液体清除治疗的电解质和pH值的监测的制作方法
【专利摘要】使用包括在一血液液体清除阶段监测血液pH值或血液电解质水平的指标，并根据监测到的指标调整该阶段中采用的透析液或置换液中的pH缓冲液或电解质的浓度。血液液体清除系统可以采用传感器装置，该传感器装置在一血液液体清除阶段监测血液pH值或电解质水平，以调整液体参数。
【专利说明】液体清除治疗的电解质和PH值的监测
[0001]相关申请
[0002]本申请要求申请日为2012年3月20日，申请号为13/424，479的美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求申请号为61/480，539，61/480，544，61/480，541，61/480，535，61/480，532,61/480, 530，以及申请号为61/480，528的美国临时申请的优先权，所述各优先权临时申请案的申请日均为2011年4月29日。所述各临时申请与本申请公开的内容不相矛盾的部分在此全部引用纳入本申请。
【技术领域】
[0003]本说明书大致涉及用于监测病人的电解质或pH值的指标的装置、系统和使用，该指标表征了病人(例如肾脏疾病或心脏衰竭患者)的血液净化或液体清除。
【背景技术】
[0004]接受血液透析或从血液中清除溶质和液体的其它治疗的病人经常会死于心脏并发症。很多因素可能导致这种死亡，包括由于这些病人体内血液液体量增加而在心脏上施加的压力。在一些情况下，液体浓度增加以及无法将废物从血液中清除也会导致电解质和PH值不平衡，这将影响心脏的收缩力和效率。进一步地，在血液透析或其它液体清除治疗期间，血液的液体量或PH值或电解质浓度的快速变化可能在心脏上施加额外的压力，并可能导致接受血液液体清除治疗病人的高发病率。
[0005]当病人到达一个需要进行常规血液液体清除治疗的值时，病人接受定期检查，以使医疗服务提供者可以设定血液液体清除治疗的各种参数，比如，液体清除的分布图、所采用的透析液或置换液的成分等等。根据现行的医疗标准，这些检查通常一个月进行一次。
[0006]血液透析或类似的治疗可以每周进行3至4次。这样,在改变处方(prescription)或参数前，病人可能接受10至15次或`更多次血液液体清除阶段(session)。也有可能，例如在设定处方后的几天或几周后，处方的透析液电解质和PH缓冲液成分将不适合病人。因此，可能希望更频繁地确定用于各血液液体清除阶段的液体的电解质浓度或PH值是否合适。另外，可能希望在一个血液液体清除阶段中以可以改善病人健康并减少发病率的方式来调节液体浓度或成分。
【发明内容】
[0007]本说明书还公开了用于监测需要进行血液液体清除治疗的病人体内pH值或电解质的指标的装置、系统和使用。监测可以发生在一个血液液体清除阶段中，缓冲液或电解质的浓度或成分可以根据在血液液体清除阶段中所获得的监测数据进行调节。通过监测PH值或电解质，可以在一个阶段中调节透析液或置换液以提高病人的安全。
[0008]在此描述的各个实施例中，一种使用包括为一需要血液液体清除治疗的病人启动一血液液体清除治疗。该治疗包括使用一选自一透析液或置换液的液体。该液体具有一初始的PH缓冲液成分或电解质成分。该使用还包括监测一指标，该指标是关于病人在血液液体清除阶段中的血液电解质浓度或血液PH值的，以及根据监测到的指标的一值调节液体的PH缓冲液成分或电解质成分。该监测可以是对流经血液液体清除装置之前或之后的血液进行的，或者是对从血液中清除的液体进行的。在某些实施例中，将从对流经血液液体清除装置之前或之后的血液进行的监测所获得的数据与从流经血液液体清除装置之前或之后的液体(比如透析液)所获得的数据进行比较，并且根据这个比较，调节液体的PH缓冲液成分或电解质成分。
[0009]在实施例中，一系统,包括一血液液体清除装置,其具有(i) 一入口，用于接收来自病人的血液，(ii) 一出口，用于将来自病人的血液送回，(iii) 一中间装置(medium),用于清除血液中的液体和污物，该中间装置设在所述入口和第一出口之间的位置，以及(iv)一液体源，用于运输(carrying) —液体,该液体选自透析液和置换液，如果该液体是透析液，所述液体源将该液体运输至所述中间装置，如果该液体是置换液，在血液流出中间装置后，所述液体源将该液体运输至血液。所述系统还包括:(i) 一浓缩液源，用于容纳一包含浓缩的电解质或pH缓冲液的浓缩溶液；(ii) 一浓缩液流量控制元件，用于控制浓缩溶液进入液体源的速度；(iii) 一传感器装置(sensor)，用于监测一血液电解质浓度指标或血液PH值指标；以及(iv)电子控制装置，可操作地与所述传感器装置和所述浓缩液流量控制元件通信连接，该电子控制装置设置为通过该浓缩液流量控制元件根据从所述传感器装置获得的数据来调节浓缩溶液进入液体源的速度。
