專利名稱：：補償再生透析系統(tǒng)中依從行為的系統(tǒng)和方法補償再生透析系統(tǒng)中依從行為的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
：當(dāng)代再生透析系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用。在這類系統(tǒng)中，吸附劑盒(sorbentcartridge)過濾并再生在透析設(shè)備和患者之間的封閉回路中泵送的透析液(dialysatefluid)。自來水可用于向該系統(tǒng)填充液體。使用吸附劑盒在初始純化過程中產(chǎn)生透析液。通常，六升純化的透析液足夠用于進行透析操作(dialysisprocedure)。在透析操作過程中，純化的透析液于輸入泵連續(xù)泵入透析室(dialyzerchamber)。在透析室中，純化的透析液與患者的血液在膜上發(fā)生相互作用，尿素顆粒在此從血液轉(zhuǎn)移到透析液中。輸出泵將用過的透析液于輸出泵從透析室吸出。用過的透析液被泵送通過吸附劑盒，吸附劑盒的化學(xué)性質(zhì)被配置為從透析液過濾和去除尿素顆粒，從而純化透析液。在透析操作過程中，在確定的時間周期內(nèi)將液體從患者移出。移出液體的速率被稱為超濾速率。透析操作的超濾速率由醫(yī)生規(guī)定，與所規(guī)定的超濾速率的任何偏差都可能給患者造成嚴(yán)重的不良后果。操作過程中保持正的超濾速率是至關(guān)重要的，以便液體從患者移出。操作過程中任何時候超濾速率均不能為負(fù)；這種“回濾(back-filtration)”會導(dǎo)致液體通過透析儀遞送給患者。在再生透析系統(tǒng)中，超濾速率是相對于輸出泵泵送速率的輸入泵泵送速率的函數(shù)，輸入泵將純化的透析液泵入透析室，輸出泵將用過的透析液泵出透析室。通過控制輸入泵和輸出泵的相對速率以便輸出泵的速率超過輸入泵的速率，二者的速率差保證液體從患者移出。超濾速率的調(diào)控對于為患者進行成功和安全的透析操作是極為重要的。發(fā)明概述在一個方面，再生透析系統(tǒng)包括將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀的輸入泵。輸出泵將用過的透析液以輸出速率泵出透析儀。系統(tǒng)的超濾速率與相對于輸入速率的輸出速率相關(guān)。吸附劑盒過濾用過的透析液以產(chǎn)生新鮮透析液?？刂破骺刂葡到y(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速。在一個實施方案中，系統(tǒng)還包括:貯存新鮮透析液的貯液器；和監(jiān)視貯存于貯液器中的新鮮透析液的秤見重量(scaleweight)的秤(scale);其中控制器進一步控制超濾速率來響應(yīng)貯液器中新鮮透析液的秤見重量。在另一個實施方案中，控制器還:計算貯存于吸附劑盒中的透析液的動態(tài)重量來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速；通過對動態(tài)重量和秤見重量求和來計算正確的透析液重量；并控制系統(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)校正的透析液重量。在另一個實施方案中，控制器還:計算由于基于時間的吸收而貯存于吸附劑盒中的透析液的吸收重量；并通過進一步對吸收重量與動態(tài)重量和秤見重量求和來計算校正的透析液速率。在另一個實施方案中，控制器基于吸附劑盒的預(yù)定依從行為模型控制系統(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速。在另一個實施方案中，吸附劑盒的預(yù)定模型基于吸附劑盒貯存的透析液的體積作為透析液通過吸附劑盒的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系。在另一個實施方案中，吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過吸附劑盒的透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是線性的。在另一個實施方案中，吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過吸附劑盒的透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是非線性的。在另一個實施方案中，超濾速率是于透析儀從患者移出液體的速率。在另一個實施方案中，規(guī)定了透析系統(tǒng)進行透析操作的超濾速率。在另一個方面，控制再生透析系統(tǒng)的超濾速率的方法包括:將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀；將用過的透析液以輸出速率泵出透析儀，再生透析系統(tǒng)的超濾速率與相對于輸入速率的輸出速率相關(guān)；過濾用過的透析液以于吸附劑盒產(chǎn)生新鮮透析液；并控制再生系統(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速。在一個實施方案中，所述方法還包括:將新鮮透析液貯存于貯液器；監(jiān)視貯存于貯液器中的新鮮透析液的秤見重量；并進一步控制超濾速率來響應(yīng)貯液器中新鮮透析液的秤見重量。