CN102159259A - 用于填充过滤器的设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于填充医学过滤器(10)的设备和方法，其中，过滤器具有由一个或多个膜(20)半透性分隔的至少一个第一空间(12)和一个第二空间(14)，其中每个空间都具有至少一个流入口和流出口(15、16、17、18)，且其中提供了具有第一和第二装置的检测单元，其中从至少一个空间的液体排放能够被第一装置检测到，且所述过滤器的填充状态能够参照所检测的液体排放而被所述第二装置检测。

Description

用于填充过滤器的设备及其方法
本发明涉及一种用于填充医学过滤器的设备及其方法。
这类医学过滤器可以是透析器。透析器可具有成束中空纤维膜，其包裹在壳体内并形成通过多个中空纤维膜隔开的血液侧和透析液侧。通常，但特别地在透析中，在用于医学过滤器(特别是透析器)之前必须面对的问题是完全除气或填充过滤器。因此为了过滤器的除气，过滤器以液体预净化(prepurged)且因此用过滤器的除气来除气。对于透析器，这通常是在安装透析机器过程中用等渗盐溶液(NaCl溶液)进行的，NaCl溶液能够与抗凝剂(如肝磷脂)混合。
在准备或填充过滤器以及体外血液回路时，过滤器通常与软管系统一起填充，例如在“连续性静脉-静脉血液透析(CVVHD)”或“连续性静脉-静脉血液透析滤过(CVVHDF)”中，以便入流液体初始在血液侧从下向上入流，其中透析器垂直设置。空气因此理想地向上位移，并且例如经透析器的上部静脉连接输送到废物袋(waste bag)。
因为在逆流过程中，透析液流经透析液侧，相比血液侧的流动方向相反，透析液侧的流入口和流出口与透析器血液侧的流入口和流出口相反。关于填充过滤器时，有这样的问题，即经膜从血液侧填充透析液侧，特别地，垂直设置透析器，透析液侧的流出口位于邻近血液侧透析器流入口的下端，以便关于经膜的填充，仅部分填充在透析液侧采用。在填充血液侧之后并在填充透析液侧之前，仅在过滤器旋转时确保完全除气。
该问题在已知的系统中得到解决，因为操作员被指示在填充血液侧后旋转过滤器。进一步已知的解决方案由通过血液侧流动逆反填充带逆连接的血液回路，因而使得旋转不是必须的。然而，该方法复杂和/或昂贵，因为要求额外的泵和传感器。
而且，已经发现以旋转过程填充过滤器使得能够特别可靠地除气或填充过滤器。该过程是在诊所建立和识别的。因此，首先继续从底部到顶部填充血液侧以便可靠地从血液侧移出空气并然后旋转透析器，以便随后除气并填充透析液侧是理想的。经膜从血液侧填充到透析液侧的过程还具有将膜的孔除气的优点。在正常情形中，该过程中，血液入口在后面的处理中在透析器的上端。该结构是有利的，因为血液因此不必逆重力输送，而是这样实现对血液压力较小。但如果在该过程中，在提示后忘记旋转过滤器，或如果透析器已经从开始就不正确地连接，透析液侧的填充通常不能充分发生，且处理的有效性由于有效过滤器表面的减小而降低。而且，特别对于利用天平执行透析液/滤除液平衡的系统，由于残余空气进入平衡容器，可发生警报消息/警报触发。进一步的缺点是在后面的处理中，保留残余空气在过滤器可引发凝固，这可导致膜的部分堵塞。
因此，本发明的目的是进一步以有利方式开发初始提到类型的设备和方法，特别地，以便医学过滤器可安全且可靠地填充和/或不正确地填充医学过滤器能被可靠地识别。
根据本发明，该目的是通过填充具有权利要求1特征的医学过滤器的设备实现的。因此提供了这样的填充医学过滤器的设备，其具有至少一个过滤器，该过滤器具有至少一个第一空间和第二空间，该第一空间和第二空间由一个或多个膜半透性地隔开，每个空间具有至少一个流入口和流出口，并且所述设备具有检测单元，该检测单元具有第一和第二装置，至少一个空间的液体排放可由第一装置检测，且过滤器填充状态能够参考所检测的液体排放而由第二装置确定。在这方面，填充医学过滤器的这类设备可具有用于以液体填充过滤器的传送装置，例如，设置在过滤器第一空间的前部的循环泵，和设置在第二空间流出口之后的移除泵或滤液泵。通过检测至少一个空间的液体排放，可以得出关于过滤器的填充状态的结论。例如，关于填充过程，其中第一空间在第一步中填充，例如第一空间的液体排放意味着第一空间被完全填充。对用于填充过程的垂直设置的透析器应用上述填充过程，这意味着过滤器将必须旋转从而在透析液侧对过滤器除气。
