 수학적 모델 및 신선한 처리 액체의 특성에 의해 취해진 하나 이상의 값을 사용하여 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계:

를 포함한다.

제30 및 제31 양태의 방법은 제1 내지 제29 양태 중 어느 하나의 양태의 장치를 채택하여 사용될 수 있다.

본 발명의 양태들이 비한정적인 예로서 제공되는 첨부 도면들에 도시되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 혈액 처리 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 양태에 따른 혈액 처리 장치의 대체 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 양태에 따른 혈액 처리 장치의 다른 대체 실시예의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 양태에 따른, 신선한 투석물 라인 및 기사용 투석물 라인에서의 도전율(또는 농도) 프로파일을 나타내는 도전율(또는 농도) 대 시간의 다이어그램을 도시한다.
도 5 및 도 6은 신선한 투석물 라인 및 기사용 투석물 라인에서의 도전율(또는 농도) 대 시간의 다이어그램을 도시하는데, 신선한 투석물 라인의 도전율(또는 농도) 변동은 비교적 긴 스텝의 형태이다.
도 7 및 도 8은 신선한 투석물 라인 및 기사용 투석물 라인에서의 도전율(또는 농도) 대 시간의 다이어그램을 도시하는데, 신선한 투석물 라인의 도전율(또는 농도) 변동은 비교적 짧은 스텝(step)의 형태이다.
도 9는 신선한 투석물 라인 및 기사용 투석물 라인에서의 도전율(또는 농도) 대 시간의 다이어그램을 도시하는데, 신선한 투석물 라인의 도전율(또는 농도) 변동은 펄스의 형태이다.
도 10은 출구 도전율(또는 농도) 대 시간을 나타내고 도전율(또는 농도) 베이스라인의 각도 보정을 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 일 양태에 따른 방법의 개략적인 플로차트이다.
도 12는 1 mS/cm의 신선한 투석물의 스텝 도전율 변동의 경우의, 신선한 투석물 라인 및 기사용 투석물 라인에서의 실제 측정된 도전율 프로파일을 나타내는 도전율(mS·100/cm) 대 시간(초) 다이어그램을 도시한다.
도 13은 도 12의 측정된 출구 도전율 프로파일의 확대도이다.
도 14는 기준 시간(ΔT_R)이 식별된, 도 12의 측정된 출구 도전율 프로파일의 확대도이다.
도 15는 도 12의 측정된 출구 도전율 프로파일(점선) 및 본 발명의 양태들에 따른 수학적 모델을 사용하여 결정된 출구 도전율를 나타내는 계산된 곡선의 확대도이다.
도 16은 본 발명의 일 양태에 따른 방법의 다른 개략적인 플로차트이다.
도 17, 도 18, 및 도 19는 본 발명의 다른 양태들에 따른, 신선한 투석물 라인에서의 도전율(또는 농도) 프로파일을 나타내는 도전율(또는 농도) 대 시간의 다이어그램을 도시한다.

혈액의 체외 처리를 위한 장치(1) - 본 발명의 혁신적인 양태들을 구현할 수 있음 - 의 비한정적인 실시예들이 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 도 1은 체외 혈액 처리 장치(1)의 보다 개략적인 도해인 반면, 도 2 및 도 3은 장치(1)의 2 가지 가능한 비한정적인 실시예를 보다 상세하게 나타낸다.

장치(1)는 환자에게 전달되는 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(이하에서는 유효성 파라미터로도 지칭됨)를 결정하도록 구성될 수 있다. 유효성 파라미터는 다음 중 하나일 수 있다:

· 처리 유닛의 하나 이상의 물질에 대한 유효 다이알리산스(dialysance)(D), 예를 들면 전해질 또는 나트륨 클리어런스.

· 처리 유닛의 하나 이상의 물질에 대한 유효 클리어런스(K), 예를 들면 요소 클리어런스.

· 혈액 처리 유닛의 상류에서의 혈액 중의 물질의 농도(Cb_in), 예를 들면 처리 유닛의 상류에서의 혈액 중의 나트륨 농도.

· 혈액 처리 유닛의 상류에서의 혈장 도전율.

· 처리 개시 후 특정 시점까지 전달된 투석 투여량(Kt/V). 여기서 K는 클리어런스, t는 처리 개시로부터 그 시점까지의 시간 구간, V는 환자의 기준 용적 특성을 나타낸다.

상기 파라미터들 중 하나에 비례하는 파라미터 또는 상기 파라미터들 중 하나 이상의 알려진 함수가 '유효성' 파라미터로 대신 사용될 수도 있다는 점에 유의하자.

아래의 설명 및 도 1 내지 도 3에서 동일한 컴포넌트들은 동일한 참조 번호로 식별된다.

