用于确定酸碱稳态的技术的制作方法

用于确定酸碱稳态的技术
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年3月11日提交的名称为“用于确定酸碱稳态的技术(techniques for determining acid-base homeostasis)”的美国临时专利申请系列号62/816,446的优先权，其内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开一般涉及对人体各部分的功能建模以确定酸碱稳态信息的方法，更具体地，涉及在正常条件和酸碱改变条件(或紊乱)下(包括在透析期间)对酸碱稳态建模以提供治疗建议的方法。


背景技术：

4.精确维持ph和酸碱稳态是生理和细胞功能最佳运作的基础。酸碱失调的存在会影响临床结果，并且有时与潜在疾病有关。因此，重要的是评估患者的酸碱状态以及各种治疗方法在控制这些酸碱变化方面的有效程度。
5.酸碱变化的影响具有深远的意义。除了生理化学缓冲外，酸碱稳态还受呼吸系统和肾脏系统的调节。ph的变化影响许多生理化学反应和缓冲系统、运输/通道动力学、肌肉收缩、代谢酶活性以及蛋白质/膜结构和功能。除了别的之外，ph的变化还会影响心血管、中枢神经、肾脏和肺系统、组织代谢和氧合作用以及骨的再建。例如，慢性h

潴留会导致肌肉蛋白质降解和肌肉萎缩增加。此外，通过不同的协同途径，h

潴留可以增加骨溶解、细胞介导的骨吸收并且减少骨形成。同样，h

潴留也可导致肾损伤和肾结石，并可以加速慢性肾病(ckd)的进展。
6.临床研究是了解患者(尤其是具有异常健康状况的患者)酸碱调节系统的重要工具。然而，临床研究昂贵、耗时且资源密集。因此，生物系统的虚拟模型已被用于尝试对酸碱条件建模，而无需真实世界的患者、规则和成本。尽管已经描述了一些用于对酸碱条件建模的模型，但这种模拟受到严重限制。例如，传统模型专注于非常特定的条件诸如肿瘤-血液ph交换动力学、hco3稀释等，和/或忽略了治疗过程的影响，诸如透析疗法。因此，传统的虚拟模型忽略了影响ph和酸碱稳态的重要生理方面，因此不能准确反映许多真实患者群体中的酸碱稳态。因此，传统的虚拟模型无法提供精确和全面的酸碱稳态信息和/或治疗建议。
7.就这些和其他考虑而言，目前的改进可能是有用的。


技术实现要素：

8.提供本概要以便以简化形式介绍概念的选择，这些概念在下面的详细描述中被进一步描述。本概要既不旨在必要地识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
9.根据所描述的实施方案的各个方面，酸碱稳态分析的方法可以包括提供生理酸碱模型，该生理酸碱模型被配置为对虚拟患者的酸碱稳态建模，生理酸碱模型确定具有肾和
肺调节机制的hco3/co2缓冲系统的多个操作参数，通过模拟hco3/co2缓冲系统来确定酸碱信息，包括碳酸氢盐浓度、二氧化碳浓度和游离氢离子浓度，以及基于酸碱信息确定预测的患者信息。在一些实施方案中，酸碱稳态分析的方法可以是经由计算装置的处理器执行的计算机实现方法。
10.在该方法的各实施方案中，预测的患者信息可以包括血清ph水平、pco2水平或hco3水平中的至少一个。在该方法的各实施方案中，多个操作参数可以被配置为指示虚拟患者的健康状况。在该方法的示例性实施方案中，健康状况可以包括正常生理状态和酸碱紊乱中的一种，所述酸碱紊乱包括代谢性酸中毒、代谢性碱中毒、呼吸性酸中毒和呼吸性碱中毒中的一种。在该方法的示例性实施方案中，hco3/co2缓冲系统可以配置为基于多个操作参数的选择来模拟酸碱紊乱，以使pco2和hco3中的一个或多个不平衡。在该方法的一些实施方案中，预测的患者信息可以包括至少一种由酸碱紊乱诱发的继发性代偿反应。在该方法的各实施方案中，该方法可以包括确定与校正模拟的酸碱紊乱相关的多个操作参数中的至少一个。
11.在该方法的一些实施方案中，碳酸氢盐浓度可以通过以下来确定：
[0012][0013]
在该方法的一些实施方案中，二氧化碳浓度可以通过以下来确定：
[0014][0015]
在该方法的示例性实施方案中，游离氢离子浓度可以通过以下来确定：
[0016][0017]
在该方法的各实施方案中，该方法可以包括基于预测信息确定至少一个治疗建议。在该方法的一些实施方案中，至少一个治疗建议可以包括hco3补充剂剂量、酸结合剂剂量、透析碳酸氢盐透析液剂量或饮食说明中的至少一个。在该方法的各实施方案中，该方法可以包括确定患者的酸碱紊乱的至少一个主要参数，和基于至少一个主要参数确定至少一个治疗建议以治疗酸碱紊乱。在该方法的各实施方案中，至少一个主要参数可以包括患者的酸碱紊乱的至少一个原因。
[0018]
根据所描述的实施方案的各个方面，设备可以包括至少一个处理器、耦合到该至少一个处理器的存储器，该存储器包括指令，当由该至少一个处理器执行时，该指令使该至少一个处理器执行酸碱稳态分析过程以访问透析中酸碱模型，该透析中酸碱模型被配置为对具有受损酸碱稳态功能的虚拟患者的酸碱稳态建模，该透析中酸碱模型确定具有肾和肺调节机制的hco3/co2缓冲系统的多个操作参数，通过模拟hco3/co2缓冲系统来确定酸碱信息，包括碳酸氢盐浓度、二氧化碳浓度和游离氢离子浓度，以及基于酸碱信息确定预测的患者信息。
[0019]
在设备的一些实施方案中，预测的患者信息可以包括血清ph水平。在该设备的一些实施方案中，多个操作参数可以配置为指示虚拟患者的健康状况，该健康状况包括正常生理状态和酸碱紊乱中的一种，该酸碱紊乱包括代谢性酸中毒、代谢性碱中毒、呼吸性酸中毒和呼吸性碱中毒和/或混合紊乱中的一种。在该设备的示例性实施方案中，hco3/co2缓冲
系统可以配置为基于多个操作参数的选择来模拟酸碱紊乱，以使pco2和hco3中的一个或多个不平衡。在该设备的示例性实施方案中，预测的患者信息可以包括至少一种由酸碱紊乱诱发的继发性代偿反应。
[0020]
在该设备的一些实施方案中，碳酸氢盐浓度可以通过以下来确定：
[0021][0022]
在该设备的一些实施方案中，二氧化碳浓度可以通过以下来确定：
[0023][0024]
在该设备的一些实施方案中，游离氢离子浓度可以通过以下来确定：
[0025][0026]
根据所描述的实施方案的各个方面，酸碱稳态分析的方法可以包括提供透析中酸碱模型，该透析中酸碱模型被配置为对具有影响酸碱稳态的受损功能的虚拟患者的酸碱稳态建模，该透析中模型包括配置为模拟接受血液透析(hd)的患者的透析患者模型，和配置为模拟hd透析器系统的透析器模型；和基于通过模拟透析中酸碱模型生成的酸碱信息来确定预测的患者信息。在一些实施方案中，酸碱稳态分析的方法可以是经由计算装置的处理器执行的计算机实现方法。
[0027]
在该方法的一些实施方案中，预测的患者信息可以包括血清ph水平。在该方法的一些实施方案中，模拟患者信息的透析患者模型可以包括分布体积(v
ex
)和酸碱变量的浓度在该方法的一些实施方案中，透析器模型可以被配置为通过模拟虚拟患者的透析过程来对hco3和h

的肾脏调节建模。
[0028]
在该方法的一些实施方案中，透析中酸碱模型可以被配置为通过以下对虚拟患者的酸碱稳态动态建模：
[0029][0030][0031][0032]
根据所描述的实施方案的各个方面，治疗患者的酸碱紊乱的方法可以包括接收通过酸碱模型生成的酸碱信息，该酸碱模型被配置为对患者的酸碱稳态建模，该酸碱信息包括指示酸碱紊乱的原因的至少一个主要参数；和确定至少一个治疗建议以影响所述至少一个主要参数以治疗酸碱紊乱。在一些实施方案中，酸碱稳态分析的方法可以是经由计算装置的处理器执行的计算机实现方法。
[0033]
在该方法的一些实施方案中，酸碱紊乱可以包括代谢性酸中毒、代谢性碱中毒、呼
吸性酸中毒或呼吸性碱中毒中的至少一个。在该方法的各实施方案中，所述至少一个主要参数可以影响患者的ph水平。在该方法的一些实施方案中，所述至少一个主要参数可以包括患者的酸碱紊乱的至少一个原因。在该方法的示例性实施方案中，至少一个治疗建议可以包括hco3补充剂剂量、酸结合剂剂量、透析碳酸氢盐透析液剂量或饮食说明中的至少一个。
[0034]
在该方法的一些实施方案中，所述至少一个主要参数可以包括换气速率、co2产生率、酸分泌率、肾滤过率、hco3疗法、脱水率、水合率、酸去除率或h

