用于体外血液处理的设备的制作方法
【专利摘要】描述了一种用于体外血液处理的设备（1），包括处理单元（2）、体外血液回路（8）、置换液输注线（9、9a、9b）、连接到第二腔室（4）的入口的透析线、液体排出线（10）。设备还包括用于确定与患者的血液体积（BV%）有关的第一参数、与超滤流速（UFR）或患者的体重减轻速率（WLR）有关的第二参数、与穿过透析线和/或输注线的液体的电导率或者钠浓度有关的第三参数（Cd、Na）、与输注流速（QINF）有关的第四参数的传感器。最后，设备包括控制单元，该控制单元用于执行用于调整血液体积变化（BV%）的控制过程（50）、用于向值施加使得对流交换能够最大化的跨膜压（TMP）的设定序列（200）。
【专利说明】用于体外血液处理的设备[0001 ] 本发明涉及用于体外血液处理的设备。
[0002]用于体外血液处理的设备包括至少一个处理单元(例如，透析器或者滤过器或者超滤器或者血浆滤过器或者另一种类型的滤过单元)，处理单元具有将处理单元分隔为两个腔室的半渗透膜。体外血液回路使得从患者移除的血液能够在第一腔室的内部循环。同时并且通常在相对于血液的逆流方向上，使处理液通过处理单元的第二腔室中的适当回路进行循环。称为透析设备的这种类型的用于血液处理的设备可以用于从遭受肾衰竭的患者的血液移除过量溶质和液体。
[0003]称为血液滤过或血液透析滤过设备的特定类型的用于血液处理的设备包括预先布置的将置换液传输到体外血液回路中的输注线的存在。输注线或多条输注线连接到相对于处理单元的上游和/或下游。
[0004]可以按照多种方式控制以上描述的血液处理设备。
[0005]例如，可以在体积上控制该设备，诸如沿着各条液体传输线具有预定的流速。
[0006]另选地，可以控制该设备使得跨膜压(在此指示为TMP)遵循设定值。申请W02005IB01482例示了用于将TMP值设定到使超滤流速最大化并且因此使输注到患者中的液体的体积最大化的级别的设备和处理。这个方案的优点在于其将超滤和输注的流速最大化，因而使通过膜的对流交换最大化，并且因而净化血液使其不含不期望的颗粒。
[0007]尽管以上引用的公开提供了用于设定TIM的有利的过程，但从患者提取液体不总是对应于对于患者舒适的处理。
[0008]还已知例如在专利文献EP778783中描述的技术方案，其中控制用于血液处理的设备，使得通过同时控制透析液(即，到处理单元的第二腔室的入口的液体)的电导率和体重减轻速率，将两个参数(即血液体积变化和体重减轻速率)维持在可接受范围内。尽管这种类型的控制给经受处理的患者带来益处并且使得在单次处理中达到了两个目标，但是应注意的是，文献EP778783的方法的使用本质上限于用于血液透析的设备，因而具有较差的对流交换能力。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是使得用于血液处理的设备可用，即使在存在高对流交换的情况下，即，在处理期间存在用于输注相对高量的置换液的输注线的情况下，仍能够高效地操作，并且同时确保高程度的患者舒适度。
[0010]本发明的进一步的目的是使得能够控制对流交换并且同时还控制在处理下要传送到患者的体重减轻以及血浆钠电导率和浓度的设备可用。
[0011]本发明的附加目的是提供一种能够按照简单且迅速的方式确定TMP的设定值并且如果可能则能够增加与患者交换的液体的体积、同时避免与处理期间旨在提高患者舒适度的任何其它控制相冲突的设备。
[0012]本发明的另一个目的是提供一种尽管加速针对TMP设定的搜索序列然而能够安全地操作的设备。[0013]通过如所附的权利要求中的一项或者更多项的用于血液处理的设备，基本上获得以上指出的目的中的至少一项。
[0014]现在描述本发明的一些方面。
[0015]在第一方面中，一种用于体外血液处理的设备，包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半渗透膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一条血液移除线，所述至少一条血液移除线连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液；至少一条血液返回线，所述至少一条血液返回线与第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者(血液移除线、血液返回线和第一腔室为体外血液回路的部分)；至少一条置换液输注线，所述至少一条置换液输注线与体外回路相连接或者可与患者直接连接；可选地，透析线，所述透析线连接到第二腔室的入口 ；至少一条液体排出线，所述至少一条液体排出线连接到第二腔室的出口端；传感器装置。
[0016]所述传感器装置被定位且配置为确定:
[0017]-与患者的血液体积BV%有关的第一参数；
[0018]-与从包括以下各项的组选择的参数有关的至少一个第二参数:穿过所述膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR、累计体重减轻WL ；
[0019]-与穿过透析线和/或输注线的液体的电导率有关的或者穿过透析线和/或输注线的液体的钠或者另一预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ；
[0020]-与穿过输注线的置换液的输注流速Qinf有关的第四参数。
[0021]所述设备还包括控制单元，所述控制单元连接到所述传感器装置并且被配置为执行控制过程，该控制过程包括:
[0022]-从所述传感器装置接收参数的测量值，
[0023]-使用测量值和在预定处理时间中在患者中要达到的血液体积变化的规定值BV%target,目标体重减轻的规定值WLtogrt、血浆电导率的规定值Ctmgrt或者钠浓度的规定值Natogrt、输注体积的规定值VINFtawt，来计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过透析线和/或输注线的液体的电导率值Cd(t)或者钠浓度值Naw ;体重减轻速率值WLRw、输注速率值Qinfw。
[0024]第二方面包括一种用于体外血液处理的设备，包括:
[0025]至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半渗透膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一条血液移除线，所述至少一条血液移除线连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液；至少一条血液返回线，所述至少一条血液返回线与第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者(血液移除线、血液返回线和第一腔室为体外血液回路的部分)；至少一条置换液输注线，所述至少一条置换液输注线与体外回路相连接或者可与患者直接连接；可选地，透析线，所述透析线连接到第二腔室的入口 ；至少一条液体排出线，所述至少一条液体排出线连接到第二腔室的出口端；传感器装置。所述传感器装置被定位且配置为确定:
[0026]-与患者的血液体积BV%有关的第一参数；
[0027]-与从包括以下各项的组选择的一个值有关的至少一个第二参数:穿过所述膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR、累计体重减轻WL ；
[0028]-与穿过透析线和/或输注线的液体的电导率有关的或者穿过透析线和/或输注线的液体的钠或者另一预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ；
[0029]-与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数。
[0030]所述设备还包括控制单元，所述控制单元连接到所述传感器装置并且被配置为执行控制过程，该控制过程包括:
[0031]-从所述传感器装置接收参数的测量值，
[0032]-基于测量值和在预定处理时间中在患者中要达到的血液体积变化的规定值BV%tmgrt、体重减轻的规定值WLtogrt、血浆电导率的规定值Ctawt或者钠浓度的规定值Natogrt、以及在预定处理时间期间要遵循的跨膜压值的规定值TMPtawt，来计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过透析线和/或输注线的液体的电导率值Cdw或者钠浓度值Naw ;体重减轻速率WLRw、跨膜压值TMPw。
