JP2012501216A - 透析用途のためのインラインセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
本特許は、概して、医療用流体送達システムおよび方法に関する。より具体的には、本特許は、腹膜透析流体、血液透析流体、および血液等の透析に関与する流体種を感知および測定するための微小電気機械システム(MEMS)センサ用のシステム、方法、および装置を開示する。
本発明の実施形態において、透析流体中の対象となる分析物を検出および定量化するために、MEMSセンサが使用される。MEMSセンサは、種々の液体中の多数の特徴および種を検出することが可能である。これらの流体は、水、透析流体、使用済み透析流体、および血液さえ含む。特徴は、pH、導電率、温度、酸化還元電位、および総硬度を含む。種は、アンモニアまたはアンモニウム、総溶解固形物(TDS)、炭酸塩、重炭酸塩、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、塩化物等を含む。
図1に戻ると、システム10は、水または使用済み透析流体の源11を含み、MEMSセンサ13が、流入水または流体の特性を監視するために源に配置される。活性炭または木炭床等の第1の処理容器12が、源11の下流に配置される。活性炭または木炭床は、小粒子を含み、かつとりわけ、重金属、塩素、クロラミン、および有機物も含む、多くの汚染物質を除去するのに優れている。活性炭または木炭床は、除去される汚染物質の種類に比較的非選択的である。必要に応じて、第2の処理容器12または活性炭または木炭床が使用されてもよく、第2のセンサ13が第2の容器の下流に配置される。これは、例えば、第1の床に対するセンサが、廃液がクロラミン、β2−ミクログロブリン、またはクレアチニン等の特定の汚染物質に対する許容限界を超えていることを示した後に、透析治療が必要とされる場合、ユーザに床を交換する時間を与える。
腹膜透析のために設計されるシステム30を図3に示す。システム30は、給水栓または使用済み透析物を生成する患者からの出口等、源31からの水または使用済み透析物流体を受容する。該システムは、水または使用済み透析物を精製するための、少なくとも1つの容器32を含む。他のシステムに関する上記の方法と同様の方法で、第1の容器32は、活性炭もしくは木炭を含んでもよく、または水あるいは使用済み透析流体からの不純物または老廃物を選択的もしくは非選択的に吸収するための、2つ以上の層を含んでもよい。該システムは、上記のように、MEMSセンサ33を含む。本システムにおいて、使用済み透析流体または水は、透析流体調製システム34に送られ、その一実施形態を以下の図6に示す。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
透析流体を調製するためのシステムであって、
水用の精製媒体を含む第1の精製容器と、
該水を送出または測定するための装置と、
該水を加熱するためのヒータと、
該装置から該水を受容することと、該水を濃縮物と混合し、新鮮な透析溶液を形成することとを行うように構成された混合チャンバと、
該新鮮な透析溶液を濾過するためのフィルタと、
該第1の精製容器、該装置、該ヒータ、該混合チャンバ、および該フィルタから成る群より選択される容器からの排出と流体連絡して配置される、微小電気機械システム(MEMS)センサと
を備えている、システム。
(項目2)
上記MEMSセンサは、アンモニウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、カリウム、炭酸塩、重炭酸塩、水素またはヒドロニウム、ヒドロキシル、クロラミン、および塩化物から成る群より選択されるイオンのうちの2つ以上を感知するために好適である、イオン選択センサを備える、項目1に記載のシステム。
(項目3)
上記MEMSセンサは、pH、カルシウム、総硬度、二酸化炭素、およびアンモニアから成る群より選択される少なくとも2つのパラメータを感知するために好適である、イオン選択センサを備える、項目1に記載のシステム。
(項目4)
上記MEMSセンサは、塩素およびクロラミンを感知するために好適である、電流滴定センサである、項目1に記載のシステム。
(項目5)
上記MEMSセンサはさらに、電源と、遠隔通信用の無線とを備える、項目1に記載のシステム。
(項目6)
上記水は、新鮮な水または使用済み透析溶液を含む、項目1に記載のシステム。