产生率中的至少一个。
[0035]
在该方法的一些实施方案中，该方法可以包括确定至少一个患者的hco3缓冲容量。例如，患者之间的缓冲容量可以不同，并且可以影响提高每单位ph所需的hco3–
量，从而影响治疗建议。
[0036]
在该方法的一些实施方案中，该方法可以包括确定患者特异性酸碱剂量响应曲线。在各种实施方案中，至少一种酸碱模型可操作用以模拟正常条件和酸碱紊乱中的血清ph。在该方法的一些实施方案中，酸碱模型可以包括生理酸碱模型。在该方法的各种实施方案中，酸碱模型可以包括透析中酸碱模型。
[0037]
在各种实施方案中，酸碱模型可操作用以例如响应于酸碱紊乱和/或其治疗而预测继发性代偿。在示例性实施方案中，酸碱模型可以捕获酸碱紊乱的治疗校正的至少一种定性响应。在一些实施方案中，酸碱模型可以预测酸碱紊乱的潜在治疗目标。
附图说明
[0038]
举例来说，现在将参考附图描述具体实施方案，其中：
[0039]
图1示出了根据本公开的第一示例性操作环境；
[0040]
图2示出了换气函数的经验数据；
[0041]
图3示出了根据一些实施方案的酸碱模型的参数信息；
[0042]
图4示出了根据一些实施方案的酸碱模型的参数信息；
[0043]
图5a示出了根据一些实施方案模拟正常条件下的生理酸碱模型的结果；
[0044]
图5b示出了根据一些实施方案模拟代谢性酸中毒条件下的生理酸碱模型的结果；
[0045]
图5c示出了根据一些实施方案模拟代谢性碱中毒条件下的生理酸碱模型的结果；
[0046]
图5d示出了根据一些实施方案模拟呼吸性酸中毒条件下的生理酸碱模型的结果；
[0047]
图5e示出了根据一些实施方案模拟呼吸性碱中毒条件下的生理酸碱模型的结果；
[0048]
图6a示出了根据一些实施方案在代谢性酸中毒条件下的生理酸碱模型验证结果；
[0049]
图6b示出了根据一些实施方案的酸碱紊乱的生理酸碱模型验证结果；
[0050]
图7示出了根据一些实施方案的酸碱紊乱的继发性代偿反应的线性方程信息表；
[0051]
图8示出了根据一些实施方案的具有敏感性分析的量化过程的参数描述和值；
[0052]
图9a-c示出了根据一些实施方案的量化过程敏感性分析的结果；
[0053]
图10示出了根据一些实施方案的透析中酸碱模型的框图；
[0054]
图11示出了根据一些实施方案的透析中酸碱模型参数和值的表；
[0055]
图12示出了酸碱信息的图表；
[0056]
图13-26示出了根据一些实施方案的透析中酸碱模型验证信息；
[0057]
图28示出了根据本公开的计算架构的实施方案。
具体实施方式
[0058]
现在将在下文中参考附图更全面地描述本实施方案，其中示出了几个示例性实施方案。然而，本公开的主题可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于这里阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开彻底和完整，并将本主题的范围充分传达给本领域技术人员。在附图中，相同的数字始终指代相同的元件。
[0059]
所描述的技术通常可以包括操作用以模拟虚拟患者和/或虚拟患者群体的ph和酸碱稳态的酸碱稳态分析过程。在一些实施方案中，虚拟患者可以是或可以包括患者、生理系统(例如，肾系统、肺系统、呼吸系统、其器官、其功能等)、患者群体、其部分、其虚拟模型等。在一些实施方案中，酸碱稳态分析过程可以使用一种或多种酸碱模型，该酸碱模型可以包括管理患者(包括健康(或正常)患者、异常患者)的ph和酸碱稳态的主要生理构成要素和机制，包括健康(或正常)患者、具有异常或病症的患者，和/或正在接受治疗方案的患者(例如，透析，如血液透析(hd))。在各种实施方案中，酸碱模型可以包括一种或多种生理酸碱模型(例如，患者的一般模型)和一种或多种透析中酸碱模型以模拟透析患者和透析器操作。在各种实施方案中，透析中酸碱模型可以包括透析患者模型(例如，具有对应于透析患者的受损功能的模型，诸如受损肾脏调节)和模拟与ph和酸碱稳态相关的透析中动力学的透析器模型中的一个或多个。
[0060]
在一些实施方案中，酸碱模型可以作为hco3/co2缓冲系统的生理调节的动态模型操作。如下文更详细描述的，在各种实施方案中，酸碱模型可以至少部分地使用henderson-hasselbalch动力学来配置。例如，一些实施方案可以包括利用henderson-hasselbalch质量作用动力学的hco3–
/co2缓冲系统的酸碱模型，其结合了co2和h

的身体产生、非碳酸氢盐缓冲，和通过换气和肾脏排泄的hco3–
/co2缓冲体系的生理调节。在示例性实施方案中，酸碱模型可以包括量化hco3–
和h

的透析中动力学的透析器模型，其可以被参数化以对接受hd的无尿患者建模。在示例性实施方案中，酸碱模型可以模拟正常生理状态和几种酸碱紊乱，包括但不限于代谢性酸中毒和碱中毒，以及呼吸性酸中毒和碱中毒。
[0061]
根据一些实施方案的酸碱模型可以提供优于传统模型、系统、方法等的多种技术优势，包括计算技术的改进。在一个非限制性技术优势中，根据一些实施方案的酸碱模型可以提供患者ph和/或酸碱稳态生理条件的准确预测，例如一系列生理条件下的预测血清ph。在另一个非限制性技术优势中，根据一些实施方案的酸碱模型可以提供定性验证(例如，通过将计算机结果与酸碱稳态和改变的临床数据进行比较)，从而证明原发性酸碱失调和继发性适应性补偿反应之间的明确关系。在额外的非限制性技术优势中，根据一些实施方案的酸碱模型可用于提供预测的原发性失衡，其准确地产生临床观察到的补偿反应。在另一个非限制性技术优势中，根据一些实施方案的酸碱模型可以例如通过敏感性分析，提供关键参数的识别，该关键参数可能在调节健康个体和患有某些疾病的那些患者(诸如慢性肾病(ckd)、远端和近端肾小管酸中毒以及其他疾病)的全身ph中最有效。
[0062]
在非限制性技术优势中，根据一些实施方案的酸碱模型可以提供比使用常规技术提供的那些更完整的模型，包括但不限于hco3/co2缓冲体系的非碳酸氢盐缓冲、酸碱动力学的肾和肺调节、碳酸氢盐和碳酸氢盐缓冲以及本文所述的其他。在额外的非限制性技术优势中，根据一些实施方案的酸碱模型可以通过提供具体的、可识别的病理生理学见解来提供计算技术的改进，该病理生理学见解例如可以用作评估不同治疗干预措施的安全性和有
效性的工具，以控制或纠正传统计算技术可能无法提供的酸碱紊乱。本详细说明中提供了其他技术优势。在此上下文中不限于实施方案。
[0063]
血液和细胞外液中ph和酸碱稳态的调节在细胞代谢和其他生理功能的许多方面起着关键作用。酸碱变化的影响具有深远的意义。除了生理化学缓冲外，酸碱稳态还受呼吸系统和肾脏系统的调节。ph的变化会影响许多生理化学反应和缓冲系统、运输/通道动力学、肌肉收缩、代谢酶反应以及蛋白质/膜结构和功能。ph的变化还会影响心血管、中枢神经、肾脏和肺系统、组织代谢和氧合作用以及骨的再建，仅举一些例子。例如，慢性h

潴留会导致肌肉蛋白质降解和肌肉萎缩增加。此外，除了别的之外，通过不同的协同途径，h

潴留可以增加骨溶解、细胞介导的骨吸收并且减少骨形成。同样，h

潴留也可导致肾损伤和肾结石，并可以加速ckd的进展。
[0064]
肺换气受co2动脉分压(pco2)、氧分压和ph控制。中枢化学感受器(位于大脑延髓腹面附近)和外周化学感受器(位于主动脉弓的颈动脉体和主动脉体中)通过触发呼吸反应来响应pco2的变化，这进而影响碳酸氢盐(hco3或hco
3-)浓度，从而影响ph水平的变化。类似地，肾脏通过重吸收、产生以及在某些情况下排泄hco3来负责调节hco3。肾脏在肾单位的近端和远端肾小管段中重新吸收几乎所有改变的hco3并产生新的hco3以通过排泄可滴定酸和铵来代替酸消耗的量。
[0065]
酸碱稳态的纯改变可以包括四种主要病症之一：代谢性酸中毒、代谢性碱中毒、呼吸性酸中毒和呼吸性碱中毒。除了这些纯酸碱改变之外，还可能发生组合(“混合”酸碱紊乱)。酸碱紊乱是代谢性还是呼吸性取决于hco3或pco2的变化是否分别由于肾功能或呼吸功能异常。特别地，由于净h

产生和肾hco3重吸收之间的失衡，或者由于hco3肾或胃肠道吸收和分泌缺陷，当主要异常可归因于hco3的变化时，酸碱紊乱被称为代谢性的。如果主要异常是由于pco2的变化(其由co2的代谢产生和肺排泄或呼吸功能异常之间的不平衡引起)引起的，则酸碱紊乱可称为呼吸性的。如果血液ph低于或高于正常生理范围，则酸碱紊乱状态分别为酸中毒或碱中毒。在一些实施方案中，正常生理范围可以是约7.4
±
0.02的ph。因此，酸中毒或碱中毒可能是指h

