專利名稱：用于在腎臟替代治療中早期預測Kt/V參數的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在腎臟替代治療中早期預測Kt/V參數的方法和設備。
背景技術：
當人們考慮患者成效時，透析充分性是得到且已得到較多關注的主題。為了估計透析充分性，人們需要在透析劑量和患者成效之間建立關系的參數。最為人們所接受的用于估計所傳送透析量或劑量的參數是Kt/V，其中K是有效的尿素清除率(clearance)，t是治療時間，并且V是與全身含水量(total body water)匹配的尿素分布容積。在分析了大患者群之后，NCDS (全國透析研究協作組織，National Cooperative Dialysis Study)和HEMO研究發現，終末期腎病(ESRD)的發病率和死亡率與Kt/V值或透析劑量強烈相關。從這些研究獲得的數據產生關于血液透析治療的指導線(guideline)， 這些指導線要求針對非糖尿病患者的Kt/V=l. 2和針對糖尿病患者的Kt/V=l. 4的最小劑量 (D0QI指導線)。值得指出的是，發病率下降不僅改善患者健康，而且因患者需要較少護理而顯著減少醫療費用。因此，容易理解對可靠且成本低的用于監測Kt/V并再則(by extension)控制透析充分性和發病率的方法的需要。在Kt/V計算中，主要問題是伴隨多室尿素動力學的K和V估計。可以通過生物阻抗、人體測量或應用尿素動力學模型(UKM)來估計V，所有這些方法都具有某一程度的誤差。迄今，可以通過測量治療前后的尿素血液濃度或者通過監測透析液側的入口和出口電導率變化來估計K。血液樣本方法是參考方法。在取得血液樣本并應用UKM或Daugirdas公式之后， 估計單池Kt/v (spKt/V)，進一步地，應當使用Daugirdas第二代公式來得到平衡的Kt/V (eKt/V)，這說明了由尿素動力學不是遵循單池模型而是遵循多室模型的事實所導致的尿素反彈。該方法具有兩個主要問題不可能在治療結束之前獲知該治療是否充分，因此不可能執行任何動作來改善該狀況；不易于應用方法取樣時間對得到精確值是非常重要的， 并且醫療人員必須把樣品送到實驗室、等待結果并且借助于計算機來計算Kt/V值。這些事實導致在最好情況下按月的Kt/V測量，這意味著在最壞情形下患者可能欠透析一整月。電導率方法是基于以下觀察鈉清除率幾乎等于尿素清除率，以及透析液電導率和透析液鈉濃度之間的關系在感興趣的溫度范圍上可以被視為線性。因此，可以通過測量經過透析器中的膜的鈉擴散傳輸來得到尿素清除率。重要的是引入透析率(Dialysance)的概念，因為它與清除率略有不同
清除率被定義為傳輸速率與濃度乘以流量之間的比率，并且其適用于擴散的物質是在血液側而非在透析液上(這是對尿素的情況)時。透析率被定義為傳輸速率與濃度梯度乘以流量之間的比率，并且其適用于擴散的物質是在透析器兩側時。當人們應用電導率方法來測量尿素清除率時，人們實際上測量鈉透析率(Depner Tj Garred L Solute transport mechanisms in dialysis. Horl W,Koch K, Lindsay R, Ronco C, Winchester JF,編者· Replacement of renal function by dialysis，第 5 期，Kluwer 學術出版社，2004:73-91 )。在基于電導率的清除率測量期間，產生不同于血液入口電導率的透析液入口電導率，這導致由于生成的梯度而使鈉從血液到透析液或從透析液到血液的的凈轉移。目前存在產業中應用的幾種方法