도 1에는, 반투막(semi-permeable membrane)(5)에 의해 분리된 1차 챔버(3)와 2차 챔버(4)를 갖는 (혈액여과기, 한외여과기, 혈액투석여과기, 투석기, 혈장여과기 등과 같은) 처리 유닛(2)을 포함하는 혈액의 체외 처리를 위한 장치(1)가 도시되어 있으며; 처리에 따라, 여과 유닛의 막은 다른 특성 및 성능을 갖도록 선택될 수 있다. 채혈 라인(6)이 1차 챔버(3)의 입구에 연결되고, 혈액 복귀 라인(7)이 1차 챔버(3)의 출구에 연결된다. 사용 시에, 채혈 라인(6)과 혈액 복귀 라인(7)은 바늘 또는 카테터 또는 다른 액세스 디바이스(도시되지 않음)에 연결되며, 이는 그 다음에 혈액이 채혈 라인을 통해서 인출되고, 1차 챔버를 통과하여 흐른 다음, 혈액 복귀 라인을 통해 환자의 혈관계로 복귀되도록 환자의 혈관계와 유체 연통 상태로 배치된다. 버블 트랩(8)과 같은 공기 분리기가 혈액 복귀 라인에 존재할 수 있으며; 또한, 제어 유닛(10)에 의해 제어되는 안전 클램프(9)가 버블 트랩(8)의 하류에서 혈액 복귀 라인에 존재할 수 있다. 예를 들면, 버블 트랩(8)에 결부되거나 버블 트랩(8)과 클램프(9) 사이의 라인(7)의 일부에 결합된 버블 센서(8a)가 존재할 수 있으며: 존재하는 경우, 버블 센서는 제어 유닛(10)에 연결되며, 특정 안전 역치를 초과하는 하나 이상의 버블이 검출되는 경우 제어 유닛(10)이 클램프(9)를 폐쇄하도록 하는 신호들을 제어 유닛(10)에 전송한다. 혈액 라인들을 통과하는 혈류는 채혈 라인 또는 혈액 복귀 라인 중 하나에 작용하는 혈액 펌프(11), 예를 들면 연동 혈액 펌프에 의해 제어된다. 시술자는 사용자 인터페이스(12)를 통해 혈류량(Q_B)에 대한 설정값을 입력할 수 있으며, 제어 유닛(10)은 처리 중에 설정된 혈류량(Q_B)에 기초하여 혈액 펌프를 제어하도록 구성된다. 제어 유닛(10)은 '제어 유닛(10)'에 할당된 아래의 섹션에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 디지털 프로세서(CPU) 및 메모리(또는 메모리들), 아날로그형 회로, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유출 유체 라인 또는 기사용 투석물 라인(13)이 일단부에서 2차 챔버(4)의 출구에 연결되고, 및 그 타단부에서는 배출 도관 또는 2차 챔버로부터 추출된 유체를 수집하는 유출 유체 용기일 수 있는 폐기물에 연결된다. 신선한 투석 유체 라인(19)이 2차 챔버(4)의 입구에 연결되어 소스로부터 상기 제2 챔버로 신선한 투석물을 공급한다. 도전율 또는 농도 센서들(109, 109a)이 신선한 투석 유체 라인(19) 및 기사용 투석물 라인(13)에 각각 위치된다. 농도 또는 도전율 센서(109)는 신선한 투석 유체 라인(19)에서 - Cd_in으로 식별되는 - 물질들의 그룹에 대한 하나의 물질의 농도 또는 도전율을 검출하도록 구성된다. 농도 또는 도전율 센서(109a)는 기사용 투석물 라인(13)에서 - Cd_out으로 식별되는 - 물질들의 그룹에 대한 하나의 물질의 농도 또는 도전율을 검출하도록 구성된다. 도 2는 한외여과, 혈액투석, 및 혈액투석여과와 같은 처리들 중 어느 하나를 전달하도록 구성된 장치(1)를 도시한다. 도 2의 장치는 도 2에서 동일한 참조 번호들로 식별되는, 도 1과 관련하여 위에서 설명한 특징들 모두를 포함한다. 또한, 도 2의 장치에서는, 장치(1)의 가능한 실시예의 다른 특징들: 유출 유체 라인을 가로지르는 유량(Q_eff)을 조절하기 위해 제어 유닛(10)의 제어 하에 유출 유체 라인에 작용하는 유출 유체 펌프(17)가 개략적으로 도시되어 있다. 장치(1)는 유출 라인(13)에서 분기되고 마찬가지로 제어 유닛(10)에 의해 제어되는 각각의 한외여과 펌프(27)가 구비된 한외여과 라인(25)을 또한 포함할 수 있다. 도 2의 실시예는 채혈 라인에 연결된 희석전(pre-dilution) 유체 라인(15)을 제시하는데: 이 라인(15)은 희석전 유체 라인의 일단에 연결된 주입 유체 용기(16)로부터 대체 유체를 공급한다. 도 2에서는 용기(16)가 주입 유체의 소스로 도시되어 있으나, 이는 한정적인 방식으로 해석되어서는 안 되며; 실제로, 주입 유체는 또한 장치(1)의 온라인 조제 섹션(100) 부분으로부터 나올 수도 있다. 희석전 유체 라인(15) 대신에 도 1의 장치는 주입 유체 용기를 혈액 복귀 라인에 연결하는 희석후(post-dilution) 유체 라인(도 2에 도시되지 않음)을 포함할 수 있음에 유의하자. 마지막으로, 추가의 대체로서(도 2에는 도시되지 않음) 도 2의 장치는 희석전 및 주입후(post infusion) 유체 라인 양자 모두를 포함할 수 있는데: 이 경우 각 주입 유체 라인은 각각의 주입 유체 용기에 연결될 수도 있고, 또는 2개의 주입 유체 라인은 동일한 주입 유체 용기와 같은 동일한 주입 유체의 소스로부터 주입 유체를 받을 수도 있다. 이 경우에도, 주입 유체의 소스는 대신에 희석후 및/또는 희석전 라인에 유체를 공급하는 (이하에 설명되는 디바이스(100)와 유사한) 장치(1)의 온라인 조제 섹션 부분일 수 있다. 또한, 주입 펌프(18)가 주입 라인을 통한 유량(Q_rep)을 조절하기 위해 주입 라인(15)에 작용한다. 2개의 주입 라인(희석전 및 희석후)의 경우, 각 주입 라인에는 각각의 주입 펌프가 구비될 수 있다는 점에 유의하자. 도 2의 장치는 신선한 투석 액체를 2차 챔버(4)에 공급하기 위해 일단에서는 물 입구(water inlet)와 연결되고 그 타단에서는 여과 유닛의 2차 챔버(4)의 입구와 연결된 투석 유체 라인(19)을 포함한다. 투석 유체 펌프(21)가 상기 제어 유닛(10)의 제어하에 투석 액체 유체 라인(19)에 작용하여, 투석 액체 용기로부터 2차 챔버로 유량 Qdial로 유체를 공급한다. 투석 유체 펌프(21), 한외여과 펌프(27), 농축 펌프(105 및 108), 주입 유체 펌프(15), 및 유출 유체 펌프(17)는 이하에서 상세히 개시되는 바와 같이 펌프들을 제어하는 제어 유닛(10)에 작동적으로 연결된다. 라인(19)의 처음 구역(initial tract)은 혈액투석기 또는 혈액투석여과기(2)를 투석 액체를 조제하기 위한 디바이스(100)에 연결하는데, 이는 또한 상기 라인(19)의 추가 구역을 포함한다. 디바이스(100)는 메인 라인(101)을 포함하며, 그 상류단(upstream end)은 유수 공급에 연결되도록 설계된다. 이 메인 라인(101)에는 제1의 2차 라인(102)과 제2의 2차 라인(103)이 연결되어 있다. 메인 라인(101)으로 루프를 이루어 돌아갈 수 있는 제1의 2차 라인(102)에는 중탄산나트륨을 과립 형태(혹은 액체 형태의 농축물이 사용될 수도 있음)로 포함하는 백, 카트리지, 또는 다른 용기와 같은 용기(104)를 장착하도록 구성된 커넥터가 구비된다. 라인(102)에는 투석 액체 내로 중탄산나트륨을 계량(metering)하기 위한 농축 펌프(105)가 또한 장착되는데: 도 7에 도시된 바와 같이 펌프는 용기(104)의 하류에 위치될 수 있다. 펌프(105)의 작동은 1) 메인 라인(101)과 제1의 2차 라인(102)의 합류점에서 형성되는 용액에 대한 도전율 설정점 값과 2) 메인 라인(101)과 제1의 2차 라인(102) 사이의 합류점의 바로 하류에서 메인 라인(101)에 위치된 제1 도전율 프로브(106)를 통해 측정된 이 혼합물의 도전율의 값 사이의 비교에 의해 결정된다. 제2의 2차 라인(103)의 자유단은 예를 들면, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘, 및 염화칼륨뿐만 아니라 아세트산을 포함하는 농축 염수 용액(concentrated saline solution)용 용기(107)에 침지되도록 의도된다. 제2의 2차 라인(103)에는 투석 액체 내로 나트륨을 계량하기 위한 펌프(108)가 장착되어 있으며, 이 펌프의 작동은 1) 메인 라인(101)과 제2의 2차 라인(103)의 합류점에서 형성되는 용액에 대한 제2의 도전율 설정점 값과 2) 메인 라인(12)과 2차 라인(103) 사이의 합류점의 바로 하류에서 메인 라인(12)에 위치된 제2 도전율 프로브(109)를 통해 측정된 이 용액의 도전율의 값 사이의 비교에 의존한다. 대체로서, 도전율 센서들 대신에 농도 센서들이 원리상 사용될 수 있다는 점에 유의하자. 또한, 용기들(104 및 107)에 담겨진 농축물들의 구체적인 성질은 상황 및 조제되는 투석 유체의 유형에 따라 달라질 수 있다. 제어 유닛(10)은 시술자의 입력을 수신하고 장치 출력을 디스플레이하는 사용자 인터페이스(12), 예를 들면 그래픽 사용자 인터페이스에도 또한 연결된다. 예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스(12)는 사용자의 입력을 입력하기 위한 터치 스크린, 디스플레이 스크린, 및 하드 키, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도 3의 실시예는 혈액투석 및 한외여과와 같은 처리들 중 어느 하나를 전달하도록 설계된 대체 장치(2)를 도시한다. 도 3의 장치는 도 1의 장치에 대해 설명된 동일한 컴포넌트들을 포함한다. 도 3에 도시된 장치에서, 도 2의 실시예에 대해 설명된 동일한 컴포넌트들은 동일한 참조 번호들로 식별되며 그래서 다시 설명되지는 않는다. 실제로는, 도 2의 혈액투석여과 장치와 달리, 도 3의 장치는 주입 라인을 제시하지 않는다. 전술한 실시예들 각각에서는, 플로우 센서들(110, 111)(용적형 또는 질량형 중 어느 하나)이 라인들 각각에서 유량을 측정하는데 사용될 수 있다. 플로우 센서들은 제어 유닛(10)에 연결된다. 주입 라인(15)과 한외여과 라인(25)이 각각의 백(16, 23)으로 이어지는 도 2의 예에서는, 전달되거나 수집되는 유체의 양을 검출하기 위해 스케일이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 장치는 한외여과 용기(23)에 수집된 유체의 양에 대한 중량 정보(W₁)를 제공하도록 작동하는 제1 스케일(33)과 주입 용기(16)로부터 공급된 유체의 양에 대한 중량 정보(W₂)를 제공하도록 작동하는 제2 스케일(34)을 포함한다. 도 3의 실시예에서, 장치는 한외여과 용기(23)에 수집된 유체의 양에 대한 중량 정보(W₁)를 제공하도록 작동하는 제1 스케일(33)을 포함한다. 스케일들은 모두 제어 유닛(10)에 연결되며, 제어 유닛(10)이 각 용기 내의 유체의 실제 양뿐만 아니라 각 용기에 의해 공급되거나 각 용기에 수용되는 유체의 실제 유량을 결정하도록 상기 중량 정보(W_i)를 제공한다. 도 1의 예에서는 전용 한외여과 라인이 없으며, 한외여과의 총량은 센서들(110 및 111)에 의해 검출된 유량들의 차에 의해 결정된다. 제어 유닛(10)은 라인들(13 및 19)에 존재하는 펌프들과 같은 적절한 액추에이터들에 작용하고 - 센서들(110, 111)에 의해 검출된 유량들의 차에 관한 정보를 이용하여 - 예를 들면, 사용자 인터페이스(12)를 통해 제어 유닛(10)에 제공되는 처방에 의해 요구되는, 처리 시간(T) 중에 사전 설정된 환자의 유체 제거가 달성되는 것을 확실히 하도록 구성된다. 도 2 및 도 3의 예에서, 2차 챔버(4)로 공급되는 유체의 양과 2차 챔버로부터 추출되는 유체의 양 사이의 유체 균형을 제어하기 위해, 신선한 투석물 라인과 폐기물 라인(13)에 위치된 유량계들(110, 111)은 각각의 라인을 통과하는 유체의 유동을 나타내는 신호들을 제어 유닛(10)에 제공하며, 스케일 또는 복수의 스케일은 제어 유닛(10)이 한외여과 라인(25)을 통과하는 및, 존재하는 경우, 주입 라인(15)을 통과하는 유량을 도출할 수 있게 하는 중량 정보를 제공한다. 제어 유닛(10)은 예를 들면, 사용자 인터페이스(12)를 통해 제어 유닛(10)에 제공되는 처방에 의해 요구되는, 처리 시간(T) 중에 사전 설정된 환자의 유체 제거가 달성되는 것을 확실히 하기 위해 적어도 펌프들(17, 21, 및 27)(도 2의 경우에는 펌프(18)도)을 제어하도록 구성된다. 다른 유체 균형 시스템들도 사용될 수 있으며: 예를 들어, 장치가 신선한 투석 유체의 소스로서의 용기 및 폐기물을 수집하기 위한 용기를 포함하는 경우, 스케일들이 각 용기에 의해 전달되거나 수집되는 유체의 양을 검출하고 그에 따라 제어 유닛(10)에 통지하는 데 사용될 수 있음에 유의하자. 추가의 대체로서, 용적 제어 기반의 시스템들이 - 매 순간 - 라인(19)에 유입되는 액체의 양이 라인(13)에서 유출되는 유체의 양과 동일하도록 보장하는 균형 챔버 시스템에 신선한 투석 유체 라인(19)과 폐기물 라인(13)이 연결되는 곳에 사용될 수 있다. 구조적인 관점에서, 하나 이상의 용기/백(104, 107, 14, 16, 23)은 일회용 플라스틱 용기들일 수 있다. 혈액 라인들(6, 7)과 여과 유닛도 처리 세션의 시초에 장착되고 그리고 나서 처리 세션의 종료시에 폐기될 수 있는 플라스틱 일회용 컴포넌트들일 수 있다. 펌프들, 예를 들면 연동 펌프들 또는 용적형 펌프들이 라인들 각각을 통과하는 유체 유동을 조절하기 위한 수단으로 설명되었으나; 예를 들면, 밸브들 또는 밸브들과 펌프들의 조합과 같은 다른 유동 조절 수단이 대신에 채택될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 스케일들은 압전 센서들, 또는 스트레인 게이지들, 또는 스프링 센서들, 또는 그 작용하는 힘들을 감지할 수 있는 기타 유형의 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 도전율 센서들은 농도 센서들로 대체될 수 있다.

유효성 파라미터의 결정

상세한 설명의 서두에서 언급된 바와 같이, 장치(1)는 유효성 파라미터를 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 장치(1)의 제어 유닛(10)은 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 결정에 특별히 할당된 태스크를 포함하는 다수의 절차의 실행을 명령하도록 구성된다. 유효성 파라미터의 결정에 할당된 태스크는 아래에 설명된 단계들을 포함한다. 먼저, 제어 유닛(10)은 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)에 대한 적어도 하나의 처방 베이스라인(Cd_set)을 수신하도록 구성되며; 이 특성은 투석 액체 중의 하나의 물질의 농도(예를 들면, 나트륨 농도 또는 칼슘 농도), 또는 (전해질 농도와 같은) 투석 액체 중의 물질들의 그룹의 농도, 또는 투석 액체의 도전율일 수 있다. 또한, 처방 베이스라인의 설정 값은 제어 유닛(10)에 연결된 메모리에 사전 설정될 수 있거나, 혹은 사용자 인터페이스(12)를 통해 사용자에 의해 입력될 수 있다. 처방 베이스라인은 흔히 상수 값이지만, 사전 설정된 법칙에 따라 처리 중에 변하는 시변 값을 대신 포함할 수도 있다. 펌프들(21 및 17)과 같은 적절한 액추에이터들에 작용하는 제어 유닛(10)은 라인들(19 및 13)을 통해서 및 처리 유닛(2)의 2차 챔버(4)를 통해서 투석 유체의 순환을 유발한다. 보다 상세하게는, 제어 유닛(10)은 신선한 처리 액체가 조제 라인(19)에서 2차 챔버(4)로 흐르게 하도록 구성되고 그 특성은 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 있으며: 베이스라인 값에 있는 특성은 예를 들면, 조제 섹션(100)의 농축 펌프들(105, 108)을 적절히 제어함으로써 달성될 수 있다. 또한, 제어 유닛(10)은 센서(109a)를 사용하여 기사용 투석 유체를 통해 특성의 값을 독출하도록 구성된다. 경우에 따라, 센서(109a)는 예를 들어, 도전율 센서 또는 (하나 이상의 물질에 민감한) 농도 센서일 수 있다.

