CN101909671A - 确定瘘管再循环和/或心肺再循环占总瘘管再循环和心肺再循环百分比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在体外血液处理期间确定瘘管再循环和/或心肺再循环占瘘管再循环和心肺再循环总和的百分比的方法和设备，其中置换流体以特定置换速度给送至所述透析器(1)或者过滤器第一腔室(3)上游或者下游的血液，而流体以特定流速经所述透析器(1)或者过滤器的隔膜(2)从血液分离。根据本发明的方法和设备的特征在于，在所述透析器或者过滤器上游或者下游使置换速度Q_S改变预定的量，同时经所述透析器隔膜分离的流体的流速Q_FM改变。在所述置换速度或经所述透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速改变之前和之后确定血量RBV(t)或者与血量相关的量，例如红细胞压积Hct(t)，以基于血量或红细胞压积计算瘘管再循环R_A。另外，确定瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和R。以及从所确定的瘘管再循环(R_A)和所确定的瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和R确定瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)占瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)总和的百分比。

Description

确定瘘管再循环和/或心肺再循环占总瘘管再循环和心肺再循环百分比的方法

技术领域

本发明涉及一种确定采用体外血液回路进行体外血液处理的瘘管再循环和/或心肺再循环占瘘管再循环和心肺再循环总和的份额的方法，所述回路包括被隔膜分为第一腔室和第二腔室的透析器或者过滤器的第一腔室，和具有透析器或者过滤器第二腔室的流体系统，其中血液以特定血液流速给送至透析器或者过滤器的第一腔室，置换流体以特定置换速度给送至透析器或者过滤器第一腔室上游或者下游的血液，而流体以特定流速经透析器或者过滤器的隔膜从血液分离。

另外，本发明涉及一种确定体外血液处理设备的瘘管再循环和/或心肺再循环在瘘管再循环和心肺再循环总和中的份额的装置。另外，本发明涉及一种具有确定瘘管再循环和/或心肺再循环在瘘管再循环和心肺再循环总和中的份额的装置的体外血液处理设备。

背景技术

采用体外血液处理和净化的各种方法以去除通常随尿液排出的物质和分离流体。对于血液透析而言，在透析器中对患者进行体外血液净化。透析器具有被半透膜隔开的血液腔室和透析流体腔室。在处理期间，患者血液流经血液腔室。为从血液有效除去通常随尿液排出的物质，新鲜的透析流体连续流经透析流体腔室。

尽管对经过透析器隔膜输送较小分子物质在血液透析(HD)时必要地由透析流体和血液之间的浓度差(扩散)决定，但是对血液过滤(HF)而言经透析器隔膜的高流体流(对流)有效去除溶解在等离子水中的物质特别是较高分子物质。在血液过滤中透析器用作过滤器。血液透析过滤(HDF)是两种方法的组合。

对血液透析过滤而言，一部分经透析器隔膜从血液分离的流体由被通常供应至透析器上游或透析器下游的体外血液回路的无菌置换流体替代。对透析器上游置换流体的供应也称作前稀释而透析器下游的供应称作后稀释。

已知多种血液透析过滤设备，其中从新鲜的水和透析流体浓缩液在线制备透析流体，从透析流体在线制备置换流体。

对于已知的血液透析过滤设备而言，置换流体从机器的流体系统经置换流体供应管线给送至体外血液回路。对于前稀释而言，置换流体管线连至透析器或者过滤器上游的动脉血管上的接合点，而对后稀释而言置换流体管线连至透析器或者过滤器下游的静脉血管上的接合点。置换流体管线包括例如连接器，借助所述连接器可连至静脉或者动脉血管。为中断流体供应，在置换流体管线上提供夹子或者类似东西。例如从EP-A-0189561已知这样的血液透析过滤设备。

在已知的慢性血液净化处理方法中，例如血液透析、血液过滤和血液透析过滤，常常外科应用动静脉瘘管作为血管系统的入口。还可能采用注入。下面提到瘘管时，其被理解为指的是任意类型的患者静脉和动脉之间的连接。

仅仅在实际的透析处理期间使用流经瘘管的血液。在不进行透析的时间，瘘管中的血流对应功能性左/右分流，其避开外围使用直接连至静脉系统和心脏，其中从心每分输出量(HMV)供给一部分动脉血液。瘘管流经心脏和肺再循环。心每分输出量中瘘管流的功能部分定义为心肺再循环。

心肺再循环不仅对患者的血循环负载起作用，而且影响透析效率。因为体外回路的透析血液和大身体循环的静脉回流混合从而绕过系统循环区域，因此系统减小动脉血液中可透析组份的浓度(D.Schneditz等人：Cardiopulmonary recirculation during haemodialysis.Kidney Int.42：1450-1456，1992)。

