透析儀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于利用透析儀器在透析側(cè)確定當(dāng)前執(zhí)行的腎替代治療的效率的設(shè)備，所述透析儀器在第一步驟中以血液透析或血液透濾過程操作并在第二步驟中順序地改變?yōu)檠哼^濾過程或改變?yōu)轫樞蚰Ｊ剑谒鲰樞蚰Ｊ街袃H產(chǎn)生從血液隔室經(jīng)由半透膜到達(dá)透析器的透析流體隔室的液體流，其中根據(jù)第三步驟，用于確定或測量在飽和的透析液中或在超濾物中的至少是尿毒癥毒素的濃度的傳感器將相應(yīng)的測量信號輸出至計算或確定單元，所述傳感器在透析側(cè)連接于透析器的下游，所述測量信號代表在所述血液中的至少是尿毒癥毒素的當(dāng)前濃度。
【專利說明】透析儀器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于確定目前進(jìn)行的腎替代療法和治療設(shè)備的效率的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]遭受腎功能不全的患者如果或只要沒有預(yù)想的腎移植，就不得不通過體外腎替代療法去除隨時間在患者體內(nèi)積累的尿毒癥毒素，下文稱之為透析治療。通過這種透析治療，血液從患者處收集，被引導(dǎo)經(jīng)過體外凈化裝置——透析器——并隨后返回進(jìn)入患者的身體。在透析器中，待凈化的血液經(jīng)由半透膜與清洗溶液——新鮮的透析流體——接觸，導(dǎo)致物質(zhì)的交換。此時富集了尿毒素的透析液隨后被清洗并丟棄。
[0003]為了評價透析療法，前述的透析治療和所使用的透析儀器的效率是非常重要的。因此，在過去，已經(jīng)開發(fā)并使用了各種方法，所述這些方法允許在相應(yīng)地完成療法和儀器使用后評判療法和儀器的狀態(tài)。最近，焦點已經(jīng)聚集于在治療本身期間就確定透析療法的效率，從而能夠手動干預(yù)，并能夠進(jìn)行校正。
[0004]為了確保有效的透析療法，因此開發(fā)了所謂的K*t/V(尿素)模型，其中
[0005]K=透析器的 凈化能力(毫升/分鐘)，
[0006]T=透析時間(分鐘)，以及
[0007]V=患者體內(nèi)的尿素分布體積(毫升)。
[0008]此外，還引入尿素降低率(URR，以％計)作為用于確定人體中尿素降低的適用的手段。
[0009]在檢查了多位透析患者后，NCDS (全國透析研究協(xié)作組織)和HEMO (血液透析)研究證明，ESRD (終末期腎疾病)患者中的死亡率和發(fā)病率與前述K*t/V值(B卩，透析劑量)密切相關(guān)。例如，來自所述研究的數(shù)據(jù)導(dǎo)致這樣的事實，即在進(jìn)行合適的透析治療的指向中，僅當(dāng)達(dá)到K*t/V≥1.2的值時，才認(rèn)為治療是有效的。
[0010]在本文中，參考以下事實，即通過K*t/V的值來判斷透析劑量是相對的評估，類似于前述的URR。但是，此方法并不能提供關(guān)于物質(zhì)的實際去除量的任何絕對信息。
[0011]在對K*t/V的確定中，由于尿素的動力學(xué)的緣故，確定凈化能力K和尿素分布體積V是困難的。例如，通過生物阻抗測量、經(jīng)驗估計或通過利用已知的尿素動力學(xué)模型(KUM)進(jìn)行計算，能夠或多或少地精確地確定V。通過確定在透析治療前或后患者血液中的尿素，或通過確定分別在透析循環(huán)的透析液輸入和透析液輸出處的電導(dǎo)率的變化，能夠建立K。