浓度分别升高或降低的过程。
[0066]
在一些实施方案中，酸碱模型可以操作用以检查系统缓冲动力学的定量变化，例如，使用hco3/co2系统(包括肾脏和呼吸调节机制)对血清ph调节建模。在各种实施方案中，酸碱模型可以模拟酸碱紊乱，包括例如代谢性酸中毒和碱中毒以及呼吸性酸中毒和碱中毒。在各种实施方案中，酸碱模型可用于执行不确定性量化和敏感性分析，例如，用于识别可以改变以治疗或纠正病理生理紊乱的参数。
[0067]
图1示出了可以是一些实施方案的代表的操作环境100的示例。如图1所示，操作环境100可以包括酸碱稳态分析系统105。在各种实施方案中，酸碱稳态分析系统105可以包括经由收发器180通信耦合到网络190的计算装置110。在一些实施方案中，计算装置110可以是服务器计算机或其他类型的计算装置。
[0068]
根据一些实施方案，除了别的之外，计算装置110可以被配置为管理酸碱稳态过程的操作方面等。尽管在图1中仅描绘了一个计算装置110，但实施方案不限于此。在各种实施方案中，关于计算装置110描述的功能、操作、配置、数据存储功能、应用、逻辑等可以由一个或多个其他计算装置(未示出)执行和/或存储在一个或多个其他计算装置中，例如，经由网络190(例如，客户端或对等式装置194中的一个或多个)耦合到计算装置110。仅出于说明的
目的而描绘单个计算装置110以简化图。在此上下文中不限于实施方案。
[0069]
计算装置110可以包括处理器电路120，该处理器电路可以包括和/或可以访问用于执行根据一些实施方案的进程的各种逻辑。例如，处理器电路120可以包括和/或可以访问酸碱稳态分析逻辑130、生理酸碱模型逻辑132、透析中酸碱模型逻辑134、透析患者模型逻辑136和/或透析器模型逻辑138。可以在硬件、软件或其组合中实现处理电路120、酸碱稳态分析逻辑130、生理酸碱模型逻辑132、透析中酸碱模型逻辑134、透析患者模型逻辑136和/或透析器模型逻辑138和/或其部分。本在申请中所使用，术语“逻辑”、“组件”、“层”、“系统”、“电路”、“解码器”、“编码器”、“控制回路”和/或“模块”旨在指代计算机相关的实体，硬件、硬件和软件的组合、软件、或者执行中的软件，其示例由示例性计算架构2800提供。例如，逻辑、电路或模块可以是和/或可以包括但不限于在处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、(光学和/或磁存储介质的)多个存储驱动器、对象、可执行文件、执行线程、程序、计算机、硬件电路、集成电路、专用集成电路(asic)、可编程逻辑装置(pld)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、片上系统(soc)、存储单元、逻辑门、寄存器、半导体装置、芯片、微芯片、芯片组、软件组件、程序、应用程序、固件、软件模块、计算机代码、控制回路、计算模型或应用程序、ai模型或应用程序、ml模型或应用程序、它们的变体、任何前述的组合等。
[0070]
尽管酸碱稳态分析逻辑130在图1中被描绘为在处理器电路120内，但实施方案不限于此。例如，酸碱稳态分析逻辑130、生理酸碱模型逻辑132、透析中酸碱逻辑132、透析患者模型逻辑136和/或透析器模型逻辑138，和/或其任何组件可以位于加速器、处理器核心、接口、单独的处理器管芯内，完全实现为软件应用程序(例如，酸碱稳态分析应用程序160)等。
[0071]
存储单元140可以包括以一个或多个较高速存储器单元的形式的各种类型的计算机可读存储介质和/或系统，诸如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、双数据速率dram(ddram)、同步dram(sdram)、静态ram(sram)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪速存储器、聚合物存储器诸如铁电聚合物存储器、奥氏存储器、相变或铁电存储器、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(sonos)存储器、磁性或光学卡、装置阵列诸如独立磁盘冗余阵列(raid)驱动器、固态存储设备(例如usb存储器、固态驱动器(ssd)以及适合于存储信息的任何其它类型的介质。此外，存储单元140可以包括以一个或多个较低速存储器单元的形式的各种类型的计算机可读存储介质，包括内部(或外部)硬盘驱动器(hdd)、磁性软盘驱动器(fdd)，以及用以从可移除光盘(例如，cd-rom或dvd)读取或向可移除光盘写入的光盘驱动器、固态驱动器等。
[0072]
根据一些实施方案，存储单元140可以存储用于酸碱稳态过程的各种类型的信息和/或应用程序。例如，存储单元140可以存储酸碱信息150、患者信息152、透析器信息154、治疗建议156和/或酸碱稳态分析应用程序160。在一些实施方案中，酸碱信息150、患者信息152、透析器信息154、治疗建议156和/或酸碱稳态分析应用程序160中的一些或全部可以存储在经由网络190可访问计算装置110的一个或多个数据存储192a-n中。例如，数据存储192a-n中的一个或多个可以是或可以包括临床数据储存库或数据库、健康信息系统(his)、电子病历(emr)系统、透析信息系统(dis)、图片存档和通信系统(pacs)、医疗保险和医疗补助服务中心(cms)数据库、美国肾脏数据系统(usrds)、专有数据库等。在一些实施方案中，
存储器140和/或数据源192a-n可以存储例如根据一些实施方案用于验证酸碱模型结果的历史患者群体信息。
[0073]
在一些实施方案中，酸碱稳态分析逻辑130，例如，经由生理酸碱模型逻辑132和/或酸碱稳态分析应用程序160，可以操作用以模拟根据一些实施方案的酸碱稳态。在各种实施方案中，酸碱稳态分析逻辑130，例如，经由透析中酸碱模型逻辑134和/或酸碱稳态分析应用程序160，可以操作用以模拟根据一些实施方案的经历透析治疗的透析患者的酸碱稳态。透析患者模型逻辑136可以操作用以实现根据各种实施方案的透析患者模型。透析器模型逻辑138可以操作用以实现根据一些实施方案的透析器模型。
[0074]
在各种实施方案中，酸碱信息150可以包括酸碱稳态分析逻辑130和酸碱模型使用的参数、变量、值等，该酸碱模型由酸碱稳态分析逻辑130和/或其组件实现(参见，例如，图2、5、6和9)。在各种信息中，酸碱信息150可以包括由酸碱模型产生的信息。例如，在各种实施方案中，酸碱信息150可以包括由模型确定的预测的患者信息。例如，预测的患者信息可以包括预测的ph(例如，血清ph)、pco2和/或hco3(参见例如图6a、9a-9c和12-16)。
[0075]
在示例性实施方案中，患者信息152可以包括与经由根据一些实施方案的酸碱模型建模的虚拟患者和/或例如用于教导或验证酸碱模型的历史信息实际患者相关联的信息。患者信息152的非限制性示例可以包括性别、年龄、体重、干重、治疗方案(例如，hd)和剂量(例如，hco3)、透析前/透析后信息(例如，ph、pco2、po2、hco3)等。在各种实施方案中，透析器信息154可包括与用于酸碱模型和/或其验证的实际或虚拟(即，建模)透析器相关联的信息，诸如超滤体积(ufv)、uf速率(ufr)、透析器类型、机器型号、治疗模式(血液透析、血液透析滤过等)、操作参数等。
[0076]
在一些实施方案中，治疗建议156可以包括由根据各种实施方案的酸碱模型生成的治疗建议、提议、计划、信息等。例如，根据一些实施方案的酸碱模型可以基于针对相应虚拟患者和/或患者群体生成的模型结果来针对真实世界患者和/或患者群体生成治疗建议156。治疗建议的非限制性示例可包括给予补充剂、酸结合剂、血液透析碳酸氢盐透析液和/或患者饮食说明(例如，限制过度消耗产酸饮食)。在特定示例中，治疗建议156可以包括优化的透析液碳酸氢盐浓度的处方，以恢复酸碱稳态而不产生“过冲”代谢性碱中毒。在一些实施方案中，针对患者和/或患者群体(例如，具有特定特征(例如，性别、体重、健康状况等)的患者群体)的治疗建议156可以基于与患者和/或患者群体相关联的主要参数和/或患者和/或患者群体(和/或其虚拟实现)的预测的患者信息而生成。在一些实施方案中，主要参数(参见，例如，图4中列出的一组参数)可以包括一个或多个影响条件的参数(参见，例如，图9a-9c)。例如，对于健康个体，影响ph的主要参数是涉及肾功能(酸分泌率和重吸收率疗法缓冲系统的反应速率或pka、质子的产生(ph)和去除或非碳酸氢盐缓冲(γh)的那些参数。针对这些参数的疗法可能对纠正ph失调具有很大的影响。因此，这些可能是针对健康个体的ph酸碱稳态的主要参数。对于患有代谢性酸中毒的个体，主要参数可以包括呼吸性co2去除补充或疗法(例如nahco3或hd)、水合反应速率和/或去除多余的质子(例如，通过酸结合剂补充)将是有效的。
[0077]
根据一些实施方案的酸碱模型可以针对某些患者群体的酸碱紊乱建模以确定预测的患者信息(例如，ph水平、pco2水平和/或hco3水平)。酸碱模型可以用于确定某些治疗的预测的患者信息(预测的治疗信息)，其可以对患者的治疗结果建模。在一些实施方案中，治疗建议可包括维持/调节酸碱稳态。由于根据一些实施方案描述的酸碱模型在预测治疗结果方面的准确性，与常规系统相比，酸碱模型可用于为患者生成有用的治疗建议。在一些实施方案中，主要参数可以基于预测的患者信息来确定(例如，运行酸碱模型以确定影响酸碱紊乱的主要参数)。治疗建议156可以以影响主要参数为目标以便有效地解决状况。在此上下文中不限于实施方案。
[0078]
一些实施方案可以提供生理酸碱模型形式的酸碱模型(例如，经由生理酸碱模型逻辑132来实现)。在各种实施方案中，生理酸碱模型可提供描述正常(或基本正常)生理条件下的酸碱稳态的基于生理学的模型，其可用于例如分析病理生理酸碱扰动对患者(或虚拟患者)的酸碱状态的影响。在示例性实施方案中，除了别的之外，生理酸碱模型可以操作用以建模、处理、分析、实验或以其他方式模拟利用henderson-hasselbalch质量作用动力学的hco3–
/co2缓冲系统的生理调节、co2和h

