CN100586492C - 向透析单元供应透析流体的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于向透析单元的透析器(1)供应透析流体的方法和装置。将至少一种透析流体浓缩物与水混合以制造透析流体。在接收单元(12、13)内制备给定的量的透析流体浓缩物。控制和计算单元(24)计算透析流体的流率(Qd)，以使得在经过给定治疗时间(TB)之后接收单元内剩余预定的透析流体浓缩物残留量或没有剩余残留量。优选在结束治疗时清空所述接收单元。

Description

向透析单元供应透析流体的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种用于向透析单元供应透析流体的方法及装置。
背景技术
目前通常使用预先制备的透析流体浓缩物来制造用于血液透析单元的透析流体，因此所述浓缩物在透析单元中被水稀释。在透析中心，透析流体浓缩物或者是存放在罐中或袋中的预制品，或者被从中心储存罐经由环形管道系统传送。
透析流体被供应到透析单元的透析器中，该透析器被半渗透性膜分隔成透析流体室和血液室。当患者的血液连续流过血液室时，透析流体作为逆流连续流过透析流体室。
由中心源供应的透析流体浓缩物易于处理，但其缺点是不能适应单个患者的需要。不由中心源供应的透析流体浓缩物尽管允许对透析流体进行调节以适应单个患者，但这样对于每次透析治疗都必须在罐中或袋中将该浓缩物输送到透析单元。在通常情况下，必须使用盛有5或6升酸性浓缩物的罐和盛有650至750克碳酸氢盐的袋。
由于可根据需要抽取在中心制备的浓缩物，所以不会出现残留材料，但仅为单次治疗预先制备的浓缩物往往用不完。但是，只能在罐或袋已经完全清空的情况下才能通过颗粒化或燃烧对包装材料进行正确的处理，因此在治疗后残留于袋中的任何材料都必须被丢弃。此外，将过量的浓缩物处理成废物造成了材料浪费。
已知多种用于用浓缩物和水制备透析流体的装置。例如，US-A-4,895,657说明了一种配比装置，其中在浓缩物容器中盛有两种流体浓缩物，然后将每种流体浓缩物进行混合并根据预定的比例用水稀释。通常将浓缩物称为“35倍(35-fold)”，即向给定体积的浓缩物添加足够的水可使总体积成为浓缩物体积的35倍。在实际中，这表示将1体积的浓缩物和34体积的水相混合。
发明内容
本发明的目的是提供一种将透析流体供应到透析单元的透析器中的方法，以便根据患者的特定需要制备透析流体。根据本发明，该目的通过通过如下方法步骤实现：在至少一个接收单元中提供至少一种透析流体浓缩物；提供用于稀释所述透析流体浓缩物的水；以预定的体积比将透析流体浓缩物和水混合，以制备透析流体；在预定的治疗时间TB内以预定的透析流体流率向透析单元的透析器供应透析流体；其特征在于：根据透析治疗开始时存在的透析流体浓缩物的预定量、透析流体浓缩物和水的预定体积比以及预定透析治疗时间在透析治疗期间这样来设定透析流体流率Qd，以便在治疗结束时接收单元中剩余预定的透析流体浓缩物残留量或没有剩余残留量。
本发明的另一目的是提供一种允许根据单个患者的特定需要供应透析流体的生产装置。根据本发明，该目的通过这样的装置实现，该装置具有：至少一个用于至少一种透析流体浓缩物的接收单元；用于提供用于稀释透析流体浓缩物的水装置；用于以预定体积比将透析流体浓缩物与水混合以制备透析流体的装置；用于在预定的治疗时间内以预定的透析流体流率将透析流体引导至透析单元的透析器的装置；其特征在于：设有一控制和计算单元，该单元设计成可在透析治疗期间跟据透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物量、透析流体浓缩物和水的预定体积比和预定的透析治疗时间调节透析流体的流率Qd，以便在透析治疗结束时接收单元中剩余预定的透析流体浓缩物残留量或者没有剩余残留量。
在根据本发明的方法或装置中，在至少一个接收单元中提供至少一种透析流体浓缩物。这种接收单元可为例如容器(罐)、袋等。
