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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-26
(54)【発明の名称】体外血液治療に使用するための重量ベースのシステム
(51)【国際特許分類】
A61M 1/16 20060101AFI20241219BHJP
A61M 1/34 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
A61M1/16 111
A61M1/34
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024536032
(86)(22)【出願日】2022-12-14
(85)【翻訳文提出日】2024-08-09
(86)【国際出願番号】 EP2022085786
(87)【国際公開番号】W WO2023110977
(87)【国際公開日】2023-06-22
(31)【優先権主張番号】2130364-9
(32)【優先日】2021-12-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591013229
【氏名又は名称】バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＸＴＥＲ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣＯＲＰ０ＲＡＴＥＤ
(71)【出願人】
【識別番号】501453189
【氏名又は名称】バクスター・ヘルスケヤー・ソシエテ・アノニム
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｘｔｅｒ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｓ．Ａ．
【住所又は居所原語表記】Ｔｈｕｒｇａｕｅｒｓｔｒ．１３０ ＣＨ－８１５２ Ｇｌａｔｔｐａｒｋ （Ｏｐｆｉｋｏｎ） Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヤンソン， オロフ
(72)【発明者】
【氏名】ペッテルソン， ミカエル
(72)【発明者】
【氏名】ヘルツ， トーマス
(72)【発明者】
【氏名】フォルス， ヨナス
(72)【発明者】
【氏名】ボリクビスト， ペル－オロフ
【テーマコード（参考）】
4C077
【Ｆターム（参考）】
4C077AA05
4C077BB01
4C077HH08
4C077HH13
4C077JJ02
(57)【要約】
体外血液治療のための重量ベースのシステムにおいて限外濾過（ＵＦ）が監視される。システムは、ポンプ（Ｐ２；Ｐ３）によって透析器（１４）へ又は透析器（１４）から圧送された流体を保持する容器（１２；１６）を備える。容器は、レベル調整期間（ＬＡＰ）中に、調整装置（Ａ１；Ａ２）によって間欠的に補充又は排出される。スケール（３１；３２）は、容器の重量を測定する。監視装置（４０）は、調整装置が停止されポンプが既知の設定で動作する間に、ＬＡＰの前後で、スケールからの重量信号（Ｓ１；Ｓ４）に基づいて、ポンプのパラメータの第１及び第２の値を決定するように動作する。パラメータは、流量又はストローク量であってもよい。監視装置は、第１及び第２の値に基づいてＬＡＰ中のパラメータの時間プロファイルを推定し、時間プロファイルに基づいてＵＦパラメータを決定する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
血液の体外治療のためのシステムにおける限外濾過を監視するためのデバイスであって、前記デバイスは、前記システム内の容器（１２；１６）の瞬間重量を表す測定信号（Ｓ１；Ｓ４）を受信するように構成された入力インタフェース（４３Ｂ；６３Ｂ）であって、前記容器（１２；１６）は、血液の体外治療のための透析器（１４）上の透析液のための第１の透析器ポート（１４Ａ；１４Ｂ）に第１の流体経路（１３；１５）で接続され、前記第１の流体経路（１３；１５）内に圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）が配置され、前記容器（１２；１６）は、前記容器（１２；１６）内の流体のレベル調整のための調整装置（Ａ１；Ａ２）に第２の流体経路（１１；１７）でさらに接続される、入力インタフェース（４３Ｂ；６３Ｂ）と、
前記入力インタフェース（４３Ｂ；６３Ｂ）に接続され、レベル調整期間（ＬＡＰ）に関連して監視手順を実行するように構成されたプロセッサ回路（４１；６１）であって、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）において、前記レベル調整を実行するために前記調整装置（Ａ１；Ａ２）が選択的に作動され、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）が既知の設定で動作する、プロセッサ回路（４１；６１）と、を備え、
前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記監視手順において、
前記レベル調整期間（ＬＡＰ）より前の第１の測定期間（Ｍ１）中に、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）に基づいて、前記調整装置（Ａ１；Ａ２）が停止され前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）が前記既知の設定で動作している間に、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）の圧送パラメータの第１の値（Ｑｓ；Ｖｓ）を決定することと、
前記レベル調整期間（ＬＡＰ）に続く第２の測定期間（Ｍ２）中に、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）に基づいて、前記調整装置（Ａ１；Ａ２）が停止され前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）が前記既知の設定で動作している間に、前記圧送パラメータの第２の値（Ｑｅ；Ｖｅ）を決定することと、
前記第１及び第２の値（Ｑｓ、Ｑｅ；Ｖｓ、Ｖｅ）に基づいて、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）における前記圧送パラメータの時間プロファイル（２００）を推定することと、
前記時間プロファイル（２００）に基づいて前記レベル調整期間（ＬＡＰ）について限外濾過パラメータを決定することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項2】
請求項１に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記第１及び第２の値（Ｑｓ、Ｑｅ；Ｖｓ、Ｖｅ）の線形補間を実行することによって前記時間プロファイル（２００）を推定するように構成される、デバイス。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のデバイスであって、前記圧送パラメータは、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）によって生成される流量と、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）のストローク量と、のうちの１つである、デバイス。
【請求項4】
請求項１又は２に記載のデバイスであって、前記圧送パラメータは、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）のストローク量であり、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記入力インタフェース（４３Ｂ；６３Ｂ）を介して、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）の速度を表すさらなる測定信号（Ｓ２；Ｓ３）を受信することと、前記第１及び第２の測定期間（Ｍ１、Ｍ２）中に、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）及び前記さらなる測定信号（Ｓ２；Ｓ３）に基づいて、前記圧送パラメータの前記第１及び第２の値（Ｖｓ、Ｖｅ）をそれぞれ決定することと、を行うようにさらに構成される、デバイス。
【請求項5】
請求項４に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４３Ｂ；６３Ｂ）は、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中に、前記時間プロファイル（２００）及び前記さらなる測定信号（Ｓ２；Ｓ３）に基づいて、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）についての流体フローパラメータを決定することと、前記流体フローパラメータ及び前記流体フローデータに基づいて前記限外濾過パラメータを決定することと、を行うようにさらに構成される、デバイス。
【請求項6】
請求項５に記載のデバイスであって、前記流体フローパラメータは、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中に前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）によって圧送された流体の総量を表す、デバイス。
【請求項7】
請求項６に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記さらなる測定信号（Ｓ２；Ｓ３）に基づいて、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中に前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）によって実行された圧送ストロークの回数を決定することと、前記時間プロファイル（２００）に基づいて前記レベル調整期間（ＬＡＰ）についての平均ストローク量を算出することと、前記平均ストローク量及び圧送ストロークの前記回数の関数として前記流体フローパラメータを決定することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項8】
請求項４乃至７の何れか１項に記載のデバイスであって、前記さらなる測定信号（Ｓ２；Ｓ３）は、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）の各圧送ストロークについての所定数のパルスを含む、デバイス。
【請求項9】
請求項１乃至８の何れか１項に記載のデバイスであって、前記限外濾過パラメータは、前記透析器（１４）内の血液から抽出された限外濾液の量を含む、デバイス。
【請求項10】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記入力インタフェース（４３Ｂ；６３Ｂ）を介して、前記容器（１２、１６）と前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）との間の前記第１の流体経路（１３；１５）における流体圧力（Ｓ５；Ｓ６）を表すか、又は前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）のための制御信号（Ｃ２；Ｃ３）を表す入力信号を受信することと、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中に前記第１及び第２の値（Ｑｓ、Ｑｅ；Ｖｓ、Ｖｅ）並びに前記入力信号に基づいて前記時間プロファイル（２００）を推定することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項11】
請求項１０に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記流体圧力と前記圧送パラメータとの間の関係を表す較正データを取得することと、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中に受信された前記入力信号（Ｓ５；Ｓ６）を、前記較正データを用いて、前記圧送パラメータの値に変換することによって、前記時間プロファイル（２００）を推定することと、を行うようにさらに構成される、デバイス。
【請求項12】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中のステップ変化の検出のために前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）を監視することと、前記ステップ変化の検出に応じて、専用の動作を開始することと、を行うようにさらに構成される、デバイス。
【請求項13】
