用于体外血液处理的设备制造技术

一种CRRT设备，该CRRT设备包括过滤单元(2)、血液回路(17)、血液泵(21)、透析液管路(13)和一个或多个管路(8；51；57；58；63；69；67；74)，以将各自的溶液转移到血液中；用于所述一个或多个管路中的每个管路的流体源，其中，所述溶液包括碳酸氢盐或碳酸氢盐前体形式的至少一种缓冲剂。控制单元(12)被配置为接收患者处方，并且确定表示必须经受CRRT血液处理的患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数(J

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于体外血液处理的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于体外血液处理的设备以及一种用于控制体外血液处理设备的方法。更加详细地，本专利技术适用于具有或不具有抗凝的连续性肾脏替代治疗(CRRT)的环境，例如具有或不具有全身抗凝(例如，肝素)/具有或不具有局部抗凝(例如，枸橼酸盐)的CRRT。
[0002]特别地，本专利技术可以有利地用于在连续性肾脏替代治疗(CRRT)期间施用局部枸橼酸盐抗凝(RCA)。此外，本专利技术的设备还可以有利地用于CRRT治疗中，以通过使用经由体外血液循环使用体外CO2清除或ECCO2R来有效地去除CO2，该体外血液循环作为机械通气的替代或补充。

技术介绍

[0003]肾脏履行许多功能，包括清除水、排泄分解代谢物(或代谢的废物，例如，尿素和肌酐)、调节血液中电解质(例如，钠、钾、镁、钙、碳酸氢盐、磷酸盐、氯化物)的浓度以及调节身体内酸/碱平衡，特别地，这是通过清除弱酸和通过产生铵盐来获得。在已经(暂时地或永久地)丧失其肾的使用的个体中，由于这些排泄和调节机制不再起作用，因此身体积聚来自代谢的水和废物，并且表现出过量的电解质，以及通常酸中毒，血浆pH向下移动，低于7.35(血液pH通常在7.35至7.45之间的狭窄界限内变化)。如所提到的，为了克服肾功能障碍，常规上，采取通过具有半透膜(透析器)的交换器进行涉及体外循环的血液治疗，其中，患者的血液在膜的一侧上循环，并且透析液在另一侧上循环，该透析液包括浓度接近健康受试者的血液中浓度的血液的主要电解质。此外，在由半透膜界定的透析器的两个隔室之间产生压力差，使得血浆流体的一部分通过膜的超细过滤进入包含透析液体的隔室中。在透析器中发生的针对来自代谢和电解质的废物的血液处理是由通过膜的两种分子转运机制引起的。一方面，分子从其浓度较高的液体迁移至其浓度较低的液体。这是扩散传输。另一方面，某些分解代谢物和某些电解质由血浆流体夹带，所述血浆流体在交换器的两个隔室之间产生的压力差的作用下通过膜过滤。这是对流传输。因此，肾的三个上述功能(即，清除水、排泄分解代谢物以及调节血液的电解质浓度)通过透析和血液过滤的组合(这种组合被称为血液透析过滤)而在常规血液处理设备中进行。关于调节身体内酸/碱平衡，采取克服肾缺陷的方法是按照调节身体内酸/碱平衡的机制来进行，该机制由血液的缓冲系统组成，该缓冲系统中的主要的一个缓冲系统包含与其碱金属盐、碳酸氢盐相关的碳酸(作为弱酸)。这就是为什么为了校正遭受肾功能不全的患者的酸中毒，在血液透析期间经由血管通路直接地或间接地对他/她施用碳酸氢盐。在肾治疗领域，连续性肾脏替代治疗(CRRT)已经广泛用于具有急性肾损伤的危重症患者，并且体外血液的抗凝是维持回路的畅通必需的。近几十年来，在临床环境中已经使用了不同的抗凝策略，并且肝素是最常用的抗凝剂。尽管肝素具有低成本、易监测和简单逆转的优点，但是它可能增加出血。另外，存在II型肝素诱导的血小板减少症的风险，该II型肝素诱导的血小板减少症可能导致危及生命的并发症。在20世纪80年代初首次引入临床使用的局部枸橼酸盐抗凝(RCA)已经被推荐为CRRT局部回路抗凝的
最合适的形式，并且甚至已经在具有严重肝功能障碍的患者中安全地使用。然而，危重症患者中的枸橼酸盐输注影响各种代谢系统，这可以导致代谢性碱中毒、低钙血症和枸橼酸盐过量负荷/毒性。这些潜在的干扰可以通过仔细地监测、遵守治疗方案以及在临床实践中由受过培训人员进行照顾来部分地解决。尽管存在以上关键因素，但是枸橼酸盐抗凝血已经由于使患者出血风险最小化(局部抗凝效果)和增加体外血液回路寿命而成为连续性肾脏替代治疗(CRRT)的优选抗凝选择。虽然RCA在与“大”血液流速的配伍方面具有一些限制，但是这在效率主要地由流体交换速率驱动且绝大多数处理以低于200ml/min的血液流速递送的CRRT中不是问题。另一方面，ECCO2R疗法的效率或多或少地与血液流速成比例，并且通常规定血液流量在350ml/min至450ml/min范围中。由于向患者输注大量的枸橼酸盐(枸橼酸盐负荷)和相关联的效应，这些大的血液流速明显地不与CRRT中使用的典型RCA处方(血液的枸橼酸盐剂量3.0mmol/L)配伍。高患者枸橼酸盐负荷的影响包括代谢性碱中毒和枸橼酸盐积累/低钙血症。快速地代谢向患者输注的枸橼酸盐是使RCA成功的关键机制的一部分。枸橼酸盐代谢产生能量、以及碳酸氢盐和CO2，同时释放复合钙。在向患者输注大量的枸橼酸盐的情况下，产生大量的碳酸氢盐，达到产生代谢性碱中毒的点。枸橼酸盐积累与全身枸橼酸盐浓度显著地增加的情境相符。它可以在两种情况下展开，即结合成差的枸橼酸盐代谢的“正常”枸橼酸盐负荷、以及结合成大的枸橼酸盐负荷的“正常”枸橼酸盐代谢。第一种情况可能由于从枸橼酸盐产生碳酸氢盐的速率低而导致代谢性酸中毒。要考虑的是第二种情况，特别是关于ECCO2R