第一和第二空间的流入口和流出口被设置为使得至少一个过滤器以逆流方式操作是有利的，其中第一空间首先利用填充设备填充，在填充第一空间后，过滤器被旋转约180°，且第二空间经一个或多个膜被从第一空间溢出的液体填充。这方面，该膜可以是透析器的中空纤维膜。该过程允许用于透析器的填充或除气的临床识别过程由检测单元在设备侧监视。被监视的过滤器的完全填充因此是可能的。
可提供用于填充过滤器的填充体积被预设和/或存储在设备中，且如果在将填充体积分配给过滤器后，第二空间的液体排放被第一装置检测到，则过滤器的正确填充利用检测单元的第二装置来确定。该填充体积可以适应(oriented on)透析器的填充体积，且有利地尺寸被定义为稍大于过滤器或透析器的填充体积。设定要用的软管死体积有利地同样包括在填充体积中。因而可以比较存储值和利用传送装置检测到的传送体积，从而在设备侧识别用于填充过滤器的完全填充体积已经分配给过滤器。具体地，第一空间首先从底部到顶部来填充，然后过滤器旋转180°，且随后第二空间是经膜从第一空间填充的，第二空间的流出口位于透析器的上端处，以便液体排放可仅在过滤器的第一和第二空间且因此全部过滤器完全填充后发生。
而且，可以想到，用于填充过滤器的填充体积被预设和/或存储在设备中，且如果第二空间的液体排放在分配填充体积给过滤器的过程中利用第一装置检测到，过滤器不正确的填充利用检测单元的第二装置来确定。可以想到，关于这一点，对于第一空间的流入口设置在底部的垂直结构，关于第一空间的填充，第一空间是首先从底部到顶部填充的。如果过滤器随后没有旋转，或没有完全旋转，关于透析液侧的填充，液体经膜通过不正确的布置(dispose)(即然后仍然向下布置)的第二空间的流出口向外分配，因此可以从第二空间的液体排放得出关于过滤器不正确布置的结论，且因此得出关于过滤器不正确填充的结论。因此可以检测在机器侧或设备侧的不正确填充。
可以想到，第一装置包括至少一个传感器，其可参考重量和/或体积和/或流速和/或导电率来检测至少一个空间的液体排放。传感器因此可以检测例如来自第二空间排放的流体重量。然而，同样可以、附加地或作为单个测量方法确定流出流体的体积。而且，流速传感器和/或导电率(conductivity)传感器已经提供在透析机中，例如利用其可类似地检测液体流出口。所有前述传感器已经用于相应透析机中，因此已经存在的传感器可有利地用于检测填充状态。
可在第二空间后面设置收集设备，用于接收流出第二空间的流体，且第一装置包括称重设备或被形成为称重设备，该称重设备确定收集设备的重量。特别地，这样的称重设备出现在CVVHD或CVVHDF机器中，其具有透析器的填充设备，因此根据本发明可以利用已经存在的用于设备的元件。因此可以想到，这方面，在血液侧填充后，透析液侧是经膜通过旋转过滤器和通过相应设置的血液和滤液泵的通道填充的。现在空气是从过滤器传送到过滤袋。只要过滤器是正确旋转的，一定时间过后，由于传送必须的体积，空气已经完全从过滤器移除，且液体在第二空间的上部出口排放。然后液体移入废物袋且因此移入天平。天平上的重量增加仅在传送该体积后检测，该体积基本相应于透析液侧透析器的填充体积。因此可以将天平的延迟重量信号用于识别发生的过滤器旋转和过滤器的完全填充。在过滤器没有正确旋转或从开始就不正确连接的情形中，透析液在填充第一空间后直接流到下透析液连接，而没有显著延迟，也就是直接流出第二空间，因此直到过滤袋重量增加，没有时间延迟，因而认识到在设备侧过滤器填充不正确且不完全。
可以提供第二装置，以便用于液体排放的阈值存储在第二装置中，且由第一装置检测的液体排放在预设阈值以下，并在过滤器填充过程中发生的液体排放被扣除且不考虑用于填充状态评估。因此可以考虑填充体积公差，特别是可用的软管组件(disposable hose set)，并能够设置检测单元的灵敏度，而且能够再调整该灵敏度。
进一步可以想到，部分填充体积被预设用于填充过滤器，部分填充体积稍微大于第一空间的填充体积，且第二空间的流出口状态可利用检测单元的第二装置确定，其中如果在分配部分填充体积后所述第二空间的液体排放由所述第一装置确定，则开放的流出口是通过第二装置识别的，和/或如果在分配部分填充体积后没有所述第二空间的液体排放被所述第一装置确定，则第二空间关闭的流出口被识别。因此可以利用这样的情形，根据该情形，关于血液侧的正确填充，即关于第一空间的完全填充或关于透析器流入口的预填充，发生的填充稍微超过第一空间的填充体积，且少量液体从第一空间溢出进入第二空间，并直接流过向下布置的第二空间的流出口进入过滤袋，这用于检测供应废物袋的供应线是否有任何可能的关闭，例如忘记的夹紧。如果夹紧且因此关闭应当存在，则废物袋中检测不到重量增加。在该连接中，可以想到除去额外用于该目的的液体体积或将其包括在填充平衡中，例如通过采用阈值。在该连接中，在相对早的时间识别废物线路关闭是特别有利的，以便由此导致的任何可能的额外复杂情况能够事先避免。