在另一個實施方案中，所述方法還包括:計算貯存于吸附劑盒中的透析液的動態(tài)重量來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速；通過對動態(tài)重量和秤見重量求和來計算校正的透析液重量；并進一步控制超濾速率來響應(yīng)校正的透析液重量。在另一個實施方案中，所述方法還包括:計算由于基于時間的吸收而貯存于吸附劑盒中的透析液的吸收重量；并通過進一步對吸收重量與動態(tài)重量和秤見重量求和來計算校正的透析液速率。在另一個實施方案中，所述方法還包括基于吸附劑盒的預(yù)定依從行為模型控制系統(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速。在另一個實施方案中，吸附劑盒的預(yù)定模型基于吸附劑盒貯存的透析液的體積作為透析液通過吸附劑盒的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系。在另一個實施方案中，吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過吸附劑盒的透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是線性的。在另一個實施方案中，吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過吸附劑盒的透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是非線性的。在另一個實施方案中，超濾速率是于透析儀從患者移出液體的速率。在另一個實施方案中，規(guī)定了再生透析系統(tǒng)進行透析操作的超濾速率。在另一個方面，控制器包括多個功能模塊，其貯存于存儲系統(tǒng)并通過處理器執(zhí)行以控制再生透析系統(tǒng)的超濾速率?？刂破靼?輸入泵功能模塊，其輸出實現(xiàn)將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀的輸入泵控制信號；輸出泵功能模塊，其輸出實現(xiàn)將用過的透析液以輸入速率泵出透析儀的輸出泵控制信號，再生透析系統(tǒng)的超濾速率與相對于輸入速率的輸出速率相關(guān)，從而于吸附劑盒過濾用過的透析液以產(chǎn)生新鮮透析液；以及超濾速率功能模塊，其控制再生系統(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速。在一個實施方案中，所述超濾速率功能模塊還包括監(jiān)視貯存于貯液器中的新鮮透析液的秤見重量的秤見重量取樣功能模塊，其中所述超濾速率功能模塊進一步控制超濾速率來響應(yīng)貯液器中新鮮透析液的秤見重量。在另一個實施方案中，所述超濾速率功能模塊還包括:動態(tài)重量計算功能模塊，其計算貯存于吸附劑盒中的透析液的動態(tài)重量來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速；以及重量校正功能模塊，其通過對動態(tài)重量和秤見重量求和來計算校正的透析液重量，其中超濾速率功能模塊進一步控制超濾速率來響應(yīng)校正的透析液重量。在另一個實施方案中，所述超濾速率功能模塊還包括吸收重量計算功能模塊，其計算由于基于時間的吸收而貯存于吸附劑盒中的透析液的吸收重量，其中所述重量校正功能模塊通過進一步對吸收重量與動態(tài)重量和秤見重量求和來計算校正的透析液速率。在另一個實施方案中，所述超濾速率功能模塊還包括基于吸附劑盒的預(yù)定依從行為模型進一步控制系統(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒的流速。在另一個實施方案中，吸附劑盒的預(yù)定模型基于吸附劑盒貯存的透析液的體積作為透析液通過吸附劑盒的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系。在另一個實施方案中，吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過吸附劑盒的透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是線性的。在另一個實施方案中，吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過吸附劑盒的透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是非線性的。在另一個實施方案中，超濾速率是于透析儀從患者移出液體的速率。在另一個實施方案中，規(guī)定了透析系統(tǒng)進行透析操作的超濾速率。通過本發(fā)明的優(yōu)選實施方案更具體的描述，本發(fā)明實施方案的上述和其他目的、特征和優(yōu)勢將更加明顯，如附圖所示，其中同樣的附圖標(biāo)記在所有不同視圖中表示相同的部件。這些附圖未必按比例繪制，而是將重點放在示出本發(fā)明的實施方案中的原理。圖1是本發(fā)明的實施方案中再生透析系統(tǒng)的框圖。圖2是作為透析液的流速的函數(shù)的吸附劑盒依從性(compliance)的實施例圖。圖3是本發(fā)明的實施方案中補償系統(tǒng)的操作流程圖。