专利名称：用于在体外血液处理期间监控置换流体的供应的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于监控体外血液处理设备的置换流体的供应的方法，其中所述体外 血液处理设备具有体外血液回路和流体系统，所述体外血液回路包括透析器或过滤器的第 一腔，所述透析器或过滤器被膜分成所述第一腔和第二腔，而所述流体系统包括所述透析 器或过滤器的第二腔。并且，本发明涉及用于监控体外血液处理设备的置换流体的供应的 装置以及具有用于置换流体供应的监控装置的体外血液处理设备。
背景技术：
使用各种用于体外血液处理或清理的方法来去除通常利用尿清除的物质以及用 于采液。在血液透析中，在透析器中在体外清理患者的血液。透析器包括血液腔和透析流 体腔，这两个腔被半透膜分隔。在处理期间，患者的血液流过血液腔。为了有效地清理血液 而去除通常利用尿清除的物质，新鲜的透析流体连续地流过透析流体腔。在血液透析(HD)情况下，低分子物质通过透析器的膜的传输主要由透析流体与 血液之间的浓 度差(扩散)确定，而在血液过滤(HF)情况下，在血浆水中溶解的物质，特别 是高分子物质，可以借助于通过透析器膜的高液流(对流)而有效地去除。在血液过滤中， 透析器用作过滤器。血液透析过滤(HDF)是两种过程的组合。在血液(透析)过滤中，用无菌的置换流体置换通过透析器的膜被抽走的部分血 清，该无菌的置换流体通常被供给到透析器上游或透析器下游的体外血液回路。透析器上 游的置换流体的供应也被称为前稀释，而透析器下游的供应也被称为后稀释。公知用于血液(透析)过滤的设备，其中从新鲜的水和透析流体浓缩剂在线制备 透析流体，并且从透析流体在线制备置换流体。在公知的血液(透析)过滤设备中，置换流体(置换剂)通过置换剂供应线路而 从机器的流体系统被供给到体外血液回路。在前稀释情况下，置换剂线路通向位于透析器 或过滤器的上游的动脉血液线路上的连接点，而在后稀释情况下，置换剂线路通向位于透 析器或过滤器的下游的静脉血液线路上的连接点。置换剂线路包括例如连接器，利用该连 接器，其可以被连接到静脉或动脉血液线路。为了中断流体供应，在置换剂线路上设置夹子 或类似物。例如，从EP-A-0189561可知这种血液(透析)过滤设备。血液处理效率取决于置换流体是在透析器或过滤器的上游还是下游处被供给到 体外血液回路。因此，处理模式(即，前稀释或后稀释)的获知很重要。EP-A-1348458A1描述了一种用于监控体外血液处理设备的置换流体的供应的方 法和装置。为了检测透析器或过滤器的上游或下游处的置换流体的供应，测量置换剂线路 中设置的置换泵的压力波的传播时间。基于该传播测量，检测透析器或过滤器的上游或下 游处的置换流体的供应。该已知的方法需要使用产生压力波的置换泵。从DE 102004023080A1可知一种用于监控置换流体的供应的装置，其中，基于压 力的变化，例如，基于在关闭或开启置换泵之后突然的压力增大和/或压力降低，检测透析器或过滤器的上游或下游处的置换流体的供应。该已知的方法需要使用产生压力波的置换泵。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种用于监控置换流体的供应的方法，其允许以高可 靠度检测前稀释或后稀释。并且，本发明要解决的一个问题是提供一种用于监控置换流体 的供应的装置，利用该装置，可以可靠地检测前稀释和后稀释。本发明要解决的另一问题是 产生一种具有该监控装置的体外血液处理设备。根据本发明，利用在权利要求1、17和33中所述的特征来解决这些问题。本发明 的优选实施例是从属权利要求的主题。用于检测前稀释或后稀释的根据本发明的方法和根据本发明的装置是基于对在 体外回路中的血液或血液置换剂的密度的测量和监控。当存在置换剂速率Qs、和/或血液流 动速率Qb和/或流动速率Qm的变化时，体外血液回路中的血液或血液置换剂的密度变化， 其中，置换剂速率Qs是在体外回路中向血液供给置换流体的速率，血液流动速率Qb是向透 析器或过滤器的第一腔供给血液的速率，流动速率Qm是通过透析器或过滤器的膜从血液抽 取流体的速率。现已表明，变化的量和/或方向，即，密度增大或减小具体值，取决于置换流 体是被供给到透析器或过滤器 的上游还是下游处的血液。由此基于血液或血液置换剂的密 度变化而得出存在前稀释或后稀释的结论。从这个意义上说，密度的变化还应被理解为表 示例如诸如血色素的血液成分的浓度的变化。根据本发明的方法和根据本发明的装置原则上仅仅需要置换剂速率Qs和/或血 液流动速率Qb和/或流动速率Qm中的单一变化，其中流动速率Qm是通过透析器或过滤器 的膜从血液抽取流体的速率。