在第一種方法中執行單步電導率分布圖(profile)；在第二種方法中執行兩步電導率分布圖；以及在第三個方法中使用電導率峰值的積分。(Polaschegg HD, Levin NW. Hemodialysis machines and monitor. Horl W, Koch K, Lindsay R, Ronco C, Winchester JF,編者· Replacement of renal function by dialysis,第 5 期，Kluwer 學術出版社，2004:414-418)。這種方法的主要優點是因為其只需要在透析器下游的額外電導率/溫度傳感器，所以其相對容易實施且成本低。其在治療期間提供Kt/V測量，以允許醫療人員在治療不是按照它應當的那樣進行的情況下作出反應并執行一些動作。然而， 基于電導率的方法也具有一些局限它們可能在測量期間把一些鈉負荷誘導到患者中；它們對獲得其他感興趣的參數(像nPCR或TRU)是沒有用的。迄今由產業提供的最大測量頻率是約20分鐘，這意味著在最壞情形下患者可能欠透析20分鐘。并且盡管存在對其聲稱的一些刊物，但是迄今電導率法沒有足夠可靠地應用于血液過濾或血液透析過濾治療。另一種用于估計血液透析充分性的方法是通過直接測量流出的透析液中的廢棄產物(尿素)濃度，這種方法假定在透析液側的尿素濃度隨時間的演進與在血液中的尿素濃度隨時間的演進成比例，因此在將自然對數應用于隨時間登記的濃度值之后獲得的線的斜率在如下兩側將是相同的透析液側和血液側。并且根據定義，這樣的斜率為κ/v，其乘以治療時間產生Kt/v值。存在可用于在線測量流出的透析液中的廢棄產物濃度的兩種不同方法尿素傳感器和紫外(UV)分光光度法。尿素傳感器的局限是眾所周知的。由Fridolin I.等人(I. Fridolin, M. Magnusson, L. -G. Lindberg. On-line monitoring of solutes in dialysate using absorption of ultraviolet radiation: Technique description. The International Journal of Artificial Organs. Vol. 25，no. 8，2002，pp. 748—761)以及 Uhlin F. (Uhlin F. Haemodialysis treatment monitored online by ultra violet absorbance. Linkoping University Medical Dissertations n0 962. Department of Medicine and Care Division of Nursing Science & Department of Biomedical Engineering. 2006.) 進行的近期工作已表明紫外分光光度法是一種可靠且成本可承受的用于監測流出的透析液中的廢棄產物的方法。另外，歐洲專利EP1083948B1描述了一種與透析機的透析液流系統耦合的傳感器，其實際上是一種測量用過的透析液中的UV吸收產物的UV吸收率的UV分光光度計。使用任一種在線測量方法，可以獲知在任一治療時間時傳送的Kt/V，但是不能足夠精確地預測在透析時期(session)結束時將向患者傳送多少Kt/V。這樣的信息對于外科醫生將有重大價值以便調整治療參數以及改善透析效率。由于尿素動力學模型的多室性質，由單位時間所傳送的Kt/V在治療期間不是恒定的。在透析治療期間，我們可能談到兩個清除率一個在透析液和細胞外室之間，而另一個在細胞內室和細胞外室之間，其中后者小于前者。在透析治療的第一階段，細胞外室被迅速清除，再進一步地，由于透析器清除率受限于各室之間的清除率，所以血液中的廢棄產物的濃度下降變慢，換句話說，細胞外室從細胞內室對廢棄產物的攝取小于透析器血液清除能力。從數學的觀點來看，可以注意到如下事實K/V比率下降，因而單位時間的Kt/V也隨著透析進行而下降。已經描述了依靠電導率測量清除率的方法的缺點，此外，它沿整個透析治療使Kt/ V線性化并且由于低測量頻率和V的近似而引入預測誤差。當依靠由任一傳感器或測量設備(其能夠連續地測量用過的透析液上的任一廢棄產物)傳送的數據來測量Kt/v時，高測量頻率和豐富數據允許對最終Kt/V值作出精確的預測。
