專利名稱：血液處理設(shè)備和方法
血液處理設(shè)備和方法
本發(fā)明的背景和在先技術(shù)本發(fā)明總體涉及體外血液處理。更具體地，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的血液處理設(shè)備以及根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的方法。本發(fā)明同樣涉及根據(jù)權(quán)利要求19所述的計(jì)算機(jī)程序以及根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。常規(guī)的血液處理設(shè)備(例如，血液透析系統(tǒng)或血液透析濾過系統(tǒng))包含透析流體回路和血液回路。各回路通常與用于輸送所討論的流體的至少一個(gè)泵關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)地，已經(jīng)使用了蠕動(dòng)泵，并且這里，泵的旋轉(zhuǎn)速度可以用作用于確定例如血液回路中通過泵的流量的基準(zhǔn)。由于患者安全和成本效益的原因，進(jìn)一步有益的是避免在血液回路中包括專用流量計(jì)。因此，在包括了非蠕動(dòng)血泵的設(shè)計(jì)中，精確測(cè)量血液流量可能是復(fù)雜的。實(shí)際上，當(dāng)使用蠕動(dòng)血泵時(shí)，從泵速獲得的血液流量測(cè)量也可能是不可靠的。例如，如果對(duì)泵的入口壓力變?yōu)樨?fù)(或者，更精確地，出現(xiàn)入口吸力)，則旋轉(zhuǎn)速度是比較差的流體流量指示器。因此，期望實(shí)現(xiàn)使用除了根據(jù)蠕動(dòng)原理工作的那些血泵以外的其它類型的血泵的設(shè)備設(shè)計(jì)。但是，尚未存在使得精確的血液流量測(cè)量成為可能、并且同時(shí)避免與血液回路中的多次使用性流量計(jì)關(guān)聯(lián)的明顯感染/污染風(fēng)險(xiǎn)的這樣的方案。當(dāng)然，由于成本原因，任何一次使用性流量計(jì)不能是高質(zhì)量類型。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是緩解上述問題并且提供一種精確、簡(jiǎn)單并且無感染/污染的用于測(cè)量與血液處理單元有關(guān)(即，流到血液處理單元中、從血液處理單元中流出或二者)的血液流量的方案。
根據(jù)本發(fā)明，通過如最初描述的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該目的，其中，流量測(cè)量設(shè)備被構(gòu)造成基于血液處理流體的第一量和第二量之間的差來確定至少一個(gè)血液流量參數(shù)。該第一量反映接收到包括血液處理單元的設(shè)備中的新鮮血液處理流體的量，第二量反映從設(shè)備放出的使用過的血液處理流體的量，并且在設(shè)備工作的第一明確限定的時(shí)段期間記錄這兩個(gè)量。 至少一個(gè)血液流量參數(shù)反映在第二明確限定的時(shí)段期間的平均血液流量。
因?yàn)樗岢龅难禾幚碓O(shè)備在血泵的特征方面提供了較高的設(shè)計(jì)靈活性的同時(shí)， 提供了流到血液處理裝置中以及從血液處理裝置流出的流量的精確測(cè)量，因此該血液處理設(shè)備是有益的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，假設(shè)該設(shè)備被構(gòu)造成根據(jù)循環(huán)過程而工作。在第一階段期間，從血液源抽取未處理的血液，而在第二階段期間，處理過的血液被輸送到目標(biāo)器皿。這里，第一明確限定的時(shí)段表示完成第一階段和第二階段中的一個(gè)階段(即，第一階段或第二階段)至少一次所需的時(shí)間，而第二明確限定的時(shí)段表示其間至少一次完成第一階段和第二階段二者的間隔。由此，可以以方便的方式重復(fù)更新流量測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，流體泵被構(gòu)造成通過血液處理流體來控制血泵的工作。這是所期望的，因?yàn)橛纱丝梢垣@得緊湊的、有成本效益的并且相當(dāng)可靠的設(shè)備設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式，作為替代，該設(shè)備包括用于通過除了血液處理流體之外的其它手段(如，與血液處理流體分離的不可壓縮的工作流體)，或者通過機(jī)械裝置 (例如，以活塞泵的形式)來控制血泵的裝置。這里，流量測(cè)量裝置被構(gòu)造成進(jìn)一步基于血泵的各博出量來確定流量參數(shù)。由于該設(shè)計(jì)使得能夠簡(jiǎn)單明了地確定多個(gè)過程參數(shù)(如， 超濾)，所以該設(shè)計(jì)是有益的。而且，由于在此通過跟蹤活塞位置可以確定在任意泵位置 (即，不僅是在針對(duì)活塞的端位置)泵送體積，因此，活塞泵是所期望的。