由于在优选以特定的流体速率Qs、Qb和/或Qm执行的血液处 理期间监控前稀释或后稀释，在这三种流体速率中的至少一种减小或增大预设量持续尽可 能短的预设时间间隔之后，优选实施例在经过所述预设时间间隔之后提供预设量的再次增 大或减小，该预设量具体地对应于对应的流体速率之前已减小或增大的量，从而可以以相 同的流体速率持续血液处理。从血液抽取的流动速率Qm优选与置换剂速率Qs同时地在相 同时间间隔内减小或增大优选相同量，并且在经过预设时间间隔之后，优选再次增大或减 小与置换剂速率Qs相同的量。当在下面提到流动速率的变化时，这也可以被理解为表示流动速率减小这样的 量，以便流动速率为零，即，中断流动。流动速率减小或增大的量原则上与前稀释或后稀释的检测无关。然而，决定性因 素在于，可以以足够的可靠性为前稀释和后稀释选择性地检测密度变化。根据本发明的方法和根据本发明的装置提供不同的实施例，这些实施例彼此不同 之处在于体外血液回路中的测量血液或血液置换剂的密度的点。可以通过在前稀释的情况下在体外血液回路的向血液回路供给置换流体的点的 下游处且在透析器或过滤器的第一腔的上游处测量密度，检测前稀释或后稀释。还可以通 过在透析器或过滤器的第一腔的下游处且在后稀释的情况下在血液回路的向该血液回路 供给置换流体的点的上游处测量密度，检测前稀释或后稀释。还可以通过在后稀释的情况 下在血液回路的向该血液回路供给置换流体的点的下游处测量密度来检测密度。由于仅仅可在取决于测量位置的特定时间间隔内检测出密度变化，因此紧接在各自的流动速率的变 化之后测量密度是决定性的。其原因在于，在这些情况下，在经过该时间间隔之后，密度会 再次取其原始值。现已表明，置换剂速率Qs的变化，伴随通过透析器或过滤器的膜而从血液抽取流 体的流动速率Qm的同时变化，导致在体外回路的不同点处的密度显著不同的变化。例如， 依赖于前稀释或后稀释，密度可以增大或减小。在第一实施例中，置换剂速率Qs减小预设量，并且在前稀释的情况下在血液回路 的向血液回路供给置换流体的点的下游处且在透析器或过滤器的第一腔的上游处在血液 回路中测量密度。然后彼此比较在置换剂速率Qs减小之前和置换剂速率Qs减小之后的血液 或血液成分的密度，如果在置换剂速率减小之后的密度增大了预设量，则得出在透析器或 过滤器的上游处存在置换流体的供应的结论。另一方面，如果在置换剂速率减小之后的血 液密度没有增大预设量，则得出在透析器或过滤器的下游处存在置换流体的供应的结论。根据本发明的方法和根据本发明的装置原则上不需要在置换剂速率减小的前后 都测量血液密度。原则上，为了比较测量值与特征阈值，仅仅在置换剂速率减小之后测量密 度就足够了。具有特别显著的血液密度变化的特别优选的实施例提供在后稀释的情况下在血 液回路的向该血液回路供给置换流体的点的下游处在血液回路中测量血液或血液成分的 密度。在比较置换剂速率Qs的减小以及优选流动速率Qm的同时减小前后的密度之后 ，如果 置换剂速率Qs减小之后的密度已减小了预设量，则得出在透析器或过滤器的上游处存在置 换流体的供应的结论。如果置换剂速率Qs减小之后的密度增大了预设量，则得出在透析器 或过滤器的下游处存在置换流体的供应的结论。在后稀释的情况下血液或血液成分的密度的增加归因于这样的事实，S卩，紧接在 向血液供给置换流体的置换剂速率Qs的减小以及通过透析器或过滤器的膜而从血液抽取 流体的流体速率Qm的同时减小之后，通过该膜而从现在流出透析器的血液同样抽取了对应 的流体量。由此，紧接在速率Qs和Qm的减小之后，流出透析器或过滤器的血液增稠。因此， 在经过透析器(后稀释)之后向血液供给的置换流体量的减小直接导致在透析器的下游处 在血液回路中的血液或血液成分的密度的增大。另一方面，当在前稀释的情况下速率Qs和 Qm减小时，存在于透析器或过滤器中的血液已经被先前流入的置换流体所稀释。由于与置 换剂流动对应的透析器中的过滤减少或不发生，流回到患者的血液的密度减小。因此，如果 在置换剂速率Qs的减小之后的血液或血液成分的密度减小了预设量或减小了比预设阈值 大的量，则得出在透析器或过滤器的上游处存在置换流体的供应(前稀释)的结论。基于在置换剂速率Qs减小之后的血液或血液成分的密度的增大或减小，可以由此 以高可靠度得出存在前稀释或后稀释的结论。然而，密度的增大或减小应超过预设阈值，以 便可以可靠地在由流动速率的变化导致的血液密度的变化与血液的一般性密度波动之间 进行区分。还可以用从血液抽取流体的置换剂速率Qs的增大来替代置换剂速率Qs的减小。 在该实施例中，可以在前稀释的情况下在血液回路的向血液回路供给置换流体的点的下游 处且在透析器或过滤器的第一腔的上游处测量密度。