用于体外血液处理的装置及其控制方法制造方法及图纸

描述了一种用于体外血液处理的装置(1)，包括处理单元(2)、体外血液回路(8)和流体排放管路(10)。静脉腔室(12)设置在血液返回管路(7)中并布置成在使用中包含在上部(120)的气体和在下部的处于预定液位的血液。装置(1)包括控制单元(21)，控制单元(21)连接到第一压力传感器(14)并配置为：从第一压力传感器(14)接收与血液流的时变压力(P(t))有关的第一信号(P1(t))；计算第一信号(P1(t))和参考信号(P2(t))之间的相移(θ)，该参考信号与在不同于腔室(12)的上部(120)的位置检测的时变压力(P(t))相关；通过相移(θ)监控腔室(12)的上部(120)中的气体的体积(V)。

【技术实现步骤摘要】
用于体外血液处理的装置及其控制方法
本专利技术涉及一种用于体外血液处理的装置，并还涉及该装置的控制方法。
技术介绍
用于体外处理血液的已知装置包括至少一个处理单元(例如透析器或滤过器，或者超滤器或血浆滤过器或任何其它性质的滤过器单元)，其具有将处理单元分成两个腔室的半透膜。体外血液回路允许取自患者的血液通过处理单元的第一腔室的循环。同时，并且典型地沿血液流动的逆流方向，治疗流体通过处理单元的第二腔室中的特殊回路循环。这种类型的用于血液处理的设备可用于从肾衰竭患者的血液去除溶质和过量的流体。体外血液回路还包括动脉和静脉腔室，也被称为气泡陷阱，分别位于从患者移除血液的管路及向患者返回血液的管路。静脉和动脉腔室在处理过程中包含预定量的血液以使腔室填充到一定液位(深度)、以及腔室的剩余部分中的预定量的气体(空气)。为了体外处理的安全操作起见，血液的液位决不应该低于可能导致具有延至后果的空气引入体外循环管路及随后潜在的空气输注到患者的循环系统中的临界最低液位。因为存在这样的事件的风险，并且所导致的问题对于患者即使不是致命的，也是极其严重的，因此已知的体外血液处理机器都装有安全系统，所述安全系统可以检测这样的事件，并且如果它发生时，则将患者置于安全状态。特别地，在将血液回输给患者的返回血液的管路上，在血管接入的上游且静脉腔室的下游，设置直接连接到机器的控制单元且配置为检测血液中的气泡的装置。在静脉管路中检测到气泡的情况下，控制单元激活患者安全程序以至少通过关闭体外血液回路上的夹具和/或停止血液泵来“隔离”患者。除了这个安全装置，一些机器在静脉腔室(更少见地也可以在动脉腔室)中还配备有适当的血液液位传感器。当达到最低液位时，这些血液液位传感器发出信号，该最低液位需要专门人员干预以恢复腔室中血液的正确量，从而避免给患者带来的风险。这些系统尽管实现了设计它们所针对的任务，但产生额外的成本，并需要改变安装或将要安装它们的机器的硬件。特别地，由于成本的原因，这些安全系统通常仅在处理单元的下游存在于血液的返回管路上。此外，还值得一提的是，气泡传感器一般仅能够可靠地检测特定大小的气泡，而它们对溶解在血液中的微气泡基本上不敏感。虽然溶解的微气泡在过去不被认为对患者危险，但最近的研究(例如，“Microemboli,developedduringhemodialysis,passthelungbarrierandmaycauseischemiclesionsinorganssuchasthebrain(血液透析过程中形成的微栓子通过肺屏障并可导致诸如大脑的器官中的缺血性病变”，杂质“NDTNephrologyDialysisTransplantation(肾脏病透析与肾移植)”，第25卷，第8期，第2691-2695页，2010年8月，UlfForsberg,PerJonsson,ChristoferStegmayr及BerndStegmayr)已经将慢性病患者的一些典型病症，诸如肺高血压和其他缺血性问题，与透析过程中产生且未被现有的安全系统检测到的微气泡形式的空气的量联系起来。在这方面，应当注意微气泡的产生主要是由于空气进入到移除血液的管路中(例如，由动脉血液腔室中的血液的低液位导致)而发生。血液的低液位可例如由机器预充不足或由输注引起。然后气泡可进入血流并到达透析器，透析器使气泡微小化，导致它们难以利用常规传感器检测。为了解决确定和监测血液腔室中的血液液位的问题，第7,013,727号美国专利公开了一种用于确定透析机中使用的腔室中的血液液位的方法，该方法应用理想气体定律(idealgaslaw)。根据该专利，气体在腔室中所占据的体积的变化与压力有关，腔室中血液的液位因此被检测。这种方法，尽管能确定血液液位而无需使用液位传感器，但除了已经在机器上存在的硬件以外还要求额外的硬件(另外的传感器)。
技术实现思路