‑
RCA环境下的CRRT疗法。枸橼酸盐积累的结果是需要增加总钙浓度，以将(全身)离子钙保持在生理范围内。这可以通过提高钙输注速率来实现。该问题在开始治疗期间是暂时的问题，因为在稳定全身枸橼酸盐浓度(6小时至8小时)之后可以达到安全的稳定状态。然而，停止治疗可能导致一段时间的高钙血症(因为枸橼酸盐被代谢并且复合物结合钙被释放)。在临床环境中，经由监测总钙与离子全身钙的比率(比率>2.5，表示可能的枸橼酸盐累积)来诊断枸橼酸盐累积。因此，尽管局部抗凝可以高度缓解肝素的副作用，但是RCA需要适当地监测患者血液中的酸碱平衡，其严重地增加碱中毒的风险。此外，在ECCO2R治疗中，由于ECCO2R形式和RCA形式的相互矛盾的要求，RCA不能令人满意地实施：
[0004]‑
在ECCO2R中，CO2清除性能与血液流速直接相关，其清除速率随血液流量极显著地增加；
[0005]‑
在当前具有中度流体交换速率(约30ml/kg/h)的CRRT操作条件下，由于会导致向患者输注过量的枸橼酸盐(经由返回的血液)，高血液流速是不可能的，向患者输注过量的枸橼酸盐可能导致代谢性碱中毒和低钙血症二者。
[0006]因此，ECCO2R和RCA
‑
CRRT的当前设计驱使了对血液流速的矛盾要求，使得当在可购得的商用CRRT系统中几乎不能以超过200ml/min的血液流速安全地进行具有RCA的CRRT时，不能进行令人满意的CO2清除(清除>50ml/min)。
[0007]EP0678301涉及一种用于加强监护的人工肾，特别地适于治疗在事故或外科手术后暂时地遭受肾衰的人。如现有技术文献中阐明的，除了净化血浆废物(例如，尿素)和去除过量的水之外，肾在维持血液的酸碱平衡中起重要作用。由于血液中碳酸氢盐的最终浓度取决于灌注溶液或透析液体中碳酸氢盐的浓度、其各自的流速以及通过膜交换器的患者血液的流速，因此基于文献EP0678301的主要问题是患者的血液中碳酸氢盐的浓度几乎不与期望的浓度精确地对应。EP0678301描述了一种血液处理装置，该血液处理装置包括具有由
膜分开的两个室的透析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种连续性肾脏替代治疗(CRRT)设备，包括：
‑
过滤单元(2)，其具有由半透膜(5)隔开的主室(3)和副室(4)；
‑
血液回路(17)，其具有抽血管路(6)和回血管路(7)，所述抽血管路(6)连接到所述主室(3)的入口，所述回血管路(7)连接到所述主室(3)的出口，所述血液回路被配置用于连接到患者心血管系统；
‑
血液泵(21)，其使血液在所述血液回路(17)中循环；
‑
透析液管路(13)，其连接到所述副室(4)的出口；
‑
一个或多个管路(8；51；57；58；63；69；67；74)，其用于将各自的溶液转移到血液中；
‑
用于所述一个或多个管路中的每个管路的溶液的至少一个流体源，其中，所述溶液包括碳酸氢盐或碳酸氢盐前体形式的至少一种缓冲剂；
‑
控制单元(12)，其被配置成接收包括用于设置CRRT血液处理的参数的患者处方，其特征在于，所述控制单元(12)还被配置为：
·
确定表示必须经受CRRT血液处理的患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数，其中，所述参数根据所述流体源中的所述缓冲剂的浓度，以及根据估计或计算的患者全身稳定状态碳酸氢盐和/或碳酸氢盐前体的浓度来确定；或者
·
确定表示必须经受CRRT血液处理的患者的血液中稳定状态碳酸氢盐浓度的参数，其中，所述参数根据所述流体源中的所述缓冲剂的浓度，以及根据估计或计算的表示所述患者的血液中稳定状态酸碱平衡的净缓冲液负荷来确定。2.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，用于将各自的溶液输注到血液中的所述一个或多个管路(8；51；58；63；74)包括输注管路(63)，所述输注管路(63)用于将包括碳酸氢盐或碳酸氢盐前体的替换溶液输注到血液中，特别地，用于将所述替换溶液直接输注到所述血液回路(17)中，所述设备还包括输注泵(65)和置换溶液袋(64)，所述输注泵(65)在所述输注管路(63)上操作，以确定置换输注速率(Q
rep