[0012]采集血樣構(gòu)成參照方法。在采集樣品并用本身已知的UKM或Daugirdas公式處理后，獲得了基于一隔室(compartment)的作為計算基礎(chǔ)(spKtV)的K*t/V的值。此外,存在由Daugirdas進(jìn)一步發(fā)展的公式,該公式現(xiàn)在提供平衡的K*t/V (eKTV)值,其也考慮了尿素產(chǎn)生和再結(jié)合。但是，此已知方法具有一致命的缺點:
[0013]再次說明，不可能在完成透析治療前對透析劑量spK*t/V和eK*t/V進(jìn)行評價，因為仍需要患者的尿素血液值。[0014]導(dǎo)電率測量方法最終基于以下假設(shè):透析器的鈉凈化能力幾乎等同于尿素的凈化能力。但是，“鈉導(dǎo)電率”對“鈉濃度”的比率還是隨溫度而變的。但是，只不過因為通過對透析液調(diào)溫(tempering temperature)的溫度改變是小的,所以假設(shè)其恒定在考慮的溫度范圍內(nèi)(例如，37° sC+/-2°C)。因此能夠通過測量鈉凈化能力來確定尿素的凈化能力。此方法的優(yōu)點歸于這樣的事實:它們可被相對簡單地實現(xiàn)并且也是成本有效的。所述方法提供了在透析治療期間對K*t/V的測量，并因此允許在治療完成之前就已經(jīng)通過操作者進(jìn)行校正干預(yù)。
[0015]但是，根據(jù)前文描述的導(dǎo)電率測量也具有缺點:
[0016]一方面，該方法導(dǎo)致這樣的事實:鈉無意地/強(qiáng)制地給予患者，另一方面，在實踐中，達(dá)到了最小20分鐘的測量間隔，這實際上意味著在平均4小時的透析治療中有大約12次的測量。最后，導(dǎo)電率測量方法易出錯，因為測量被改變/影響總導(dǎo)電率的具有離子性質(zhì)的其他物質(zhì)所影響，從而阻礙/篡改對鈉濃度的計算。
[0017]確定透析效率的另一方法是直接測量用過的透析液中的尿毒癥物質(zhì)(例如，尿素)。
[0018]在文中，有兩種可能性，這兩種可能性都分別繞過對凈化能力和尿素分布體積的
直接確定:
[0019]-第一種可能性在于假設(shè)在血液中的以及在用過的透析液中的尿素濃度的變化是線性的。因此，在確定了吸收的濃度的自然對數(shù)后所獲得的曲線的梯度(gradient)在透析液和血中是相同的。然而，此方法的問題變得清楚，當(dāng)在治療期間，例如由于所謂的再循環(huán)或由于透析器的阻塞而發(fā)生凈化能力的降低時，這帶來了增大的梯度，并且因此帶來了似乎改進(jìn)的K*t/V值，盡管情況并非如此。
[0020]-第二種可能性在根據(jù)EP0986410的現(xiàn)有技術(shù)中被特別描述。在此文件中，發(fā)現(xiàn)了全身清除率(wbK*t/V)和Daugirdas的K*t/V具有良好的相關(guān)性。此方法假設(shè)透析器的凈化能力在預(yù)定時間間隔內(nèi)是恒定的，并因此擬“逆向”計算出K*t/V的值。盡管這個第二種可能性本質(zhì)上比前述第一種可能性更安全，然而它仍然是基于在預(yù)定時間間隔內(nèi)恒定狀態(tài)的假設(shè)，并因此不適于計算在治療開始時的wbK*t/V值。
[0021]確定尿毒癥毒素的濃度的方法涉及尿素傳感器和紫外分光光度法。但是，當(dāng)使用尿素傳感器時，技術(shù)限制在于它們的穩(wěn)定性和可重復(fù)利用性。
[0022]進(jìn)一步說明的是，通過UV光譜，能夠得到與在使用過的透析液中尿毒癥物質(zhì)(例如尿酸、尿素)的濃度的優(yōu)異的相關(guān)性。因為通過此方法，提供了在用過的透析液中尿毒癥毒素的濃度的量度，所以能夠表示尿毒癥毒素根據(jù)K*t/v值的相對變化。盡管如此，此方法也存在缺點:
[0023]通過此方法不能檢測例如由于阻塞導(dǎo)致的所述透析器的凈化能力的降低。盡管所述凈化能力將顯著降低，然而在這種情況下K*t/v值的指示是增加的。此外，在透析治療期間，患者的生理的變化會被誤解釋。