瘘管的重要功能在于其灌注。如果瘘管流低于临界值则瘘管血拴症风险增加从而可能损失血管通路，这一点在透析处理中是明显的并发症(W.Bay等人：Color Doppler flow predicts PTFE graft failure，J.Am.Soc.Nephrol.5：407(1994))。如果在透析处理其间的瘘管流小于体外血液流(QB)，则发生局部瘘管再循环，从而一部分借助静脉血管给送回瘘管的透析血液再次经动脉血管给送回透析器。瘘管再循环R_A使得透析效率大大下降(F.Gotch：“Models to predict recirculation and its effects on treatment time in single-needle-dialysis”，First Intl.Symposium on Single-Needle-Dialysis，出版商：S.Rignoir，R.Vanholder和P.Ivanovich，Cleveland，ISAO出版社，1984，305页始)。因此，测量血管入口的质量为保证透析处理质量的重要手段。

考虑到其临床意义，已知各种测量瘘管再循环(R_A)的方法。所有这些方法的共同点为测量血液的物理或者化学特征量，所述特征量在体外回路的静脉支路中改变。可通过人工注射指示剂改变或者也可通过透析器制备单元间接改变血液的物理或者化学特征量。

从EDTNA-ERCA Journal 19，6(1993)已知一种称为热稀释的测量再循环的方法。通过所述已知的方法，在透析流体回路中引起温度的短暂下降，其传递至体外回路的动脉支路并且当发生再循环时导致体外回路的动脉支路中发生可检测的温度跳跃。

一种已知的执行称为热稀释的方法的装置包括设置在动脉支路上的温度传感器和处于体外回路的静脉支路上的温度传感器。静脉温度传感器用于检测可归因于透析流体回路中所产生降温的温度跳跃。所测量的温度跳跃随时间积分或者具有别的特征，并随后将其与动脉测量传感器中所记录的温度路线相比较。两个温度积分的比率或者其它特征量相互之间的比率是对瘘管和心肺再循环所引起的透析处理效率总体下降的测量。

已经在实践中试验和测试了已知的用于测量再循环的装置。但是证明了仅仅测量在下面表示为再循环R的总再循环为一个缺陷，所述总再循环对应瘘管再循环R_A和心肺再循环R_CP的总和。

从DE 197 02 441 C1也已知一种测量再循环R即瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和的方法。借助所述已知的方法，透析器上游的透析流体路径中透析流体的物理或者化学特征量改变，这一点引起血液侧的物理或者化学特征量变化。血液侧透析流体特征量的变化引起透析器透析流体腔室下游的透析流体的特征量改变。为确定再循环，在透析器下游的透析流体路径上测量特征量，从作为时间函数的特征量的变化路线确定再循环R。作为物理或者化学特征量，透析流体的离子浓度例如透析流体的Na浓度，或者透析流体的温度可改变并测量。但是缺点再一次在于，借助已知的方法不可能区分瘘管再循环R_A和心肺再循环R_CP。

DE-A-195 28 907 C1描述了一种确定心肺再循环的方法。心肺再循环的测量基于相连的较近连续的两个对再循环比率的测量，所述两个测量在血流逆转之前和之后自动进行。缺点在于所述已知的方法需要逆转血流。

从US 6 537 240 B2已知一种确定再循环的方法，所述方法基于预定时间间隔内超滤速率的增加或者减小所引起的体外血液回路中血液组成的变化。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种可确定瘘管再循环和心肺再循环总和中瘘管和/或心肺再循环的份额的方法。而且，本发明的问题在于提供一种确定瘘管再循环和心肺再循环总和中瘘管和/或心肺再循环的份额的装置。本发明的另一个问题在于提供了一种体外血液处理设备，其包括用于确定瘘管和心肺再循环总和中瘘管再循环和/或心肺再循环的份额的装置。

根据本发明，借助独立权利要求的特征解决这些问题。本发明的有利实施例为从属权利要求的主题。

用于确定在下文也称为再循环的瘘管和心肺再循环总和中瘘管再循环和/或心肺再循环的份额的根据本发明的方法和根据本发明的装置需要进行体外血液处理，其中置换流体以特定的置换速率给送至透析器或者过滤器第一腔室上游或者下游的血液，并且流体以特定速率从血液经透析器或者过滤器的隔膜分离。根据本发明的方法和根据本发明的装置基于，在透析器或者过滤器上游或者下游改变置换速率预定的量，同时通过透析器隔膜分离的流体流速改变。

在置换速率或者通过透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速变化之前，确定血量RBV(t₁)(blood volume)或者与血量相关的量，例如红细胞压积Hct(t₁)、血液密度或者血红蛋白浓度。如果在置换速率或者通过透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速变化之前已知血量或者红细胞压积，则可不进行血量或者红细胞压积的测量。

