Aparato y método para determinar un parámetro indicativo del avance de un tratamiento de sangre extracorpóreo.

Aparato para tratamiento de sangre extracorpóreo que comprende:

una línea (19) de preparación que tiene un extremo configurado para conectarse a una entrada de una cámara (4) secundaria de una unidad (2) de tratamiento que tiene una cámara (3) primaria y dicha cámara (4) secundaria separadas por una membrana (5) semipermeable;

una línea (13) de dializado gastado que tiene un extremo configurado para conectarse a una salida de dicha cámara (4) secundaria;

una unidad (10) de control configurada para controlar la ejecución de las siguientes etapas:

- provocar que un líquido de tratamiento fluya en la línea (19) de preparación a la cámara (4) secundaria, teniendo el líquido de tratamiento una característica (Cd) que es una seleccionada del grupo de:

conductividad del líquido de tratamiento,

concentración de al menos una sustancia en el líquido de tratamiento;

- recibir al menos un valor de prescripción (Cdset) para la característica (Cd);

- provocar una pluralidad de variaciones consecutivas y repetidas de manera continua (Vk) de la característica (Cd) alrededor del valor de prescripción (Cdset) en el líquido que fluye en la línea (19) de preparación, obteniéndose cada una de dichas variaciones:

- cambiando el valor de la característica (Cd) en la línea (19) de preparación hasta que se alcanza un primer valor de entrada (Cdin1) de la característica, siendo dicho primer valor (Cdin1) diferente del valor de prescripción (Cdset),

- manteniendo la característica (Cd) en la línea (19) de preparación inalterada a dicho primer valor de entrada (Cdin1) durante un primer intervalo de tiempo (ΔT1),

- cambiando el valor de la característica (Cd) en la línea (19) de preparación hasta que se alcanza un segundo valor de entrada (Cdin2) de la característica, en el que el segundo valor de entrada (Cdin2) es diferente del valor de prescripción (Cdset) y el valor de prescripción (Cdset) está comprendido entre dichos valores de entrada primero y segundo (Cdin1; Cdin2),

- manteniendo la característica (Cd) en la línea (19) de preparación inalterada a dicho segundo valor de entrada (Cdin2) durante un segundo intervalo de tiempo (δT2) después del primer intervalo de tiempo,

durante cada una de dichas variaciones (Vk) la característica (Cd) en el líquido que fluye en la línea (19) de preparación toma el primer valor de entrada (Cdin1) durante el primer intervalo de tiempo (δT1) y toma el segundo valor de entrada (Cdin2) durante el segundo intervalo de tiempo (δT2);

- para cada una de dichas variaciones (Vk):

- recibir medidas de unos valores de salida primero y segundo (Cdout1, Cdout2) respectivamente adoptados por la característica (Cd) en la línea (13) de dializado gastado en respuesta a los valores de entrada primero y segundo (Cdin1; Cdin2) tomados por la misma característica en la línea (19) de preparación, y

- calcular al menos un valor de un parámetro (D, Cbin, K, K·t/V) indicativo de la eficacia del tratamiento de sangre extracorpóreo a partir de dichos valores de salida primero y segundo (Cdout1, Cdout2) tomados por la característica (Cd) en la línea (13) de dializado gastado.

Aparato y método para determinar un parámetro indicativo del avance de un tratamiento de sangre extracorpóreo

La invención se refiere a un aparato y a un método para determinar un parámetro indicativo del avance de un tratamiento de sangre extracorpóreo, en particular un tratamiento de purificación cuyo propósito es aliviar la insuficiencia renal, tal como hemodiálisis o hemodiafiltración.

En un tratamiento de hemodiálisis se hacen circular sangre de un paciente y un liquido de tratamiento aproximadamente isotónico con el flujo sanguíneo en un compartimento respectivo de un hemodializador, de modo que impurezas y sustancias indeseadas presentes en la sangre (urea, creatinina, etc.) pueden migrar mediante transferencia por difusión desde la sangre al líquido de tratamiento. La concentración Iónica del líquido de tratamiento se elige para corregir la concentración iónica de la sangre del paciente.