)，所述置换溶液袋(64)连接到所述输注管路(63)的端部，用于将包括碳酸氢盐的溶液输注到血液中，特别地，其中，所述输注管路(63)连接到所述回血管路(7)，以对包含碳酸氢盐的溶液进行后输注，可选地，所述输注管路(63)包括预输注分支(67)和后输注分支(69)，以允许在所述过滤单元(2)的上游和下游进行输注。3.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，用于将各自的溶液输注到血液中的所述一个或多个管路(8；51；58；63；74)包括抗凝剂管路(51)，所述抗凝剂管路(51)用于将抗凝剂溶液直接输注到所述血液回路(17)中，所述设备还包括抗凝剂泵(54)和抗凝剂溶液袋(10)，所述抗凝剂泵(54)在所述抗凝剂管路(51)上操作，以确定抗凝剂输注速率(Q
cit
)，所述抗凝剂溶液袋(10)连接到所述抗凝剂管路(51)的端部，用于将包括枸橼酸盐的溶液，并且可选地还包括枸橼酸，输注至所述血液回路(17)中，其中，所述抗凝剂管路(51)连接到所述抽血管路(6)。4.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，表示经受CRRT处理的患者的血液中稳定状态酸碱平衡的所述参数(J
buffer_load
/BW)是在稳定状态下预期的患者中的净缓冲液负荷(NBL)的参数函数，特别地，是在稳定状态下预期的患者中的归一化净缓冲液(nNBL)负荷的参数函数，其中，所述净缓冲液负荷在患者体重(BW)上归一化，并且其中，所述控制单元(12)基于以下各项中的一个或多个，特别地，基于以下各项中的三
个，来确定表示患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数(J
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/BW)：
·
每单位时间由输注到患者的碳酸氢盐前体的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计，特别地，每单位时间由输注到患者的枸橼酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计(J
met_cit
)和/或每单位时间由输注到患者的乳酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计(J
met_lact
)；
·
以每单位时间的量表示的来自要递送的CRRT血液处理的碳酸氢盐平衡(J
HCO3_bal
)；
·
以每单位时间的量表示的来自要递送的CRRT血液处理的乳酸盐平衡(J
lact_bal
)；
·
以每单位时间的量表示的来自包含在所述流体源中的枸橼酸的酸输注(J
H+
)。5.根据前述权利要求4所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)如下确定表示患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数(J
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/BW)：替代地，当还考虑乳酸盐平衡时，所述控制单元(12)如下确定表示患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数(J
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/BW)：6.根据前述权利要求4或5中任一项所述的CRRT设备，其中，当相关时，体外血液处理期间的所述净缓冲液负荷是由碳酸氢盐前体的代谢产生的碳酸氢盐、来自体外血液治疗的碳酸氢盐平衡(J
HCO3_bal
)和酸输注的和。7.根据前述权利要求6所述的CRRT设备，其中，所述碳酸氢盐前体至少包括输注到患者中的枸橼酸盐和/或乳酸盐(J
met_cit
；J
met_lact
)。8.根据前述权利要求6或7中任一项所述的CRRT设备，其中，来自体外血液治疗的碳酸氢盐平衡(J
HCO3_bal
)是所述患者的碳酸氢盐净损失或净增益。9.根据前述权利要求6或7或8中任一项所述的CRRT设备，其中，所述酸输注包括枸橼酸含量。10.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)基于每单位时间由输注到患者的枸橼酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计(J
met_cit
)确定表示患者的血液中稳定状态碳酸氢盐浓度的参数(Cp
HCO3_pat
)，特别地，其中，枸橼酸盐负荷的代谢导致稳定状态每摩尔枸橼酸盐3摩尔碳酸氢盐，即J
met_cit
＝3
·
J
cit_load
。11.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)被配置成确定表示患者的血液中稳定状态碳酸氢盐浓度的参数(Cp
HCO3_pat
)，对稳定状态的患者的归一化净缓冲液负荷(NBL)施加恒定值，所述恒定值例如为0.1mmol/h/kg。12.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)基于以下各项中的一个或多个，特别地，基于以下各项中的四个，来确定表示患者的血液中稳定状态碳酸氢盐浓度的参数(Cp
