用于处理时间相关的测量信号的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于处理时间相关的测量信号的方法及装置。一种处理从流体容纳系统中的压力传感器获得的时间相关的测量信号的方法，该流体容纳系统与第一脉冲发生器和第二脉冲发生器相关联，压力传感器设置在流体容纳系统中以检测源自第一脉冲发生器的第一脉冲和源自第二脉冲发生器的第二脉冲，第一脉冲包括第一脉冲发生器的至少一个基频及其谐波，该方法包括：接收时间相关的测量信号d(n)；获得单个第一脉冲轮廓u(n)，该单个第一脉冲轮廓u(n)是第一脉冲的预测的时间信号轮廓并包含至少一个基频和一组谐波；参照d(n)调节u(n)的幅度和相位二者中的至少一个；以及通过从d(n)中减去经如此调节的u(n)在时域中对d(n)进行滤波，以在d(n)中基本上消除第一脉冲同时保留第二脉冲。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2009年6月26日，申请号为200980124257.5(国际申请号为PCT/EP2009/004641)，专利技术名称为“用于处理时间相关的测量信号的方法及装置”的专利申请的分案申请。
本专利技术通常涉及处理从流体容纳系统中获得的时间相关的测量信号，尤其涉及对这种测量信号进行滤波，用于去除源自特定脉冲发生器的压力脉冲。本专利技术例如可应用于体外血液处理的流体容纳系统。
技术介绍
在体外血液处理中，从患者抽取血液，通过体外血流回路对血液进行处理然后将其重新导入患者。通常，使用一个或多个泵浦装置使血液通过该回路循环。该回路通常通过插入到血管通路(blood vessel access)中的一个或多个接入装置(例如，针头或导管)连接到患者的血管通路。这种体外血液处理包括血液透析、血液透析滤过、血液滤过、血浆去除等。US2005/0010118提出了通过在体外血流回路的其他压力波中识别由患者的心脏搏动引起的压力波的频率分量，并通过对从体外血流回路的压力传感器获得的压力信号进行频率分析(例如傅里叶变换)，来监控患者的脉搏率、血压以及血管通路状态的技术。如US2005/0010118所指出的，从由体外血流回路中机械装置引起的频率分量和由心脏引起的频率分量的混合中可能难以提取相关的频率分量。特别地，心脏的频率分量可能与机械装置的频率分量交叠。为了克服此限制，US2005/0010118提出了例如，在处理过程期间，在基本操作频率的一定范围内改变血泵的频率。通过快速傅里叶变换(FFT)分析来自体外血流回路中压力传感器的压力信号，而快速傅里叶变换并不适于检测频率总在变化的频率分量。FFT分析被认为降低由血泵引起的频率分量。然而，由体外血流回路中其他机械装置(例如阀)引起的周期性事件仍会干扰监控。此外，可能不期望在处理过程期间具有经常变化的泵浦频率的血泵工作。例如，如果体外血流回路是透析机的一部分，则甚至在通过体外血流回路的平均流量未改变时，透析剂量将随着泵浦频率的改变而下降。因此，需要一种作为替代的技术，用于在流体中的其他压力波中识别患者的心跳，并且尤其需要这样一种技术，即，对于处理患者的心跳频率相对弱和/或与这些其他的压力波的频率分量至少部分一致并且/或随时间变化的情形具有改进的能力。在其他
可能出现相应的需求。因此，通常上讲，需要这样一种改进的技术，即，处理从与第一脉冲发生器和第二脉冲发生器相关联的流体容纳系统中的压力传感器获得的时间相关测量信号，以通过在源自第一脉冲发生器和第二脉冲发生器的信号分量中隔离出源自第二脉冲发生器的信号分量，来监控流体容纳系统的功能参数。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是至少部分地实现以上鉴于现有技术而提出的一个或更多个需求。根据独立权利要求的方法、控制装置以及计算机程序产品以及由从属权利要求限定的实施方式，至少部分实现这个目的以及从下面描述将出现的其他目的。本专利技术的第一个方面是一种用于处理从流体容纳系统中的压力传感器获得的时间相关的测量信号的方法，其中，所述流体容纳系统与第一脉冲发生器和第二脉冲发生器相关联，所述压力传感器设置在所述流体容纳系统中以检测源自所述第一脉冲发生器的第一脉冲和源自所述第二脉冲发生器的第二脉冲，所述方法包括以下步骤：接收步骤，接收所述测量信号；获得步骤，获得第一脉冲轮廓，该第一脉冲轮廓是所述第一脉冲的预测的时间信号轮廓；以及滤波步骤，使用所述第一脉冲轮廓在时域中对所述测量信号进行滤波，以基本上消除所述第一脉冲同时保留所述第二脉冲。