라인들(19 및 13)에서 투석 액체의 순환을 명령하는 것 외에, 제어 유닛(10)은 예를 들면, 하나 이상의 농축 펌프(105, 108)를 작동시킴으로써, 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상류 변동을 유발하며, 그리고 나서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)을 상기 처방 베이스라인(Cd_set)으로 재정립한다. 투석 액체의 특성, 예를 들면 신선한 투석 유체 중의 하나 이상의 물질의 농도 또는 도전율을 순간적으로 변경할 수 있는 임의의 수단을 사용하여 특성의 변경이 이루어질 수 있으며: 예를 들어, 사전 정의된 볼러스(bolus)의 염수를 주입하도록 구성된 볼러스 펌프를 이 목적으로 사용할 수 있다는 것에 유의하자. 상류 변동은 기사용 투석물 라인을 흐르는 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하고: 도 4는 상류 변동과 하류 변동 사이의 시간 지연(ΔT_D)을 개략적으로 보여주며; 유압 지연으로도 지칭되는 시간 지연은 센서(109)와 센서(109a) 사이에 개재된 제2 챔버 및 튜브와 같은 컴포넌트들에 의존한다. 상류 변동과 하류 변동 사이의 시간 지연(ΔT_D)은 도 5, 도 6, 도 7, 도 8에도 도시되어 있다.

파라미터 수학적 모델

제어 유닛(10)은 또한 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)과 기사용 액체의 특성(Cd_out)을 관련짓는 적어도 하나의 파라미터 수학적 모델을 수신하도록 구성된다. 2개의 센서(109, 109a) 사이에 개재된 컴포넌트들을 수학적으로 기술하는 파라미터 수학적 모델은 예를 들면, 제어 유닛(10)에 연결된 메모리에 사전 저장될 수도 있고, 또는 사용자 인터페이스(12)를 통해서 또는 데이터 리더와 같은 다른 입력 수단을 통해서 상기 메모리로 전송될 수도 있고, 또는 원격 소스로부터 원격으로 전송될 수도 있다. 파라미터 모델은 센서들(109, 109a) 사이의 유압 회로의 부분을 수학적으로 모델링하며, 파라미터 수학적 모델을 하나의 단일 모델로 특징짓기 위해 이하에서 설명되는 바와 같이 결정되는 사전 설정된 개수의 자유 파라미터를 제시한다. 실제로, 파라미터 수학적 모델은 수학적 모델들의 패밀리를 정의하며 모델의 파라미터들이 결정되고 난 후에만 일의적으로 특징지어진다.

파라미터 수학적 모델의 파라미터들을 결정하기 위해, 제어 유닛(10)은 예를 들면, 센서(109a)로부터 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 하류 변동의 기준 부분(200)에 의해 취해진 복수의 값의 측정치들을 수신하도록 구성된다. 특성(Cd_out)의 변동의 기준 부분(200)에 의해 취해진 측정값들은 먼저 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 각각의 베이스라인 값에 대해 하류 변동의 램프 업(ramp-up) 또는 램프 다운(ramp-down) 부분의 개시를 식별하고, 그리고 나서 상기 하류 변동의 상기 램프 업 부분 또는 램프 다운 부분에 의해 취해진 값들로서 복수의 값을 측정함으로써 측정될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 수학적 모델을 특징짓기 위해 제어 유닛(10)에 의해 사용되는 기준 부분(200)은 하류 변동의 전체 지속시간 ΔT_V보다 훨씬 짧은 지속시간 ΔT_R을 가지며: 지속시간 ΔT_R은 지속시간 ΔT_V의 70 % 미만 및 선택적으로는 50 % 미만일 수 있다. 이는 예를 들면, 도 5 및 도 6에서 볼 수 있는데: 도 5는 특정의 종래의 시스템들이 유효성 파라미터를 계산하기 위해 기다려야 하는 하류 변동 전체의 지속시간 ΔT_V를 나타내는 한편, 도 6은 수학적 모델을 특징짓고 그리고 나서 유효성 파라미터를 계산하는 데 필요한 훨씬 짧은 구간 ΔT_R을 나타낸다. 보다 상세하게는, 본 발명의 양태에 따르면, 제어 유닛(10)은 기준 부분에 의해 취해진 측정값들을 사용하여 파라미터 수학적 모델의 자유 파라미터들을 추정하고 그에 의해 ΔT_V보다 훨씬 짧은 시간 구간 ΔT_R 동안 취해진 측정값들을 사용하여 하나의 단일 특성 수학적 모델을 식별함으로써, 구간 ΔT_V 전체 동안 기다릴 필요 없이 수학적 모델을 특징짓는다. 모델의 파라미터들이 결정되면, 제어 유닛(10)은 특성 수학적 모델을 가지며 특성 수학적 모델에의 입력으로서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)에 의해 취해진 하나 이상의 값을 공급하는 유효성 파라미터의 값을 계산할 수 있다. 즉, 파라미터 수학적 모델의 사용에 의해서 및 ΔT_R 동안 특성(Cd_out)에 의해 취해진 측정값들을 통해 파라미터 수학적 모델을 특징짓는 것에 의해, 하류 변동 전체 동안 측정할 필요 없이 유효성 파라미터를 계산할 수 있으며, 그래서 특성(예를 들면, 투석 액체의 농도 또는 도전율)의 제어가 유효성 파라미터의 결정을 위한 태스크 이외의 절차들로 넘어가서는 안 되는 시간을 단축한다. 즉, 유효성 파라미터를 결정하는 태스크는 모델을 특징짓는 데 필요한 상기 하류 변동의 기준 부분의 상기 복수의 값의 측정이 완료된 순간인 도 6, 도 8, 및 도 9에 나타낸 측정 종료 순간 T_{END_MEAS}까지만 신선한 투석 액체의 특성에 작용하는 다른 절차들의 실행을 방지해야 한다. 유효성 파라미터를 계산하기 위해, 제어 유닛(10)은 예를 들면, 먼저 특성(Cd_out)의 상기 하류 변동의 적어도 하나의 유의한 값(significant value)을 계산할 수 있으며: 하류 변동의 유의한 값은 도 6의 예에 나타낸 바와 같이 기준 부분의 지속시간 이후의 시간과 관련된 측정된 값이 아니라 계산된 값으로, 예를 들면 이는 비교적 긴 시간 후에 하류 변동이 취하게 되는 점근값(Cd_out2)을 나타낼 수 있다. 이 값은 상류 변동을 나타내는 하나 이상의 실제 값 또는 설정 값을 제공하는 특성 수학적 모델을 사용하여 계산되며; 유의한 값(Cd_out2)이 결정되면, 제어 유닛(10)은 상기 계산된 유의한 값으로부터 및 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)에 의해 취해진 하나 이상의 값으로부터 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cb_in, K, K·t/V)의 적어도 하나의 값을 계산할 수 있다.

적어도 하나의 유의한 값 또는 유효성 파라미터의 직접적인 계산은 다음을 수학적 모델에의 입력으로 사용함으로써 시점 (n)에서 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 값 Cd_out(n)을 결정하는 것을 포함한다:

a) 예를 들면 센서(109)에 의해 측정되는, 시점 (n)에 시간적으로 선행하는 복수의 시점(n-1, n-2, n-3)에서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 측정값들; 또는

b) 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 수학적으로 계산된 버전; 이 두 번째의 경우, 입력은 수학적 모델에의 입력으로 공급되는 설정 곡선 또는 다수의 설정 값이다.

수학적 모델 - 예를 들면, 시불변 선형(time invariant linear: LTI) 모델 - 은 시간 영역에서 다음의 재귀 방정식으로 나타낼 수 있다:

그래서, 상기 기준 부분 이후의 시점 (n)에서 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 값 Cd_out(n)은 다음의 재귀 방정식으로 계산되는데:

여기서:

Cd_out(n)은 시점 (n)에서의 출구 특성의 계산된 값이고,

Cd_in(n)은 시점 (n)에서의 입구 특성의 알려진 값이며,

Cd_out(n-1), Cd_out(n-2), ..., Cd_out(n-m)은 시점 (n) 이전의 선행 시점들(n-1, n-2, ..., n-m)에서의 출구 특성의 값들로서 수학적 모델을 통해 재귀적으로 계산된다.

a₀, b₁, b₂, ..., b_m은 하류 변동의 기준 부분의 상기 측정값들을 사용하여 추정되는, 수학적 모델을 특징짓는 상수 파라미터들이다.

주파수 영역에서 및 z-변환을 이용하면, 수학적 모델은 적어도 하나의 영점(zero)과 적어도 하나의 극점(pole)을 갖는 전달 함수 H(z)로 기술된다. 실시예에서는, 전달 함수 H(z)는 복수개의 극점, 예를 들면 2 내지 5개의 극점을 포함하고, 다음 중 하나로 기술된다:

여기서

a₀, b₁, b₂, b₃, b₄, b₅는 하류 변동의 기준 부분의 상기 측정값들을 사용하여 추정되는 모델의 상수 파라미터들이다.

도 5, 도 6 및 도 7, 도 8은 각각 본 발명의 2가지 가능한 구현예를 나타낸다. 도 5 및 도 6에서 특성은 제1 값으로부터 제2 값으로 변경되고는 비교적 오랜 시간 동안 제2 값으로 유지되는 반면, 도 7 및 도 8에서는 특성이 비교적 짧은 시간 동안 제2 값으로 유지된다. 보다 상세하게는, 도 5 및 도 6의 예에서, 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값은 제1 입구 값(Cd_in1)으로부터 제2 입구 값(Cd_in2)으로 특성(Cd_in)의 값의 변경을 부과함으로써 변동되는데, 이 제2 입구 값(Cd_in2)은 예를 들면, 3 내지 10분의 사전 설정된 시간 구간 동안 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 의해 각각의 제1 출구 값(Cd_out1)으로부터 각각의 제2 출구 값(Cd_out2)으로 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 대응하는 변화를 유발하여 특성(Cd_out)의 상기 시기적절하게 지연된 하류 변동을 정의한다. 도 5 및 도 6의 예에서, 하류 변동의 기준 부분은 기사용 액체의 특성이 상기 제1 출구 값(Cd_out1)으로부터 변화한 후에 시작되어 특성이 제2 출구 값(Cd_out2)에 도달함이 없이 계속해서 증가하거나 감소하는 기간 - 예를 들면, 사전 설정된 기간 ΔT_R - 동안 지속된다. 도시된 예에서, ΔT_R 동안 특성(Cd_out)은 제2 출구 값(Cd_out2)의 사전 설정된 비율, 예를 들어 80 %에 도달하지 않는다. 또한, 실제 값(Cd_out2)에 실제로 도달할 때까지 기다릴 필요가 없다. 대신에, 특성(Cd_out)의 제2 출구 값(Cd_out2)은 특성 수학적 모델에의 입력으로서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값들 또는 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 수학적으로 계산된 버전을 사용하여 계산된다.

