JP2010099484A - 体外血液回路中の血流を制御するための装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蠕動ポンプ9の上流で動脈圧を測定する第1センサ11と、この蠕動ポンプの角速度を測定する第2センサ12、所望の血流の設定値、およびポンプの角速度に関連する変量、蠕動ポンプの上流の動脈圧に関連する変量、実際の血流に関連する変量の範囲内の較正関数を記憶するように設計したメモリ14と、そして、これらのセンサにより測定した角速度および動脈圧の値へこの較正関数を適用することにより実際の流量値を計算すること;この実際流量値を所望の流量と比較すること;および、上記蠕動ポンプの角速度を変えることができる少なくとも一つの制御ユニット13と、を含む装置。
【選択図】図1
Description
特に、この発明が関係する装置は、血液処理器械、例えば、血液透析、血液濾過、血液透析濾過または血漿瀉血用機械の体外回路で作動するように設計してある。
特に、上に示す血液処理装置は、少なくとも一つの血液処理ユニット、および患者から血液を採取する領域をこの処理ユニットの第1室へ接続するように設計した少なくとも一つのアクセスチャンネルまたはブランチを備える体外回路を含み;この体外回路は、上記第1室から血液を患者へ戻す領域の方へこの処理ユニットの下流へ伸びる、第2室または戻りブランチも含む。
患者に実施すべき透析治療の種類に関係なく、患者から採取し、続いてこの体外血液回路が関連する機械によって処理した血液の正確な量を知ることが非常に重要であることに注目すべきである。
蠕動ポンプが関連する管路の部分の材料、従って弾性、
蠕動ポンプが関連する血液管路の特定の部分の形状寸法、
ポンプロータの形状寸法、および蠕動ポンプの角速度、
特に、蠕動ポンプの上流および下流の配管部分にある圧力、
体外回路の温度、
患者の血液に関連するヘマトクリット値、
ポンプの上流の配管部分の形状寸法、
患者から血液を採取するために使うアクセス部材の形状寸法、特に、流路断面。
言換えれば、ポンプ部分を通る流量の理論値を得るために、ポンプ部分の角速度に一定較正係数を掛けた。状況によっては、得た理論流量値を機械の適当なディスプレーに表示したり、しなかったりした。
上述のように、ポンプが作用する配管の部分の、材料および形状寸法に関する、構造は、他の条件を一定に保つならば、蠕動ポンプによって実際に発生する流れに大きく影響することがある。これに関して、配管部分およびポンプの動的特性は、管路を形成する材料の機械的性質の劣化、より一般的には変動の結果として、処理サイクルの開始からの経過時間に関して、変りやすいことに注目すべきである。
標準動作状態に達したとき、ポンプが作用する配管の部分の上流の圧力を測定し、このポンプ部分を実際に通過する流体の流量を機械の内部流量計によって、1対の較正値(実際の流量と動脈圧)を選択したポンプの角速度の関数として得るような方法で、測定する。
更なる特徴および利点は、本発明による体外血液回路中の血流を制御するための装置の幾つかの好適ではあるが、排他的ではない実施例の以下の説明によって、より明白になろう。
この説明は、ただ案内のために設け、従って制限する意図のない、添付の図面を使って以下に用意する。
上に簡単に説明した、第1および第2センサにより測定した、角速度(ω)および動脈圧(Part)の値へのメモリ常駐較正関数Fの適用による実際流量値(Qactual)の計算;
較正関数Fによって計算した実際流量値(Qactual)とユーザ指定またはメモリ常駐設定流量値(Qset)の比較;この値Qsetは、患者の要求およびこの装置に入れた設定値に依って、この処理によって決めた方針に従って時間的に固定または可変でもよいことに注目すべきである;
実際の流量と所望の流量の間の差(Qactual−Qset)が所定の許容範囲外のときの蠕動ポンプの角速度の変更;
を含む制御手順を実行することができる。
この制御ユニットは、タイマ装置を備え、上に説明した作業を所定の時間間隔で実行することができる。
v3=a・v1+b・v1・v2+c・v2+d