在置换速率或者通过隔膜分离的流体的流速变化之后，再次确定血量或者与血量相关的量，以能够检测置换速率或者通过隔膜分离的流体的流速的变化所引起的血量或者与血量相关的量的变化。原则上，不必确定在作为绝对量的流速变化之前和之后的血量，而是确定置换速率或者通过分析器隔膜分离的流体的流速的变化所引起的血量的变化就足够。例如确定在流速变化之前和之后的相对血量份额就足够。

基于对置换速率和通过隔膜分离的流体的流速变化之前和之后的血量或者与血量相关的量确定瘘管再循环R_A。因此对瘘管再循环R_A的确定可能仅仅基于血量的变化。因为改变的血量值较快达到，因此以较短的测量时间区分瘘管再循环的测量，在实践中该测量时间介于1和2分钟之间。测量时间较短的影响在于仅仅测量瘘管再循环份额，而不测量再循环R即瘘管再循环和心肺再循环总和中心肺再循环的份额。因为仅仅在经过较短测量时间后才发生心肺再循环，所以不检测该再循环份额。

为确定再循环R中瘘管再循环R_A的份额，根据已知的方法确定再循环R。例如可根据已知为热稀释的方法确定再循环R(EDTNA-ERCA Journal 19，6(1993))。但是还可能根据其它已知的方法确定再循环。

一旦确定再循环R，则确定再循环R中瘘管再循环R_A的份额和/或再循环R中心肺再循环R_CP的份额。可在从再循环R和瘘管再循环R_A之差确定瘘管再循环R_A之后计算心肺再循环R_CP。

因此根据本发明的方法和根据本发明的装置必要地特征在于组合了基于置换速率和通过透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速的变化快速确定瘘管再循环和确定瘘管再循环和心肺再循环的总和以能够确定再循环中瘘管和心肺再循环的相应份额。

基于置换速率和通过隔膜分离的流体的流速的变化确定瘘管再循环基于，这些流速的变化带来血液密度或者血液成份的浓度的变化。在体外血液回路中形成一种增稠或者稀释的“血柱(blood column)”，其表示时间有限的“填塞物”并且在瘘管中迅速再循环以致于可在较慢的心肺再循环开始之前在体外血液回路中对其进行检测。因此，较快地测量瘘管再循环而非心肺再循环从而在采用已知的测量方法测量瘘管和心肺再循环的总和之后可确定瘘管再循环中瘘管和/或心肺再循环的相应份额。原则上，是否确定血量或者与血量相关的量例如体外血液回路的动脉或者静脉支路中的红细胞压积不重要，这是因为可在测量动脉或者静脉支路中的该特征量之后计算体外回路的静脉或者动脉支路中的量。

根据本发明的方法和根据本发明的装置的优选实施例使得置换速率和通过透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速减少相同的量。

在另一个实施例中，完全中断在透析器或者过滤器上游或者下游进入的置换流体以及经透析器或者过滤器的隔膜分离的流体。该中断优选进行预定的时间间隔从而在经过该时间间隔之后恢复到初始场景。

但是原则上置换速率和通过透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速可能增加优选相同的量，或者为供应透析器或者过滤器上游或者下游的置换流体以及经透析器或者过滤器的隔膜分离的流体，提前和之后都测量血量或者与血量相关的量。再次，形成“血柱”，血液通过后稀释进行稀释并通过前稀释增稠。

在已知的血液处理设备中实施根据本发明的方法不需要大量的装备支出，这是因为仅仅有必要短时间停止置换泵并将透析器或者过滤器与体外血液回路隔开从而不能经透析器或者过滤器的隔膜分离流体。例如，可以通过其中停止置换泵而透析器连至旁路的血液处理设备与已知的保持压力测试一起进行所述测量。

附图说明

下面参考附图详细描述根据本发明的血液处理设备的实施例实例，所述设备包括根据本发明的用于确定瘘管再循环和/或心肺再循环占瘘管和心肺再循环总和的份额的装置。

图1以非常简单的示意图示出了体外血液处理设备，其具有用于确定瘘管再循环和/或心肺再循环占瘘管和心肺再循环总和的份额的装置；

图2示出了体外血液处理期间作为时间函数的相对血量；以及

图3示出了体外血液处理时间段中对作为时间函数的相对血量曲线的放大表示。

具体实施方式

图1仅仅示意描述了体外血液处理设备的主要部件，其与确定再循环中瘘管再循环和/或心肺再循环的份额相关。

本血液处理装置为血液透析过滤装置，其包括透析器1，所述透析器被半透膜2分为第一腔室3和第二腔室4，所述第一腔室3流通血液并在下面称为血液腔室，所述第二腔室4流通透析流体且被称为透析器流体腔室。第一腔室3组合至体外血液回路5A，而第二腔室4组合至血液透析过滤设备的透析流体系统5B。