특히, 제2 출구 값(Cd_out2)을 결정하기 위해 다른 수학적 모델 및 접근법이 사용될 수도 있다.

실제로, 도전율 스텝에 대한 기사용 투석물(유출) 라인의 응답은 정상 상태에서의 시스템 응답을 예측하기 위해 수학적 모델을 사용하는 차등 진화 알고리즘에 대한 입력일 수 있다. 차등 진화 알고리즘은 주어진 품질의 척도에 대해 후보 해(candidate solution)를 반복적으로 개선하고자 함으로써 문제를 최적화하는 대체 방법이다. 이러한 방법은 최적화되는 문제에 대해 거의 또는 전혀 가정하지 않고 후보 해의 매우 넓은 공간을 검색할 수 있기 때문에 통상적으로 메타휴리스틱(metaheuristic)으로 알려져 있다. 약 1000 세대(generations)에 대해 차등 진화 알고리즘을 실행하면 PC104 보드에서의 약 1분의 계산으로 제2 출구 값(Cd_out2)에 대해 유의미한 결과를 제공한다는 것이 실제 증거들로부터 증명되었다. 전술한 수학적 모델들과 상이한 다른 전략들이 사용될 수도 있으나, 차등 진화 알고리즘은 대부분의 경우에 양호하고 신뢰성 있는 결과들을 입증했다. 다음으로, 계산된 제2 출구 값(Cd_out2)은 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cb_in, K, Kt/V)의 적어도 하나의 값의 계산을 위한 유의한 값으로 사용된다. 양태에 따르면, 파라미터가 유효 다이알리산스(D)를 포함하면, 다이알리산스 각각의 변동의 각각의 계산된 값 D_k는 다음 공식을 사용하여 얻어진다:

여기서:

Cd_out1은 상기 제1 입구 값(Cd_in1)으로의 조제 라인에서의 특성(Cd_in)의 변화에 응답하여 2차 챔버의 하류의 기사용 투석물 라인에서의 특성에 의해 취해진 제1 출구 값이고,

Cd_out2는 상기 제1 입구 값(Cd_in1)으로부터 상기 제2 입구 값(Cd_in2)으로의 조제 라인에서의 특성(Cd_in)의 변화에 응답하여 2차 챔버의 하류의 기사용 투석물 라인에서의 특성에 의해 취해진 값을 나타내는 계산된 제2 값(즉, 유의한 값)이며,

Cd_in1, Cd_in2는 2차 챔버의 상류의 조제 라인에서의 특성(Cd)에 의해 취해지는 제1 및 제2 입구 값이고,

Qdial은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량이며,

WLR은 처리 중인 환자의 체중 감소율이다.

도 7 및 도 8에서 상류 변동/섭동은 보다 짧으며 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값은 제1 입구 값(Cd_in1)으로부터 제2 입구 값(Cd_in2)으로 특성(Cd_in)의 값의 변경을 부과함으로써 변동되는데, 이 제2 입구 값(Cd_in2)은 선택적으로 예를 들면, 1 내지 2분의 사전 설정된 시간 구간 동안 일정하게 유지될 수 있으며, 그리고 나서 제3 입구 값(Cd_out3)으로 추가 변경되며, 이에 의해 각각의 제1 출구 값(Cd_out1)으로부터 각각의 제2 출구 값(Cd_out2)으로 및 그리고 나서 다시 제3 값(Cd_out3)으로 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 대응하는 변화를 유발하여 특성(Cd_out)의 상기 시기적절하게 지연된 하류 변동을 정의한다. 도 7 및 도 8의 예에서 Cd_in1은 Cd_in3과 같거나 근사하다. 짧은 변동/섭동이 사용되는 경우, 유효성 파라미터의 계산에 필요한 공식은 단순히 Cd_out2와 같은 하나의 유의한 값에 대한 지식 이상을 필요로 한다. 도 7 및 도 8의 예에서, 하류 변동의 기준 부분은 기사용 액체의 특성이 상기 제1 출구 값(Cd_out1)으로부터 변화한 후에 시작되어 특성이 계속해서 증가하거나 감소하는 기간 - 예를 들면, 사전 설정된 기간 ΔT_R - 동안 지속된다. ΔT_R 동안 특성(Cd_out)은 제2 출구 값(Cd_out2)에 도달할 수도 있고 도달하지 않을 수도 있다. 양태에 따르면, Cd_out이 Cd_out2에 도달하고는 베이스라인 값(Cd_out3)으로 복귀할 때까지 기다릴 필요가 없다. 대신에, 특성(Cd_out)의 제2 및 제3 출구 값(Cd_out2 및 Cd_out3) 또는 적어도 제3 출구 값(Cd_out3)은 특성 수학적 모델에의 입력으로서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값들 또는 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 수학적으로 계산된 버전을 사용하여 계산된다.

값들 Cd_out1, Cd_out2, Cd_out3이 계산되면, 이들 계산된 값과 도전율의 하나 이상의 입구 값, 예를 들면 Cd_in1, Cd_in2, Cd_in3에 기초하여 유효성 파라미터가 결정될 수 있다.

예를 들어 다이알리산스를 계산하고자 하는 경우, 다음의 공식이 채용될 수 있는데:

여기서:

Cd_out2는 상기 제1 입구 값(Cd_in1)으로부터 상기 제2 입구 값(Cd_in2)으로의 조제 라인에서의 특성(Cd_in)의 변화에 응답하여 2차 챔버의 하류의 기사용 투석물 라인에서의 특성에 의해 취해진 값을 나타내는 계산된 제2 값(즉, 유의한 값들 중 하나)이며,

Cd_out3은 상기 제2 입구 값(Cd_in2)으로부터 상기 제3 입구 값(Cd_in3)으로의 조제 라인에서의 특성(Cd_in)의 변화에 응답하여 2차 챔버의 하류의 기사용 투석물 라인에서의 특성에 의해 취해진 값을 나타내는 계산된 제3 값(즉, 유의한 값들 중 하나)이고,

Cd_in1, Cd_in2, Cd_in3은 2차 챔버의 상류의 조제 라인에서의 특성(Cd)에 의해 취해진 제1, 제2, 및 제3 입구 값이며,

Qdial은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량이고,

WLR은 처리 중인 환자의 체중 감소율이다.

다른 실시예에 따르면, 도 9를 참조하면, 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값을 변경시키는 것은 신선한 처리 액체의 특성에 사인 곡선 또는 쇼트 피크의 형상일 수 있는 상류 변동/섭동을 부과하는 것을 포함하며, 이에 의해 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 대응하는 하류 변동/섭동을 유발한다. 상기 하류 변동/섭동의 기준 부분은 기사용 액체의 특성이 상기 제1 출구 값(Cd_out1)으로부터 변화한 후에 시작되어 하류 변동/섭동 전체의 지속시간의 소정 비율, 예를 들면 60 % 또는 심지어는 50 %보다 짧은 사전 설정된 기간 동안 지속된다. 제어 유닛(10)은 이 경우에 수학적 모델에의 입력으로서 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값들 또는 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 수학적으로 계산된 버전을 사용하여 상기 기준 부분에 연속적인 하류 변동/섭동의 나머지 부분을 기술하는 특성(Cd_out)의 복수의, 예를 들면 10개 이상의 유의한 값을 결정하며, 이에 의해 상기 외삽된 유의한 값들로부터 계산된 하류 변동/섭동을 얻는다.

다음으로, 예를 들면 EP 0920877에 기재된 공식을 사용하여, 제어 유닛은 계산된 하류 변동/섭동과 상류 변동/섭동을 비교함으로써 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cb_in, K, Kt/V)의 적어도 하나의 값을 계산한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 제어 유닛(10)은 또한 2차 챔버의 하류의 기사용 투석물 라인의 상기 특성에 의해 경시적으로 취해진 값들(Cd_out(t))을 나타내는 하류 곡선의 베이스라인을 결정하도록 구성될 수 있다. 하류 곡선(Cd_out(t))의 베이스라인은 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 측정값들을 사용하거나 특성 수학적 모델을 사용하여 이전에 결정된 하류 변동을 나타내는 계산된 곡선을 사용하여 결정될 수 있다. 이 두 번째 옵션에서는, 상기 기준 부분 동안 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 측정값들만이 특성 수학적 모델을 식별하기 위한 자유 파라미터들의 결정에 사용되며; 다음으로, 상기 식별된 특성 수학적 모델을 사용하여, 기사용 액체의 특성(Cd_out)에 의해 취해진 값들을 나타내는 하류 곡선(Cd_out(t))이 수학적으로 결정되고 그 베이스라인이 식별된다.

제어 유닛은 처방 베이스라인(Cd_set)에 대한 하류 곡선(Cd_out(t))의 베이스라인 사이의 각도 편차 α를 결정하고, 도 10의 확대도에 나타낸 바와 같이 수정된 하류 곡선(Cd_{out-correct(t)})을 얻기 위해 하류 곡선을 각 회전시킴으로써 상기 각도 편차를 보상하도록 구성될 수 있다.

또 다른 양태에 따르면, 제어 유닛(10)은 특성(Cd_out)으로부터 바람직하지 않은 노이즈를 제거하도록 구성된다. 양태에 따르면, 제어 유닛은 상기 기준 부분 동안 기사용 액체의 특성(Cd_out)의 측정값들을 수신하고, 특성 수학적 모델을 식별하기 위해 파라미터 수학적 모델의 자유 파라미터들을 추정하며, 상기 식별된 특성 수학적 모델을 사용하여 기사용 액체의 특성(Cd_out)에 의해 취해진 값들을 나타내는 하류 곡선(Cd_out(t))를 결정하고, 하류 곡선(Cd_out(t))의 주파수 스펙트럼을 분석하며, 하류 곡선에 존재할 가능성이 있는 노이즈 및 바람직하지 않은 섭동을 제거하기 위해 사전 설정된 역치보다 높은 주파수에 있는 하류 곡선(Cd_out(t))의 상기 주파수 스펙트럼의 고조파를 필터링하고, 수정된 하류 곡선(Cd_out(t))을 얻을 수 있다.