如果置换剂速率增大之后的密度已减 小了预设量，则得出在透析器或过滤器的上游处存在置换流体的供应(前稀释)的结论，而如果置换剂速率增大之后的密度未减小预设量，则得出在透析器或过滤器的下游处存在置 换流体的供应(后稀释)的结论。在该实施例中，还可以可选地在后稀释的情况下在血液回路的向血液回路供给置 换流体的点的下游处测量在血液回路中的血液或血液成分的密度。优选地伴随流体速率Qm 的同时增大，如果在置换剂速率Qs增大之后的密度已增大了预设量，则得出在透析器或过 滤器的上游处存在置换流体的供应的结论，而如果在置换剂速率Qs减小之后的密度已减小 了预设量，则得出在透析器或过滤器的下游处存在置换流体的供应的结论。关于血液的密度，可以测量物理密度或描述质量分布的质量密度以及血液的光学 密度，血液的光学密度是在介质(即，血液)中的辐射(例如光)的衰减的量度。关于根据本发明的方法，可以特别地考虑所有的可以测量血液的或其组分之一的 物理或光学密度的测量方法。关于密度变化的测量，第一实施例提供在血液中沿着测量距 离的超声传播速度的测量，而可选实施例提供在血液中沿着测量距离的光衰减的测量。本 领域技术人员公知为此所需的测量装置。此外，公知的透析设备中通常存在用于检测血液 的光学探测器和用于检测空气的超声测量距离。在再一特别优选的实施例中，当检测出前稀释时产生表明前稀释的操作状态的信 号，而当检测出后稀释时产生表明后稀释的操作状态的信号。用于前稀释或后稀释的信号 可以控制在血液处理设备中设置的其他装置。例如，可以进行血液处理中的干预 。
用于监控置换流体的供应的根据本发明的装置可以是血液处理设备的部件或形 成单独的单元。由于监控装置所需的部件通常在任何情况下都存在于已知的血液处理设备 中，向血液处理设备的集成是适宜的。例如，可以使用用于密度测量的对应传感器。还可以 进行微处理器控制。因此，在装置上的开支很小。根据本发明的监控装置包括控制单元，该控制单元以这样的方式控制置换设备以 及用于通过透析器而抽取超滤液的超过滤设备，以便可以调整对应的流动速率延和％以进 行测量。使用测量单元来测量血液或血液成分的密度，并且使用评估单元来基于密度测量 检测前稀释或后稀释。根据本发明的方法和根据本发明的设备可以为用户不仅提供处理类型(即，前稀 释或后稀释)的指示，而且还提供在实际处理类型与希望处理类型之间的偏差。并且，还可 以进行对输入参数的自动存档或自动限制。利用根据本发明的方法和根据本发明的设备， 还可以根据各自的操作状态控制血液处理设备的其他操作参数。不仅对应的流动速率的改变，而且其他参数都对密度变化的持续时间有影响。例 如，透析器的血液腔的容积以及在血液腔之后的软管线路部分的容积对密度变化的持续时 间有影响。在这一方面，也可以使用密度测量推导出体外血液回路的分部的容积。密度变 化水平取决于被封闭的血液体积。
下面通过参考附图详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的血液处理设备 的实施例的实例。在附图中图1以特别简化的示意表示的方式示出具有这样的装置的体外血液处理设备，该装置用于监控置换流体的供应，特别地，用于检测前稀释和后稀释；图2A和2B示出在前稀释和后稀释的情况下随着置换剂速率Qs和通过透析器或 过滤器的膜而从血液抽取流体的流动速率Qm减小相同的量时密度的时间相关过程；图3A和3B示出在前稀释和后稀释的情况下随着置换剂速率Qs和通过透析器或 过滤器的膜而从血液抽取流体的流动速率Qm增大相同的量时密度的时间相关过程；以及图4A和4B示出在前稀释和后稀释的情况下随着血液流动速率增大时密度的时间 相关过程。
具体实施例方式图1以示意表示的方式示出了血液处理设备的仅仅与用于监控前稀释或后稀释 相关的主要部件。本发明的血液处理设备为血液(透析)过滤设备，其包括透析器1，该透 析器1被半透膜2分成第一腔3和第二腔4，其中，血液流过第一腔3，以后将该第一腔3称 为血液腔，而透析流体流过第二腔4，以后将该第二腔4称为透析流体腔。第一腔3被包含 在体外血液回路5A中，而第二腔4被包含在血液(透析)过滤设备的透析流体系统5B中。体外血液回路5A包括通向血液腔3的入口 3a的动脉血液线路6和离开透析器1 的血液腔3的出口 3b的静脉血液线路7。通过设置在动脉血液线路6上的动脉血液泵8 (特 别地，滚子泵)，将患者的血液输送通过透析器1的血液腔3。血液泵以特定的血液流动速 率Qb将血液供给到透析器的血液腔3。血液线路6、7和透析器3形成用于一次性用途的一 次性用具，其被插入到用于透析处理的透析设备中。可以使空气分离器(滴注腔)包含在 动脉和静脉血液线路中以消除气泡。在透析流体源9中提供新鲜的透析流体。