[0033]在根据上述方面中任一方面的第3方面中，控制过程包括在控制时刻t随后的时间间隔Δ t期间设定控制值。
[0034]在根据上述方面中任一方面的第4方面中，控制单元被配置或者编程为在时间上彼此连续的多个控制时刻t重复控制过程。
[0035]在根据上述方面中任一方面的第5方面中，基于以下计算控制值:
[0036]-测量值，其中第四参数是输注速率，
[0037]-在预定处理时间中在患者中要达到的血液体积变化的规定值BV^wget、体重减轻的规定值WLtoget、血浆电导率的规定值Ctoget或者钠浓度的规定值Natmgrt、输注体积的规定
^INFtarget °
[0038]在根据上述从第I到第4方面中任一方面的第6方面中，基于以下计算控制值:
[0039]-测量值，其中第四参数是跨膜压，
[0040]-在预定处理时间中要在患者中达到的血液体积变化的规定值BV^wget、体重减轻的规定值WLtogrt、血浆电导率的规定值Ctawt或者钠浓度的规定值以及在预定处理时间期间要遵循的预先确定或者计算的跨膜压的规定值TMPtogrt。
[0041]在根据上述方面中任一方面的第7方面中，还基于在处理结束时要在患者中输注的体积的规定值Viwtmgrt来计算控制值。
[0042]在根据上述方面中任一方面的第8方面中，还基于在处理期间要在患者中输注的体积的规定流速QINFt￡ffgrt来计算控制值。
[0043]在根据上述方面中任一方面的第9方面中，所述设备包括:第一调整装置，用于调整处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤速率或者跨膜压，所述第一调整装置连接到控制单元并且作用于体外血液回路和液体排出线中的至少一个。
[0044]在根据上述方面中任一方面的第10方面中，所述设备包括:第二调整装置，用于调整透析液和/或置换液的成分，所述第二调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述透析线和/或所述输注线，用于调整穿过所述透析线和/或所述输注线的液体的电导率Cd或者钠浓度Na。
[0045]在根据上述方面中任一方面的第11方面中，在过程期间设定控制值的步骤包括:
[0046]-命令所述第二调整装置对穿过所述透析线和/或所述输注线的液体施加与电导率或者钠浓度有关的控制值Cd(t)、Naw ;以及
[0047]-命令所述第一调整装置施加与体重减轻速率有关的控制值WLRw。[0048]在根据上述方面中任一方面的第12方面中，所述设备包括:至少一个输注泵，或者沿着输注线或多条输注线的液体流的另一调整装置，作用于所述输注线并且连接到所述控制单元以造成沿着线的输注液流，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述输注泵和所述第一调整装置以施加与体重减轻速率有关的控制值WLRw和与输注线有关的控制值Qinfw两者。还可以根据跨膜压TMPw来调整输注速率的调整，特别是如果涉及位于处理单元上游的置换液线。
[0049]在根据上述方面中任一方面的第13方面中，所述控制单元被配置为命令所述第二调整装置以施加与穿过所述透析线的液体和穿过所述输注线的液体的电导率或者钠浓度有关的控制参数Cd(t)、Naw。
[0050]在根据上述方面中任一方面的第14方面中，其中，所述控制过程使用表示患者中的分布体积中的溶质的动力学的数学模型M,以确定控制时刻(t)的等效钠浓度值Naeqw，所述模型被存储在与所述控制单元相关联的存储器中，所述控制单元被配置为在所述数学模型的入口中应用以下值:
[0051]-与前一控制时刻有关的等效钠浓度的值Naetia,),
[0052]-在前一控制时刻的透析液的电导率或者钠浓度的控制值Cd(t_M)、Na(t_M)，[0053]-与从包括以下各项的组中选择的至少一个值:与前一控制时刻的超滤流有关的控制值UFR(t_,t)，与直到前一控制时刻为止的体重减轻速率有关的控制值WLR(t_,t)，在控制时刻的累计体重减轻值WLw，
[0054]-在控制时刻测量的总对流和弥散清除率值Cl_(t)或者估计的总对流和弥散清除率值 Ci_(t)，
[0055]-与患者中溶质的分布的体积V或者身体水体积TBM有关的基准值。基于体重减轻目标WLtmgrt、总累计体重减轻WL(t)和身体水体积TBW针对每个患者确定分布体积V ；这些中的最后一个如此处描述的来估计(例如，在【具体实施方式】中提供对于V和TWL的公式)；
[0056]并且所述控制单元用于在来自数学模型的出口接收控制时刻t的等效钠浓度
Naeq(t)的值。
[0057]请注意，时刻t的等效钠浓度(Naeqa))参照透析液中的恒定钠浓度，如果在处理开始施加直至特定时刻t为止，则将在患者中导致与直至时间t为止由所述控制过程设定钠浓度或者电导率的变化的情况下在同一时刻t获得的血浆钠浓度相同的血浆钠浓度。
[0058]在根据上述方面的第15方面中，基于输注流速的当前测量值QINFmes(t)、以及来自血液流速的当前测量值QBnres(t)和当前弥散清除率值Cldiffw中的一个，来计算估计的总对流和弥散清除率值Cl_(t)。另选地，可从Cl假定的先前值在数学上推算出估计的总对流和弥散清除率值Clmesw。
[0059]在根据第14或者第15方面的第16方面中，数学模型表示可选地根据单室模型的患者中的分布体积中的溶质的动力学。
[0060]在根据第14或者第15或者第16方面的第17方面中，所述控制过程包括还使用时刻t的等效钠浓度参数(即Na—))用于确定控制值。
[0061]在根据上述方面中任一方面的第18方面中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0062]接收在处理结束时要达到的血液体积变化的规定值BV%toget、体重减轻的规定值WLtawt、血浆电导率的规定值Ctoget或者钠浓度的规定值Natmget ；[0063]接收处理时间值T ;[0064]基于所述规定值和处理时间值T确定相应的目标参数，目标参数描述血液体积变化随时间的期望进展BV%tawt(t)、体重减轻随时间的期望进展WLtawt(t)、WLRtawtw和等效钠浓度随时间的期望进展Naetrtajrget⑴；
[0065]在根据上述方面的第19方面中，控制过程包括以下子步骤:
[0066]基于以下确定至少一个第一误差参数ERR_BV_UF(t):
[0067]在控制时刻t的第一参数的测量值BV°/Vs(t)和与血液体积随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差，
[0068]在控制时刻t的体重减轻或者体重减轻速率的测量值WLmes(t)、WLRmes(t)和由与随着时间的体重减轻或者体重减轻速率有关的目标曲线给出的对应值WLtmgetw >WLRtarget(t)之间的差；
[0069]基于以下确定至少一个第二误差参数ERR_BV_Na(t):
[0070]在控制时刻t的等效钠参数的值Naeqw和与等效钠浓度随着时间的变化有关的目标曲线上的对应参数Naetrtmgetw之间的差，
[0071 ] 在控制时刻t的第一参数的测量值BV°/Vs(t)和与血液体积随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差。
[0072]在根据上述方面的第20方面中，基于第二误差参数ERR_BV_Na(t)并且基于与前一控制时刻有关的电导率值Cd(t_,t)或者钠浓度值Na(t_,t)计算要对穿过透析线和/或输注线的液体施加的控制钠电导率或者浓度值Cd(t)、Na(t)。
[0073]在根据第19或者20方面的第21方面中，基于第一误差参数ERR_BV_UF(t)并且基于与前一控制时刻有关的超滤流速UFR(t_,t)计算要对体重减轻速率施加的控制流速值WLR(t)。
[0074]在根据上述方面中任一方面的第22方面中，所述控制单元被配置为:
[0075]比较第一参数的测量值BV%mes(t)与基准阈值，
[0076]验证第一参数的测量值是否落在阈值之下，并且
[0077]如果验证给出肯定结果则命令通过输注线输注一剂量(bolus)预定体积的置换液。