在一个实施方式中，所述滤波步骤包括：减去步骤，从所述测量信号中减去所述第一脉冲轮廓，其中所述减去步骤可以包括调节所述第一脉冲轮廓相对于所述测量信号的相位，其中，所述相位可以由从耦接至所述第一脉冲发生器的相位传感器获得的、或者从所述第一脉冲发生器的控制单元获得的相位信息来表示。在一个实施方式中，所述第一脉冲轮廓是在所述流体容纳系统中的基准测量中获得的，其中，所述基准测量包括以下步骤：操作所述第一脉冲发生器，以生成至少一个第一脉冲，以及从由所述流体容纳系统中的基准压力传感器生成的基准信号，获得所述第一脉冲轮廓。在所述基准测量期间，可以操作所述第一脉冲发生器，以生成第一脉冲的序列，并且可以通过识别并平均所述基准信号中的一组第一脉冲片段，来获得所述第一脉冲轮廓。另选地或者附加地，在所述流体容纳系统操作期间，所述基准测量可以间歇性地进行，以提供更新后的第一脉冲轮廓。另选地或者附加地，所述压力传感器可以用作所述基准压力传感器。另选地或者附加地，在所述基准测量期间，可以操作所述流体容纳系统，使得所述基准信号含有第一脉冲而不含有第二脉冲。另选地，所述基准测量包括：基于含有第一脉冲和第二脉冲的第一基准信号获得组合脉冲轮廓；基于含有第二脉冲但不含有第一脉冲的第二基准信号获得第二脉冲轮廓；以及通过从所述组合脉冲轮廓减去所述第二脉冲轮廓来获得所述预测的信号轮廓。在一个实施方式中，所述获得步骤包括获得预定的信号轮廓，其中所述获得步骤可以进一步包括根据数学模型基于所述流体容纳系统的一个或更多个系统参数的当前值修改所述预定的信号轮廓。在一个实施方式中，该方法进一步包括步骤：获得所述流体容纳系统的一个或更多个系统参数的当前值，其中，获得作为所述当前值的函数的所述第一脉冲轮廓。在一个实施方式中，获得所述第一脉冲轮廓的所述步骤包括：基于所述当前值在基准数据库中识别一个或更多个基准轮廓；以及基于所述一个或更多个基准轮廓获得所述第一脉冲轮廓。所述系统参数可以表示在所述流体容纳系统中所述第一脉冲的速率。第一脉冲发生器可以包括泵浦装置，并且所述系统参数可以表示所述泵浦装置的泵频率。所述基准数据库中的每个基准轮廓可以是通过在所述流体容纳系统中针对所述一个或更多个系统参数的相应值进行的基准测量而获得的。在一个实施方式中，获得所述第一脉冲轮廓的步骤包括：基于所述当前值在基准数据库中识别能量和相位角数据的一个或更多个组合；以及基于所述能量和相位角数据的一个或更多个组合获得所述第一脉冲轮廓。所述第一脉冲轮廓可以通过组合不同频率的一组正弦曲线而获得，其中各正弦曲线的幅度和相位角可以由所述能量和相位角数据的一个或更多个组合给出。在一个实施方式中，获得所述第一脉冲轮廓的步骤包括：将所述当前值输入至基于所述流体容纳系统的数学模型计算所述压力传感器的响应的算法中。在一个实施方式中，所述滤波步骤包括：减去步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理从流体容纳系统中的压力传感器(4a‑4c)获得的时间相关的测量信号(d(n))的方法，所述流体容纳系统与第一脉冲发生器(3)和第二脉冲发生器(3')相关联，其中，所述压力传感器(4a‑4c)设置在所述流体容纳系统中以检测源自所述第一脉冲发生器(3)的第一脉冲和源自所述第二脉冲发生器(3')的第二脉冲，其中，所述第一脉冲包括所述第一脉冲发生器(3)的至少一个基频及其谐波，所述方法包括以下步骤：接收步骤，接收所述时间相关的测量信号(d(n))；获得步骤，获得单个第一脉冲轮廓(u(n))，该单个第一脉冲轮廓(u(n))是所述第一脉冲的预测的时间信号轮廓，并且所述单个第一脉冲轮廓(u(n))包含所述至少一个基频和一组所述谐波；调节步骤，参照所述时间相关的测量信号(d(n))调节所述单个第一脉冲轮廓(u(n))的幅度和相位二者中的至少一个；以及滤波步骤，通过从所述时间相关的测量信号(d(n))中减去经如此调节的单个第一脉冲轮廓(u(n))在时域中对所述时间相关的测量信号(d(n))进行滤波，以在所述时间相关的测量信号(d(n))中基本上消除所述第一脉冲同时保留所述第二脉冲。

【技术特征摘要】
