具有超声波凝块中和器的光纤凝块探测器制造技术

提供了一种用于在透析(例如，血液透析)期间检测和中和血凝块的方法和系统。光纤传感器设置血液透析机器中，以检测血细胞的振动，并且所述血液透析机器可以被配置成能够通过发出警报、搅动血细胞、注入生理盐水、升高温度和/或输注肝素来防止血液凝结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有超声波凝块中和器的光纤凝块探测器相关申请的交叉引用本专利申请要求于2018年5月25日提交的美国临时专利申请No.62/676,570和2019年5月7日提交的美国专利申请No.16/405,558的权益，这两项均通过引用整体并入本文。
技术介绍
肾衰竭或部分肾衰竭的患者经常在血液透析治疗中心或诊所通常接受血液透析治疗。当健康时，肾脏维持体内水和矿物质(例如，钠、钾、氯化物、钙、磷、镁和硫酸盐)的内部平衡。肾脏也作为内分泌系统的一部分，产生激素促红细胞生成素以及其它激素。血液透析是替代肾脏功能的一种不完善的治疗，部分原因是它不能纠正肾脏的内分泌功能。在血液透析中，血液通过采血针(或导管)从患者身上提取，该采血针(或导管)从位于特定可接受的接入位置(手臂、大腿、锁骨下等)的动脉中抽取血液。抽取的血液经由蠕动泵被泵送通过体外管，然后通过称为“透析器”的特殊过滤器。透析器旨在从血液中去除不希望的毒素，如血液尿素、氮、钾和多余的水。当血液通过透析器时，它在稻草状的管中行进，该管充当用于未清洁的血液的半透膜通道。新鲜的透析液体(其是化学药品和水的溶液)以与血液流动相反的方向流经透析器。当透析液流经透析器时，它围绕透析器中的稻草状膜。这些膜具有小孔，该小孔大小足以通过液体和基于液体的杂质，但不够大来通过红细胞。新鲜的透析液通过扩散收集通过稻草状的管的多余杂质，并且还通过超滤过程收集由于跨膜的压降而产生的多余的水。在这个过程期间，红细胞被保留在稻草状的管内，并再循环回到体内。用过的透析液经由输出管带有多余的流体和毒素排出透析器，从而清洁流经透析器的血液和红细胞。透析后的血液然后经由管和针(或导管)从透析器流出，回到患者体内。有时，沿着体外血液流动回路提供肝素滴注装置或泵，以便防止血液透析过程期间红细胞凝结。在典型的数小时的治疗期期间，可以去除数升的多余流体。在美国，慢性患者通常每周在透析中心接受三次血液透析治疗，要么是按星期一-星期三-星期五的时间表，要么是按星期二-星期四-星期六的时间表。这些集中治疗通常在3至4小时内完成，血液流动速率通常在300毫升/分钟以上。在其它国家，流动速率和治疗时间分别更低和更长。血液透析对身体的流体平衡具有严重的影响，部分原因是循环血液体积的快速变化。当透析流体去除速率比由身体的内部组织保持的所存储血浆的血浆再充盈速率更快时，血管内血液体积减少。所产生的失衡与患者在透析治疗期间和之后经历的诸如低血压、意识丧失、头痛、呕吐、头昏眼花和抽筋等类似于常规失血的并发症有关。连续定量测量血液透析期间与血液体积的处理有关的参数(实时)可以减少透析引起的低血压的机会，并通过控制流体平衡和帮助患者达到目标干重来优化透析治疗方案。在血液透析治疗期间，患者的血液在患者的体外循环，以便经由透析器滤出毒素。血液管线中的空气，无论是由于在灌注期间去除不充分而保留在那里还是在滴注腔室中的血液-空气界面处产生，都会随着时间的推移而引起凝结。凝结会降低治疗效果，并且如果血液流动停止，可能需要将血液丢弃。因此，可以经由泵将肝素(一种天然存在的抗凝血剂)稳定地输注到血流中，以便减少凝块的可能性。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种用于监测血液凝结的方法。所述方法包括：通过透析系统使血液循环通过体外回路，其中，血液从患者流动到体外回路的输入管，然后流动到透析系统的透析器，再后经由体外回路的输出管流回到患者；通过透析系统的光纤传感器测量流经体外回路的血液的血液振动频率；通过透析系统确定血液振动频率是否低于阈值；以及响应于血液振动频率低于所述阈值，通过透析系统执行补救过程以应对血液凝结。本公开的实施例提供了一种用于监测血液凝结的透析系统。所述透析系统包括：用于通过体外回路从患者泵送血液的泵；连接到体外回路的透析器；与体外回路接口的光纤传感器，其中，所述光纤传感器被配置成能够测量沿着体外回路的位置处的血液振动频率；以及控制器，其被配置成能够：确定血液振动频率是否低于阈值，以及响应于血液振动频率低于所述阈值而执行补救过程以应对血液凝结。本公开的实施例提供了一种存储有用于监测透析系统中的血液凝结的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可执行指令在执行时促使：使血液循环通过体外回路；测量流经体外回路的血液的血液振动频率；确定所述血液振动频率是否低于阈值；响应于所述血液振动频率低于所述阈值，执行补救过程以应对血液凝结。附图说明图1是正在接受血液透析治疗的典型患者的透视图，其中，利用非侵入性光学血液监测器在患者的血液通过血液透析系统中的体外管时实时监测患者的血液；图2示出了根据本公开的一些实施例的用于执行血液透析的示例性系统，其示出了用于光纤传感器的第一位置；图3示出了根据本公开的一些实施例的一种示例性光纤传感器；图4示出了根据本公开的一些实施例的用于执行血液透析的示例性系统，其示出了用于光纤传感器的第二位置；图5示出了根据本公开的一个实施例的使用两个光纤传感器来测量肝素效果；图6示出了根据本公开的一些实施例的用于执行血液透析的一种示例性系统，其示出了用于光纤传感器和凝块中和器装置的第一位置；图7示出了根据本公开的一个实施例的用于爆裂血液凝块的超声波换能器的放置；图8是示出了根据本公开的一些实施例的利用光纤传感器进行凝块中和的过程的流程图；图9是示出了根据本公开的一些实施例的利用光纤传感器进行凝块中和的过程的流程图；以及图10是示出了根据本公开的一些实施例的用于监测凝块中和效果的过程的流程图。