[0024]如果例如由于血管收縮、水吸收或其它代謝特性，在患者的血液中發(fā)生突然的/突發(fā)的尿毒性毒素濃度的改變，這些變化可能會由于K*t/V值的相對方法而被誤解釋(太帶正電或太帶負(fù)電)，從而不會再現(xiàn)患者的實際狀態(tài)。因此，目前幾乎是單一地僅能通過化學(xué)分析血液本身來確定患者血液中物質(zhì)的濃度。[0025]EP2005982B1最后描述了這樣的方法，所述方法通過在透析儀器中引導(dǎo)的合適的流體，在透析液中的尿毒癥毒素的濃度達(dá)到與在患者的血液中的相同的水平。這是在血液根據(jù)治療持續(xù)地在患者和透析器之間交換的同時，通過以經(jīng)過透析器的時間所限定的透析液的循環(huán)來實現(xiàn)的。這樣，產(chǎn)生被尿毒癥毒素飽和的透析液。因此，可以在透析液中直接測量由于在透析器中消除了的血液中的毒素而引起的所述毒素的濃度和在分析波長下的吸收系數(shù)。
[0026]如已在之前描述的，就K*t/V值的計算而言，實時確定透析劑量的方法在解釋患者的生理變化和透析器性質(zhì)(凈化能力)的變化方面具有弱點。由于此值總是描述相對的變化，在此情況中必然發(fā)生誤解釋。在此情況中，依照K*t/v值的透析劑量根據(jù)情形被高估或低估。
[0027]在基于尿素濃度的通過采集血液樣品建立K*t/V值的方法中存在另一個問題。這些方法在透析治療前和透析治療后也是僅確定尿素濃度的相對變化，并基于Daugirdas建立K*t/V值?；谠摲椒?，假設(shè)單室或雙室并將其近似為模型函數(shù)。僅在有限的程度上考慮例如由于食物攝取引起的患者的生理變化、或生理狀態(tài)的變化。
[0028]所描述的以血液側(cè)的尿毒癥毒素的濃度飽和透析液的方法的缺點在于其在透析儀器中復(fù)雜的實施。為此目的，需要使用額外的管連接和適合的閥以及控制單元來改變僅允許透析液的飽和的循環(huán)操作。此外，確定濃度的感應(yīng)器必須設(shè)置于相應(yīng)的流通循環(huán)，該流通循環(huán)在儀器側(cè)上的實現(xiàn)是復(fù)雜的，因為流通循環(huán)的體積同時必須被保持得盡可能的小。于是，在此情況下，也不得不在關(guān)于總測量時間上作出妥協(xié)。
實用新型內(nèi)容
[0029]從前述問題看，本實用新型的目的是開發(fā)一種測量方法，該測量方法能夠在透析側(cè)確定在需要透析的患者的血液中的尿毒癥毒素的濃度。在本文中一個目的在于，此測量方法能夠無需直接與患者接觸而進(jìn)行，并且因此，就此方面而言，該方法不能被認(rèn)為是介入的。此外，根據(jù)本實用新型的方法是利用透析側(cè)(應(yīng)用于透析儀器中)的已知方法，以便測量尿毒癥毒素的血液側(cè)的濃度。優(yōu)選地，該方法在透析治療期間執(zhí)行而不必打斷透析治療。
[0030]此目的通過一種用于確定尿毒癥毒素濃度的測量方法而實現(xiàn)，該測量方法包括權(quán)利要求I的特征(方法步驟)以及通過包括權(quán)利要求7的特征的透析儀器而實現(xiàn)。有利的開發(fā)成果是從屬權(quán)利要求的主題。
[0031]因此，依據(jù)本實用新型的一個方面，一種用于利用透析儀器在透析側(cè)確定當(dāng)前執(zhí)行的腎替代治療的效率的方法，所述透析儀器在第一步驟中以血液透析或血液透濾過程操作并在第二步驟中順序地改變?yōu)檠哼^濾過程或改變?yōu)轫樞蚰Ｊ?，在所述順序模式中僅產(chǎn)生從血液隔室(患者脫水)經(jīng)由半透膜到達(dá)透析器的透析流體隔室的液體流，在此之后，根據(jù)第三步驟，在透析側(cè)連接到透析器的傳感器用于確定或測量在飽和的透析液(超濾物)中的至少是尿毒癥毒素的濃度，所述傳感器將適當(dāng)?shù)臏y量信號輸出到計算或確定單元，所述信號代表患者血液中的至少是尿毒癥毒素的當(dāng)前濃度。