圖4是作為時間的函數(shù)的吸附劑盒吸收的實施例圖。圖5是本發(fā)明的實施方案中進行計算動態(tài)依從性步驟的詳細(xì)操作流程圖。圖6是本發(fā)明的實施方案中進行計算所述吸附劑盒的當(dāng)前吸收重量步驟的詳細(xì)操作流程圖。圖7是本發(fā)明的實施方案中進行計算校正的秤見重量步驟的詳細(xì)操作流程圖。圖8是本發(fā)明的實施方案中控制器的實施方案的詳細(xì)框圖。圖9是說明在代表性處理(treatment)的第一部分中，從初始時間tQ至最終時間tf秤給出的重量信號輸出的追蹤結(jié)果圖。圖10是說明在代表性處理的第二部分中，從初始時間h至最終時間tf秤給出的重量信號輸出的追蹤結(jié)果圖。具體實施例方式以下將參照顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的附圖更詳細(xì)地描述實施方案。但是，本發(fā)明可以不同的形式來體現(xiàn)，并且不應(yīng)該被解釋為限于本文所闡述的實施方案。在整個說明書中，相同編號表不相同的兀件。應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然本文使用術(shù)語“第一”，“第二”等用來描述各種元件，但這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語用于區(qū)分一個元件與另一個元件。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，“第一”元件可被稱為“第二”元件，并且，同樣，“第二”元件可被稱為“第一”元件。如本文使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)所列的項目的任何和所有組合。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)元件被稱為與另一個元件“相連(connected)”或“偶聯(lián)(coupled)”時，它可與其他元件直接相連或偶聯(lián)，或可能存在居間元件(interveningelement)。相反，當(dāng)元件被稱為與另一個元件“直接相連”或“直接偶聯(lián)”時，則不存在居間元件。用于描述元件間關(guān)系的其他詞語應(yīng)當(dāng)以類似的方式來解釋(例如，“在……間(between)”對“直接在......間(directlybetween)”,“相鄰(adjacent)”對“直接相鄰(directlyadjacent)，，，等)。本文所使用的術(shù)語是用于描述具體實施方案的目的，并非旨在限制本發(fā)明。如本文使用的，除非上下文清楚地另有說明，單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”旨在也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)用于本文時，術(shù)語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”,規(guī)定存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組。圖1是本發(fā)明實施方案中再生透析系統(tǒng)的框圖。本發(fā)明的實施方案中再生透析系統(tǒng)28包括透析儀40、輸出泵38、吸附劑盒30、透析液貯液器32、秤34和輸入泵36。輸出泵38與透析儀40的輸出部(output)偶聯(lián)以及接收并將用過的透析液以輸出速率泵出透析儀40。將用過的透析液從輸出泵38泵出至吸附劑盒30的輸入部(input)。用過的透析液通過吸附劑盒30的多層進行處理，每層都有指定的化學(xué)性質(zhì)。多層各自操作以進一步分階段純化用過的透析液。吸附劑盒30中發(fā)生的反應(yīng)的詳情將在下文進一步詳細(xì)討論。新鮮透析液提供于吸附劑盒30的輸出部并行進至透析液貯液器32，其在此貯存用于進一步處理。在透析操作過程中按照已建立技術(shù)以規(guī)定速率將輸注液(infUSate)60添加至吸附劑盒輸出的新鮮透析液中，以便在操作過程中呈遞給患者的透析液有合適的化學(xué)性質(zhì)。輸入泵36從透析液貯液器32抽取貯存的新鮮透析液并將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀40。在透析儀40中，新鮮透析液在膜上與患者的血液相互作用，并且尿素顆粒從血液轉(zhuǎn)移至透析液。血液通過輸入端口41A進入透析儀40，并通過輸出端口41B離開。如上所述，用過的透析液以輸出速率泵出透析儀40。在透析操作過程中，液體在確定的時間段內(nèi)從患者移出。移出液體的速率被稱為超濾速率。透析操作的超濾速率由醫(yī)生規(guī)定，與所規(guī)定的超濾速率的任何偏差都可能給患者造成嚴(yán)重的不良后果。在操作過程中保持為正的超濾速率，以便從患者移出液體，這很關(guān)鍵。操作過程中任何時候超濾速率均不能為負(fù)，其可能導(dǎo)致液體通過透析儀40被遞送給患者。這種“回濾”對患者可能是有害的，并且應(yīng)當(dāng)避免。透析系統(tǒng)28的超濾速率通過調(diào)控相對于輸入泵36的輸入速率的輸出泵38的輸出速率來控制。