2008.06.26 SE 0801517-4;2008.06.26 US 61/075,7741.一种用于处理从流体容纳系统中的压力传感器(4a-4c)获得的时间相关的测
量信号(d(n))的方法，所述流体容纳系统与第一脉冲发生器(3)和第二脉冲发生
器(3')相关联，其中，所述压力传感器(4a-4c)设置在所述流体容纳系统中以检测
源自所述第一脉冲发生器(3)的第一脉冲和源自所述第二脉冲发生器(3')的第二
脉冲，其中，所述第一脉冲包括所述第一脉冲发生器(3)的至少一个基频及其谐波，
所述方法包括以下步骤：
接收步骤，接收所述时间相关的测量信号(d(n))；
获得步骤，获得单个第一脉冲轮廓(u(n))，该单个第一脉冲轮廓(u(n))是所述
第一脉冲的预测的时间信号轮廓，并且所述单个第一脉冲轮廓(u(n))包含所述至少
一个基频和一组所述谐波；
调节步骤，参照所述时间相关的测量信号(d(n))调节所述单个第一脉冲轮廓
(u(n))的幅度和相位二者中的至少一个；以及
滤波步骤，通过从所述时间相关的测量信号(d(n))中减去经如此调节的单个第
一脉冲轮廓(u(n))在时域中对所述时间相关的测量信号(d(n))进行滤波，以在所
述时间相关的测量信号(d(n))中基本上消除所述第一脉冲同时保留所述第二脉冲。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调节步骤包括以下步骤：使所述单
个第一脉冲轮廓(u(n))和所述测量信号(d(n))之间的差异最小化。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相位由从耦接至所述第一脉冲发生
器(3)的相位传感器(26)获得的、或者从所述第一脉冲发生器(3)的控制单元(23)
获得的相位信息来表示。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述单个第一脉冲轮廓(u(n))
是在所述流体容纳系统中的基准测量中获得的，其中所述基准测量包括以下步骤：操
作所述第一脉冲发生器(3)以生成至少一个第一脉冲，以及根据由所述流体容纳系
统中的基准压力传感器(4a-4c)生成的基准信号中获得所述单个第一脉冲轮廓(u(n))。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述基准测量期间，操作所述第一脉
冲发生器(3)以生成第一脉冲的序列，并且其中，通过识别并平均所述基准信号中
的一组第一脉冲片段来获得所述第一脉冲轮廓(u(n))。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述流体容纳系统操作期间，所述基
准测量间歇性地进行，以提供更新后的单个第一脉冲轮廓(u(n))。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述压力传感器(4a-4c)用作所述基准
压力传感器。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述获得步骤包括以下步
骤：获得预定义的标准信号轮廓。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述获得步骤进一步包括以下步骤：根
据所述流体容纳系统的数学模型基于所述流体容纳系统的一个或更多个系统参数的
当前值修改所述预定义的标准信号轮廓。
10.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述基准测量期间，操作所述流体容
纳系统，使得所述基准信号含有第一脉冲但不含有第二脉冲。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述流体容纳系统包括用于连接至人
体的血液系统的体外血流回路(20)，所述第一脉冲发生器(3)包括在所述体外血流
回路(20)中的泵浦装置(3)，并且所述第二脉冲发生器(3')包括在所述人体中的
生理脉冲发生器，并且其中，所述基准测量是在启动阶段执行的，在该启动阶段将体
外血流回路(20)从血液系统分离，并通过体外血流回路(20)泵入启动液，由此所
述体外血流回路(20)中的压力传感器(4a-4c)产生基准信号，以含有第一脉冲但