發明內容
本發明的問題是提供一種可靠的用于確定或預測最終Kt/V值的方法和設備。這個問題通過具有權利要求1中描述的特征的方法來解決。而且，這個問題通過具有權利要求15中描述的特征的設備來解決。本發明的優選實施例在權利要求2-14以及權利要求 16-20中描述。該發明的使用的進一步目標、優點、特點及可能性源自本發明的實施例的后續描述。因此，其自身的或以任意有意義的組合的每個描述或描繪的特征都形成本發明的主題， 甚至與其在權利要求中的概述或其對其他權利要求的參考無關。
其示出
圖1描繪了加上略微修改以安裝(host)與透析液回路耦合的傳感器的常規透析機的一部分，
圖2是具有spKt/V指導線的圖， 圖3是具有eKt/V指導線的圖，以及
圖4是警告系統的一種可能的圖形實施方式，該警告系統通知用戶在透析治療結束時是否將獲得預設的目標Kt/V，
圖5描繪了用于對評價透析治療充分性的參數預測模型進行維護和更新的客戶端服務器功能的框圖，
圖6描繪了能夠針對每個患者的特殊性來調整Kt/V預測的自學習軟件系統的一個可能的實施例。
具體實施例方式
現在借助于數學推導來描述本發明。 圖1示出了加上略微修改以安裝與透析液回路耦合的傳感器的常規透析機的透析回路圖。來自患者的血液被取出到體外回路中，其經過管32流到透析器的血液腔30中并經過管31返回到患者。血液回路的流速由血泵33控制。透析液由幾種濃縮物和水制成， 因此圖1中公開的機器包括水入口 12、兩個濃縮物入口 16和18、以及兩個濃縮物泵17和19。水流與濃縮物流一起定義透析液的最終屬性。導管20把透析液帶到透析器的透析液腔29,該透析液腔與血液腔30通過半滲透膜隔開。由泵21將透析液泵送到透析器中。第二泵34吸入透析液和從血液中移除的任一超濾液。旁路線35布置在泵21和泵34之間。幾個閥沈、27和觀被布置為控制透析液流量。導管36將用過的透析液導至測量其光吸收率的UV傳感器37，所述UV傳感器37通過接口與處理所測量數據的計算機14連接，數據處理的結果由設備15顯示和/或打印，設備 15通過接口與計算機14連接。在由UV傳感器37對用過的透析液測量之后，導管36將其導至排出系統13。虛線22J4和25表示所公開的用于血液透析過濾治療的裝置的改動。 替代液來自替代液源11，流動經過線22并由泵23泵送到患者的血線(blood line)中。在后稀釋血液透析過濾的情況下，導管M將替代液導至體外血液系統的靜脈線；在前稀釋血液透析過濾的情況下，導管25將替代液導至體外血液系統的動脈線；以及在前后稀釋血液透析過濾的情況下，導管M和導管25兩者均被使用。計算機14依靠適當的接口來控制圖上示出的所有元件，為了簡單起見沒有繪制所述接口。計算機14收集關于透析機的其他參數的信息，像例如血液流量、透析液流量和/或治療時間，這些參數與所測量的數據一起被處理，結果調節Kt/V測量功能以評估偏差。UV傳感器37可以被尿素傳感器替代，在這種情況下將測量用過的透析液中的尿素濃度而不是光吸收率。所公開的透析機提供有幾種其他常規的裝置。這些其他裝置沒有被公開，因為它們跟本發明的操作無關。
權利要求
1.一種用于在腎臟替代治療期間確定或預測在所述腎臟替代治療結束時將獲得的充分性參數的方法，其中所述腎臟替代治療由機器提供，所述機器具有體外血液系統，該系統以預設的血液流速泵送患者血液經過透析器的血液腔，該透析器被半滲透膜分為血液腔和透析液腔， 以及其中透析液以預設的流速流動經過所述機器的透析液系統并且在流動經過所述透析器的透析液腔之后從患者收集廢棄產物，以及其中設備能夠連續地測量任一腎臟替代治療相關的廢棄產物以與由所述腎臟替代治療機器提供的數據一起傳送充分性參數，其中所述設備與所述腎臟替代治療機器的透析液系統耦合，以及其中將在腎臟替代治療結束時以目標充分性參數結束的充分性參數的優選線性指導線的斜率與所傳送的充分性參數的斜率進行比較，并且如果兩者的斜率等于接下來傳送的充分性參數，則執行線性化以確定或預測在腎臟替代治療結束時的充分性參數。