請求項１２に記載のデバイスであって、前記専用の動作は、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）の修正と、前記圧送パラメータの前記時間プロファイルを推定する際に前記ステップ変化を考慮することと、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）の前記圧送速度の修正と、のうちの１つ以上を含む、デバイス。
【請求項14】
請求項１３に記載のデバイスであって、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）の前記修正は、前記レベル調整の停止をもたらす、デバイス。
【請求項15】
請求項１３又は１４に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記ステップ変化の前記検出に応じて、前記ステップ変化の大きさ（ΔＭＦ）を決定するように構成され、前記専用の動作は、前記大きさ（ΔＭＦ）を使用する、デバイス。
【請求項16】
請求項１５に記載のデバイスであって、前記圧送速度の前記修正は、前記ステップ変化から生じる前記第１の流体ライン（１３；１５）内の流量の変化を少なくとも部分的に補償するために、前記大きさ（ΔＭＦ）に基づく、デバイス。
【請求項17】
請求項１５又は１６に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記第１及び第２の値と、前記大きさ（ΔＭＦ）と、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中の前記ステップ変化のタイミングとに基づいて、前記圧送パラメータの前記時間プロファイル（２００）を推定するように構成される、デバイス。
【請求項18】
請求項１２乃至１７の何れか１項に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）に基づいて、前記容器（１２；１６）の前記重量の瞬間変化を表す監視信号を生成することと、前記監視信号における前記ステップ変化を検出することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項19】
請求項１２乃至１７の何れか１項に記載のデバイスであって、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）は、前記既知の設定で動作する場合に、前記第１の流体ライン（１３；１５）における流体流量の時間変動を繰り返し生成するように構成され、前記プロセッサ回路（４１）は、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）に埋め込まれた前記時間変動の振幅の瞬間変化として前記ステップ変化を検出するように構成される、デバイス。
【請求項20】
請求項１９に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）に基づいて、前記容器（１２；１６）の前記重量の瞬間変化を表す監視信号を生成することと、前記監視信号に基づいて前記ステップ変化を検出することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項21】
請求項２０に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）の導関数を表すように前記監視信号を生成するように構成される、デバイス。
【請求項22】
請求項２０又は２１に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記監視信号から前記時間変動の表現を減算することによって差分信号を生成することと、前記差分信号における前記ステップ変化を検出することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項23】
請求項２２に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記時間変動の検出のために前記差分信号を処理するように構成され、前記ステップ変化は、前記差分信号における前記時間変動の存在によって検出される、デバイス。
【請求項24】
請求項１９乃至２３の何れか１項に記載のデバイスであって、前記時間変動は、最小流量及び最大流量（Ｑｍ）を含む、デバイス。
【請求項25】
請求項２４に記載のデバイスであって、前記最小流量と前記最大流量（Ｑｍ）との差が、前記既知の設定で動作する場合に前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）によって生成される平均流量（Ｑａ）の少なくとも２倍である、デバイス。
【請求項26】
請求項１９乃至２５の何れか１項に記載のデバイスであって、前記時間変動は、正弦波変動である、デバイス。
【請求項27】
請求項１９乃至２５の何れか１項に記載のデバイスであって、前記時間変動は、増加した流量の時間的に分離されたパルスのシーケンスをもたらす、デバイス。
【請求項28】
請求項２７に記載のデバイスであって、前記時間変動は、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）の間欠的な作動に対応する、デバイス。
【請求項29】
請求項１乃至２８の何れか１項に記載のデバイスであって、前記容器（１２）内の前記流体は、前記透析器（１４）内の血液の前記体外治療に使用するための未使用の透析液であるか、又は前記未使用の透析液を形成するために前記第１の流体経路（１３）内の１つ以上の濃縮物と混合される水であり、前記第１の透析器ポートは、前記未使用の透析液のための入口ポート（１４Ａ）である、デバイス。
【請求項30】
請求項１乃至２８の何れか１項に記載のデバイスであって、前記容器（１６）内の前記流体は、前記透析器（１４）内の血液の前記体外治療から生じる使用済みの透析液であり、前記第２の透析器ポートは、前記使用済みの透析液のための出口ポート（１４Ｂ）である、デバイス。
【請求項31】
請求項１乃至３０の何れか１項に記載のデバイスであって、前記プロセッサ回路（４１；６１）は、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）と、前記調整装置（Ａ１；Ａ２）と、前記さらなる圧送デバイス（Ｐ３；Ｐ２）とのための制御信号（Ｃｉ）を生成するようにさらに構成される、デバイス。
【請求項32】
請求項１乃至３１の何れか１項に記載のデバイスであって、前記限外濾過パラメータは、前記透析器（１４）に接続された体外血液回路（２１、２２）内の血液と直接的又は間接的に流体連通している１つ以上の他の圧送デバイス（Ｐ３；Ｐ２）によって前記レベル調整期間（ＬＡＰ）において生成された流体フローを表す流体フローデータに基づいてさらに決定される、デバイス。
【請求項33】
血液の体外治療のためのシステムにおける流量を制御するためのデバイスであって、前記デバイスは、前記システム内の容器（１２；１６）の瞬間重量を表す測定信号（Ｓ１；Ｓ４）を受信するように構成された入力インタフェース（４３Ｂ）であって、前記容器（１２；１６）は、血液の体外治療のための透析器（１４）上の透析液のための第１の透析器ポート（１４Ａ；１４Ｂ）に第１の流体経路（１３；１５）で接続され、前記第１の流体経路（１３；１５）内に圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）が配置され、前記容器（１２；１６）は、前記容器（１２；１６）内の流体のレベル調整のための調整装置（Ａ１；Ａ２）に第２の流体経路（１１；１７）でさらに接続される、入力インタフェース（４３Ｂ）と、
前記入力インタフェース（４３Ｂ）に接続され、レベル調整期間（ＬＡＰ）に関連して制御手順を実行するように構成されたプロセッサ回路（４１）であって、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）において、前記レベル調整を実行するために前記調整装置（Ａ１；Ａ２）が選択的に作動され、前記圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）が既知の設定で動作する、プロセッサ回路（４１；６１）と、を備え、
前記プロセッサ回路（４１）は、前記制御手順において、前記レベル調整期間（ＬＡＰ）中に、ステップ変化の検出のために前記測定信号（Ｓ１；Ｓ４）を処理することと、前記ステップ変化の検出に応じて専用の動作を開始することと、を行うように構成される、デバイス。
【請求項34】
体外血液治療のためのシステムであって、前記システムは、透析液のための第１及び第２の透析器ポート（１４Ａ、１４Ｂ）を備える透析器（１４）と、
前記透析器（１４）上の前記第１の透析器ポート（１４Ａ；１４Ｂ）に第１の流体経路（１３；１５）で接続された容器（１２；１６）と、
前記第１の流体経路（１３；１５）内の圧送デバイス（Ｐ２；Ｐ３）と、
前記容器（１２；１６）内の流体のレベル調整のための調整装置（Ａ１；Ａ２）であって、前記調整装置（Ａ１；Ａ２）は、第２の流体経路（１１；１７）上で前記容器に接続される、調整装置（Ａ１；Ａ２）と、
前記容器（１２；１６）の瞬間重量を表す測定信号を生成するように構成された計量デバイス（３１；３２）と、
請求項１乃至３３の何れか１項に記載のデバイスと、を備える、システム。
【請求項35】
血液の体外治療のためのシステムにおける限外濾過を監視する、コンピュータで実施される方法であって、前記方法は、前記システム内の容器の瞬間重量を表す測定信号を受信すること（３０１）であって、前記容器は、血液の体外治療のための透析器上の透析液のための第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続され、前記第１の流体経路内に圧送デバイスが配置され、前記容器は、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置に第２の流体経路でさらに接続される、ことと、
レベル調整期間に関連して監視手順（３００）を実行することであって、前記レベル調整期間において、前記調整装置は、前記レベル調整を実行するように選択的に作動され、前記圧送デバイスは、既知の設定で動作する、ことと、を有し、
前記監視手順（３００）は、
前記レベル調整期間より前の第１の測定期間中に、前記測定信号に基づいて、前記調整装置が停止され前記圧送デバイスが前記既知の設定で動作している間に、前記圧送デバイスの圧送パラメータの第１の値を決定すること（３０２）と、
前記レベル調整期間に続く第２の測定期間中に、前記測定信号に基づいて、前記調整装置が停止され前記圧送デバイスが前記既知の設定で動作している間に、前記圧送パラメータの第２の値を決定すること（３０３）と、
前記第１及び第２の値に基づいて、前記レベル調整期間における前記圧送パラメータの時間プロファイルを推定すること（３０４）と、
前記時間プロファイルに基づいて前記レベル調整期間について限外濾過パラメータを決定すること（３０５）と、を含む、方法。
【請求項36】
血液の体外治療のためのシステムにおける流量を制御する、コンピュータで実施される方法であって、前記方法は、前記システム内の容器の瞬間重量を表す測定信号を受信すること（６０１）であって、前記容器は、血液の体外治療のための透析器上の透析液のための第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続され、前記第１の流体経路内に圧送デバイスが配置され、前記容器は、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置に第２の流体経路でさらに接続される、ことと、
レベル調整期間に関連して制御手順（６００）を実行することであって、前記レベル調整期間において、前記調整装置は、前記レベル調整を実行するように選択的に作動され、前記圧送デバイスは、既知の設定で動作する、ことと、を有し、
前記制御手順（６００）は、
前記レベル調整期間中に、ステップ変化の検出のために前記測定信号を処理すること（６０２）と、
前記ステップ変化の検出に応じて専用の動作を開始すること（６０３）と、を含む、方法。
【請求項37】
プログラム命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記プログラム命令は、プロセッサ（４１；６１）によって実行された場合に、請求項３５又は３６に記載の方法を前記プロセッサ（４１；６１）に実行させる、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は体外血液治療の分野におけるシステムに関し、特に、容器への及び容器からの流体フローを監視するための１つ以上の重量計を備えるこのようなシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
腎不全の治療では、健康な腎臓の機能を置き換えるために、機械による血液の浄化及び治療の様々な方法が使用される。このような方法は体外（ＥＣ）血液治療を含み、流体を抜き取り血液から物質を除去することを目的とし、流体及び物質を血液に加えることも伴いうる。ＥＣ血液治療では、血液濾過ユニット（一般に透析器と称される）を通じて透析液が圧送され、そこでは流体及び物質が半透膜上を輸送される。ＥＣ血液治療の共通様式は、血液透析、血液濾過及び血液透析濾過を含む。