透析流体供应线路10从透析流体源9 通向透析器1的透析流体腔4的入口 4a。透析流体排出线路11从透析流体腔4的出口 4b 通向排液器12。在透析流体供应线路10中包含第一透析流体泵13，并且在透析流体排出 线路11包含第二透析流体泵14。第一透析流体泵13以特定的透析流体供应速率Qdi将透 析流体从透析流体源输送到透析流体腔4的入口 4a，而第二透析流体泵14以特定的透析流 体流动速率Qd。将透析流体从透析流体腔4的出口 4b输送到排液器12。在透析处理期间，可以通过置换流体线路15而将透析流体作为置换流体从透析 流体系统5B供给到体外血液回路5A，所述置换流体线路15在第一透析流体泵13的上游处 从透析流体供应线路10分支出来。置换流体线路15包括两个线路部分15a和15b，其一个线路部分15a通向动脉血 液线路6，而其另一个线路部分15b通向静脉血液线路7。通过置换泵16 (特别地，滚子泵)输送置换流体，置换流体线路15被插入该置换泵16中。在置换泵的上游处的置换流体线路15中包含被分成两个腔17a和17b的无菌过 滤器17。置换泵与各自的线路和无菌过滤器一起形成透析设备的置换装置。为了夹断置换 流体线路15的两个线路部分15a和15b，可以设置切断元件，例如软管夹，然而，为了更清 楚，没有示出切断元件。血液泵8、第一和第二透析流体泵13和14、以及置换泵16通过控制线路8’、13’、 14’、16’而被连接到中央控制和计算单元18，通过该中央控制和计算单元18而根据预设处 理参数控制这些泵。
操作血液泵8以及第一和第二透析流体泵13和14，以将血液(透析)过滤设备操作作为血液透析设备，透析流体流过透析室1的透析流体腔4。操作置换泵16，以将血液 (透析)过滤设备操作作为血液透析过滤设备，从而无菌的透析流体通过无菌过滤器17而 作为置换流体可选地流动到在泵8的下游处且在血液腔3的上游处的动脉接纳点19 (前稀 释)，或者流动到在血液腔的下游处的动脉接纳点20 (后稀释)。然而，如果不操作第一透 析流体泵13且因此使透析流体向透析室的透析流体腔的流入中断，也可以将血液(透析) 过滤设备仅仅操作作为血液过滤设备。用于监控置换流体的供应的装置包括控制单元，在实施例的本实例中，该控制单 元是血液处理设备的中央控制和计算单元18的一部分。此外，用于检测前稀释和后稀释的 装置包括测量单元21A，该测量单元2IA用于测量通过静脉血液线路7而从透析室2的血液 腔3流回到患者的血液或血液成分的密度。测量单元21A测量在静脉接纳点20的下游处 的静脉血液线路7中的血液的密度，在置换期间置换流体在该静脉接纳点20处流入静脉血 液线路7中。静脉测量单元21A包括沿着测量距离设置的超声发射器21A’和超声接收器21A”。 测量距离可以例如延伸穿过静脉滴注腔(未示出)或穿过静脉血液线路的在滴注腔之后的 部分。本领域技术人员公知用于测量介质密度的这种超声测量装置。这些测量装置基于对 由发射器21A’发射和由接收器21A”接收的超声波的传播速度的测量。可选地，可以使用 用于测量光衰减的测量单元来测量血液而替代超声测量装置，所述测量单元包括设置在测 量距离一侧上的光源和设置在测量距离另一侧上的感光器而替代超声发射器和接收器。用于检测前稀释和后稀释的装置还包括评估单元22，其通过数据线路23而被连 接到中央控制和计算单元18。评估单元22通过另一数据线路24而接收测量单元21A的测 量值。下面详细解释用于检测前稀释和后稀释的装置的结构和作用模式。在体外血液处理期间，中央控制和计算单元18以这种方式控制血液泵8，以使血 液以血液流动速率Qb流入透析器的血液腔3中，并且以这样的方式控制第一和第二透析流 体泵13和14，以使透析流体以透析流体速率Qdi流入透析流体腔4且以透析流体速率Qd。流 出透析流体腔4。通过控制单元18以这种方式控制置换泵16，以使置换流体以置换剂速率 Qs被供给到可选地在血液腔的上游和/或下游处的血液。为了监控前稀释和后稀释，控制单元18以这种方式控制置换泵16，以使其输送速 率优选减小预设量且仅持续预设时间间隔，或者使置换泵16停止。同时，控制单元18以这 种方式控制第一和第二透析流体泵13和14，以使通过透析器或过滤器的膜2从血液抽取液 体的流动速率Qm (从而Qm = Qdo-Qdi)在相同的时间间隔内同时减小与置换剂速率减小量相 同的量。其效果在于，通过透析器1的膜2而从血液去除较少的流体(超过滤)。在改变输 送速率或停止所涉及的泵的前后，测量单元21A测量在静脉接纳点20的下游处的血液或血 液成分的密度。还可以将置换剂速率Qs和通过透析器或过滤器的膜而从血液抽取流体的流动速率Qm调整为零的值。例如，通过将透析器或过滤器切换成旁路操作，从而接着还使Qdi等于 零，可以实现这一点。如果先前存在对Qm有贡献的净超过滤速率，在这种情况下流动速率 Qs和Qm不减小相同的量，这是因为Qm大于净超过滤量。