因此，需要一种用于血液处理的装置，其能够检测出静脉和动脉腔室中的气体体积的变化及血液液位的变化，所述变化可表示空气可能进入到体外血液回路中。此外，需要一种可进行血液液位监测而不需要额外的专用硬件的装置。还需要能够进行静脉腔室中的以及也可能地，动脉腔室中的，液位监测以支持已存在于机器中的安全系统。此外，需要在传统血液处理机器上仅通过更新其操作软件而利用本专利技术的各方面。此外，需要可靠地运行的装置，降低错误肯定的数量并提高风险情况的检测。至少一个上面指出的需求基本上通过根据任意所附权利要求中的一个或多个的血液处理装置得到满足。本专利技术的各个方面在下面进行说明。在本专利技术的第一独立方面，提供一种用于体外血液处理的装置，包括：至少一个处理单元，至少包括第一隔室；至少一个血液移除管路，连接到所述第一隔室并且配置为从患者移除血液；至少一个血液返回管路，连接到所述第一隔室并配置为将处理过的血液返回到患者；所述血液移除管路、所述血液返回管路和所述第一隔室是体外血液回路的一部分；至少一个腔室，位于所述体外血液回路中，所述腔室被布置成在使用中包含在上部的气体的体积V和在下部的处于预定液位的血液；至少一个血液泵，工作在体外血液回路处并配置为移动所述回路中的血液；至少第一压力传感器，与所述腔室的所述上部关联并配置为能够确定所述上部内部的压力值；控制单元，连接到所述第一压力传感器和所述泵，并且配置为：从所述第一压力传感器接收与所述血液流的至少一个压力脉冲有关的第一信号P1(t)；计算所述第一信号P1(t)和参考信号P2(t)之间的相移θ，所述参考信号与在不同于所述腔室的所述上部的位置检测的所述压力脉冲相关，所述相移θ取决于所述腔室的所述上部中的气体的所述体积V；以及通过所述相移θ监控所述体积V。压力脉冲可以是血液流的时变(脉动/振荡)压力P(t)的一部分。在本专利技术的第二方面，提供一种用于检测用于体外血液处理的装置中使用的腔室中的血液液位的液位变化的方法和/或用于降低在用于体外血液处理的装置中输注气泡到患者体内的风险的方法，该装置包括：至少一个处理单元，至少包括第一隔室；至少一个血液移除管路，连接到所述第一隔室并且预先安排为从患者移除血液；至少一个血液返回管路，连接到所述第一隔室并预先安排为将处理过的血液返回到患者；所述血液移除管路、所述血液返回管路和所述第一隔室是体外血液回路的一部分；至少一个腔室，位于所述体外血液回路中，所述腔室被布置成在使用中包含在上部的气体的体积V和在下部的处于预定液位的血液；至少一个血液泵，工作在体外血液回路处并配置为移动所述回路中的血液；至少第一压力传感器，与所述腔室的所述上部关联并配置为能够确定所述上部内部的压力值；控制单元，连接到所述第一压力传感器和所述泵；该方法包括执行控制过程，该控制过程包括：从所述第一压力传感器接收与所述血液流的至少一个压力脉冲有关的第一信号P1(t)；计算所述第一信号P1(t)和参考信号P2(t)之间的相移θ，所述参考信号与在不同于与所述第一压力传感器关联的所述腔室的所述上部的位置检测的所述压力脉冲相关，所述相移θ取决于所述腔室的所述上部中的气体的所述体积V；通过所述相移θ监控所述体积V。处理单元可包括通过半透膜彼此分隔开的至少第一隔室和至少第二隔；其中血液移除管路连接到第一隔室的入口端口并预先安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于体外血液处理的装置，包括：至少一个处理单元(2)，包括至少第一隔室(3)；至少一个血液移除管路(6)，连接到所述第一隔室(3)并且配置为从患者(M)移除血液；至少一个血液返回管路(7)，连接到所述第一隔室(3)并配置为将处理过的血液返回到患者(M)；所述血液移除管路(6)、所述血液返回管路(7)和所述第一隔室(3)是体外血液回路(8)的一部分；至少一个腔室(12)，位于所述体外血液回路(8)中，所述腔室(12)被布置成在使用中包含在上部(120)的气体的体积(V)和在下部的处于预定液位的血液；至少一个血液泵(9)，工作在体外血液回路(8)处并配置为移动所述回路中的血液；至少第一压力传感器(14)，与所述腔室(12)的所述上部(120)关联并配置为能够确定所述上部(120)内部的压力值；控制单元(21)，连接到所述第一压力传感器(14)和所述泵(9)，并且配置为：‑从所述第一压力传感器(14)接收与血液流的至少一个压力脉冲有关的第一信号(P1(t))；‑计算所述第一信号(P1(t))和参考信号(P2(t))之间的相移(θ)，所述参考信号与在不同于所述腔室(12)的所述上部(120)的位置检测的压力脉冲相关，所述相移(θ)取决于所述腔室(12)的所述上部(120)中的气体的所述体积(V)；以及‑通过所述相移(θ)监控所述体积(V)。...