【0003】
ＥＣ血液治療のための機械はしばしば、一般に「慢性透析」として知られる慢性腎疾患（ＣＫＤ）を有する患者の治療のための機械と、一般に「急性透析」として知られる急性腎損傷（ＡＫＩ）を有する患者の治療のための機械とに分離される。急性透析は、典型的には連続的又は半連続的に行われる。連続療法は２４時間の治療であり、一方、半連続療法は、６～１２時間以上の期間で毎日実施されうる。
【0004】
急性治療のための機械は一般に、容器又は「流体バッグ」が取り外し可能に配置されるスケールを備える。機械の動作は、スケールの読み取り値によって与えられる流体バッグの重量に基づいて制御される。一般に、透析治療において使用される未使用の透析液を保持するように少なくとも１つの流体バッグが構成され（「透析液バッグ」）、使用済みの透析液を受け取るように少なくとも１つの流体バッグが構成される（「流出物バッグ」）。当業者によく知られているように、ＥＣ血液治療は、一般に「限外濾過」として知られている患者から過剰な流体を抽出することを伴う。過剰な流体は、使用済みの透析液に含まれる。限外濾過は、機械内の供給ポンプ及び流出ポンプによって制御される。患者から抽出される過剰な流体の量及び抽出速度は、透析中の重要な治療パラメータである。動作中、機械はスケールの読み取り値に基づいてこれらの治療パラメータを算出及び監視し、供給ポンプ及び流出ポンプを制御して、対応する設定値を達成する。
【0005】
ＥＣ血液治療中、透析液バッグは未使用の透析液を最終的に使い果たし、流出物バッグは使用済みの透析液で満たされる。流体バッグの頻繁な交換を回避するために、未使用の透析液を供給源から透析液バッグに間欠的に圧送し、未使用の透析液のレベルを上げ、流出物バッグから使用済みの透析液を間欠的に圧送し、使用済みの透析液のレベルを下げるように機械を構成することが提案されている。このようなレベル調整を有するシステムは、特開平０９－２３９０２４号公報及び欧州特許出願公開第３２３８７６１号明細書に開示されている。レベル調整中、スケールの使用によって限外濾過を監視できない。この問題に対する１つの解決策は、レベル調整中に透析器を通る透析液のフローを止めることである。特開平０９－２３９０２４号公報で提案されている別の解決策は、レベル調整中、供給ポンプ及び流出ポンプの速度を固定し、レベル調整全体を通じて結果として生じる流量が一定のままであるという仮定の下で、レベル調整中、限外濾過を定量化することである。
【発明の概要】
【0006】
従来技術の１つ以上の制限を少なくとも部分的に克服することが目的である。
【0007】
さらなる目的は、体外血液治療のための重量ベースのシステムにおける限外濾過の監視を改善することである。
【0008】
別の目的は、このような重量ベースのシステム内の容器内の流体のレベル調整中の限外濾過の監視を改善することである。
【0009】
さらに別の目的は、このような重量ベースのシステムにおける限外濾過の制御を改善することである。
【0010】
これらの目的のうちの１つ以上、並びに以下の説明から明らかになりうるさらなる目的は、独立請求項に係るデバイス、システム、コンピュータ実施方法及びコンピュータ可読媒体によって少なくとも部分的に達成され、その実施形態は従属請求項によって規定される。
【0011】
第１の側面は、血液の体外治療のためのシステムにおける限外濾過を監視するためのデバイスである。前記デバイスは、前記システム内の容器の瞬間重量を表す測定信号を受信するように構成された入力インタフェースであって、前記容器は、血液の体外治療のための透析器上の透析液のための第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続され、前記第１の流体経路内に圧送デバイスが配置され、前記容器は、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置に第２の流体経路でさらに接続される、入力インタフェースを備える。前記デバイスは、前記入力インタフェースに接続され、レベル調整期間に関連して監視手順を実行するように構成されたプロセッサ回路であって、前記レベル調整期間において、前記レベル調整を実行するために前記調整装置が選択的に作動され、前記圧送デバイスが既知の設定で動作する、プロセッサ回路をさらに備える。前記プロセッサ回路は、前記監視手順において、前記レベル調整期間より前の第１の測定期間中に、前記測定信号に基づいて、前記調整装置が停止され前記圧送デバイスが前記既知の設定で動作している間に、前記圧送デバイスの圧送パラメータの第１の値を決定することと、前記レベル調整期間に続く第２の測定期間中に、前記測定信号に基づいて、前記調整装置が停止され前記圧送デバイスが前記既知の設定で動作している間に、前記圧送パラメータの第２の値を決定することと、前記第１及び第２の値に基づいて、前記レベル調整期間における前記圧送パラメータの時間プロファイルを推定することと、前記時間プロファイルに基づいて前記レベル調整期間について限外濾過パラメータを決定することと、を行うように構成される。
【0012】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記第１及び第２の値の線形補間を実行することによって前記時間プロファイルを推定するように構成される。
【0013】
いくつかの実施形態では、前記圧送パラメータは、前記圧送デバイスによって生成される流量と、前記圧送デバイスのストローク量と、のうちの１つである。
【0014】
いくつかの実施形態では、前記圧送パラメータは、前記圧送デバイスのストローク量であり、前記プロセッサ回路は、前記入力インタフェースを介して、前記圧送デバイスの速度を表すさらなる測定信号を受信することと、前記第１及び第２の測定期間中に、前記測定信号及び前記さらなる測定信号に基づいて、前記圧送パラメータの前記第１及び第２の値をそれぞれ決定することと、を行うようにさらに構成される。
【0015】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記レベル調整期間中に、前記時間プロファイル及び前記さらなる測定信号に基づいて、前記レベル調整期間についての流体フローパラメータを決定することと、前記流体フローパラメータ及び前記流体フローデータに基づいて前記限外濾過パラメータを決定することと、を行うようにさらに構成される。
【0016】
いくつかの実施形態では、前記流体フローパラメータは、前記レベル調整期間中に前記圧送デバイスによって圧送された流体の総量を表す。
【0017】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記さらなる測定信号に基づいて、前記レベル調整期間中に前記圧送デバイスによって実行された圧送ストロークの回数を決定することと、前記時間プロファイルに基づいて前記レベル調整期間についての平均ストローク量を算出することと、前記平均ストローク量及び圧送ストロークの前記回数の関数として前記流体フローパラメータを決定することと、を行うように構成される。
【0018】
いくつかの実施形態では、前記さらなる測定信号は、前記圧送デバイスの各圧送ストロークについての所定数のパルスを含む。
【0019】
いくつかの実施形態では、前記限外濾過パラメータは、前記透析器内の血液から抽出された限外濾液の量を含む。
【0020】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記入力インタフェースを介して、前記容器と前記圧送デバイスとの間の前記第１の流体経路における流体圧力を表すか、又は前記圧送デバイスのための制御信号を表す入力信号を受信することと、前記レベル調整期間中に前記第１及び第２の値並びに前記入力信号に基づいて前記時間プロファイルを推定することと、を行うように構成される。
【0021】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記流体圧力と前記圧送パラメータとの間の関係を表す較正データを取得することと、前記レベル調整期間中に受信された前記入力信号を、前記較正データを用いて、前記圧送パラメータの値に変換することによって、前記時間プロファイルを推定することと、を行うようにさらに構成される。
【0022】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記レベル調整期間中のステップ変化の検出のために前記測定信号を監視することと、前記ステップ変化の検出に応じて、専用の動作を開始することと、を行うようにさらに構成される。
【0023】
いくつかの実施形態では、前記専用の動作は、前記レベル調整期間の修正と、前記圧送パラメータの前記時間プロファイルを推定する際に前記ステップ変化を考慮することと、前記圧送デバイスの前記圧送速度の修正と、のうちの１つ以上を含む。
【0024】
いくつかの実施形態では、前記レベル調整期間の前記修正は、前記レベル調整の停止をもたらす。
【0025】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記ステップ変化の前記検出に応じて、前記ステップ変化の大きさを決定するように構成され、前記専用の動作は、前記大きさを使用する。
【0026】
いくつかの実施形態では、前記圧送速度の前記修正は、前記ステップ変化から生じる前記第１の流体ライン内の流量の変化を少なくとも部分的に補償するために、前記大きさに基づく。
【0027】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記第１及び第２の値と、前記大きさと、前記レベル調整期間中の前記ステップ変化のタイミングとに基づいて、前記圧送パラメータの前記時間プロファイルを推定するように構成される。
【0028】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記測定信号に基づいて、前記容器の前記重量の瞬間変化を表す監視信号を生成することと、前記監視信号における前記ステップ変化を検出することと、を行うように構成される。
【0029】
いくつかの実施形態では、前記圧送デバイスは、前記既知の設定で動作する場合に、前記第１の流体ラインにおける流体流量の時間変動を繰り返し生成するように構成され、前記プロセッサ回路は、前記測定信号に埋め込まれた前記時間変動の振幅の瞬間変化として前記ステップ変化を検出するように構成される。
【0030】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記測定信号に基づいて、前記容器の前記重量の瞬間変化を表す監視信号を生成することと、前記監視信号に基づいて前記ステップ変化を検出することと、を行うように構成される。
【0031】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記測定信号の導関数を表すように前記監視信号を生成するように構成される。
【0032】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記監視信号から前記時間変動の表現を減算することによって差分信号を生成することと、前記差分信号における前記ステップ変化を検出することと、を行うように構成される。
【0033】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記時間変動の検出のために前記差分信号を処理するように構成され、前記ステップ変化は、前記差分信号における前記時間変動の存在によって検出される。
【0034】
いくつかの実施形態では、前記時間変動は、最小流量及び最大流量を含む。
【0035】
いくつかの実施形態では、前記最小流量と前記最大流量との差が、前記既知の設定で動作する場合に前記圧送デバイスによって生成される平均流量の少なくとも２倍である。
【0036】
いくつかの実施形態では、前記時間変動は、正弦波変動である。
【0037】
いくつかの実施形態では、前記時間変動は、増加した流量の時間的に分離されたパルスのシーケンスをもたらす。
【0038】
いくつかの実施形態では、前記時間変動は、前記圧送デバイスの間欠的な作動に対応する。
【0039】
いくつかの実施形態では、前記容器内の前記流体は、前記透析器内の血液の前記体外治療に使用するための未使用の透析液であるか、又は前記未使用の透析液を形成するために前記第１の流体経路内の１つ以上の濃縮物と混合される水であり、前記第１の透析器ポートは、前記未使用の透析液のための入口ポートである。
【0040】
いくつかの実施形態では、前記容器内の前記流体は、前記透析器内の血液の前記体外治療から生じる使用済みの透析液であり、前記第２の透析器ポートは、前記使用済みの透析液のための出口ポートである。
【0041】
いくつかの実施形態では、前記プロセッサ回路は、前記圧送デバイスと、前記調整装置と、前記さらなる圧送デバイスとのための制御信号を生成するようにさらに構成される。
【0042】
いくつかの実施形態では、前記限外濾過パラメータは、前記透析器に接続された体外血液回路内の血液と直接的又は間接的に流体連通している１つ以上の他の圧送デバイスによって前記レベル調整期間において生成された流体フローを表す流体フローデータに基づいてさらに決定される。