위의 설명은 하나의 단일 파라미터 수학적 모델을 언급하였으나, 제어 유닛(10)은 복수의 수학적 모델 - 이들 각각은 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)과 기사용 액체의 특성(Cd_out)을 관련지음 - 을 저장하도록 또한 구성될 수 있다. 이 경우, 제어 유닛은 예를 들면: 상류 변동의 형상(하나의 수학적 모델은 긴 스텝 변동/섭동에 더 적합할 수 있는 반면 다른 모델은 짧은 사인파 변화에 더 적절히 작동할 수 있음), 장치에 의해 사용되는 혈액 처리 유닛의 유형, 특정 유압 컴포넌트들이 센서(109)와 센서(109a) 사이의 회로 섹션에 존재하는지 여부와 같은 특정 요인들을 기초로 상기 하류 변동의 적어도 하나의 유의한 값을 계산하는 데 사용되는 수학적 모델을 선택하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 양태들은 유효성 파라미터를 결정하기 위한 방법을 예시하는 플로차트를 나타내는 도 11에도 또한 개시되어 있다. 본 방법은 위에 개시되거나 첨부된 청구범위에 특허청구된 장치들 중 어느 하나의 제어 유닛(10)에 의해 실행될 수 있다.

본 방법은 다음의 단계들을 포함한다.

- 단계 300: 수학적 모델의 선택;

- 단계 301: 혈액 처리 유닛의 상류를 흐르는 신선한 투석 액체에 대해 이루어진 도전율 또는 적어도 하나의 물질의 농도(Cd_in)의 각각의 변동에 대응하는 기사용 투석물의 도전율 또는 농도(Cd_out)의 값들의 측정(단계 301); 위에서 이미 설명한 바와 같이 측정은 하류 변동의 지속시간보다 현저히 짧은 기준 시간 ΔT_R 동안 이루어진다;

- 단계 302: 기준 시간 ΔT_R 동안 취해진 Cd_out의 측정값(들)을 사용하여 수학적 모델의 특징화 및 단일 수학적 모델의 식별;

- 단계 303: 수학적 모델을 사용하여 유효성 파라미터의 계산에 필요한 유의한 값(들)의 결정; 유의한 값들은 (Cd_out2 또는 Cd_out2 및 Cd_out3과 같은) 기준 기간 이후의 순간들에서의 하류 변동의 하나 이상의 계산된 도전율 또는 농도 값일 수 있다;

- 단계 304: 계산된 유의한 값 또는 값들을 사용하여 유효성 파라미터의 결정.

유효성 파라미터의 계산은 전술한 공식들 중 어느 하나를 사용하여 이루어질 수 있다.

예 1

이하에서는 도 12 내지 도 15를 참조하여, 하류 변동 전체를 수학적으로 계산하기 위해 1개의 영점과 3개의 극점을 갖는 수학적 모델의 사용을 나타내는 예가 설명되며; 모델을 특징짓기 위해, 하류 변동 전체의 지속시간에 비해 비교적 짧은 지속시간을 갖는 하류 변동의 기준 부분에 대한 측정값들만이 사용된다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 제공된 예는 예시적인 수학적 모델을 채택하며 혈액 처리 유닛의 상류를 흐르는 액체에 부과된 스텝 변동/섭동을 참조한다. 물론 다른 수학적 모델들도 채택될 수 있으며 상류 변동/섭동은 스텝형의 변동/섭동과 다를 수도 있다.

또한, 이 예는 도전율 변동 및 대응하는 측정치들을 참조하지만: 물론, 투석 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도의 변동 및 대응하는 측정치들을 사용하여 동일한 절차가 채택될 수도 있다.

이제 도 12의 다이어그램을 참조하면, 2개의 곡선이 제시되는데: 첫 번째 곡선은 입구 도전율(Cd_in)을 나타내고 혈액 처리 유닛의 상류를 흐르는 투석 액체의 도전율에 부과된 스텝형의 도전율 변동(1 mS/cm)를 보여주는 반면, (첫 번째 곡선 아래의) 두 번째 곡선은 하류 도전율(Cd_out)을 나타내고 상류 도전율(Cd_in)에 대한 스텝형의 변동/섭동의 결과로서 기사용 투석 액체의 도전율의 대응하는 변동을 보여준다. 도 13은 도 12의 확대도로서, 출구 도전율에 초점을 맞추고 있는데: 도 13의 곡선은 시간 700 초 내지 시간 950 초까지(즉, 250 초간)의 출구 도전율 값들을 측정하여 얻어진다는 점에 주목하자. 도 13은 예를 들면, 다음의 공식을 사용할 때 다이알리산스의 계산에 필요한 관심 대상의 유의한 값으로 간주되는 시간 910에서의 출구 도전율(Cd_out2)의 값을 보여준다:

본 발명의 일 양태에 따르면, 시간 950 초까지 도전율 값들을 측정하는 대신에, 기준 부분 ΔT_R(도 14 참조) 동안에만, 즉 100 초 동안만 측정이 행해진다.

그리고 나서, 다음의 1개의 영점과 3개의 극점을 갖는 모델을 사용한다:

기준 부분 ΔT_R 동안의 Cd_out의 측정값들을 사용하여 다음의 파라미터들이 추정되며:

a0= 0.004209932871

b1= -2.905495405197

b2= 2.815777778625

b3= -0.910210132599

다음으로 된다:

이 모델에 적절한 길이(예를 들면, 200 내지 300 초)의 이상화된 유닛 스텝(즉, 계산된 스텝)을 공급하고 모델 출력에 베이스라인 값(Cd_out1)을 적절히 추가함으로써, 도 15에 나타낸 바와 같은 신호가 얻어지는데(실선은 모델 출력을 나타내는 반면, 점선은 측정된 Cd_out을 개략적으로 나타냄), 이는 기준 부분에 이어지는 시간 구간에서 시스템의 거동을 밀접하게 근사화한다.

다음의 표는 측정값과 계산값 사이의 양호한 일치를 볼 수 있는 시간 n = 910 부근에서의 Cd_out의 측정값 대 계산값을 보여준다.

시간 910에서 계산된 유의한 값 Cd_out2는 13.59 mS/cm로, 대응하는 측정값(13.58656872 mS/cm)에 매우 근사하다. 그래서, 위의 공식을 사용하고 13.59 mS/cm의 계산된 값 Cd_out2에 의존하는 다이알리산스 계산은 ΔT_R 동안에만 실제 측정을 요하면서 Cd_out2에 대해 측정값을 사용할 때와 정확히 동일한 결과를 제공하게 된다.

상류 변동

본 발명의 일 양태에 따르면, 제어 유닛은 장치의 동작 조건들 및 특히 조제 라인(19)의 신선한 처리 액체의 유량(Qdial) 및/또는 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 다른 파라미터의 함수로서 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 언급된 상류 변동의 범위(경시적 지속시간(ΔT) 및/또는 진폭(ΔC_in))를 계산하도록 구성된다. 사실, 유량(Qdial)에 비례하는 파라미터 또는 유량(Qdial)의 알려진 함수가 대신에 유량(Qdial)으로 사용될 수도 있다. 상류 변동의 범위는 유효 유량(Qdial)의 함수로서 상기 상류 변동을 튜닝 및 최적화하고 투석 액체의 특성의 바람직하지 않은 변형이 환자들에게 미치는 영향을 최소화하기 위해 계산된다. 이와 같이, 최상의 경시적 지속시간(ΔT) 및/또는 최상의 진폭(ΔC_in)이 처리 중에 신선한 처리 액체의 각 유량(Qdial)에 설정되는데, 이는 "정밀도 대 처리 중단"의 최상의 타협점이 확보되고 유효성 파라미터를 결정하기 위한 불필요한 기계 시간이 회피됨을 의미한다.

상류 변동의 최적화와 관련된 이 측면은 또한 위에서 상세히 설명된 파라미터 수학적 모델의 구현에 독립적일 수 있다는 점에 유의하자. 사실, 하류 변동과 상관관계가 있는 값들은 모종의 다른 방식으로 모두 측정 및/또는 계산될 수 있고, 파라미터 수학적 모델을 사용하지 않고 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 상기 적어도 하나의 값을 계산하는 데 사용될 수 있다.

도 4, 도 7, 도 8, 및 도 9에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 상류 변동은 직사각형 또는 정사각형, 또는 종 또는 피크 또는 사인 곡선의 형상일 수 있다. 상기 상류 변동은 진폭(ΔC_in) 및 경시적 지속시간(ΔT)을 갖는다. 경시적 지속시간(ΔT)은 특성(Cd_in)이 처방 베이스라인(Cd_set)과 다른 시간 프레임이다. 도 4, 도 7, 도 8, 및 도 9에서는, 상류 변동은 모두 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있지만(보다 높지만), 상류 변동은 도 19에서와 같이 모두 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래에 있을(보다 낮을) 수도 있다. 상류 변동은 상류 변동의 최대값 또는 최소값과 처방 베이스라인(Cd_set) 사이의 차이다. 도 17 및 도 18에서, 상류 변동은 차례로 배치되고 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위로 및 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래로 연장되는 2개 또는 3개의 연속적인 부분을 포함한다. 신선한 처리 액체의 특성의 값의 유발된 상류 변동이 그러한 특성에 대한 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 감소 및 증가하도록 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위의 부분(들)은 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래의 부분(들)과 교호적으로 배치된다. 진폭(ΔC_in)은 상류 변동의 최대값과 최소값 사이의 차이다. 경시적 지속시간(ΔT)은 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위의 부분(들)과 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래의 부분(들)의 부분적인 경시적 지속시간들의 합계이다.

신선한 처리 액체의 유량(Qdial)의 증가의 함수로서 경시적 지속시간(ΔT) 및/또는 진폭(ΔC_in)을 저감시키는 것이 가능하다. 다시 말하면, 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)이 감소되면 진폭(ΔC_in) 및/또는 경시적 지속시간(ΔT)이 증가되고, 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)이 증가되면 진폭(ΔC_in) 및/또는 경시적 지속시간(ΔT)은 감소된다.

계산된 경시적 지속시간은 50 초 내지 200 초 사이, 선택적으로는 90 초 내지 150 초 사이일 수 있다. 특성(Cd_in)은 신선한 처리 액체의 도전율일 수 있고, 상기 도전율의 계산된 진폭은 0.4 mS/cm 내지 1.1 mS/cm 사이, 선택적으로는 0.5 mS/cm 내지 1 mS/cm 사이일 수 있다. 처리 중의 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)은 250 ml/분 내지 850 ml/분 사이, 선택적으로 300 ml/분 내지 800 ml/분 사이일 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 경시적 지속시간(ΔT) 및/또는 진폭(ΔC_in)은 신선한 처리 액체의 유량에 대해 반비례한다. 몇몇 실시예에 따르면, 경시적 지속시간(ΔT) 및/또는 진폭(ΔC_in)은 보간 곡선(interpolating curve)을 통해 계산된다(본 발명의 방법이 도 16에 도시되어 있다).