通過控制輸出泵38和輸入泵36各自的速率，以使輸出泵38的輸出速率超過輸入泵36的輸入速率，可獲得正的超濾速率，從而確保于透析儀40從患者抽取液體，而不是相反。將輸出泵38按照超濾速率從透析儀40抽取的過量液體(excessfluid)與用過的透析液混合，并通過吸附劑盒30純化，在此，它被再生并貯存于透析液貯液器32中。隨著時間的推移，過量液體按照超濾速率在透析液貯液器32中累積。抽取并累積在透析液貯液器中的過量液體的量，可按照其重量通過秤34進行監(jiān)視。秤34被配置為以規(guī)則的時間間隔測定透析液貯液器32的重量。隨著時間的推移，可以通過追蹤透析液貯液器的重量來精確監(jiān)視透析操作的進程，以確保合適量的液體正以合適的速率被從患者抽出。如果與所規(guī)定的超濾速率的偏差被確定，則可對透析系統(tǒng)進行任何必要的調(diào)整，例如，或通過參與者(attendant)手動調(diào)整,或在最近的系統(tǒng)中通過控制系統(tǒng)自動調(diào)整。在某些實施方案中，系統(tǒng)超濾速率可以通過自動控制系統(tǒng)自動調(diào)控。在這種系統(tǒng)中，控制器42從秤34接收重量信號44，重量信號44指示透析液貯液器32的當(dāng)前實際重量?？刂破?2也可包括計時器，該計時器追蹤操作運行時間或追蹤自前次秤見重量樣品以來運行的時間。控制器還向輸出泵38提供輸出速率信號48，并向輸入泵36提供輸入速率信號46。由于空的透析液貯液器32的重量是已知的，因此，這個重量可以與貯液器中透析液的重量計算區(qū)分開。還由于操作中使用的透析液的化學(xué)性質(zhì)和密度是已知的，因此，存在于透析液貯液器32中的透析液的體積可由其重量而精確地得出。通過將透析液貯液器的實際重量與由規(guī)定的超濾速率得出的預(yù)期重量進行比較，并通過監(jiān)視操作運行時間和/或重量樣品之間的時間，控制器42可以確定操作的超濾速率是否發(fā)生了任何偏差。在已經(jīng)發(fā)生這種超出規(guī)定限制的偏差情形下，控制器42可以在指定的時間段內(nèi)，例如，提高超濾速率或降低超濾速率。在一個實施例中，控制器42可通過提高輸出泵38的輸出速率和輸入泵36的輸入速率之間的差異來使超濾速率提高。為響應(yīng)這種提高，透析系統(tǒng)28會隨著時間的推移從患者抽取相對更多的液體。在另一個實施例中，控制器42可通過降低輸出泵38的輸出速率和輸入泵36的輸入速率之間的差異來使超濾速率降低。為響應(yīng)這種降低，透析系統(tǒng)28會隨著時間的推移從患者抽取相對更少的液體。就任何時候所述組件所含的液體的量取決于透析液通過它們的透析液流速而言，已確定再生透析系統(tǒng)的某些組件表現(xiàn)出依從性。例如，已經(jīng)證實，特別是吸附劑盒30表現(xiàn)出依從性行為。在一個實施例中，再生透析系統(tǒng)28的透析液流速經(jīng)確定為通過輸出泵38處理的透析液的流速，其與透析液通過吸附劑盒30的流速相同。已經(jīng)確定吸附劑盒30貯存的液體量以相應(yīng)于通過吸附劑盒30的透析液流速的改變的方式而發(fā)生改變。通常，當(dāng)透析液流速提高時，吸附劑盒30貯存的額外的液體的量也提高。這種透析液通過吸附劑盒30的流速提高，導(dǎo)致吸附劑盒30中內(nèi)部壓力提高，從而壓縮吸附劑盒30中的氣穴(airpocket)。有了這種壓縮，在吸附劑盒30中有額外的空間用于貯存額外的液體。而且，在壓力提高的情況下，吸附劑盒的塑料外殼會發(fā)生膨脹，從而進一步提高了貯存于盒中的液體的體積。假定在透析操作過程中發(fā)生透析液流速的提高，則透析液貯液器32會貯存相應(yīng)降低量的液體，因為置換的液體反而貯存于吸附劑盒30中。因此，由秤34輸出的重量信號44將指示在透析液貯液器32中存在相應(yīng)更少液體。然后原先貯存于透析液貯液器32中的部分透析液將被置換并貯存于吸附劑盒30中。其結(jié)果是，由秤34輸出的重量信號44所指示的透析液貯液器32的重量不再正確指示透析系統(tǒng)28中存在的液體的累積量；因此重量信號44不再正確指示在操作過程中從患者抽取的液體的累積量。在這種情況下，控制器42會根據(jù)錯誤的信息(erroneousbelief)即操作的超濾速率太低而運行，并可能錯誤調(diào)整輸入泵36和輸出泵38的相對液體速率來提高超濾速率。同樣，當(dāng)透析液流速降低時，貯存于吸附劑盒30中的液體的量也降低。透析液通過吸附劑盒30的流速降低，導(dǎo)致吸附劑盒30中的內(nèi)部壓力降低，從而使吸附劑盒30中的氣穴減壓。有了這種解壓，在吸附劑盒30中用于貯存額外的液體的空間減少。假定在透析操作過程中發(fā)生透析液流速的降低，則透析液貯液器32中貯存的液體量將會相應(yīng)提高，因為液體被從吸附劑盒30置換至透析液貯液器32中。因此，由秤34輸出的重量信號44將指示透析液貯液器32中存在相對更多液體。然后原先貯存于吸附劑盒30中的部分透析液將被置換并貯存于透析液貯液器32中。其結(jié)果是，由秤34輸出的重量信號44所指示的透析液貯液器32的重量不再正確指示透析系統(tǒng)28中存在的液體的量；因此重量信號44不再正確指示在操作過程中從患者抽取的液體的累積量。在這種情況下，控制器42會根據(jù)錯誤的信息即操作的超濾速率太高而運行，并可能錯誤調(diào)整輸入泵36和輸出泵38的相對液體速率來降低超濾速率。