【技术特征摘要】
2013.12.18 EP 13197966.81.一种用于体外血液处理的装置，包括：至少一个处理单元(2)，包括至少第一隔室(3)；至少一个血液移除管路(6)，连接到所述第一隔室(3)并且配置为从患者(M)移除血液；至少一个血液返回管路(7)，连接到所述第一隔室(3)并配置为将处理过的血液返回到患者(M)；所述血液移除管路(6)、所述血液返回管路(7)和所述第一隔室(3)是体外血液回路(8)的一部分；至少一个腔室(12)，位于所述体外血液回路(8)中，所述腔室(12)被布置成在使用中包含在上部(120)的气体的体积V和在下部的处于预定液位的血液；至少一个血液泵(9)，工作在体外血液回路(8)处并配置为移动所述回路中的血液；至少第一压力传感器(14)，与所述腔室(12)的所述上部(120)关联并配置为能够确定所述上部(120)内部的压力值；控制单元(21)，连接到所述第一压力传感器(14)和所述血液泵(9)，并且配置为：-从所述第一压力传感器(14)接收与血液流的至少一个压力脉冲有关的第一信号P1(t)；-计算所述第一信号P1(t)和参考信号P2(t)之间的相移θ，所述参考信号P2(t)与在不同于所述腔室(12)的所述上部(120)的位置检测的压力脉冲相关，所述相移θ取决于所述腔室(12)的所述上部(120)中的气体的所述体积V；以及-通过所述相移θ监控所述体积V。2.根据权利要求1的装置，其中所述参考信号P2(t)与所述血液泵(9)的控制信号的时序或所述血液泵(9)的速度信号的时序有关。3.根据权利要求1的装置，其中所述参考信号P2(t)是与所述体外血液回路(8)相关联的第二压力传感器(13)的压力信号。4.根据前述权利要求之一的装置，其中所述至少一个腔室是置于所述处理单元(2)的下游的静脉腔室(12)。5.根据权利要求3的装置，其中所述体外血液回路(8)包括第一腔室(12)和第二腔室(11)，其中所述第一压力传感器(14)与所述第一腔室(12)的所述上部(120)关联，且所述第二压力传感器(13)与所述第二腔室(11)的上部(110)相关联，并且所述控制单元(21)配置为通过所述相移θ监测所述第一腔室(12)的所述上部(120)中的气体的体积V1及所述第二腔室(11)的所述上部(110)中的气体的体积V2。6.根据权利要求5的装置，其中所述控制单元(21)被配置为计算所述第一和第二腔室(11、12)中的所述第一信号P1(t)的大小|P1|和所述参考信号P2(t)的大小|P2|，并从所述相移θ和所述大小|P1|、|P2|计算所述第一腔室(12)的所述上部(120)中的气体的所述体积V1及所述第二腔室(11)的所述上部(110)中的气体的所述体积V2。7.根据权利要求5的装置，其中所述控制单元(21)配置为：-设定所述血液泵(9)的角频率ω在第一频率水平ωa；-在所述第一频率水平ωa测量所述相移θ的第一值θa；-设定所述血液泵(9)的角频率ω在第二频率水平ωb；-在所述第二频率水平ωb测量所述相移θ的第二值θb；-在两个频率水平ωa、ωb中的每个测量所述第一和第二腔室(11、12)中的平均压力P1a、P2a、P1b、P2b；-通过应用理想气体定律从测量的相移θ的第一值θa和第二值θb计算在所述两个频率水平ωa、ωb下所述第一和第二腔室(11、12)中的气体的体积V1a、V1b、V2a、...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·斯特凡尼，克里斯蒂安·索雷姆，斯特乌勒·霍博若，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