【0043】
第２の側面は、血液の体外治療のためのシステムにおける流量を制御するためのデバイスである。前記デバイスは、前記システム内の容器の瞬間重量を表す測定信号を受信するように構成された入力インタフェースであって、前記容器は、血液の体外治療のための透析器上の透析液のための第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続され、前記第１の流体経路内に圧送デバイスが配置され、前記容器は、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置に第２の流体経路でさらに接続される、入力インタフェースを備える。前記デバイスは、前記入力インタフェースに接続され、レベル調整期間に関連して制御手順を実行するように構成されたプロセッサ回路であって、前記レベル調整期間において、前記レベル調整を実行するために前記調整装置が選択的に作動され、前記圧送デバイスが既知の設定で動作する、プロセッサ回路をさらに備える。前記プロセッサ回路は、前記制御手順において、前記レベル調整期間中に、ステップ変化の検出のために前記測定信号を処理することと、前記ステップ変化の検出に応じて専用の動作を開始することと、を行うように構成される。
【0044】
第３の側面は、体外血液治療のためのシステムである。前記システムは、透析液のための第１及び第２の透析器ポートを備える透析器と、前記透析器上の前記第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続された容器と、前記第１の流体経路内の圧送デバイスと、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置であって、前記調整装置は、第２の流体経路上で前記容器に接続される、調整装置と、前記容器の瞬間重量を表す測定信号を生成するように構成された計量デバイスと、前記第２の側面のデバイスと、を備える。
【0045】
第４の側面は、血液の体外治療のためのシステムにおける限外濾過を監視する、コンピュータで実施される方法である。前記方法は、前記システム内の容器の瞬間重量を表す測定信号を受信することであって、前記容器は、血液の体外治療のための透析器上の透析液のための第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続され、前記第１の流体経路内に圧送デバイスが配置され、前記容器は、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置に第２の流体経路でさらに接続される、ことと、レベル調整期間に関連して監視手順を実行することであって、前記レベル調整期間において、前記調整装置は、前記レベル調整を実行するように選択的に作動され、前記圧送デバイスは、既知の設定で動作する、ことと、を有する。前記監視手順は、前記レベル調整期間より前の第１の測定期間中に、前記測定信号に基づいて、前記調整装置が停止され前記圧送デバイスが前記既知の設定で動作している間に、前記圧送デバイスの圧送パラメータの第１の値を決定することと、前記レベル調整期間に続く第２の測定期間中に、前記測定信号に基づいて、前記調整装置が停止され前記圧送デバイスが前記既知の設定で動作している間に、前記圧送パラメータの第２の値を決定することと、前記第１及び第２の値に基づいて、前記レベル調整期間における前記圧送パラメータの時間プロファイルを推定することと、前記時間プロファイルに基づいて前記レベル調整期間について限外濾過パラメータを決定することと、を含む。
【0046】
第５の側面は、血液の体外治療のためのシステムにおける流量を制御する、コンピュータで実施される方法である。前記方法は、前記システム内の容器の瞬間重量を表す測定信号を受信することであって、前記容器は、血液の体外治療のための透析器上の透析液のための第１の透析器ポートに第１の流体経路で接続され、前記第１の流体経路内に圧送デバイスが配置され、前記容器は、前記容器内の流体のレベル調整のための調整装置に第２の流体経路でさらに接続される、ことと、レベル調整期間に関連して制御手順を実行することであって、前記レベル調整期間において、前記調整装置は、前記レベル調整を実行するように選択的に作動され、前記圧送デバイスは、既知の設定で動作する、ことと、を有する。前記制御手順は、前記レベル調整期間中に、ステップ変化の検出のために前記測定信号を処理することと、
前記ステップ変化の検出に応じて専用の動作を開始することと、を含む。
前記ステップ変化の検出に応じて専用の動作を開始することと、を含む。
【0047】
第６の側面は、プログラム命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記プログラム命令は、プロセッサによって実行された場合に、前記第４又は第５の側面の方法を前記プロセッサに実行させる、コンピュータ可読媒体。
【0048】
前記第２～第６の側面の実施形態は、前記第１の側面の上述の実施形態に対応してもよい。
【0049】
さらに他の目的、側面及び実施形態、並びに他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、並びに図面から明らかになりうる。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】例示の血液透析システムの図である。
【図2A】、
【図4A】、
【図5A】、
【図7A】、
【図7B】圧送速度のステップ変化を伴う期間中の重量信号及びその導関数の例示のグラフである。
【図8A】、
【図9A】、
【図9B】正弦波変動を有する流体フローのステップ変更を伴う期間中の重量信号及びその導関数の例示のグラフである。
【図11A】、
【図11B】脈動流体フローのステップ変化を伴う期間中の重量信号及びその導関数の例示のグラフである。
【図12A】、
【図14A】、
【発明を実施するための形態】
【0051】
ここで、すべてではないが一部の実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下でより完全に実施形態が説明される。実際、本開示の主題は多くの異なる形態で具現化されてもよく、本書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態はこの開示が適用可能な法的要件を満たしうるように提供される。同様の数字は全体を通じて同様の要素を指す。
【0052】
また、可能であれば、本書に記載及び／又は企図される実施形態の任意の利点、特徴、機能、デバイス、及び／又は動作側面の任意のものが、本書に記載及び／又は企図される他の実施形態の任意のものに含まれてもよく、及び／又はその逆も可能であることが理解されよう。さらに、別段の明示的な記載がない限り、可能な場合に、本書において単数形で表現された任意の用語は複数形も含むことが意味され、及び／又はその逆も成り立つ。本書で使用する際に、「少なくとも１つの」は「１つ以上の」を意味し、これらの語句は、交換可能であることが意図される。したがって、「ａ」及び／又は「ａｎ」という用語は「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものとするが、「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」という語句も本書で使用される。本書で使用される際に、言葉又は必要な含意を表現するために文脈が別途必要とする場合を除き、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」との単語、又は「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」又は「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は包括的な意味で、すなわち、述べられた特徴の存在を特定するが、様々な実施形態におけるさらなる特徴の存在又は追加を排除しないように使用される。
【0053】
第１、第２などという用語が本書で様々な要素を記載するために使用されうるが、これらの要素はこれらの用語に限定されるべきでないことがさらに理解されよう。これらの用語は、１つの要素を別のものと区別するためだけに使用される。例えば、本開示の範囲を逸脱することなく、第１の要素が第２の要素と称されてもよく、同様に、第２の要素が第１の要素と称されてもよい。本書で使用される際に、「複数の（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）」、「複数の（ｐｌｕｒａｌ）」、及び「複数の（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という用語は、２つ以上の要素の提供を暗に示すことが意図される。「及び／又は」という用語は、関連する列挙された要素のうちの１つ以上の任意かつすべての組み合わせを含む。
【0054】
簡潔さ及び／又は明瞭さのために、周知の機能又は構造は詳細に記載されないかもしれない。そうでないと規定されない限り、本書で使用される（技術用語及び科学用語を含む）すべての用語は、この開示が属する当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。
【0055】
本開示は、容器から出る流体フローを、容器に入る同時かつ多かれ少なかれ未知の流体フローが存在する間に容器の重量に基づいて監視する技術に関する。それに対応して、本技術は、容器に入る流体フローを、容器から出る同時かつ多かれ少なかれ未知の流体フローが存在する間に監視するために等しく適用可能である。この技術は、体外（ＥＣ）血液治療のためのシステムでの使用に特に適合され、システム内の血液の限外濾過を監視する目的で、システム内への未使用の透析液の流体フロー及び／又はシステムからの使用済みの透析液の流体フローを推定する。背景技術の欄で述べたように、ＥＣ血液治療のための機械はスケールからの信号に基づいて限外濾過を監視及び制御するように構成されてもよく、そのスケール上に、未使用の透析液及び使用済みの透析液のための容器がリリース可能に配置される。このような機械はいわゆる急性治療に一般的に使用されているが、本技術はいかなる特定のタイプのＥＣ血液治療にも限定されない。本技術は、容器からシステムに流体を圧送しながら、機械が容器内の流体を間欠的に補充することを可能にし、及び／又は、システムから容器に流体を圧送しながら、容器から流体を間欠的に排出することによって、途切れない血液治療を可能にする。
【0056】
本技術は、図１に示されるＥＣ血液治療のための例示のシステムを参照して例示される。システムは、ＡＫＩの治療（「急性透析」）のための機械によって実施されてもよい（ただし、そうである必要はない）。図示される例では、システムは血液透析（ＨＤ）治療のために構成される。システムは、流体源１０及び流体ポンプ（「圧送デバイス」）Ｐ１を備える補充装置Ａ１を備える。ポンプＰ１は、供給源１０から接続ライン又はチューブ（「流体経路」）１１を通じて第１の容器１２に第１の流体Ｆ１を圧送するように動作可能である。第１の容器１２は、可撓性を有しても剛性を有してもよく、第１の流体Ｆ１を受容するように配置される。実装に依存して、以下でさらに説明されるように、第１の流体Ｆ１は、未使用の透析液又は水であってもよい。供給源１０は、ポイントオブケアにおける独立型ユニットであっても、複数のシステムへの流体供給のための集中型ユニットであってもよい。Ｆ１が未使用の透析液であるならば、供給源１０は、透析液を調製するための従来のデバイスであってもよい。Ｆ１が水であるならば、供給源１０は、例えば逆浸透による精製水の調製のための従来のデバイスであってもよい。補充装置Ａ１は、容器１２内の流体Ｆ１のレベルを選択的に増加させるように動作可能であるため、「レベル調整装置」とも表される。
【0057】
容器１２は、接続ライン又はチューブ（「流体経路」）１３上で透析器１４の入口ポート１４Ａに接続される。以下において、接続ライン１３は「供給ライン」とも表される。流体ポンプＰ２は、容器１２から供給ライン１３を通じて透析器１４に流体Ｆ１を圧送するように動作可能である。透析器１４は血液処理ユニットであり、任意の従来タイプのものであってもよい。透析器１４は、透析器１４を透析液のための第１のチャンバと血液のための第２のチャンバとに分離する半透膜１４′を備える。第１のチャンバは、未使用の透析液のための入口ポート１４Ａと、使用済みの透析液のための出口ポート１４Ｂとを有する。これに対応して、第２のチャンバは、流入血液及び流出血液をそれぞれ運ぶ血液ライン２１、２２に接続するための第１のポート及び第２のポートを有する。これにより、透析器１４の血液ライン２１、２２及び第２のチャンバは、体外血液回路に含まれる。血液は、典型的には患者の循環系から抽出され、透析器１４を通じて圧送され、患者の循環系に戻される。当業者によく知られているように、水及び物質は、膜１４を横切って血液と透析液との間で交換され、それによって血液を治療してもよい。「流出物」としても知られる使用済みの透析液は、血液から除去された過剰な水及び老廃物を含有する。過剰な水は一般に「限外濾液」として知られ、過剰な水を除去するプロセスは「限外濾過」として知られている。