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述腎臟替代治療能夠是雙針血液透析、單針血液透析、單針交叉血液透析、后稀釋血液透析過濾、前稀釋血液透析過濾、前后稀釋血液透析過濾、后稀釋血液過濾、前稀釋血液過濾、前后稀釋血液過濾、或順序血液透析。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述充分性參數是任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的Kt/V、單池Kt/V或平衡的Kt/V。
4.根據前述權利要求之一所述的方法，其中所述充分性參數是任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的減少比、任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的單池減少比、或者任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的平衡的減少比。
5.根據前述權利要求之一所述的方法，其中所述設備是紫外傳感器。
6.根據前述權利要求之一所述的方法，其中在所述腎臟替代治療機器的用戶界面上顯示充分性參數指導線。
7.根據權利要求6所述的方法，其中由所述指導線表示的所述充分性參數是任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的Kt/V、單池Kt/V或平衡的Kt/V。
8.根據權利要求6所述的方法，其中由所述指導線表示的所述充分性參數是任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的減少比、任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的單池減少比、或者任一腎臟替代治療的透析液上存在的任一廢棄產物的平衡的減少比。
9.根據前述權利要求之一所述的方法，其中權利要求3和4中所述的充分性參數的預測是通過基于由所述腎臟替代治療機器和能夠連續地測量任一腎臟替代治療廢棄產物的所述設備所提供的數據來建立預測模型而完成的。
10.根據權利要求9所述的方法，其中通過使用至少一種以下參數來完成所述預測模型a.透析機相關的參數-所獲得的 Kt/V，spKt/V, eKt/V, URR, spURR 或 eURR 值；_報警和/或警告；-動脈注射；-動脈注射容積和流量；-機器的動脈壓力傳感器上的動脈壓力；-在用袋裝替代液進行血液透析過濾的情況中的袋重；-平衡腔超濾移除；-血液流量和/或血泵轉數；-血紅細胞壓積；-血氧飽和度；-透析器入口處的血壓；-血液溫度；-濃縮物泵轉數；-透析液組分；-透析液電導率；-機器的透析液流狀態旁路或治療； -透析液流量和/或透析液泵轉數； -透析液溫度； -透析器的跨膜壓力； -肝素注射事件和注射肝素量； -肝素率； -肝素注射器類型； -超濾容積； -超濾率；-使用的透析濃縮物；-關于用過的透析液的紫外吸收率；-順序透析周期持續時間，超濾容積和時間戳；-由與透析液流系統耦合的UV分光光度計所記錄的信號；-血液透析過濾(HDF)中的替代液注射；-HDF中的替代液容積；-HDF中的替代液速率；-替代液組分；-替代泵轉數；-治療時間；-HDF類型前稀釋，后稀釋，或前后稀釋； -機器的靜脈壓力傳感器上的靜脈壓力；其中上面列出的任一參數可以與其時間戳關聯地使用或不與其時間戳關聯地使用，在事件比如例如報警的情況下，當事件發生時的治療時間能夠在預測模型中被記錄和使用， 在定量變量的情況下，當變量達到某一值時的治療時間能夠在預測模型中被記錄和使用， 并且上面列出的參數的任一組合能夠被用在預測模型上，使用任一上面列出的參數作為操作數的任一數學操作能夠傳送新的可以用在預測模型上的參數； b.