不含有第二脉冲。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：获得所述流体
容纳系统的一个或更多个系统参数的当前值，其中，根据所述当前值获得所述单个第
一脉冲轮廓(u(n))；并且
其中，获得所述单个第一脉冲轮廓(u(n))的所述步骤包括以下步骤：基于所述
当前值在基准数据库中识别一个或更多个基准轮廓(r1(n),r2(n))；以及基于所述一个
或更多个基准轮廓(r1(n),r2(n))获得所述单个第一脉冲轮廓(u(n))。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述一个或更多个系统参数表示在所
述流体容纳系统中的第一脉冲的速率。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一脉冲发生器(3)包括泵浦装
置(3)，并且所述系统参数表示所述泵浦装置(3)的泵频率。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，所述基准数据库中的每

\t个基准轮廓(r1(n),r2(n))是通过在所述流体容纳系统中针对所述一个或更多个系统
参数的相应值进行基准测量而获得的。
16.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括获得所述流体容纳系统的一个或
更多个系统参数的当前值的步骤，其中，所述单个第一脉冲轮廓(u(n))是根据所述当
前值获得的，并且，其中，获得所述单个第一脉冲轮廓(u(n))的所述步骤包括以下步
骤：基于所述当前值在基准数据库中识别能量和相位角数据的一个或更多个组合；以及
基于所述能量和相位角数据的一个或更多个组合获得所述单个第一脉冲轮廓(u(n))。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述单个第一脉冲轮廓(u(n))是通
过组合不同频率的一组正弦曲线获得的，其中各正弦曲线的幅度和相位角由所述能量
和相位角数据的一个或更多个组合给出。
18.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括获得所述流体容纳系统的一个
或更多个系统参数的当前值，其中，所述单个第一脉冲轮廓(u(n))是根据所述当前
值获得的，并且，其中，获得所述单个第一脉冲轮廓(u(n))的所述步骤包括以下步
骤：将所述当前值输入至基于所述流体容纳系统的数学模型计算所述压力传感器
(4a-4c)的响应的算法。
19.根据权利要求1-3、12-14以及16-18中任一项所述的方法，其中，所述流体
容纳系统包括用于连接至人体的血液系统的体外血流回路(20)，其中所述第一脉冲
发生器包括在所述体外血流回路(20)中的泵浦装置(3)，并且其中所述第二脉冲发
生器(3')包括在所述人体中的生理脉冲发生器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二脉冲发生器(3')是受自主
神经系统影响的心脏、呼吸系统和血管舒缩三者中的至少之一。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述体外血流回路(20)包括动脉接
入装置(1)、血液处理装置(6)和静脉接入装置(14)，其中，人的血液系统包括血
管通路，其中所述动脉接入装置(1)构造为连接至所述人的血液系统，所述静脉接
入装置(14)构造为连接至所述血管通路以形成流体连接(C)，并且，其中所述第
一脉冲发生器包括设置于所述体外血流回路(20)中的泵浦装置(3)，该泵浦装置(3)
将血液从所述动脉接入装置(1)通过所述血液处理装置(6)泵送至所述静脉接入装
置(14)，所述方法包括以下步骤：从位于所述泵浦装置(3)下游的静脉压力传感器
(4a)或者从位于所述泵浦装置(3)上游的动脉压力传感器(4b)接收所述时间相

\...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·索勒姆，布·奥尔德，
申请(专利权)人：甘布罗伦迪亚股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE