用于血液体外处理的设备和在用于血液体外处理的医疗设备中计算设定流速的方法技术

CRRT设备，包括控制单元，所述控制单元被配置为通过接收包括临床处方参数的患者处方、通过允许输入要输送的规定透析剂量(D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于血液体外处理的设备和在用于血液体外处理的医疗设备中计算设定流速的方法


[0001]本专利技术涉及用于血液体外处理的医疗设备。本专利技术还涉及在用于体外流体处理的医疗设备中计算设定流速的方法。
[0002]更详细地，本专利技术适用于有或无抗凝的连续性肾脏替代治疗(CRRT)(例如有或无全身抗凝(例如肝素)/有或无局部抗凝(例如柠檬酸盐)的CRRT)的情况。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)期间施用局部柠檬酸盐抗凝(RCA)。

技术介绍

[0003]肾脏发挥多种功能，包括去除水分、排泄分解代谢产物(或代谢产生的废物，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)的浓度以及调节体内酸碱平衡，这具体是通过去除弱酸和产生铵盐来实现的。在(暂时或永久)失去肾脏功能的个体中，由于这些排泄和调节机制不再起作用，因此身体会累积代谢产生的水和废物，并表现出电解质过量，并且通常会出现酸中毒，即血浆的pH值向下移动至7.35以下(血液pH值通常在7.35至7.45的窄范围内变化)。如上所述，为了克服肾功能不全，传统上采用通过具有半透膜的交换器(透析器)进行体外循环的血液治疗，其中，患者的血液在膜的一侧循环，并且在另一侧循环透析液，透析液包括血液的主要电解质，其浓度接近健康受试者血液中的浓度。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，使得一部分血浆流体通过超滤穿过膜，进入含有透析液的隔室。透析器中进行的关于代谢废物和电解质的血液处理是由两种通过膜的分子传输机制产生的。一方面，分子从浓度较高的液体迁移到浓度较低的液体。这是扩散传输。另一方面，某些分解代谢产物和某些电解质被血浆流体夹带，该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滤过。这是对流传输。上述肾功能中的三种，即去除水分、排泄分解代谢物和调节血液的电解浓度，因此在常规的血液处理设备中通过透析和血液滤过的组合来进行(这种组合被称为血液透析)。为了执行一种或多种上述处理，体外血液处理设备可以包括用于将流体直接输送到患者或输送到体外血液回路中的多个管线。
[0004]当设置机器时，操作者通常施加血液泵流速、每条输液管线的单独流速、透析管线和流出管线的流速(实际上后者可替代地基于所设置的患者流体去除速率来计算)。每条管线上流速的设定值用于控制相应的泵：换句话说，使用多个泵，其中每个泵根据相应管线的设定流速值，从相应流体容器抽取流体或将流体供应到相应流体容器。因此，机器的设置很麻烦，因为它需要操作员定义和输入相对大量的流速。此外，每个流速的独立设置不能为操作员提供医学相关处方参数方面的直观信息。最后，独立设置多个参数的需要可能是误差的来源，并且不允许优化流体消耗。
[0005]WO 2013/030642涉及血液处理设备和设置用于输送或收集流体的医疗设备的方法，其中控制单元被配置为基于由操作者设置的流体流速和规定剂量值来计算两个或更多个流体流速的设定值。然而，WO 2013/030642未将重点放在酸碱平衡管理方面，且未具体解
决CRRT背景下局部抗凝中的酸碱平衡问题。