在透析操作過程中，這種控制器基于錯誤信息提高或降低超濾速率，可能對患者造成嚴(yán)重的損傷。控制器42錯誤地提高超濾速率可能導(dǎo)致過量分級過濾(excessivefractional-filtration),從而造成患者中血液濃度過量、凝血或溶血?？刂破?2錯誤地降低超濾速率可能導(dǎo)致回濾或液體從透析機器過量排放至患者體內(nèi)。本發(fā)明的實施方案補償再生透析系統(tǒng)吸附劑盒的依從行為。其他實施方案補償再生透析系統(tǒng)其他組件的依從·行為。在一個實施方案中，吸附劑盒30的依從行為可進行模擬來響應(yīng)通過吸附劑盒30的液體流速。在透析操作過程中，可使得吸附劑盒30的依從性模型50可為控制器42所用。以這種方式，控制器42可以基于通過吸附劑盒30的當(dāng)前透析液流速和基于吸附劑盒的依從性模型50就控制再生透析系統(tǒng)28的超濾速率作出決定。在確定再生透析系統(tǒng)28的超濾速率來響應(yīng)輸出泵38的各自輸出速率和輸入泵36的輸入速率的情形下，控制器42可以基于通過吸附劑盒的當(dāng)前透析液流速和基于吸附劑盒的依從性模型50，通過調(diào)整輸入泵36的輸入速率信號46和輸出泵38的輸出速率信號48來就再生透析系統(tǒng)28的超濾速率作出決定。通過吸附劑盒存儲的額外液體的量作為順應(yīng)性結(jié)果而基本上呈線性提高來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒30的流速增加，就此而言，已確定吸附劑盒30的順應(yīng)行為可以是線性的。圖2是作為透析液流速的函數(shù)的吸附劑盒依從性的實施例圖。在這個實施例中，可以假定，隨著透析液流速提高，吸附劑盒30貯存的額外透析液的量以0.25因子而提高。例如，透析液流速為Oml/min時，吸附劑盒30貯存的額外透析液為Oml。透析液流速為lOOml/min時，吸附劑盒30貯存的額外透析液大約為25ml。透析液流速為200ml/min時，吸附劑盒30貯存的額外透析液大約為50ml。透析液流速為300ml/min時，吸附劑盒30貯存的額外透析液大約為75ml。透析液流速為400ml/min時，吸附劑盒30貯存的額外透析液大約為100ml。在這種依從行為的線性模型中，模型50可以是可應(yīng)用于控制器以就超濾速率作出決定的單線性因子，例如上述實施例中的0.25。當(dāng)調(diào)整透析液流速時，基于所述線性因子，貯存于吸附劑盒中的液體的量對控制器來說是已知的。在其他實施方案中，吸附劑盒30的依從行為模型可以是非線性、高階模型，例如根據(jù)所要求的精度水平為二階或三階多項式。在這些實施方案中，將透析液流速輸入至二階或三階系統(tǒng)，以評估作為透析液流速函數(shù)的吸附劑盒的依從性。在多個實施方案中，模型50可包括用于計算作為透析液流速的函數(shù)的吸附劑盒依從性的大量系統(tǒng)中的任何系統(tǒng)。例如，模型50可包括體現(xiàn)于與處理器、固件、或數(shù)字或模擬硬件相連運行的軟件中的一階、二階或更高階等式。在其他實施方案中，模型50可包括體現(xiàn)于與處理器、固件、或數(shù)字或模擬硬件上運行的軟件中的數(shù)字或模擬過濾(filter)。在其他實施方案中，模型50可包括嵌入控制器42可訪問的易失或非易失內(nèi)存中的檢查表(look-uptable)。盡管在圖1的框圖中為了說明的目的將模型50顯示為與控制器42分離的單元，但在多個實施方案中，模型50可與控制器42整合，并駐留在控制器的內(nèi)存、軟件、固件或硬件中。圖3是本發(fā)明的實施方案中補償系統(tǒng)120的操作流程圖。在一個示例性實施方案中，補償系統(tǒng)120可體現(xiàn)為在如上述圖1所示的控制器42上運行的軟件。參照圖3，在步驟102，由秤32輸出的重量信號44的周期性取樣由補償系統(tǒng)120進行。如上所述，重量信號44代表透析液貯液器32目前所含透析液的體積。在某些實施方案中，秤34包括與不銹鋼盤相連的一個或更多的裝載室(loadcell)。秤34經(jīng)校準(zhǔn)可具有已知質(zhì)量，并且所述校準(zhǔn)值可貯存于本地的秤的微控制器。模擬信號調(diào)節(jié)電路可用于擴大并過濾由裝載室輸出的模擬信號，并且模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器可對調(diào)節(jié)的裝載室信號的輸出進行數(shù)字化。本地微控制器可從模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器獲取數(shù)字信號，例如使用SPI總線。本地微控制器可以對裝載室輸出進行求和并向數(shù)字信號應(yīng)用校準(zhǔn)參數(shù)以及將所得值轉(zhuǎn)換為毫克。在一個實施方案中，可檢查來自鄰近的樣品(contiguoussample)的裝載室輸出并將其應(yīng)用于中值過濾(medianfilter)以消除超出具體范圍的任何取樣,例如與平均取樣值相比3個標(biāo)準(zhǔn)差。這種實施方案可有助于消除對所得的超濾速率影響的噪音讀數(shù)。然后本地微控制器可以將轉(zhuǎn)換值發(fā)送給主控制器42。在替代實施方案中，可將裝載室的數(shù)字輸出直接傳輸給主控制器42，用于處理和轉(zhuǎn)換。在步驟104，補償系統(tǒng)120計算吸附劑盒30的動態(tài)依從性。如上所述，吸附劑盒30的動態(tài)依從性代表貯存于吸附劑盒30中的額外透析液的量來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒30的當(dāng)前透析液流速。步驟104的詳細(xì)內(nèi)容將在下文結(jié)合圖5的說明來描述。在步驟106，補償系統(tǒng)120還計算吸附劑盒30的吸收水平。已經(jīng)表明，除了上述由吸附劑盒30展示的動態(tài)依從行為之外，吸附劑盒還展示出也可被稱為靜態(tài)依從行為的吸收。在透析操作過程中，隨著操作運行時間的增長，吸附劑盒30貯存更多的透析液。這是因為隨著暴露于透析液時間的增長，吸附劑盒的材料變得與水結(jié)合得越來越多。這種吸收行為通常獨立于動態(tài)依從行為，然而，在某些情形下，所述動態(tài)補償行為可依賴于所述吸收行為。例如，由于操作運行I小時流速改變所致的吸附劑盒依從性的改變，可與由于操作運行3小時流速改變所致的依從性的改變不同。隨著處理時間流逝，由于吸收導(dǎo)致所述盒的飽和性更高，在這種情況下，吸附劑盒中有更少的材料會表現(xiàn)出依從性行為，因此吸附劑盒可隨著時間的推移表現(xiàn)出更少動態(tài)行為。步驟106的詳細(xì)內(nèi)容將在下文結(jié)合圖6描述。圖4是作為時間的函數(shù)的吸附劑盒吸收的實施例圖。在這個實施例中，可以看出，隨著操作時間的進行，由于吸收而貯存于吸附劑盒中的透析液的額外量隨之提高。例如，在O分鐘時，當(dāng)吸附劑盒被認(rèn)為是飽和的時，由于吸收而貯存于吸附劑盒中的透析液的額外量為0ml。在60分鐘時，由于吸收而貯存于吸附劑盒30中的透析液的額外量大約為25ml。在120分鐘時，由于吸收而貯存于吸附劑盒30中的透析液的額外量大約為50ml。在180分鐘時，由于吸收而貯存于吸附劑盒30中的透析液的額外量大約為75ml。在240分鐘時，由于吸收而貯存于吸附劑盒30中的透析液的額外量大約為100ml?；趫D4，顯而易見的是，吸附劑盒中的吸收行為可作為線性關(guān)系建模。例如，吸收模型50可以是可通過控制器42應(yīng)用于補償吸收的單線性因子，例如在上述實施例中的0.416ml/min。在其他實施方案中，吸收模型可以是高階模型，例如二階或三階模型，這取決于確定吸收所需的精確水平。再參照圖3，在步驟108，補償系統(tǒng)120通過在步驟104計算的動態(tài)依從性重量以及在步驟106計算的吸收重量來調(diào)整在步驟102取樣的取樣重量信號44。校正的秤見重量作為調(diào)整的結(jié)果被計算出來。步驟108的詳細(xì)內(nèi)容將在下文結(jié)合圖7的說明描述。在步驟110，補償系統(tǒng)120將所述校正的秤見重量應(yīng)用于超濾速率計算單元。超濾速率計算單元計算出更新的超濾速率，并決定是否需要對系統(tǒng)超濾速率進行調(diào)整。在一個實施方案中，這個操作由持續(xù)監(jiān)視所測定的超濾速率并將其與期望超濾速率進行比較的比例積分微分控制器(PID)進行。在這個實施方案中，將校正的秤見重量應(yīng)用于PID，并基于已知的透析操作運行時間t、當(dāng)前校正的秤見重量C(t)和先前校正的秤見重量C(t-l)，確定所測定的超濾速率UFRm。PID定期對所測定的超濾速率UFRm與存儲的期望超濾速率UFRd進行比較，并且，如果需要，調(diào)整應(yīng)用于輸出泵38的輸出速率信號48和/或應(yīng)用于輸入泵36的輸入信號46，以改變它們各自透析液泵速。進行取樣操作102以及計算和應(yīng)用步驟104、106、108、110的頻率，可通過期望的操作精確度控制，同時權(quán)衡用于進行所述計算的處理器帶寬的考慮。上述取樣和計算步驟102、104、106、108、110可以許多不同順序中的任何順序進行，并且不限于圖3中上述顯示的具體順序。例如，可在計算吸收水平的同一時間106，對秤見重量取樣102，然后可計算動態(tài)依從性104。許多不同順序中的任何順序適用于本發(fā)明的實施方案。在一個示例性實施方案中，每次發(fā)生當(dāng)前秤見重量102的周期性取樣，或在替代實施方案中，每次發(fā)生當(dāng)前秤見重量102的大量取樣，控制器42可進行計算和應(yīng)用步驟104、106、108、110。圖5是本發(fā)明的實施方案中進行計算動態(tài)依從性步驟104的詳細(xì)操作流程圖。如上所述，吸附劑盒30的動態(tài)依從性代表貯存于吸附劑盒中的額外透析液的量來響應(yīng)透析液通過吸附劑盒30的當(dāng)前透析液流速。在圖5的實施方案中，在步驟114確定期望的透析液流速(DFR)。該期望的透析液流速(DFR)通過系統(tǒng)參與者或系統(tǒng)計算機選擇。典型的期望的透析液流速包括例如200ml/min、300ml/min和400ml/mino吸附劑盒30的依從性因子(CF)基于在步驟116的期望的透析液流速確定。在上文結(jié)合圖2描述的實施例中，吸附劑盒的依從性因子(CF)是0.25。由于在所述實施例中的依從性模型通常是線性的，因此在全部典型的在0-400ml/min之間的透析流速(DFRs)的范圍內(nèi)依從性因子保持為0.25。