根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施方式，至少一個(gè)血液流量參數(shù)的第一參數(shù)反映流到血液處理單元中的血液的流量。這里，工作的第一明確限定的時(shí)段表示第一階段的持續(xù)時(shí)間，而第二明確限定的時(shí)段表示第一階段的持續(xù)時(shí)間加上與第一階段時(shí)間上鄰接的一個(gè)第二階段 (即，循環(huán)過程的緊隨第一階段的階段，或者在緊挨第一階段的之前的階段)的持續(xù)時(shí)間。 由此，可以確定對(duì)流到血液處理裝置中的血液流量的精確測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，作為對(duì)上述第一參數(shù)的替換或者補(bǔ)充，至少一個(gè)血液流量參數(shù)的第二參數(shù)反映從血液處理單元流出的血液的流量。這里，作為替代，工作的第一明確限定的時(shí)段表示循環(huán)過程的第二階段的持續(xù)時(shí)間。但是，此外，第二明確限定的時(shí)段表示第二階段的持續(xù)時(shí)間加上與第二階段時(shí)間上鄰接的一個(gè)第一階段的持續(xù)時(shí)間。因此，可以確定從血液處理裝置流出的血液流量的精確測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，血液處理單元包括半滲透膜結(jié)構(gòu)，該半滲透膜結(jié)構(gòu)例如由大量中空纖維表示，該中空纖維的壁構(gòu)成各半滲透膜。血液在該結(jié)構(gòu)的血液側(cè)(比如在纖維中)流動(dòng)，而血液處理流體在該結(jié)構(gòu)的流體側(cè)(比如在纖維外部)流動(dòng)。而且，該設(shè)備包括被構(gòu)造成基于血液處理流體的第一量和第二量之間的差來確定所述結(jié)構(gòu)的血液側(cè)和流體側(cè)之間的超濾參數(shù)的裝置。因此，可以更精確地控制血液清潔過程。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過最初描述的方法來實(shí)現(xiàn)該目的，執(zhí)行下面的步驟在第一明確限定的時(shí)段期間，對(duì)接收到包括血液處理單元的設(shè)備中的新鮮血液處理流體的第一量進(jìn)行記錄。在第一明確限定的時(shí)段期間，還對(duì)從該設(shè)備放出的使用過的血液處理流體的第二量進(jìn)行記錄。接著，在第二明確限定的時(shí)段滿期之后，將至少一個(gè)血液流量參數(shù)確定為在第二明確限定的時(shí)段期間的平均血液流量?；诘谝涣亢偷诙恐g的差，得出至少一個(gè)血液流量參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)該目的，該計(jì)算機(jī)程序可加載到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，并且包括軟件，當(dāng)該程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)該軟件適用于控制上面提出的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過上面記錄有程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)該目的， 其中，當(dāng)該程序加載到計(jì)算機(jī)中時(shí)，該程序用于控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行上面提出的方法。
本發(fā)明可清楚地用于關(guān)于雙針實(shí)現(xiàn)的血液流量測(cè)量。但是，該提出的方案對(duì)于用于執(zhí)行單針血液透析或血液透析過濾的血液處理設(shè)備(即，血液源和目標(biāo)器皿表示與患者接觸的相同接觸點(diǎn))也是有益的。進(jìn)一步有益的是，根據(jù)下面的描述和所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的有益特征和應(yīng)用將是明顯的。
對(duì)附圖
和表的簡(jiǎn)單說明 現(xiàn)在通過作為示例而公開的實(shí)施方式并參照附圖和表格，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
表1示出了提出的循環(huán)處理過程的第一階段和第二階段、其間對(duì)流體量進(jìn)行記錄以確定血液流量值的第一明確限定的時(shí)段和第二明確限定的時(shí)段，并且表1示出了它們之間的時(shí)間關(guān)系； 圖Ia-圖Ib示出了分別在循環(huán)處理過程的第一階段和第二階段期間的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的血液處理設(shè)備的框圖； 2b示出了分別在循環(huán)處理過程的第一階段和第二階段期間的根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的血液處理設(shè)備的框圖； 圖3a_圖北示出了分別在循環(huán)處理過程的第一階段和第二階段期間的根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的血液處理設(shè)備的框圖； 4b示出了分別在循環(huán)處理過程的第一階段和第二階段期間的根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的血液處理設(shè)備的框圖；以及 圖5通過流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量血液流量參數(shù)的大致的方法。