【0058】
透析器１４の出口ポート１４Ｂは、接続ライン又はチューブ（「流体経路」）１５上で第２の容器１６に接続される。第２の容器１６は、可撓性を有しても剛性を有してもよく、上述の使用済みの透析液又は流出物である第２の流体Ｆ２を保持するように構成される。流体ポンプＰ３は、透析器１４から接続ライン１５を通じて容器１６に流体Ｆ２を圧送するように動作可能である。以下において、接続ライン１５は「流出ライン」とも表される。容器は、接続ライン又はチューブ（「流体経路」）１７上で、ドレーン又はレセプタクル１８及び流体ポンプＰ４を備える排出装置Ａ２に接続される。以下において、接続ライン１７は「ドレーンライン」とも表される。ポンプＰ４は、ドレーンライン１７を通じてドレーン１８内に第２の流体Ｆ２を圧送するように動作可能である。排出装置Ａ２は、容器１６内の流体Ｆ２のレベルを選択的に減少させるように動作可能であるため、「レベル調整装置」とも表される。
【0059】
図１の例では、第１の容器１２は第１のスケール３１から吊り下げられ、第２の容器１２は第２のスケール３２から吊り下げられる。スケール３１、３２は、それぞれの容器１２、１６の重量を測定するように構成される。変形例では、それぞれの容器はスケール上に置かれてもよい。
【0060】
いくつかの実施形態では、図１に示されるように、システムは、流体圧力を測定するように構成された１つ以上の圧力センサ６１、６２を備えてもよい。図示の例では、圧力センサ６１は、ポンプＰ２の上流の供給ライン１３内の流体圧力を測定するように配置され、圧力センサ６２は、ポンプＰ３の下流の流出ライン１５内の流体圧力を測定するように配置される。以下でより詳細に説明されるように、圧力センサ６１、６２は、それによって、それぞれの容器１２、１６内の流体のレベルの変動から生じる圧力の変動に応答する。
【0061】
第１の流体Ｆ１が水であるならば、システムはまた、１つ以上の濃縮物供給装置１２″を備え、そのそれぞれは供給ライン１３内に液体濃縮物Ｆ１′を計量して、供給ライン１３内に未使用の透析液を形成するように構成される。図１の例では、濃縮物供給装置１２″は、液体濃縮物Ｆ１′を保持する容器１２′と、供給ライン１３と流体連通する接続ライン１３′と、接続ライン１３′を通じて供給ライン１３内に液体濃縮物を圧送するように動作可能な流体ポンプＰ１′とを備える。濃縮物供給装置１２″は、供給ライン１３に、ポンプＰ２の（図示のように）上流で接続されてもよいし、下流で接続されてもよい。
【0062】
システムは、１つ以上の使い捨て品をＥＣ血液治療のための機械と組み合わせることによって構成されてもよい。機械は、スケール３１、３２、ポンプＰ１′、Ｐ２及びＰ３、並びに圧力センサ６１、６２だけでなく、当業者に周知の他の従来の構成要素を備えてもよい。ポンプＰ１′、Ｐ２、Ｐ３は、蠕動ポンプであってもなくてもよい。レベル調整装置Ａ１、Ａ２はまた、機械の一部であってもよい。１つ以上の使い捨て品は、容器１２、１６、接続ライン１３、１５、透析器１４及び血液ライン２１、２２を含んでもよい。接続線１１、１７は、使い捨て品の一部であってもよい。濃縮物容器１２′及び接続ライン１３′は、機械又は使い捨て品の一部であってもよい。当業者は、機械又は使い捨て品の一部であってもよいさらなる従来の構成要素をシステムが含んでもよいことを理解する。
【0063】
制御デバイス４０は、第１の信号インタフェース４３Ａに出力される制御信号Ｃｉを用いてシステムの動作を制御するように構成される。制御デバイス４０は、ＥＣ血液治療のための機械に一体化されてもよいし、されなくてもよい。図１の例では、制御信号Ｃｉは、ポンプＰ１′、Ｐ１～Ｐ４のための制御信号Ｃ１′、Ｃ１～Ｃ４を含む。制御デバイス４０は、コンピュータ命令を含む制御プログラムに従って血液治療を実行するようにシステムを動作させる。制御プログラムは、第２の信号インタフェース４３Ｂ上で受信される１つ以上の入力信号Ｓｊに基づいて動作するように構成される。ユーザ入力は、制御デバイス４０の第３のインタフェース４３Ｃに接続されたヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）５０を介してユーザによって入力されてもよい。ＨＭＩ５０は、キーボード、キーパッド、制御ボタン、タッチスクリーン、コンピュータマウス、トラックパッド、マイクロフォン、カメラなどのような任意のデータ入力機器を備えてもよい。ＨＭＩ５０はまた、ディスプレイ、スピーカ、インジケータランプ、アラームデバイスなどのような任意のデータフィードバック機器を備えてもよい。図１の例では、入力信号Ｓｊは、容器１２の瞬間重量を表すようにスケール３１によって生成された測定信号Ｓ１（「重量信号」）と、個別のポンプの瞬間圧送速度を表すようにポンプＰ２、Ｐ３によって生成された信号Ｓ２、Ｓ３（「速度信号」）と、容器１６の瞬間重量を表すようにスケール３２によって生成された測定信号Ｓ４（「重量信号」）と、流体圧力を表すように圧力センサ６１、６２によって生成された測定信号Ｓ５、Ｓ６（「圧力信号」）とを含む。また、システムの動作を制御するために入力信号Ｓ１～Ｓ６のすべてが使用されなくてもよいことに留意されたい。以下に記載されるように、入力信号Ｓ１～Ｓ６の少なくともいくつかは、システムによって実行される限外濾過を監視及び定量化するために使用されてもよい。
【0064】
制御デバイス４０は、プロセッサ回路４１及びコンピュータメモリ４２を備える。上述の制御プログラムは、メモリ４２に記憶され、適切なタイプの１つ以上のプロセッサを備えるプロセッサ回路４１によって実行される。制御プログラムは、有形（非一時的）製品（例えば、磁気媒体、光ディスク、リードオンリメモリ、フラッシュメモリなど）であってもよいコンピュータ可読媒体上で、又は伝搬信号によって、制御デバイス４０に供給されてもよい。インタフェース４３Ａ～４３Ｃのうちの２つ以上が１つの物理ユニットに組み合わされてもよいことに留意されたい。
【0065】
流体Ｆ１が未使用の透析液であると仮定して図１のシステムの動作が簡単に説明される。ポンプＰ２は、不変であっても可変であってもよい流量Ｑ２で未使用の透析液Ｆ１を容器１２から供給するように連続的に動作する。流体は、下矢印によって示されるように、透析器１４の第１のチャンバを通過し、その間に、（上矢印によって示されるように）透析器１４の第２のチャンバを通じて同時に圧送される血液と半透膜１４′を介して相互作用する。ポンプＰ３は、不変であっても可変であってもよい流量Ｑ３で使用済みの透析液Ｆ２を透析器１４から引き出すように連続的に動作する。ポンプＰ２、Ｐ３の圧送速度は、Ｑ２及びＱ３の目標値を達成するように設定される。流量Ｑ２、Ｑ３の高い精度を達成するために、ポンプＰ２、Ｐ３は、信号Ｓ１、Ｓ４によって与えられる瞬間流量に基づいて（制御信号Ｃ２、Ｃ３によって）制御される。瞬間流量は、個別の容器１２、１６の重量変化率に対応する。Ｑ２とＱ３との差は、限外濾過速度（「ＵＦ速度」）を規定し、これは、限外濾液が透析器１４内の血液から引き出される速度である。治療セッション中の限外濾液の総量（「総ＵＦ」）は時間にわたって積分されたＱ２とＱ３との間の差に対応し、様々な方法（以下）で計算されてもよい。制御デバイス４０は、治療セッション中に総ＵＦの目標値及び／又はＵＦ速度の所定の時間プロファイルを達成するようにポンプＰ２、Ｐ３を動作させるように構成される。
【0066】
治療セッション中、間欠的に、容器１２が未使用の透析液Ｆ１を十分に使い果たしていると考えられる場合に、補充装置Ａ１は、実線矢印によって示されるように、容器１２内のレベルを上昇させるために、未使用の透析液Ｆ１を流量Ｑ１で容器１２内に圧送するように作動される。容器１２を補充する必要性は、信号Ｓ１によって与えられる容器１２の重量に基づいて決定されてもよい。同様に、容器１６が十分に満杯であると考えられる場合に、排出装置Ａ２は、破線矢印によって示されるように、容器１６内のレベルを減少させるために、使用済みの透析液Ｆ２を流量Ｑ４で容器１６からドレーン１８に圧送するように作動される。容器１２、１６の再充填及び排出は、同時に実行されてもよいし、互いに独立して実行されてもよい。個別の容器１２、１６が可撓性材料から作られるならば、容器が流体の流入／流出によって変形する場合に、容器１２、１６内の流体のレベルが線形に増加／減少しないかもしれないことに留意されたい。
【0067】
流体Ｆ１が水である場合に図１のシステムの動作は同様である。主な違いは、１つ以上の濃縮物供給装置１２″が、濃縮物Ｆ１′を供給ライン１３に圧送するようにポンプＰ２と同時に動作することである。図示されるように、システムが単一の供給装置１２″を含む例では、ポンプＰ２が容器１２から水を圧送するように動作し、ポンプＰ１′が、水Ｆ１による濃縮物Ｆ１′の所定の希釈を達成するように、ポンプＰ２の速度に対して所定の関係を有する速度で動作する。所定の関係は例えば、センサ（図示せず）によって測定される、結果として得られる未使用の透析液の目標導電率を達成するために、較正によって与えられてもよい。所定の関係が与えられると、透析器１４への未使用の透析液の流量Ｑ２の目標値を達成するように、信号Ｓ１によって与えられる容器１２の重量変化率に基づいてポンプＰ２の速度が制御される。それ以外は、システムの動作は、上述のように流体Ｆ１が未使用の透析液である場合と同じである。
【0068】
個別の容器１２、１６の迅速な補充及び排出を達成するために、流量Ｑ１、Ｑ４が可能な限り高く設定されうることに留意されたい。低コストで高い流量Ｑ１、Ｑ４を達成するために、ポンプＰ１及びＰ４は、結果として生じる流量の比較的低い精度を提供する構造であるかもしれない。さらに、コスト上の理由から、Ｑ１及びＱ４を定量化するために高精度の流量計を含むことは望ましくないかもしれない。この状況では、Ｑ１及びＱ４が大部分で未知である場合に、Ｑ２及びＱ３を達成するようにポンプＰ２、Ｐ３を制御するために信号Ｓ１及びＳ４を確実に使用することができない。よって、ＵＦ監視に関して、容器１２又は１６内のレベルを調整するために装置Ａ１、Ａ２のいずれかが動作する場合に、制御デバイス４０は「盲目」である。以下では、Ａ１又はＡ２が作動される期間が「レベル調整期間」ＬＡＰと表される。「盲目」に対処するための１つのアプローチは、少なくともポンプＰ２、Ｐ３を停止することによって、各ＬＡＰ中に治療を停止することである。このアプローチは、治療の有効性を低下させる。別のアプローチは、固定された設定でポンプＰ２、Ｐ３を動作させることによってＬＡＰ中に治療を継続し、ＬＡＰ中に結果として生じる流量Ｑ２、Ｑ３についての所定の公称値を使用してＬＡＰについての総ＵＦを算出することである。このアプローチは、総ＵＦの算出に不確実性をもたらす。固定された設定であっても、流量Ｑ２、Ｑ３は、例えばポンプの摩耗、ポンプの状態の変化などの結果として、時間にわたってわずかな変化を呈するかもしれない。
【0069】
本開示のいくつかの実施形態は、ＬＡＰ中のＵＦ速度に関する情報を提供することを目的とする。いくつかの実施形態では、ＬＡＰが容器１２に関連するならば、これは、重量信号Ｓ１を用いてＬＡＰの前後の流量Ｑ２を測定し、測定された流量に基づいて、ＬＡＰ中の流量Ｑ２の時間プロファイルを推定することによって達成される。本書で使用される場合に、「時間プロファイル」は、時間にわたる量のマッピングを指す。それに対応して、ＬＡＰが容器１６に関連するならば、重量信号Ｓ４を用いてＬＡＰの前後に流量Ｑ３が測定されてもよく、測定された流量に基づいてＬＡＰ中の流量Ｑ３の時間プロファイルが推定されてもよい。Ｑ２の推定時間プロファイル及び／又はＱ３の推定時間プロファイルに基づいて、ＬＡＰ中の限外濾過が定量化されてもよい。ＬＡＰ中の限外濾過の不確実性は、ＬＡＰの前後の実際の流量の測定によって低減される。
【0070】
前述の概念は、容器１２の補充をもたらすＬＡＰ中の時間の関数としてのＱ２のグラフである図２Ａに示されている。図示されるように、ＬＡＰの前の時刻ｔｓにおいて開始流量Ｑｓが測定され、ＬＡＰの後の時刻ｔｅにおいて終了流量Ｑｅが測定される。Ｑｓ及びＱｅを基準値として使用することによって、ＬＡＰ中の透析器１４に入る流体フローの時間プロファイルを推定することが可能である。図示の例では、推定時間プロファイル２００がＱｓとＱｅとの間の流量の線形変化を仮定することによって与えられる。図２Ａのハッチング領域は、ＬＡＰ中に透析器１４に圧送された未使用の透析液の総量（Ｖ２Ｔ）に対応する。図２Ｂは図２Ａに対応し、図２Ａの容器１２の補充中の時間の関数としてＱ３を示す。ここで、容器１２の補充中に容器１６が排出されず、ＬＡＰ中に重量信号Ｓ４を用いて流量Ｑ３が繰り返し測定され、測定されたフロープロファイル２１０が得られたと仮定する。図２Ｂのハッチング領域は、ＬＡＰ中に透析器１４から圧送された使用済みの透析液の総量（Ｖ３Ｔ）に対応する。Ｖ３ＴとＶ２Ｔとの差はＬＡＰ中の推定総ＵＦを提供し、フロープロファイル２００と２１０との差は、ＬＡＰ中のＵＦ速度の推定時間プロファイルを提供する。
【0071】
Ｑ２及びＱ３は図２Ａと図２Ｂとの間で切り換えられてもよく、その結果、Ｑ３の推定時間プロファイルは容器１６の排出中のＱｓ及びＱｅに基づいて得られ、Ｑ２の測定時間プロファイルは、容器１６の排出中に容器１２が補充されないという条件で、容器１６の排出中の重量信号Ｓ１に基づいて得られることがわかる。