En un tratamiento mediante hemodiafiltración, se añade una transferencia por convección mediante ultrafiltración, que resulta de una diferencia de presión positiva creada entre el lado de sangre y el lado de líquido de tratamiento de la membrana, a la transferencia por difusión obtenida mediante diálisis.

Resulta interesante poder determinar, a lo largo de una sesión de tratamiento, uno o más parámetros indicativos del avance del tratamiento para poder modificar, cuando sea apropiado, las condiciones de tratamiento que se fijaron inicialmente o para al menos informar al paciente y al personal médico sobre la eficacia del tratamiento.

El conocimiento de uno o más de los siguientes parámetros puede hacer posible realizar un seguimiento del avance del tratamiento, y por ejemplo puede permitir evaluar la Idoneidad de las condiciones de tratamiento fijadas inicialmente:

- la concentración en la sangre de un soluto dado (por ejemplo, sodio),

- la dialización real D o el aclaramiento real K del intercamblador para el soluto (representando la dialización D y el aclaramiento K la eficacia de purificación del intercambiador),

- la dosis de diálisis administrada tras un tiempo de tratamiento t, que, según el trabajo de Sargent y Gotch, puede relacionarse con la razón adimensional KtA/, en la que K es el aclaramiento real en el caso de la urea, t el tiempo de tratamiento transcurrido y V el volumen de distribución de urea, es decir el volumen total de agua en el paciente (Gotch F. A. y Sargent S. A., "A mechanlstlc analysls of the National Cooperative Dialysis Study (NCDS)", Kldney Int.

1985, vol. 28, págs. 526-34).

La determinación de estos parámetros requiere un conocimiento preciso de una característica física o química de la sangre. Tal como puede entenderse, la determinación de esta característica no puede obtenerse en la práctica mediante medición directa en una muestra por motivos terapéuticos, profilácticos y económicos. De hecho, queda fuera de cuestión extraer múltiples muestras necesarias para monitorizar la eficacia del tratamiento de un paciente que con frecuencia es anémico; además, dados los riesgos asociados con la manipulación de muestras de sangre que posiblemente pueden estar contaminadas, la tendencia general es evitar tales operaciones de manipulación; finalmente, los análisis de laboratorio de una muestra de sangre son tanto caros como relativamente largos, siendo esto incompatible con el objetivo deseado de conocer la eficacia de un tratamiento mientras todavía está realizándose el tratamiento. Se han propuesto varios métodos para la determinación in vivo de parámetros de hemodiálisis sin tener que realizar mediciones con muestras de sangre.

El documento EP 0547025 describe un método para determinar la concentración de una sustancia, tal como sodio, en la sangre de un paciente sometido a un tratamiento de hemodiálisis. Este método también hace posible determinar la dialización D (por ejemplo para el sodio) del hemodializador usado. El método comprende las etapas de hacer circular unos líquidos de hemodiálisis primero y segundo que tienen diferentes concentraciones de sodio en sucesión a través del hemodializador, medir la conductividad de los líquidos de diálisis primero y segundo aguas arriba y aguas abajo del hemodializador y calcular la concentración de sodio en la sangre del paciente (o la dialización D del hemodializador para sodio) a partir de los valores de la conductividad del líquido que se miden en los líquidos de diálisis primero y segundo aguas arriba y aguas abajo del hemodializador. El documento EP 0658352 describe otro método para la determinación in vivo de parámetros de hemodiálisis, que comprende las etapas de: hacer que al menos unos líquidos de tratamiento primero y segundo, que tienen una característica (la conductividad, por ejemplo) asociada con al menos uno de los parámetros (la concentración iónica de la sangre, la dialización D, el aclaramiento K, KtA/, por ejemplo) indicativos del tratamiento, fluyan en sucesión a través del hemodializador, siendo el valor de la característica en el primer líquido aguas arriba del intercambiador diferente del valor de la característica en el segundo líquido aguas arriba del intercambiador; medir, en cada uno de los líquidos de tratamiento primero y segundo, dos valores de la característica, respectivamente aguas arriba y aguas abajo del intercambiador; hacer que un tercer líquido de tratamiento fluya a través del intercambiador mientras la característica del segundo líquido no haya alcanzado un valor estable aguas abajo del intercambiador, siendo el valor de la característica en el tercer líquido aguas arriba del intercambiador diferente del valor de la característica en el segundo líquido aguas arriba del