具體實(shí)施例方式我們首先參照?qǐng)Dla，圖Ia示出了在循環(huán)血液處理過程的第一階段E期間根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的血液處理設(shè)備(如，透析設(shè)備)的框圖。
表1示出了第一階段E和第二階段R如何彼此相關(guān)。我們假設(shè)該過程的第一循環(huán) Cl包括第一階段E和第二階段R的各階段的一次重復(fù)。接著是第二循環(huán)c2，同樣地包括第一階段E和第二階段R的各階段的一次重復(fù)，等。
該設(shè)備包括血液處理單元D、分別為PFl和PF2的一對(duì)流體泵、分別為PBl和PB2 的一對(duì)血泵、以及流量測(cè)量裝置，流量測(cè)量裝置依次包括第一流量計(jì)Ql和第二流量計(jì)Q2， 以及控制單元P。此外，該設(shè)備包括第一血液閥裝置Vl和第二血液閥裝置V2。
血液處理單元D被構(gòu)造成從血液源BS (例如，由包含待處理的血液的袋或腎病患者表示)接收未處理的血液，并且接收源自流體源FS(例如，透析流體袋)的新鮮血液處理流體。血液處理單元D還被構(gòu)造成向目標(biāo)器皿BT(如，由用于清潔后的血液的袋或腎病患者表示)放出處理過的血液，并且放出使用過的血液處理流體(如，放出到排出管或者廢物室FD中)。血液處理單元D具有通過半滲透膜結(jié)構(gòu)彼此分離的血液側(cè)和流體側(cè)。例如， 該結(jié)構(gòu)可以由大量中空纖維表示，中空纖維的壁構(gòu)成各半滲透膜并且纖維被構(gòu)造成輸送血液。該結(jié)構(gòu)還被構(gòu)造成當(dāng)血液通過纖維進(jìn)行輸送時(shí)，使血液處理流體在纖維外部流動(dòng)。自然地，相反的情況也同樣可用，即，血液處理流體通過纖維，而血液在纖維外部流動(dòng)。在任何情況下，在各纖維的半滲透膜上都發(fā)生血液處理(如，透析)。因此，血液處理單元D的總體功能是接收未處理的血液和新鮮血液處理流體，并且放出處理過的血液和使用過的血液處理流體。
流體泵PFl和PF2被構(gòu)造成使血液處理流體通過血液處理單元D。類似地，血泵 PBl和PB2被構(gòu)造成從血液源BS抽取未處理的血液，使抽取的血液通過血液處理單元D并且將處理過的血液輸送到目標(biāo)器皿BT。根據(jù)圖Ia和圖Ib中所示的本發(fā)明的實(shí)施方式，流體泵PFl和PF2還被構(gòu)造成通過血液處理流體來控制血泵PBl和PB2的工作。
控制血液閥裝置Vl和V2以交替方式打開和關(guān)閉，使得當(dāng)關(guān)閉第二血液閥裝置V2 時(shí)，打開第一血液閥裝置VI，反之亦然。這引起該設(shè)備的循環(huán)操作，其中，在第一階段E期間，從血液源BS抽取未處理的血液，并且在第二階段R期間，將處理過的血液輸送到目標(biāo)器 M BT。
流量測(cè)量裝置Ql、Q2和P被構(gòu)造成確定至少一個(gè)血液流量參數(shù)BQFI和/或BQF0， 該至少一個(gè)血液流量參數(shù)BQFI和/或BQFO反映與血液處理單元D有關(guān)的血液流量。例如， 第一血液流量參數(shù)BQFI可以反映從第一血泵PBl到血液處理單元D的血液流量，而第二血液流量參數(shù)BQFO可以反映從血液處理單元D到第二血泵PB2的血液流量。在腎病護(hù)理處理中，這些都是要監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)。但是在下面的討論中，我們將主要集中于第一血液流量參數(shù)BQFI。即，在理解了如何確定該參數(shù)背后的原理之后，可以比較簡(jiǎn)單明了地理解如何根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式獲得第二血液流量參數(shù)BQF0。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，控制單元P被構(gòu)造成基于第一量DMI和第二量DMO 之間的差來確定第一血液流量參數(shù)BQFI。第一量DMI表示接收至包括血液處理單元D的設(shè)備中的新鮮血液處理流體的量，而第二量DMO表示從該設(shè)備放出的使用過的血液處理流體的量。在該設(shè)備工作的第一明確限定的時(shí)段Ta期間分別記錄第一量DMI和第二量DM0。
表1示出了第一明確限定的時(shí)段Ta等于第一階段E的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明，還定義了第二明確限定的時(shí)段T，其優(yōu)選地表示其間至少一次地完成第一階段E和第二階段R 二者的間隔。因此，另一個(gè)明確限定的時(shí)段Tb可以等于第二階段R的持續(xù)時(shí)間，使得T = Ta+Tb。因此，下面的關(guān)系是同樣正確的T彡Ta以及T彡Tb。如果要確定第二血液流量參數(shù)BQF0，則Tb作為替換將表示第一明確限定的時(shí)段。還應(yīng)當(dāng)注意的是，Ta的持續(xù)時(shí)間可以與Tb的持續(xù)時(shí)間不同，并且循環(huán)持續(xù)時(shí)間可以在循環(huán)間變化，例如在cl和c2間變化，使得 T也變化。
在任何情況下，第一血液流量參數(shù)BQFI表示在第二明確限定的時(shí)段T期間，流到血液處理單元D中的平均血液流量。優(yōu)選地，第一明確限定的時(shí)段(即，！；或??；)表示至少一次地完成第一階段和第二階段中的一個(gè)階段(即，E或R)所需的時(shí)間，而第二明確限定的時(shí)段T表示其間至少一次地完成第一階段E和第二階段R 二者的間隔。但是，如從表1可看見的，第一階段E和第二階段R在第二明確限定的時(shí)段T期間的相對(duì)順序與所討論的問題是不相關(guān)的。因此，可以將T限定為使得第二階段R在第一階段E之前。