体外血液回路5A包括通向腔室3的入口3a的动脉血管6，和从透析器1的腔室3的出口3b引出的静脉血管7。通过设置在动脉血管6上的动脉血液泵8特别是滚子泵经透析器1的血液腔室3输送患者血液。血液泵以特定血液流速Q_b向透析器的血液腔室3给送血液。血管6、7和透析器3形成可丢弃的一次性应用，其插入透析设备以进行透析处理。为消除气泡，空气分离器(滴注室)组合进动脉和静脉血管。

在透析流体源9中制备新鲜的透析流体。透析流体供应管10从透析流体源9通向透析器1的透析流体腔室4的入口4a。透析流体排放管11从透析流体腔室4的出口4b通向排水管12。第一透析流体泵13组合至透析流体供应管10中，而第二透析流体泵14组合至透析流体排放管11中。第一透析流体泵13将透析流体从透析流体源以特定的透析流体输送速度Q_di输送至透析流体腔室4的入口4a，而第二透析流体泵14将透析流体从透析流体腔室4的出口4b以特定的透析流体排放速度Q_do输送至排水管12。

在透析处理期间，可经置换流体管15将透析流体从透析流体系统5B给送至体外血液回路5A作为置换流体，置换流体管15从第一透析流体泵13上游的透析流体供应管10分叉。置换流体管15包括两个管段15a和15b，其一个管段15a通向动脉血管6，另一个管段15b通向静脉血管7。

通过其中插入置换流体管15的置换泵16特别是滚子泵输送置换流体。划分为两个腔室17a、17b的无菌过滤器17组合至置换泵上游的置换流体管15中。置换流体泵连同相应的管道和无菌过滤器一起形成透析设备的置换装置。为夹紧置换流体回路15的两个管段15a、15b，可提供切断元件例如管夹，但是为更清楚未示出。

血液泵8、第一和第二透析流体泵13和14以及置换泵16经控制线8′、13′、14′、16′连至中央控制和管理单元18，考虑到预定的处理参数借此控制泵。

为运行作为血液透析设备的血液透析过滤设备，运行血液泵8和第一和第二透析流体泵13和14，从而透析流体流经透析器1的透析流体腔室4。为运行作为血液透析过滤设备的血液透析过滤设备，运行置换泵16，从而作为置换流体的无菌透析流体经无菌过滤器16可选地流至血液泵8下游和血液腔室3上游的动脉供应点15A(前稀释)或者至血液腔室下游的静脉供应点15B(后稀释)。但是如果不运行第一透析流体泵13因此将透析流体供应至透析器的透析流体腔室中断，则也可能运行仅仅作为血液过滤设备的血液透析过滤设备。

用于确定瘘管再循环和/或心肺再循环占再循环的份额的装置为体外血液处理设备的元件。所述装置包括控制单元，所述控制单元为血液处理装置的中央控制和计算单元18的元件。

另外，所述设备包括用于确定相对血量RBV(t)或者和血量相关的量例如红细胞压积Hct(t)的单元19。仅仅在图1中示意性描述了所述单元，这是因为测量血量或者红细胞压积的装置为本领域技术人员所已知。原则上，可采用测量这些量的所有已知装置。在实施例的本实例中，确定流经动脉血管6的血液的相对血量或者红细胞压积。

此外，所述设备包括用于确定瘘管再循环R_A和心肺再循环R_CP总和的单元20。本领域技术人员也已知这样的装置。例如，可采用根据已知为热稀释的方法确定再循环R的装置(EDTNA-ERCA Journal 19，6(1993))。但是，原则上也可采用所有其它的确定再循环R的已知装置。

所述设备还包括评估单元21，评估单元21经数据线22、23连至确定相对血量的单元19和确定再循环的单元20。评估单元经另一条数据线24和中央控制单元18通信。

在体外血液处理期间，控制单元18控制血液泵8使得血液以血液流速Q_b流至透析器1的血液腔室3，并且其控制第一和第二透析流体泵13、14使得透析流体以透析流体速度Q_di流至透析流体腔室4而透析流体以透析流体速度Q_do流出透析流体腔室4。控制单元18控制置换泵16使得置换流体以置换速度Q_S可选地给送至血液腔室3上游(前稀释)和/或下游(后稀释)的血液。