경시적 지속시간(ΔT)은 다음의 보간 곡선을 사용하여 계산될 수 있다.

여기서:

Qdial은 예를 들면, 처리 중에 플로우 센서(110)로 측정되거나 동작 파라미터로 설정되는, 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량이고;

Qdial_max는 장치의 최대 유량(예를 들면, 750 ml/분 내지 850 ml/분 사이)이며;

ΔT_min은 장치의 최대 유량에 대응하는 최소 경시적 지속시간(예를 들면, 80 초 내지 100 초 사이)이고;

Qdial_min은 장치의 최소 유량(예를 들면, 250 ml/분 내지 350 ml/분 사이)이며;

ΔT_max는 장치의 최소 유량에 대응하는 최대 경시적 지속시간(예를 들면, 140 초 내지 160 초 사이)이다.

상기 최대 유량(Qdial_max), 상기 최소 경시적 지속시간(ΔT_min), 상기 최소 유량(Qdial_min), 상기 최대 경시적 지속시간(ΔT_max)은 팩토리 세팅으로 제어 유닛(10)의 메모리에 사전 저장되거나 사용자 인터페이스(12)를 통해서 또는 데이터 리더와 같은 다른 입력 수단을 통해서 상기 메모리로 전송되는 값들이거나, 원격 소스로부터 원격으로 전송될 수도 있다.

진폭(ΔC_in)은 다음의 보간 곡선을 사용하여 계산될 수 있다.

여기서:

Qdial은 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량이고;

Qdial_max는 장치의 최대 유량이며;

ΔC_min은 장치의 최대 유량에 대응하는 최소 진폭(예를 들면, 0.4 mS/cm 내지 0.6 mS/cm 사이의 도전율 진폭)이고;

Qdial_min은 장치의 최소 유량이며;

ΔC_max는 장치의 최소 유량에 대응하는 최대 진폭(예를 들면, 0.9 mS/cm 내지 1.1 mS/cm 사이의 도전율 진폭)이다.

상기 최대 유량(Qdial_max), 상기 최소 진폭(ΔC_min), 상기 최소 유량(Qdial_min), 상기 최대 진폭(ΔC_max)은 팩토리 세팅으로 제어 유닛(10)의 메모리에 사전 저장되거나 사용자 인터페이스(12)를 통해서 또는 데이터 리더와 같은 다른 입력 수단을 통해서 상기 메모리로 전송되는 값들이거나, 원격 소스로부터 원격으로 전송될 수도 있다.

위에서 언급한 실시예들의 보간 곡선들은 각각 2개의 유량 Qdial_max 및 Qdial_min(및 대응하는 ΔC_max, ΔC_min 또는 ΔT_max, ΔT_min)으로부터만 시작하여 계산된다. 다른 실시예들에서, 보간 곡선들은 "m"개의 포인트로부터 시작하여 계산될 수 있는데, "m"은 2 이상이다. "m"개의 포인트 각각은 신선한 처리 액체의 유량 값(Qdia_m) 및 상기 유량 값(Qdia_m)에 대응하는 특성(Cd_in)의 경시적 지속시간(ΔT_m) 및/또는 진폭(ΔC_m)에 의해 정의된다. 예를 들어, 보간 곡선은 위에서 언급한 최대 유량(Qdial_max)과 최소 유량(Qdial_min)으로부터 및 또한 제3 포인트, 예를 들면 최대 유량(Qdial_max)과 최소 유량(Qdial_min)의 사이에 포함되고 중간 경시적 지속시간(ΔT_mid) 또는 중간 진폭(ΔC_mid)에 대응하는 장치의 중간 유량(Qdial_mid)으로부터 시작하여 계산된다.

예 2

이하에서는 예가 설명된다.

장치의 최소 유량(Qdial_min)은 300 ml/분이다.

장치의 최소 유량(Qdial_min)에 대응하는 최대 경시적 지속시간(ΔT_max)은 150 초(s)이다.

장치의 최대 유량(Qdial_max)은 800 ml/분이다.

장치의 최대 유량(Qdial_max)에 대응하는 최소 경시적 지속시간(ΔT_min)은 90 초이다.

장치의 최소 유량(Qdial_min)에 대응하는 도전율의 최대 진폭(ΔC_max)은 1 mS/cm이다.

장치의 최대 유량(Qdial_max)에 대응하는 도전율의 최소 진폭(ΔC_min)은 0.5 mS/cm이다.

처리 중의 조제 라인의 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)은 500 ml/분이다.

상류 변동의 경시적 지속시간(ΔT)은 보간 곡선 i)를 사용하여 계산된다:

도전율의 상류 변동의 진폭은 보간 곡선 ii)를 사용하여 계산된다:

다른 실시예들에 따르면, 진폭(ΔC_in) 및/또는 경시적 지속시간(ΔT)은 "n"개의 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n) 및/또는 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n) 중에서 선택되며, 각각은 처리의 유량(Qdial)이 속하는 유량의 n개의 범위(ΔQdial1, ΔQdial_n) 중의 하나의 범위에 대응한다. 복수의 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n) 및/또는 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n) 및 "n"개의 범위(ΔQdial1, ΔQdial_n)는 팩토리 세팅으로 제어 유닛(10)의 메모리에 저장되거나 사용자 인터페이스(12)를 통해서 또는 데이터 리더와 같은 다른 입력 수단을 통해서 상기 메모리로 전송되거나, 원격 소스로부터 원격으로 전송될 수도 있다. 처리의 유량(Qdial)은 플로우 센서(110)를 통해 측정될 수 있거나, 처리의 동작 파라미터이거나 처리의 동작 파라미터로 사전 설정될 수 있다.

예를 들어, 제어 유닛(10)은 "n"개의 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n)(예를 들면, 각각 150 초, 120 초, 90 초의 제1, 제2, 및 제3 경시적 지속시간) 및 신선한 처리 액체의 유량의 "n"개의 범위(ΔQdial1, ΔQdial_n)(예를 들면, 각각 300 내지 350/400 ml/분 사이, 400 내지 600/650 ml/분 사이, 650 내지 800 ml/분 사이의 유량의 제1, 제2, 및 제3 범위)를 수신하는데, "n"개의 범위 각각은 상기 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n)의 "n"개 중 하나의 고정 경시적 지속시간에 할당/결합된다. 다음으로, 제어 유닛(10)은 처리의 유량(Qdial)을 수신하고는 수신된 유량(Qdial)을 "n"개의 범위(ΔQdial1, ΔQdial_n)와 비교하여 상기 "n"개의 범위 중 유량(Qdial)이 속하는 범위에 대응하는 고정 경시적 지속시간을 선택함으로써 생성되는 상류 변동의 경시적 지속시간(ΔT)을 계산한다.

제어 유닛(10)은 "n"개의 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n)(예를 들면, 각각 0.5 mS/cm, 0.7 mS/cm, 1 mS/cm인 도전율의 제1, 제2, 및 제3 진폭) 및 신선한 처리 액체의 유량의 "n"개의 범위(ΔQdial1, ΔQdial_n)를 또한 수신하는데, "n"개의 범위 각각은 "n"개의 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n) 중 하나의 고정 진폭에 할당/결합된다. 다음으로, 제어 유닛(10)은 처리의 유량(Qdial)을 수신하고는 수신된 유량(Qdial)을 "n"개의 범위(ΔQdial1, ΔQdial_n)와 비교하여 상기 "n"개의 범위 중 유량(Qdial)이 속하는 범위에 대응하는 고정 진폭(ΔC_in)을 선택함으로써 생성되는 상류 변동의 진폭(ΔC_in)을 계산한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제어 유닛(10)은 상류 변동이 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 최대 허용값(Cd_{in max})(예를 들면, 1.5 mS/cm)보다는 낮고 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 최소 허용값(Cd_{in min})(예를 들면, 0.1 mS/cm)보다는 높도록 상기 상류 변동을 계산 및 생성하도록 구성된다.

처방 베이스라인(Cd_set)이 최소 허용값(Cd_{in min})에 가까우면, 도 4에 나타낸 바와 같이 상류 변동은 모두 상기 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있도록 계산 및 생성된다. 처방 베이스라인(Cd_set)이 최대 허용값(Cd_{in max})에 가까우면, 도 19에 나타낸 바와 같이 상류 변동은 모두 상기 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래에 있도록 계산 및 생성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제어 유닛(10)은 상류 변동이 차례로 배치된 적어도 2개의 연속적인 부분 - (위에서 언급되고 도 17 및 도 18에 나타낸 바와 같이) 하나의 부분은 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위로 연장되고 다른 하나의 부분은 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래로 연장됨 - 을 포함하고, 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적이 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적과 같거나 실질적으로 같도록, 상기 상류 변동을 계산 및 생성하도록 구성된다. 이는 환자에 대한 총 나트륨 밸런스가 중립 또는 실질적으로 중립이 되도록 보장하게 된다.

도 17은 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있으며 제1 면적(A1)을 한정하는 제1 부분과 처방 베이스라인(Cd_set) 아래로 연장되며 A1과 같은 제2 면적(A2)을 한정하는 제2 부분을 포함하는 상류 변동을 나타낸다. 도 18은 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있으며 제1 면적(A1)을 한정하는 제1 부분, 처방 베이스라인(Cd_set) 아래로 연장되며 제2 면적(A2)을 한정하는 제2 부분, 및 처방 베이스라인(Cd_set) 위로 연장되며 제3 면적(A3)을 한정하는 제3 부분을 포함하는 상류 변동을 나타내는데, A2는 A1과 A3의 합과 같다. 처방 베이스라인(Cd_set)이 (처리에 대한 상류 변동의 진폭에 대해) 최대 허용값(Cd_{in max}) 및 또한 최소 허용값(Cd_{in min})에 가까우면, 처방 베이스라인(Cd_set)의 위 및 아래의 부분들이 제공되는 상류 변동은 최대 허용값(Cd_{in max})과 최소 허용값(Cd_{in min}) 사이에서 상기 상류 변동을 유지할 수 있게 한다. 예를 들어, 제어 유닛(10)은 경시적 지속시간(ΔT)과 진폭(ΔC_in)을 계산하고, 다음으로 특성(Cd_in)의 상류 변동을 최소 허용값(Cd_{in min}) 및 최대 허용값(Cd_{in max})과 비교하며, 상류 변동이 상기 최소 및 최대 허용값(Cd_{in min}, Cd_{in max})을 초과하면, 상류 변동을 최대 허용값(Cd_{in max})과 최소 허용값(Cd_{in min}) 사이에서 유지하기 위해 및/또는 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적이 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래의 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적과 같거나 실질적으로 같도록 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 상류 변동의 위치를 조정하고 및/또는 연속적인 부분들의 개수를 계산한다.