(項目7)
上記第1の精製容器の下流に配置される、第2の精製容器をさらに備え、該第2の精製容器はさらに、非選択的精製媒体、選択的精製媒体、電気式脱イオンカートリッジ、およびイオン交換樹脂から成る群より選択される、精製媒体を備える、項目1に記載のシステム。
(項目8)
上記第1の精製容器または上記ヒータと動作可能に連絡している、水ポンプをさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目9)
上記MEMSセンサは、水溶液または水性混合物中の複数の物質を測定するために好適である、項目1に記載のシステム。
(項目10)
透析流体を調製するシステムであって、
水用の精製媒体を備える第1の精製カートリッジと、
該第1の精製カートリッジから受容される該水を加熱するためのヒータと、
第1の濃縮物および第2の濃縮物を送出し、測定するための第1のポンプおよび第2のポンプと、
該第1のポンプおよび第2のポンプから該第1の濃縮物および第2の濃縮物を受容することと、該第1の濃縮物および第2の濃縮物を該水と混合して新鮮な透析溶液を形成することとを行うように構成される混合チャンバと、
該新鮮な透析溶液を濾過するためのフィルタと、
該第1の精製カートリッジ、該ヒータ、該混合チャンバ、および該フィルタから成る群より選択される容器の排出部と流体連絡して配置される、微小電気機械システム(MEMS)センサと
を備え、該MEMSセンサは、該第1の精製カートリッジからの水、該新鮮な透析溶液、および該濾過された新鮮な透析溶液から成る群より選択される流れの中の少なくとも2つの物質を感知するために好適である、システム。
(項目11)
上記MEMSセンサはさらに、透析機の制御装置と連絡するための無線送信器を備える、項目10に記載のシステム。
(項目12)
上記水から、または上記透析溶液から、細菌および微生物を除去するための限外濾過装置をさらに備える、項目10に記載のシステム。
(項目13)
上記水または上記透析溶液を浄化するための逆浸透フィルタをさらに備える、項目10に記載のシステム。
(項目14)
上記水または透析溶液を照射するための紫外光源をさらに備え、該紫外光源は、上記フィルタの上流に配置される、項目10に記載のシステム。
(項目15)
上記新鮮な透析溶液から空気を除去するための空気トラップをさらに備える、項目10に記載のシステム。
(項目16)
上記水は、新鮮な水または使用済み透析溶液を含む、項目10に記載のシステム。
(項目17)
透析溶液を調製する方法であって、
水の供給を提供することと、
精製媒体を通る少なくとも1つの通路において該水を精製することと、
該水を加熱することと、
透析溶液を形成するために、該水を少なくとも1つの透析濃縮物に添加することと、
該透析溶液を濾過することと、
微小電気機械システム(MEMS)センサを用いて、該水の少なくとも2つの特性を感知することと
を含む、方法。
(項目18)
上記MEMSセンサは、イオン選択膜または電流滴定セルを使用して感知する、項目17に記載の方法。
(項目19)
第2のMEMSセンサを用いて、上記透析溶液の特性を感知することをさらに含む、項目17に記載の方法。
(項目20)
上記精製媒体は、活性炭および木炭から成る群より選択される、項目17に記載の方法。
(項目21)
形成される上記透析溶液は、使用済み透析溶液に対する補給を含み、MEMSセンサを用いて、該使用済み透析溶液の少なくとも2つの特性を感知することをさらに含む、項目17に記載の方法。
(項目22)
上記水は、新鮮な水または精製された使用済み透析溶液を含む、項目17に記載のシステム。
(項目23)
透析溶液を調製するための方法であって、
水および使用済み透析物の供給を提供することと、
精製媒体を通る少なくとも1つの通路において該水および該使用済み透析物を精製することであって、該精製媒体は、1つの容器または2つ以上の容器内に存在し得る、ことと、
該水を加熱することと、
透析溶液を形成するために、該水および少なくとも1つの透析濃縮物を添加することと、
該形成された透析溶液を濾過することと、
微小電気機械システム(MEMS)センサを用いて、該水、該形成された透析溶液、および該使用済み透析溶液から成る群より選択される流れの少なくとも2つの特性を感知することと
を含む、方法。
(項目24)
上記MEMSセンサから遠隔制御装置に信号を送信することをさらに含む、項目23に記載の方法。
(項目25)
