СПОСОБ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОГО ЛЕЧЕНИЯ КРОВИ
METHOD FOR EXTRACORPOREAL BLOOD TREATMENT

Изобретение относится к способу экстракорпорального лечения крови с регулируемыми целевыми параметрами, осуществляемому с помощью прибора для измерения кровяного давления и основанного на истории событий регулирующего устройства для регулирования кровяного давления пациента.
При различных терапиях, например при гемодиализе, требуется непрерывный контроль кровяного давления пациента. Для этого используются приборы для бескровного (неинвазивного) измерения кровяного давления с накладываемой на руку пациента манжетой, которая накачивается, а потом при измерении давления медленно сбрасывает давление. Для обеспечения квазинепрерывного регулирования кровяного давления регулирующее устройство должно выполнять регулирующие операции с интервалом в несколько минут. Необходимое для этого количество измерений кровяного давления в течение многочасового лечения может быть значительно уменьшено, если в определенные моменты времени измерения кровяного давления замещаются показателями кровяного давления, которые были получены из предшествующего лечения этого же пациента.
В US 6578241 В2 и ЕР 1226838 А2 описаны соответствующие терапевтические устройства с измерением кровяного давления через определенные интервалы времени и уменьшенным числом измерительных операций. Основываясь на одинаковой продолжительности всех интервалов, например 5 минут на интервал, регулирующее устройство обеспечивает анализ характеристики кровяного давления и тенденций кровяного давления в каждом интервале по единым правилам, как это описано в ЕР 0956872 А2.
Ограничительная часть п.1 формулы изобретения содержит признаки предлагаемого в изобретении способа, свойственные также решению по ЕР 1226838 А2. Это терапевтическое устройство проводит измерение кровяного давления через интервалы времени и в зависимости от этого регулирует скорость ультрафильтрации (UFR) таким образом, что отсутствуют недопустимые снижения кровяного давления. В моменты времени, когда измерение кровяного давления не производится, значения направляющей кривой, которая была получена из прежних терапевтических процедур, закладываются в качестве фактических значений кровяного давления, а в моменты времени измерения кровяного давления анализируются текущие показатели изменения кровяного давления.
Поскольку для таких болезненных проявлений во время гемодиализа, как гипотония, приступы головокружения, рвота и др., необходимо учитывать многофакторные причины, в клинической практике для распознавания осложнений иногда применяются мониторы для контроля других параметров (например, ЭКГ, относительный объем крови, гематокрит, содержание кислорода в крови). Исходя из этого, в зависимости от результатов измерений, в любые моменты времени могут возникать требования дополнительных измерений кровяного давления. Клинический опыт с проходящими лечение диализом пациентами показывает, что в зависимости от состояния пациента иногда требуется также измерение кровяного давления непосредственно медицинским персоналом. Соответствующее терапевтическое устройство с гибким по времени регулированием кровяного давления описано в (неопубликованной) заявке на патент №06112431.9.
Для регулирования кровяного давления в указанных терапевтических устройствах в основном используются показатели и временные характеристики предшествующих терапевтических процедур до момента времени проводимого лечения. Также хранимые в памяти терапевтических устройств показатели и временные характеристики предшествующих терапевтических процедур для промежутков времени после момента времени проводимого в настоящее время лечения до конца лечения не вовлекаются в процесс регулирования кровяного давления.
Однако клинический опыт с проходящими лечение диализом пациентами показывает, что из этих промежутков времени предшествующих терапевтических процедур можно быть извлечена существенная информация об ожидаемом характере изменения кровяного давления после соответствующего момента проводимого в настоящее время времени лечения. Представляется перспективным то, что из этого, прежде всего, для одного и того же пациента при сравнимых параметрах лечения, таких как общий объем ультрафильтрации, максимальная скорость ультрафильтрации, проводимость диализата, продолжительность лечения и др., образуются важные заключения, которые в клинической практике в обычном порядке можно использовать для упреждающего регулирования кровяного давления. В сочетании с аналитическими сравнениями временных характеристик кровяного давления, а также другими важными факторами во время проводимого лечения и во время предшествующих терапевтических процедур на основе статистических критериев сходства образуются благоприятные предпосылки для прогноза предстоящих снижений кровяного давления.
Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача разработки способа экстракорпорального лечения крови с применением терапевтического устройства таким образом, чтобы с помощью основанного на истории событий регулирующего устройства осуществлялся прогноз характеристики предстоящего изменения кровяного давления и осуществлялось упреждающее регулирование кровяного давления.
Эта задача решается в способе экстракорпорального лечения крови с регулируемыми целевыми параметрами, такими как общий объем ультрафильтрации, максимальная скорость ультрафильтрации, продолжительность лечения, осуществляемом с помощью прибора для измерения кровяного давления и основанного на истории событий регулирующего устройства для регулирования кровяного давления пациента и характеризующемся тем, что после измерения кровяного давления осуществляют следующие функции посредством основанного на истории событий регулирующего устройства:
а) регистрация и хранение временной характеристики кровяного давления в течение проводимой в настоящее время терапевтической процедуры,
б) аналитические сравнения временной характеристики проводимой в настоящее время терапевтической процедуры с временными характеристиками предшествующих терапевтических процедур до текущего момента времени проводимой в настоящее время терапевтической процедуры и выбор предшествующих терапевтических процедур с высоким сходством характеристики кровяного давления до текущего момента времени по заданному критерию сходства.
Отличие предлагаемого в изобретении способа заключается в том, что посредством основанного на истории событий регулирующего устройства выполняют дополнительные функции:
в) анализ падений кровяного давления характеристик кровяного давления выбранных предшествующих терапевтических процедур в промежутки времени, следующие за текущим моментом времени проводимой в настоящее время терапевтической процедуры, и выбор по меньшей мере одной из предшествующих терапевтических процедур со снижением давления в последующие промежутки времени,
г) упреждающее регулирование кровяного давления для предотвращения снижений кровяного давления, при этом временная характеристика выбранной по меньшей мере одной терапевтической процедуры используется в качестве входного параметра (FG) упреждающего регулирования кровяного давления в промежутки времени, следующие за текущим моментом времени.
Согласно изобретению исследуются на снижения кровяного давления характеристики кровяного давления предшествующих терапевтических процедур в промежутки времени, следующие за текущим моментом времени проводимой в настоящее время терапевтической процедуры. Таким образом, отбираются те предшествующие терапевтические процедуры, в которых за промежуток времени после текущего момента времени проводимой в настоящее время терапевтической процедуры произошло по меньшей мере одно снижение кровяного давления, и для регулирования используются только характеристики в отобранных терапевтических процедурах. Путем вовлечения временных характеристик кровяного давления (и, возможно, других важных факторов) из предшествующих терапевтических процедур обеспечивается возможность прогноза предстоящих снижений кровяного давления и упреждающего регулирования кровяного давления на основе специфического для данного пациента опыта. При сравнимых условиях терапии относительно заданных медицинским персоналом особенностей лечения, таких как общий объем ультрафильтрации, продолжительность терапии, максимальная скорость ультрафильтрации, проводимость диализата и предельные значения диапазона регулирования кровяного давления, при прогнозировании предстоящих аномалий, таких как снижения кровяного давления, в пределах последующих промежутков времени, например в 30 минут, была достигнута точность предсказания выше 85%.
С помощью признака г) достигается то, что следующее за текущим моментом времени регулирование кровяного давления является «упреждающим регулированием кровяного давления», которое в качестве входного параметра ориентируется на отобранную временную характеристику.
Так как критерий «снижение кровяного давления» учитывается уже при отборе, регулирование кровяного давления происходит таким образом, что будущие снижения кровяного давления предотвращаются с высокой степенью вероятности.
Прежде всего, в случае с подверженными гипотонии пациентами изобретение вносит существенный вклад в предотвращение снижений кровяного давления, а тем самым и повышение качества лечения диализом.
