在体外血液处理期间判定内部过滤的方法和装置制造方法
【专利摘要】用于处理血液的所述方法和所示装置允许判定血液净化器件（例如，以透析器的形式）中的内部对流。净化器件中的内部对流可基于净化器件中的压力差判定。血液净化可为例如血液透析或血液透析滤过。压力传感器用于测量净化器件的输入端和/或输出端处的血压，以及视情况用于检测净化器件的输入端和/或输出端处的清洗液或透析液的压力。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及特别用于在体外血液处理(例如，透析，即血液净化流程）期间判定内 部过滤的方法和装置。 在体外血液处理期间判定内部过滤的方法和装置
【背景技术】
[0002] 根据EP0240101A2,已知包含过滤器(透析器）及密封腔内的薄膜的透析装置。过 滤器的入口和出口各自具备泵，基于泵的旋转速度计算血液流率。另外，以满足特定排放率 并维持所需平均跨膜压的方式控制泵中的一者。
[0003] 基本上，也称作内部对流的内部过滤不能在透析器外侧测量，但具有极大意义，以 便量化血液处理(例如，血液净化治疗，例如，血液透析治疗）的对流净化功能。
【发明内容】
[0004] 本发明基于允许在血液处理期间判定内部对流并例如在处理期间控制内部对流 的目标。进一步目的是为使用者优选在线显示判定的内部对流。
[0005] 本发明提供根据独立权利要求所述的方法和/或装置。
[0006] 在一或多个或所有示范性实施方式中，另外可提供显示判定的内部对流。
[0007] 在一或多个或所有示范性实施方式中，实施净化血液的方法，其中血液通过用作 过滤器器件的净化器件(视情况为透析器的形式）输送，并且，例如基于净化器件中的压力 差判定净化器件中的内部对流。
[0008] 血液净化可为例如血液透析或血液透析滤过。可提供压力传感器用于测量净化器 件的输入端和/或输出端处的血液压力。视情况，还可提供压力传感器用于检测净化器件 的输入端和/或输出端处的清洗液(例如，透析液)的压力。作为此情况的替代案，可在身体 外判定清洗液和/或血液的流量，且基于所述流量通过和/或借助于特定于透析器并提前 储存的特征曲线或取值表判定压力差。
[0009] 另外可执行判定血细胞比容或判定或预设血浆黏度或血浆蛋白浓度。还可能判定 两个或所有三个这些值。
[0010] 进一步，可判定可借助于判定的压力和由血压剖面和清洗液压力剖面(优选为透 析液压力剖面）组成的压力交点计算用于过滤的中间跨膜压。可例如基于跨膜压和可能另 外考虑作为过滤器表面与渗透率的乘积的超滤系数计算内部对流。特征过滤器参数"跨膜 压"不需要用于内部过滤，但可例如用作监控超滤系数K UF的测试参数。
[0011] 也可视情况优选地通过比较内部过滤的判定值与预定目标值和适应待净化的血 液流量和/或清洗液(例如，透析液）的流量来控制判定的内部对流(对流过滤)。
[0012] 在一个、多个或所有示范性实施方式中，进一步提供装置用于体外血液处理，例 如，用于净化血液，所述装置包含血液可流过的净化器件，优选为透析器形式；和判定器件， 所述判定器件用于基于净化器件中的压力差判定净化器件中的内部对流。
[0013] 装置可经设计用于血液透析或血液透析滤过并可具备用于测量净化器件的输入 端和/或输出端处的血压的压力传感器。视情况地，可提供一或多个压力传感器用于检测 净化器件的输入端和/或输出端处的清洗液(例如，透析液）的压力。
[0014] 判定器件可进一步经设计用于血细胞比容判定或血细胞比容预设和/或可能够 影响判定或预设血浆黏度或血浆蛋白浓度。
[0015] 器件可进一步经设计以借助于判定的压力计算用于过滤的中间跨膜压、判定由血 压曲线剖面和清洗液压力剖面(优选为透析液压力剖面)组成的压力交点和/或基于血压剖 面和清洗液压力剖面和/或跨膜压并还可能考虑作为过滤器表面与渗透率的乘积的超滤 系数来计算内部对流。
[0016] 在一个、多个或所有示范性实施方式中，装置可配备控制单元，所述控制单元经设 计以优选地通过比较内部对流的判定值与预定目标值和调节待净化血液流量和/或清洗 液(例如，透析液）的流量来控制判定的对流过滤。
[0017] 本发明的一或多个示范性实施方式允许判定血液净化器件(例如，透析器）内的内 部过滤或对流，同时执行血液净化，例如，血液透析，即，准在线。如此允许量化血液净化(例 如，血液透析治疗）的对流净化性能。因此，在处理期间计算内部对流是可能的。
[0018] 进一步或另外，一或多个示范性实施方式允许在处理期间控制内部对流。