腹膜透析または血液透析を実施することをさらに含む、項目23に記載の方法。
(項目26)
上記形成された透析溶液から空気を除去することをさらに含む、項目23に記載の方法。
(項目27)
透析溶液を精製する方法であって、
使用済み透析物の供給を提供することと、
精製された透析物を形成するために、容器内の精製媒体を通る少なくとも1つの通路において該使用済み透析物を精製することと、
濾過された透析物を形成するために、該使用済み透析物を濾過することと、
微小電気機械システム(MEMS)センサを用いて、該使用済み透析物、該精製された透析物、および該濾過された透析物から成る群より選択される流れの少なくとも2つの特性を感知することと
を含む、方法。
(項目28)
上記方法は、上記容器がカートリッジである携帯型透析システムを用いて達成され、該携帯型透析システムを装着している間に、透析を実施することをさらに含む、項目27に記載の方法。
(項目29)
上記容器は、上記使用済み透析物が該容器を通過するときに、該使用済み透析物から不純物を吸収し、望ましいイオンを該使用済み透析物中に放出する、項目27に記載の方法。
(項目30)
水および濃縮物から新鮮な透析物を作製することと、該新鮮な透析物を上記濾過された透析物に添加することとをさらに含む、項目27に記載の方法。
(項目31)
透析を実施する方法であって、
透析機と透析流体の供給とを提供することと、
該透析流体中の少なくとも2つのイオンを感知および検出するために好適なMEMSセンサを用いて、該透析流体の組成を感知および決定することと、
該透析流体を使用して、患者に透析を実施することと、
MEMSセンサを用いて透析を実施するステップの後に、該透析流体の組成を感知および決定することと、
透析を実施するステップの後に、該透析流体を精製することと、
MEMSセンサを用いて精製するステップの後に、該透析流体の組成を感知および決定することと、
精製するステップの後の該透析流体の該組成が透析に好適である場合、該透析流体を再利用することと
を含む、方法。
(項目32)
感知および決定するステップは、アンモニウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、カリウム、炭酸塩、重炭酸塩、水素またはヒドロニウム、ヒドロキシル、クロラミン、および塩化物から成る群より選択される2つのイオンを感知するために好適なイオン選択センサを備える、MEMSセンサを用いて実施される、項目31に記載の方法。
(項目33)
上記MEMSセンサは、pH、カルシウム、総硬度、二酸化炭素、およびアンモニアから成る群より選択される少なくとも2つのパラメータを感知するために好適なイオン選択センサを備える、項目31に記載の方法。
(項目34)
上記MEMSセンサは、塩素またはクロラミンを感知するために好適な電流滴定センサである、項目31に記載の方法。
(項目35)
上記組成を上記透析機の制御装置に送信することをさらに含む、項目31に記載の方法。
(項目36)
透析を実施するステップは、腹膜透析または血液透析によって達成される、項目31に記載の方法。
(項目37)
上記透析は、血液透析であり、MEMSセンサを用いて、患者の血液の組成を感知および決定することをさらに含む、項目31に記載の方法。
Claims (37)
- 透析流体を調製するためのシステムであって、
水用の精製媒体を含む第1の精製容器と、
該水を送出または測定するための装置と、
該水を加熱するためのヒータと、
該装置から該水を受容することと、該水を濃縮物と混合し、新鮮な透析溶液を形成することとを行うように構成された混合チャンバと、
該新鮮な透析溶液を濾過するためのフィルタと、
該第1の精製容器、該装置、該ヒータ、該混合チャンバ、および該フィルタから成る群より選択される容器からの排出と流体連絡して配置される、微小電気機械システム(MEMS)センサと
を備えている、システム。 - 前記MEMSセンサは、アンモニウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、カリウム、炭酸塩、重炭酸塩、水素またはヒドロニウム、ヒドロキシル、クロラミン、および塩化物から成る群より選択されるイオンのうちの2つ以上を感知するために好適である、イオン選択センサを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記MEMSセンサは、pH、カルシウム、総硬度、二酸化炭素、およびアンモニアから成る群より選択される少なくとも2つのパラメータを感知するために好適である、イオン選択センサを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記MEMSセンサは、塩素およびクロラミンを感知するために好適である、電流滴定センサである、請求項1に記載のシステム。