[0010]在实施例中，一系统，包括:(i) 一中间装置壳体，其限定一主腔；(ii) 一血流清除膜，设置在该壳体中，密封地将主腔分成第一和第二腔体；(iii) 一第一入口和一第一出口，与第一腔体液体连通，其中所述系统设置为使血液从第一入口进入第一腔体，并且从第一出口流出第一腔体；(iv) —第二入口和一第二出口，与第二腔体液体连通，其中所述系统设置为使透析液从第二入口进入第二腔体，并且从第二出口流出第二腔体；(v) 一透析液再生中间装置，与一透析液流动路径液体连通，并且设置在透析液流动路径上位于第二入口和第二出口之间；(vi) —浓缩液源，用于容纳一包括浓缩电解质或pH缓冲液的浓缩溶液；(vii) —浓缩液流量·控制元件，用于控制浓缩溶液进入透析液再生中间装置下游和第二入口上游之间的透析液流动路径的速度；(viii) —传感器装置，设置为用于监测一指标，该指标是关于透析液再生中间装置下游和第二入口上游之间的透析液流动路径中的透析液的电解质浓度或PH值的；以及(ix)电子控制装置，可操作地与所述传感器装置和浓缩液流量控制元件相连接，其中所述电子控制装置设置为，根据从所述传感器装置获得的数据，通过所述浓缩液流量控制元件来调节浓缩溶液进入透析液流动路径的速度。
[0011]在此所描述的所述系统、装置和使用的一个或多个实施例较之现有用于病人的血液液体清除的系统、装置和使用具有一个或多个优势。通过阅读下面的详细描述，这些优势对本领域的技术人员来说将是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]这些附图构成了本说明书的一部分，与说明书一起示出了本发明的几种实施方式，用来解释本发明的原理。附图只用于解释本发明的实施例，并不构成对本发明的限制。
[0013]图1-图3是示意性框图，其示出了血液液体清除装置与一病人的交互，示出了血液流动(虚线箭头)和液体流动(实线箭头)，该血液液体清除装置在这里所描述的各种实施方式中均可能用到。
[0014]图4是一示意性框图，其示出了一传感器装置的一个实施例所选定的一些元件。
[0015]图5-图6是示意性框图，其示出了传感器装置和病人与一血液液体清除装置之间的血液流动。
[0016]图7-图8是示意性框图，其示出了流动路径和一些控制机构(闭环:图7 ;开环:图8)，该控制机构用于根据监测到的pH值或电解质控制浓缩液进入液体的流量，该液体是在一血液液体清除治疗中使用的。
[0017]图9-图10是血液液体清除装置的一些元件的示意性框图，它们设置为调节液体的PH值或电解质浓度，以对关于监测到的血液中的pH值或电解质水平的数据作出响应。
[0018]图11-图13是流程图，其根据本文所描述的实施例示出了一般使用的概要。
[0019]这里所呈现的示意图不是必须按比例的。图中使用相同的数字指代相似的元件、步骤等等。然而，可以理解的是，在一个图中使用一个数字来指代一个元件，并非旨在限制该元件在另一图中也使用相同的数字标号。此外，使用不同的数字来指代元件，并非旨在表示不同标号的元件不能是相同或类似的。
[0020]技术方案详述
[0021]以下的详细描述引用了附图，附图构成实施方式的一部分，在附图中以示例的方式示出了装置、系统和使用的几种实施方式。可以了解的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，其它实施方式也可以想到并做出的。因此，下面的详细描述不构成对本发明的限制。
[0022]这里所用的所有科技术语除非有特别的说明，都具有本领域的常用含义。此处的定义是为了便于理解这里经常用到的某些术语，并非意在限制本发明的范围。
[0023]如在本说明书和后附的权利要求中所用到的，单数形式的“一”和“该”包括具有多个所指物的实施例，除非内容清楚地表示其他含义。
[0024]如在本说明书和后附的权利要求中所用到的，用语“或”通常是指包括“和/或”的含义，除非内容清楚地表示其他含义。
[0025]如这里所用到的“具有”、“包含”、“包括”或类似的用语，是使用其开放式含义的，通常是指“包括，但不限于”的意思。
[0026]如这里所用到的“需要进行一血液液体清除治疗的病人”是一已经接受、正在接受或可能会接受至少一个血液液体清除阶段的病人。通常，这些病人是液体负荷过多的病人，比如患有心力衰竭、慢性肾脏疾病或急性肾衰竭的病人。通常这些病人是慢性肾脏疾病第3期至第5期的病人，对利尿剂无反应或反应低等等。