下面将描述后稀释的情形，其中置换泵16以置换速度QS向血液腔室下游的血液供应置换流体。在这种情形，置换流体流经置换流体管线的管段15b，而关闭管段15a。

在体外血液处理期间，单元19连续监视相对血量RBV(t)或者红细胞压积Hct(t)。图2示出了在持续若干小时的血液处理期间作为时间函数的相对血量曲线。

为确定再循环中瘘管再循环和/或心肺再循环的份额，控制单元18控制置换泵16使得其输送速度优选仅仅在预定的时间间隔上优选减小预定的量或者置换泵16优选中止预定的时间间隔。同时，控制单元18控制第一和第二透析流体泵13和14使得流速QFM，即流体经透析器隔膜从体外血液回路分离的流速，在相同的时间间隔内随着置换速度减小而减小相同的量，或者经隔膜对流体的分离在相同的时间间隔内完全中断。通过透析机器可特别容易地实现此，其中例如和US 4267040所描述的透析机器相同，由1∶1的平衡系统和独立的超滤管线实现两个透析流体泵13和14的功能。在这种情形，置换流体管线15从优选处于平衡系统下游的透析流体供应管10分叉。如果然后关闭置换泵，则经透析器隔膜从体外血液回路分离流体的流速也会相应地减小。如果然后通过透析器供应管和透析器排放管线之间的旁路(未示出)分离透析器，则可防止透析器中的任何超滤。

图2示出了其中如下的情形，即置换泵16被关闭预定的时间间隔同时控制第一和第二透析流体泵13、14从而不经透析器隔膜分离流体(超滤液)。中止置换泵同时中断经透析器隔膜分离流体导致相对血量RBV(t)或者红细胞压积Hct(t)发生短暂变化。在图2中可清楚地看到作为短暂峰值的血量RBV(t)的变化。因为，在血液处理预定时间间隔期间以预定间隔中止置换泵，产生大量的血量的短暂峰值。

图3以放大视图示出了血液处理片断期间中止置换泵同时中断分离超滤液所引起的血量短暂变化。可以看出相对血量RBV(t)总是减小相同的量。同样的情形适用于和血量相关的量，例如红细胞压积。在关闭置换泵并中断置换流体的分离之后，在体外回路中形成一种表示“阻塞物”的增稠“血柱”，其导致血量RBV或者红细胞压积发生变化。

在后稀释时相对血量的减小或者血液密度或者血液成分的增加是如下事实造成的，即在紧邻向血液给送置换流体的置换速度Q_S减小以及经透析器或者过滤器隔膜从血液分离流体的流体速度Q_FM同时减小之后，仍然经隔膜从现在流出透析器的血液分离相应的流体量，而没有在透析器下游进行的相应置换流体稀释。因此，流出透析器或者过滤器的血液在紧邻速度Q_S和Q_FM的减小之后立即增稠。因此，在经过透析器之后(后稀释)给送至血液的置换流体的量的减小从而立即导致透析器下游的血液回路的血液或者血液组成的密度增加。相反，如果前稀释中速度Q_S和Q_FM减小，则透析器或者过滤器中的血液已经被先前供应的置换流体稀释。因为对应置换流体流的透析器的过滤减弱或者没有，所以在这种情形流回患者的血液密度减小，即相对血量增大。

用于确定相对血量的单元19确定停止之前的相对血量(RBV(t₁))和置换泵停止以及超滤液分离中断之后的相对血量(RBV(t₂))。置换流体供应和超滤液分离中断的时间不与测量相对血量的时间t₁或者t₂同时。相反，测量发生于前述流速变化之前或者之后的某时间段，这是因为在关闭泵之后“血柱”到达测量点之前需要一定的时间。然后如下面所详细描述，基于停止置换泵之前和之后的血量(RBV(t₂))/(RBV(t₁))的比率k计算瘘管再循环R_A。

单独的量如下所示：

R_A：分路/瘘管中再循环

Hct_p：透析患者的红细胞压积

Hct_A：动脉针和血液泵之间的动脉血管中的红细胞压积

Hct_V：静脉滴注室和静脉针之间的静脉血管中的红细胞压积

BPR：血液泵的输送速度

UFR：净超滤速度

Q_S：置换泵的输送速度

α：UFR和血液泵输送速度之比

β₁：后稀释计算因子

β₂：前稀释计算因子

RBV：相对血量

Q_FM：经透析器隔膜从血液分离流体的流速

满足下式：Q_FM＝Q_S+UFR。

下面将考虑后稀释的情形。假定血液泵8在时间t₁经体外回路5A以输送速度BPR泵送血液，而置换泵16以输送速度Q_S向透析器1的血液腔室3下游的体外回路中的血液供应置换流体，而经透析器的隔膜2以流速Q_S分离流体。

Hct_A(t₁)＝Hct_P(t₁)·(1-R_A(t₁))+Hct_V(t₁)·R_A(t₁)            (1)

${\mathrm{Hct}}_V\left(t_1\right)=\frac{{\mathrm{Hct}}_A\left(t_1\right)}{1-\mathrm{\α}}---\left(2\right)$

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{UFR}\left(t_1\right)}{\mathrm{BPR}\left(t_1\right)}---\left(3\right)$

${\mathrm{Hct}}_A\left(t_1\right)={\mathrm{Hct}}_P\left(t_1\right)\·(1-R_A\left(t_1\right))\·\frac{1-\mathrm{\α}}{1-\mathrm{\α}-R_A\left(t_1\right)}---\left(4\right)$