根据本发明的方法或装置基于这样的原理：这样设置透析治疗期间的透析流体流率(流量)，使得在治疗结束时在接收单元中剩余预定量的残留透析流体浓缩物或者在接收单元中没有残余量。为此，对透析流体流率的调节与透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物量、透析流体浓缩物和水的预定体积比以及透析治疗的预定持续时间有关。透析流体的流率可在治疗期间保持恒定或者为可变的。
根据本发明的方法或装置使得可将透析流体的流率调节到治疗所需的最小流率之上的水平，以便提高总的透析流率。
在常规的透析治疗中，医生通过对于特定透析器指定相应的血液流率和透析流体流率以及相应的治疗时间来规定特定的透析剂量。在实际中，这样确定可使用的浓缩物的量：即通常所述浓缩物足以在不同的透析流体流率下进行治疗。因此，在实际中浓缩物未被完全用完。根据本发明的方法或装置充分利用残留的浓缩物来设定较高的透析流体流率。其优点在于当使用较高的流率时透析剂量增加，这对透析治疗有益。例如，随着透析流体流率增加至接近渐近极限值，中空纤维透析器的效率增加。
由于上述原因，原则上尽力确保在透析治疗结束时用完接收单元中的流体。但是，在实际中，在个别情况下是可使用这样控制透析流体的流率：即在接收单元中保留预定残余量的透析流体浓缩物作为储备。例如，如果透析治疗因并发症而发生一次或多次中断，并且在中断期间透析流体流被废弃掉时，这种储备是必要的。
然后，可使用预定残留量的浓缩物来制备适当延长透析治疗所必需的透析流体，从而确保完成有效的治疗时间。
优选地，在治疗结束时将预定的透析流体残留量排放，以便将接收单元完全清空以进行处理。优选以预定的体积比用水稀释所述预定的透析流体残留量，以确保可将稀释的透析流体浓缩物排放而不会引起任何问题。
可将预定的透析流体浓缩物体积、预定的体积比和预定的治疗时间手工输入或自动读取。例如，可将所述数据以条形码的形式记录在容器或袋上，然后利用一相应的读取装置进行读取。
在根据本发明的方法或装置的优选实施例中，根据透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物的量、浓缩物和水的预定体积比以及预定的治疗时间来在透析治疗开始前确定整个透析治疗期间透析流体的流率。然后可设定整个透析治疗期间的透析流体的流率，以使接收单元中剩余预定残留量的浓缩物或不剩余残留量。
另一实施例设想，首先为形成整个透析治疗的大部分的预定时间间隔设定一预定的透析流体流率，为剩余治疗时间设定的透析流体流率在预定时间间隔结束时才确定，以便在治疗结束时接收单元内剩余预定残留量的透析流体浓缩物或没有残留量。为此，在预定时间间隔结束之后根据接收单元中剩余的透析流体浓缩物的量、预定的体积比以及剩余的治疗时间来确定所述透析流体流率。接收单元内的透析流体浓缩物的量根据透析治疗开始时的预定浓缩物量和所使用的透析流体的量来确定。如果通过一其操作循环数-即活塞冲程、转数等和所输送的体积之间具有恒定关系的泵来进行配比，则可以简单的方式计算所使用的透析流体浓缩物的量而不必考虑任何外部运行条件。如果透析治疗在预定的时间间隔内出现一次或多次中断，则可将治疗时间相应延长，然后可根据加长的治疗时间来确定最佳的透析流体流率。
当使用多个接收单元中的多种浓缩物时，则如果接收单元具有不同的容量并且透析流体浓缩物和水的体积比不同，就只能为其中一个接收单元预设残留量。在这种情况下，应当根据首先使用的接收单元中的预定浓缩物体积来计算透析流体的流率。
各种透析装置都可在透析治疗开始前在预定时间间隔内进行试验。为了确定透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物的量，使用试验前接收单元中透析流体浓缩物的量和在预定时间间隔内使用的透析流体浓缩物的量确定出在透析治疗开始前接收单元中的浓缩物的量。
附图说明
下面结合附图详细说明根据本发明的方法和装置的两个实施例，其中：
图1为透析单元的透析器的供应装置和透析装置的非常简化的示意图；
图2a和2b为第一实施例中浓缩物量或透析流体流随时间变化的图；
图3a和3b为第二实施例中浓缩物量或透析流体流随时间变化的图。
具体实施方式