[0006]关于体内酸/碱平衡的调节，克服肾虚所采用的方法是作用于调节体内酸/碱平衡的机制，该机制由血液的缓冲系统组成，其中主要的一个缓冲系统包括作为弱酸的碳酸与其碱金属盐碳酸氢盐结合。这就是为什么为了修正肾功能不全患者的酸中毒，在血液透析期间通过血管途径直接或间接给予他/她碳酸氢盐。在肾脏治疗领域，连续性肾脏替代治疗(CRRT)已广泛应用于急性肾损伤的危重患者，体外血液抗凝是维持回路通畅的必要条件。近几十年来，临床上采用了不同的抗凝策略，肝素是最常用的抗凝剂。肝素虽然具有成本低、易监测、逆转简单等优点，但也可能增加出血。此外，还有肝素诱导的II型血小板减少症的风险，这可能会导致危及生命的并发症。局部柠檬酸盐抗凝(RCA)于20世纪80年代初首次引入临床应用，被推荐为最合适的CRRT局部回路抗凝形式，甚至已安全用于严重肝功能不全的患者。然而，危重患者输注柠檬酸盐会影响多种代谢系统，可能导致代谢性碱中毒、低钙血症和柠檬酸盐过量负荷/毒性。通过仔细监测、遵守治疗方案以及在临床实践中由训练有素的工作人员进行监督，这些潜在的干扰可能会得到部分解决。尽管存在上述关键因素，但柠檬酸盐抗凝治疗已成为连续性肾脏替代治疗(CRRT)的首选抗凝，因为它可最大限度地降低患者出血风险(局部抗凝效果)，并延长体外循环血液回路的使用寿命。虽然RCA在与“大”血流速率的相容性方面存在一些限制，但在CRRT中这不是问题，因为CRRT的效率主要由流体交换速率驱动，而且绝大多数治疗都是以低于200ml/min的血流速率输送的。输注给患者的柠檬酸盐的快速代谢是RCA成功的关键机制之一。柠檬酸盐代谢产生能量，以及碳酸氢盐和CO2，同时释放复合钙。向患者输注大量柠檬酸盐时，会产生大量碳酸氢盐，直至产生代谢性碱中毒。柠檬酸盐累积与全身柠檬酸盐浓度显著升高的情况相符。它可在两种情况下发生：“正常”柠檬酸盐负荷与柠檬酸盐代谢不良结合，以及“正常”柠檬酸盐代谢与大量柠檬酸盐负荷结合。第一种情况可能导致代谢性酸中毒，因为柠檬酸盐生成碳酸氢盐的速率较低。本申请中考虑并解决了第二种情况，特别是RCA背景下的CRRT治疗。柠檬酸盐累积的后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。这可以通过增加钙输注速率来实现。该问题在治疗开始期间为暂时性问题，因为在全身柠檬酸盐浓度稳定后(6
‑
8小时)，可达到安全的稳态。然而，停止治疗可能导致高钙血症发作(因为柠檬酸盐被代谢，复合结合钙被释放)。在临床环境中，通过监测总钙与离子化全身钙的比率来诊断柠檬酸盐累积(比率>2.5表明可能存在柠檬酸盐累积)。此外，一旦柠檬酸盐进入患者体循环，按1：3的比例代谢为碳酸氢盐；因此，1mmol(毫摩尔)柠檬酸盐产生3mmol碳酸氢盐。在高柠檬酸盐负荷下，产生大量碳酸氢盐，并有代谢性碱中毒的风险。因此，尽管局部抗凝可以高度减轻肝素的不良作用，但RCA要求适当监测患者血液中的酸碱平衡，以避免严重的碱中毒风险。
[0007]EP0678301涉及一种用于重症监护的人工肾，特别适用于治疗在事故或外科手术后暂时患有肾衰竭的人。正如现有技术文件中所阐明的，除了净化血浆废物(例如尿素)和除去过量的水之外，肾脏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中碳酸氢盐的浓度、其各自的流速以及患者血液通过膜交换器的流速，所以基于文献EP0678301的主要问题是患者血液中碳酸氢盐的浓度很少精确地对应于所需浓度。EP0678301描述了一种血液处理设备，其包括具有由膜分隔的两个室的透析器。透析液容器(其不包含任何碳酸氢盐)经由延伸到透析器的第二室的导管连接到流体泵。提供电磁夹，用于将容器连接到透析器或血液回路。在血液回路的回流管线中设置有