患者相關的參數-通路再循環； -年齡；-治療期間的血壓； -透析前的血液尿素濃度； -透析后的血液尿素濃度； -夾雜癥； -病歷數據； -第一血液透析的日期； -每周透析； -透析器表面；-透析器類型高通量或低通量； -干重； -種族本源； -腎小球過濾率； -血液病； -身高； -腎病； -預期壽命； -腎替代治療的模式； -患者的病歷； -患者的心理狀態； -殘余利尿； -性別；-血管通路的穩定性； -慢性透析的時間； -血管通路的類型； -治療開始時的紫外吸收率； -治療結束時的紫外吸收率； -透析后的重量； -透析前的重量；其中上面列出的參數的任一組合可以被用在預測模型上，且其中使用任一上面列出的參數作為操作數的任一數學操作能夠傳送新的可以用在預測模型上的參數。
11.根據權利要求1-10所述的方法，其中所述透析治療的一個或多個參數依賴于所述預測結果進行調整。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述治療參數的調整是人工實現的。
13.根據權利要求11所述的方法，其中所述治療參數的調整是自動實現的。
14.根據權利要求11-13所述的方法，其中被調整的參數是血液流量、透析液流量和/ 或治療時間。
15.一種腎臟替代治療機器，一其中實施根據權利要求1-14中任一項所述的方法，一其中用戶能夠設定在腎臟替代治療結束時計劃的充分性參數，以及一其中實施一種報警或警告系統以使用戶獲知將沒有獲得在所述腎臟替代治療結束時計劃的充分性參數。
16.根據權利要求15所述的腎臟替代治療機器，其中實施圖形系統結合報警或警告系統以使用戶獲知將沒有獲得在所述腎臟替代治療結束時計劃的充分性參數。
17.根據權利要求15或16所述的腎臟替代治療機器，其中通過實施的軟件將所述治療數據和患者數據發送到中心服務器，所述中心服務器能夠是與因特網、廣域網或局域網連接的計算機。
18.根據權利要求15-17中的一項所述的腎臟替代治療機器，其中在任一腎臟替代治療之前，所述機器通過實施的軟件發送請求到中心服務器并且得到更新的預測模型，其中所述中心服務器能夠是與因特網、廣域網或局域網連接的計算機，并且其中所述更新的預測模型將被用在后面的治療上以預測所述充分性參數。
19.一種使用作為的目標Kt/V、作為控制變量的預測Kt/V、以及作為致動機器的對影響Kt/v值的參數具有影響的變量的控制系統，其中所述控制系統允許對每個患者的治療進行個性化調整。
20.根據權利要求19所述的控制系統，其中所述影響Kt/V值的參數是血液流量、透析液流量、替代流量和/或治療時間；并且其中致動變量是血液、透析液和/或替代泵的轉數、 和/或治療時間的軟件控制。
全文摘要
本發明涉及一種用于在腎臟替代治療期間確定或預測在所述腎臟替代治療結束時將獲得的充分性參數的方法，其中所述腎臟替代治療由機器提供，所述機器具有體外血液系統，該系統以預設的血液流速泵送患者血液經過透析器的血液腔，該透析器被半滲透膜分為血液腔和透析液腔，以及其中透析液以預設的流速流動經過所述機器的透析液系統并且在流動經過所述透析器的透析液腔之后從患者收集廢棄產物，以及其中設備能夠連續地測量任一腎臟替代治療相關的廢棄產物以與所述腎臟替代治療機器提供的數據一起傳送充分性參數，其中所述設備與所述腎臟替代治療機器的透析液系統耦合，以及其中將在腎臟替代治療結束時以目標充分性參數結束的充分性參數的優選線性指導線的斜率與所傳送的充分性參數的斜率進行比較，并且如果兩者的斜率等于接下來傳送的充分性參數，則執行線性化以確定或預測在腎臟替代治療結束時的充分性參數。
文檔編號A61M1/16GK102159260SQ200980135887
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月15日 優先權日2008年9月15日
發明者卡斯特拉瑙 A. 申請人:B·布萊恩·阿維圖姆股份公司