现在假定在时间t2停止置换泵同时中断经透析器隔膜分离流体。另一方面，血液泵的传输速度BPR保持不变((RBV(t₁)＝RBV(t₂))。

${\mathrm{Hct}}_A\left(t_2\right)={\mathrm{Hct}}_P\left(t_2\right)\·(1-R_A\left(t_2\right))\·\frac{1-\mathrm{\β}}{1-\mathrm{\β}-R_A\left(t_2\right)}---\left(5\right)$

$\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{UFR}\left(t\right)-Q_S\left(t\right)}{\mathrm{BPR}\left(t\right)}---\left(6\right)$

从方程(4)和(5)得出如下结果：

$\frac{{\mathrm{Hct}}_A\left(t_1\right)}{{\mathrm{Hct}}_A\left(t_2\right)}=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β}-R_A\left(t_2\right))}{(1-\mathrm{\β})\·(1-\mathrm{\α}-R_A\left(t_1\right))}\·\frac{{\mathrm{Hct}}_P\left(t_1\right)\·(1-R_A\left(t_1\right))}{{\mathrm{Hct}}_P\left(t_2\right)\·(1-R_A\left(t_2\right))}---\left(7\right)$

假定患者的红细胞压积和再循环不变，即Hct_p(t₁)＝Hct_p(t₂)＝R(t₁)＝R(t₂)＝R，则存在下面的结果：

k＝Hct_A(t₁)/Hct_A(t₂)＝RBV(t₂)/RBV(t₁)＜1

$k=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β}-R_A)}{(1-\mathrm{\β})\·(1-\mathrm{\α}-R_A)}---\left(8\right)$

变换方程(8)后可得到下面的结果：

$R_A=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β})\·(1-k)}{(1-\mathrm{\α})-k(1-\mathrm{\β})}\mathrm{mit}---\left(9\right)$

其中

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{UFR}\left(t\right)}{\mathrm{BPR}\left(t\right)}$

以及

$\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{UFR}\left(t\right)+Q_S\left(t\right)}{\mathrm{BPR}\left(t\right)}$

对于前稀释，存在下面的结果：

$R_A=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β})\·(1-k)}{(1-\mathrm{\α})-k(1-\mathrm{\β})}\mathrm{mit}---\left(10\right)$

其中

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{UFR}\left(t\right)}{\mathrm{BPR}\left(t\right)}---\left(3\right)$

以及

$\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{UFR}\left(t\right)-Q_S\left(t\right)}{\mathrm{BPR}\left(t\right)}---\left(11\right)$

k＝Hct_A(t₁)/Hct_A(t₂)＝RB_V(t₂)/RB_V(t₁)＞1               (12)

因此评估单元21在后稀释时根据方程(9)，在前稀释时根据方程(10)，从超滤速度UFR和血液泵BPR的传输速度以及置换泵的传输速度Q_S，以及单元19在中断置换和超滤之前的时间t₁和在中断置换和超滤之后的时间t₂测量的动脉血管中血液的红细胞压积Hct_A(t₁)和Hct_A(t₂)的比率k，计算再循环。

除了红细胞压积，也可从在中断置换和超滤之后的时间t₂的相对血量RBV(t₂)和在中断置换和超滤之前的时间t₁的相对血量RBV(t₁)的商计算系数k。因此仅仅为中断之前和之后的相对血量的比率或者和血量相关的量例如红细胞压积的比率问题。

为确定总再循环R中瘘管再循环R_A的份额，控制单元18停止置换泵16预定的时间间隔(Q_S＝0)，并调节透析流体泵13和14的传输速度从而在预定的时间间隔内没有流体经透析器的隔膜从血液分离(Q_FM＝0)。其效果在于超滤中断(UFR＝0)。透析流体泵13和14的传输速度也可调节为等于零(Q_di＝Q_do＝0)。例如当作为压力保持测试的一部分的旁路桥接透析器时出现这样的状态。经过所述时间间隔之后，控制单元18重新调节泵的初始输送速度。

在中断置换和超滤之前和之后，单元19确定相对血量RBV(t₁)和RBV(t₂)或者红细胞压积Hct_A(t₁)和Hct_A(t₂)。评估单元21从相对血量或者红细胞压积的值计算系数k。此外，评估单元根据方程(3)从置换和超滤中断之前的净超滤速度UFR和在中断置换和超滤之前和之后保持恒定的血液泵BPR的传输速度计算系数α。计算单元根据方程(6)从净超滤速度UFR和置换速度Q_S以及血液泵的传输速度BPR计算系数β。然后对于后稀释，计算单元根据方程(9)计算瘘管再循环R_A。