根據(jù)所提出的方法，基于由第一流量計(jì)Ql記錄的第一流體流量參數(shù)FQFI可以獲得第一量DMI。第一流量計(jì)Ql設(shè)置在將新鮮血液處理流體接收到設(shè)備中的導(dǎo)管上。因此， 第一流量計(jì)Ql可以設(shè)置在第一流體泵PFl的下游(如所示出的)或上游。類似地，基于由第二流量計(jì)Q2記錄的第二流體流量參數(shù)FQFO可以獲得第二量DM0。第二流量計(jì)Q2設(shè)置在將使用過的血液處理流體從設(shè)備排出的導(dǎo)管上。因此，第二流量計(jì)Q2可以設(shè)置在第二流體泵PF2上游(如所示出的)或下游。
為了在第一明確限定的間隔Ta(或者如果要確定第二血液流量參數(shù)BQF0，則Tb)期間獲得第一量DMI，控制單元P優(yōu)選地被構(gòu)造成應(yīng)用下面的策略。
(i)在間隔Ta的開始，記錄已經(jīng)送到設(shè)備中的血液處理流體的初始累積質(zhì)量(或體積)，DMIstart, (ii)在間隔?。黄陂g，基于第一流體流量參數(shù)FQFI，更新送到設(shè)備中的血液處理流體的累積質(zhì)量(或體積)， (iii)在間隔Ta終點(diǎn)，記錄已經(jīng)送到設(shè)備中的血液處理流體的最終累積質(zhì)量(或體積)，DMIend，以及 (iv)在間隔Ta結(jié)束之后， 計(jì)算DMI = DMIend-DMIstart。
類似地，為了在第一明確限定的間隔1；(或者如果要確定第二血液流量參數(shù)BQF0， 則Tb)期間獲得第二量DM0，控制單元P優(yōu)選地被構(gòu)造成應(yīng)用下面的策略。
(i)在間隔Ta的開始，記錄已經(jīng)從設(shè)備排出的血液處理流體的初始累積質(zhì)量(或體積)，DMOstart, (ii)在間隔??；期間，基于第二流體流量參數(shù)FQF0，更新從設(shè)備排出的血液處理流體的累積質(zhì)量(或體積)， (iii)在間隔Ta終點(diǎn)，記錄已經(jīng)從設(shè)備排出的血液處理流體的最終累積質(zhì)量(或體積)，DMOmd,以及 (iv)在間隔Ta結(jié)束之后， 計(jì)算DMO = DMOend-DMOstart。
最后，控制單元P優(yōu)選地被構(gòu)造成將第一血液流量參數(shù)BQFI (即，在第二明確限定的間隔τ = Ta+Tb期間流到血液處理單元D中的平均血液流量)確定為
Γ DMO-DMIΓ11 BQFI =----[1] 相反，如果要確定第二血液流量參數(shù)BQF0(即，在第二明確限定的間隔T = Ta+Tb 期間從血液處理單元D流出的平均血液流量)，則該參數(shù)可以被計(jì)算為 BQFO = DMI-tDMQ[Γ] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，各個(gè)血泵PBl和PB2包括泵室。柔性構(gòu)件FMl和FM2 (如， 以軟的/彈性的膜的形式)將泵室分隔為分別為Bl和B2的第一累積容器以及分別為Fl 和F2的第二累積容器。各柔性構(gòu)件FMl和FM2在其泵室內(nèi)是可移動(dòng)的，以改變分別為Bi、 B2的第一累積容器和分別為F1、F2的第二累積容器之間的體積關(guān)系。而且，各第二累積容器Fl和F2被構(gòu)造成接收一些量的工作流體，以分別作用于柔性構(gòu)件FMl和FM2，并且由此分別泵送血液通過第一累積容器Bl和B2。根據(jù)圖Ia和圖Ib中所示的本發(fā)明的實(shí)施方式， 流體泵PFl和PF2以及血液泵PBl和PB2相對(duì)于彼此而設(shè)置，使得血液處理流體構(gòu)成用于血泵PBl和PB2的工作流體。因此，流體泵PFl和PF2通過血液處理流體控制血泵PBl和 PB2的工作。
第一流體泵PFl被構(gòu)造成從流體源FS抽出血液處理流體(如，透析流體)。在圖 Ia中所示的循環(huán)血液處理過程的第一階段E期間，第一流體泵PFl抽出比較小的血液處理流體流量，并且通過第一流量計(jì)Ql將該流體直接泵送到血液處理單元D的流體側(cè)中。
在循環(huán)血液處理過程的第一階段期間，第二流體泵PF2被構(gòu)造成從第一血泵PBl 的第二累積容器Fl抽取/吸取新鮮血液處理流體，并且抽出通過血液處理單元D的流體側(cè)的血液處理流體。第二流體泵PF2的工作還使得使用過的血液處理流體從第二血泵PB2 的第二累積容器F2抽取/吸取出。在流過第二流體泵PF2之后，該血液處理流體流過第二流量計(jì)Q2并且從設(shè)備排出，例如，排到排出管或廢物室FD中。第一流體泵PFl和第二流體泵PF2在第一階段期間的工作促成了從血液處理單元D的血液側(cè)到流體側(cè)的跨膜 (trans-membrane) ^云力， 第一血液閥裝置Vl被構(gòu)造成通過第一針m控制從血液源BS抽取未處理的血液。 類似地，第二血液閥裝置V2被構(gòu)造成通過第二針N2來控制向目標(biāo)器皿BT輸送處理后的血液。當(dāng)然，在單針實(shí)現(xiàn)中，作為替換，第一血液閥裝置Vl和第二血液閥裝置V2都連接到一個(gè)針，該一個(gè)針附接到患者的血液系統(tǒng)。