具体实施方式肝素是昂贵的药物，并且过度使用可能对患者的健康有害，在他/她的治疗结束时断开与患者的连接时会防止凝结。此外，透析中的一个问题是估计要为任何特定患者开出多少肝素，其中一些肝素要么会浪费，要么由于肝素不足而导致治疗延迟。此外，一些患者对肝素过敏，因此可以通过临床医生直接且昂贵的监测来使用诸如生理盐水之类的替代品来分解血凝块。本公开的一些实施例实时监测凝结并以精确的肝素输注针对那些凝块。监测是通过使用光纤传感器完成的，并且可以通过解译链接到肝素泵的软件来实现对凝块的针对。光纤传感器和软件控制的肝素泵的使用可以降低血液透析治疗的成本并防止患者遭受过量肝素，从而改善健康结果。本公开的一些实施例实时监测凝结并利用超声振动针对那些凝块。当光纤传感器检测到血细胞振动更慢时，超声波头可以在凝血块达到临界尺寸之前对其进行振动以爆裂凝血块。超声波头会以一频率/波长产生声波，使血细胞再次剧烈振动，从而有效地分解凝块，因为凝块不能再将自身保持在一起。图1是正在接受血液透析治疗的示例性患者的透视图，其中，采用非侵入性光学血液监视器在患者的血液通过血液透析系统中的体外管时实时监测患者的血液。图1中所示的环境可适用于本公开的示例性实施例。此外，可理解的是，图1中所示的环境仅仅是示例性的，并且本文针对本公开的示例性实施例讨论的原理也可以在其它环境中实施。图1示出了使用常规血液透析系统12以及非侵入性光学血本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测血液凝结的方法，包括：/n通过透析系统使血液循环通过体外回路，其中，血液从患者流动到体外回路的输入管，然后流动到透析系统的透析器，再后经由体外回路的输出管流回到患者；/n通过透析系统的光纤传感器测量流经体外回路的血液的血液振动频率；/n通过透析系统确定血液振动频率是否低于阈值；以及/n响应于血液振动频率低于所述阈值，通过透析系统执行补救过程以应对血液凝结。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180525 US 62/676,570;20190507 US 16/405,5581.一种用于监测血液凝结的方法，包括：
通过透析系统使血液循环通过体外回路，其中，血液从患者流动到体外回路的输入管，然后流动到透析系统的透析器，再后经由体外回路的输出管流回到患者；
通过透析系统的光纤传感器测量流经体外回路的血液的血液振动频率；
通过透析系统确定血液振动频率是否低于阈值；以及
响应于血液振动频率低于所述阈值，通过透析系统执行补救过程以应对血液凝结。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行补救过程包括：
生成警报以提醒临床医生，所述警报包括视觉和/或听觉信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，执行补救过程包括：
在体外回路中分配生理盐水，所述生理盐水经由生理盐水管分配。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，执行补救过程包括：
在体外回路中分配肝素，所述肝素经由肝素管分配。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
经由透析系统的第二光纤传感器测量流经体外回路的血液的第二血液振动频率，其中，所述第二光纤传感器位于肝素管的下游，所述光纤传感器位于肝素管的上游；以及
使用所述血液振动频率和所述第二血液振动频率确定肝素效果。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述肝素管位于所述光纤传感器的上游。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，执行补救过程包括：
经由透析系统的超声波头发射声波。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述声波的频率在50MHz以上，所述声波以爆冲发射。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，执行补救过程包括：
基于治疗时间确定透析治疗接近完成；以及
在体外回路中分配一定量的生理盐水，所述生理盐水经由生理盐水管分配。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
基于血液温度上限确定血液振动频率是否高于上阈值限；以及
响应于血液振动频率高于所述上阈值限而生成警报。


11.一种用于监测血液凝结的透析系统，包括：
用于通过体外回路从患者泵送血液的泵；

【专利技术属性】
技术研发人员：D·尤兹，S·A·皮萨帕蒂，M·科尔恩科维奇，
申请(专利权)人：费森尤斯医疗保健控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US