[0078]在根据上述方面的第23方面中，命令输注剂量包括对输注泵施加预定流达预定
管理时间。
[0079]在根据第22或者第23方面的第24方面中，控制单元被配置为在剂量管理期间设定为零的超滤流速值。
[0080]在根据第23或者24方面的第25方面中，其中，命令输注剂量包括在剂量管理期间命令液体成分的第二调整装置对穿过输注线的液体的电导率或者钠浓度Cd(t)、Na(t)施加预定值。
[0081]在根据上述方面中任一方面的第26方面中，传感器装置包括作用于体外回路上的用于检测患者的血液体积变化BV%的至少一个第一传感器S7。
[0082]在根据上述方面中任一方面的第27方面中，传感器装置包括作用于排出线上的用于确定穿过膜的超滤速率UFR或者患者的体重减轻速率WLR或者累计体重减轻WL的至少一个第二传感器S6。[0083]在根据上述方面中任一方面的第28方面中，传感器装置包括作用于透析线或者输注线或者透析线和输注线的公共输送线的至少一个第三传感器S8，第三传感器为电导率或者浓度传感器，预先设置用于确定穿过透析线和/或输注线的液体的电导率或者穿过透析线和/或输注线的液体的钠浓度。
[0084]在根据上述方面中任一方面的第29方面中，传感器装置包括用于确定穿过输注线的置换液的输注流速Qinf的至少一个第四传感器S5和用于确定第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP的至少一个第五压力传感器S1、S2、S3、S4。
[0085]第30方面涉及一种用于体外血液处理的设备，包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半渗透膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一条血液移除线，所述至少一条血液移除线连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液；至少一条血液返回线，所述至少一条血液返回线与第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者。血液移除线、血液返回线和第一腔室为设备的体外血液回路的部分。所述设备还呈现至少一条置换液输注线，所述至少一条置换液输注线与体外回路相连接或者可与患者直接连接；
[0086]至少一条透析线，所述至少一条透析线连接到第二腔室的入口 ；至少一条液体排出线，所述至少一条液体排出线连接到第二腔室的出口端；传感器装置，所述传感器装置用于确定:
[0087]与患者的血液体积BV%有关的第一参数；
[0088]从以下选择的至少第二参数和第三参数:穿过膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR (请注意可从累计体 重减轻WL除以时间间隔来导出体重减轻速率)、穿过输注线的置换液的输注速率Qinf ；
[0089]与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数。
[0090]此外，设备包括:第一调整装置，所述第一调整装置作用于体外回路和液体排出线中的至少一个，并且被配置为调整所述处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤流速UFR或者跨膜压TMP ;以及控制单元，所述控制单元与传感器装置连接并且与所述第一调整装置连接，并且被配置为执行调整体重减轻速率的控制过程和用于使得穿过半渗透膜的对流交换最大化的至少一个设定序列。
[0091]在根据第30方面的第31方面中，控制单元被编程或者配置为至少在控制时刻t执行控制过程，该控制过程包括:
[0092]-从所述传感器装置接收第一参数的测量值BV%mes(t)、第二和第三参数的测量值
UFRmes (t)、WLRmes (t)、QiNFmes (t) ? 并且
[0093]-基于血液体积变化的至少一个规定值BV%toget的测量值计算与所述设备必须施加的体重减轻速率有关的控制值WLRw，
[0094]-对体重减轻速率施加所述控制值WLRw。
[0095]在根据第30或者第31方面的第32方面中，控制单元被进一步编程或者配置为执行至少一个设定时刻τ和跨膜压的设定序列，所述设定序列包括:
[0096]-对跨膜压的第一值TMPn施加第一增加量δTMPn以达到第二跨膜压值ΤΜΡη+1 ；
[0097]-确定在第一跨膜压TMPn处穿过膜的超滤流和第二跨膜压值ΤΜΡη+1处的超滤流之间的变化AUFRto),其中通过直接测量超滤流或者通过将由于控制过程引起的沿着输注线的置换液流变化AQinfw和体重减轻速率变化AWLRta)考虑在内间接测量超滤流，来确定超滤流速变化；
[0098]-将超滤变化ΛUFR(n)与基准值比较，并且如果变化Λ UFR(n)的值大于所述基准值，则命令所述第一调整装置对第二跨膜压施加第二增加量STMPn+1以达到跨膜压值的第三值 TMPn+2。
[0099]在根据从第30到第32方面中任一方面的第33方面中，所述传感器装置被预先设置为确定与穿过透析线和/或输注线的液体的电导率有关的或者与穿过透析线和/或输注线的液体的钠浓度(或者要监测的预定其它物质)有关的至少一个第五参数Cd、Na。
[0100]在根据从第30到第33方面中任一方面的第34方面中，在控制过程中，接收步骤包括从所述传感器装置接收:
[0101]-第一参数的测量值BV%mes(t)，
[0102]-包括穿过膜的超滤流速UFR或者患者的体重减轻速率WLR的第二参数的测量值UFRmes ⑴、WLRmes ⑴，，
[0103]-包括穿过输注 线的置换液的输注流速Qinf的第三参数的测量值QINFmes(t)，和/或第四参数的测量值TMP_(t)
[0104]-弟五参数的测量值Cdmes(t)、Names(t)。
[0105]在根据从第30到第34方面中任一方面的第35方面中，所述控制过程包括根据测量值和患者中的血液体积变化的规定值BV%tmget、体重减轻的规定值WLtoget、血浆电导率或者钠浓度的规定值(或者另选地，在预定处理时间中要遵循的输注体积的规定值VINFtmgrt、跨膜压值的规定值TMPtawt)计算以下控制值的步骤:
[0106]-穿过透析线和/或输注线的液体的电导率值Cdw或者钠浓度值Na(t)；
[0107]-体重减轻速率的值WLRw。
[0108]在根据从第30到第35方面中任一方面的第36方面中，所述控制过程包括:施加步骤包括施加与电导率或者钠浓度有关的控制值Cd(t)，Na(t)和与体重减轻速率有关的值WLR(t)。
[0109]在根据从第30到第36方面中任一方面的第37方面中，所述控制单元被配置为在时间上相互连续的多个控制时刻t执行控制过程。
[0110]在根据从第30到第37方面中任一方面的第38方面中，所述控制单元被配置为在各控制时刻t之后的时间间隔△ t期间施加所述控制值。
[0111]在根据从第30到第38方面中任一方面的第39方面中，所述控制单元被配置为在整个处理期间循环重复所述控制过程。
[0112]在根据从第30到第39方面中任一方面的第40方面中，所述控制单元被配置为在时间上彼此连续的多个设定时刻τ执行设定序列，并且其中，所述控制单元被配置为相对于执行设定序列的设定时刻以更加频繁的控制时刻执行控制过程。
[0113]在根据从第30到第40方面中任一方面的第41方面中，所述设定序列包括:
[0114]将通过命令第一调整装置增加跨膜压的步骤重复η次；
[0115]确定对应于各第η个跨膜压增加量的超滤流速变化AUFRn是否大于相应的基准值；以及
[0116]如果在第η个跨膜压增加量Λ UFRn处的超滤流速变化大于相应的基准值，则确定第(η+1)个增加量δΤΜΡη+1,或者反之
[0117]如果与第η个跨膜压增加量相对应的超滤流速变化Λ UFRn低于基准值，则终止设定序列并且施加第η个压力值TMPn作为跨膜压的设定值。
[0118]在根据上述方面的第42方面中，其中，所述设定值随后减小预定安全余量。
[0119]在根据第41或者42方面中任一方面的第43方面中，其中，第(η+1)个增加量δ ΤΜΡη+1是比第η个增加量δ TMPn更大的实体。
[0120]在根据第41、42或者43方面中任一方面的第44方面中，所述控制单元被配置为计算第(η+1)个增加量STMPn+1，作为与第η个跨膜压增加量δ TMPn相对应的超滤流速变化Λ UFRn和第η个跨膜压增加量δ TMPn的值的函数。