intercambiador; medir dos valores de la característica en el tercer liquido, respectivamente aguas arriba y aguas abajo del intercambiador; y calcular al menos un valor de al menos un parámetro indicativo del avance del tratamiento a partir de los valores medidos de la característica en los líquidos de tratamiento primero, segundo y tercero.

En el documento EP 0920877 se describe otro método para la determinación in vivo de los parámetros de hemodiálisis que no requiere realizar mediciones con muestras de sangre. Este método incluye las etapas de: hacer que un líquido de tratamiento fluya a través del intercambiador, teniendo este líquido de tratamiento una característica que tiene un valor nominal aproximadamente constante aguas arriba del intercambiador; hacer variar el valor de la característica aguas arriba del intercambiador y después reestablecer la característica a su valor nominal aguas arriba del intercambiador; medir y almacenar en memoria una pluralidad de valores adoptados por la característica del líquido de tratamiento aguas abajo del intercambiador en respuesta a la variación del valor de esta característica provocada aguas arriba del intercambiador; determinar el área de una región de perturbación aguas abajo limitada por una línea base y una curva representativa de la variación con respecto al tiempo de la característica; y calcular el parámetro indicativo de la eficacia de un tratamiento a partir del área de la región de perturbación aguas abajo y a partir del área de una región de perturbación aguas arriba limitada por una línea base y una curva representativa de la variación con respecto al tiempo de la característica aguas arriba del intercambiador. Los métodos descritos anteriormente requieren una modificación relativamente corta (en comparación con el tiempo de tratamiento) del valor de una característica del líquido de diálisis (la conductividad, por ejemplo) y después reestablecer esta característica a su valor inicial, que es generalmente el valor prescrito. Dado que no son deseables desviaciones de la prescripción, y dado que los métodos descritos anteriormente requieren una duración mínima de la modificación introducida, se desprende que todos estos métodos sólo pueden llevarse a cabo unas pocas veces durante un tratamiento.

Con el objetivo de mejorar adicionalmente los métodos anteriores, el documento US 2001004523 describe una solución para determinar de manera continua un parámetro (D, Cbin, K, Kt/V) indicativo de la eficacia de un tratamiento de sangre extracorpóreo que comprende las etapas de: provocar una sucesión de variaciones sinusoidales en la característica (Cd) de un líquido de tratamiento aguas arriba del intercambiador, almacenar de manera continua en memoria una pluralidad de valores (Cd¡i... Cd¡nj... Cd¡np) de la característica (Cd) aguas arriba del intercambiador, medir y almacenar de manera continua en memoria una pluralidad de valores (Cdout¡... Cdoutj Cdoutp) adoptados por la característica (Cd) aguas abajo del intercambiador en... [Seguir leyendo]

1. Aparato para tratamiento de sangre extracorpóreo que comprende:

una línea (19) de preparación que tiene un extremo configurado para conectarse a una entrada de una 5 cámara (4) secundaria de una unidad (2) de tratamiento que tiene una cámara (3) primaria y dicha cámara (4) secundaria separadas por una membrana (5) semipermeable;

una línea (13) de dializado gastado que tiene un extremo configurado para conectarse a una salida de dicha cámara (4) secundaria; 10

una unidad (10) de control configurada para controlar la ejecución de las siguientes etapas:

- provocar que un líquido de tratamiento fluya en la línea (19) de preparación a la cámara (4) secundaria, teniendo el líquido de tratamiento una característica (Cd) que es una seleccionada del 15 grupo de:

conductividad del líquido de tratamiento,

concentración de al menos una sustancia en el líquido de tratamiento; 20

- recibir al menos un valor de prescripción (Cdset) para la característica (Cd) ;