[0032]通常方法被理解為借由血液過濾，在所述方法中患者的血液中的水溶性物質(zhì)的濃度和過量的患者的流體通過單向?qū)α鬏斔投恍Ｕ鰡蜗驅(qū)α鬏斔屠媒?jīng)由半透膜的超濾方式而實現(xiàn)，其中所述半透膜將血液與透析流體分離，并且同時超濾物以合適的速率被近似等滲透性的替代流體替代，從而使得超濾和替代流體的添加之間的速率差產(chǎn)生凈脫水。
[0033]優(yōu)選地，改變步驟和隨后的測量步驟至少在透析治療開始時并且也優(yōu)選地在透析治療的過程中或結(jié)束時進(jìn)行。此外，一旦完成測量步驟，則透析儀器將變回到血液透析或血液透濾過程而無需延長必要的透析時間的循環(huán)過程。
[0034]本實用新型的另一方面涉及一種透析儀器，該透析儀器包括測量裝置，該測量裝置用于測量和/或確定患者血液中的至少是尿毒癥毒素的濃度。根據(jù)本實用新型的這種透析儀器包括以下技術(shù)特征:透析器，新鮮的透析流體能夠自至少一個供應(yīng)泵迎著透析器的入口側(cè)流動；以及至少一個排出泵，連接至透析器的輸出側(cè)的，以便將至少是被尿毒癥毒素污染的透析液傳送出 透析器。
[0035]依照本實用新型，提供可能包括多個關(guān)閉閥的閥裝置，所述閥裝置在儀器的血液透析或血液透濾模式中允許至少一個供應(yīng)泵與透析器流體連通，并在儀器的血液過濾模式中斷開這種流體連通而打開通至透析器的旁路通道，以及至少一個傳感器裝置，所述傳感器裝置連接至透析器，并配置成在所述儀器的血液過濾模式中或在順序模式中發(fā)送測量信號至計算和/或確定單元，在所述順序模式中，僅產(chǎn)生從血液隔室(患者的脫水)經(jīng)由半透膜到透析器的透析流體隔室的液體流，所述信號是在流體混合物中的至少是尿毒癥毒素的濃度的指示以及患者血液中的毒素濃度的代表，其中所述流體混合物是來自血液的超濾物和透析器的透析器隔室中的透析流體的流體混合物(下文簡稱為“超濾物”)。
[0036]在此文中指出，實踐中僅當(dāng)透析器的透析流體隔室充滿超濾物時，才能夠在超濾物中進(jìn)行測量。盡管后者只在幾分鐘后形成。但是，在測量裝置中的毒素富集的過程通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)更快。此原因在于，由于在血液和透析流體之間的濃度上的差異的緣故，尿毒癥毒素的擴(kuò)散物質(zhì)傳輸比對流物質(zhì)傳輸實質(zhì)上更快。
[0037]如已知的，血液透析、血液透濾和血液過濾是通過擴(kuò)散和對流的方式處理血液的治療方法(治療模式)。在血液透析中，實質(zhì)上通過擴(kuò)散的方式處理血液，而在血液過濾中則通過對流的方式處理血液。血液透濾結(jié)合這兩者，即通過在透析器的透析流體隔室中的透析流體流的擴(kuò)散和進(jìn)入體外循環(huán)的替代流。在血液過濾模式中，斷開到透析器的透析流體隔室的入口。然后，通過進(jìn)入體外循環(huán)的替代流進(jìn)行血液治療。
[0038]在前述的順序模式中，僅產(chǎn)生從血液隔室經(jīng)過半透膜至透析器的透析流體隔室的液體流，而血液過濾模式中，替代流體被泵送進(jìn)入體外循環(huán)從而經(jīng)由半透膜，總和物包括患者的脫水物和替代流。
[0039]因此，液體流關(guān)系如下:
[0040]經(jīng)過傳感器裝置的液體流取決于治療模式。在血液透析中為透析流體流與超濾流之和。在血液過濾中是替代流與凈脫水物之和。在血液透濾中是透析流體流加上替代流與凈脫水物。最后，在順序治療模式中是超濾流或凈脫水物。