[0121]在根据第41或者42或者43方面中任一方面的第45方面中，所述控制单元被配置为使用以下公式计算第(η+1)个增加量δΤΜΡη+1，作为与第η个跨膜压增加量δ TMPn相对应的超滤血液流变化Λ UFRn和第η个跨膜压增加量δ TMPn的值的函数:
[0122]δ ΤΜΡη+1= ( Δ UFRn).(K)
[0123]其中:
[0124]K是第η个跨膜压增加量(δ TMPn)的值和校正因数的值之间的关系，可选地其中，从包括以下的组中选择校正因数的值:
[0125]预先固定的值，
[0126]基准值的数学函数，
[0127]设备被设定的处理模式的数学函数
[0128]设备被设定的处理模式和基准值的数学函数。
[0129]在根据上述方面中任一方面的第46方面中，所述设备包括:至少一个用户接口，连接到所述控制单元，所述用户接口被配置为接收用户经由用户接口输入的命令信号。
[0130]在根据上述方面的第47方面中，控制单元被配置为在能由用户作用于接口的手动激活元件而输入的命令之后，接收设定序列和/或控制过程的启动命令。
[0131]在根据第46方面的第48方面中，所述控制单元被配置为自动启动序列和/或过程。
[0132]在根据第30到第48方面中的任一方面的第49方面中，所述控制单元被编程为:
[0133]测量从患者的处理开始经过的时间，
[0134]在从处理开始经过第一时间间隔T1之后自动激活第一设定序列，
[0135]测量自从第一设定序列结束经过的时间，
[0136]自从第一设定序列结束经过第二时间间隔T2自动激活第二设定序列，
[0137]自从前一设定序列结束经过时间间隔Tn激活任何进一步的设定序列。
[0138]在根据上述方面的第50方面中，时间间隔I\、T2、Tn的持续时间不均匀，可选地，其中第一时间间隔之后的各时间间隔的持续时间大于其之前的时间间隔的持续时间。
[0139]在根据从第30到第50方面中的任一方面的第31方面中，所述控制单元被编程使得在设定序列期间，在增加跨膜压的各命令之后，在执行跨膜压后续增加之前包括时间过渡 Tjr。
[0140]在根据上述方面的第52方面中，时间过渡I；的持续时间不均匀。
[0141]在根据第30到第52方面中任一方面的第53方面中，在序列期间，控制单元被预先设置为验证在压力增加和后续压力增加之间是否存在由控制过程施加的体重减轻速率变化△ WLR，如果响应是肯定的，延长时间过渡I；的持续时间使得自从上一次体重减轻速率变化起经过至少一个预定辅助时间延迟。
[0142]在根据第30到第53方面中的任一方面的第54方面中，控制单元被预先设置为验证在压力增加和下一个压力增加之间是否存在由控制过程施加的体重减轻速率变化AWLR，如果响应是肯定的，所述控制单元被编程为延长跨膜压增加和随后的跨膜压增加之间的时间过渡I；的持续时间，使得自从上一次体重减轻速率变化起到引起新压力增加之前经过至少一个预定辅助时间延迟。
[0143]在根据上述方面的第55方面中，辅助时间延迟小于控制过程和下一个控制过程之间的时间延迟。
[0144]在根据第51到第55方面中任一方面的第56方面中，所述控制单元被预先设置为计算时间过渡?；，作为跨膜压值TMPn和下一个TMPn+1之间的压力增加量的函数。
[0145]在根据第51到第55方面中的任一方面的第57方面中，所述控制单元被预先设置为计算时间过渡?；，作为在压力增加和下一个压力增加之间由控制过程施加的体重减轻速率变化AWLR的函数。
[0146]在根据第51到第57方面中的任一方面的第58方面中，所述控制单元被编程为在设定序列期间，比较超滤流速变化的值AUFR1 ; Λ UFRn与相应基准值Λ UFR,ef的各步骤在时间过渡I；之后执行，目的在于使得超滤流变化的值能够稳定。
[0147]在根据第30到第58方面中的任一方面的第59方面中，在设定序列期间，所述控制单元被配置为确定跨膜压变化S TMPn和下一个跨膜压变化δΤΜΡη+1之间的超滤流速变化Δ UFRn的变化，作为在跨膜压变化δ TMPn和下一个跨膜压变化δ ΤΜΡη+1之间的时间持续中验证和测量的沿着输注线的置换液 流速变化AQINF(n)和体重减轻速率AWLR(n)之和。
[0148]在根据第30到第59方面中任一方面的第60方面中，还根据沿着输注线的置换液流速的测量值Qinfdmsw来计算控制值或多个控制值。
[0149]在根据第30到第60方面中任一方面的第61方面中，还根据在处理结束时要在患者中输注的体积的规定值VINFtmgrt来计算控制值。
[0150]在根据第30到第60方面中任一方面的第62方面中，还根据在处理期间要在患者中输注的流速的规定值QINFt￡ffgrt来计算控制值。
[0151]在根据第30到第62方面中任一方面的第63方面中，所述设备包括:第一调整装置，用于调整处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤或者跨膜压，所述第一调整装置连接到控制单元并且作用于体外回路和液体排出线中的至少一个。
[0152]在根据第30到第63方面中任一方面的第64方面中，所述设备包括:第二调整装置，用于调整透析液和/或置换液的成分，所述第二调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述透析线和/或所述输注线以调整穿过所述透析线和/或所述输注线的液体的钠电导率或者浓度Cd、Na ；
[0153]在根据第30到第64方面中任一方面的第65方面中，在过程期间施加控制值的步骤包括:
[0154]-命令所述第二调整装置对穿过所述透析线和/或所述输注线的液体施加与电导率或者钠浓度有关的控制值Cd(t)、Naw ;以及[0155]命令所述第一调整装置施加与体重减轻速率有关的控制值WLRw。
[0156]在根据第30到第65方面中任一方面的第66方面中，所述设备包括:至少一个输注泵，作用于所述输注线并且连接到所述控制单元以造成沿着线的输注液流速，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述输注泵和所述第一调整装置以施加与体重减轻速率有关的控制值WLRw和与输注流速有关的控制值Qinfw或者与跨膜压有关的控制值TMPw。
[0157]在根据第30到第66方面中任一方面的第67方面中，所述控制单元被配置为命令所述第二调整装置对穿过所述透析线的液体和穿过所述输注线的液体施加相同的与电导率或者钠浓度有关的控制值Cd(t)、Na(t)。
[0158]在根据第30到第67方面中任一方面的第68方面中，所述控制过程使用表示患者中的分布体积中的溶质的动力学的数学模型M，以确定在控制时刻t的等效钠浓度的值Naraiw，所述模型被存储在与所述控制单元相关联的存储器中，所述控制单元被配置为在所述数学模型的输入中应用以下值:
[0159]-与前一控制时刻有关的等效钠浓度的值Naeq(t_At)，
[0160]-在前一控制时刻的透析液的电导率或者钠浓度的控制值Cda,);Ν&α_Δ?)，
[0161]-与从包括以下各项的组中选择的至少一个值:与前一控制时刻的超滤流速有关的控制值UFR(t_,t)，与前一控制时刻的体重减轻速率有关的控制值WLR(t_,t)、直到控制时刻为止的累计体重减轻值WL(t),
[0162]-在控制时刻测量的总对流和弥散清除率值Clnresw或者总对流和弥散清除率值
Clmes(t)，
[0163]-与患者中溶质的分布体积V或者身体水体积TBM有关的基准值。基于体重减轻目标WLtmgrt、总累计体重减轻WL(t)和身体水体积TBW针对每个患者确定分布体积V;最后一个如此处描述的来估计(在【具体实施方式】中提供对于V和TWL的示例公式)；
[0164]并且所述控制单元在从数学模型的出口接收在控制时刻t的等效钠浓度Naraiw的值。
[0165]应注意的是，时刻t的等效钠浓度(Naeqw)旨在是透析液中的恒定钠浓度，如果在处理开始施加该恒定钠浓度直至特定时刻t为止，则将在患者中导致与直至时间t为止由所述控制过程施加钠浓度或者电导率的变化的情况下在同一时刻t获得的血浆钠浓度相同的血浆钠浓度。
[0166]在根据上述方面的第69方面中，基于输注流速的当前测量值QINFmes(t)、以及来自血液流速的当前测量值QBnres(t)和当前弥散清除率值Cldiffw中的一个，来计算估计的总对流和弥散清除率值Cl_(t)。另选地，可从Cl假定的先前值在数学上推断出估计的总对流和弥散清除率值Clmesw。