[0019] 在本发明的一或多个示范性实施方式中，可能指示例如内部过滤作为当前流速， 以及视情况地或者或另外指出过滤或清洁血液或透析液的先前体积并还可能指示治疗结 束时此体积的预测值。在此，如果需要，对流进入间隙（即实现净化）也是可能的。此内部 过滤指示可在执行血液净化(例如，血液透析）期间（即可以说在线）发生。进一步，可能(例 如）基于在进行的处理期间（即再次"在线"）测量信号执行影响参数的适应，其中这些参数 对内部对流及过滤有影响。影响参数(例如，血液或例如透析液的流速、温度等)的所述适应 可例如通过以下步骤执行：通过血液流量或透析液流量的相应调节和/或还通过血液侧上 的压力改变，或通过改变透析液的温度。血液侧上的压力变化产生由过滤造成的相及接着 由反过滤造成的相。进一步可能(例如)在监视器或指针式仪表上在进行的处理期间展示当 前体积和/或血液的当前流速，或可能以不同视觉或听觉形式或任何其他形式表现所述一 或多个变量。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 下文将借助于附图更详细解释根据本发明的装置和本发明的方法及根据本发明 的装置及方法的功能的示范性实施方式，其中：
[0021] 图1图示根据本发明的装置的示范性实施方式的示意性配置，
[0022] 图2图示用于示范性实施方式的内部过滤对血液流量的曲线，
[0023] 图3图示作为透析液流的函数的内部过滤的图解，
[0024] 图4图示用于不使用血细胞比容值的示范性实施方式的透析器在血液侧及透析 液侧上的压力曲线的图形化说明，
[0025] 图5图示用于使用血细胞比容值的示范性实施方式的透析器内针对血液侧和透 析液侧的压力曲线，
[0026] 图6图示透析器的长度上的内部过滤的曲线，
[0027] 图7图示贯穿治疗时间的内部过滤体积的可能曲线的图形化说明，和
[0028] 图8图示根据本发明的方法或根据本发明的装置的示范性实施方式。
【具体实施方式】
[0029] 图1图示根据本发明的装置(设备)的示范性实施方式，该装置包含具有血液腔6a 及透析液腔6b的透析器6。待清洗的血液通过血泵3供应并通过传感器4输送到透析器6 用于判定血液参数，例如，用于判定血细胞比容。透析器6的输入端和输出端处的压力传感 器5a、5b分别检测透析器的输入端和输出端处的血液压力。
[0030] 平衡系统8基于通过透析液泵9馈送到透析液腔6b的透析液执行平衡过程。透 析液在透析液腔6b的输入端处的输入侧压力由压力传感器5c测量。进一步压力传感器5d 在透析液离开透析液腔6b时检测透析液的压力。已离开透析液腔6b的透析液供应到平衡 系统8并或者或另外通过超滤泵7输送到出口或废物容器，如箭头所示。
[0031] 控制单元2接收所有压力及流量的当前值，且如果存在，则接收进一步血液参数， 例如，判定的/输入的血细胞比容值，如由虚线所示。如果需要，控制单元2则设置用于血 液流量和/或透析液流量的新值并激活血泵3和透析液泵9,以及以相应方式激活超滤泵 7。显示器1 (例如）以图表形式展示例如所计算的参数，如图1的方块1中所示。另外可 能通过致动相应按钮或通过相应输入动作将控制单元2的预设值和目标值输入到显示器1 上或中。显示器1可具备存储器和/或处理器或可连接到存储器和/或处理器，从而计算 相应估算值并能够计算用于泵控制系统或其他控制系统的目标变量。
[0032] 基于每一情况中采用的血液净化器件(例如，透析器6)的参数（S卩，规格)，可执行 以下计算。这些参数包括几何参数，例如，透析器表面、体积、纤维长度以及透析器的纤维等 的内直径、外直径和数量，以及过滤和反过滤的渗透率。进一步，关注特征曲线，从而一方面 确立血液流量与透析液流量之间的相互关系，另一方面确立产生的内部对流。
[0033] 图2示意性地图示特征曲线的图形化说明，其中血液流量（S卩，以ml/min为单位的 血液流量)标绘在横坐标上，并且内部过滤的范围标绘在纵坐标上。特征曲线具有实质上线 性路线，其中较高血液流量的梯度下降。不言而喻，根据在每一情况下使用的透析器6,特征 曲线还可具有不同但预先已知的路线。
[0034] 图3图示透析液流量(横坐标）和内部过滤(纵坐标）之间的相互关系的图形化说 明。如从图3可知，内部过滤在较高透析液流量的情况下增加更为缓慢并在相对较短时间 后渐进处理限制值。
[0035] 在图2和图3中可见，内部过滤与透析液流量的相依性展示出比过滤依赖于血液 流量更强的非线性行为（图2)。此情况是由于各种原因造成的。在理想系统中，血液侧压降 随血液流量线性增加，反映在内部过滤的线性梯度。另一方面，过滤器膜上的加强过滤流导 致内部改变，以便相依性实际上不为完全线性的。
[0036] 然而，如果透析液侧上的压降通过增加的透析液流量增强，而血液流量(关键是物 质(例如，不能穿透膜的细胞或蛋白质）的递增浓度）保持恒定，那么将到达一区域，在该区 域中，从纤维内的血液中取走过高量的等离子水。而且，血细胞和蛋白质的更强递增浓度将 导致透析器6堵塞。因此，血液流量在此情况下为限制因素。
[0037] 透析器6优选地应具有大于50%的堆积密度，以便在透析液侧上存在足够高的流 阻。在此情况下，压降将由透析液的流量的足够高的变化控制。