[0041]可優(yōu)選地設(shè)置，將傳感器裝置在旁路通道的上游連接到介于透析器和排出泵之間的連接線路?？蛇x地或額外地，傳感器裝置可設(shè)置在排出泵的下游。
[0042]基于前述特征，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)以下優(yōu)點:
[0043]?在所有現(xiàn)存的透析儀器中簡單實施，因為根據(jù)本實用新型，通過在所有儀器中已經(jīng)存在的組件，即可能附加的超濾泵，在透析液側(cè)提供了血液側(cè)的濃度。[0044]?尿毒癥毒素的排出在任何時間都不被中斷，因為這是在循環(huán)階段的情況中。取而代之地，其在血液透析階段或血液透濾階段與血液過濾階段和順序階段之間改變(順序地改變)，即只實施已建立的血液純化方法，從而使得沒有在此產(chǎn)生的透析治療的延遲。
[0045]?在已知的循環(huán)方法中，僅在由飽和速率所確定的特定設(shè)置時間之后達(dá)到血液側(cè)的濃度。在根據(jù)本實用新型建議的方法中，在透析器的透析流體隔室中的流體一旦轉(zhuǎn)換到順序階段(順序模式)，立刻提供血液側(cè)的濃度(在過濾階段的濾液中)。這允許更迅速地確定在透析器的輸出端的透析流體隔室中的流體中的濃度(在透析側(cè)的濾液中)。
[0046]?用于濃度測量的傳感器的設(shè)置在建議的情況中不太嚴(yán)格。基本上，所述傳感器能夠被定位于透析液/超濾物的排出系統(tǒng)的任意處(但是為了準(zhǔn)確的原因，優(yōu)選地在排出泵前方的位置)。因此，在儀器組裝期間，實現(xiàn)此方法的復(fù)雜性較小。
[0047]換言之，因此目前開發(fā)的主題涉及實現(xiàn)一種用于在透析側(cè)而不是在血液/患者側(cè)判斷透析患者血液中的尿毒癥毒素的絕對濃度的方法。優(yōu)選地，這通過在順序的超濾階段期間測量用過的透析液/超濾物的光學(xué)性質(zhì)來實現(xiàn)。此外，能夠以延伸此方法的方式確定透析器的凈化能力(清除)。
[0048]如已描述的，以相對的透析劑量K*t/V的方式對治療的評價涉及幾個缺點。但是，根據(jù)本實用新型，通過測量用于確定在透析治療開始時血液中絕對濃度的程度，在用過的透析液/超濾物中的尿毒癥毒素的實際去除量能夠作為用于評價透析治療的基礎(chǔ)。這被稱為在透析治療中的除去的物質(zhì)的絕對量。此方法展示出多個優(yōu)點:
[0049]一方面，由于透析器的阻塞而導(dǎo)致的凈化能力的改變不會被誤解釋，因為僅測量經(jīng)過透析器的尿毒癥毒素的實際去除量。這一點也適用于患者的生理的變化。對于假如在血液中的尿毒癥毒素升高或降低，這因此也必然發(fā)生在用過的透析液/超濾物中，在此情況中，也僅建立物質(zhì)實際去除的量，而不管已經(jīng)去除的物質(zhì)的量(不是相對的)。
[0050]通過將在下文詳述的相同的方法，另一方面能夠在透析治療的任何時刻但主要是在透析治療的開始時定量透析器的凈化能力。首先在對用過的透析器再使用的情況下，并且關(guān)于在實際治療開始前評價透析器而言，這也是可以理解的。此外，能夠在一長期的時間(幾周/月)中觀察患者體內(nèi)的尿毒癥毒素的濃度，并因此能夠注意到疾病進(jìn)程。采用的測量裝置能夠是允許確定絕對濃度的任何類型的傳感器或方法。在此文中，以示例的方式提到了尿素傳感器和UV測量裝置。在此實用新型中，優(yōu)選的方法是采用UV光譜法。
[0051]下文描述的測量方法一般能夠在透析治療的任何時刻被執(zhí)行。當(dāng)該方法用于表征透析器的所謂的“凝固”或“阻塞”時，可以理解，其在透析治療期間是有規(guī)律地進(jìn)行的。但是在大部分情況下，在治療開始時運(yùn)用一次該測量方法就夠了。