- provocar una pluralidad de variaciones consecutivas y repetidas de manera continua (Vk) de la característica (Cd) alrededor del valor de prescripción (Cdset) en el líquido que fluye en la línea (19) de 25 preparación, obteniéndose cada una de dichas variaciones:

ï§ cambiando el valor de la característica (Cd) en la línea (19) de preparación hasta que se alcanza un primer valor de entrada (Cdin1) de la característica, siendo dicho primer valor (Cdin1) diferente del valor de prescripción (Cdset) , 30

ï§ manteniendo la característica (Cd) en la línea (19) de preparación inalterada a dicho primer valor de entrada (Cdin1) durante un primer intervalo de tiempo (ï?T1) ,

ï§ cambiando el valor de la característica (Cd) en la línea (19) de preparación hasta que se alcanza 35 un segundo valor de entrada (Cdin2) de la característica, en el que el segundo valor de entrada (Cdin2) es diferente del valor de prescripción (Cdset) y el valor de prescripción (Cdset) está comprendido entre dichos valores de entrada primero y segundo (Cdin1; Cdin2) ,

ï§ manteniendo la característica (Cd) en la línea (19) de preparación inalterada a dicho segundo valor 40 de entrada (Cdin2) durante un segundo intervalo de tiempo (ï?T2) después del primer intervalo de tiempo,

durante cada una de dichas variaciones (Vk) la característica (Cd) en el líquido que fluye en la línea (19) de preparación toma el primer valor de entrada (Cdin1) durante el primer intervalo de tiempo (ï?T1) 45 y toma el segundo valor de entrada (Cdin2) durante el segundo intervalo de tiempo (ï?T2) ;

- para cada una de dichas variaciones (Vk) :

ï§ recibir medidas de unos valores de salida primero y segundo (Cdout1, Cdout2) respectivamente 50 adoptados por la característica (Cd) en la línea (13) de dializado gastado en respuesta a los valores de entrada primero y segundo (Cdin1; Cdin2) tomados por la misma característica en la línea (19) de preparación, y

ï§ calcular al menos un valor de un parámetro (D, Cbin, K, K·t/V) indicativo de la eficacia del 55 tratamiento de sangre extracorpóreo a partir de dichos valores de salida primero y segundo (Cdout1, Cdout2) tomados por la característica (Cd) en la línea (13) de dializado gastado.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la etapa de provocar una pluralidad de variaciones consecutivas y repetidas de manera continua (Vk) de la característica (Cd) alrededor del valor de 60 prescripción (Cdset) está configurada de tal manera que, tomando como línea base la línea definida a lo largo del tiempo por el valor prescrito (Cdset) , la suma de las áreas (Ak) formadas entre dicha línea base y las porciones de curva representativas de la conductividad/concentración de entrada situadas por encima de la línea base es idéntica o próxima a la suma de las áreas (Bk) definidas entre la línea base y las porciones de curva representativas de la curva de conductividad/concentración de entrada situadas por 65 debajo de la línea base.

3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en el que la etapa de provocar una pluralidad de variaciones consecutivas y repetidas de manera continua (Vk) de la característica (Cd) alrededor del valor de prescripción (Cdset) está configurada tal como para definir una secuencia de variaciones (Vk) que evoluciona simétricamente a lo largo del tiempo alrededor del valor prescrito. 5

4. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer intervalo de tiempo (ï?T1) y el segundo intervalo de tiempo (ï?T2) de cada variación (Vk) tienen la misma duración, y en el que los valores de entrada primero y segundo (Cdin1, Cdin2) en cada variación (Vk) difieren del valor prescrito (Cdset) en la misma cantidad. 10

5. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (10) de control está configurada además para recibir un tiempo de tratamiento total (T) , y en el que dichas variaciones (Vk) de la característica (Cd) alrededor del valor de prescripción (Cdset) se repiten de manera consecutiva y continua durante una parte significativa del tiempo de tratamiento (T) de tal manera que se determina de manera 15 correspondiente una pluralidad de valores del parámetro (D, Cbin, K, K·t/V) indicativo de la eficacia del tratamiento de sangre extracorpóreo, comprendiendo dicha parte significativa del tiempo de tratamiento uno del grupo de:

- al menos el 25% de dicho tiempo de tratamiento (T) , 20

- al menos el 50% de dicho tiempo de tratamiento (T) ,

- al menos el 75% de dicho tiempo de tratamiento (T) ,

- todo el tiempo de tratamiento (T) .

6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

- cada primer intervalo de tiempo (ï?T1) y cada segundo intervalo de tiempo (ï?T2) en cada variación son 30 valores preestablecidos, mayores de 2 minutos y menores de 6 minutos, y

- los valores de entrada primero y segundo (Cdin1, Cdin2) en cada variación (Vk) son valores preestablecidos que difieren opcionalmente del valor prescrito (Cdset) en una cantidad comprendida entre 0, 3 y 1 mS/cm.

7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cambiar el valor de la característica (Cd) en la línea (19) de preparación hasta que se alcanza un primer valor de entrada (Cdin1) de la característica comprende un aumento escalonado o una disminución escalonada de la característica, y en el que cambiar el valor de la característica (Cd) en la línea (19) de preparación hasta que se alcanza un segundo valor de entrada (Cdin2) de la característica comprende una disminución escalonada o un 40 aumento escalonado de la característica de tal manera que las variaciones consecutivas y repetidas de manera continua (Vk) definen una onda cuadrada.

8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en cada variación (Vk) dicho cambio del valor de la característica (Cd) hasta que se alcanza un primer valor de entrada (Cdin1) es un 45 aumento del valor de la característica (Cd) por encima del valor de prescripción (Cdset) o una disminución del valor de la característica (Cd) por debajo del valor de prescripción (Cdset) , y en el que en cada variación (Vk) dicho cambio del valor de la característica (Cd) hasta que se alcanza un segundo valor de entrada (Cdin2) es una disminución del valor de la característica (Cd) por debajo el valor de prescripción (Cdset) cuando el primer valor (Cdin1) está por encima el valor de prescripción (Cdset) o un aumento del valor de la 50 característica (Cd) por encima del valor de prescripción (Cdset) cuando el primer valor de entrada (Cdin1) está por debajo el valor de prescripción (Cdset) .

9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho parámetro comprende uno seleccionado del grupo de: 55

- una dialización eficaz (D) para una o más sustancias de la unidad (2) de tratamiento,

- un aclaramiento eficaz (K) para una o más sustancias de la unidad (2) de tratamiento,

- una concentración de una sustancia en la sangre (Cbin) aguas arriba de la unidad (2) de tratamiento de sangre,

- una dosis de diálisis en el momento (t) tras el inicio del tratamiento (K·t/V) .

10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el parámetro comprende la

dialización eficaz (D) y en el que cada valor calculado (Dk) de dicho parámetro para la variación respectiva (Vk) se obtiene usando la fórmula:

donde:

Cdout1 es el primer valor de salida tomado por la característica en la línea (13) de dializado gastado aguas abajo de la cámara (4) secundaria en respuesta al cambio de la característica (Cdin) en la línea (19) de preparación a dicho primer valor de entrada Cdin1, 10

Cdout2 es el segundo valor tomado por la característica en la línea (13) de dializado gastado aguas abajo de la cámara (4) secundaria en respuesta al cambio de la característica (Cdin) en la línea (19) de preparación a dicho segundo valor de entrada (Cdin2) ,

Cdin1, Cdin2 son valores de entrada primero y segundo tomados por la característica (Cd) en la línea (19) de preparación aguas arriba de la cámara (4) secundaria.