气泡捕集器。气泡捕集器与装有碳酸氢盐溶液的输注容器相连。根据EP0678301，无论输送到患者的治疗类型如何，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)装置，被配置用于进行局部抗凝，并且包括：滤过单元(2)，具有由半透膜(5)分隔的主室(3)和副室(4)；体外血液回路(17)，具有与所述主室(3)的入口连接的血液抽取管线(6)和与所述主室(3)的出口连接的血液回流管线(7)，所述体外血液回路(17)被配置为与患者心血管系统连接；血液泵(21)，被配置为控制通过所述体外血液回路(17)的血液的流动；流出物流体管线(13)，与所述副室(4)的出口连接；抗凝剂输注管线(51)，其一端在所述血液抽取管线的区域中连接到所述血液抽取管线，所述血液抽取管线在使用时位于所述血液泵(21)的上游，局部抗凝剂的源(10)，向所述抗凝剂输注管线(51)提供抗凝剂，所述源具体地包括柠檬酸盐；一条或多条所述附加流体管线，选自包括以下管线的组：前稀释输注管线(29)，其一端连接到所述血液抽取管线(6)，后稀释输注管线(63)，其一端连接到所述血液回流管线(7)，后稀释碳酸氢盐输注管线(23)，其一端连接到所述血液回流管线(7)，离子平衡输注管线(74)，其一端连接到所述血液回流管线(7)或连接到患者导管，透析液供应管线(8)，其一端连接到所述副室(4)的入口，前血液泵
‑
PBP输注管线(52)，其一端连接到所述血液抽取管线的区域中的所述血液抽取管线，所述血液抽取管线在使用时位于所述血液泵(21)的上游，以及注射器流体管线(22)，其一端连接到所述血液抽取管线，致动器，用于调节流体(24、25、26、31、53、54、65、75)通过所述流体管线(23、8、13、29、52、51、63、74)的流动；存储器(16)，存储一个或多个数学关系式；以及控制单元(12)，与所述存储器(16)和所述致动器连接，所述控制单元被配置为执行流速设置程序，所述流速设置程序包括：
‑
接收包括临床处方参数的患者处方，所述接收步骤包括：ο允许输入要输送的规定的透析剂量(D
set
)的设定值，ο允许输入参数(nNBL；Cp
HCO3_pat
)的目标值，所述参数(nNBL；Cp
HCO3_pat
)指示必须接受CRRT血液处理的患者血液中的稳态酸碱平衡，ο允许输入要输送的处方抗凝剂剂量(D
cit
)的设定值，
‑
使用所述一个或多个数学关系式来确定一个或多个操作参数，操作参数的确定包括计算在包括以下各项的组中选择的至少三个或更多个流体流速的设定值：
·
通过所述抗凝剂输注管线(51)的流体流速(Q
cit
)，
·
通过所述PBP输注管线(52)的流体流速(Q
PBP
)，
·
通过所述前稀释输注管线(29)的流体流速(Q
rep.pre
)，
·
通过所述后稀释输注管线(63)的流体流速(Q
rep.post
)，
·
通过所述后稀释碳酸氢盐输注管线(23)的流体流速(Q
HCO3
)，
·
通过所述离子平衡输注管线(74)的流体流速(Q
ca
)，
·
通过所述体外血液回路(17)的血液流体流速(Q
b
)，
·
通过所述注射器流体管线(22)的流体流速(Q
syr
)，
·
通过所述透析液供应管线(8)的流体流速(Q
dial
)，以及
·
通过所述流出物流体管线(13)的流体流速(Q
eff
)，其中计算三个或更多个流体流速的每个设定值至少基于：所述规定的透析剂量(D
set
)的所述设定值，指示血液中的稳态酸碱平衡的所述参数的所述目标值，以及所述规定的抗凝剂剂量(Dcit)的所述设定值。2.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，指示患者血液中的稳态酸碱平衡的所述参数(nNBL；Cp
HCO3_pat
)的目标值影响通过所述抗凝剂输注管线(51)的流体流速(Q
cit
)的设定值，特别是在通过体外血液回路(17)的血液流体流速(Q
b
)的设定值由所述控制单元(12)确定作为操作参数的情况下，通过所述抗凝剂输注管线(51)的流体流速(Q
cit