评估单元22包括比较器22A，该比较器22A比较在泵的输送速率变化之前的血液 或血液成分的密度值与紧接在输送速率变化之后测量的密度值。密度测量在流动速率变化 之后的特定时间间隔内进行，这是因为在经过该时间间隔之后会重新建立原始值。在任何 情况下，该时间间隔应短于密度变化长度(矩形函数)，可以使用经验值。应注意，上述实例
变化相同的量)中的流动速率变化仅仅导致密度的时间有限的变化。基于密度的 变化，评估单元接着检测是否发生稀释并确认存在前稀释还是后稀释。在显示单元25上显示由评估单元22确定的操作状态，该显示单元25通过数据线 路26而被连接到评估单元22。此外，评估单元产生两个控制信号，这两个控制信号一方面 表明前稀释的操作状态，另一方面表明后稀释的操作状态。通过控制单元22通过数据线路 23接收这两个控制信号，数据线路23可以根据前稀释或后稀释的各自的操作状态而干预 机器控制。在后稀释的情况下，评估单元22确认在测量点的血液密度的短时增大。这可归因 于在经过透析器1的血液腔3之后血液增稠，因为已经通过透析器1的膜2而从血液抽取 出流体(超滤液)。由于在后稀释中已经增稠的血液不再被置换流体有效稀释，在特定的时 间段内在透析器的下游处血液或血液成分的密度增大。仅仅在用于测量的短时间内需要改 变输送速率，即，可以在进行了测量之后重新建立原始输送速率，其结果是，发生密度变化 的相反(仍是时间受限的)特性。另一方面，在前稀释的情况下，通过在血液腔的上游处的置换流体的流入，流到血 液腔3中 的血液被稀释。紧接在泵的输送速率减小的时刻之后，仍被稀释的血液首先进入 血液腔，然而在输送速率减小之后不再通过透析器膜而从血液腔抽取足够的流体。因此，从 血液腔流出且流回到患者的血液的密度减小。利用测量单元21A再次测量密度的减小，评 估单元22确定前稀释的操作状态。评估单元22的比较器22A计算在输送速率改变之前与紧接在输送速率改变后的 密度的两个测量值之间的差异。如果该差异的量大于预设阈值，即，在置换剂速率变化前后 测量的值彼此显著不同，则评估单元22确定发生了稀释。此外，评估单元确认发生了密度 的增大还是减小，即，测量值之间的差异为正还是为负。在密度的增大量大于预设阈值的情况下，则评估单元确认后稀释的操作状态。如 果密度减小的量值大于预设阈值，则评估单元确认前稀释的操作状态。图2A和2B示出在前稀释(图2A)和后稀释(图2B)的情况下一方面置换剂速率 Qs减小预设量AQs < 0且从血液抽取流体的流动速率Qm同时减小相同量时血液密度的时 间相关过程。由A表示的图2A和2B的曲线表明当通过在静脉接纳点20的下游处的测量单元 21A测量密度变化(如参考图1所述)时在前稀释或后稀释情况下密度的时间相关过程。然而，可选实施例还提供测量在静脉接纳点20的上游处且在血液腔3的下游处， 或者在动脉接纳点19的下游处且在透析器1的血液腔3的上游处的密度变化。为此目的 设置另外两个可选的测量单元，其在图1中由21B和21C表示。测量单元21B测量在静脉 接纳点20的上游处且在血液腔3的下游处的密度，而测量单元21C测量在动脉接纳点19 的下游处且在血液腔3的上游处的密度。由B表示的图2A和2B的曲线表明当用测量单元21B测量密度变化时在前稀释(图2A)或后稀释(图2B)的情况下密度的时间相关过程，而曲线C表明当用测量单元21C 测量密度时密度变化的时间相关过程。可以看出，伴随Qm的同时变化，置换剂速率Qs的变化还导致在静脉接纳点20的上 游处且在血液腔3的下游处的密度变化。在前稀释和后稀释的情况下血液密度都减小，与 后稀释相比，在前稀释情况下重新建立密度的初始值。还可以看出，置换剂速率Qs的变化还导致在动脉接纳点19的下游处且在血液腔3 的上游处的密度变化。在前稀释情况下血液密度增大，而在后稀释情况下其既不增大也不 减小，即，其保持不变。本发明的可选实施例利用测量单元21B和21C测量密度变化，评估单元基于示于 图2A和2B的密度变化的性质得出存在前稀释或后稀释的结论。本领域技术人员公知可以 评估信号的合适装置。这些装置可以包括比较器、定时器等等。还可以彼此组合上述测量方法，从而可以基于在不同的测量点处的两次或三次测 量来检测前稀释或后稀释。例如，如果在不同的测量点处在至少两次测量中检测到前稀释 或后稀释的信号特征变化，则可以得出存在前稀释或后稀释的结论。