优选地，该设备是医学设备的部件，尤其是透析机的部件。医学设备是CVVHD或CVVHDF机器是特别有利的。
本发明还涉及具有权利要求10所述特征的用于填充医学过滤器的方法。因此提供了，关于医学过滤器的填充，其中过滤器具有由一个或多个膜半透性分隔的至少一个第一空间和第二空间，且每个空间都具有流入口和流出口并且所述流入口和流出口被相继填充，至少一个空间的液体排放被检测，且过滤器的填充状态是参考所检测的液体排放确定的。
还可提供，第一和第二空间的流入口和流出口被设置为使得至少一个过滤器以逆流方式操作，其中第一空间首先是通过用于填充的设备填充的，并在填充第一空间之后，过滤器被旋转约180°，且第二空间经一个或多个膜被从第一空间溢出的液体填充。
而且，可以想到，如果在分配预设填充体积到过滤器后第二空间的液体排放是利用第一装置检测的，则可确定过滤器的正确填充，和/或如果在将预设的填充体积分配到所述过滤器的过程中，所述第二空间的液体排放通过所述第一装置来检测，可确定过滤器的不正确填充。填充体积可适应(oriented on)过滤器的填充体积以及软管组件的死体积，并可存储在透析机器中或填充医学过滤器的设备中。同样或额外地，可以利用填充袋预分填充过滤器所需的液体体积，该填充袋具有为该目的特别提供的填充液体，并可以连接该填充袋到软管组件以便填充。
而且，可想到至少一个空间的液体排放是参考从过滤器流出的重量和/或流速和/或导电率检测的。
而且，用于接收从第二空间流出的液体的收集设备被设置在第二空间之后，且收集设备的重量可以被检测并评估以便确定液体排放。
有利地，用于液体排放的阈值是预设的，且在预设的阈值以下并在过滤器填充过程中发生的液体排放被扣除且不考虑用于评估填充状态。这方面可以想到设定阈值作为填充体积的百分比，也就是填充过滤器必须的体积，并与软管组件关联。
第二空间的流出口状态可确定，因为部分填充体积是为填充过滤器预设的，部分填充体积稍微大于第一空间的填充体积，且第二空间的开放流出口在填充第一空间后并在旋转过滤器之前被识别，因为在分配部分填充体积后，第二空间排放的液体被确定，和/或第二空间的关闭流出口被识别，因为在分配部分填充体积后没有从第二空间排放的液体被确定。
下面参考附图所示实施例更详细地解释进一步的细节和优点。其中示出：
图1是透析机器的血液侧的填充过程的示意图；
图2是正确旋转的透析器的透析液侧的填充过程的示意图；
图3是不正确出流或不完全填充的透析器的透析液侧填充的示意图；
图4是无过滤器旋转的透析器填充过程的示意图；
图5是透析液侧开放连接或流出口的识别的示意图；以及
图6是透析液侧关闭流出口的识别的示意图。
图1示意性地示出了医学过滤器10的填充，这里医学过滤器是透析机器10，其中动脉流入口15，也就是血液侧12的流入口，设置在垂直设置的透析器10的下端。
根据本发明的设备是透析机器的部件，其使用具有多个中空纤维膜20的医学过滤器10，优选为透析器10，其中中空膜20在透析器壳体内以成束的方式组合，该透析器壳体将血液侧12与透析液侧14半透性分离。透析器10的血液侧12和透析液侧14中每个都具有独立的流入口和流出口15、16、17、18。这方面，血液侧12具有用于填充过程的向下设置的动脉入口15，和向上设置的静脉回流口16，然而，透析液侧具有向上设置的透析液流入口17和向下设置的滤液流出口18。优选地，用于填充医学过滤器10的设备的检测单元30由透析机现有元件形成。可以想到，在这方面，检测来自例如透析器10的透析液侧14或血液侧12的液体排放的第一装置由透析机的传感器形成。确定过滤器10填充状态的第二装置可特别有利地由透析机的机器控制装置形成，或由与透析机的机器控制装置通信的独立控制模块形成。