血液透析装置具有一透析器1，该透析器1被半渗透膜2分隔成血液室3和透析流体室4。血液室3的入口连接到其中接入一血液泵6的血液导入管5的一端，而血液室的出口与血液导出管7的端部相连。透析流体导入管8通向透析流体室4的入口，一透析流体导出管9从该透析流体室的出口通向一排放口10。在透析流体流出管9中接入一透析流体泵11。在透析治疗期间，患者的血液流经透析器1的血液室3，而透析流体以逆流流过透析流体室4。
一般来说，用于向透析器供应透析流体的装置是透析单元的组成部分。但是，原则上该供应装置也可设计成一独立的单元。下面将对供应装置进行详细说明。
为了制备透析流体，将两种浓缩物K1和K2以预定的体积比与水W混合。例如在实际中常用的稀释的指导示例包括“35倍”或“45倍”的比例，即将1体积的浓缩物与34或44体积的水混合。如果使用粉末形式的干燥浓缩物代替流体浓缩物，则首先将粉末的重量换算成相应的流体浓缩物体积，以使该浓缩物可以根据预定的体积比与水混合。
供应装置包括两个用于两种浓缩物的接收单元：一个是盛有5或6升酸性浓缩物的罐12，而另一个是盛有650至750克碳酸氢盐(bicarbonate)的袋13。
第一浓缩物管14从罐12通至一混合室15，第二浓缩物管16从袋13通至混合室15。比例泵17和18分别连入第一浓缩物管14和第二浓缩物管16。此外，连接到一水源38的供水管19通入混合室15中。供水管19中同样连入一比例泵20。
比例泵17、18和20通过数据和控制线21、22和23连接到中央控制和计算单元24，该单元24发指令使所述比例泵以特定输送流率运行，以便将浓缩物和水以预定体积比混合，从而在混合室15中制造透析流体。盛有干燥的浓缩物的袋13具有入水口46，以引入预定量的水。为了由干燥的浓缩物获得以预定的体积比与水混合的流体浓缩物，首先使粉末溶解在通过入水口进入袋内的水中。
此外，供应装置具有一输入单元25，该输入单元25通过数据线39与中央控制和计算单元24通信。
一清空管26从罐12伸出并通至一第二混合室27相连，而一第二清空管28从袋13伸出并通至混合室27相连。一也连至混合室27的水管29从水源38引出。在第一清空管26、第二清空管27和水管29中分别连接有泵30、31和32，所述泵经由控制线33、34和35与中央控制和计算单元24通信。排放管36从混合室27引出连接到排放口10。
例如，如果出现并发症或有必要进行试验，为了便于中断透析治疗，该单元设有一带有旁通阀40的旁通管41，以及相对于透析器1的透析流体室4的上游设置一截止阀42和下游设置一截止阀43。如果透析治疗被中断，则透析流体经旁通管41流到排放口10，此时透析流体不流经透析流体室4。
血液透析单元还具有一中央计算和控制单元44，该单元通过数据线45与供应装置的控制和计算单元24通信。
下面将详细说明供应装置的运行方法。
在第一实施例中，供应装置的控制和计算单元24控制泵的运行，以便执行下列步骤。
在透析治疗开始前，将罐12和袋13中的流体浓缩物的量M1和M2分别输入给输入单元25。此外，还将与有效治疗时间TB以及浓缩物K1和K2与水W的体积比V1、V2分别输入给输入单元25。
为了制备待供应到透析器1的透析流体，控制和计算单元24这样设定比例泵17、18和20的输送流率，使得浓缩物K1和K2均在混合室中以预定的体积比与水混合。
在初始试验和准备阶段，透析单元的控制和计算单元44关闭截止阀42、43并打开旁通阀40，以使透析流体经过旁通管41向排放口10流动预定的时间间隔Ttest。透析流体的流率为例如Qdt。在时间间隔Ttest结束时有效的透析治疗开始。
现在控制和计算单元24根据比例泵17和18的预定输送流率计算时间间隔Ttest期间所用的浓缩物的量。根据预定的浓缩物量M1、M2和时间间隔Ttest期间所用的浓缩物量的差值，控制和计算单元24确定在有效透析治疗开始时罐12或袋13中的浓缩物的量。
应当在透析治疗期间力求确保如果在可能的情况下两个接收器都应当被完全清空。但是，在实际中如果罐12和袋13内的内容物之间没有精确地相互协调，则这不可能实现。因此，控制和计算单元24规定应完全清空的接收单元。在本实施例中，假设罐12应被完全清空。当然，原则上也可力求保证在罐12中剩余预定的残留量。当然，所述规定只是作为示例。从而，控制和计算单元24例如可以规定，哪个接收单元应被完全清空：即另一个接收单元中剩余的残留量应当尽可能少。