在任何情況下，在圖Ia中所示的循環(huán)血液處理過程的第一(或血液抽取)階段期間，第一血液閥裝置Vl被打開，而第二血液閥裝置V2被關(guān)閉。結(jié)果，當(dāng)?shù)诙黧w泵PF2將新鮮血液處理流體從第一血泵PBl的第二累積容器Fl吸出時(shí)，從血液源BS抽取未處理的血液，并且將未處理的血液送到第一血泵PBl的第一累積容器Bl中。而且，由于第二流體泵PF2還從第二血泵PB2的第二累積容器F2抽出使用過的血液處理流體，因此進(jìn)入的血液繼續(xù)進(jìn)入到血液處理單元D的血液側(cè)中。位于血液處理單元D的血液側(cè)的血液還被吸入到第二血泵PB2的第一累積容器B2中。因此，血液流過血液處理單元D，結(jié)果，該血液由流過血液處理單元D的流體側(cè)的血液處理流體進(jìn)行了處理。
圖Ib示出了循環(huán)血液處理過程的第二(或血液輸送)階段。在該階段中，在打開第二血液閥裝置V2的同時(shí)，關(guān)閉第一血液閥裝置VI。優(yōu)選地，通過由控制單元P生成的各控制信號(hào)C1和C2來控制血液閥裝置Vl和V2。與第一階段相反，在第二階段期間，第一流體泵PFl從流體源FS抽出比較大的新鮮血液處理流體流量。由此抽取出的血液處理流體繼續(xù)進(jìn)入到第一血泵PBl的第二累積容器Fl中。新鮮血液處理流體進(jìn)入到第一血泵PBl的第二累積容器Fl中反過來使位于第一血泵PBl的第一累積容器Bl中的未處理的血液被推動(dòng)而流過血液處理單元D的血液側(cè)。
而且，第一流體泵PFl的工作使新鮮血液處理流體從流體源FS被抽取/吸取。在經(jīng)過第一流量計(jì)Ql之后，該血液處理流體繼續(xù)進(jìn)入到血液處理單元D的流體側(cè)。流過血液處理單元D之后，血液處理流體繼續(xù)進(jìn)入到第二血泵PB2的第二累積容器F2中。這反過來使位于第二血泵PB2的第一累積容器B2中的血液經(jīng)由第二血液閥裝置V2和第二針N2注入到目標(biāo)器皿BT中。
優(yōu)選地，在循環(huán)血液處理過程的第二階段R期間，第二流體泵PF2還在一定程度上工作。這使小部分使用過的血液處理流體直接從血液處理單元D出來，并且在流過第二流量計(jì)Q2之后被排出(即，沒有被臨時(shí)存儲(chǔ)在第二血泵PB2中)。第一流體泵PFl和第二流體泵PF2在第二階段期間的工作促成了從血液處理單元D的血液側(cè)到流體側(cè)的跨膜 (trans-membrane)流動(dòng)，或者反之亦然。由此，通過控制第一流體泵PFl和第二流體泵PF2， 可以調(diào)節(jié)從流過血液處理單元D的血液抽出的流體量。
優(yōu)選地，控制單元P被構(gòu)造成分別通過第一運(yùn)動(dòng)信號(hào)ml和第二運(yùn)動(dòng)信號(hào)m2來控制流體泵PFl和PF2的工作。
而且，有益的是，如果控制單元P被構(gòu)造成記錄將新鮮血液處理流體傳遞到設(shè)備中的導(dǎo)管上的壓力參數(shù)(未示出)，以及將使用過的血液處理流體從設(shè)備排出的導(dǎo)管上的壓力參數(shù)。即，響應(yīng)于這樣的壓力測(cè)量，控制單元P可以控制閥裝置Vl和V2以及流體泵PFl 和PF2，使得設(shè)備根據(jù)如上所述的循環(huán)過程而工作。具體地，控制單元P可以使用上述的壓力參數(shù)來確定第一階段和第二階段之間的適當(dāng)轉(zhuǎn)換，由此如上所述地控制閥裝置VI、V2和流體泵PFl和PF2。優(yōu)選地，控制單元P包括存儲(chǔ)器裝置M或者與該存儲(chǔ)器裝置M相關(guān)聯(lián)， 該存儲(chǔ)器裝置M存儲(chǔ)用于控制控制單元P實(shí)現(xiàn)上述過程的計(jì)算機(jī)軟件。
但是，在開始所述循環(huán)過程之前，通常需要所謂的預(yù)充(priming)。該過程涉及填充和沖洗該設(shè)備，并且可以如下實(shí)現(xiàn)。用新鮮血液處理流體填充流體回路，使得多余的流體從流體源FS沖洗回路。流體填充促使透析流體回路中的任何空氣從設(shè)備推出去，例如，進(jìn)入到廢物室FD中。因此，可以將第一針m連接至鹽溶液(或其它合適的流體)以進(jìn)行填充和沖洗，并且由此去除血液回路中的任何氣泡。
圖加和圖2b示出了在所提出的循環(huán)處理過程的第一階段E和第二階段R期間根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的血液處理設(shè)備的框圖。在圖加和圖2b中，具有同樣出現(xiàn)在圖 Ia和圖Ib中的附圖標(biāo)記的所有單元和部件表示與上面參照?qǐng)DIa和圖Ib描述的那些單元和部件相同的單元和部件。
第二實(shí)施方式與本發(fā)明的第一實(shí)施方式的不同之處在于血泵PBl和PB2分別相對(duì)于用于接收新鮮血液處理流體的入口和排出使用過的血液處理流體的出口不是交叉連接。 相反，分別包括第一附加流體泵PF3和第二附加流體泵PF4，以按照要求控制血泵PBl和 PB2 (即，使柔性構(gòu)件FMl和FM2基本上同時(shí)到達(dá)它們各自的端位置)。
控制單元P被構(gòu)造成通過第三運(yùn)動(dòng)信號(hào)m3來控制第一附加流體泵PF3，并且通過第四運(yùn)動(dòng)信號(hào)m4來控制第二附加流體泵PF4。具體地，在第一階段E期間，這涉及從第一血泵PBl的第二累積容器Fl抽取/吸取使用過的血液處理流體，以及從第二血泵PB2的第二累積容器F2抽取/吸取新鮮血液處理流體。但是，在第二階段R期間，控制單元P被構(gòu)造成以相反的方向操作第一附加流體泵PF3和第二附加流體泵PF4，即，使得將新鮮血液處理流體泵送到第二血泵PB2的第二累積容器F2中，并且將使用過的血液處理流體泵送到第一血泵PBl的第二累積容器Fl中。