如图1所示，设置第一和第二空间的流入口和流出口，也就是透析器10的透析液侧14和血液侧12的流入口和流出口，以便透析器10以逆流方式操作。对于过滤器10的填充，血液侧12首先被填充，如图1所示。这方面，原液(primer solution)，例如包括有利地与肝磷脂混合的氯化钠溶液，并利用泵从底部到顶部填充，没有更详细地示出，例如，利用血液侧循环泵或透析机体外回路的血液泵。执行过滤器10的血液侧12的填充过程，如图1中右边所示，直到血液侧12完全填充。然后将透析器10旋转180°。
在逆时针旋转180°后，如图2所示，透析液侧14的填充经透析器10的膜发生。这方面可设置，用于透析液侧14填充的静脉回流口16和透析液流入口17断开，且液体是利用未示出的滤液泵在滤液流出口18除去的。因为透析液侧14的滤液流出口18位于透析器10的上端，滤液流出口的液体排放可仅在透析液侧14完全填充时发生。只有此时重量信号被称重设备30检测，该称重设备被示意示出，所述重量信号由滤液流出口18排放的液体产生。检测的重量信号通过机器控制装置与透析器10的存储的填充体积关联，以便识别透析器10的完全填充。该重量信号由天平30’检测，如图2中右下方所示。这方面，填充体积是从完全填充透析器10所需的体积加软管系统死体积来计算的。
图3示意性地示出了在填充设备部件上分配最大填充体积后，没有天平信号被天平30检测到的情形。这表明程序中发生错误，如软管系统中出现泄露，和发生了透析器10的不完全填充。
图4示出了完全填充血液侧12后透析器10还没有旋转180°的情形。进一步经膜填充到透析液侧14直接导致滤液流出口18的液体排放，在图4所示的结构中，该滤液流出口18位于透析器10的下部。液体排放的发生直接被天平30检测。关联填充体积看，在机器侧检测到天平信号已经在填充过程中发生，这与在机器侧忘记过滤器旋转等同。这方面可以想到，利用警报信号在透析机输出该操作错误，例如光学和声学输出。
图5示出了根据本发明设备和根据本发明方法的特别实施例。这方面，填充过滤器10的部分填充体积是预设的，其稍微大于血液侧12的填充体积或者用于预填充透析器输入侧17的体积稍微高于所要求的最小量。该部分填充体积完全传送到透析器10中，以便部分溢流越过膜20进入透析液侧14或发生透析液侧14的部分填充。部分液体溢流可利用天平30检测。在机器侧，参考天平信号，结合部分填充体积已被完全分配的信息，可以认识到滤液流出口18打开。
图6因此示出了类似于图5的情形，部分填充体积已经传送到透析器10的血液侧12，但透析液侧14的滤液流出口18被阻塞。在该情形中，不能利用称重设备30获得天平信号。在机器侧，从包括缺少天平信号的信号组合，结合完全传送到血液侧10的部分填充体积的天平信号，可认识到透析器10的透析液侧14的滤液流出口18被阻塞。该缺陷状态可类似地在机器侧输出作为光学和/或声学警报信号，例如经透析机器的监视器。

Claims (16)

1.一种用于填充医学过滤器的设备，其包括：
至少一个过滤器，具有由一个或多个膜半透性隔开的至少一个第一空间和一个第二空间，其中每个所述空间都具有至少一个流入口和流出口；以及
检测单元，具有第一和第二装置，其中，从至少一个所述空间的液体排放能够被所述第一装置检测，且所述过滤器的填充状态能够参照所检测的液体排放而被所述第二装置确定。
2.根据权利要求1所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，所述第一空间和第二空间的流入口和流出口被设置为使得至少一个过滤器以逆流方式操作，其中所述第一空间利用所述设备来填充，且在填充所述第一空间之后，所述过滤器被旋转约180°，且所述第二空间被从所述第一空间溢出的液体经所述一个或多个膜填充。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，用于填充所述过滤器的填充体积被预设和/或存储在所述设备中；并且如果在将所述填充体积分配到所述过滤器后，通过所述第一装置检测到从所述第二空间的液体排放，那么通过所述检测单元的第二装置确定所述过滤器的正确填充。
4.根据上述权利要求中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，用于填充所述过滤器的填充体积被预设和/或存储在所述设备中；并且如果在将所述填充体积分配到所述过滤器期间，通过所述第一装置检测到从所述第二空间的液体排放，那么通过所述检测单元的第二装置确定所述过滤器的不正确填充。