两者的内源性产生、非碳酸氢盐缓冲和/或肾脏和呼吸调节。
[0079]
各种实施方案可以提供透析中模型形式的酸碱模型(例如，经由透析中酸碱模型逻辑134、透析患者模型逻辑136和/或透析器模型逻辑138来实现)。在一些实施方案中，透析中模型可以是或可以包括透析患者模型(例如，经由透析患者模型逻辑136来实现)，其可以包括透析患者的生理酸碱模型的实现，例如，其特征在于已被透析(例如，血液透析(hd))取代的受损肾脏调节。在各种实施方案中，透析中模型可以是或可以包括透析器模型(例如，经由透析器模型逻辑138来实现)，其可操作用以对透析器建模，例如以建模、处理、分析、实验或以其他方式模拟透析器(例如，hd透析器)以结合透析中动力学。
[0080]
如下文更详细地描述，根据一些实施方案的酸碱模型可用于预测治疗结果和/或为各种酸碱紊乱提供治疗建议。在一些实施方案中，可以改变某些模型参数以确定它们对酸碱稳态的影响。例如，改变酸分泌率参数和肾滤过率参数(例如，减少或消除这些参数(例如，将它们的模型值设置为零))可以模拟酸碱紊乱，诸如肾衰竭、代谢性酸中毒、代谢性碱中毒、呼吸性酸中毒、呼吸性碱中毒等。基于根据一些实施方案的酸碱模型的特定配置和操作过程，它们可用于准确预测影响酸碱稳态的参数的变化(例如，参见图3和4)。
[0081]
在一些实施方案中，酸碱稳态逻辑130可以操作用以接收特定患者的患者信息152(例如，性别、年龄、健康(例如，肾衰竭、正常等)、hco3水平、ph等)并确定用于维持酸碱稳态和/或治疗酸碱紊乱的治疗建议156。例如，在健康人中，纠正不足的hco3水平可能与经历代谢性酸中毒的患者不同(参见，例如，图9a-c)。在一些实施方案中，酸碱模型可用于建模、预测或以其他方式处理各种治疗模型(例如，酸结合剂疗法、hco3疗法等)以确定、预测或以其他方式分析可用于确定实际患者治疗方案的治疗结果。在一些实施方案中，酸碱稳态逻辑130可以包括、实施或以其他方式处理反馈回路(或迭代)函数，用于持续使用酸碱模型来基于连续的预测患者信息调整酸碱条件，包括通过透析改变(例如，调整超滤速率和/或体积)，或给予药物、碳酸氢盐等。在一些实施方案中，当给予治疗时(例如，在透析、补充剂量等期间)，治疗信息可用作酸碱模型的输入以生成更新的预测患者信息，然后该信息可用于确定治疗结果和/或更新治疗建议(包括实时或基本实时，例如在透析治疗期间)。
[0082]
根据一些实施方案的生理酸碱模型可操作用以对全身酸碱稳态的影响建模。在一些实施方案中，生理酸碱模型可以使用耦合非线性常微分方程系统来实现，例如，以通过hco
3-co2系统描述酸碱缓冲动力学并结合相关的生理调节机制。在一些实施方案中，生理酸碱模型可能侧重于hco
3-co2缓冲动力学，这是控制全身ph的最有效缓冲系统。
[0083]
细胞外液的ph主要由以下在不同时间量程发挥作用的三种机制调节：(i)化学酸碱缓冲，(ii)呼吸控制，和(iii)肾脏过滤。以下等式(1)提供了根据一些实施方案的说明性且非限制性hco3缓冲系统：
[0084][0085]
在一些实施方案中，在等式(1)中，可以假设碳酸酐酶(ca)加速碳酸反应。
[0086]
化学酸碱缓冲防止ph的过度变化，其中该过程的时间量程通常以秒为单位。肺增加或减少换气量的能力使其以来自细胞外液中的呼出空气中的气体的形式调节co2去除，从而调节ph。特别地，由于co2作为细胞代谢的副产物不断产生，换气速率必须能够适应co2的变化以使细胞外液的ph平衡。尽管这个过程很快，例如，在几分钟内发生，但它不如化学缓冲有效。如果酸碱失衡持续存在，那么肾脏会排泄过多的酸或碱，一种需要数小时到数天的适应过程。
[0087]
肾脏(代表一个非常强大的调节系统)在代谢性酸中毒期间具有将大量h

分泌到肾小管腔中的能力。此外，hco3的排泄和重吸收发生在近端小管和远端小管中。特别地，在近端小管中，h

通过na

/h

促逆向转运过程而分泌，而hco3通过与h

结合形成碳酸(h2co3)而被重吸收，该碳酸然后转化为co2和h2o(经由碳酸酐酶酶活性)。在中闰细胞中，h

/cl
–
协同转运蛋白促进h

的分泌。虽然这个过程只占所分泌h

的5％，但它提供了更多的h

进一步分泌到小管腔内的梯度。大部分分泌的h

用于回收过滤的hco3，而该hco3重吸收速率与酸排泄速率有关。
[0088]
为了对酸碱稳态过程建模，根据一些实施方案的生理酸碱模型可以追踪碳酸氢盐二氧化碳和游离氢质子的浓度。使用具有肾和肺调节机制的henderson-hasselbalch质量作用动力学，如通过根据一些实施方案的生理酸碱模型建模的hco3/co2酸碱系统的稳态动力学可以根据以下方程(2)-(4)(即生理酸碱模型方程或碳酸氢盐缓冲动力学系统)配置：
[0089][0090][0091][0092]
在一些实施方案中，在方程(2)-(4)中，以下初始条件：中，以下初始条件：和可以将患者(或虚拟患者)设定为正常
关联。在一些实施方案中，我们还可以假设po2是常数。在正常po2下，pco2每增加1mmhg，换气量增加2.5l/min(见图2，和图3中列出的参数值)。根据上述方程(5)和(6)以及图2，对于给定的pco2和净有效换气斜率的陡度，降低po2增加换气量。在假设po2为常数或者外源性提供的情况下，项v0可以替换为上述任一函数表达式。在一些实施方案中，简化版本可用于确定根据一些实施方案的酸碱动力学，从而减少需要识别的模型参数的数量。在其他实施方案中，可以将换气量的所有影响归结到换气速率参数中。在一些实施方案中，方程(5)和(6)可以提供一般的生理酸碱模型(例如，方程(2)-(4)是其具体实施方式)。
[0100]
图4示出了生理酸碱模型的碳酸氢盐缓冲动力学系统的说明性参数信息，例如，如方程(2)-(4)中使用的。图4的表402中的计算值衍生自稳态假设。对于本文提供的示例(参见，例如，图5a-5b、6a、6b和图9a-9c)，使用由the math works,inc.,natick,massachusetts,usa以提供的刚性ode15s解算机来求解方程(2)-(4)，其中生理酸碱模型被参数化为pco2＝40mmhg，并且ph＝7.2的正常生理初始条件(其他模型参数从历史数据中获得，参见图4的表402)。
[0101]
在各种实施方案中，生理酸碱模型可用于对治疗干预开处方以及用于精确和预测医学的上下文中。因此，生理酸碱模型可操作用以准确且可验证地描述临床观察到的病理生理状况，例如，在血清ph和继发性生理代偿反应方面。为此，生理酸碱模型可用于模拟正常生理状况和病理生理紊乱，例如：(i)呼吸性酸中毒，(ii)呼吸性碱中毒，(iii)代谢性酸中毒，和(iv)代谢性碱中毒(酸碱紊乱)。
[0102]
在正常生理状态下，的正常范围为24
±
2mmol/l，pco2的范围为40
±
2mmhg，导致正常ph范围为7.40
±
0.02。图5a描述了模拟正常条件下的生理酸碱模型的结果(例如，酸碱信息或预测的患者信息)。如图5a的图表501-503所示，在正常生理条件下，血液ph设置为7.4的稳态值，其中pco2值为40mmhg，为24mmol/l。
[0103]
为了模拟酸碱紊乱(i)-(iv)，可以改变各种参数值，以例如单独或共同地使pco2和失衡，从而改变ph值。特别地，在身体(例如，线粒体)co2产生和肺co2排泄之间造成不平衡可能会导致pco2的变化，同时干扰h

产生和肾生成，并且回收/h

分泌可能影响水平。
[0104]
在代谢性酸中毒中，的肾生成速率未能与外源性和/或内源性h

产生的速率相等，其通常是由h

流入增加(通过外源性和/或内源性方式，诸如中毒或酮酸中毒)、肾脏生成减少(例如，肾衰竭)或肾脏(例如，近端小管酸中毒)或胃肠道(例如，腹泻)吸收能力的过度损失引起。
[0105]
图5b描述了模拟代谢性酸中毒条件下的生理酸碱模型的结果(例如，酸碱信息或预测的患者信息)。如图5b的图表511-513中所示，随着碳酸氢盐浓度下降，pco2水平可能会下降并达到新的平衡。这可能是由于作为继发性代偿反应，呼吸中枢被刺激以增加肺泡换气量，从而在co2的线粒体产生和肺排泄之间产生速率差异。在图表511-513中观察到的动力学中，代谢性酸中毒的原因可能是由于被建模的疾病诸如ckd和远端肾小管酸中毒。在代谢性碱中毒中，作为容量衰竭患者中降低的gfr，或增加的肾吸收率(例如，增加的肾
小管hco3回收)的结果，由于肾脏无法排泄过量增加的流入细胞外液引起紊乱。
[0106]
无法重新吸收可能导致血液增加。图5c描述了模拟代谢性碱中毒条件下的生理酸碱模型的结果(例如，酸碱信息或预测的患者信息)。例如，图表521-523可以说明代谢性碱中毒中的生理酸碱模型的时间行为，其中作为换气不足引起的继发性代偿呼吸反应，ph水平由于血清和pco2增加而增加。如图5b和5c所示，酸碱紊乱(i)和(ii)(代谢紊乱)中的每一种都可以在不同的时间量程下达到平衡。这些观察结果与经验研究一致，其中代谢性酸中毒的代偿反应花费12-24小时(参见，例如，图5b)，且代谢性碱中毒花费约24-72小时(参见，例如，图5c)。
[0107]
在一些实施方案中，生理酸碱模型可以操作用以通过改变co2的肺排泄(例如，过度换气或换气不足，其中co2产生和清除发生变化)来模拟呼吸紊乱(iii)和(iv)。(iii)和(iv)的模拟提供以下结果，在继发性肾脏代偿反应影响重吸收的的水平并使ph恢复到正常范围之前，co2的变化会诱导和h