Предпочтительно, основанное на истории событий регулирующее устройство, которое, среди прочего, управляет измерениями кровяного давления через определенные интервалы времени, выполняет следующие операции:
- хранение значений кровяного давления для заданного числа терапевтических процедур, в том числе для задаваемых моментов времени, из предшествующих терапевтических процедур в виде снятых с направляющих кривых замещающих значений, и входных параметров основанного на истории событий регулирования кровяного давления (например, скорость ультрафильтрации, проводимость диализата),
- хранение других параметров лечения (например, общего объема ультрафильтрации, максимальной скорости ультрафильтрации, продолжительности лечения, предельных значений диапазона регулирования кровяного давления) для сохраненных согласно г) терапевтических процедур,
- анализ и классификация указанных в г) значений кровяного давления для различных промежутков времени предшествующих терапевтических процедур в соответствии с их сходством с характеристикой кровяного давления проводимой в настоящее время терапевтической процедуры,
- определение мер упреждающего регулирования кровяного давления для примененных входных параметров на основе предшествующих терапевтических процедур, имеющих наибольшее сходство с имеющейся в настоящее время характеристикой кровяного давления,
- согласование характеристик регулирования в соответствии с мерами, определенными на стадии «определение», в зависимости от имеющейся в настоящее время характеристики кровяного давления и от момента времени в ходе проводимой терапевтической процедуры.
Основанное на истории событий регулирующее устройство вовлекает в упреждающее регулирование кровяного давления следующие категории величин кровяного давления:
- величины кровяного давления, которые определяются измерением через определенные интервалы времени в соответствии с реализованным в регулирующем устройстве режимом времени, как описано в ЕР 0956872 В1, и
- величины кровяного давления, которые замещаются в виде направляющих кривых из предшествующих терапевтических процедур в целях уменьшения числа измерений кровяного давления, как описано в европейской патентной заявке ЕР 1226838 А2, и
- величины кровяного давления, которые в другие моменты времени автоматически запрашиваются подключенными измерительными и анализирующими приборами для других физиологических параметров (например, ЭКГ, относительный объем крови, гематокрит, содержание кислорода в крови), как описано в европейской патентной заявке 06112431.9 и
- величины кровяного давления, которые запрашиваются вручную медицинским персоналом в другие моменты времени, как описано в европейской патентной заявке 06112431.9.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что основанное на истории событий регулирующее устройство после каждого измерения кровяного давления анализирует все хранящиеся в памяти терапевтические процедуры соответствующего пациента относительно их сходства с имеющейся в настоящее время характеристикой кровяного давления. Для того чтобы постоянно обеспечивать текущий пул данных, предусмотрено хранение для каждого пациента максимально 100 процедур (n=100). При обычном ритме лечения по три диализа в неделю хранимый в памяти пул данных отображает процедуры до 33 недель, то есть максимально около восьми месяцев. При сохранении 101-й процедуры 1-я процедура автоматически стирается. Таким образом, обеспечивается непрерывное обновление пула данных.
Согласно еще одному предпочтительному усовершенствованию предусмотрено, что после каждого измерения кровяного давления для упреждающего регулирования кровяного давления анализируется определенное число, например 3-5, предшествующих процедур с наибольшим сходством с имеющейся в настоящее время характеристикой кровяного давления. Тем самым обеспечивается то, что в интересах максимально возможной вероятности прогноза предстоящих снижений кровяного давления рассматриваются только процедуры, сходство которых явно выделяется из множества хранимых в памяти процедур. Анализ сходства, предпочтительно, охватывает промежутки времени от начала лечения до настоящего момента времени или только за 15-20 минут до настоящего момента времени или сочетание обоих вариантов.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что упреждающее регулирование кровяного давления активируется, как только большинство проанализированных 3-5 предшествующих терапевтических процедур в последующий промежуток времени, равный примерно 30 минутам, будет иметь значения кровяного давления в пределах активного диапазона регулирования кровяного давления. Тогда основанное на истории событий регулирующее устройство реагирует путем снижения скорости ультрафильтрации и/или повышения проводимости диализата.