제어 장치

이미 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 적어도 하나의 제어 유닛(10)을 이용한다. 이 제어 유닛(10)은 메모리(또는 메모리들)를 갖는 디지털 프로세서(CPU), 아날로그형 회로, 또는 하나 이상의 디지털 프로세싱 유닛과 하나 이상의 아날로그 프로세싱 회로의 조합을 포함할 수 있다. 본 설명 및 청구범위에서는, 제어 유닛(10)이 특정 단계들을 실행하도록 "구성"되거나 "프로그램"되는 것이 명시되는데: 이는 실제에서는 제어 유닛(10)을 구성하거나 프로그램할 수 있게 하는 임의의 수단에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 CPU를 포함하는 제어 유닛(10)의 경우에, 하나 이상의 프로그램이 적절한 메모리에 저장되며: 프로그램 또는 프로그램들은 제어 유닛(10)에 의해 실행될 때 제어 유닛(10)으로 하여금 제어 유닛(10)과 관련하여 기재되고 및/또는 특허청구된 단계들을 실행하게 하는 명령어들(instructions)을 포함한다. 혹은, 제어 유닛(10)이 아날로그형이면, 제어 유닛(10)의 회로는 사용시에 예컨대 본 명세서에 개시된 제어 유닛(10) 단계들을 실행하기 위해 전기 신호들을 처리하도록 구성된 회로를 포함하도록 설계된다.

본 발명이 현재 가장 실용적이고 선호되는 실시예들로 여겨지는 것과 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 개시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 오히려 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되는 다양한 수정 및 동등한 구성들을 커버하도록 의도됨이 이해되어야 한다.

Claims

혈액의 체외 처리를 위한 장치로서,
반투막(5)에 의해 분리된 1차 챔버(3)와 2차 챔버(4)를 갖는 혈액 처리 유닛(2);
일단이 상기 혈액 처리 유닛(2)의 2차 챔버(4)의 입구에 연결되고, 신선한 처리 액체를 상기 2차 챔버(4)로 전달하도록 구성된 조제 라인(19; preparation line)으로서, 상기 신선한 처리 액체는 다음의 그룹, 즉 상기 신선한 처리 액체의 도전율, 및 상기 신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도에서 선택된 것인 특성(Cd_in)을 나타내는 것인 조제 라인;
일단이 상기 2차 챔버(4)의 출구에 연결되고, 상기 2차 챔버(4)로부터 기사용 액체(spent liquid)를 제거하도록 구성된 기사용 투석물 라인(13)으로서, 상기 기사용 액체는 다음의 그룹, 즉 상기 기사용 액체의 도전율, 및 상기 기사용 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도에서 선택된 것인 특성(Cd_out)을 나타내는 것인 기사용 투석물 라인;
상기 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 결정을 위한 태스크(task)의 실행을 명령하도록 구성된 제어 유닛(10)
을 포함하며,
상기 태스크는 다음의 단계들, 즉
· 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)에 대한 적어도 하나의 처방 베이스라인(Cd_set)을 수신하는 단계;
· 상기 특성이 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 있는 상태로, 신선한 처리 액체를 상기 조제 라인(19)에서 상기 2차 챔버(4)로 흐르게 하는 단계;
· 기사용 액체를 상기 2차 챔버(4)로부터 상기 기사용 투석물 라인(13)으로 흐르게 하는 단계;
· 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상류 변동(upstream variation)을 유발하고, 그에 의해 상기 기사용 투석물 라인(13)을 흐르는 상기 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하는 단계로서, 상기 상류 변동은 진폭(ΔC_in) 및 경시적 지속시간(ΔT)을 갖는 것인 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동과 상관관계가 있는 값 및 상기 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 상기 하류 변동과 상관관계가 있는 값을 사용하여, 상기 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cb_in, K, Kt/V) 중 적어도 하나의 값을 계산하는 단계
를 포함하고,
상기 태스크는,
· 상기 조제 라인(19)의 상기 신선한 처리 액체의 유량(Qdial) 또는 상기 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 파라미터를 수신하는 단계;
· 유발되는 상기 상류 변동의 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)을 상기 유량(Qdial) 또는 상기 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 상기 파라미터의 함수로서 계산하는 단계
를 더 포함하는 것인, 장치.
제1 항에 있어서,
상기 유량(Qdial)이 적을수록 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)은 커지고, 상기 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)이 커질수록 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)은 작아지는 것인, 장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)을 계산하는 단계는, 적어도 하나의 수학 공식, 선택적으로는 보간 곡선을 통해 수행되고, 선택적으로 상기 보간 곡선은 "m"개의 포인트에서 시작하여 계산되며, 각 포인트는 상기 신선한 처리 액체의 유량 값(Qdial_m) 및 상기 유량 값(Qdial_m)에 대응하는 경시적 지속시간(ΔT_m) 및/또는 진폭(ΔC_m)에 의해 정의되고, 선택적으로 "m"은 2 이상인 것인, 장치.
제1 항, 제2 항, 또는 제3 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 장치의 최대 유량(Qdial_max)에 대응하는 최소 경시적 지속시간(ΔT_min)을 수신하는 단계;
· 상기 장치의 최소 유량(Qdial_min)에 대응하는 최대 경시적 지속시간(ΔT_max)을 수신하는 단계;
· 선택적으로 상기 장치의 중간 유량(Qdial_mid)에 대응하는 적어도 하나의 중간 경시적 지속시간(ΔT_mid)을 수신하는 단계로서, 상기 중간 유량(Qdial_mid)은 상기 최대 유량(Qdial_max)과 상기 최소 유량(Qdial_min) 사이에 포함되는 것인 단계;
· 상기 최소 경시적 지속시간(ΔT_min), 상기 최대 유량(Qdial_max), 상기 최대 경시적 지속시간(ΔT_max), 상기 최소 유량(Qdial_min), 및 선택적으로, 상기 중간 경시적 지속시간(ΔT_mid)과 상기 중간 유량(Qdial_mid)에 기초하여 경시적 지속시간 보간 곡선을 계산하는 단계;
· 상기 경시적 지속시간 보간 곡선을 통해 상기 경시적 지속시간(ΔT)을 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 경시적 지속시간(ΔT)은 다음의 수학 공식

을 사용하여 계산되며,
여기서,
Qdial은 상기 조제 라인의 상기 신선한 처리 액체의 유량이고;
Qdial_max는 상기 장치의 최대 유량이며;
ΔT_min은 상기 장치의 상기 최대 유량(Qdial_max)에 대응하는 최소 경시적 지속시간이고;
Qdial_min은 상기 장치의 최소 유량이며;
ΔT_max는 상기 장치의 상기 최소 유량(Qdial_min)에 대응하는 최대 경시적 지속시간인 것인, 장치.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 장치의 최대 유량(Qdial_max)에 대응하는 최소 진폭(ΔC_min)을 수신하는 단계;
· 상기 장치의 최소 유량(Qdial_min)에 대응하는 최대 진폭(ΔC_max)을 수신하는 단계;
· 선택적으로 상기 장치의 중간 유량(Qdial_mid)에 대응하는 적어도 하나의 중간 진폭(ΔC_mid)을 수신하는 단계로서, 상기 중간 유량(Qdial_mid)은 상기 최대 유량(Qdial_max)과 상기 최소 유량(Qdial_min) 사이에 포함되는 것인 단계;
· 상기 최소 진폭(ΔC_min), 상기 최대 유량(Qdial_max), 상기 최대 진폭(ΔC_max), 상기 최소 유량(Qdial_min), 및 선택적으로, 상기 중간 진폭(ΔC_mid)과 상기 중간 유량(Qdial_mid)에 기초하여 진폭 보간 곡선을 계산하는 단계;
· 상기 진폭 보간 곡선을 통해 상기 진폭(ΔC_in)을 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제3 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진폭(ΔC_in)은 다음의 수학 공식