的临床预期改变。
[0108]
图5d描述了模拟呼吸性酸中毒条件下的生理酸碱模型的结果(例如，酸碱信息或预测的患者信息)，并且图5e描述了模拟呼吸性碱中毒条件下的生理酸碱模型的结果(例如，酸碱信息或预测的患者信息)。如图5d的图表531-533中所示，在呼吸性酸中毒期间，在肾脏机制将ph稳态恢复到接近7.4的值之前，ph水平最初会下降。参照图5e的图541-543中所示，对于呼吸性碱中毒，轨迹是相反的，其中ph水平在降低之前升高至高于ph＝7.4的水平，而pco2和均降低。历史信息和临床研究表明，肾脏代偿以平衡ph的时间量程在呼吸性碱中毒的情况下为1-2天，在呼吸性酸中毒的情况为2-3天。此外，pco2与肺泡换气量成反比。此外，代谢和呼吸紊乱(i)-(iv)中的原发性失调所预测的继发性代偿反应的稳态值与检查这些紊乱的临床研究非常一致。
[0109]
如图5a-5e所示，生理酸碱模型至少在ph、原发性失调和继发性代偿反应的方向性以及时间量程方面定性地预测临床观察(例如，确定为酸碱信息或预测的患者信息)。为了将模型的结果与酸碱紊乱的临床数据的结果进行定量比较，通过改变相关参数来诱发代谢和呼吸紊乱，并跟踪状态变量的稳态值以便将它们与临床观察值进行比较，可以产生多种类型的失调。
[0110]
图6a示出了在代谢性酸中毒条件下的生理酸碱模型验证结果。在图6a中，图表601描绘了bushinsky et al.,“arterial pco2 in chronic metabolic acidosis”,kidney international,vol.22(3),pp.311-314(1982)(“bushinsky”)中描述的经验性临床数据。图表601示出了作为继发性呼吸代偿的结果的相对于pco2水平的经验血清值，其中每个数据点对应于由于乙酰唑胺诱导的酸中毒(23位患者)、nh4cl诱导的酸中毒(40位患者)、肾小管酸中毒(48位患者)、尿毒症酸中毒(113位患者)和混合性酸中毒(118位患者)引起的代谢性酸中毒的单个患者。图表602示出了涉及表现出代谢性酸中毒的那些患者的生理酸碱模型稳态值的类似结果，其中h

产生和缓冲，以及肾脏过滤项和耗尽是均匀地随机生成的。
[0111]
如图表601和602所示，相对于pco2的模拟血清(继发性呼吸代偿)在临床数
据的95％置信区间610内。线611表示albert et al.,“quantitative displacement of acid-base equilibrium in metabolic acidosis”,annals of internal medicine,vol.66(2),pp.312-322(1967)的winters方程的绘图，线612表示来自bushinsky的bushinsky方程，并且线613表示拟合临床数据的线性回归线。生理酸碱模型的模拟产生在通过bushinsky观察到的经验数据的95％置信区间内的结果。
[0112]
图6b描绘了酸碱紊乱的生理酸碱模型验证结果。更具体地，图6b示出了图表621-624，其描绘了生理酸碱模型的计算机继发性代偿反应与代谢性酸中毒(图621)和代谢性碱中毒(图622)、呼吸性碱中毒(图623)，和呼吸性酸中毒(图624)中临床观察到的继发性代偿反应的比较。图7描绘了根据一些实施方案的酸碱紊乱的继发性代偿反应的线性方程信息表。在图7中，表702描绘了根据一些实施方案的形式y＝b mx的线性方程的方程和值。
[0113]
比较由生理酸碱模型预测的继发性呼吸代偿与观察到的临床值的继发性呼吸代偿(例如，如根据图7的表702中的经验方程计算的)，获得了线性关系。参照图6b，如与r2＝0.917的标识线相比，包括斜率为0.903且截距为2.13的回归线的线性关系具有r2＝0.928(参见例如图表621)。
[0114]
类似地，对于代谢性碱中毒，根据一些实施方案的生理酸碱模型提供了过量的原发性代谢失调与相应继发性呼吸代偿之间的可预测关系。取生理酸碱模型预测的值，并且计算来自图7的表702的临床预期的pco2值，可以将结果与来自生理酸碱模型的预测pco2值进行比较。预测和预期的继发性代偿与预期结果非常一致(例如，参见图表622)。与图表621一样，图表622中的大多数点都在r2＝0.818的标识线上，而回归线具有0.7842的斜率和9.139的截距，其中r2＝0.898，这意味着代谢性碱中毒的预测和预期继发性呼吸代偿非常相似。
[0115]
在呼吸系统紊乱的情况下进行了平行观察(例如，参见图表623和624)。如图6b所示，生理酸碱模型的模拟结果与预期观察结果之间显然存在线性相关性。例如，对于呼吸性酸中毒，标识线具有r2＝0.8341，而回归线具有r2＝0.8633，其中斜率为0.873且截距为4.863(图表623)，并且对于呼吸性碱中毒，标识线具有r2＝0.8570，而回归线具有r2＝0.8917，其中斜率为0.853且截距为2.290(图表624)。因此，在酸碱紊乱的所有定量验证中，生理酸碱模型准确且有效地预测对酸碱紊乱的原发性失调的继发性反应。
[0116]
在一些实施方案中，量化过程可以用于量化方程(2)-(4)的生理酸碱模型输出的不确定性和灵敏度的水平。在一些实施方案中，量化过程可以表征每个模型参数所表现出的不确定性水平。拉丁超立方体抽样(lhs)(例如，具有10,000个均匀分布的样本)可用于量化与参数值相关的不确定性及它们对计算机结果的影响。结合不确定性量化，量化过程可以使用偏秩相关系数(prcc)来量化所有状态变量对每个模型参数的敏感性的影响。
[0117]
图8示出了根据一些实施方案的量化过程的参数描述和值。图8的表802提供了带有敏感性系数(prcc值)的敏感性分析结果。在表802中，p《0:001的结果都是显著的(除了：(p＝0.004246)和(p＝0.004299))；符号
“‑‑”
表示用于诱发不同代谢紊乱的参数(例如，设置为零或以其他方式减少、消除或禁用)。
[0118]
图9a-9c示出了根据一些实施方案的量化过程敏感性分析的结果。对于图9a中描绘的结果，关于ph稳态值的敏感性分析是针对正常生理状况以及针对由于肾功能不全、近
端和远端肾小管酸中毒导致的代谢性酸中毒。
[0119]
对于健康个体，图表901示出了影响ph的占优势(主要)参数是涉及肾功能(酸分泌率和重吸收率)、疗法缓冲系统的反应速率或pka、质子的产生(ph)和去除或非碳酸氢盐缓冲(γh)的那些参数。针对这些主要参数的疗法可能对纠正ph失调具有很大的影响，其中相关性符号表明治疗目标的方向性。也就是说，由于酸分泌率碳酸氢盐疗法正向反应(水合)速率以及质子的去除或非碳酸氢盐缓冲γh与ph水平呈正相关，增加这些参数的治疗干预应该增加ph水平。例如，补充或酸结合剂的使用会增加血清ph。类似地，由于负相关，降低重吸收率逆向(脱水)反应速率和氢的身体产生ph的治疗干预也会增加ph。
[0120]
对于患有代谢性酸中毒的个体，纠正酸中毒需要将ph水平校正到接近正常水平。如图表902中所示的敏感性分析表明，对于由于肾功能不全或衰竭(rf)引起的代谢性酸中毒，把主要参数诸如增加呼吸性co2去除补充或疗法(例如nahco3或hd)、水合反应速率和/或去除多余的质子(例如，通过酸结合剂补充)作为目标可能有效。或者，可以通过降低身体产生co2脱水反应速率和/或身体产生酸(例如，通过富含蛋白质饮食的饮食限制)来实现ph的类似校正。
[0121]
参照图表903，对于远端或i型肾小管酸中毒(drta或rta-i)，在rf情况下显示的大多数主要(敏感或占优势)参数的方向性也在rtaii型或近端小管(prta或rta-ii，参见例如图904)的情况下观察到。此外，降低肾重吸收可有助于使ph的水平增加至正常。与rta-i不同，主要参数集在rta-ii的情况下可能不同。例如，图表904显示，增加换气速率酸分泌率补充或疗法和/或水合反应速率或降低脱水反应速率可以提高ph，从而纠正代谢紊乱。
[0122]
在rta-ii的情况下，身体产生co2可能无法有效纠正在rta-i的情况下观察到的ph水平。在所有分析中，反应速率可能很重要，并且可以强烈改变缓冲液的效果，因为它们决定了系统的pka值。敏感性分析表明，在不同的诱导酸血症下改变(例如，如治疗建议所指示的)根据某些实施方案的主要参数可能有助于增加ph，并且根据特定的病理生理学，针对某些紊乱的治疗策略可能不同。
[0123]
图9b和9c进一步说明了对各种酸碱紊乱的治疗靶标的敏感性。例如，图9b描绘了用于校正ph的碳酸氢盐疗法(例如，hd、碳酸氢盐补充)和酸结合剂疗法(例如，trc101)的图表910-912。图9b描绘了用于校正的碳酸氢盐疗法和酸结合剂疗法的图表920-922。如图表910和920中突出显示的，可以通过将酸分泌率和肾滤过率设置为零来生成肾衰竭条件；如图表911和921中突出显示的，可以通过将酸分泌率设置为零来生成drta条件；并且如图表912和922中突出显示的，可以通过将肾滤过率设置为零来生成prta条件。
[0124]
在一些实施方案中，酸碱模型可以包括基于透析中的模型，其可以证明、确定、预测或以其他方式处理酸碱稳态条件，包括酸碱紊乱。代谢性酸中毒是与ckd和/或终末期肾病(esrd)进展相关的众多后遗症之一，并且涉及缺乏酸碱稳态，导致碳酸氢盐消耗和酸潴
留。这种情况可能导致不良后果，诸如蛋白质和骨分解代谢增加、心脏收缩力受损、ckd-矿物质和骨代谢紊乱(bmd)的恶化以及发病率和死亡率增加。在血液透析hd患者中，hd用于通过将从透析液转移到患者体内来恢复酸碱稳态，从而纠正代谢性酸中毒。
[0125]
一些实施方案可以包括患者利用henderson-hasselbalch质量作用动力学对hco3–
/co2缓冲系统的生理调节、co2和h