HCO3_pat
)，并且更加详细地，确定所述透析液中的碳酸氢盐损失(J
HCO3_dial
)：
·
每单位时间由输注到患者的碳酸氢盐前体的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计，特别地，每单位时间由输注到患者的枸橼酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计(J
met_cit
)和/或每单位时间由输注到患者的乳酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计(J
met_lact
)；
·
以每单位时间的量表示的来自要递送的CRRT血液处理的碳酸氢盐输注(J
HCO3_inf
)；
·
以每单位时间的量表示的来自要递送的CRRT血液处理的乳酸盐平衡(J
lact_bal
)；
·
预定义的净缓冲液负荷例如选自0至0.35mmol/h/kg之间，特别地，为0.1mmol/h/kg；
·
以每单位时间的量表示的来自包含在所述流体源中的枸橼酸的酸输注(J
H+
)。13.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)基于碳酸氢盐形式的前体代谢的估计(J
met_cit
；J
lact
)、碳酸氢盐输注(J
HCO3_bal
)、预定义的净缓冲液负荷和酸输注(J
H+
)的代数和来确定表示患者的血液中稳定状态碳酸氢盐浓度的参数(Cp
HCO3_pat
)，并且更加详细地，确定所述透析液中的碳酸氢盐损失(J
HCO3_dial
)，特别地，在患者缓冲液损失的情况下，所述酸输注(J
H+
)是负项。14.根据前一权利要求所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)基于碳酸氢盐形式的前体代谢的估计(J
met_cit
；J
lact
)、碳酸氢盐输注(J
HCO3_bal
)、预定义的净缓冲液负荷和酸输注(J
H+
)的代数和来确定表示患者的血液中稳定状态碳酸氢盐浓度的参数(Cp
HCO3_pat
)，并且更加详细地，确定所述透析液中的碳酸氢盐损失(J
HCO3_dial
)，特别地，在患者缓冲液损失的情况下，所述酸输注(J
H+
)是负项。15.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)基于酸输注(J
H+
)，例如以每单位时间的量表示的来自包含在所述流体源中的枸橼酸的酸输注，来确定表示患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数(J
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/BW)，其中，所述酸输注(J
H+
)是酸浓度(C
citric_pbp
)和酸的输注速率(Q
cit
)的函数，特别地，所述酸输注(J
H+
)等于3倍的枸橼酸浓度(C
citric_pbp
)乘以枸橼酸的输注速率(Q
cit
)。16.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)基于每单位时间由输注到患者的枸橼酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量的估计(J
met_cit
)来确定表示患者的血液中稳定状态酸碱平衡的参数(J
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/BW)，特别地，其中，枸橼酸盐负荷的代谢导致稳定状态每摩尔枸橼酸盐3摩尔碳酸氢盐，即J
met_cit
＝3
·
J
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。17.根据前述权利要求16所述的CRRT设备，其中，所述控制单元(12)计算每单位时间由枸橼酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量，特别地，所述控制单元根据患者枸橼酸盐代谢清除率(K
cit_met
)计算枸橼酸盐负荷(J
cit_load
)，特别地，所述代谢清除率基于患者体重(BW)，例如，直接与患者体重成比例，例如，如下确定所述代谢清除率：18.根据前述权利要求16或17中任一项所述的CRRT设备，其中，每单位时间由枸橼酸盐的代谢产生的碳酸氢盐的量是枸橼酸盐清除率(K
cit
)的函数，特别地，所述控制单元计算的枸橼酸盐负荷(J
cit_load
)是枸橼酸盐清除率(K
cit
)的函数，特别地，所述控制单元(12)根据一个或多个流速确定所述枸橼酸盐清除率(K
cit
)，特别地，所述一个或多个流速包括透析流速(Qd)、血浆水流速(Qpw
inlet
...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克，
申请(专利权)人：甘布罗伦迪亚股份公司，
类型：发明
国别省市：