图3A (前稀释)和3B (后稀释)示出了当一方面置换剂速率Qs增大预设量且通 过膜2而同时从血液抽取流体的流动速率Qm增大相同的量时利用测量单元21A、21B和21C 测量的血液或血液成分的密度的时间相关过程。类似于图2A和2B，再次用A、B和 C表示 各曲线。可以看出，在前稀释情况下，伴随着Qm的同时变化，置换剂速率Qs的增大导致在所 有的三个测量点处的密度变化。与速率的减小相比，静脉接纳点20的下游处的Qs和Qm的 增大的结果在前稀释情况下不是减小、而是增大密度，而在后稀释情况下不导致密度增大、 而是导致密度减小(曲线A)。对于前稀释和后稀释，在静脉接纳点20的上游处且在血液腔 3的下游处密度都增大，与后稀释相比，在前稀释情况下重新建立密度的初始值(曲线B)。 在前稀释情况下在动脉接纳点19的下游处且在血液腔3的上游处的密度减小，而在后稀释 情况下，其既不增大也不减小，即，其保持不变(曲线C)。在可选实施例中，控制单元18和评估单元22被设计为使置换剂速率Qs和流动速 率Qm减小，并且基于密度变化而得出存在前稀释或后稀释的结论，如参考图3A和3B所述。在实施例的又一实例中，发生变化的不是置换剂速率Qs或流动速率Qm，而是血液 流动速率Qb (图4A和4B)。在该实施例中控制单元18如此控制血液泵8，以使血液流动速 率Qb增大预设量AQb。曲线々、8、(再次示出了利用三个测量单元2认、218和21(测量的 血液或血液成分的密度的时间相关过程。可以看出，利用测量单元21A和21B，可以仅仅利 用对密度变化的更精确的定量评估而检测出前稀释或后稀释。因此，评估单元优选评估测 量单元21C的测量值，利用该测量值，测量在动脉接纳点19的下游处且在透析器的血液腔3 的上游处的密度。如果密度增大了预设量，则评估单元22确认前稀释，而如果密度没有增 大预设量，即，保持不变，则评估单元22确认后稀释。当然，还可以设想血液流动速率Qb减 小预设量。然后在每种情况下按相反方向进行测量。
权利要求
一种用于监控体外血液处理设备的置换流体的供应的方法，其中所述体外血液处理设备具有体外血液回路和流体系统，所述体外血液回路包括透析器或过滤器的第一腔，所述透析器或过滤器被膜分成所述第一腔和第二腔，而所述流体系统包括所述透析器或过滤器的所述第二腔，其中以特定的血液流动速率QB向所述透析器或过滤器的所述第一腔供给血液，在所述透析器或过滤器的所述第一腔的上游处或下游处以特定的置换剂速率QS向所述血液供给置换流体，并且通过所述透析器或过滤器的所述膜以特定的流动速率QM从所述血液抽取流体，其特征在于，为了检测出在所述透析器或过滤器的上游处或下游处的置换流体的供应，改变置换剂速率QS和/或血液流动速率QB和/或通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率QM，并且测量所述透析器或过滤器的血液回路中的所述血液或血液成分的密度，且基于所述血液或血液成分的密度的变化而得出在所述透析器或过滤器的上游处或下游处存在置换流体的供应的结论。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，为了检测出在所述透析器或过滤器的上游处 或下游处的置换流体的供应，当通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动 速率Qm减小时使置换剂速率Qs减小预设量，或者当通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取 的所述流体的流动速率Qm增大时使置换剂速率Qs增大预设量。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，为了检测出在所述透析器或过滤器的上游处 或下游处的置换流体的供应，置换剂速率Qs的减小量与通过所述透析器或过滤器的所述膜 抽取的所述流体的流动速率Qm的减小量相同，或者置换剂速率Qs的增大量与通过所述透析 器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm的增大量相同。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，在置换剂速率Qs和/或血液流 动速率Qb和/或通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm减小或 增大预设量持续预设的时间间隔之后，在经过所述预设的时间间隔之后置换剂速率Qs和/ 或血液流动速率Qb和/或通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率 Qm增大或减小预设量。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，在前稀释的情况下，在所述血液 回路的向所述血液回路供给置换流体的点的下游处测量所述血液回路中的所述血液或所 述血液成分的密度。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，在所述透析器或过滤器的所述第一腔的上游 处测量所述血液或所述血液成分的密度。