在步驟118計算與吸附劑盒中存在的透析液相關(guān)的最終依從性重量。在一個實施方案中，最終依從性重量Y(t)等于期望的透析液流速(DFR)和依從性因子(CF)的乘積:Y(t)=CF*DFR(Ia)盡管目前的吸附劑盒的依從性因子表示為線性模型，如上所述，高階模型同樣可適用于本發(fā)明的實施方案。這種非線性關(guān)系的一個實施例可根據(jù)以下關(guān)系式建模:權(quán)利要求1.一種再生透析系統(tǒng)，包括:輸入泵，其將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀；輸出泵，其將用過的透析液以輸出速率泵出所述透析儀，所述系統(tǒng)的超濾速率與相對于所述輸入速率的所述輸出速率相關(guān)；吸附劑盒，其過濾所述用過的透析液以產(chǎn)生所述新鮮透析液；以及控制器，其控制所述系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的流速。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括:貯液器，其貯存所述新鮮透析液；秤，其監(jiān)視貯存于所述貯液器中所述新鮮透析液的秤見重量；且其中所述控制器進一步控制所述超濾速率來響應(yīng)所述貯液器中所述新鮮透析液的所述秤見重量。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還:計算貯存于所述吸附劑盒中的透析液的動態(tài)重量來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的所述流速；通過對所述動態(tài)重量和所述秤見重量求和來計算校正的透析液重量；以及控制所述系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)所述校正的透析液重量。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述控制器在操作過程的時間段計算所述透析液的所述動態(tài)重量。`5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還:計算由于基于時間的吸收而貯存于所述吸附劑盒中的透析液的吸收重量；以及通過進一步對所述吸收重量與所述動態(tài)重量和所述秤見重量求和來計算所述校正的透析液速率。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中控制器基于所述吸附劑盒的依從行為的預(yù)定模型控制所述系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)透析液通過所述吸附劑盒的流速。7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述吸附劑盒的所述預(yù)定模型基于所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系。8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是線性的。9.權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是非線性的。10.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述超濾速率是于所述透析儀從患者移出液體的速率。11.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中規(guī)定了所述再生透析系統(tǒng)所進行的透析操作的所述超濾速率。12.—種控制再生透析系統(tǒng)的超濾速率的方法，包括:將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀；將用過的透析液以輸出速率泵出所述透析儀，所述再生透析系統(tǒng)的超濾速率與相對于所述輸入速率的所述輸出速率有關(guān)；于吸附劑盒過濾所述用過的透析液以產(chǎn)生所述新鮮透析液；以及控制所述再生透析系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的流速。13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括:將所述新鮮透析液貯存于貯液器中；監(jiān)視貯存于所述貯液器中的所述新鮮透析液的秤見重量；以及進一步控制所述超濾速率來響應(yīng)所述貯液器中的所述新鮮透析液的所述秤見重量。14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括:計算貯存于所述吸附劑盒中的透析液的動態(tài)重量來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的所述流速；通過對所述動態(tài)重量和所述秤見重量求和來計算校正的透析液重量；以及進一步控制所述超濾速率來響應(yīng)所述校正的透析液重量。15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在操作過程的時間段計算貯存于所述吸附劑盒中的透析液的所述動態(tài)重量。16.