的内源性产生、非碳酸氢盐缓冲以及呼吸调节的透析中酸碱模型以模拟透析中校正(例如代谢性酸中毒)的全身效应。在各种实施方案中，透析中酸碱模型可包括透析患者模型和透析器模型。在一些实施方案中，透析患者模型可以与时空模型透析器耦合以量化hco3–
和h

的透析中动力学(参见例如图10)。透析中酸碱模型可以尤其通过将其预测与患者群体中的透析中酸碱动力学的临床观察结果进行比较来验证。如本详细说明中更详细描述的那样，透析中酸碱模型可操作用以准确预测透析中血清hco3–
、pco2和/或ph的临床观察结果。透析中酸碱模型可操作用以表征酸碱稳态的成分的不同贡献，并提供贡献的确定，该贡献可以是可变的和/或取决于患者特定特征诸如缓冲能力、表观hco3–
空间和描述相关生理调节机制参数。
[0126]
维持酸碱稳态是肾脏的主要功能之一，并且酸碱稳态在细胞过程中也很重要。在ckd和esrd患者中，肾脏维持这种稳态功能的能力受损，导致酸碱紊乱，诸如代谢性酸中毒。一般而言，代谢性酸中毒的特征在于碳酸氢盐肾脏或胃肠道吸收和/或分泌缺陷，由于酸和氢离子的累积代谢产生与肾碳酸氢盐重吸收之间的不平等，其受到碳酸氢盐变化的影响。代谢性酸中毒导致碳酸氢盐消耗和酸潴留，从而导致一连串的不良后果，诸如蛋白质和骨骼肌分解代谢增加、骨骼脱矿、心肌收缩力受损、ckd进一步进展、ckd-bmd恶化、生长和甲状腺激素异常、软组织和血管钙化、胰岛素抵抗、β
2-微球蛋白积累以及发病率、住院率和/或死亡率增加。因此，纠正代谢性酸中毒对于充分管理与ckd/esrd相关的多系统并发症是必要的。
[0127]
几项小规模的前瞻性干预和观察性临床研究发现，用碱疗法纠正代谢性酸中毒保护肾脏、骨骼和肌肉的健康，其中表明，例如碳酸氢钠可以增加肌肉质量、保护肾功能并且改善血管内皮功能、胰岛素敏感性、甲状旁腺对钙的敏感性。临床指南建议对血清碳酸氢盐水平低于22meq/l的ckd患者用碱疗法治疗代谢性酸中毒。患者可以口服碳酸氢钠、酸结合剂(例如，veverimer，以前称为trc101)、血液透析碳酸氢盐透析液，和/或通过限制过度消耗产酸饮食的饮食调整来进行治疗。
[0128]
大多数ckd/esrd患者依靠hd来维持血清电解质水平和纠正酸碱异常。在hd患者中，hd是一种用于恢复酸碱稳态的常用方式，其通过从透析液中提供碱来中和患者在透析间期期间内源性产生的酸，从而纠正代谢性酸中毒。然而，在透析期间，ckd/esrd患者会遭受碳酸氢盐hco3–
的急剧透析流入，经常导致代谢性碱中毒。如果透析液hco3–
浓度未正确规定，则快速的酸碱转移可能导致多系统效应的不利后果诸如离子钙突然下降、通过ph介导的外周化学感应途径减弱膈肌呼吸驱动、钾去除和磷酸钙沉淀增加、心律失常和血流动力学不稳定。
[0129]
几项研究表明了对透析液碳酸氢盐的大量透析中流入的不同反应，其中患有亚临床代谢性酸中毒的患者经历二氧化碳介导的换气刺激，而患有显著临床代谢性酸中毒的那些患者则表现出占优势的抑制性呼吸驱动。此外，观察性研究还表明，高血清碳酸氢盐与亚临床心血管疾病和心力衰竭和/或动脉钙化增加有关。因此，正确地规定透析中碳酸氢盐浓
度以纠正代谢性酸中毒而血清碳酸氢盐没有大的波动是至关重要的。因此，根据一些实施方案的透析中酸碱模型可以操作用以模拟hco3–
/co2缓冲系统的生理调节，该缓冲系统可允许治疗建议诸如规定在不产生代谢性碱中毒的情况下纠正代谢性酸中毒所需的精确透析中碳酸氢盐浓度。
[0130]
描述不同系统中和血液透析期间酸碱稳态的传统模型是有缺陷的，特别是因为它们没有包含碳酸氢盐缓冲系统的其他成分。此外，传统的建模系统侧重于患者和透析器之间的交换过程，而忽略了这些电解质和溶质的生理调节。
[0131]
根据一些实施方案的生理酸碱模型可以提供基于生理学的建模结构，用于确定正常生理条件和酸碱紊乱下酸碱稳态的各个方面，并提供对病理生理酸碱扰动对酸碱状态的影响的调查。在一些实施方案中，透析中酸碱模型可以是扩展为，除其他外，研究碳酸氢盐缓冲系统的透析中动力学的生理酸碱模型的扩展。
[0132]
由于多种因素，hd患者是异质性的，并且单一的一刀切处方可能并不有益。以最佳血液透析碳酸氢盐处方来纠正代谢性酸中毒而不产生碱中毒为目标需要对hd期间酸碱稳态的生理调节有充分的定量理解，因为对于所有患者，使用标准程序无法获得最佳的透析前和透析后血清碳酸氢盐水平的处方，因为产酸率、表观碳酸氢盐空间、超滤速率和/或其他相关因素因患者而异。
[0133]
因此，透析中酸碱模型建立在根据一些实施方案的生理酸碱模型上。某些实施方案结合了基于生理学的模型，该模型模拟利用henderson-hasselbalch质量作用动力学的hco3–
/co2缓冲系统的生理调节、co2和h

的内源性生成、非碳酸氢盐缓冲肾脏和呼吸调节。透析中酸碱模型可以包括将用于肾调节受损并被透析替代的hd患者的透析患者模型。此外，透析患者模型可以与透析器模型相关联以模拟透析中动力学。在一些实施方案中，透析器模型可以包括maheshwari et al.,“an in silico method to predict net calcium transfer during hemodialysis”,2017 39
th annual international conference of the ieee engineering in medicine and biology society(embc),pp.2740-2743(2017)中描述的透析器模型，可以与其相同或基本相同，或者可以是其的修改。在一些实施方案中，可以使用历史患者数据校准透析中酸碱模型，并且可以使用由透析中酸碱模型生成的模型预测来提供使用常规技术和模型无法获得的对透析中酸碱动力学的洞察。
[0134]
图10示出了根据一些实施方案的透析中酸碱模型的框图。如图10所示，透析中酸碱模型1002可包括透析患者模型或隔室1010和具有透析器1014的透析器模型或隔室1012。在各实施方案中，患者隔室1010可以包括分布容积(v
ex
)和酸碱变量的浓度(例如，)和酸碱变量的浓度(例如，)。在一些实施方案中，q
p
、qd和q
uf
分别是血浆流速、透析液流速和超滤速率。单个透析器纤维1016可以描绘透析器1014中的血液和透析液流之间的逆流相互作用，其中存在通过极小的纤维段δx的在血液和透析液之间的透析中转移。q和c的下标表示血浆(pl)或细胞外液(ex)、透析器输入(di)和输出(do)、透析器血液入口(pi)和出口(out)。
[0135]
对于透析患者模型，一些实施方案可以使用描述了利用henderson-hasselbalch质量作用动力学的hco3–
/co2缓冲系统的调节的基于生理学的动态模型，其中我们结合了co2和h

的内源性产生、非碳酸氢盐缓冲，和通过换气和肾脏排泄的hco3–
/co2缓冲体系的生
理调节。虽然存在其他缓冲系统，但一些实施方案可能主要关注hco3–
/co2缓冲系统，其是体内最丰富和有效的缓冲系统。在生理条件下，ph主要受化学酸碱缓冲、呼吸控制和肾小球滤过的调节。化学酸碱缓冲是使用henderson-hasselbalch质量作用动力学建模的，其中，在一些实施方案中，碳酸酐酶的作用很快，并且和分别为关联率和分离率。
[0136]
在正常细胞代谢活动期间，co2和h

作为副产物产生；这种内源性产生分别被co2和h

的和捕获。此外，酸被其他非碳酸氢盐缓冲液(诸如磷酸盐)动员或缓冲，并且这由表示，其中是动员或清除率。在正常生理条件下，肾脏，第二个调节器官，负责通过在代谢性酸中毒期间将过量的h

分泌到肾小管腔内，和/或在肾元的近端和远端节段排泄或重吸收hco3–
来调节hco3–
水平。与根据一些实施方案的生理酸碱模型不同，透析患者模型可能不包括(或可能包括较低功能的)hco3–
和h