【0072】
図２Ａ～図２Ｂに具体化された原理は、容器１２の補充が容器１６の排出と時間的に重複する場合にも同様に適用可能である。この場合、フロープロファイル２１０は、容器１６の排出の前後に測定されるＱ３の開始流量及び終了流量によって与えられる推定されるフロープロファイルに少なくとも部分的に置き換えられる。
【0073】
図３は、図１のシステムにおける制御デバイス４０によって実行されてもよい例示の方法３００のフローチャートである。簡単にするために、容器１２は補充されるが容器１６は排出されないと仮定して方法３００が説明される。言い換えれば、Ａ１はＬＡＰ中に作動され、Ａ２は作動されない。
【0074】
ステップ３０１及び３０２は、ＬＡＰの前の第１の測定期間Ｍ１に対応する。ステップ３０１において、スケール３１によって生成された重量信号Ｓ１が受信される。重量信号Ｓ１は容器１２の瞬間重量を表し、瞬間重量値の時系列を含む。この文脈では、「瞬間」は、ステップ３０２における後続の処理に関連する任意の時間尺度であってもよい。例えば、Ｓ１は、ミリ秒又は秒のオーダの時間分解能を有してもよい。ステップ３０２は、Ｍ１中に受信されたＳ１に基づいて、Ｍ１中に既知の設定で動作するＰ２の圧送パラメータの第１の値を決定することを含む。Ｍ１中に、Ａ１は停止される。いくつかの実施形態では、ステップ３０２Ａによって示されるように、圧送パラメータは、流量、具体的にはＰ２によって生成されるＱ２であるか、又はそれを表す。流量Ｑ２は、ΔＷ／Δｔに基づいて決定されてもよく、ΔＷは、期間Δｔにわたる、Ｓ１によって与えられる重量の変化である。本書で使用される場合、「流量」は、重量（質量）又は体積に関して与えられてもよい。よって、ΔＷ／Δｔは、流量Ｑ２を与えるために、容器内の流体、すなわち水又は未使用の透析液の密度で除算されてもよいし、されなくてもよい。図２Ａの例では、第１の値はＱｓに対応する。
【0075】
図３には示されていないが、ステップ３０２の後、システムはＡ１を作動させることによってＬＡＰを実行するように制御される。ＬＡＰ中に、Ｐ２は既知の設定で動作する。
【0076】
ＬＡＰの完了後、容器１２が流体で十分に補充され、Ａ１が停止された場合に、方法は、第２の測定期間Ｍ２においてステップ３０１及び３０３を実行する。ステップ３０１において、スケール３１によって生成された重量信号Ｓ１が受信される。ステップ３０３は、Ｍ２中に受信されたＳ１に基づいて、Ｍ２中に既知の設定で動作するＰ２の圧送パラメータの第２の値を決定することを含む。ステップ３０３Ａによって示されるように、圧送パラメータが流量であると仮定すると、第２の数値は、ΔＷ／Δｔに基づいて、ステップ３０２Ａと同じ方法で決定される。図２Ａの例では、第２の値はＱｅに対応する。
【0077】
以下の説明では、Ｍ１、ＬＡＰ及びＭ２の全体にわたって維持されるポンプＰ２の「既知の設定」が、ポンプＰ２の不変の設定であると仮定する。不変の設定では、ポンプＰ２が不変の圧送速度で動作すると仮定される。不変の設定は、方法３００についての所定の設定であってもよい。これにかえて、不変の設定は、Ｍ１が開始された際のポンプＰ２の現在の設定によって与えられてもよい。不変の設定の使用は一般に、ステップ３０４～３０５（以下）を容易にする。しかし、既知の設定は、Ｍ１、ＬＡＰ及びＭ２の最中の圧送速度の所定の変動に対応することが考えられる。また、ステップ３０１がＭ１及びＭ２の最中にのみ実行される必要はなく、例えば、図６の方法又はステップ３０５（以下）の特定の実施形態を可能にするために、ＬＡＰ中にも実行されてもよいことに留意されたい。
【0078】
図４Ａは、Ｐ２の圧送速度が不変である間のＭ１、ＬＡＰ、及びＭ２の最中に得られる例示の重量信号Ｓ１のグラフである。見て取れるように、容器１２の重量はＰ２の圧送動作の結果としてＬＡＰの前に減少し、Ａ１が容器１２を再充填するように作動されるとＬＡＰ中に急速に増加し、その後、Ｐ２の圧送動作の結果としてＬＡＰの後に減少する。ＬＡＰ中に、重量の変化は、Ａ１による再充填とＰ２による圧送動作とが組み合わされた結果である。
【0079】
図３の方法３００に戻ると、ステップ３０２、３０３によって決定された第１の値及び第２の値に基づいて、ＬＡＰ中にポンプＰ２によって生成された流体フローＱ２の時間プロファイルを推定するために、ステップ３０３の後にステップ３０４が実行される。この時間プロファイルは、以下においてＴＰＦ２と表される。第１の値及び第２の値が図２ＡのＱｓ及びＱｅに対応すると仮定すると、ステップ３０４は、任意の補間関数を使用してＱｓ及びＱｅを補間することによってＴＰＦ２を決定してもよい。いくつかの実施形態では、補間関数は線形であり、その結果、図２Ａの時間プロファイル２００が得られる。線形の補間関数の使用は単純であり、少なくともＬＡＰ中にＱ２のステップ変化がない場合に、合理的に正確である可能性が高い（以下の図５Ａ～５Ｂ）。
【0080】
ステップ３０５は、ステップ３０４の後に実行され、ステップ３０４Ａで推定されるように、ＴＰＦ２に基づいてＬＡＰの限外濾過（ＵＦ）パラメータを決定することを含む。図１に示すＨＤシステムでは、ＬＡＰ中にポンプＰ３によって生成される流量Ｑ３を表す流体フローデータ（ＦＦＤ）に基づいて、ＵＦパラメータがさらに決定される。Ａ２がＬＡＰ中に停止されていると仮定すると、ＦＦＤは、スケール３２からの重量信号Ｓ４によって直接的又は間接的に与えられる。ＦＦＤは、決定されるべきＵＦパラメータに依存して異なる形態をとりうる。１つの例では、ＦＦＤは、ＬＡＰ中にポンプＰ３によって圧送される流体の総量（図２ＢのＶ３Ｔを参照）を指定し、ＬＡＰの開始と終了との間の容器１６の重さの差によって与えられる。別の例では、ＦＦＤは、Ｑ３の時間プロファイル（図２Ｂの２１０を参照）であり、これはＬＡＰ中の容器１６の段階的な重量変化によって与えられ、重量信号Ｓ４の導関数として算出されてもよい。別の例では、ＬＡＰ中にＡ２も作動されていると仮定すると、ＦＦＤは、容器１６（以下）に関してステップ３０１～３０４を実行することによって決定されてもよい。
【0081】
実装に依存して、ＵＦパラメータは異なる形態をとってもよい。第１の例では、ＵＦパラメータは、ＬＡＰ中に透析器１４内の血液から抽出された限外濾液の総量を指定する。このようなＵＦパラメータは、図２Ａ～図２ＢにおけるＶ３ＴとＶ２Ｔとの差によって与えられる。第２の例では、ＵＦパラメータは、限外濾液の総量の目標値からの偏差である。第３の例では、ＵＦパラメータは、ＬＡＰ中のＵＦ速度の時間プロファイルであり、ステップ３０４によって与えられるＴＰＦ２と、ＦＦＤによって与えられるＱ３の時間プロファイルとの差によって与えられる。第４の例では、ＵＦパラメータは、目標時間プロファイルからのＬＡＰ中のＵＦ速度の偏差を表す時間プロファイルである。
【0082】
ＴＰＦ２は、ステップ３０４～３０５における計算に固有であってもよいことに留意されたい。例えば、Ｖ２Ｔは、あるＴＰＦ２を仮定することによって算出されてもよく、ＴＰＦ２が明示的に導出されることを必要としない。例えば、ＴＰＦ２が線形であると仮定して、Ｖ２Ｔは、ΔＬＡＰ・（Ｑｓ＋Ｑｅ）／２として直接に算出されてもよく、ΔＬＡＰはＬＡＰの持続時間である。
【0083】
圧送パラメータは、ポンプＰ２の流量を指定する必要がないことにも留意されたい。代替として、圧送パラメータは、ポンプＰ２のストローク量を表す。これは、ポンプＰ２が容積式ポンプ、例えば、ＥＣ血液治療のためのシステムにおいて一般的に使用される蠕動ポンプであると仮定する。よって、第１の値は、Ｍ１中のポンプＰ２の測定されたストローク量（Ｖｓ）であり（ステップ３０２Ｂを参照）、第２の値は、Ｍ２中のポンプＰ２の測定されたストローク量（Ｖｅ）である（ステップ３０３Ｂを参照）。
【0084】
ストローク量は、Ｍ１及びＭ２の最中に得られる信号Ｓ１及びＳ２に基づいて、ステップ３０２Ｂ及び３０３Ｂにおいて決定されてもよい。信号Ｓ２はポンプＰ２の圧送速度を表し、それによって、一般に、単位時間当たりにポンプＰ２によって実行されるストローク数を指定する。ストローク量は、（Ｓ１によって与えられる）測定された重量変化を、所与の期間に（Ｓ２によって与えられる）測定された圧送速度に関連付けることによって算出されてもよい。本書で使用される場合、「ストローク量」は、容量に関して与えられても、重量に関して与えられてもよい。信号Ｓ２は、多くの異なる形態をとりうる。いくつかの実施形態では、信号Ｓ２は、ポンプＰ２の各圧送ストロークについての所定数のパルスを含む。例えば、パルスは、ポンプＰ２内のエンコーダ、ポンプＰ２内のステッパーモータからのステップ回数信号などに由来してもよい。変形例では、信号Ｓ２は省略され、Ｍ１及びＭ２における圧送速度は、それぞれＭ１及びＭ２の最中のポンプＰ２の既知の設定に関連する公称値である。既知の設定が不変の設定であるならば、公称値はＭ１とＭ２とで同じである。
【0085】
ステップ３０４において、ステップ３０４Ｂによって示されるように、Ｖｓ及びＶｅはＬＡＰ中のストローク量（「ストローク量プロファイル」、ＴＰＶ２）の推定時間プロファイルを決定するために、任意の補間関数、例えば線形関数を使用することによって補間されてもよい。
【0086】
ステップ３０５に戻ると、ＴＰＶ２は、ＵＦパラメータの決定のために様々な方法で処理されてもよい。ステップ３０５は、ＴＰＶ２に基づいて及びＬＡＰ中の信号Ｓ２に基づいて、ＬＡＰについての流体フローパラメータを決定することと、流体フローパラメータに基づいて、ＵＦパラメータを決定することとを含んでもよい。例えば、流体フローパラメータは、ＴＰＦ２又はＶ２Ｔであってもよい。Ｓ２が圧送速度に関してＰ２の実際の性能を表すため、Ｓ２の使用は、ＵＦパラメータの精度を改善するかもしれない。例えば、ＬＡＰ中のＰ２の失速イベント又は速度変動が自動的に考慮され、流体フローパラメータに含まれる。ステップ３０５は、ＴＰＶ２内の個々の値に、Ｓ２によって与えられるＬＡＰ中のポンプＰ２の圧送速度の対応する個々の値を乗算することによって、ＴＰＦ２を決定してもよい。ステップ３０５は、Ｓ２に基づいて、ＬＡＰ中にＰ２によって実行された圧送ストロークの回数（ＮＳ）を決定し、ＴＰＶ２に基づいてＬＡＰについての平均ストローク量（Ｖａｖｇ）を算出し、ＮＳ及びＶａｖｇの関数として、例えば（Ｖａｖｇ・ＮＳ）としてＶ２Ｔを決定することによって、Ｖ２Ｔを算出してもよい。ストローク量プロファイルが線形であると仮定されるならば、ＬＡＰについてのＶａｖｇは、（Ｖｓ＋Ｖｅ）／２として算出されてもよい。信号Ｓ２から決定される代替として、ＮＳは、ＬＡＰ中のＰ２の既知の設定によって与えられる公称値、又はＭ１及びＭ２における測定された圧送速度に基づいて決定される推定値であってもよい。
【0087】
圧送パラメータの時間プロファイルを推定するさらなる変形例は、ステップ３０４Ｃによって表され、圧送パラメータはポンプＰ２の流量又はストローク量のいずれかであってもよい。図１に戻って、圧力信号Ｓ５は、ポンプＰ２への入口における圧力を表す。この圧力は、ポンプＰ２への入口における静水圧をレベルが変化させるため、容器１２内の流体のレベルに応じてわずかに変化する。これは、ポンプＰ２に対する容器１２の任意の配置に当てはまる。例えば、静水圧は、容器１２がＬＡＰ中に再充填されるにつれて、２～５０ｍｍＨｇのオーダで変化するかもしれない。ポンプの入口圧力の変化はそのストローク量に影響を及ぼし、それによって、ポンプによって生成される流量に影響を及ぼしうることがよく知られている。本出願人は、ポンプＰ２の入口圧力がＬＡＰ中に測定されるならば、この潜在的な不正確さの原因が圧送パラメータの時間プロファイルを決定するために実際に使用されてもよいことを認識した。ステップ３０４Ｃは、入口圧力をポンプＰ２の流量又はストローク量に関係付ける較正データへのアクセスを仮定する。原則として、圧力信号Ｓ５は、較正データを用いて時間プロファイルに直接に変換されうる。多くの場合、較正データは、このような直接変換を可能にするのに十分な精度ではない。その代わりに、圧力信号Ｓ５及び較正データによって与えられる圧送パラメータ値の曲線を、ステップ３０２及び３０３によって測定された第１の値及び第２の値にフィッティングすることによって、圧力信号Ｓ５が時間プロファイルに変換されてもよい。
【0088】
較正データは、予め規定され、制御デバイスの内部メモリ（図１の４２を参照）に記憶されてもよい。これに代えて、較正データは、測定された入口圧力（Ｓ５によって与えられる）を測定された重量変化（Ｓ１によって与えられる）に、オプションで測定された圧送速度（Ｓ２によって与えられる）と組み合わせて関連付けることによって、容器１２がＬＡＰの前に徐々に使い果たされていく間に決定されてもよい。いくつかの実施形態では、較正データは、入口圧力と流量との間、又は入口圧力とストローク量との間の比例係数として表される。他の実施形態では、較正データは、非線形依存性を規定し、関数又は参照表によって与えられてもよい。
【0089】