[0167]在根据第68或者69方面的第70方面中，数学模型表示可选地根据单室模型的患者中的分布体积中的溶质的动力学。
[0168]在根据第68、69或者70方面的第71方面中，所述控制过程包括还使用时刻t的
等效钠浓度值(即Naeqw)用于确定控制值。
[0169]在根据第30到第71方面中任一方面的第72方面中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0170]接收在处理结束时要达到的血液体积变化的规定值BV%toget、体重减轻的规定值WLtmget、血浆电导率或者钠浓度的规定值Ctmget、Natarget ；
[0171]接收处理时间值T ;
[0172]基于所述规定值和处理时间值T确定相应的目标曲线，目标曲线描述血液体积变化的期望时间进展BV%tmgrt(t)、体重减轻或者体重减轻速率的期望时间进展WLtmgrt(t)、WLRtarget (t)、等效钠浓度的期望时间进展
^"eq-target (t) °
[0173]在根据上述方面的第73方面中，所述控制过程包括以下子步骤:
[0174]基于以下确定至少一个第一误差参数ERR_BV_UF(t):
[0175]在控制时刻t的第一参数的测量值BV%mes(t)和与血液体积随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差，
[0176]在控制时刻t的体重减轻或者体重减轻速率的测量值WLmes(t)、WLRmes(t)和由与随着时间的体重减轻或者体重减轻速率有关的目标曲线给出的对应值WLtmgetw >WLRtarget(t)之间的差；以及
[0177]基于以下确定至少一个第二误差参数ERR_BV_Na(t):
[0178]在控制时刻t的等效钠浓度的值Naeqw和与等效钠浓度随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值Naetrtmgrtw之间的差，
[0179]在控制时刻t的第一参数的测量值BV%mes(t)和与血液体积随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值BV%tawt(t)之间的差。
[0180]在根据上述方面的第74方面中，作为第二误差参数ERR_BV_Na(t)的函数并且作为与前一控制时刻有关的电导率或者钠浓度的值Cd(t_,t)、Na(t_,t)的函数，计算要对穿过透析线和/或输注线的液体施加的控制电导率或者钠浓度Cd(t)、Na(t)。
[0181]在根据第73或者74方面的第75方面中，作为误差参数ERR_BV_UF(t)的函数并且作为与前一控制时刻有关的超滤流速值UFR(t_,t)的函数，计算要对体重减轻施加的控制流值 WLRw。
[0182]在根据第30到第75方面中任一方面的第76方面中，所述控制单元被配置为:
[0183]比较第一参数的测量值BV%mes(t)与基准阈值，
[0184]验证第一参数的测量值是否落在阈值之下，并且
[0185]如果验证给出肯定结果，则命令通过输注线输注一剂量预定体积的置换液。
[0186]在根据上述方面的第77方面中，命令输注剂量包括对输注泵施加预定流速达预定管理时间。
[0187]在根据第76和77方面的第78方面中，控制单元被配置为在剂量管理期间施加为零的超滤流速。
[0188]在根据第77或者78方面的第79方面中，命令剂量包括在剂量管理期间命令液体成分的第二调整装置对穿过输注线的液体的电导率或者钠浓度Cd(t)、Na(t)施加预定值。
[0189]在根据上述方面中任一方面的第80方面中，传感器装置包括作用于体外回路上的用于检测患者的血液体积变化BV%的至少一个第一传感器S7。
[0190]在根据上述方面中任一方面的第81方面中，传感器装置包括作用于排出线上的用于确定穿过膜的超滤流速UFR或者患者的体重减轻速率WLR或者累计体重减轻WL的至少一个第二传感器S6。
[0191]在根据上述方面中任一方面的第82方面中，传感器装置包括作用于透析线或者输注线或者透析线和输注线的公共输送线的至少一个第三传感器S8，第三传感器为电导率或者浓度传感器，预先设置用于确定穿过透析线和/或输注线的液体的电导率或者穿过透析线和/或输注线的液体的钠浓度。
[0192]在根据上述方面中任一方面的第83方面中，传感器装置包括用于确定穿过输注线的置换液的输注流速Qinf的至少一个第四传感器S5 。
[0193]在根据上述方面中任一方面的第84方面中，传感器装置包括用于确定第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP的至少一个第五压力传感器S1、S2、S3、S4。
[0194]第85方面包括一种控制单元，被配置或者编程为执行上述方面中的一项的控制过程和/或设定序列。控制单元可以是模拟或者数字型的(例如，具有一个或者更多个处理器的CPU)或者是模拟单元和数字单元的组合。
[0195]第86方面包括一种用于存储指令的数据支持，当指令被用于血液处理的设备的控制单元执行时，确定在设备上执行根据上述方面中任一方面的控制过程和/或设定序列。例如，数据支持可以包括大规模存储器，例如光学存储器或者磁存储器、电磁信号、可重编程存储器(EPROM、FLASH)或者其它性质的存储器。
[0196]根据上述方面的第87方面提供在血液处理设备上同时执行设定序列和控制过程，设定序列和控制过程包括从第30到第80方面中任一方面描述的相应步骤。
[0197]第88方面包括一种使用第I或者第2方面的类型的用于血液处理的设备执行的方法，所述方法包括执行根据以上任一方面的控制过程和/或设定序列。
[0198]在根据上述方面的第89方面中，设定序列和控制过程在血液处理设备上同时执行，设定序列和控制过程包括从第30到第80方面中任一方面描述的相应步骤。
[0199]在第90方面，提供一种使用设备执行的体外血液处理的方法，所述设备包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半渗透膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一条血液移除线，所述至少一条血液移除线连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液；至少一条血液返回线，所述至少一条血液返回线与第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者(血液移除线、血液返回线和第一腔室为体外血液回路的部分)；至少一条置换液输注线，所述至少一条置换液输注线与体外回路相连接或者可与患者直接连接；可选地，透析线，所述透析线连接到第二腔室的入口 ；至少一条液体排出线，所述至少一条液体排出线连接到第二腔室的出口端；传感器装置。所述传感器装置被定位且配置为确定:
[0200]-与患者的血液体积BV%有关的第一参数；
[0201]-与从包括以下各项的组选择的参数有关的至少一个第二参数:穿过所述膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR、累计体重减轻WL ；
[0202]-与穿过透析线和/或输注线的液体的电导率有关的或者穿过透析线和/或输注线的液体的钠或者另一预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ；
[0203]-与穿过输注线的置换液的输注流速Qinf有关的第四参数。
[0204]所述方法包括:执行控制过程，所述控制过程包括:
[0205]-从所述传感器装置接收参数的测量值，
[0206]-使用测量值和在预定处理时间中在患者中要达到的血液体积变化的规定值BV%target,目标体重减轻的规定值WLtogrt、血浆电导率的规定值Ctmgrt或者钠浓度的规定值Natogrt、输注体积的规定值VINFtawt，来计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过透析线和/或输注线的液体的电导率值Cd(t)或者钠浓度值Naw ;体重减轻速率值WLRw、输注速率值Qinfw。
[0207]所述控制过程可以包括在从第2到第29方面中的任一方面中公开的相应步骤。