Изобретение, прежде всего, подходит для применения в сочетании с аппаратами «искусственная почка» и другими аппаратами для экстракорпорального очищения крови, а также, например, для инфузионной терапии.
Далее, со ссылкой на чертежи более подробно поясняется пример осуществления изобретения.
Фиг.1: схематичное представление аппарата «искусственная почка».
Фиг.2: временная диаграмма лечения диализом (фрагмент) без упреждающего регулирования кровяного давления.
Фиг.3: временная диаграмма лечения диализом (фрагмент) с упреждающим регулированием кровяного давления.
Представленный на фиг.1 аппарат «искусственная почка» по своей основной конструкции соответствует аппарату из ЕР 0956872 В1 или из ЕР 1226838 А2. Аппарат 10 «искусственная почка» содержит ультрафильтрационное устройство 11 с первичной камерой 12 и вторичной камерой 13, которые отделены друг от друга мембраной 14. Первичная камера 12 является составной частью системы 15 кровообращения, в которой кровь, которая была отобрана через артериальную систему пациента, очищается в ультрафильтрационном устройстве 11, а затем через венозную систему пациента 16 возвращается обратно. В системе 15 кровообращения находится насос 17. Он выполнен в виде волюметрического насоса, то есть производительность этого насоса соответствует скорости его привода и является управляемой.
Вторичная камера 13 ультрафильтрационного устройства 11 находится в контуре 18 диализирующей жидкости, в котором перекачивается диализирующая жидкость. Диализирующая жидкость поступает из (не показан) резервуара, поглощает в ультрафильтрационном устройстве 11 дополнительные вещества из крови, а затем перекачивается в (не показан) слив. В контуре диализирующей жидкости, перед и за вторичной камерой 13 расположено по одной проточной камере 19 или же 20, которые регулируют интенсивность протока в соответствующем месте. Проточная камера 19 и проточная камера 20 имеют одинаковую интенсивность подачи. Через ультрафильтрационный насос 36 с регулируемым объемом желаемое количество ультрафильтрации UFV отводится с заданной скоростью ультрафильтрации UFR. Временной интеграл от скорости ультрафильтрации UFR образует объем ультрафильтрации UFV, то есть тот объем жидкости, который прошел через мембрану 14 с начала лечения. Регулирование скорости ультрафильтрации осуществляется регулирующим устройством 23, которое выдает управляющие сигналы для интенсивности подачи насоса 36. Интенсивность подачи насоса устанавливается таким образом, чтобы образовывалась желаемая скорость ультрафильтрации.
Кроме того, регулирующее устройство 23 принимает сигнал кровяного давления ВР от измерителя 24 кровяного давления, закрепленного на теле пациента. Измеритель кровяного давления имеет надувную манжету, которая наложена на руку пациента, и производит неинвазивное измерение кровяного давления. Моменты времени измерения кровяного давления задаются изнутри регулирующим устройством 23 по проводам 25, и снаружи - подключенными мониторами и/или медицинским персоналом. Наряду с величиной кровяного давления на регулирующее устройство 23 могут также подаваться также параметры тенденции изменения кровяного давления, как это описано в ЕР 0956872 В1. В зависимости от полученных входных параметров регулирующее устройство 23 регулирует скорость ультрафильтрации UFR.
На фиг.2, на примере лечения диализом, наглядно показано регулирование кровяного давления в таком виде, как оно до сих пор управляется регулирующим устройством 23 без упреждающего регулирования кровяного давления. В рассматриваемый момент времени лечения Tn, равный 75 минутам, из произведенного здесь измерения образуется кровяное давление, которое значительно выше верхней предельной величины активного диапазона регулирования регулирующего устройства. На фиг.2 эта верхняя предельная величина нанесена как заданное значение (Set Point). Поэтому, на основе характеристики кривой А кровяного давления не происходит снижения скорости ультрафильтрации регулирующим устройством, так что сохраняется максимальная скорость ультрафильтрации UFRmax = 2000 мл/час, заданная медицинским персоналом. В этом примере UFRmax составляет около 150% средней скорости ультрафильтрации UFRm = 1320 мл/час, которая образуется из заданной цели диализа (общий объем ультрафильтрации и продолжительность лечения). Снижение кровяного давления ниже заданного значения, происходящее в более поздний момент времени, равный около 100 мин, не распознается используемым до сих пор регулирующим устройством без упреждающего регулирования давления, так как хранимые в его памяти характеристики кровяного давления предшествующих лечений учитываются только до соответствующего момента времени лечения (на фиг.2: Tn = 75 мин). Поэтому в этом примере регулирующее устройство начинает снижение скорости ультрафильтрации лишь в момент опускания ниже заданного значения, то есть лишь через 100 мин.