圧送パラメータの時間プロファイルを推定する別の変形例は、ステップ３０４Ｄによって表され、圧送パラメータはポンプＰ２の流量又はストローク量のいずれかであってもよい。ステップ３４０Ｄは、圧力信号Ｓ５の代わりにポンプＰ２のための制御信号Ｃ２を使用しながら、ステップ３４０Ｃと同様に実行されてもよい。ステップ３４０Ｄの理論的根拠は、上述したように、重量信号Ｓ１によって与えられる瞬間流量に基づいて制御信号Ｃ２が生成されることである。これは、容器１２内の流体レベルがポンプＰ２の入口の静水圧に及ぼす影響を制御信号Ｃ２が自動的に考慮することを意味する。よって、信号Ｃ２の制御値をポンプＰ２の流量又はストローク量に関連付ける較正データを導出することが可能である。このような較正データを使用することによって、制御値は、圧送パラメータの時間プロファイルに変換されてもよい。ステップ３０４Ｃと同様に、較正データは、事前に規定されてもよく、又は制御信号値（Ｃ２によって与えられる）を測定された重量変化（Ｓ１によって与えられる）に、オプションで測定された圧送速度（Ｓ２によって与えられる）と組み合わせて関連付けることによって、容器１２がＬＡＰの前に徐々に使い果たされていく間に決定されてもよい。
【0090】
Ａ１によって実行される容器１２の再充填動作に関して方法３００が説明されてきたが、Ａ２によって実行される容器１６の排出動作にも同様に適用可能である。図４Ｂは、Ｍ１、ＬＡＰ、及びＭ２の最中に得られる例示の重量信号Ｓ４のグラフである。見て取れるように、容器１６の重量はポンプＰ３の圧送動作の結果としてＬＡＰの前に増加し、Ａ２が容器１６を排出するように作動されるとＬＡＰ中に急速に減少し、その後、ポンプＰ３の圧送動作の結果としてＬＡＰの後に増加する。容器１６に関して監視するために方法３００が適用される場合に、ステップ３０１は重量信号Ｓ４を受信し、ステップ３０２～３０３は、Ｓ４に基づいてポンプＰ３の圧送パラメータについての第１及び第２の値を決定する。ステップ３０４は、第１の値及び第２の値に基づいて、流量Ｑ３についての時間プロファイル（ＴＰＦ３）又はポンプＰ３のストローク量についての時間プロファイル（ＴＰＶ３）を推定する。ステップ３０４Ｃを参照すると、時間プロファイルは、上述の説明と同様に、ポンプＰ３の出口における流体圧力を表す圧力信号Ｓ６に基づいて推定されてもよい。ステップ３０４Ｄを参照すると、時間プロファイルは、上述の説明と同様に、制御信号Ｃ３に基づいて推定されてもよい。その後、ステップ３０５は、推定ＴＰＦ３又はＴＰＶ３に基づいて、さらにＬＡＰ中にポンプＰ２によって生成された流量Ｑ２を表すＦＦＤに基づいて、ＵＦパラメータを決定する。
【0091】
一般に、図３の方法３００は、レベル調整装置、容器及び圧送デバイスの少なくとも１つの組合せを含む体外血液治療のための任意のシステムに適用可能である。この組合せは、透析液を供給するか、又は使用済みの透析液を受け取るように構成されてもよい。
【0092】
方法３００は、システムの動作を制御する制御デバイス４０（図１）によって実行される必要はなく、監視デバイス６０がＬＡＰに関してＭ１及びＭ２を実行するための適切な時点を決定することができるならば、図１５に示される物理的に別個の監視デバイス６０によって実行されてもよい。このような適切な時点は、制御デバイス４０によって監視デバイス６０にシグナリングされてもよい。図１５の例では、監視デバイス６０は、制御デバイス４０内の構成要素４１、４２、４３Ｂ、４３Ｃに対応する構成要素６１、６２、６３Ｂ、６３Ｃを備える。
【0093】
血液透析（ＨＤ）のためのシステムに関連して方法３００が記載されてきたが、血液透析濾過（ＨＤＦ）及び血液濾過（ＨＦ）を含むがこれらに限定されない、他のタイプの血液治療に等しく適用可能である。
【0094】
ＨＤＦでは、ＨＤのように透析液が透析器を通って導かれ、置換液が体外血液回路内の血液に直接送達される。置換液は透析液の一種である。置換液は、血液上流（注入前）及び／又は透析器の下流（注入後）に加えられてもよい。図１の例では、例えばポンプＰ２の下流の位置で、供給ライン１３から血液ライン２１、２２上の１つ以上の注入部位まで延びるように、置換液用の専用供給ラインが追加されてもよい。生成された透析液の一部を注入部位に圧送するように専用のポンプが配置されてもよい。これに代えて又はこれに加えて、置換液は、専用の容器から注入部位に別々に圧送されてもよく、専用の容器はスケール上に配置されても、されなくてもよい。専用容器内の置換液はオンデマンドで製造されてもよいし、既製の流体であってもよい。図３の方法３００は、ＬＡＰ中に血液に加えられる置換液を考慮するために、ステップ３０５の修正によってＨＤＦに適合されてもよい。置換液がポンプＰ２の下流で供給ライン１３から迂回されるならば、方法３００の修正は必要ない。そうでないならば、ステップ３０５は、ＵＦパラメータを算出する際に、置換液フローを流体フローＱ２と組み合わせるように修正される。置換液のフローは、流量計、体積投与又はスケールによって与えられてもよい。ＨＤＦシステムにおける使用済みの透析液の排出は、図１のＨＤシステムと同じである。よって、透析液がＨＤＦシステムにどのように供給されるかにかかわらず、流体フローＱ３は、図３の方法３００に従って決定され、ＵＦパラメータを決定するために使用されてもよい。
【0095】
ＨＦでは、体外血液回路（注入前及び／又は注入後）内の血液に置換液が直接送達され、透析器内の半透膜を通じて血液から流体が引き出され、透析液は透析器に供給されない。図１の例では、透析器ポート１４Ａが塞がれてもよく、供給ライン１３は代わりに、血液ライン２１、２２上の１つ以上の注入部位に接続されてもよい。これに代えて又はこれに加えて、置換液は、専用の再充填不可能な容器から注入部位に別々に圧送されてもよい。図３の方法３００は、ＬＡＰ中に血液に加えられる置換液を考慮するために、ステップ３０５の修正によってＨＦに適合されてもよい。置換液がポンプＰ２によって供給されるならば、方法３００の修正は必要ない。そうでないならば、ステップ３０５は、ＵＦパラメータを算出する際に、流体フローＱ２を置換液のフローで置き換えるように修正される。やはり、ＨＦシステムにおける使用済みの透析液の排出は、図１のＨＤシステムと同じである。よって、透析液がＨＤＦシステムにどのように供給されるかにかかわらず、流体フローＱ３は、図３の方法３００に従って決定され、ＵＦパラメータを決定するために使用されてもよい。
【0096】
図３の方法３００は、ＬＡＰ中に流量Ｑ２又はＱ３に急激なステップ状の変化がないと想定する。このようなステップ変化は、例えばポンプＰ２、Ｐ３又はスケール３１、３２における機械のハードウェア誤差の結果として生じ得る。ステップ変化は例えば、容器１２、１６のうちの１つが、スケール３１、３２によって測定される重量を相殺するようにＬＡＰ中に移動されるハンドリング誤差の結果であってもよい。容器の移動は、容器が接触されること、容器への接続ラインのうちの１つが伸ばされること、機械が移動されることなどによって引き起こされるかもしれない。ポンプＰ２、Ｐ３が重量信号Ｓ１、Ｓ４に基づいて制御されるため、Ｓ１、Ｓ４の急激な変化はポンプＰ２、Ｐ３の制御を妨害する可能性が高い。
【0097】
ＬＡＰ中のステップ変化が検出されないまま進行するならば、ステップ３０５で決定されたＵＦパラメータは、特に圧送パラメータの時間プロファイルが補間によって推定されるならば（ステップ３０４Ａ、３０４Ｂを参照）、誤りであるかもしれない。圧力信号Ｓ５、Ｓ６又は制御信号Ｃ２、Ｃ３（ステップ３０４Ｃ、３０４Ｄを参照）に基づいて時間プロファイルが推定されたとしても、これらの信号は流量の変化に対して遅い応答を有し、ステップ変化を適切に再現できないかもしれない。
【0098】
ステップ変化の影響は、容器１２の補充中の時間の関数としての流量Ｑ２のグラフである図５Ａに示されている。図２Ａと同様に、ＬＡＰの前の時刻ｔｓにおいて開始流量Ｑｓが測定され、ＬＡＰの後の時刻ｔｅにおいてＱｅが測定される。Ｑｓ及びＱｅに基づいて、ステップ３０４Ａは、ＬＡＰについての時間プロファイル２００を推定するために、線形補間を実行してもよい。実際の流量Ｑ２は、図５Ａにおいて点線で示されている。Ｑ２のステップ変化（減少）は時刻ｔｃを生じ、その結果、Ｑ２の実際の時間プロファイルは、第１のサブプロファイル２００Ａと、ステップ変化によって第１のサブプロファイル２００Ａからオフセットされた第２のサブプロファイル２００Ｂとを含む。推定された時間プロファイル２００から決定されるＶ２Ｔは、実際の時間プロファイル２００Ａ、２００Ｂから決定されるＶ２Ｔとは異なるかもしれず、ステップ３０５によって決定されるＵＦパラメータにおいて対応する誤差をもたらすことがわかる。図５Ｂは図５Ａに対応するが、時刻ｔｃについて中間流量Ｑｉが推定されるように、時刻ｔｃにおいてステップ変化が検出され定量化されると想定する。Ｑｓ、Ｑｉ及びＱｅに基づいて、実際の時間プロファイルをより厳密に表す時間プロファイル２００が推定されてもよく、それによって、決定されるならば、Ｖ２Ｔにおける誤差が低減される。
【0099】
図６は、ＬＡＰ中のステップ変化の問題に対処するための例示の方法６００のフローチャートである。方法６００は、図１の制御デバイス４０又は図１５の監視デバイス６０によって実行されてもよい。方法６００は、ステップ変化が検出可能であるならば、ステップ３０５で決定されるＵＦパラメータの精度を改善することが可能であるという洞察に基づく。図１の容器１２の補充を参照して方法６００が説明されるが、容器１６の排出にも同様に適用可能である。
【0100】
方法６００は、ＬＡＰに関連して、好ましくはＬＡＰ中に実行される。以下において、図３のＭ１とＭ２との間に方法６００が実行されると仮定する。ステップ６０１において、スケール３１によって生成された重量信号Ｓ１が受信される。ステップ６０２において、ステップ変化の検出のために重量信号Ｓ１が処理される。本書で使用される場合に、信号の「ステップ変化」は、信号の規則的な変動、この場合にＡ１及びポンプＰ２の規則的な動作から生じる変動を超える大きさを有する変化を指す。いくつかの実施形態では、ステップ６０２はまた、ステップ変化の大きさを決定することによってステップ変化を定量化してもよい。ステップ６０３において、ステップ６０２においてステップ変化が検出された場合に専用の動作が行われる。専用の動作は、実装に依存して異なってもよく、ステップ変化の大きさを使用しても、しなくてもよい。
【0101】
図６のステップ６０３Ａによって表される第１の実装では、専用の動作は、ステップ３０４によって決定された際の圧送パラメータの時間プロファイルにおけるステップ変化、それゆえ、ステップ３０５におけるＵＦパラメータの演算におけるステップ変化を考慮することを含む。第１の実装は、ステップ変化がステップ６０２において定量化されると仮定する（図５ＢのＱｉを参照）。時間プロファイルは、ステップ変化の大きさ及びタイミング（ｔｃを参照）を考慮することによって、図５Ｂを参照して説明したように決定されてもよい。
【0102】
図６のステップ６０３Ｂによって表される第２の実装では、専用の動作は、ステップ変化に基づいてＬＡＰを修正することを含む。例えば、Ａ１及びポンプＰ２のうちの少なくとも一方が停止されてもよい。１つの実施形態では、ポンプＰ２が既知の設定で動作し続けている間に、ＬＡＰを終了させるためにＡ１が停止される。その後、新たな第１の値を取得するためにステップ３０２が実行されてもよく、それに応じて、第２のＬＡＰを実行するためにＡ１が再び作動される。第２のＬＡＰの完了時に、ステップ３０４は、ステップ３０２、３０３によって決定された第１の値及び第２の値に基づいて、第１のＬＡＰについての時間プロファイルと第２のＬＡＰについての時間プロファイルとの両方を推定してもよい。
【0103】
図６のステップ６０３Ｃによって表される第３の実装では、専用の動作は、ステップ変化によって引き起こされる流量Ｑ２の変化を少なくとも部分的に補償するために、ステップ変化に基づいてポンプＰ２の圧送速度を修正することを含む。第３の実装は、ステップ変化がステップ６０２において定量化されると仮定する。ポンプＰ２の圧送速度は、ＬＡＰ中又はＬＡＰの後に修正されてもよい。
【0104】
専用の動作は、第１の実装、第２の実装及び第３の実装のうちの２つ以上の組合せを含むことも想到される。
【0105】
図７Ａは、ＬＡＰの前、最中及び後の時間の関数としての容器１２の測定された重量Ｗのグラフである。以下の説明では、流体Ｆ１が未使用の透析液であり、よって、Ｑ２は容器１２から出る流体の流量を表すと仮定する。重量Ｗは、信号Ｓ１によって与えられる。図示の例では、Ｑ２は５０ｍｌ／分であり、Ｑ１は５００ｍｌ／分であり、ＬＡＰ中に容器１２に充填される流体Ｆ１の体積は５０００ｍｌである。それによって、ＬＡＰの持続時間は１０分である。図７Ａの１５分に、ポンプＰ２のストローク量を５％だけ減少させる事象が存在する。事象は容器１２の重量Ｗでは事実上検出不可能であるが、図７Ｂの拡大図において破線の円ＲＯＩによって強調されるように、その重量変化
で見られる。重量変化
は、重量Ｗの瞬間変化を表す。ステップ６０２におけるステップ変化の検出は、重量Ｗではなく重量変化
の評価によって容易になりうることがわかる。いくつかの実施形態では、スケール１２は、
を直接表すように信号Ｓ１を提供するように構成される。他の実施形態では、スケール１２は、Ｗを表すように信号Ｓ１を提供するように構成され、ステップ６０２は、例えばオプションで平滑化と組み合わせて、例えば従来の微分関数を用いて、信号Ｓ１の一次導関数を算出することによって信号Ｓ１を
に変換することを含む。
【0106】