[0208]在第91方面，提供一种使用设备执行的体外血液处理的方法，所述设备包括:
[0209]至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半渗透膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一条血液移除线，所述至少一条血液移除线连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液；至少一条血液返回线，所述至少一条血液返回线与第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者(血液移除线、血液返回线和第一腔室为体外血液回路的部分)；至少一条置换液输注线，所述至少一条置换液输注线与体外回路相连接或者可与患者直接连接；可选地，透析线，所述透析线连接到第二腔室的入口 ；至少一条液体排出线，所述至少一条液体排出线连接到第二腔室的出口端；传感器装置。所述传感器装置被定位且配置为确定:
[0210]-与患者的血液体积BV%有关的第一参数；
[0211]-与从包括以下各项的组中选择的一个值有关的至少一个第二参数:通过膜的超滤速率UFR、患者的体重减轻速率WLR、累计体重减轻WL ；
[0212]-与穿过透析线和/或输注线的液体的电导率有关的或者与穿过透析线和/或输注线的钠或者其它预定物质的浓度有关的第三参数CcUNa ;并且
[0213]-与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数；
[0214]其中所述方法包 括执行控制过程，所述控制过程包括:
[0215]-从传感器装置接收参数的测量值，并且
[0216]-基于测量值和在预定处理时间中在患者中要达到的血液体积变化的规定值BV%tmgrt、体重减轻的规定值WLtogrt、血浆电导率的规定值Ctawt或者钠浓度的规定值Natarget,以及在预定处理时间期间要遵循的跨膜压值的规定值TMPtawt,来计算在进行控制的时刻之后的时间间隔期间要设定的以下控制值:穿过透析线和/或输注线的液体的电导率值Cdw或者钠浓度值Naw、体重减轻速率WLRw、跨膜压值TMPw。
[0217]所述控制过程可以包括在从第2到第29方面中的任一方面中公开的相应步骤。
[0218]第92方面涉及一种使用设备执行的体外血液处理的方法，所述设备包括:至少一个处理单元，该至少一个处理单元具有被半渗透膜彼此分隔的至少一个第一腔室和至少一个第二腔室；至少一条血液移除线，所述至少一条血液移除线连接到第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液；至少一条血液返回线，所述至少一条血液返回线与第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者。血液移除线、血液返回线和第一腔室为设备的体外血液回路的部分。所述设备还呈现:
[0219]-至少一条置换液输注线，所述至少一条置换液输注线与体外回路相连接或者可与患者直接连接；
[0220]-至少一条透析线，所述至少一条透析线连接到第二腔室的入口；至少一条液体排出线，所述至少一条液体排出线连接到第二腔室的出口端；传感器装置。所述传感器装置用于确定:
[0221]-与患者的血液体积BV%有关的第一参数；[0222]-从以下选择的至少第二参数和第三参数:穿过膜的超滤流速UFR、患者的体重减轻速率WLR (请注意可从累计体重减轻WL除以时间间隔来导出体重减轻速率)、穿过输注线的置换液的输注速率Qinf ；
[0223]-与第一腔室和第二腔室之间的跨膜压TMP有关的第四参数。
[0224]此外，所述设备包括:第一调整装置，所述第一调整装置作用于体外回路和液体排出线中的至少一个，并且被配置为调整所述处理单元的第一腔室和第二腔室之间的超滤流速UFR或者跨膜压TMP，其中，所述方法包括:执行调整体重减轻速率的控制过程和用于使穿过半渗透膜的对流交换最大化的至少一个设定序列。
[0225] 控制过程和设定序列可以包括在从第31到第84方面中的任一方面中公开的相应步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0226]将借助附图来描述本发明，通过非限制示例，附图例示本发明的一些方面。
[0227]具体地:
[0228]-图1是本发明的血液处理设备的第一示例的示意例示图；
[0229]-图2是本发明的血液处理设备的第二示例的示意图；
[0230]-图3是与借助施加于设备的关于体重减轻和浓度/电导率的流速控制值的数学模型M的周期性计算有关的框图；
[0231]-图4是示出根据本发明的方面的控制过程的流程图，可以由例如图1或者图2所例示的类型的设备的控制单元来执行该控制过程；
[0232]-图5是示出在图4的控制过程的执行期间根据本发明的方面的设定序列的流程图，可以由例如图1和图2所例示的类型的设备的控制单元来执行该控制过程；
[0233]-图6是示出本发明的方面中在跨膜压TMP的设定序列期间TMP的进展的时间图；
[0234]-图7是示出本发明的方面中在跨膜压TMP的进一步设定序列期间TMP的进展的时间图；
[0235]-图8是本发明的方面中与多个连续的TMP设定序列有关的时间图；
[0236]-图9是在存在血液流速设定变化的情况下与多个TMP设定序列有关的时间图；
[0237]-图10和图11比较地例示根据本发明的方面的实验性地在患者上测量的血浆电导率的进展和使用数学模型M估计的血浆电导率的进展；
[0238]-图12和图13示出根据本发明的方面的在例如作用于控制过程的同一设定序列期间、分别在恒定体重减轻速率的情况下和在变化体重减轻速率的情况下由设定序列确定的TMP的设定值的进展；以及
[0239]-图14示出根据本发明的方面的在确定数学模型M时参照的由患者和处理单元组成的系统。
【具体实施方式】
[0240]以下一些示例的描述涉及设备I的液压部分的结构:具体地描述了体外血液回路的一些构造，置换液在其中循环的任何输注线的构造，透析液在其中循环的透析线(如果存在)的构造和排出液体的排出线的构造。[0241]参照图1和图2，I以其整体表示用于体外血液处理的设备。设备I包括至少一个处理单元2，例如血液滤过器、血液透析滤过器、血浆滤过器，所述处理单元2具有被半渗透膜5彼此分隔的至少一个第一腔室3和至少一个第二腔室4。
[0242]血液移除线6与第一腔室3的入口端相连接，并且在连接到患者的操作状况下预先布置以从例如插在患者的瘘管F中的血管通路Vl移除血液。
[0243]连接到第一腔室的出口端的血液返回线7被预先布置，以从处理单元接收处理后的血液并且将处理后的血液返回到与患者的瘘管相连接的另一血管通路V2。请注意血管通路的构造可以具有任何性质:例如，导管、植入患者的端口、套管、针等。血液移除线6、处理单元的第一腔室3、到患者的血液返回线7实际上是体外血液回路8的部分，在设备I的使用期间，体外血液回路8提供当经历处理时血液在患者的身体的外部循环。
[0244]在图1的示例中，置换液的输注线9连接到在第一腔室3的上游的血液移除线6。另选地，输注线9可以连接到在第一腔室3的下游的返回线7。
[0245]在图2的示例中，输注线9a连接在单元2的下游并且输注线9b连接在单元2的上游。
[0246]参照图1和图2的示例两者，请注意还可设置其它输注线，例如连接在处理单元的下游和/或上游。
[0247]设备I还包括与第二腔室4的出口端相连接的至少一条液体排出线10，用于至少接收穿过半渗透膜的滤过的液体。
[0248]在图1和图2的示例中，还存在用于向第二腔室4的入口输送新鲜处理液的透析线11:这条线的存在并不是严格必须的，因为在线11不存在的情况下，设备在任何情况下都能够进行诸如血液滤过或者血浆滤过这样的处理。在透析线11存在的情况下，可使用液体检查机构12根据是否期望通过处理单元内部的弥散效应进行净化，而选择性地使能或者禁止液体穿过透析线11的通路。
[0249]设备I包括用于确定通过在此以下描述的参数在处理期间假定的值的传感器装置(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)。下面是针对要读取的各个主要参数的传感器装置的描述。所描述的传感器装置可在图1的设备和在图2的设备两者中存在。
[0250]跨膜压(TMP)