の型式でもよく、但しa、b、c、dは、実験的に決めた既知のパラメータであり、並びにv1は、ポンプの角速度、v2は、上記アクセスブランチの上記蠕動ポンプの上流の部分の動脈圧Partであり、およびv3は、上記アクセスブランチを通る実際の血流(Qactual)である。
v3=(a・v1+b・v1・v2+c・v2+d)・f(v4)
の型式でもよく、但しa、b、c、dは、実験的に決めた既知のパラメータであり、f(v4)は、これも既知で変量v4の範囲内で実験的に決めた関数である。
− 血液透析、
− 血液濾過、
− 血液透析濾過、
− 純限外濾過、
− 血漿瀉血、
の一つ以上を実行できおよび説明し且つ添付の図面に示したような体外回路の中の血流を制御するための装置も備える血液処理用機械も含む。
Claims (23)
- 体外血液回路中の血流を制御するための装置であって、前記体外回路が少なくとも一つの血液処理ユニット、患者から血液を採取する領域とこの処理ユニットの間に伸びる少なくとも一つのアクセスブランチ、前記体外回路の前記アクセスブランチと作動するために関連する少なくとも一つの蠕動ポンプ、および処理ユニットと血液を患者に戻す領域の間に伸びる少なくとも一つの戻りブランチを有し、前記装置が、
前記アクセスブランチの前記蠕動ポンプの上流の部分の動脈圧(Part)を測定するように、および前記動脈圧(Part)に比例する対応する第1出力信号を発生するように設計した少なくとも一つの第1センサ、
前記蠕動ポンプの角速度(ω)を測定するようにおよび前記蠕動ポンプの前記角速度に比例する、対応する第2出力信号を発生するように設計した少なくとも一つの第2センサ、
前記アクセスブランチを通る所望の血流の少なくとも一つの設定値(Qset)、および少なくとも以下の変量である、
前記ポンプの角速度(ω)に関連するv1、
前記アクセスブランチの前記蠕動ポンプの上流の動脈圧(Part)に関連するv2、
前記アクセスブランチを通る実際の血流(Qactual)に関連するv3の範囲内における較正関数Fを記憶するように設計したメモリ、
前記第1および第2信号を受けるため並びに動脈圧(Part)および角速度(ω)の対応する測定値を前記メモリに記憶するために、前記センサにおよび前記メモリに作動するように接続した、少なくとも一つの制御ユニットを含み、
前記制御ユニットは、以下の時間継続作業である、
前記動脈圧(Part)の安定性を検証すること、
前記センサにより測定した角速度および動脈圧の値(ω,Part)へのメモリ常駐較正関数Fの適用により実際の流量値(Qactual)を計算すること、
前記実際の流量値(Qactual)を前記設定流量値(Qset)と比較すること、
次に、前記角速度を前記ポンプに伝えられ得る許容可能な最大値と比較すること、
次に、もし前記実際流量と所望の流量の間の差(Qactual−Qset)が所定の許容範囲外にあれば、前記蠕動ポンプの角速度を変えること
を含む制御手順を実行し、
前記動脈圧(Paert)の安定性を検証するステップが以下のサブステップである、
所定のd(T1)に第1動脈圧(Part1)を測定すること、
前記所定の瞬間(T1)の後の瞬間(T2)に第2動脈圧(Part2)を測定すること、
前記第1動脈圧および第2動脈圧の差を所定の許容範囲と比較すること、
前記第1および第2動脈圧の差が前記所定の許容範囲内になければ、所定の時間間隔の間待ってかつ前記測定するステップおよび前記比較するステップを繰り返すこと、および
前記第1および第2動脈圧の差が前記所定の許容範囲内にあれば、前記制御手順を続けることを含むことを特徴とする装置。 - 前記制御ユニットに作動するように接続したタイマ装置も含み、前記制御ユニットが前記制御手順を所定の時間間隔で実行できることを特徴とする請求項1に記載された装置。
- 前記制御ユニットに前記制御手順を起動するための少なくとも一つの信号およびそれを不能にするための少なくとも一つの信号を送れるユーザインタフェース装置も含むことを特徴とする請求項1に記載された装置。
- 前記ユーザインタフェース装置がこの設定流量(Qset)の手動設定を受けおよびこの設定を前記制御ユニットへ伝達することができることを特徴とする請求項3に記載された装置。
- 前記制御ユニットが、選択的に、前記起動および不能信号並びに前記制御手順を起動するためのこの設定流量の前記手動設定を待つ第1動作モードか、前記処理中に前記制御手順を自動に実行する第2動作モードで動作できることを特徴とする請求項4に記載された装置。