现在控制和计算单元24由试验之后有效透析治疗开始时(时刻t1)罐12中浓缩物的量Mt1、透析治疗的预定持续时间TB和酸性浓缩物K1与水W之间的预定体积关系V1计算出确保在透析治疗结束时用尽浓缩物从而在罐中不剩余浓缩物残留量所需要的透析流体流率Qd。用于该透析流体流率的指令经由数据线45被传送到透析单元的控制和计算单元44，然后该控制和计算单元44设定相应的透析流体泵11的输送速率。
图2a和2b示出罐12中的浓缩物量M和透析流体流率Qd随时间t的变化。可明显看出，在时刻刻0已经为试验设定了一第一恒定的透析流体流率Qdt，在时刻t1已经为有效透析治疗设定了一第二恒定透析流体流率Qdb，所述第二流率确定成确保在透析治疗的终点t3用尽浓缩物。
虽然罐12被完全清空，但在袋13中剩余有一定残留量的浓缩物。为了将袋清空，控制和计算单元24致动比例泵31和32以从袋13中抽出浓缩物的残留量。浓缩物与水在混合室27中混合，泵32以所需的体积比供应水。然后已稀释的浓缩物通过排放管36引导到排放口10。最后，罐和袋都可被从透析治疗单元移除并正确地处理。
如果在有效透析治疗过程中出现并发症，则断开透析器1，透析流体经由旁通管41被废弃。如果经常出现故障，则有必要相应地延长治疗以达到有效治疗时间Teff。但是，在上述实施例中这是不可能的，因为在透析治疗结束的时刻t3已经没有浓缩物可用。
图2b示出血液流率Qda，在常规透析治疗时由医生设定所述血液流率以规定一特定的透析剂量。可清楚地看出，根据本发明的方法的血液流率大于由医生设定的流率Qda，从而透析剂量增加。
下面对第二实施例进行说明，该实施例允许在出现一次或多次中断后相应地延长透析治疗。第二实施例与第一实施例的区别仅在于：供应装置的控制和计算单元24设有不同的程序序列。
首先，进行与第一实施例相同的试验。当将一些透析流体处理为废物的试验结束后，控制和计算单元24再次确定在透析治疗开始时(时刻t1)罐12或袋13中浓缩物的量，并决定应完全清空哪一个。再次假设罐12中不剩余浓缩物的残留量。
然后，控制和计算单元24为将构成透析治疗主要部分的预定时间间隔TB1确定透析流体流率Qd，该流率等于第一实施例中所计算的流率。但原则上该流率可更小或更大。但该流率应确定成这样一个值：即在结束于t2的时间间隔TB1结束后，罐12中仍剩余足量的浓缩物，以使治疗可延长超过预定时长TB。
在时间间隔TB1结束后，透析单元的控制和计算单元44确定透析治疗中断的时间段TV。这是透析治疗应当继续进行至超过预定的治疗持续时间TB的时间段。
供应装置的控制和计算单元24现在根据预定的治疗时间TB、预定时间间隔TB1以及治疗应当延长的时间段TV计算出剩余治疗时间TB2。
然后控制和计算单元24根据输入到输入单元25的浓缩物量M1-即预定的浓缩物量和在试验以及预定时间间隔TB1期间使用的浓缩物量计算在时刻t2仍然罐12中的浓缩物量M2。
接着控制和计算单元24根据剩余的治疗时间TB2和罐12中的浓缩物量Mt2计算被设定成在治疗结束时将罐12完全清空的透析流体流率Qdv。然后为剩余的治疗设定该透析流体流率。
图3a和3b也示出随时间t变化的罐12内的浓缩物量和透析流体流率Qd。可清楚地看出，首先以与第一实施例相同的透析流体流率Qd在预定时间间隔TB1上进行治疗，然后在时间间隔TB1之后使用较小的透析流体流率Qdv，所述透析流体流率确定成使罐12在治疗结束时完全清空。
此外，很明显根据本发明的方法的血液流率大于在常规治疗情况下医生指定的血液流率Qda。
在治疗结束时，再次用水稀释袋13中剩余的浓缩物残留量，然后将其废弃，因此可将罐和袋都移除并进行处理。
为了废弃浓缩物残留量，原则上不必使用管26、28、29、36、所属的泵30、31、32以及混合室27。在一可选实施例中，控制和计算单元44将血液透析单元转换接通“旁通”状态以废弃处理浓缩物残留量：即关闭阀42和43而打开阀40直至残留量流尽。本实施例的优点是不需要额外的混合室或额外的管道和泵。因此，在实际中优选本实施例。