ステップ変化は非常に小さいかもしれないが、それにもかかわらず、算出されたＵＦパラメータに著しい影響を及ぼす。図７Ａ～７Ｂの例では、Ｑ２におけるステップ変化は、４５０ｍｌ／分の正味重量変さらに対して２．５ｍｌ／分（５０ｍｌ／分の５％）である。よって、信号Ｓ１におけるステップ変化の検出可能性を改善し、場合によってはステップ変化の信頼できる定量化を可能にすることが一般的に望まれる。
【0107】
ステップ変化は、制御信号Ｃ２（図１）を介して、ポンプＰ２の圧送速度に所定の反復する時間変動を課すことによって拡大され、それによって、流量Ｑ２が反復する時間変動を呈することが見出された。このような時間変動は、Ｐ２の平均流量を変化させることなく、それによってＵＦパラメータを変化させることなく、課されうる。本書で使用される場合、「時間変動」は、時間におけるある程度の変動を指す。
【0108】
時間変動を課す概念は、図９Ａ～図９Ｂと組み合わせて図８Ａを参照して説明される。図８Ａは、ポンプＰ２（図１）によって生成される流体流量Ｑ２の例を時間の関数として示す。見て取れるように、ポンプＰ２は、Ｑ２の正弦波変動を生成するように動作する。流量はＱ２＝Ｑａ・（１＋Ｒ・ｓｉｎ（２πｆｔ））として表されてもよく、Ｑａは平均流量であり、ｆは正弦波変動の周波数であり、Ｒは正弦波変動のピークツーピーク値を制御する結合係数である（０＜Ｒ≦１）。Ｒ＝１のとき、図８Ａに示されるように、ピークツーピーク値が最大となり、Ｑは０と最大値Ｑｍ＝２・Ｑａとの間で変化する。正弦波変動の周波数ｆは、振動する流量を生成するポンプＰ２の能力を考慮して設定される。
【0109】
図９Ａ～９Ｂは図７Ａ～７Ｂに対応し、流量Ｑ２が図８Ａの正弦波変動を有する場合の、時間の関数としての容器１２について測定された重量Ｗ及び重量変化
を示す。Ｑ２の平均流量は、図７Ａ～図７Ｂと同じである。図７Ａ～図７Ｂと同様に、破線の円ＲＯＩは、ポンプＰ２のストローク量を５％だけ減少させる事象に対応するステップ変化を示す。ＲＯＩのさらなる拡大図が図１０に示される。事象は時刻ｔｃで生じる。事象の前に、重量変化
は、最大値
と最小値
との間で振動する。容器１２への透析液の流入（Ｑ１）と容器１２からの透析液の流出（Ｑ２）との差（図１）によって
が与えられるため、
はＱ１（Ｑ２＝０）に対応し、
はＱ１－Ｑｍ（Ｑ２＝Ｑｍ）に対応する。ｔｃの前に、重量変化
は、Ｑ１－Ｑａに対応する平均値ＭＦの周りで振動する。ｔｃにおいて、ＭＦはＭＦ′に変更される。図１０においてΔＭＦと示されるＭＦとＭＦ′との差はＱａの変化に対応し、大きさが図７Ａ～７Ｂのステップ変化に等しい。しかし、ｔｃの後、重量変化
は、Ｑ１に対応し不変である
と、
とは２・ΔＭＦだけ異なる最小値
との間を振動する。よって、正弦波変動を課すことによって、ステップ変化を２倍に拡大することが可能である。一般に、結合係数Ｒについて、拡大係数は１＋Ｒである。図９Ａ～９Ｂの特定の例では、ステップ変化が図７Ａ～７Ｂの２．５ｍｌ／分と比較して、５ｍｌ／分に増加する。
【0110】
いくつかの実施形態では、ステップ６０２は、必要に応じて、ＬＡＰ中の重量変化
における振動のピークツーピーク値を監視することによって、ステップ変化を検出し定量化してもよい。図１０に見て取れるように、ピークツーピーク値は、時刻ｔｃにおいてＰＰからＰＰ′へのステップ変化ΔＰＰを呈する。ピークツーピーク値は、複数の振動を含む期間について
を評価することによって、高精度で決定されうる。
【0111】
図９Ｂに戻って、測定期間Ｍ１及びＭ２の最中にも、流量Ｑ２に正弦波変動が課せられることが分かる。これは、ポンプＰ２の動作条件がＭ１及びＭ２においてＬＡＰと同じである可能性を最大にするために行われ、それによって、ステップ３０２～３０３（図３）によって決定される第１の値及び第２の値がＬＡＰに適用可能である。しかし、変形例では、正弦波変動がＬＡＰにおいてのみ課され、Ｍ１及びＭ２においては課されない。
【0112】
図８Ａの例から理解されるように、ステップ変化の大きさは、時間変化の大きさに比例する。変動しない流体フローと比較して平均流量が維持される必要があると仮定すると、最大の大きさは、正弦波変動に対して２倍に制限される。図８Ｂは、場合によってはステップ変化をさらに拡大するために、流量Ｑ２に課されうる代替的な時間変動を示す。時間変動は、時間Δ１の間、Ｑ２が最大値Ｑｍまで瞬間的に増加することを規定する。時間変動は分離したパルスの時系列（「パルス列」）を生成するために、Δ２の期間で繰り返される。図８Ｂは理想化された図であり、実際の流量Ｑ２は、任意の形状の時間的に分離されたパルスのシーケンスであってもよいことを理解されたい。図８Ｂでは、０であるベースライン流量からパルスが生成され、これはΔ１の期間のポンプＰ２の間欠的な作動に対応する。しかし、ベースライン流量はゼロとは異なってもよいが、これはＱ２（図１０のＰＰ′を参照）に表されるように、時間変動の大きさに基づくステップ変化の検出可能性を低下させる。
【0113】
パルス列の形成で時間変動を使用する例が図１１Ａ～図１１Ｂに示される。図９Ａ～９Ｂと同様に、時間変動は、ＬＡＰだけでなく、Ｍ１及びＭ２においても課される。破線の円ＲＯＩは、ポンプＰ２のストローク量を５％だけ減少させる事象に対応するステップ変化を示す。図１１Ａ～図１１Ｂの例では、パルスの大きさが９２．４ｍｌ／分（図８（ｂ）のＱｍ）であり、パルスの個数が１パルス／分（Δ２＝１分）であり、平均流量が１７ｍｌ／分（図８（ｂ）のＱａ）である。倍率は５．４（９２．４／１７）である。よって、ステップ変化の大きさは、図７Ａ～７Ｂと比較して著しく増加する。
【0114】
透析器１４（図１）を通る透析液の時間変化するフローの提供は、正弦波状であってもパルス列の形式であっても、透析器１４の第１のチャンバと第２のチャンバとの間に濃度勾配がある限り、半透膜１４′を横切る溶質の交換が維持されるため、透析器１４における血液治療に著しい影響を及ぼす可能性が低いことに留意されたい。濃度勾配は、特に透析器への未使用の透析液の平均流量が比較的低く、例えば５０～１００ｍｌ／分未満である場合に、脈動フローによって影響を受ける可能性が低い。透析液のこのような流量は、典型的には急性治療、例えばＣＲＲＴ（持続的腎代替療法）において使用される。
【0115】
図１２Ａは、信号Ｓ１におけるステップ変化を検出するための、図６のステップ６０２の一部でありうる例示の手順のフローチャートである。ステップ１０１において、容器１２の重量の瞬間変化を表すために、Ｓ１に基づいて監視信号が生成される。スケール１２の構成に依存して、監視信号は、Ｓ１によって直接与えられてもよく、又はＳ１の導関数を表すように生成されてもよい。上で説明したように、ステップ変化は、このような監視信号において一層検出可能である。ステップ１０２は、ポンプＰ２が、既知の設定（図３のステップ３０２～３０４を参照）で動作する場合に、供給ライン１３内の流体流量の時間変動を繰り返し生成するように構成されると仮定する。上記から理解されるように、時間変動は、最小流量及び最大流量を含んでもよい。いくつかの実施形態では、最小流量と最大流量との差は、既知の設定で動作する場合にポンプＰ２によって生成される平均流量の少なくとも２倍である。説明されるように、これは、信号Ｓ１におけるステップ変化を対応して拡大する。２である倍率は、正弦波変動を使用することによって達成されてもよい。より大きな倍率は、増加した流量の時間的に分離されたパルスのシーケンスをもたらすように時間変動を実施することによって達成されてもよい。いくつかの実施形態では、このようなシーケンスは、ポンプＰ２の間欠的な作動によって達成される。ステップ１０２において、監視信号は、時間変動に基づくステップ変化の検出のために処理される。上で例示したように、ステップ変化は、例えば監視信号における対応する時間変動の振幅を評価することによって、信号Ｓ１に埋め込まれるような時間変動の振幅の瞬間変化として検出されてもよい。オプションであるステップ１０３では、ステップ１０２で検出された大きさの変化に基づいて、ステップ変化も定量化される。図１０を参照して、時間変動が既知であるならば、振幅変化の大きさΔＰＰは、平均流量の対応する変化ΔＭＦに変換されうることがわかる。そして、平均流量の変化は、ステップ６０３（図６）によって使用されてもよい。
【0116】
図１２Ｂは、ステップ変化の検出可能性をさらに高めるために、図１２Ａのステップ１０２の一部であってもよい例示の手順のフローチャートである。ステップ１０４において、監視信号から時間変動の表現を減算することによって差分信号が生成される。ステップ１０５において、時間変動の検出のために差分信号が処理され、差分信号の時間変動の発生によってステップ変化が検出される。図１２Ｂの手順は、差分信号において時間変動が実質的に打ち消されるならば、ステップ変化が発生した場合に差分信号に時間変動が現れるという洞察に基づいている。時間変動は、既知であり、検出するのが単純である。図１３は、図９Ｂの重量変化
から図８Ａの正弦波変動を減算することによって生成される差分信号
のグラフである。図１３の差分信号
は、ＬＡＰ中に示される。見て取れるように、時間変動はステップ変化が差分信号に１５分で生じる際に差分信号
に現れる。ステップ１０４で使用される時間変動の表現は、監視信号における時間変動の任意の推定であってもよい。例えば、表現は、監視信号の理論的モデルによって与えられてもよく、較正セッションにおいて監視信号に基づいて生成されてもよく、又はＬＡＰの初期部分の間に監視信号に基づいて生成されてもよい。表現は監視における時間変動の正確な一致である必要はないが、ステップ変化が生じる際に差分信号の明確な変化を引き起こすのに十分に類似しているべきである。ステップ１０４における減算は、監視信号と時間変動の表現との間の位相整合を含む。監視信号の時間変動の位相は、シミュレーション又は較正測定によって知られてもよい。ステップ１０５における時間変動の検出は、周期的信号を検出するための任意の信頼性のある周知の技術、例えば周波数分析、自己相関、パターンマッチングなどによって実行されてもよい。
【0117】
図７Ａ～図７Ｂ、図９Ａ～図９Ｂ、図１１Ａ～図１１Ｂ及び図１３のグラフを参照して説明したすべての例は、容器１２（図１）への流体Ｆ１の流量Ｑ１がＬＡＰ中に不変であると仮定している。これは必須ではない。装置Ａ１は、流体Ｆ１の時間変化するフローを生成するように意図的に又は先天的に構成されてもよい。例えば、Ａ１内のポンプＱ１は、容器１２内の流体Ｆ１のレベルが増加するにつれて、不変の流量を維持することができないかもしれない。一例が図１４Ａ～１４Ｂに示されており、これは図１１Ａ～１１Ｂに対応し、Ａ１によって生成された流量がＬＡＰに対して非線形の減少を呈する場合に測定された重量Ｗ及び重量変化
を示す。図１４Ｂに見て取れるように、流量Ｑ１は、ＬＡＰにわたって約５００ｍｌ／分から約４５０ｍｌ／分に減少する。当業者は、ステップ変化が生じた際（図１４ＢのＲＯＩを参照）、時間変動の振幅に検出可能な変更が存在すること、及びオプションで、検出をさらに強化するために、測定された重量変化から時間変動の表現が減算されてもよいことを容易に理解する。
【0118】
【0119】
さらに、方法３００と組み合わせてステップ変化を検出する方法６００が説明されてきたが、方法６００は方法３００と組み合わされる必要はない。方法３００に従って圧送パラメータの時間プロファイルが推定されない場合であっても、方法６００は、ＬＡＰ中のステップ変化を検出するために実行されてもよい。ステップ変化が検出されたならば、ステップ６０３は、専用の動作を開始してもよい。方法３００の使用によって時間プロファイルが推定されていないが、ステップ６０３Ａは圧送パラメータの公称時間プロファイルのステップ変化を考慮するために実行されうる。これに代えて又はこれに加えて、ステップ６０３Ｂは、例えばＬＡＰを停止することによってＬＡＰを修正するために実行されてもよく、及び／又はステップ６０３Ｃは、ステップ変化によって引き起こされる流量Ｑ２／Ｑ３の変化を少なくとも部分的に補償するために、ポンプＰ２／Ｐ３の圧送速度を修正するために実行されてもよい。
【0120】
さらに、図６のステップ６０１～６０２は、スケールから重量信号のステップ変化を検出する代わりに、ポンプＰ２又はＰ３の性能を示す信号に基づいてステップ変化を検出してもよい。例えば、ステップ変化は、ポンプＰ２又はＰ３の消費電力、駆動電流、トルク、速度などから推測されてもよい。
【0121】
本開示の主題は現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関連して説明されてきたが、本開示の主題は開示された実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付の特許請求の範囲の趣旨及び均等物内に含まれる種々の変形及び均等な構成を包含することが意図されることを理解されたい。
【0122】
さらに、動作が特定の順序で図面に示されているが、これは望ましい結果を達成するために、このような動作が示されている特定の順序で又は連続的な順序で実行されること、又はすべての示されている動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきではない。特定の状況では、並列処理が有利であってもよい。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【国際調査報告】