- 前記実際流量値(Qactual)を前記設定流量値(Qset)と比較するステップの後、および前記蠕動ポンプの角速度を変えるステップの前に、このPartを治療する患者にとって重大と考えられる閾値と比較するステップを設けること、並びにもしこの圧力がこの閾値より低ければ、このアルゴリズムから抜出て、限界圧力状態発生に関する警報メッセージによって操作員に警告することを特徴とする請求項1に記載された装置。
- 前記較正関数Fが少なくとも以下の更なる変量、
前記制御手順の開始状態からの経過時間(Ti)に関連するv4、
も有し、前記制御ユニットが、前記開始状態と前記制御手順を実行する各瞬間の間の経過時間を決めること、並びに前記経過時間(Ti)の値におよび前記センサによって測定した角速度および動脈圧の値(ω,Part)に前記メモリ常駐較正関数Fを適用することによって実際の流量値(Qactual)を計算することができることを特徴とする請求項1に記載された装置。 - 前記較正関数Fが、
v3=a・v1+b・v1・v2+c・v2+d
の型式であり、但しa、b、c、dは、実験的に決めた既知のパラメータであることを特徴とする請求項8に記載された装置。 - 前記較正関数Fが、
v3=(a・v1+b・v1・v2+c・v2+d)・f(v4)
の型式であり、但しa、b、c、dは、実験的に決めた既知のパラメータであり、f(v4)は、これも既知で変量v4の範囲内で実験的に決めた関数であることを特徴とする請求項9に記載された装置。 - 前記メモリが、各々少なくともv1、v2、v3の範囲内であり且つ複数の型式の体外回路の対応する一つに適用可能な複数の較正関数F1、F2、…Fnを記憶するように設計してあることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか一項に記載された装置。
- 前記較正関数Fの各々が前記変量v4の関数でもあることを特徴とする請求項7、9および11の何れか一項に記載された装置。
- 前記較正関数Fの各々が以下の更なる変量、
前記体外回路に作用するために接続可能なアクセス部材の幾何学的特性に関連するv5、
アクセスブランチのチューブの前記蠕動ポンプ上流部分の長さに関連するv6、
の少なくとも一つ以上の関数でもあることを特徴とする請求項13に記載された装置。 - 前記関数Fが互いに連続に連結された、二つの関数、F’およびF”を含み、この第1F’は、動脈圧の値の第1範囲で有効であり、およびこの第2F”は、前記第1範囲に続く動脈圧の値の第2範囲で有効であることを特徴とする請求項14に記載された装置。
- 前記制御ユニットが起動信号が受けた後だけでなく、またQsetの値または前記動脈圧Partの値が変りまたは変えられる場合にも前記制御手順を起動することができることを特徴とする請求項3に記載された装置。
- 請求項1から請求項16まで何れかの一項に記載された制御手順のステップを実行可能にする請求項1から請求項16までの何れかの一項に記載の装置の制御ユニットを形成するための命令を含むソフトウェアプログラム。
- 前記ソフトウエアプログラムを磁気および/または光記録媒体に記憶することを特徴とする請求項17に記載されたプログラム。
- 前記ソフトウエアプログラムをコンピュータメモリに記憶することを特徴とする請求項17に記載されたプログラム。
- 前記ソフトウエアプログラムを電気的または電磁的搬送体によって携行することを特徴とする請求項17に記載されたプログラム。
- 前記ソフトウエアプログラムを読取り専用メモリに記憶することを特徴とする請求項17に記載されたプログラム。
- 体外回路中の血液を処理するための機械であって、請求項1から請求項16までの何れか一項に記載された血流を制御するための装置を含むことを特徴とする機械。
- 以下の処理、
血液透析、
血液濾過、
血液透析濾過、
純限外濾過、
血漿瀉血、
の一つ以上を実行できることを特徴とする請求項22に記載された体外回路中の血液を処理するための機械。
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