[0052]當(dāng)考慮到透析治療的整個持續(xù)時間，根據(jù)經(jīng)驗，在透析治療開始時，透析器的性能和患者的情況(分流(shunt)、營養(yǎng)條件)是最穩(wěn)定的。此情況可以用于借助根據(jù)本實用新型的順序階段，絕對地確定吸光度，例如，作為對于尿毒癥毒素的濃度的量度。
[0053]通過啟動順序階段，使經(jīng)過透析器的透析液的流量停止(改道)，使得僅超濾物(如前文定義的)到達(dá)用于確定絕對的濃度的設(shè)置在透析液排出系統(tǒng)中的測量裝置(傳感器)。由于這樣的事實:基本上作為物質(zhì)經(jīng)過半透膜時的對流有助于超濾，或尿毒癥毒素的濃度不改變。即，除去的超 濾物(實際上是如之前定義的流體混合物)基本上包含也存在于血液的尿毒性毒素的量。由于根據(jù)Lambert-Beer (I )，含水流體的吸光度適合作為光學(xué)活性物質(zhì)濃度的量度，因此能夠在透析側(cè)(經(jīng)由/通過超濾物方式)確定尿毒性毒素的絕對濃度，即血液側(cè)的濃度。一旦完成此測量，能夠再立刻停止順序階段。以此方式，避免透析治療的中斷，因為順序階段也適于凈化血液。
[0054]對于UV測量裝置的實例，可適用以下公式:
[0055](1)
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種透析儀器，包括用于測量和/或確定患者血液中的至少是尿毒癥毒素的濃度的測量裝置，所述透析儀器包括: 透析器(19、20 )，新鮮的透析流體能夠自至少一個供應(yīng)泵(7 )迎著所述透析器(19、20 )的輸入側(cè)流動， 至少一個排出泵(12、15)，連接至所述透析器(19、20)的輸出側(cè)，以便從所述透析器(19、20)處傳送至少是被尿毒癥毒素污染的透析液， 其特征在于，所述透析儀器還包括: 閥裝置(8、9、10)，所述閥裝置(8、9、10)在所述透析儀器的血液透析或血液透濾模式中，允許所述至少一個供應(yīng)泵(7)到所述透析器(19、20)的流體連通，并在儀器的順序模式或血液過濾模式中，斷開所述流體連通，并打開通至所述透析器(19、20)的旁路通道(11)，其中在所述順序模式中，僅產(chǎn)生從血液隔室經(jīng)由半透膜到所述透析器的透析流體隔室的液體流；以及 至少一個傳感器裝置(14a、14b)，所述傳感器裝置(14a、14b)連接至所述透析器(19、20)的下游，并配置成在所述透析儀器的順序模式中或在血液過濾模式中向計算和/或確定單元發(fā)送測量信號，所述測量信號指示在飽和的透析液或超濾物中的至少是尿毒癥毒素的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透析儀器，其特征在于，所述旁路通道(11)打開進(jìn)入所述透析器(19、20)和所述排出泵(12)之間的連接線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透析儀器，其特征在于，所述傳感器(14b)連接至所述透析器(19、20)和所述排出泵(12)之間的連接線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透析儀器，其特征在于，所述傳感器(14a)連接至所述排出泵(12)的下游。
【文檔編號】A61M1/14GK203694198SQ201320639887
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月16日
【發(fā)明者】尤恩·邁鮑姆, 克里斯托夫·施特羅赫費(fèi)爾 申請人:B·布萊恩·阿維圖姆股份公司