[0027]如这里所用到的“血液液体清除治疗”或类似语是指一个从病人的血液里将液体清除再将血液送回到病人体内的过程。在大多数情况下，血液也被净化，即从血液中清除废物，被净化的血液返回到病人体内。血液液体清除治疗的实例包括超滤、血液过滤、血液透析、血液透析滤过、腹膜透析等等。任何需要进行血液液体清除的病人都可以从这里所描述的装置、系统以及使用中受益。
[0028]本说明书还涉及用于监测需要进行一血液液体清除治疗的病人体内pH值或电解质浓度的指标的装置、系统和使用。在实施例中，传感器装置被构造和设置为，用以监测以下一种或多项:[0029](i)病人的血液在进入血液液体清除装置的一液体清除或净化中间装置前的pH值或电解质；
[0030](ii)病人的血液在离开中间装置后且返回病人体内前的pH值或电解质；
[0031](iii)病人的血液在流过中间装置后，从病人的血液中清除的液体的pH值或电解质；
[0032](iv)液体，比如透析液，在进入中间装置前的pH值或电解质；
[0033](V)浓缩液添加的液体上游或下游的pH值或电解质，该浓缩液用于改变液体(例如透析液或置换液)的成分；
[0034](vi)诸如此类的pH值或电解质。
[0035]关于传感器装置的放置和这些传感器装置的使用的进一步讨论将在后面进行。首先，先对血液液体清除装置或系统进行简单介绍，该装置或系统可以根据本文的教示来使用。
[0036]任何用于将液体，或液体和污物，从血液中清除的适宜的装置或系统都可以根据本文的教示来使用。这些装置或装置的部件可以是传统的大型顾问式的，可穿戴的，或可植入的。
[0037]图1-图3示出了一些示例装置和系统的方框图。如图1所示，血液可以从病人10抽出，液体经过一血液液体清除装置100被清除，并流返至病人10。清除的液体可以被转移。在一些实施例中，血液液体清除装置100或系统或其部件被植入，清除的液体可以被转移到病人的膀胱。血液液体清除装置100实例是超滤和血液过滤装置，该装置可以如图1所示来运行。这些可以根据 本文的教示使用的装置和其部件的实例在本领域内是公知的。可以理解的是，也可以采用将透析液引入到腹膜腔内的腹膜透析。
[0038]在其中一些装置中，如果用装置100以过大的速度或量将液体从血液中清除，可以将置换液导入病人血液中。置换液可以在液体清除前加入原始血液中，也可以在血液经过初始液体清除后、流返至病人的心血管系统前加入到血液中。优选地，置换液在初始液体清除后加入到血液中。置换液的PH值和电解质浓度可以设定或调节，例如，如下面更详细的描述，根据对病人PH值和电解质的监测来设定或调节。
[0039]如图2所示的实施例，血液液体清除装置100可以采用透析液来帮助病人血液中污物的清除，并且保持合适的PH值和电解质平衡。透析液的pH值或电解质浓度可以设定或调节，例如，如下面更详细的描述，根据PH值或电解质的监测来设定或调节。使用过的透析液和从血液中清除的液体可以被转移。在一些实施例中，尤其是在血液液体清除装置100或系统或其部件是可穿戴的或可植入的实施例中，使用过的透析液和清除的液体或它们的一部分可以再生出(虚线所示的再生系统150)新的透析液，以在血液液体清除治疗中再利用。透析液再生的一种系统是REDY系统，比如在Roberts，M，“再生透析(REDY)吸附剂系统”(the regenerative dialysis (REDY) sorbent system),《肾脏病学》(Nephrology)4:275-278, 1998中描述的，该系统可以用在这里所描述的实施例中，或简单修改后用在这里所描述的实施例中。如图2所示，可以向再生透析液中加入一浓缩液，以把再生透析液的PH值和电解质调节到一个像新透析液一样适合再使用的量。
[0040]不管透析液是否再生，以图2的实施例所示的方式运行的系统和装置包括血液透析和血液透析滤过系统。根据本文的教示可以采用的这些装置及其部件的实施例在本领域是公知的。可以理解的是，也可以采用将透析液导入到腹膜腔内的腹膜透析。
[0041]如图3所示，当图2的血液液体清除装置100以过高的速度从血液中清除液体时，在液体清除的上游或下游，可以将置换液引入病人的血液中，例如，如上文与图1相关的描述。