圖3a和圖北示出了在所提出的循環(huán)處理過程的第一階段E和第二階段R期間根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的血液處理設(shè)備的框圖。在圖3a和圖北中，具有同樣出現(xiàn)在圖 13、讓、加和2b中的附圖標(biāo)記的所有單元和部件表示與上面參照?qǐng)DlaUbda* 2b描述的那些單元和部件相同的單元和部件。
第三實(shí)施方式與本發(fā)明的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的不同之處主要在于通過與血液處理流體分離的工作流體來控制血泵PBl和PB2。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在圖3a和圖 3b中所示的設(shè)計(jì)中，將第一血泵PBl的第二累積容器Fl連接至第一工作流體容器Wl，并且將第二血泵PB2的第二累積容器F2連接到第二工作流體容器W2。附加流體泵PF3和PF4 分別設(shè)置在工作流體容器W2與血泵PB2之間以及工作流體容器Wl與血泵PBl之間的流體導(dǎo)管上。但是，與圖加和圖2b中所示的實(shí)施方式類似，第一血泵PBl和第二血泵PB2分別由第一附加流體泵PF4和第二附加流體泵PF3控制。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，容器Wl和W2不是互相分離，而是可能同等地由工作流體的公共源來表示。而且，工作流體可以是任意種類的不可壓縮介質(zhì)。
在任何情況下，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式，控制單元P被構(gòu)造成進(jìn)一步基于血泵 PBl和PB2各自的博出量Vbi和Vb2來確定第一血液流量參數(shù)BQFI。即，在這種情況下，血液處理流體的第一量DMO和第二量DMI之間的差唯一地表示血液處理單元D的血液側(cè)和流體側(cè)之間的超濾參數(shù)。因此，控制單元P這里被構(gòu)造成將第一血液流量參數(shù)BQFI確定為
權(quán)利要求
1.一種血液處理設(shè)備，該血液處理設(shè)備包括血液處理單元(D)，其被構(gòu)造成接收未處理的血液和新鮮血液處理流體，并放出處理過的血液和使用過的血液處理流體，一對(duì)流體泵(PFl、PF2)，其被構(gòu)造成使血液處理流體流過所述血液處理單元(D)，一對(duì)血泵(PBl、PB2)，其被構(gòu)造成從血液源(BQ抽取未處理的血液，使抽取出的血液流過所述血液處理單元(D)，并且將處理過的血液輸送到目標(biāo)器皿(BT)，以及流量測(cè)量裝置Oil、Q2、P)，其被構(gòu)造成確定反映與所述血液處理單元(D)有關(guān)的血液流量的至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI、BQFO)，其特征在于，所述流量測(cè)量裝置(P)被構(gòu)造成基于接收到所述設(shè)備中的新鮮血液處理流體的第一量(DMI)和從所述設(shè)備放出的使用過的血液處理流體的第二量(DMO)之間的差，來確定所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI、 BQFO)，在所述設(shè)備工作的第一明確限定的時(shí)段(Ta;Tb)期間記錄所述第一量(DMI)和所述第二量(DMO)，并且所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI、BQFO)表示在第二明確限定的時(shí)段(T) 期間的平均血液流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理設(shè)備，其中，所述設(shè)備被構(gòu)造成根據(jù)循環(huán)過程而工作，在該循環(huán)過程的第一階段(E)期間，從所述血液源(BQ抽取所述未處理的血液，而在該循環(huán)過程的第二階段(R)期間，所述處理過的血液被輸送到所述目標(biāo)器皿(BT)，所述第一明確限定的時(shí)段(Ta;Tb)表示完成所述第一階段(E)和所述第二階段(R)中的一個(gè)階段至少一次所需的時(shí)間，而所述第二明確限定的時(shí)段(T)表示至少一次完成所述第一階段(E) 和所述第二階段(R) 二者的間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血液處理設(shè)備，其中，所述流體泵(PF1、PM)被構(gòu)造成通過所述血液處理流體來控制所述血泵(PB1、PB2)的工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血液處理設(shè)備，該血液處理設(shè)備包括用于通過與所述血液處理流體分離的工作流體來控制所述血泵(PB1、PB2)的裝置(W1、PF3、W2、PF4)，并且所述流量測(cè)量裝置⑵被構(gòu)造成進(jìn)一步基于所述血泵(PB1、PB2)各自的博出量(VB1、VB2)來確定所述血液流量參數(shù)(BQFI)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血液處理設(shè)備，其中，所述血泵(PB1、PB2)中的至少一個(gè)是活塞式的，并且所述設(shè)備包括機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置用于直接響應(yīng)于各控制信號(hào)(kl ；k2)來控制所述至少一個(gè)活塞式血泵(PB1、PB2)，并且所述控制單元(P)被構(gòu)造成進(jìn)一步基于所述血泵(PB1、PB》各自的博出量(Vbi ；Vb2)來確定所述血液流量參數(shù)(BQFI)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的血液處理設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)的第一參數(shù)(BQFI)反映流入到所述血液處理單元(D)中的血液的流量，所述工作的第一明確限定的時(shí)段(Ta)表示所述第一階段(E)的持續(xù)時(shí)間，而所述第二明確限定的時(shí)段(T)表示所述第一階段的持續(xù)時(shí)間加上與所述第一階段(E)時(shí)間上鄰接的一個(gè)第二階段(R)的持續(xù)時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的血液處理設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)的第二參數(shù)(BQFO)反映從所述血液處理單元(D)流出的血液的流量，并且所述工作的第一明確限定的時(shí)段(Tb)表示所述第二階段(R)的持續(xù)時(shí)間，而所述第二明確限定的時(shí)段(T)表示所述第二階段(R)的持續(xù)時(shí)間加上與所述第二階段(R)時(shí)間上鄰接的一個(gè)第一階段(E)的持續(xù)時(shí)間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的血液處理設(shè)備，其中，所述血液處理單元(D)包括半滲透膜結(jié)構(gòu)，所述血液在所述結(jié)構(gòu)的血液側(cè)流動(dòng)，而所述血液處理流體在所述結(jié)構(gòu)的流體側(cè)流動(dòng)，并且所述設(shè)備包括被構(gòu)造成基于所述第一量(DMI)和所述第二量(DMO)之間的差來確定所述血液側(cè)和所述流體側(cè)之間的超濾參數(shù)的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的血液處理設(shè)備，該血液處理設(shè)備包括控制單元(P)和流量測(cè)量裝置，該流量測(cè)量裝置被構(gòu)造成記錄接收到至少一個(gè)第二累積容器(Fl ；F2)中的或從至少一個(gè)第二累積容器(Fl ；F2)排出的工作流體流量(QPB1、QPB2)，并向所述控制單元 (P)發(fā)出反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)表示工作流體的累積量，由此通過所述控制單元(P)確定在所述柔性構(gòu)件(FM1、FM2)的任意位置的泵送質(zhì)量或體積。
10.一種確定至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI、BQF0)的方法，所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI、BQF0)反映與血液處理設(shè)備的血液處理單元(D)有關(guān)的血液流量，所述血液處理單元(D)被構(gòu)造成接收未處理的血液和新鮮血液處理流體，并放出處理過的血液和使用過的血液處理流體，所述血液處理設(shè)備還包括一對(duì)流體泵(PF1、PF2)，所述流體泵(PF1、 PF2)被構(gòu)造成使血液處理流體流過所述血液處理單元(D)；以及一對(duì)血泵(PB1、PB2)，所述血泵(PB1、PB》被構(gòu)造成從血液源(BQ抽取未處理的血液，使抽取出的血液流過所述血液處理單元(D)，并且將處理過的血液輸送到目標(biāo)器皿(BT)，所述方法特征在于，在所述設(shè)備工作的第一明確限定的時(shí)段(Ta;Tb)期間記錄接收到所述設(shè)備中的新鮮血液處理流體的第一量(DMI)，以及記錄從所述設(shè)備放出的使用過的血液處理流體的第二量(DMO)，并且在第二明確限定的時(shí)段(T)期滿之后，基于所述第一量(DMI)和所述第二量(DMO)之間的差，將所述至少一個(gè)血液流量參數(shù) (BQFI、BQF0)確定為在所述第二明確限定的時(shí)段(T)期間的平均血液流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述方法包括根據(jù)循環(huán)過程操作所述設(shè)備， 在該循環(huán)過程的第一階段(E)期間，從所述血液源(BQ抽取所述未處理的血液，而在該循環(huán)過程的第二階段(R)期間，所述處理過的血液被輸送到所述目標(biāo)器皿(BT)，所述第一明確限定的時(shí)段(Ta;Tb)表示完成所述第一階段(E)和所述第二階段(R)中的一個(gè)階段至少一次所需的時(shí)間，而所述第二明確限定的時(shí)段(T)表示至少一次完成所述第一階段(E)和所述第二階段(R) 二者的間隔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法包括通過將所述血液處理流體從所述流體泵(PFl、PM)泵送到所述血泵(PB1、PB2)中以及從所述血泵(PBl、PB》泵送出，來控制所述血泵(PB1、PB2)的工作。