对于前稀释，计算单元根据方程(3)计算系数α，根据方程(11)计算系数β。然后对于前稀释，计算单元根据方程(10)计算瘘管再循环R_A。

因为再循环的测量非常快，所以仅仅测量瘘管再循环R_A而非瘘管和再循环的总和R。单元20根据已知的方法例如根据已知为热稀释的方法(EDTNA-ERCA Journal 19，6(1993))确定瘘管再循环R_A和心肺再循环R_CP的总和R。

评估单元21然后计算瘘管和心肺再循环的总和R中的瘘管再循环R_A的份额。评估单元根据如下事实计算心肺再循环R_CP，即确定瘘管和心肺再循环的测量总和R和计算的瘘管再循环R_A之差。

再循环值可显示在显示单元(未示出)和/或用于计算体外血液处理的其它特征量。

Claims (20)

1.一种确定采用体外血液回路进行体外血液处理的设备的瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)占瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)总和的份额的方法，所述回路包括被隔膜分为第一腔室和第二腔室的透析器或者过滤器的第一腔室，和具有透析器或者过滤器第二腔室的流体系统，其中血液以特定血液流速给送至所述透析器或者过滤器的第一腔室，置换流体以特定置换速度给送至所述透析器或者过滤器第一腔室上游或者下游的血液，而流体以特定流速经所述透析器或者过滤器的隔膜从血液分离，

其特征在于

在所述透析器或者过滤器上游或者下游使置换速度Q_S改变预定的量，同时经所述透析器隔膜分离的流体的流速Q_FM改变，

在所述置换速度和经所述透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速改变之前确定血量(RBV(t₁))或者和所述血量相关的量，

在所述置换速度和经所述透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速改变之后确定血量(RBV(t₂))或者和所述血量相关的量，

从在所述置换速度和经所述透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速改变之前和之后确定的血量(RBV(t₁)；RBV(t₂))或者与血量相关的量确定瘘管再循环(R_A)，

确定瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和，

以及从所确定的瘘管再循环(R_A)和所确定的瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和确定瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)占瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)总和的份额。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM减小相同的量。

3.根据权利要求1或者2的方法，其特征在于，中断置换流体的供应和经透析器或者过滤器隔膜对流体的分离。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，以预定的时间间隔中断置换流体的供应和经透析器或者过滤器隔膜对流体的分离。

5.根据用于体外血液处理设备的权利要求1至4任一项的方法，其中置换流体以特定的置换速度Q_s给送至透析器或者过滤器第一腔室下游的血液，而流体以特定流速Q_FM经透析器或者过滤器的隔膜从血液分离，从而以特定的超滤速度UFR从患者分离流体，其特征在于，将超滤速度UFR和血液流速BPR的商计算为第一系数α，将超滤速度UFR和置换速度Q_S的总和与血液流速BPR的商计算为第二系数β，基于在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k以及基于第一和第二系数α、β，确定瘘管再循环R_A。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，根据下述方程从在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k以及从第一和第二系数α、β计算瘘管再循环R_A：

$R_A=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β})\·(1-k)}{(1-\mathrm{\α})-k\·(1-\mathrm{\β})}.$

7.根据用于体外血液处理设备的权利要求1至4任一项的方法，其中置换流体以特定的置换速度Q_s给送至透析器或者过滤器第一腔室上游的血液，而流体以特定流速Q_FM经透析器或者过滤器的隔膜从血液分离，从而以特定的超滤速度UFR从患者分离流体，其特征在于，将超滤速度UFR和血液流速BPR的商计算为第一系数α，将超滤速度UFR和置换速度Q_S的差与血液流速BPR的商计算为第二系数β，基于在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k以及基于第一和第二系数α、β，确定瘘管再循环R_A。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，根据下述方程从在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k以及从第一和第二系数α、β计算瘘管再循环R_A：

$R_A=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β})\·(1-k)}{(1-\mathrm{\α})-k\·(1-\mathrm{\β})}.$

9.根据权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，从所确定的瘘管再循环R_A和心肺再循环R_CP的总和R与所确定的瘘管再循环R_A之差计算心肺再循环。

10.一种确定体外血液处理设备的瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)在瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)总和中的份额的装置，所述体外血液处理设备包括：

体外血液回路(5A)，包括被隔膜(2)分为第一腔室和第二腔室(4)的透析器(1)或者过滤器的第一腔室(3)，和具有透析器或者过滤器第二腔室的流体系统(5B)，

装置(8)，用于以特定血液流速向透析器或者过滤器的第一腔室供应血液，

置换装置(16)，用于以特定置换速度向透析器或者过滤器上游或者下游的血液供应置换流体，和

超滤装置(13，14)，用于以特定流速经透析器或者过滤器的隔膜从血液分离流体，

其特征在于

用于确定瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)在瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)总和中的份额的装置包括：