)的设定值是由所述控制单元(12)计算的操作参数。3.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，计算所述三个或更多个流体流速的设定值包括确定所述操作参数，包括计算至少通过所述抗凝剂输注管线(51)的所述流体流速(Q
cit
)的设定值，其中，所述局部抗凝剂量(D
cit
)是指示所述局部抗凝强度的柠檬酸盐剂量。4.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，所述局部抗凝剂量(D
cit
)具有与浓度相同的单位，并且更详细地为每升处理过的血液的抗凝剂的注射量(mmol/L血液)。5.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，所述控制单元(12)被配置为使用柠檬酸盐流速数学关系式，使通过所述抗凝剂输注管线(51)的所述流体流速(Q
cit
)的所述设定值与以下项在数学上关联：所述局部抗凝剂量(D
cit
)的设定值，和/或通过所述抗凝剂输注管线(51)的流体流速(Q
cit
)的设定值与血液流速(Q
b
)；和/或抗凝剂、具体是柠檬酸盐在抗凝剂源(10)中的浓度，具体是计算流体流速(Q
cit
)的设定值作为抗凝剂、具体是柠檬酸盐在抗凝剂源(10)中的浓度的函数。6.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，所述一个或多个数学关系式包括柠檬酸盐流速数学关系式，并且基于存储在所述存储器(16)中的柠檬酸盐流速数学关系式，来计算通过所述抗凝剂输注管线(51)的流体流速(Q
cit
)：其中符号的意义在术语表中给出。7.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，所述控制单元(12)被配置为驱动抗凝剂泵(54)，以便以所计算的用于所述抗凝剂的流体流速(Q
cit
)在所述血液抽取管线中输注抗凝剂。8.根据前述权利要求中任一项所述的CRRT装置，包括：所述离子平衡输注管线(74)，在其一端连接到所述血液回流管线(7)或连接到患者导管；和离子平衡溶液的源(11)，在离子平衡输注管线(74)的相对端连接，其中接收患者处方还包括允许输入离子再生溶液参数(CaComp；D
ca
)的设定值，具体是钙补偿参数的设定值，所述离子再生溶液参数指示离子平衡
的强度，具体是钙离子平衡的强度，其中计算三个或更多个流体流速的设定值包括计算四个或更多个流体流速的设定值，并且确定操作参数包括计算至少通过离子平衡输注管线(74)的流体流速(Q
ca
)的设定值。9.根据前述权利要求所述的CRRT装置，其中所述离子再生溶液参数(CaComp)是以下其中之一：在滤过单元(2)中去除的钙的补偿值或补偿百分比，例如包括在0.05％和2％之间或在5％和200％之间；或者在诸如钙的离子浓度方面的诸如钙剂量，具体地，所述钙剂量是流出物中的钙浓度。10.根据前述两项权利要求中任一项所述的CRRT装置，其中，所述控制单元(12)被配置为使用钙流速数学关系式，使通过所述离子平衡输注管线(74)的所述流体流速(Q
ca
)的所述设定值与以下项在数学上关联：离子再生溶液参数(CaComp；D
ca
)的设定值，具体是计算流体流速(Q
ca
)的设定值作为离子再生溶液参数(CaComp；D
ca
)的设定值的函数；和/或流出物流速(Q
eff
)，具体是计算流体流速(Q
ca
)的设定值作为流出物流速(Q
eff
)的函数；和/或离子平衡溶液的源(11)中的钙浓度(C
ca
)，具体是计算流体流速(Q
ca
)的设定值作为离子平衡溶液的源(11)中的钙浓度(C
ca
)的函数；和/或在连接到所述后稀释输注管线(63)的所述副容器(64)中的钙浓度具体是计算流体流速(Qca)的设...

【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：