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括以下步驟通過將工作流體泵送到所述血泵(PB1、PB2)中以及從所述血泵(PBl、PB》泵送出，來控制所述血泵(PB1、PB2)的工作，所述工作流體與所述血液處理流體分離，以及進(jìn)一步基于所述血泵(PB1、PB》各自的博出量(Vbi ；Vb2)來確定所述血液流量參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述血泵(PB1、PB》中的至少一個(gè)是活塞式的，并且所述方法包括直接響應(yīng)于各控制信號(hào)(kl ；k2)來控制所述至少一個(gè)活塞式血泵(PB1、PB2)，以及進(jìn)一步基于所述血泵(PB1、PB2)各自的博出量(Vbi ；Vb2)來確定所述血液流量參數(shù) (BQFI)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)中的第一參數(shù)(BQFI)反映流入到所述血液處理單元(D) 中的血液的流量，并且所述工作的第一明確限定的時(shí)段(Ta)表示所述第一階段(E)的持續(xù)時(shí)間，而所述第二明確限定的時(shí)段(T)表示所述第一階段的持續(xù)時(shí)間加上與所述第一階段(E)時(shí)間上鄰接的一個(gè)第二階段(R)的持續(xù)時(shí)間。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述至少一個(gè)血液流量參數(shù)中的第二參數(shù)(BQFO)反映從所述血液處理單元(D)流出的血液的流量，并且所述工作的第一明確限定的時(shí)段(Tb)表示所述第二階段(R)的持續(xù)時(shí)間，而所述第二明確限定的時(shí)段(T)表示所述第二階段(R)的持續(xù)時(shí)間加上與所述第二階段(R)時(shí)間上鄰接的一個(gè)第一階段(E)的持續(xù)時(shí)間。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，所述血液處理單元(D)包括半滲透膜結(jié)構(gòu)，所述方法包括使所述血液在所述結(jié)構(gòu)的血液側(cè)流動(dòng)，使所述血液處理流體在所述結(jié)構(gòu)的流體側(cè)流動(dòng)，以及基于所述第一量(DMI)和所述第二量(DMO)之間的差來確定所述血液側(cè)和所述流體側(cè)之間的超濾參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，該方法還包括記錄接收到至少一個(gè)所述血泵(PBl ；PB2)的至少一個(gè)第二累積容器(Fl ；F2)中的或者從至少一個(gè)所述血泵(PBl ；PB2)的至少一個(gè)第二累積容器(Fl ；F2)排出的所述工作流體的量，以及通過所述流量測(cè)量裝置發(fā)出反饋信號(hào)，該反饋信號(hào)表示所述第二累積容器(Fl ；F2)中接收的所述工作流體的累積量；基于所述反饋信號(hào)確定在所述柔性構(gòu)件(FMl ；FM2)的任意位置的泵送體積； 在達(dá)到一定的質(zhì)量或體積時(shí)相對(duì)于所述第二累積容器(Fl ；F2)反轉(zhuǎn)所述工作流體的方向，并且由此實(shí)現(xiàn)在第一階段(E)和第二階段(R)之間的任意轉(zhuǎn)換。
19.一種可加載到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器(M)中的計(jì)算機(jī)程序，包括軟件，所述軟件用于在所述程序在所述計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)控制權(quán)利要求10至18中任意一項(xiàng)權(quán)利要求的步驟。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(M)，其上面記錄有程序，其中，當(dāng)所述程序加載在所述計(jì)算機(jī)中時(shí)，所述程序使得所述計(jì)算機(jī)控制權(quán)利要求10至18中任意一項(xiàng)權(quán)利要求的步驟。
全文摘要
一種提出的血液處理設(shè)備包括血液處理單元(D)、一對(duì)流體泵(PF1、PF2)以及一對(duì)血泵(PB1、PB2)。血液處理單元(D)被構(gòu)造成接收未處理的血液和新鮮血液處理流體，并放出處理過的血液和使用過的血液處理流體。流體泵(PF1、PF2)被構(gòu)造成使血液處理流體流過所述血液處理單元(D)。血泵(PB1、PB2)被構(gòu)造成從血液源(BS)抽取未處理的血液，使抽取出的血液流過所述血液處理單元(D)，并且將處理過的血液輸送到目標(biāo)器皿(BT)。流量測(cè)量裝置(Q1、Q2、P)例如在完成一個(gè)工作循環(huán)的同時(shí)，在設(shè)備工作的明確限定的時(shí)段(T)期間確定反映與血液處理單元(D)有關(guān)的平均流量的至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI)。該至少一個(gè)血液流量參數(shù)(BQFI)是基于(i)接收到血液處理單元(D)中的新鮮血液處理流體的第一量(DMI)和(ii)在另一明確限定的時(shí)段(Ta)期間從血液處理單元(D)放出的使用過的血液處理流體的第二量(DMO)之間的差來確定。
文檔編號(hào)A61M1/16GK102186513SQ200980140827
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者馬蒂斯·霍爾默, 蘭納特·瓊森, 安德斯·瓦倫伯格, 佩爾·漢森 申請(qǐng)人:甘布羅倫迪亞股份公司