[0251]在处理期间，有必要使液体和不期望的颗粒从处理单元2的第一腔室3向第二腔室4移动。液体和/或颗粒移动造成了跨膜压，跨膜压被定义为在第一腔室侧向第二腔室侧施加的平均压力。实际上可以按照不同模式来确定跨膜压(在下文简称为TMP)。例如，可以按照以下来计算跨膜压TMP。
[0252]I)在存在四个压力传感器(参照图1和图2)的情况下，其中一个SI在输送线11上，另一个S2在排出线10上，另一个S3在血液移除线6上，第四个S4在返回线7上，控制单元15使用来自传感器SI到S4的压力信号利用下式确定TMP值:
【权利要求】
1.一种用于体外血液处理的设备，所述设备包括: 至少一个处理单元(2 )，所述至少一个处理单元(2 )具有被半渗透膜(5 )彼此分隔的至少一个第一腔室(3)和至少一个第二腔室(4)， 至少一条血液移除线(6)，所述至少一条血液移除线(6)连接到所述第一腔室的入口端并且被预先设置为从患者移除血液， 至少一条血液返回线(7)，所述至少一条血液返回线(7)与所述第一腔室的出口端相连接并且被预先设置为使经处理的血液返回到患者，所述血液移除线(6)、所述血液返回线(7)和所述第一腔室是体外血液回路(8)的部分； 至少一条置换液输注线(9 ;9a、9b)，所述至少一条置换液输注线(9 ;9a、9b)与体外回路相连接或者可与患者直接连接， 至少一条透析线，所述至少一条透析线连接到所述第二腔室(4)的入口 ； 至少一条液体排出线(10)，所述至少一条液体排出线(10)连接到所述第二腔室的出口端， 传感器装置，所述传感器装置用于确定: -与患者的血液体积(BV%)有关的第一参数； -与从穿过所述膜的超滤流速(UFR)、患者的体重减轻速率(WLR)、穿过输注线(9 ;9a、9b)的置换液的输注流速(Qinf)中选择的有关的至少第二参数和第三参数； -与所述第一腔室和所述第二腔室之间的跨膜压(TMP)有关的第四参数； 第一调整装置(20)，所述第一调整装置(20)作用于所述体外回路(8)和所述液体排出线(10)中的至少一个，并且被配置为调整所述处理单元的所述第一腔室与所述第二腔室之间的超滤速率(UFR)或者跨膜压(TMP)， 控制单元(15)，所述控制单元(15)连接到所述传感器装置并且连接到所述第一调整装置(20)，并且被配置为: a)至少在控制时刻(t)执行控制过程，该控制过程包括: -从所述传感器装置接收所述第一参数的测量值(BV%mes(t))以及所述第二参数和第三参数的测量值(UFRmesa)、WLRmesw、QINFmes(t))， -基于血液体积变化的至少一个规定值(BV%tmget)的测量值，计算所述设备必须施加的与体重减轻速率有关的控制值(WLRa))， -对体重减轻速率施加所述控制值(WLRa))， 所述控制单元(15)还被配置为: b)至少在设定时刻(τ)和跨膜压的设定序列处执行设定序列，所述设定序列包括: -对跨膜压的第一值(TMPn)施加第一增加量(δ TMPn)以达到第二跨膜压值(ΤΜΡη+1)； -确定第一跨膜压值(TMPn)处穿过所述膜(5)的超滤流和第二跨膜压值(ΤΜΡη+1)处的超滤流之间的变化(△ UFR(n))，其中通过直接测量超滤流或者通过将由于所述控制过程引起的沿着输注线的置换液流变化(Δ Qinfw )和体重减轻速率变化(Δ WLR(n))考虑在内间接测量超滤流，来确定超滤流速的变化； -将超滤变化(Δ UFR(n))与基准值比较，如果变化(Δ UFR(n))的值大于所述基准值，则命令所述第一调整装置对第二跨膜压施加第二增加量(S TMPn+1)以达到跨膜压的第三值(TMPn+2)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器装置被预先设置为确定与穿过所述透析线(11)和/或所述输注线(9 ;9a、9b)的液体的电导率有关或者与穿过所述透析线和/或所述输注线的液体的钠浓度有关的至少一个第五参数(Cd、Na)。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述控制过程中， a)接收步骤包括从所述传感器装置接收: -第一参数的测量值(BV°/Vs(t))， -包括穿过所述膜的超滤流速(UFR)或者患者的体重减轻速率(WLR)的第二参数的测量值(UFRmesa)、WLRmesw )， -包括穿过所述输注线(9 ;9a、9b)的置换液的输注流速(Qinf)的第三参数的测量值(QlNFmes (t) )，和/或第四参数的测量值(ΤΜΡ_ω)， "弟五参数的测量值(Cdmes(t)、Names(t))； b)计算步骤包括根据测量值以及在预定处理时间内要在患者中达到或者要遵循的血液体积变化的规定值(BV%target)、体重减轻的规定值(WLtarget)和血浆电导率或者钠浓度的规定值(Ctogrt、Natarget)、输注体积或者跨膜压的规定值(VINFtarget ；TMPtarget )，计算以下控制值: -穿过所述透析线和/或所述输注线的液体的电导率或者钠浓度值(Cd(t) ；Na(t))； -体重减轻速率的值(WLR a))， c)施加步骤包括施加与电导率或者钠浓度有关的控制值(Cd(t)、Na(t))和与体重减轻速率有关的值(WLRa))。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制单元被配置为在时间上相互连续的多个控制时刻t执行所述控制过程，其中，所述控制单元被配置为在各控制时刻(t)之后的时间间隔(At)期间施加控制值，并且可选地，其中，所述控制单元被配置为在整个处理期间循环重复所述控制过程。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制单元被配置为在时间上彼此连续的多个设定时刻(τ )执行所述设定序列，其中，所述控制单元被配置为相对于执行所述设定序列的设定时刻以更频繁的控制时刻执行所述控制过程。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设定序列包括: 将通过命令所述第一调整装置(20)增加跨膜压的步骤重复η次； 确定对应于各第η个跨膜压增加量的超滤流速变化(AUFRn)是否大于相应的基准值；以及 如果在第η个跨膜压增加量处的超滤流速变化(AUFRn)大于相应的基准值，则确定第(η+1)个增加量(δΤΜΡη+1)，可选地，第(η+1)个增加量(δΤΜΡη+1)是比第η个增加量(δ TMPn)更大的实体，或者， 反之如果与第η个跨膜压增加量相对应的超滤流变化(AUFRn)低于基准值，则终止所述设定序列并且施加第η个压力值(TMPn)作为跨膜压的设定值， 可选地，其中，所述设定值随后减小预定安全余量。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制单元(15)被配置为使用以下公式计算第(η+1)个增加量(δΤΜΡη+1)，作为与第η个跨膜压增加量(δΤΜΡη)相对应的超滤流速变化(AUFRn)和第η个跨膜压增加量(δ TMPn)的值的函数:δΤΜΡη+1= (AUFRn).(K) 其中: K是第η个跨膜压增加量(δ TMPn)的值和校正因数的值之间的关系，可选地其中，从包括以下各项的组中选择校正因数的值: 预先固定的值， 基准值的数学函数， 设备被设定的处理模式的数学函数， 设备被设定的处理模式和基准值的数学函数。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述设备包括:连接到所述控制单元(15)的至少一个用户接口(22)，所述用户接口(22)被配置为接收用户经由所述用户接口(22)输入的命令信号，其中，所述控制单元(15)被配置为: 在能由用户作用于所述接口( 22 )的手动激活元件而输入的命令之后，接收所述设定序列和所述控制过程的启动命令，和/或自动启动所述序列和所述过程。
9.根据上述权利要求的设备，其中，所述控制单元(15)被编程为: 测量从患者的处理开始经过的时间， 在从处理开始经过第一时间间隔(T1)之后自动激活第一设定序列，· 测量自从第一设定序列结束经过的时间， 自从第一设定序列结束经过第二时间间隔(T2)自动激活第二设定序列， 自从前一设定序列结束经过时间间隔(Tn)激活任何进一步的设定序列， 可选地其中，时间间隔(!\、T2, Tn)的持续时间不均匀，更可选地，其中第一时间间隔之后的各时间间隔的持续时间大于各时间间隔之前的时间间隔的持续时间。