的肾脏调节，因为透析患者模型适用于排泄酸的能力受损的透析患者。结果，在一些实施方案中，透析患者模型可以假设肾功能很少或甚至没有。在一些实施方案中，肾功能被经由透析器模型实现的透析器的使用(例如，通过透析器通量)替代。例如，表达式和可以分别解释来自患者的碳酸氢盐通量和流向患者的后透析器通量，其特征在于血流速率q
p
和超滤速率q
uf
。对于第三种调节机制，为了调节co2去除，肺增加或减少换气量，这是由中枢和外周化学感受器对pco2变化的反应而触发，并且描述了通过以血容量、心输出量、co2的动静脉差为特征的肺的换气的co2去除。参数和v0分别是换气速率和分钟换气量。在一些实施方案中，描述酸碱稳态的透析患者模型可以根据以下方程(7)-(9)：
[0137][0138][0139][0140]
在透析期间，患者会失去大量的液体。假设这发生在恒定的超滤速率q
uf
下，并且通过超滤去除流体与隔室分布体积成比例出现。因此，在一些实施方案中，细胞外液体积可根据以下等式(10)确定：
[0141][0142]
在一些实施方案中，透析器模型可以包括使用双曲偏微分方程描述血液侧和透析液侧的两个时空模型。血液侧hco3–
的浓度可根据下式(11)确定：
[0143][0144]
其中n是纤维数量，a表示纤维横断面积，表示hco3–
反射系数，
定义peclet，l是纤维长度，koa是hco3–
的有效膜传质系数，β是gibbs-donnan校正因子(即gibbs-donnan校正的透析器模型)。在一些实施方案中，β可以被设置为1.05的恒定值，其对应于5％的hco3–
。在各实施方案中，对于透析器侧，可以假设透析液流是均匀的并且被存在于透析器外壳中的n根纤维均等地共享。描述环状透析液流动边界内的浓度的双曲偏微分方程可以具有以下方程(12)的形式：
[0145][0146]
其中ad是用于透析液围绕纤维流动的环形空间的圆形横断面积。在各种实施方案中，由于超滤，血浆流速(q
p
)可沿透析器中的纤维长度降低，该降低可以线性地沿纤维长度。在一些实施方案中，透析液流速可增加通过从血液侧到透析液侧的超滤所去除的流体量，从而导致逆流动力学。血浆和透析液流速的空间方面可以根据以下等式(13)和(14)确定：
[0147][0148][0149]
其中q
pi
和q
di
是初始血浆和透析液流速。
[0150]
在一些实施方案中，方程(7)-(14)可以构成描述、模拟、预测或以其他方式处理透析中酸碱动力学的透析中酸碱模型的构成要素。图11示出了根据一些实施方案的透析中酸碱模型参数和值的表1102。
[0151]
透析中酸碱模型的验证
[0152]
根据一些实施方案的透析中酸碱模型已经在正常生理条件和酸碱紊乱下定性和定量地验证，其中透析中酸碱模型能够在ph和代偿反应方面准确地预测几种观察到的临床反应。特别地，经过验证的观察结果包括在肾脏代偿通过影响重吸收的量将ph恢复到接近正常生理范围之前，co2的变化改变hco3–
和h

水平。在代谢失调中也做出了类似的预测，其中由于呼吸代偿无效，ph永远不会回到正常范围。此外，将患有慢性代谢性酸中毒的患者的临床数据与模型的计算机预测进行比较针对线性回归线(斜率为0.903且截距为2.13)和标识线(斜率为1且截距为0)分别产生0.928和0.917的r2值(参见图6a，图表602，和图6b，图表621)。如验证信息所示，根据一些实施方案的酸碱模型可用于研究透析中酸碱平衡，例如，以准确预测hco3、pco2和ph。透析中酸碱模型可用作对有效地开处方(例如，不正确的透析液hco3处方可能会加剧酸碱紊乱或其他失衡)和预测下一个hd时间段之前的透析中酸碱动力学的工具。此外，透析中模型还可以提供对联合治疗的见解，其中hd与其他药物治疗相结合，以在hd时间段期间和之间维持患者的酸碱稳态。在此上下文中不限于实施方案。
[0153]
为了校准透析患者模型，应用直线法方法以使用的刚性ode15s求解器来求解模型方程，其中根据从文献中获得的参数值对模型进行参数化(参见例如图9的表
902)，除了分别的内源性h