[0038] 图4图示压力图解，其中压力图示在纵坐标上。横坐标图示透析器的长度或透析 器中的各个位置。血液的压力曲线由实线图示，其中压力P1在进入透析器时占优势，且较 低压力P2在透析器6的血液出口侧占优势。从在透析液出口侧处占优势的较低压力P4开 始一直到在透析液入口侧发生的较高压力P3,以逆流流动的透析器的压力曲线在图4中用 虚线表示。两个压力线在点Pi处相交。在此相交之前，血液侧上的压力比透析液侧上的压 力大。在压力Pi右边，此事实是相反的。此情况导致图4中所示的压力相交，从而假设并 执行线性化计算。在此基础上，分别实现的内部过滤可在处理期间测量及检测，且因此可实 际上以"在线"方式加以处理及输出。在图4中，Pi左边的血液侧及透析液侧上的两个压 力线之间的区域具备符号"+"以指示在此区域中，血液压力比透析液的压力大。在交点Pi 的右边的两个压力线之间的区域中，将看见符号以明确表示血液侧上的压力比透析液 侧上的压力低。
[0039] 基于图4中所示的压力相交，由血压和透析液压力形成的用于过滤的中间跨膜压 可从压力P1、压力P2、压力P3、压力P4、压力Pi计算。在一或多个示范性实施方式中，测量 P1、P2、P3并计算P4和Pi。P4取决于透析液侧上的压降，并且如果流量以及透析器或透析 器的几何形状是已知的，那么可计算P4。如果流量和透析器6是已知的，那么储存的表还可 用于指示压降。作为替代案，对另外的压力传感器进行测量当然也是可能的。
[0040] 包含在线测量压力是有利的，由于这些测量及因而还有压力相交在治疗期间可能 改变。这意味着在治疗期间的任何时间点或特定离散点再次计算压力相交。
[0041] 如果发生(例如）一些纤维通过局部凝固堵塞（也称为凝血)，那么P1与P2之间的 压降上升，且所谓的次级膜通过血液组分与膜的相互作用形成。此外，透析侧的侧面处的压 力通常下降，以维持超滤速率。透析液上的压降并不改变。所述情况意味着一个压力测量 点在所述位置仍是足够的，另一压力测量点可被判定。然而，绝对压力对内部过滤并非是决 定性的，但从血液侧到透析液侧的相对压力（即，跨膜压)是决定性的。此压力梯度提供在膜 上的流体流量。
[0042] 由于用于过滤的跨膜压被定义为正的，所以此区域由" + "指定。公式为：
[0043]
【权利要求】
1. 一种用于净化血液的装置，所述装置包含净化器件，血液通过所述净化器件(优选以 透析器的形式）流动；和判定器件，所述判定器件用于基于所述净化器件中的压力差判定所 述净化器件中的内部对流。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述血液净化是血液透析或血液透析滤过，所述装 置包含压力传感器，所述压力传感器用于测量所述净化器件的输入端和/或输出端处的所 述血压。
3. 如权利要求1或2所述的装置，所述装置包含至少一个压力传感器，所述压力传感器 用于检测所述净化器件的所述输入端和/或输出端处的清洗液或透析液的所述压力。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的装置，所述装置经设计以判定清洗液和/或所述 血液的流量并通过计算基于所述流量或借助于特征曲线或取值表确定所述压力差，所述特 征曲线或取值表特定于所述透析器并已提前储存。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述判定器件另外影响血细胞比容判 定或血细胞比容预设和/或血浆黏度或血浆蛋白浓度的判定或预设。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的装置，所述装置经设计以： 借助于所述判定的压力计算用于所述过滤的中间跨膜压， 判定由血压剖面和清洗液压力剖面，优选地为透析液压力剖面组成的压力交点，和 基于所述跨膜压和可能另外考虑作为过滤器表面与渗透率的乘积的超滤系数计算所 述内部对流。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的装置，所述装置包含控制单元，所述控制单元经设 计以控制所述判定的对流过滤。
8. 如权利要求7所述的装置，其中所述控制单元经设计以比较所述内部对流的判定值 与预定目标值，并控制待清洗的所述血液的所述血液流量和/或清洗液(例如，透析液)的所 述流量。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于用于显示所述判定的内部对流 的显不器。
【文档编号】A61M1/34GK104107467SQ201410143527
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】亨里克·沃尔夫, 克里斯托弗·施特赫费尔, 罗兰·纳皮耶腊拉 申请人:B·布莱恩·阿维图姆股份公司