7.根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，在后稀释的情况下，在所述透析 器或过滤器的所述第一腔的下游处且在所述血液回路的向所述血液回路供给置换流体的 点的上游处测量所述血液或所述血液成分的密度。
8.根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，在后稀释的情况下，在所述血液 回路的向所述血液回路供给置换流体的点的下游处测量所述血液或所述血液成分的密度。
9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于，测量超声沿着测量距离在所述血 液中的传播速度，以测量所述血液或所述血液成分的密度的变化。
10.根据权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于，测量光沿着测量距离在所述血 液中的衰减，以测量所述血液或所述血液成分的密度的变化。
11.根据权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于，在基于所述血液或所述血液成 分的密度的变化而得出在所述透析器或过滤器的上游处存在置换流体的供应的结论时产 生表明前稀释的操作状态的信号，和/或在基于所述血液或所述血液成分的密度的变化而 得出在所述透析器或过滤器的下游处存在置换流体的供应的结论时产生表明后稀释的操 作状态的信号。
12.一种用于监控体外血液处理设备的置换流体的供应的装置，其中所述体外血液处 理设备包括体外血液回路(5A)和流体系统(5B)，所述体外血液回路(5A)包括透析器(1)或过滤 器的第一腔(3)，所述透析器(1)或过滤器被膜(2)分成所述第一腔和第二腔(4)，而所述 流体系统(5B)包括所述透析器或过滤器的所述第二腔；用于以特定的血液流动速率Qb向所述透析器或过滤器的所述第一腔供应血液的装置(8)；用于在所述透析器或过滤器的上游处或下游处以特定的置换剂速率Qs向所述血液供 应置换流体的置换装置(16)，以及用于通过所述透析器或过滤器的所述膜以特定的流动速率Qm从所述血液抽取流体的 超过滤装置(13，14)，其特征在于，所述用于监控置换流体的供应的装置包括测量单元(21)，其用于测量在所述透析器或过滤器的血液回路中的所述血液或血液成 分的密度；控制单元(18)，其用于控制所述置换装置(16)和/或所述用于供应血液的装置和/或 所述超过滤装置(13，14)，其中所述控制单元(18)被设计为使置换剂速率Qs和/或血液流 动速率Qb和/或通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm改变；以 及评估单元(22)，其被设计为基于所述密度的变化而得出在所述透析器或过滤器的上游 处或下游处存在置换流体的供应的结论。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于，为了检测出在所述透析器或过滤器的上游 处或下游处的置换流体的供应，用于控制所述置换装置的所述控制单元(18)被设计为当 通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm减小时使置换剂速率Qs 减小预设量，或者当通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm增大 时使置换剂速率Qs增大预设量。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于，为了检测出在所述透析器或过滤器的上游 处或下游处的置换流体的供应，用于控制所述置换装置的所述控制单元(18)被设计为使 置换剂速率Qs的减小量与通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率 Qm的减小量相同，或者使置换剂速率Qs的增大量与通过所述透析器或过滤器的所述膜抽取 的所述流体的流动速率Qm的增大量相同。