和co2产生率和非碳酸氢盐缓冲率和呼吸换气速率这些参数是根据患者特异性数据单独估计的。通过使用方程(15)的最小二乘成本函数使模型数量和数据之间的加权差异最小化，可以针对每个患者找到这些参数：
[0154][0155]
在方程(13)中，并且和分别表示临床数据和模型观察，其中对于分别地k＝1,2,3，并且j＝1,2,
…
,tk。tk不一定必须相等；然而，在一些实施方案中，假设t1＝t2＝t3＝tf，其是患者特异性治疗持续时间。每个残差可以用比例因子ω1＝1或ω2＝10以及观察结果中的方差进行加权，以便权衡测量值的相对重要性。方差和是针对每个患者特异性数据进行估计的。可以采用迭代方法直到满足收敛或终止标准。可以在中使用nelder-mead优化来最小化上述最小二乘成本函数。
[0156]
模型模拟结果可与患者特异性数据进行比较以进行验证。说明性和非限制性的患者特异性数据可以是或可以包括从sargent et al.,“acid-base homeostasis during hemodialysis:new insights into the mystery of bicarbonate disappearance during treatment”,seminars in dialysis,pp.1-11(2018)和/或“changing dialysate composition to optimize acid-base therapy”,seminars in dialysis,vol.32:248-254(2019)(“sargent”)，和/或morel et al.,“acomparison of bicarbonate kinetics and acid-base status in high flux hemodialysis and online post-dilution hemodiafiltration”,international journal of artificial organs,35(4),pp.288-300(2012)(“morel”)中获得的数据。例如，利用患者信息(包括年龄、身高、hd后体重和干重)从sargent和morel中获得hd患者的患者特异性数据。
[0157]
四个模型参数改编自模型校准阶段，以比较透析患者模型关于每个患者特异性数据的性能。校准模型用于表征透析中酸碱动力学，并研究透析中校正对我的全身性影响。
[0158]
从sargent获得的数据中，研究了接受标准碳酸氢盐hd的14位hd患者(8位女性，年龄67.1
±
14.2)，其中治疗时间为209
±
5.8分钟，透析液浓度为32mmol/l，血液和透析液流速分别为400ml/min和500ml/min，超滤速率为8.6
±
2.9ml/min。类似地，morel数据包括6位具有hd/hdf前后酸碱状态的无尿患者。在6位患者中，2位接受碳酸氢盐hd的患者有详细的时间动态(1位女性/1位男性，37.5
±
26.2)，其中治疗持续时间为240分钟，透析液hco3–
浓度为38mmol/l，血液和透析液流速分别为350ml/min和500ml/min。
[0159]
在这两项研究中，患者都有功能性动静脉瘘。在sargent研究中，使用了带有多肾元透析器(表面积为1.5-1.9m2)的dialog hd系统(b.braun avitum ag，germany)，在morel研究中，使用了带有聚砜透析器fx80(表面积为1.8m2)的5008透析机(fmcag，germany)。
[0160]
例如，在一项验证研究中，透析中酸碱模型被参数化以计算16位接受标准碳酸氢盐hd的无尿患者(9位女性；来自sargent和morel的年龄67
±
12岁的患者队列(来自sargent的14位患者；来自morel的2位患者))中的血清的透析中模式，其中治疗持续时间为213
±
11分钟，浓度为32.8
±
2.1mmol/l，血液和透析液流速分别为375
±
35ml/min和500ml/min，并且超滤速率为8.5
±
2.9ml/min。酸碱状态可能包括hd前ph 7.39
±
0.04的hd前ph、7.51
±
0.04的hd后ph、21.6
±
2.7mmol/l的hd前27.4
±
1.4mmol/l的hd后36.9
±
3.1mmhg的hd前pco2，和35.7
±
2.7mmhg的hd后pco2。
[0161]
图12描绘了各种血清方案的酸中毒校正(基于从bushinsky获得的数据)的图表1201。一般来说，图12描绘了根据一些实施方案的酸碱模型的应用，例如酸碱模型对酸结合剂(例如trc101)治疗方案的应用(模型结果以对应于数据点的虚线显示)。
[0162]
图13-23示出了透析中酸碱模型验证信息。如针对患者1的图13的图表1301-1303和针对患者16的图14的图表1401-1403所示，模型预测(虚线)准确预测透析中血清pco2和ph的临床观察结果。此外，根据经验计算的缓冲容量可以与从由透析中酸碱模型预测的值中获得的那些呈线性一致。如图13和14所示，代谢性酸中毒通常在终末期肾病患者(pts)中观察到。它可导致蛋白质和骨分解代谢增加以及心脏收缩力受损。在血液透析(hd)患者中，需要将hco3从透析液(dhco3)透析中转移到患者体内以纠正代谢性酸中毒。一些实施方案可以包括hco3/co2缓冲系统的生理调节的动态酸碱模型以研究代谢性酸中毒的透析中校正的全身效应。
[0163]
图15的图表1501示出了患者4的32mmol/l的透析液的相对于ph的透析中酸碱模型验证信息。图16的图表1601示出了患者16的38mmol/l的透析液的相对于ph的透析中酸碱模型验证信息。图17的图表1701描绘了透析液对患者4的透析中的影响。图18的图表1801描绘了透析液对患者16的透析中的影响。
[0164]
参照图19，图表1901描绘了透析液对患者1的最终透析ph的影响，并且图表1902描绘了透析液对患者1的最终透析的影响。参照图20，图表2001描绘了ufv对患者1的最终透析ph的影响，并且图表2002描绘了ufv对患者1的最终透析的影响。
[0165]
参照图21，图表2101-2104描绘了患者1的酸碱剂量反应，其显示了uvf和透析液对hd后ph的组合影响(图2101)以及hd前对于hd后酸碱状态的影响(图2102-2104)。
[0166]
基于根据一些实施方案的酸碱模型计算的hd剂量-反应曲线表明，对于一些患者，斜率可能是陡峭的，而对于其他患者，它可能更平缓(参见，例如，图22-25)。这意味着对于某些患者而言，更多的处方可能不一定会增加ph水平。在12位患者中，28-35mm的水平产生hd后ph水平增加0.6％-2.6％(28mm)至1.9％-4.8％(35mm)的百分比变化。在2位患者中，低于32mm的导致hd后ph水平降低至低于患者hd前ph的值。在2位
低于29mm的患者中可以观察到类似的ph动态。图19的图表1901描绘了验证群体中所有患者的绝对ph值。透析液和超滤体积(ufv)与hd后的类似hd剂量反应曲线显示在图23-25的图表2301、2401和2501中。更具体地，图22-25描绘了hd剂量反应曲线，其示出了所获得的hd后ph(1901)和最终透析作为每位给定患者的在hd前ph和水平下观察到的假设处方浓度的函数，并且(2501)示出了最终透析作为超滤体积的函数(在32mm的下)。因此，在一些实施方案中，可以使用酸碱模型(例如，经由酸碱稳态逻辑130)来生成患者特异性酸碱反应曲线。
[0167]
图22-25中描绘的结果示出了一致的浓度可以导致可变的最终hd ph和此外，ufv可能对最终透析ph具有显著影响，并且在对开处方时应予以考虑(参见，例如，图22)。
[0168]
图26描绘了用于校正示例患者的代谢性酸中毒的图表2601-2603，其中患者是体重约72kg的男性，用optiflux f180nr透析器以300ml/min的血流速率、800ml/min的透析液流速，32mm的透析液16l的ec体积和2.4l的ufv进行透析。图26展示了根据一些实施方案的酸碱模型提供可用于确定患有酸碱紊乱的患者的有效治疗方案和治疗过程的酸碱信息、治疗建议、预测的患者信息等的能力。
[0169]
图27示出了适合于实现如前所述的各种实施方案的示例性计算架构2700的实施方案。在各种实施方案中，计算架构2700可以包括或实现为电子装置的一部分。在一些实施方案中，计算架构2700可以是例如计算装置110的代表。在此上下文中不限于实施方案。
[0170]
如在本技术中所使用的，术语“系统”和“组件”和“模块”旨在指代计算机相关的实体，硬件、硬件和软件的组合、软件、或者执行中的软件，其示例由示例性计算架构2700提供。例如，组件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、多个(光和/或磁存储介质的)存储驱动器、对象、可执行文件、执行的线程、程序、和/或计算机。作为说明，运行在服务器上的应用程序和服务器都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程和/或执行的线程内，且组件可以位于一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。
[0171]
此外，组件可以通过各种类型的通信媒介而通信地耦合到彼此以协调操作。协调可以涉及信息的单向或双向交换。例如，组件可以以通过通信媒介传送的信号的形式来传送信息。信息可以实现为被分配到各种信号线的信号。在这样的分配中，每个消息都是信号。然而，其他实施方案可以可替换地采用数据消息。这样的数据消息可以跨各种连接而被发送。示例性连接包括并行接口、串行接口以及总线接口。
[0172]
计算架构2700包括各种常见的计算元件，诸如一个或多个处理器、多核处理器、协同处理器、存储器单元、芯片组、控制器、外围设备、接口、振荡器、定时装置、视频卡、音频卡、多媒体输入/输出(i/o)组件、电源等等。然而，实施方案不限于通过计算架构2700的实现。
[0173]
如图27中所示，计算架构2700包括处理单元2704、系统存储器2706和系统总线2708。处理单元2704可以是商业上可得到的处理器并且可以包括双重微处理器、多核处理器和其它多重处理器架构。
[0174]
系统总线2708提供用于系统组件的接口，包括但不限于，系统存储器2706到处理单元2704。系统总线2708可以是任何的若干类型的总线结构，其可以使用任何的各种商业上可得到的总线架构进一步互连到存储器总线(具有或没有存储器控制器)、外围总线、以及局部总线。接口适配器可以通过插槽架构连接至系统总线2708。示例插槽架构可以包括但不限于加速图形端口(agp)、卡总线、(扩展)工业标准架构((e)isa)、微通道架构(mca)、nubus、外围组件互连(扩展)(pci(x))、串行总线、个人计算机存储卡国际协会(pcmcia)等。
[0175]
系统存储器2706可以包括以一个或多个较高速存储器单元的形式的各种类型的计算机可读存储介质，诸如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、双数据速率dram(ddram)、同步dram(sdram)、静态ram(sram)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪速存储器、聚合物存储器诸如铁电聚合物存储器、奥氏存储器、相变或铁电存储器、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(sonos)存储器、磁性或光学卡、装置阵列诸如独立磁盘冗余阵列(raid)驱动器、固态存储设备(例如usb存储器、固态驱动器(ssd)以及适合于存储信息的任何其它类型的介质。在图27中示出的所图示的实施方案中，系统存储器2706可以包括非易失性存储器2710和/或易失性存储器2712。基本输入/输出系统(bios)可以存储在非易失性存储器2710中。计算机2702可以包括以一个或多个较低速存储器单元的形式的各种类型的计算机可读存储介质，包括内部(或外部)硬盘驱动器(hdd)2714、用以从可移除磁盘2711读取或向可移除磁盘2711写入的磁性软盘驱动器(fdd)2716，以及用以从可移除光盘2722(例如，cd-rom或dvd)读取或向可移除光盘2722写入的光盘驱动器2720。hdd2714、fdd2716和光盘驱动器2720可以分别通过hdd接口2724、fdd接口2726以及光学驱动接口2728而连接到系统总线2708。用于外部驱动实现的hdd接口2724可以包括通用串行总线(usb)和ieee1114接口技术中的至少一个或二者。
[0176]
驱动器和相关联的计算机可读介质提供数据、数据结构、计算机可执行指令等等的易失性和/或非易失性存储。例如，多个程序模块可以存储在驱动器和存储器单元2710、2712中，包括操作系统2730、一个或多个应用程序2732、其它程序模块2734以及程序数据2736。在一个实施方案中，一个或多个应用程序2732、其他程序模块2734和程序数据2736可以包括例如计算装置110的各种应用程序和/或组件。
[0177]
用户可以通过一个或多个有线/无线输入装置例如，键盘2738和定点装置，诸如鼠标2740将命令和信息录入到计算机2702中。这些和其它输入装置经常通过耦合到系统总线2708的输入装置接口2742而连接到处理单元2704，但是可以通过其它接口而被连接。
[0178]
监视器2744或其它类型的显示装置也经由接口(诸如视频适配器2746)而连接到系统总线2708。监视器2744可以在计算机2702的内部或外部。除了监视器2744之外，计算机典型地包括其它外围输出装置，诸如扬声器、打印机、等等。
[0179]
计算机2702可以经由与一个或多个远程计算机(诸如远程计算机2748)的有线和/或无线通信，使用逻辑连接而在联网的环境中操作。远程计算机2748可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐器具、对等式装置或其它常见的网络节点，并且典型地包括关于计算机2702所描述的许多或所有元件，尽管为了简明的目的，仅图示了存储器/存储装置2750。所描绘的逻辑连接包括对局域网(lan)2752和/或较大网络(例如广域网(wan)2754)的有线/无线连接性。这样的lan和wan联网环境在办公室和公司中是常见的，并且促进全企业的计算机网络，诸如内联网，其中所有可以连接到全
球通信网络，例如因特网。
[0180]
计算机2702可操作用以使用ieee 802族的标准而与有线和无线装置或实体进行通信，诸如可操作地设置在无线通信(例如ieee 802.16空中调制技术)中的无线装置。除了别的之外，这至少包括wi-fi(或无线保真)、wimax以及bluetooth
tm
无线技术。因此，通信可以是如与常规网络一样的预定义的结构或者仅仅是在至少两个装置之间的自组织通信。wi-fi网络使用被称为ieee 802.11x(a、b、g、n等等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速的无线连接性。wi-fi网络可以用于将计算机连接到彼此、连接到因特网以及连接到有线网络(其使用ieee 802.3相关的媒介和功能)。
[0181]
这里已经阐述了许多具体细节以提供对实施方案的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施方案。在其他情况下，没有详细描述众所周知的操作、组件和电路，以免混淆实施方案。可以理解的是，这里公开的具体结构和功能细节可以是代表性的，并不一定限制实施方案的范围。
[0182]
可以使用表述“耦合的”和“连接的”连同其派生词来描述一些实施方案。这些术语不意图作为彼此的同义词。例如，可以使用术语“连接的”和/或“耦合的”来描述一些实施方案以指示两个或多个元件彼此直接物理或电接触。然而，术语“耦合的”还可以意指两个或多个元件不彼此直接接触，但还仍彼此协作或交互。
[0183]
除非另外特别陈述，否则可以理解，术语诸如“处理”、“计算”、“确定”等指代计算机或计算系统或者类似的电子计算装置的动作和/或进程，其操纵计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理量(例如电子的)的数据和/或将其变换成其它数据，所述其它数据类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示装置内的物理量。在此上下文中不限于实施方案。
[0184]
应当注意，这里描述的方法不必按照描述的顺序或任何特定的顺序执行。此外，可以以串行或并行方式执行关于在此认同的方法所描述的各种活动。
[0185]
尽管这里已经图示和描述了特定实施方案，但是应当理解，任何被计算以实现相同目的的布置都可以替代所示的特定实施方案。本公开旨在涵盖各种实施方案的任何和所有修改或变化。应当理解，上述描述是以示例方式完成的，而不是限制的方式。在回顾上述描述之后，上述实施方案的组合以及这里没有具体说明的其他实施方案对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，各种实施方案的范围包括使用上述组件、结构和方法的任何其他应用。
[0186]
尽管本主题以专用于结构特点和/或方法论行为的语言来描述，但应理解，在所附权利要求书中限定的主题并不必限定于上述特定特点或行为。而是，上述特定特征或行为仅作为权利要求实现的例子而公开。
[0187]
如本文所用，以单数形式叙述并以词“一”或“一个”开头的元件或操作应理解为不排除复数元件或操作，除非明确叙述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施方案”的引用并不意在被解释为排除也结合了所述特征的附加实施方案的存在。
[0188]
本公开的范围不受这里描述的特定实施方案的限制。实际上，除了在此描述的那些之外，本公开的其他各种实施方案和对本公开的修改对于本领域普通技术人员来说从前述描述和附图将是显而易见的。因此，此类其他实施方案和修改旨在落入本公开的范围内。此外，虽然在用于特定目的的特定环境中的特定实施的上下文中，本公开已经在本文中进
行了描述，但是本领域普通技术人员将认识到其用途不限于此并且本公开可以有益地在任意数量的环境中针对任意数量的目的进行实施。因此，应鉴于如本文中所述的本公开的完整广度和精神来解释所陈述的权利要求书。