На фиг.3 наглядно показаны преимущества регулирующего устройства согласно изобретению с упреждающим регулированием кровного давления на той же самой характеристике А кровяного давления до рассматриваемого момента времени Tn, равного 75 мин, что и на фиг.2. На фиг.3 дополнительно нанесены сохраненные в памяти величины кровяного давления BDsp трех кривых кровяного давления В, С и D из предшествующих лечений, которые по реализованным в регулирующем устройстве критериям сходства для промежутка времени проводимого лечения от 0 до 75 мин имеют самое большое сходство с текущей характеристикой кровяного давления BDakt. При этом критерии сходства вытекают из статистического анализа характеристик кровяного давления (например, средних величин, стандартных отклонений, t-критериев, распознавания образцов).
Теперь основанное на истории событий регулирующее устройство с упреждающим регулированием кровяного давления обнаруживает уже в рассматриваемый момент времени лечения Tn, равный 75 мин, что две из трех выбранных кривых кровяного давления из предыдущих лечений в выбранном промежутке времени прогнозирования Tn + 30 мин, то есть в последующем отрезке времени лечения от 75 мин до 105 мин, имеют снижения кровяного давления ниже заданного значения, а именно кривые С и D.
Так как между изменением скорости ультрафильтрации и соответствующим изменением кровяного давления необходимо учитывать время физиологической реакции в несколько минут, для упреждающего регулирования кровяного давления анализируются хранимые в памяти характеристики кровяного давления BDsp выбранных предшествующих терапевтических процедур в промежутке времени от Tn + 15 мин до Tn + 30 мин. При этом для упреждающего регулирования кровяного давления являются существенными как моменты времени, так и величина снижения кровяного давления. В показанном на фиг.3 примере моменты времени снижения кровяного давления для кривых С и D находятся ниже заданного значения при 90 мин. Однако величина снижения кровяного давления для кривой С в промежутке времени от 90 мин до 105 мин является значительно большей, чем для кривой D. Поэтому в этом примере регулирующее устройство выбирает характеристику кровяного давления кривой С от Tn + 15 мин = 90 мин и использует ее в качестве входного параметра FG упреждающего регулирования кровяного давления для промежутка времени лечения от Tn = 75 мин до следующего измерения давления.
Поэтому теперь регулирующее устройство уже при Tn = 75 мин инициирует упреждающее снижение скорости ультрафильтрации с целью предотвращения, насколько это возможно, или по меньшей мере минимизации снижения кровяного давления ниже заданного значения, как в кривой А при проводимом лечении. Эта целевая функция на фиг.3 обозначена ожидаемой гипотетической характеристикой А' кровяного давления. Существенные факторы проводимого лечения и выбранных характеристик В, С и D кровяного давления, например, такие как общий объем ультрафильтрации, продолжительность лечения, максимальная скорость ультрафильтрации, верхняя и нижняя предельные величины диапазона регулирования кровяного давления, учитываются при расчете соответствующего снижения скорости ультрафильтрации.
Основанное на истории событий регулирующее устройство с упреждающим регулированием кровяного давления повторяет показанные на фиг.3 стадии после каждого измерения давления. Для этого в реализованном временном режиме в зависимости от времени проводимого лечения и уже отведенного объема ультрафильтрации установлены промежутки времени от 15 мин до 30 мин. Поэтому фактический характер А' во время текущего лечения модифицируется посредством каждого последующего измерения кровяного давления в смысле постепенной оптимизации лечения.