[0042]不管采用的装置或血液液体清除治疗是怎样的，重要的是要保证血液pH值和电解质浓度在合适的范围内。如果血液电解质浓度不在合适的范围内，心脏并发症、效率以及类似的问题可能会发生。如果PH值不在一个合适的范围内，可能导致酸中毒，这会导致细胞膜的破坏和蛋白质的变性。不管发生什么情况，如果血液的电解质和PH值范围控制不当，病人的健康可能处于危险中。例如，猝死和心脏死亡(包括充血性心力衰竭、心肌梗死导致的死亡以及猝死)在血液透析病人中是常见的。参见Bleyer等人，“血液透析病人猝死和尤、脏死亡的t匕{列，，(Sudden and cardiac death rated in hemodialysis patients),〈〈国际肾脏期刊》(Kidney International) , (1999)，55:1552-1559。
[0043]因此，血液透析、超滤等等的一个目的是为了保证病人的血液pH值和电解质浓度在可接受的范围内。在一个血液液体清除阶段中的PH值和血液电解质浓度的通常期望范围值在下面的表1中列出。如表1所示，各种酸或碱(或其盐或水合物)的浓度在决定血液的PH值时通常是很重要的。因此，这些酸、碱的常用目标浓度列在表1中。
[0044]表1:pH值和电解质的常用目标范围(参见《医学外科护理》(Medical SurgicalNursing)，2007 年第 7 版)
[0045]
【权利要求】
1.一种系统，其包括: 一血液液体清除装置，其包括:(i) 一入口，用于接收来自病人的血液；(ii) 一出口，用于返回来自病人的血液；(iii) 一中间装置，用于清除血液中的液体和污物，该中间装置设于所述入口和第一出口之间；以及(iv) —液体源，用于运输一液体，该液体选自透析液和置换液，其中，如果该液体是透析液，所述液体源将该液体运输至所述中间装置，如果该液体是置换液，在血液流过中间装置后，所述液体源将该液体运输至血液； 一浓缩液源，用于容纳一包含浓缩的电解质或PH缓冲液的浓缩溶液； 一浓缩液流量控制元件，用于控制浓缩溶液进入液体源的速度； 一第一传感器装置，设置为监测一血液电解质浓度指标或血液PH值指标；以及 电子控制装置，其可操作地与所述传感器装置和所述浓缩液流量控制元件通信连接； 其中该电子控制装置设置为通过该浓缩液流量控制元件根据从所述传感器装置获得的数据来调节浓缩溶液进入液体源的速度。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器装置设置为监测进入中间装置之前的血液。
3.如权利要求2所述的系统，其还包括一第二传感器装置，其设置为监测一血液电解质浓度或血液PH值的指标，该第二传感器装置设置为监测流出中间装置之后的血液。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述电子控制装置可操作地与第二传感器装置连接，并设置为:对比从第一传感器装置和第二传感器装置获得的数据，其中所述电子控制装置设置为:根据从第一传感器装置和第二传感器装置获得的数据的比较结果，来调节浓缩溶液进入液体源的速度。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器装置设置为:在从血液中清除的液体流出中间装置后，监测从血液中清除的液体中的指标。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述电子控制装置设置为:根据从第一传感器装置获得的数据得到血液PH值或血液电解质浓度。
7.如权利要求5所述的系统，还包括一第二传感器装置，该第二传感器装置设置为:在透析液进入中间装置之前，监测液体源中的透析液的指标，其中所述电子控制装置与所述第二传感器装置通信连接，并且设置为:对比从第一传感器和第二传感器获得的数据，其中所述电子控制装置设置为:根据从第一传感器和第二传感器获得的数据的对比结果，来调节浓缩溶液进入液体源的速度。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器装置设置为:在血液流出中间装置后以及置换液加入到血液之前，监测血液中的指标。
9.如权利要求8所述的系统，其还包括一第二传感器装置，其设置为:在置换液加入到血液中后，监测血液中的指标。
10.如权利要求1所述的系统，其中所述电子控制装置或其部件容置于所述血液液体清除装置的一壳体内。
11.如权利要求1所述的系统，其还包括一计算机可读介质，其中该计算机可读介质包括指令，该指令使电子控制装置根据从传感器装置获得的数据来控制浓缩液流量控制元件，以调节浓缩溶液进入液体源的速度。