如權(quán)利要求14的所述方法，還包括:計算由于基于時間的吸收而貯存于所述吸附劑盒中的透析液的吸收重量；以及通過進一步對所述吸收重量與所述動態(tài)重量和所述秤見重量求和來計算所述校正的透析液速率。17.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括基于所述吸附劑盒的依從行為的預(yù)定模型控制所述系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的所述流速。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述吸附劑盒的所述預(yù)定模型基于所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系。19.如權(quán)利要求18的所述方法，其中所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是線性的。20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是非線性的。21.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述超濾速率是于所述透析儀從患者移出液體的速率。22.如權(quán)利要求12所述的方法，其中規(guī)定了所述再生透析系統(tǒng)所進行的透析操作的所述超濾速率。23.一種包括貯存于存儲系統(tǒng)中的多個功能模塊并由處理器執(zhí)行以控制再生透析系統(tǒng)的超濾速率的控制器，所述控制器包括:輸入泵功能模塊，其輸出實現(xiàn)將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀的輸入泵控制信號;輸出泵功能模塊，其輸出實現(xiàn)將用過的透析液以輸出速率泵出透析儀的輸出泵控制信號，所述再生透析系統(tǒng)的超濾速率與相對于所述輸入速率的所述輸出速率有關(guān)，據(jù)此所述用過的透析液于吸附劑盒過濾以產(chǎn)生所述新鮮透析液；以及超濾速率功能模塊，其控制所述再生透析系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的流速。24.如權(quán)利要求23所述的控制器，其中所述超濾速率功能模塊還包括監(jiān)視貯存于所述貯液器中的所述新鮮透析液的秤見重量的秤見重量取樣功能模塊，其中所述超濾速率功能模塊進一步控制所述超濾速率來響應(yīng)所述貯液器中所述新鮮透析液的所述秤見重量。25.如權(quán)利要求24所述的控制器，其中所述超濾速率功能模塊還包括:動態(tài)重量計算功能模塊，其計算貯存于所述吸附劑盒中的透析液的動態(tài)重量來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的所述流速；以及重量校正功能模塊，其通過對所述動態(tài)重量和所述秤見重量求和來計算校正的透析液重量，其中所述超濾速率功能模塊進一步控制所述超濾速率來響應(yīng)所述校正的透析液重量。26.如權(quán)利要求25所述的控制器，其中所述超濾速率功能模塊還包括計算由于基于時間的吸收而貯存于所述吸附劑盒中的透析液的吸收重量的吸收重量計算功能模塊，其中所述重量校正功能模塊通過對所述吸收重量與所述動態(tài)重量和所述秤見重量進一步求和來計算所述校正的透析液速率。27.如權(quán)利要求23所述的控制器，其中所述超濾速率功能模塊基于所述吸附劑盒的依從行為的預(yù)定模型進一步控制所述系統(tǒng)的所述超濾速率來響應(yīng)所述透析液通過所述吸附劑盒的流速。28.如權(quán)利要求27所述的控制器，其中所述吸附劑盒的所述預(yù)定模型基于所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系O29.如權(quán)利要求28所述的控制器，其中所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是線性的。30.如權(quán)利要求28所述的控制器，其中所述吸附劑盒貯存的透析液的體積作為通過所述吸附劑盒的所述透析液的流速的函數(shù)二者之間的關(guān)系是非線性的。31.如權(quán)利要求23所述的控制器，其中所述超濾速率是于所述透析儀從患者移出液體的速率。32.如權(quán)利要求23所述的控制器，其中規(guī)定了所述再生透析系統(tǒng)所進行的透析操作的所述超濾速率。全文摘要在再生透析系統(tǒng)中，在控制再生透析系統(tǒng)的方法中，以及在用于再生透析系統(tǒng)的控制器中，所述系統(tǒng)的實施方案包括將新鮮透析液以輸入速率泵入透析儀的輸入泵。將用過的透析液以輸出速率泵出透析儀的輸出泵。所述系統(tǒng)的超濾速率與相對于輸入速率的輸出速率相關(guān)。吸附劑盒過濾用過的透析液以產(chǎn)生新鮮透析液?？刂破骺刂扑鱿到y(tǒng)的超濾速率來響應(yīng)通過吸附劑盒的透析液的流速。文檔編號A61M1/16GK103237567SQ201180058618公開日2013年8月7日申請日期2011年9月22日優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日發(fā)明者邁克爾·J·貝瑞格爾申請人:費森尤斯醫(yī)療控股有限公司