应当指出，根据本发明的供应装置允许预设非常不同的透析流体流率。唯一决定性是：根据浓缩物量、体积比和治疗时间设定透析流体流率。

Claims (8)

1.用于向透析单元的透析器供应透析流体的装置，具有
至少一个用于至少一种透析流体浓缩物(K1、K2)的接收单元(12、13)，
用于提供用于稀释透析流体浓缩物的水(W)的装置(38)，
用于以预定体积比将透析流体浓缩物与水混合以制备透析流体的装置(15；17、18、20)，
用于在预定的治疗时间内以预定的透析流体流率将透析流体引导至透析单元的透析器的装置(11)，
其特征在于：
设有一控制和计算单元(24)，该单元设计成可在透析治疗期间根据透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物量、透析流体浓缩物和水的预定体积比和预定的透析治疗时间调节透析流体的流率，以便在透析治疗结束时接收单元(12、13)中剩余预定的透析流体浓缩物残留量或者没有剩余残留量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：控制和计算单元(24)设计成可由透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物量、预定的体积比和预定的治疗时间在透析治疗开始之前确定透析流体流率，可在整个治疗时间上设定该流率，以便在透析时间结束时接收单元(12、13)中剩余预定的透析流体浓缩物残留量或者没有剩余残留量。
3.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于：控制和计算单元(24)设计成：为了在透析治疗开始前在一预定时间间隔Ttest内对透析单元进行试验，可根据透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物量和在该预定时间间隔内使用的透析流体浓缩物量确定在透析治疗开始前接收单元(12、13)内的透析流体浓缩物量。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：控制和计算单元(24)与用于混合透析流体浓缩物和水的装置(15；17、18、20)共同作用，以在透析治疗的一预定时间间隔TB1内可设定一预定的透析流体流率，其中在透析治疗期间可根据透析治疗开始时的预定透析流体浓缩物量和所使用的透析流体浓缩量确定在所述预定时间间隔结束后接收单元(12、13)中的透析流体浓缩物量；在预定的时间间隔TB1结束后可根据接收单元中的透析流体浓缩物量、预定体积比和剩余治疗时间来确定透析流体流率，所述流率可在剩余的治疗时间上设定，从而治疗结束时接收单元中剩余预定的透析流体浓缩物残留量或没有剩余残留量。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：设有用于将透析流体残留量从接收单元(12、13)排放到一排放口(10)的装置(26、28；30、31)，其中控制和计算单元(24)与用于排放透析流体残留量的装置共同作用，以便在透析治疗结束时能够将预定的残留量排放到所述排放口。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设有用于以预定的体积比将透析流体残留量与水混合的装置(27)，其中控制和计算单元(24)与用于将所述残留量与水混合的装置共同作用，以便在透析流体残留量排放到排放口(10)之前可用水稀释所述透析流体残留量。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在接收单元(12、13)内没有剩余透析流体残留量。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：设有用于输入接收单元(12、13)中的预定透析流体浓缩物量、透析流体浓缩物和水的预定体积比以及预定的治疗时间的装置(25)。
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