- 前記MEMSセンサはさらに、電源と、遠隔通信用の無線とを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記水は、新鮮な水または使用済み透析溶液を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の精製容器の下流に配置される、第2の精製容器をさらに備え、該第2の精製容器はさらに、非選択的精製媒体、選択的精製媒体、電気式脱イオンカートリッジ、およびイオン交換樹脂から成る群より選択される、精製媒体を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の精製容器または前記ヒータと動作可能に連絡している、水ポンプをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記MEMSセンサは、水溶液または水性混合物中の複数の物質を測定するために好適である、請求項1に記載のシステム。
- 透析流体を調製するシステムであって、
水用の精製媒体を備える第1の精製カートリッジと、
該第1の精製カートリッジから受容される該水を加熱するためのヒータと、
第1の濃縮物および第2の濃縮物を送出し、測定するための第1のポンプおよび第2のポンプと、
該第1のポンプおよび第2のポンプから該第1の濃縮物および第2の濃縮物を受容することと、該第1の濃縮物および第2の濃縮物を該水と混合して新鮮な透析溶液を形成することとを行うように構成される混合チャンバと、
該新鮮な透析溶液を濾過するためのフィルタと、
該第1の精製カートリッジ、該ヒータ、該混合チャンバ、および該フィルタから成る群より選択される容器の排出部と流体連絡して配置される、微小電気機械システム(MEMS)センサと
を備え、該MEMSセンサは、該第1の精製カートリッジからの水、該新鮮な透析溶液、および該濾過された新鮮な透析溶液から成る群より選択される流れの中の少なくとも2つの物質を感知するために好適である、システム。 - 前記MEMSセンサはさらに、透析機の制御装置と連絡するための無線送信器を備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記水から、または前記透析溶液から、細菌および微生物を除去するための限外濾過装置をさらに備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記水または前記透析溶液を浄化するための逆浸透フィルタをさらに備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記水または透析溶液を照射するための紫外光源をさらに備え、該紫外光源は、前記フィルタの上流に配置される、請求項10に記載のシステム。
- 前記新鮮な透析溶液から空気を除去するための空気トラップをさらに備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記水は、新鮮な水または使用済み透析溶液を含む、請求項10に記載のシステム。
- 透析溶液を調製する方法であって、
水の供給を提供することと、
精製媒体を通る少なくとも1つの通路において該水を精製することと、
該水を加熱することと、
透析溶液を形成するために、該水を少なくとも1つの透析濃縮物に添加することと、
該透析溶液を濾過することと、
微小電気機械システム(MEMS)センサを用いて、該水の少なくとも2つの特性を感知することと
を含む、方法。 - 前記MEMSセンサは、イオン選択膜または電流滴定セルを使用して感知する、請求項17に記載の方法。
- 第2のMEMSセンサを用いて、前記透析溶液の特性を感知することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記精製媒体は、活性炭および木炭から成る群より選択される、請求項17に記載の方法。
- 形成される前記透析溶液は、使用済み透析溶液に対する補給を含み、MEMSセンサを用いて、該使用済み透析溶液の少なくとも2つの特性を感知することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記水は、新鮮な水または精製された使用済み透析溶液を含む、請求項17に記載のシステム。