10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制单元(15)被编程为使得在所述设定序列期间，在增加跨膜压的各命令之后，在执行跨膜压的后续增加之前包括时间过渡(?；)，可选地其中，所述时间过渡(I；)的持续时间不均匀。
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，在所述序列期间，所述控制单元被预先设置为验证压力增加和后继压力增加之间是否存在由所述控制过程施加的体重减轻速率变化(AWLR)，如果响应为肯定，则延长跨膜压增加和下一个跨膜压增加之间的时间过渡I；的持续时间，使得在从上一次体重减轻速率变化起执行新压力增加之前经过至少一个预先确定的辅助时间延迟，辅助延迟小于控制过程和下一个控制过程之间的时间间隔。
12.根据权利要求10或者11所述的设备，其中，所述控制单元被预先设置为计算所述时间过渡(?；)，作为跨膜压值(TMPn)和下一个跨膜压值(TMPn+1)之间的压力增加量的函数，和/或作为在压力增加和下一个压力增加之间由所述控制过程施加的体重减轻速率变化(AffLR)的函数。
13.根据权利要求10到12中任一项所述的设备，其中，所述控制单元被编程为在所述设定序列期间，在所述时间过渡(Τ,)之后执行将超滤流速变化的值(AUFR1 ； AUFRn)与相应基准值(AUFRMf)进行比较的各步骤，目的在于使得超滤流变化的值能够稳定。
14.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，在所述设定序列期间，所述控制单元被配置为确定跨膜压变化(S TMPn)和下一个跨膜压变化(δΤΜΡη+1)之间的超滤流速变化(Δ UFR(n))的变化，作为在所述跨膜压变化(δ TMPn)和所述下一个跨膜压变化(δ ΤΜΡη+1)之间的时间持续中已验证和测量的沿着所述输注线的置换液流速变化(AQINFta))和体重减轻速率(AWLR(n))之和。
15.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，还根据沿着所述输注线的置换液流速的测量值(QINFnres(t))、并且可选地根据以下值，来计算控制值或多个控制值: 在处理结束时要输注到患者的体积的规定值(VINFtawt)和/或 在处理期间要输注到患者的流速的规定值(QINFtawt)。
16.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述设备包括:用于调整透析液和/或置换液的成分的第二调整装置(30)，所述第二调整装置连接到所述控制单元并且作用于所述透析线和/或所述输注线以调整穿过所述透析线和/或所述输注线的液体的电导率或者钠浓度(CcUNa);并且其中，在所述过程期间施加控制值的步骤包括: -命令所述第二调整装置对穿过所述透析线和/或所述输注线的液体施加与电导率或者钠浓度有关的控制值(Cd(t)、Naw);以及 -命令所述第一调整装置施加与体重减轻速率有关的控制值(WLRa))。
17.根据权利要求16所述的设备，所述设备包括:至少一个输注泵，所述至少一个输注泵作用于所述输注线并且连接到所述控制单元，以造成沿着所述输注线的输注液流速，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述输注泵和所述第一调整装置以施加与体重减轻速率有关的控制值(WLRa))和与输注流速有关的控制值(Qinfw )。
18.根据权利要求16或者17所述的设备，其中，所述控制单元被配置为命令所述第二调整装置对穿过所述透析线的液体和穿过所述输注线的液体两者施加相同的与电导率或者钠浓度有关的控制值(Cd(t) ;Na(t))。
19.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制过程使用表示患者中的分布体积中的溶质的动力学的数学模型(M)，以确定在所述控制时刻(t)的等效钠浓度的值(Naraia))，所述模型被存储在与所述控制单元相关联的存储器中，所述控制单元被配置为在所述数学模型的输入中应用以下值: -与前一控制时刻有关的等效钠浓度的值(Na一_Λ?))， -前一控制时刻的透析液的电导率或者钠浓度的控制值(Cd(tit)、Ν&α_Δ?))， -从包括以下各项的组中选择的至少一个值:与前一控制时刻的超滤流速有关的控制值(UFR(t_,t))，与前一控制时刻的体重减轻速率有关的控制值(WLR(t_,t))、直到前一控制时刻为止的累计体重减轻值(WL(t_,t))、直到所述控制时刻为止的累计体重减轻值(WLa))，-在所述控制时刻测量的总对流和弥散清除率值(Clmesw)或者例如基于以下值估计的总对流和弥散清除率值(Clmesw): -输注速率的当前测量值(QINFmes(t))、以及血液流的当前测量值(Qairesw )与当前弥散清除率值(Cldiffw )之间的一个，或者_由Cl假定的先前值； -与患者中的溶质的分布的体积(V)或者身体水体积(TBM)有关的基准值； 并且所述控制单元用于在来自所述数学模型的输出中接收在所述控制时刻(t)获得的等效钠浓度的值(Naeqw),其中所述数学模型表示可选地根据单室模型的患者中的分布体积中的溶质的动力学，其中，时刻t的等效钠浓度(Naeqw)意图是透析液中的恒定钠浓度，如果在处理开始施加该恒定钠浓度直至特定时刻(t)为止，则将在患者中导致与直至时间(t)为止由所述控制过程施加钠浓度或者电导率的变化的情况下在同一时刻(t)获得的血浆钠浓度相同的血浆钠浓度，并且 其中，所述控制过程包括还使用时刻t的等效钠浓度(Naraiw)用于确定所述控制值。
20.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制过程包括以下子步骤: 接收在处理结束时要达到的血液体积变化的规定值(BV%tmgrt)、体重减轻的规定值(WLtarget)、血浆电导率或者钠浓度的规定值(Ctarget、Natarget)； 接收处理时间值(T)； 基于所述规定值和所述处理时间值(T)确定相应的目标曲线，所述目标曲线描述血液体积变化的期望时间进展(BV%tawt(t))、体重减轻或者体重减轻速率的期望时间进展(WLtarget(t)、WLRtargetw )、等效钠浓度的期望时间进展(Naetrtargeta))； 基于以下各项确定至少一个第一误差参数(ERR_BV_UF(t)): 所述控制时刻(t)的第一参数的测量值(BV°/Vs(t))和与血液体积随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值(BV%tmgrt(t))之间的差， 所述控制时刻(t)的体重减轻或者体重减轻速率的测量值(WL_(t) ；WLRmes(t))和由与随着时间的体重减轻或者体重减轻速率有关的目标曲线给出的对应值(WLtawta) ；WLRtarget(t))之间的差；· 基于以下各项确定至少一个第二误差参数(ERR_BV_Na(t)): 所述控制时刻(t)的等效钠浓度的值(Naeqa))和与等效钠浓度随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值(Na
eq-target (t)
)之间的差， 所述控制时刻t的第一参数的测量值(BV%_(t))和与血液体积随着时间的变化有关的目标曲线上的对应值(BV%target (t))之间的差。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，根据所述第二误差参数(ERR_BV_Na(t))并且根据与前一控制时刻有关的电导率或者钠浓度的值(Cd(t_,t)、Na(t_,t))，计算要对穿过所述透析线和/或所述输注线的液体施加的控制电导率或者钠浓度(Cd(t)、Naw);并且其中 根据所述第一误差参数(ERR_BV_UF(t))并且根据与前一控制时刻有关的超滤流速值(UFR(t_.t))，计算要对体重减轻施加的控制流值(WLRa))。
【文档编号】A61M1/16GK103547299SQ201280024654
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月20日 优先权日:2011年3月21日
【发明者】F·丰塔纳兹, A·苏拉切, F·保利尼 申请人:甘布罗伦迪亚股份公司