5.根据上述权利要求中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，所述第一装置包括至少一个传感器，所述传感器参照重量和/或体积和/或流速和/或导电率来检测来自至少一个所述空间的液体排放。
6.根据上述权利要求中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，用于接收从所述第二空间流出的液体的收集设备设置在第二空间之后；并且所述第一装置包括称重设备或被形成为称重设备，所述称重设备确定所述收集设备的重量。
7.根据上述权利要求中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，所述第二装置被形成为使得用于液体排放的阈值存储在所述第二装置中，并且由所述第一装置检测的液体排放在预设的阈值以下，并在所述过滤器的填充被扣除的过程中发生液体排放，且在所述填充状态的评估时液体排放不被考虑。
8.根据上述权利要求中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，部分填充体积被预设用于所述过滤器的填充，其中，所述部分填充体积稍微大于所述第一空间的填充体积，并且所述第二空间的流出口状态可通过所述检测单元的所述第二装置来确定，其中，如果在分配所述部分填充体积后由所述第一装置确定从所述第二空间有液体排放，那么所述第二装置识别出流出口开放，和/或如果在分配所述部分填充体积后由所述第一装置确定从所述第二空间没有液体排放，则识别出所述第二空间的流出口关闭。
9.根据上述权利要求中任一项所述的用于填充医学过滤器的设备，其特征在于，所述设备是医学设备的部件，特别是透析机器的部件。
10.一种用于填充医学过滤器的方法，
其中，所述过滤器具有由一个或多个膜半透性分隔的至少一个第一空间和一个第二空间，且每个所述空间具有至少一个流入口和一个流出口并且每个所述空间被相继填充；以及
其中，检测至少一个所述空间的液体排放，且参照所检测的液体排放确定所述过滤器的填充状态。
11.根据权利要求10所述的用于填充医学过滤器的方法，其特征在于，所述第一空间和第二空间的所述流入口和流出口被设置为使得至少一个过滤器以逆流方式操作，其中为了所述填充，所述第一空间首先被填充，且在填充所述第一空间之后，所述过滤器被旋转约180°，且所述第二空间被从所述第一空间溢出的液体经所述一个或多个膜填充。
12.根据权利要求10或11所述的用于填充医学过滤器的方法，其特征在于，如果在将预设的填充体积分配到所述过滤器后，通过所述第一装置检测到从所述第二空间的液体排放，则确定所述过滤器的正确填充，和/或如果在将预设的填充体积分配到所述过滤器的过程中，通过所述第一装置检测到从所述第二空间的液体排放，则确定所述过滤器的不正确填充。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于填充医学过滤器的方法，其特征在于，来自至少一个所述空间的液体排放参照从过滤器排放的液体的重量和/或体积和/或流速和/或导电性来检测。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的用于填充医学过滤器的方法，其特征在于，用于接收从所述第二空间流出的液体的收集装置设置在所述第二空间之后；且所述收集设备的重量被检测和评估以便确定所述液体排放。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的用于填充医学过滤器的方法，其特征在于，预设用于液体排放的阈值，且在预设阈值以下并在填充所述过滤器的过程中发生的液体排放被去除且在对填充状态的评估时不被考虑。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的用于填充医学过滤器的方法，其特征在于，确定所述第二空间的流出口的状态，因为用于填充所述体积的部分填充体积是预设的，其中所述部分填充体积稍微大于所述第一空间的填充体积，且其中在填充所述第一空间后且在旋转所述过滤器之前，由于在分配所述部分填充体积后确定所述第二空间有液体排放，识别出所述第二空间的流出口开放，和/或由于在分配所述部分填充体积后检测到从所述第二空间没有液体排放，而检测到所述第二空间的流出口关闭。
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