12.由一血液液体清除装置或系统实施的一使用，其包括:为一需要血液液体清除治疗的病人开始血液液体清除治疗，其中所述治疗包括使用选自一透析液或一置换液的一液体，其中所述液体具有一初始pH缓冲液成分或电解质成分；监测病人在血液液体清除阶段的血液电解质浓度指标或血液PH指标；以及根据监测到的指标的一值，调节液体的PH值缓冲液成分或电解质成分。
13.如权利要求12所述的使用，其中监测所述指标包括:在血液流过一血液液体清除中间装置之前和流过该血液液体清除中间装置之后，监测血液中的指标。
14.如权利要求13所述的使用，其还包括对比在血液流过所述中间装置前和流过所述中间装置后监测到的指标的值，其中调节PH缓冲液成分或电解质成分包括根据对比结果来调节成分。
15.如权利要求12所述的使用，其中调节成分包括向液体中加入一浓缩的电解质溶液或缓冲溶液。
16.如权利要求12所述的使用，其还包括(i)确定被监测指标的值是否超出了一临界值；以及(ii)如果确定被监测指标的值超出了临界值，发出一报警。
17.如权利要求12所述的使用，其中监测所述指标包括监测从血液中清除的液体中的指标。
18.如权利要求17所述的使用，其还包括根据被监测指标的值确定一血液电解质浓度或PH值，该被监测指标的值是关于被清除出血液的液体的。
19.如权利要求17所述的使用，其中所述用于血液液体清除治疗的液体是透析液，其中监测所述指标还包括:在透析液进入一血液液体清除中间装置之前监测透析液中的指标，其中该使用还包括:对比从血液中清除的液体中的被监测指标的值和透析液进入血液液体清除中间装置前透析液中的被监测指标的值。
20.如权利要求12所述的使用，其中所述用于血液液体清除治疗的液体是置换液，其中监测所述指标包括:监测一血液液体清除中间装置下游血液中的指标，以及向血液中加入置换液的上游血液中的指标。
21.如权利要求20所述的使用，其中监测所述指标还包括:监测加入置换液的下游血液中的指标，其中所述使用还包括:将加入置换液的上游所获得的被监测指标的值和加入置换液的下游所获得的被监测指标的值进行对比。
22.—种系统,其包括: 一中间装置的壳体，其限定一主腔； 一血流清除膜，设置在该壳体中，密封地将主腔分成第一和第二腔体； 一第一入口和一第一出口，与第一腔体液体连通，其中所述系统设置为使血液从第一入口进入第一腔体，并且从第一出口流出第一腔体； 一第二入口和一第二出口，与第二腔体液体连通，其中所述系统设置为使透析液从第二入口进入第二腔体，并且从第二出口流出第二腔体； 一透析液再生中间装置，与一透析液流动路径液体连通，并且设置在透析液流动路径上位于第二入口和第二出口之间； 一浓缩液源，用于容纳一包括浓缩电解质或PH缓冲液的浓缩溶液； 一浓缩液流量控制元件，用于控制浓缩溶液进入透析液再生中间装置下游和第二入口上游之间的透析液流动路径的速度；一传感器装置，设置为用于监测一指标，该指标是关于透析液再生中间装置下游和第二入口上游之间的透析液流动路径中的透析液的电解质浓度或PH值的；以及 电子控制装置，可操作地与所述传感器装置和浓缩液流量控制元件相连接，其中所述电子控制装置设置为，根据从所述传感器装置获得的数据，通过所述浓缩液流量控制元件来调节浓缩溶液进入透析液流动路径的速度。
23.由一血液液体清除装置或系统实施的一使用，其包括: 为一需要血液液体清除治疗的病人开始血液液体清除治疗，其中所述治疗包括使用一透析液和作为血液液体清除中间装置的至少一部分的一透析膜，穿过该透析膜，电解质可以在血液和透析液之间交换； 监测在血液液体清除阶段的血液电解质浓度或血液PH的指标；以及 根据被监测指标的值调节透析液或血液的流速。
24.如权利要求23所述的使用，其中监测所述指标包括:在血液流过一血液液体清除中间装置之前和流过该血液液体清除中间装置之后，监测血液中的指标。
25.如权利要求23所述的使用，其还包括对比在血液流过所述中间装置前和流过所述中间装置后监测到的指标的值，其中调节透析液或血液流速包括根据对比结果来调节成分。
26.如权利要求23所述的使用，其中监测所述指标包括监测从血液中清除出的液体中的指标。
27.如权利要求23所述的使用，其还包括根据被监测指标的值确定一血液电解质浓度或PH值，该被监测指标的值是关于清除出血液的液体的。
【文档编号】A61M1/16GK103717132SQ201280020932
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年4月19日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】马丁·T·格伯, 约翰·E·伯恩斯, S·吕, 曼达·R·文卡特斯, 布莱恩特·J·普迪尔 申请人:美敦力公司