을 사용하여 계산되며,
여기서,
Qdial은 상기 조제 라인의 상기 신선한 처리 액체의 유량이고;
Qdial_max는 상기 장치의 최대 유량이며;
ΔC_min은 상기 최대 유량(Qdial_max)에 대응하는 최소 진폭이고;
Qdial_min은 상기 장치의 최소 유량이며;
ΔC_max는 상기 최소 유량(Qdial_min)에 대응하는 최대 진폭인 것인, 장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)을 계산하는 단계는, 상기 제어 유닛(10)에 저장된 복수의 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n) 및/또는 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n) 중에서, 상기 수신된 유량(Qdial)이 속하는 범위에 각각 대응하는 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 범위는 상기 제어 유닛(10)에 저장된 복수의 유량 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n) 중 하나인 것인, 장치.
제1 항, 제2 항, 또는 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태스크는,
· "n"개의 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n)을 수신하는 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)의 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n)를 수신하는 단계로서, 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n) 각각은 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n)에 할당되는 것인 단계
를 포함하고,
상기 경시적 지속시간(ΔT)을 계산하는 단계는:
· 상기 수신된 유량(Qdial)을 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n)와 비교하는 단계;
· 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n) 중 상기 유량(Qdial)이 속하는 범위에 대응하는 상기 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n)을 선택하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제9 항에 있어서,
상기 "n"개의 고정 경시적 지속시간(ΔT₁, ΔT_n)은,
· 제1 경시적 지속시간(ΔT₁), 선택적으로는 150 초;
· 제2 경시적 지속시간(ΔT₂), 선택적으로는 120 초;
· 제3 경시적 지속시간(ΔT₃), 선택적으로는 90 초
를 포함하고,
상기 유량(Qdial)의 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n)는,
· 제1 범위(ΔQdial₁), 선택적으로는 300 내지 400 ml/분;
· 제2 범위(ΔQdial₂), 선택적으로는 400 내지 600 ml/분;
· 제3 범위(ΔQdial₃), 선택적으로는 600 내지 800 ml/분
을 포함하는 것인, 장치.
제1 항, 제2 항, 또는 제8 항, 제9 항, 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태스크는,
· "n"개의 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n)을 수신하는 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 유량(Qdial)의 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n)를 수신하는 단계로서, 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n) 각각은 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n)에 할당되는 것인 단계
를 포함하고,
상기 진폭(ΔC_in)을 계산하는 단계는,
· 상기 수신된 유량(Qdial)을 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n)와 비교하는 단계;
· 상기 "n"개의 범위(ΔQdial₁, ΔQdial_n) 중 상기 유량(Qdial)이 속하는 범위에 대응하는 상기 고정 진폭(ΔC₁, ΔC_n)을 선택하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동이 모두 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있거나 아래에 있도록 - 상기 진폭(ΔC_in)은 상기 처방 베이스라인(Cd_set)과 상기 상류 변동의 최대값 또는 최소값 사이의 차임 -; 또는 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동이 상기 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있는 적어도 하나의 부분과 상기 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래에 있는 적어도 하나의 부분을 포함하도록 - 상기 진폭(ΔC_in)은 상기 상류 변동의 최대값과 최소값 사이의 차임 -, 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동을 유발하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제12 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동 또는 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동의 부분들이 직사각형 또는 실질적으로 직사각형 형상을 갖거나 종 형상 또는 실질적으로 종 형상이 되도록, 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동을 유발하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제12 항 또는 제13 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 처방 베이스라인(Cd_set)보다 위에 있는 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적이 상기 처방 베이스라인(Cd_set)보다 아래에 있는 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적과 같거나 실질적으로 같도록, 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동을 유발하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제12 항 또는 제13 항 또는 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 신선한 처리 액체의 상기 특성(Cd_in)의 최대 허용값(Cd_{in max})을 수신하는 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 상기 특성(Cd_in)의 최소 허용값(Cd_{in min})을 수신하는 단계;
· 상기 상류 변동이 모두 상기 특성(Cd_in)의 상기 최소 허용값(Cd_{in min})과 상기 특성(Cd_in)의 상기 최대 허용값(Cd_{in max}) 사이에 있도록 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동을 유발하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조제 라인(19)의 상기 신선한 처리 액체의 유량(Qdial) 또는 상기 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 파라미터를 수신하는 단계는,
·혈액투석(hemodialysis: HD) 처리에서는, 유출 유량(Qeff) 및 한외여과(ultrafiltration) 유량(Quf)을 수신하고, 상기 유출 유량(Qeff) 및 상기 한외여과 유량(Quf)을 기초로 상기 유량(Qdial) 또는 상기 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 상기 파라미터를 계산하는 단계; 또는
·혈액투석여과(hemodiafiltration: HDF) 처리에서는, 유출 유량(Qeff), 주입 유량(Qinf), 및 한외여과 유량(Quf)을 수신하고, 상기 유출 유량(Qeff), 상기 주입 유량(Qinf), 및 상기 한외여과 유량(Quf)을 기초로 상기 유량(Qdial) 또는 상기 유량(Qdial)과 상관관계가 있는 상기 파라미터를 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
· 상기 1차 챔버의 입구에서 혈액 유량 또는 혈장 유량을 수신하는 단계;
· 유발되는 상기 상류 변동의 상기 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간을 또한 상기 혈액 유량 또는 혈장 유량의 함수로서 계산하는 단계
를 포함하는 태스크를 실행하는 것인, 장치.
제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
· 클리어런스(clearance) 또는 다이알리산스(dialysance) 또는 물질 이동 면적 계수(K₀A)와 같은, 혈액 처리 유닛의 효율 파라미터를 수신하는 단계;
· 유발되는 상기 상류 변동의 상기 진폭 및/또는 상기 경시적 지속시간을 또한 상기 혈액 처리 유닛의 상기 효율 파라미터의 함수로서 계산하는 단계
를 포함하는 태스크를 실행하는 것인, 장치.
제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계산된 경시적 지속시간은, 사전 설정된 최소 경시적 지속시간인 50 초 내지 사전 설정된 최대 경시적 지속시간인 200 초, 선택적으로는 90 초 내지 150초이고, 및/또는 상기 특성은 상기 신선한 액체의 도전율이며, 상기 계산된 도전율의 진폭은 절대값으로 0.4 mS/cm 내지 1.1 mS/cm, 선택적으로는 절대값으로 0.5 mS/cm 내지 1 mS/cm인 것인, 장치.
혈액의 체외 처리를 위한 장치로서,
반투막(5)에 의해 분리된 1차 챔버(3)와 2차 챔버(4)를 갖는 혈액 처리 유닛(2);
일단이 상기 혈액 처리 유닛(2)의 2차 챔버(4)의 입구에 연결되고, 신선한 처리 액체를 상기 2차 챔버(4)로 전달하도록 구성된 조제 라인(19)으로서, 상기 신선한 처리 액체는 다음의 그룹, 즉 상기 신선한 처리 액체의 도전율, 및 상기 신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도에서 선택된 것인 특성(Cd_in)을 나타내는 것인 조제 라인;
일단이 상기 2차 챔버(4)의 출구에 연결되고, 상기 2차 챔버(4)로부터 기사용 액체를 제거하도록 구성된 기사용 투석물 라인(13)으로서, 상기 기사용 액체는 다음의 그룹, 즉 상기 기사용 액체의 도전율, 및 상기 기사용 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도에서 선택된 것인 특성(Cd_out)을 나타내는 것인 기사용 투석물 라인;
상기 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 결정을 위한 태스크의 실행을 명령하도록 구성된 제어 유닛(10)
을 포함하며,
상기 태스크는 다음의 단계들, 즉
· 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)에 대한 적어도 하나의 처방 베이스라인(Cd_set)을 수신하는 단계;
· 상기 특성이 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 있는 상태로, 신선한 처리 액체를 상기 조제 라인(19)에서 상기 2차 챔버(4)로 흐르게 하는 단계;
· 기사용 액체를 상기 2차 챔버(4)로부터 상기 기사용 투석물 라인(13)으로 흐르게 하는 단계;
· 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상류 변동 - 상기 상류 변동은 진폭(ΔC_in) 및 경시적 지속시간(ΔT)을 가짐 - 을 유발하고, 그에 의해 상기 기사용 투석물 라인(13)을 흐르는 상기 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하는 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동과 상관관계가 있는 값 및 상기 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 상기 하류 변동과 상관관계가 있는 값을 사용하여, 상기 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cb_in, K, Kt/V)의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계
를 포함하고,
상기 태스크는,
· 상기 1차 챔버의 입구에서의 혈액 유량 또는 혈장 유량, 또는 상기 1차 챔버의 입구에서의 상기 혈액 유량 또는 혈장 유량과 상관관계가 있는 파라미터를 수신하고, 및/또는 클리어런스 또는 다이알리산스 또는 물질 이동 면적 계수(K0A)와 같은, 혈액 처리 유닛의 효율 파라미터를 수신하는 단계;
· 유발되는 상기 상류 변동의 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)을, a) 상기 혈액 유량 또는 혈장 유량 또는 상기 혈액 유량 또는 혈장 유량과 상관관계가 있는 상기 파라미터; b) 상기 혈액 처리 유닛의 효율 파라미터 중 어느 하나 또는 양자 모두의 함수로서 계산하는 단계
를 더 포함하는 것인, 장치.
혈액의 체외 처리를 위한 장치로서,
반투막(5)에 의해 분리된 1차 챔버(3)와 2차 챔버(4)를 갖는 혈액 처리 유닛(2);
일단이 상기 혈액 처리 유닛(2)의 2차 챔버(4)의 입구에 연결되고, 신선한 처리 액체를 상기 2차 챔버(4)로 전달하도록 구성된 조제 라인(19)으로서, 상기 신선한 처리 액체는 다음의 그룹, 즉 상기 신선한 처리 액체의 도전율, 및 상기 신선한 처리 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도에서 선택된 것인 특성(Cd_in)을 나타내는 조제 라인;
일단이 상기 2차 챔버(4)의 출구에 연결되고, 상기 2차 챔버(4)로부터 기사용 액체(spent liquid)를 제거하도록 구성된 기사용 투석물 라인(13)으로서, 상기 기사용 액체는 다음의 그룹, 즉 상기 기사용 액체의 도전율, 및 상기 기사용 액체 중의 적어도 하나의 물질의 농도에서 선택된 것인 특성(Cd_out)을 나타내는 기사용 투석물 라인;
상기 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터의 결정을 위한 태스크의 실행을 명령하도록 구성된 제어 유닛(10)
을 포함하며,
상기 태스크는 다음의 단계들, 즉
· 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)에 대한 적어도 하나의 처방 베이스라인(Cd_set)을 수신하는 단계;
· 상기 특성이 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 있는 상태로, 신선한 처리 액체를 상기 조제 라인(19)에서 상기 2차 챔버(4)로 흐르게 하는 단계;
· 기사용 액체를 상기 2차 챔버(4)로부터 상기 기사용 투석물 라인(13)으로 흐르게 하는 단계;
· 상기 처방 베이스라인(Cd_set)에 대해 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상류 변동(upstream variation)을 유발하고, 그에 의해 상기 기사용 투석물 라인(13)을 흐르는 상기 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 대응하며 시기적절하게 지연된 하류 변동을 유발하는 단계로서, 상기 상류 변동은 진폭(ΔC_in) 및 경시적 지속시간(ΔT)을 갖는 것인 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동과 상관관계가 있는 값 및 상기 기사용 액체의 동일한 특성(Cd_out)의 상기 하류 변동과 상관관계가 있는 값을 사용하여, 상기 체외 혈액 처리의 유효성을 나타내는 파라미터(D, Cb_in, K, Kt/V)의 적어도 하나의 값을 계산하는 단계
를 포함하고,
상기 태스크는,
· 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속기간(ΔT)에 대한 복수의 허용 가능한 값 중에서, 유발되는 상기 상류 변동의 상기 진폭(ΔC_in) 및/또는 상기 경시적 지속시간(ΔT)을 계산하는 단계;
· 상기 상류 변동이 상기 처방 베이스라인보다 위에 있는 적어도 하나의 부분과 상기 처방 베이스라인보다 아래에 있는 적어도 하나의 부분을 포함하도록, 그리고 상기 처방 베이스라인보다 위에 있는 상기 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적이 상기 처방 베이스라인보다 아래에 있는 상기 상류 변동의 부분 또는 부분들의 총 면적과 같거나 실질적으로 같도록, 상기 특성(Cd_in)의 값의 상기 상류 변동을 유발하는 단계
를 더 포함하는 것인, 장치.
제21 항에 있어서,
상기 처방 베이스라인보다 위에 있는 상기 부분(들) 및 상기 처방 베이스라인보다 아래에 있는 상기 부분(들)은 차례로 연속적으로 배치되며, 선택적으로는 상기 처방 베이스라인보다 위에 있는 상기 부분(들)은 상기 처방 베이스라인보다 아래에 있는 상기 부분(들)과 교호적으로 배치되는 것인, 장치.
제21 항 또는 제22 항에 있어서,
상기 태스크는,
· 상기 신선한 처리 액체의 상기 특성의 최대 허용값을 수신하는 단계;
· 상기 신선한 처리 액체의 상기 특성의 최소 허용값을 수신하는 단계;
· 상기 상류 변동이 모두 상기 특성의 상기 최소 허용값과 상기 특성의 상기 최대 허용값 사이에 있도록 상기 특성의 값의 상기 상류 변동을 유발하는 단계
를 포함하는 것인, 장치.