15.根据权利要求12至14中任一项的装置，其特征在于，用于控制所述置换装置的所述控制单元(18)被设计为，在置换剂速率Qs和/或血液流动速率Qb和/或通过所述透析 器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm减小或增大预设量持续预设的时间间 隔之后，在经过所述预设的时间间隔之后置换剂速率Qs和/或血液流动速率Qb和/或通过 所述透析器或过滤器的所述膜抽取的所述流体的流动速率Qm增大或减小。
16.根据权利要求12至15中任一项的装置，其特征在于，在前稀释的情况下，所述测量 单元(21A，21B，21C)是用于在所述血液回路的向所述血液回路供给置换流体的点的下游 处测量所述血液回路中的所述血液或所述血液成分的密度的测量单元。
17.根据权利要求16的装置，其特征在于，所述测量单元(21C)是用于在前稀释的情况 下在所述血液回路的向所述血液回路供给置换流体的点的下游处且在所述透析器(1)的 所述第一腔(30)的上游处测量所述血液的密度的测量单元。
18.根据权利要求12至16中任一项的装置，其特征在于，在后稀释的情况下，所述测量 单元(21B)是用于在所述透析器(1)或过滤器的所述第一腔(3)的下游处且在所述血液回 路的向所述血液回路供给置换流体的点的上游处测量所述血液或所述血液成分的密度的 测量单元。
19.根据权利要求12至16中任一项的装置，其特征在于，在后稀释的情况下，所述测量 单元(21A)是用于在所述血液回路的向所述血液回路供给置换流体的点的下游处测量所 述血液或所述血液成分的密度的测量单元。
20.根据权利要求12至19中任一项的装置，其特征在于，所述测量单元(21)是超声测 量装置，其包括设置在测量距离的一侧上的超声发射器(21’ )和设置在所述测量距离的另 一侧上的超声接收器(21”)，以测量超声沿着所述测量距离在所述血液中的传播速度的变 化。
21.根据权利要求12至19中任一项的装置，其特征在于，所述测量单元(21)是光学测 量装置，其包括设置在测量距离的一侧上的光源(21’ )和设置在所述测量距离的另一侧上 的感光器(21”)，以测量光沿着所述测量距离在所述血液中的衰减。
22.根据权利要求12至21中任一项的装置，其特征在于，所述控制单元(22)与所述评 估单元(22)以这种方式协作，以使所述控制单元在基于所述血液或所述血液成分的密度 的变化而得出在所述透析器或过滤器的上游处存在置换流体的供应的结论时产生表明前 稀释的操作状态的信号，和/或在基于所述血液或所述血液成分的密度的变化而得出在所 述透析器或过滤器的下游处存在置换流体的供应的结论时产生表明后稀释的操作状态的 信号。
23.—种血液处理设备，其具有根据权利要求12至22中任一项的用于检测置换流体的 供应的装置。
24.根据权利要求23的血液处理设备，其特征在于，所述血液处理设备包括体外血液回路(5A)，其包括血液供应线路(6)和血液排出线路(7)，所述血液供应线路(6)通向透析器(1)或过滤器的第一腔(3)，所述透析器(1)或过滤器被膜(2)分成所述第 一腔(3)和第二腔(4)，而所述血液排出线路(7)离开所述透析器或过滤器的所述第一腔以 及所述透析器或过滤器；流体系统(5B)，其被连接到所述透析器(1)或过滤器的所述第二腔(4)；置换装置(19)，其具有第一置换线路(15，15a)和第二置换线路(15，15b)，所述第一置换线路(15，15a)在所述透析器(1)或过滤器的上游处通向在用于供应置换流体的所述血 液供应线路(6)上的第一接纳点(19)，所述第二置换线路(15，15b)在所述透析器或过滤器 的下游处通向在用于供应置换流体的所述血液排出线路(7)上的第二接纳点(20)；以及超过滤装置(18)，利用该超过滤装置(18)，可以通过所述透析器(1)或过滤器的所述 膜 (2)而从所述血液抽取流体。
全文摘要
本发明涉及用于在体外血液处理期间监控置换流体的供应的设备和方法。在透析器(1)或过滤器的上游处或下游处的置换流体的供应的检测基于在体外循环中的血液或血液成分的光学或物理密度的测量。为了检测出前稀释或后稀释，改变血液流动速率和/或置换速率和/或通过透析器膜而从血液去除的流体的流动速率，并且在透析器的上游处和/或下游处测量血液或血液成分的密度。本发明还涉及利用用于监控置换流体的供应的设备来处理血液的设备。
文档编号A61M1/34GK101842124SQ200880113747
公开日2010年9月22日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年11月3日
发明者J·德赖赫斯格, J·诺亚克 申请人:弗雷泽纽斯医疗保健德国有限公司