控制单元(18)，其控制置换装置(16)和超滤装置(13、14)，所述控制单元(18)被设计为在所述透析器或者过滤器上游或者下游使置换速度Q_S改变预定的量，同时经透析器隔膜分离的流体的流速Q_FM改变，

用于在置换速度和经透析器的隔膜分离的流体的流速改变之前和之后确定血量(RBV(t₁)；RBV(t₂))或者和血量相关的量的单元(19)；

用于确定瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和的单元(20)；以及

评估单元(21)，其被设计为可从在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器的隔膜分离的流体的流速Q_FM改变之前和之后确定的血量或者与血量相关的量确定瘘管再循环(R_A)，以及

从所确定的瘘管再循环(R_A)和所确定的瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)的总和确定瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)占瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)总和的份额。

11.根据权利要求10的装置，其特征在于，所述控制单元(18)被设计为使得置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM减小相同的量。

12.根据权利要求10或者11的装置，其特征在于，所述控制单元(18)被设计为使得中断置换流体的供应和经透析器或者过滤器隔膜对流体的分离。

13.根据权利要求12的装置，其特征在于，所述控制单元(18)被设计为使得以预定的时间间隔中断置换流体的供应和经透析器或者过滤器隔膜对流体的分离。

14.根据权利要求10至13中任一项的用于体外血液处理设备的装置，其中置换装置被设计为使得置换流体以特定的置换速度Q_s给送至透析器或者过滤器第一腔室下游的血液，而流体以特定流速Q_FM经透析器或者过滤器的隔膜从血液分离，从而以特定的超滤速度UFR从患者分离流体，其特征在于，评估单元(21)被设计为使得将流速Q_s和血液流速BPR的商计算为第一系数α，将超滤速度UFR和置换速度Q_S的总和与血液流速BPR的商计算为第二系数β，基于在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k以及基于第一和第二系数α、β确定瘘管再循环R_A。

15.根据权利要求14的装置，其特征在于，所述评估单元(21)被设计为使得根据下述方程从在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k，以及从第一和第二系数α、β，计算瘘管再循环R_A：

$R_A=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β})\·(1-k)}{(1-\mathrm{\α})-k\·(1-\mathrm{\β})}.$

16.根据权利要求10至13任一项的体外血液处理设备的装置，其中所述置换装置被设计为使得将置换流体以特定的置换速度Q_s给送至透析器或者过滤器第一腔室上游的血液，而流体以特定流速Q_FM经透析器或者过滤器的隔膜从血液分离，从而以特定的超滤速度UFR从患者分离流体，其特征在于，所述评估单元(21)被设计为使得将流速Q_s和血液流速BPR的商计算为第一系数α，将超滤速度UFR和置换速度Q_S的差与血液流速BPR的商计算为第二系数β，基于在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k，以及基于第一和第二系数α、β，确定瘘管再循环R_A。

17.根据权利要求16的装置，其特征在于，所述评估单元(21)被设计为使得根据下述方程，从在置换速度Q_S和经透析器或者过滤器隔膜分离的流体的流速Q_FM变化之前和之后的血量RBV或者与血量相关的量的比值k，以及从第一和第二系数α、β，计算瘘管再循环R_A：

$R_A=\frac{(1-\mathrm{\α})\·(1-\mathrm{\β})\·(1-k)}{(1-\mathrm{\α})-k\·(1-\mathrm{\β})}.$

18.根据权利要求10至17中任一项的装置，其特征在于，所述评估单元(21)被设计为，使得从所确定的瘘管再循环R_A和心肺再循环R_CP的总和R与所确定的瘘管再循环R_A之差计算心肺再循环R_CP。

19.一种血液处理设备，其具有根据权利要求10至18中任一项的用于确定瘘管再循环(R_A)和/或心肺再循环(R_CP)在瘘管再循环(R_A)和心肺再循环(R_CP)总和中的份额的装置。

20.根据权利要求19的血液处理设备，其特征在于，所述血液处理设备包括：

透析器(1)或者过滤器，其被隔膜(2)分为第一腔室(3)和第二腔室(4)，

体外血液回路(5A)，其包括通向透析器(1)或者过滤器的第一腔室(3)的血液供应管(6)、和从透析器或者过滤器的第一腔室引出的血液排放管(7)，

流体系统(5B)，其包括透析器(1)或者过滤器的第二腔室(4)，

置换装置(16)，其具有用于在透析器(1)或者过滤器上游供应置换流体的第一置换管线(15，15a)，所述第一置换管线通向血液供应管(6)上的第一供应点(15A)，和/或用于在透析器或者过滤器下游供应置换流体的第二置换管线(15，15b)，所述第二置换管线通向血液排放管(7)上的第二供应点(15B)，

超滤装置(13，14)，通过其经透析器(1)的隔膜(2)从血液分离流体。

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