- 透析溶液を調製するための方法であって、
水および使用済み透析物の供給を提供することと、
精製媒体を通る少なくとも1つの通路において該水および該使用済み透析物を精製することであって、該精製媒体は、1つの容器または2つ以上の容器内に存在し得る、ことと、
該水を加熱することと、
透析溶液を形成するために、該水および少なくとも1つの透析濃縮物を添加することと、
該形成された透析溶液を濾過することと、
微小電気機械システム(MEMS)センサを用いて、該水、該形成された透析溶液、および該使用済み透析溶液から成る群より選択される流れの少なくとも2つの特性を感知することと
を含む、方法。 - 前記MEMSセンサから遠隔制御装置に信号を送信することをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 腹膜透析または血液透析を実施することをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記形成された透析溶液から空気を除去することをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 透析溶液を精製する方法であって、
使用済み透析物の供給を提供することと、
精製された透析物を形成するために、容器内の精製媒体を通る少なくとも1つの通路において該使用済み透析物を精製することと、
濾過された透析物を形成するために、該使用済み透析物を濾過することと、
微小電気機械システム(MEMS)センサを用いて、該使用済み透析物、該精製された透析物、および該濾過された透析物から成る群より選択される流れの少なくとも2つの特性を感知することと
を含む、方法。 - 前記方法は、前記容器がカートリッジである携帯型透析システムを用いて達成され、該携帯型透析システムを装着している間に、透析を実施することをさらに含む、請求項27に記載の方法。
- 前記容器は、前記使用済み透析物が該容器を通過するときに、該使用済み透析物から不純物を吸収し、望ましいイオンを該使用済み透析物中に放出する、請求項27に記載の方法。
- 水および濃縮物から新鮮な透析物を作製することと、該新鮮な透析物を前記濾過された透析物に添加することとをさらに含む、請求項27に記載の方法。
- 透析を実施する方法であって、
透析機と透析流体の供給とを提供することと、
該透析流体中の少なくとも2つのイオンを感知および検出するために好適なMEMSセンサを用いて、該透析流体の組成を感知および決定することと、
該透析流体を使用して、患者に透析を実施することと、
MEMSセンサを用いて透析を実施するステップの後に、該透析流体の組成を感知および決定することと、
透析を実施するステップの後に、該透析流体を精製することと、
MEMSセンサを用いて精製するステップの後に、該透析流体の組成を感知および決定することと、
精製するステップの後の該透析流体の該組成が透析に好適である場合、該透析流体を再利用することと
を含む、方法。 - 感知および決定するステップは、アンモニウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、カリウム、炭酸塩、重炭酸塩、水素またはヒドロニウム、ヒドロキシル、クロラミン、および塩化物から成る群より選択される2つのイオンを感知するために好適なイオン選択センサを備える、MEMSセンサを用いて実施される、請求項31に記載の方法。
- 前記MEMSセンサは、pH、カルシウム、総硬度、二酸化炭素、およびアンモニアから成る群より選択される少なくとも2つのパラメータを感知するために好適なイオン選択センサを備える、請求項31に記載の方法。
- 前記MEMSセンサは、塩素またはクロラミンを感知するために好適な電流滴定センサである、請求項31に記載の方法。
- 前記組成を前記透析機の制御装置に送信することをさらに含む、請求項31に記載の方法。
- 透析を実施するステップは、腹膜透析または血液透析によって達成される、請求項31に記載の方法。
- 前記透析は、血液透析であり、MEMSセンサを用いて、患者の血液の組成を感知および決定することをさらに含む、請求項31に記載の方法。
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