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que el parámetro comprende una concentración de una sustancia en la sangre (Cbin) aguas arriba de la unidad (2) de tratamiento de sangre, y en el que cada valor calculado 20 (Cbin (k) ) de dicho parámetro para la variación respectiva (Vk) se obtiene usando la fórmula:

donde Dk se calcula usando la fórmula según la reivindicación 10. 25

12. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (10) de control está configurada para ejecutar una rutina de validación en relación con cada valor calculado del parámetro, comprendiendo la rutina de validación las siguientes etapas:

- determinar a partir de una pluralidad de valores calculados, preferiblemente a partir de más de 5 valores, del parámetro una tendencia a lo largo del tiempo del mismo parámetro;

- establecer cuándo uno o más de los valores calculados del parámetro se desvían de la tendencia determinada; 35

- descartar por inválidos los valores calculados que se desvían de la tendencia determinada.

13. Aparato según la reivindicación anterior, en el que determinar dicha tendencia comprende determinar una curva ideal representativa de una pluralidad de valores calculados del parámetro, y en el que establecer 40 cuándo uno o más de los valores calculados se desvía la tendencia comprende comparar cada valor calculado del parámetro con la curva ideal y verificar si el valor calculado difiere de valores de la curva en más de un umbral prescrito.

14. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 45

en el que la unidad (10) de control está configurada para determinar valores calculados de al menos unos parámetros primero y segundo indicativos de la eficacia del tratamiento de sangre extracorpóreo y en el que la unidad (10) de control está configurada para:

- determinar una tendencia a lo largo del tiempo de un primer parámetro a partir de una pluralidad de valores calculados, preferiblemente a partir de más de 5 valores, tomados por dicho primer parámetro,

- determinar una tendencia a lo largo del tiempo de un segundo parámetro a partir de una pluralidad de valores calculados, preferiblemente a partir de más de 5 valores, tomados por dicho segundo parámetro, 55

- establecer si los valores calculados de los parámetros primero y segundo se desvían de la tendencia determinada respectiva en correspondencia con un mismo intervalo de tiempo,

- descartar los valores calculados de los parámetros primero y segundo que se desvían de la tendencia 60

respectiva en correspondencia con un mismo intervalo de tiempo;

o en el que la unidad (10) de control está configurada para determinar valores calculados de al menos unos parámetros primero y segundo indicativos de la eficacia del tratamiento de sangre extracorpóreo y en el que la unidad (10) de control está configurada para: 5

- determinar una tendencia a lo largo del tiempo de un primer parámetro a partir de una pluralidad de valores calculados, preferiblemente a partir de más de 5 valores, tomados por dicho primer parámetro,

- determinar una tendencia a lo largo del tiempo de un segundo parámetro a partir de una pluralidad de 10 valores calculados, preferiblemente a partir de más de 5 valores, tomados por dicho segundo parámetro,

- establecer si los valores calculados de los parámetros primero y segundo se desvían de la tendencia determinada respectiva y en caso afirmativo:

a) verificar si uno o ambos de los parámetros primero y segundo se desvían de la tendencia respectiva en correspondencia con un mismo momento o intervalo de tiempo,

b) si la desviación es temporal o dura el resto del tratamiento;

- identificar una posible causa de la desviación basándose en los factores a) y b) ;

en el que además el primer parámetro es uno de la dialización eficaz (D) para al menos una sustancia, y el aclaramiento eficaz (K) para al menos una sustancia; y el segundo parámetro es uno de la conductividad de la sangre o la conductividad del plasma aguas arriba de la unidad (2) de tratamiento de sangre. 25

15. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende dicha unidad (2) de tratamiento, en el que:

- la línea (19) de preparación tiene un extremo conectado a una entrada de la cámara (4) secundaria de la 30 unidad (2) de tratamiento,

- la línea (13) de dializado gastado tiene un extremo conectado a la salida de dicha cámara (4) secundaria,

- una línea (6) de extracción de sangre está conectada a una entrada de la cámara (3) primaria y 35

- una línea (7) de retorno de sangre está conectada a una salida de la cámara (3) primaria.