CN104069559A

CN104069559A - 通过配给药丸进行再循环检测

Info

Publication number: CN104069559A
Application number: CN201410119663.5A
Authority: CN
Inventors: 约恩·阿伦斯
Original assignee: B Braun Avitum AG
Current assignee: B Braun Avitum AG
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: CN104069559B; US20140291534A1; EP2783713B1; US9370614B2; CN204411383U; DE102013103222A1; EP2783713A1

Abstract

本发明涉及用于通过血液侧配给药丸检测透析液侧处的再循环的方法和实施此方法的装置，所述方法包含以下方法步骤：在配给药丸之前，通过分光仪测量排出透析器的透析液（d）的第一光吸收值（ad），在静脉通路处静脉配给具有预定义体积（QBven）的药丸，在配给药丸之后，通过分光仪测量排出的透析液的第二光吸收率值（bd），及在再循环期间，判定第一（ad）与第二（bd）测量吸收率值之间由于透析液中存在药丸导致的吸收率值变化作为再循环量化的基础。

Description

通过配给药丸进行再循环检测

技术领域

本发明涉及用于通过配给药丸/在配给药丸期间机器内部检测再循环状态的（控制）方法以及装置。

背景技术

透析是在肾衰竭的情况下用作替代法的血液净化方法。除肾脏移植之外，透析是慢性肾衰竭情况下唯一且因此最重要的肾替代疗法并且是急性肾衰竭的一种治疗选择。术语“透析”应理解为通过膜的物质交换，其中血液/血浆存在于一个膜侧，而透析液存在于膜的另一侧或根据逆流原理沿所述另一侧流动。

在治疗期间，通过患者侧通路从患者抽出血液、输送通过透析器（过滤器）的透析膜并以净化状态返回患者。在透析仪的血液透析或血液透析滤过模式下，任何有毒物质及尿毒症毒素（代谢性降解产物）和低分子物质（低分子物质能够渗透膜）由膜通过浓度梯度（扩散）和/或超过滤（对流）从血液传输到其他过滤器侧进入透析液并以此方式去除。存在恒定流量的新鲜透析液通过透析器（大约500ml/min）。

通常，血液透析治疗在每一治疗中进行大约4至5小时（隔夜透析长达8小时）且每周执行至少三次（取决于体重、残余肾功能、心输出量）。在家进行血液透析的患者可避免周末不确定的较长治疗间隔并更频繁进行透析，通常是每两天或甚至每天进行。

影响透析质量的重要因素是血流量。一般来说，血流量越高，治疗结果越好。然而，在植入患者体内用于抽血及返回血液的透析分流道可能发生问题，尤其是当体外系统中的血流量高时。将发生所述问题的血流量的具体水平取决于患者侧通路的质量并且取决于通过分流道的血流量及其完好性（无狭窄或动脉瘤）。

在透析期间，由于通道的改变，所谓的再循环可因为狭窄或在分流道中的流量过低时在分流道中发生。再循环导致净化血液从静脉通路直接回流而直接进入透析器的动脉通路，从而明显降低透析的有效性。这是应/必须确保透析性能在整个治疗期间不降低的原因，从而可保证有效透析。

为在透析治疗期间检测分流道中的再循环，现有技术中已经存在独立于药物透析治疗方法对患者进行的各种控制方法，在以下部分中阐述原理。

现有技术

因此，现有技术中已存在判定患者的分流道的再循环的各种方法。在本身已知的一些透析仪中，识别再循环例如由通过传感器技术进行的温度检查实现（EP0900094）。为此，体外处理的血液以静脉管路部分中的温度脉冲形式提供有药丸。测量动脉管路部分或系统中的温度允许基于温度改变得出关于再循环百分比的结论。

进一步，各个现有技术提供基于传导性测量执行并同样以配给适当药丸操作的管路内透析的测量。在此，透析患者的分流道中的再循环通过测量传导性判定。更改液体传导性的电解药丸也用这个方法借助于透析仪配给到静脉软管部分。由于判定流出透析器下游的透析液的传导性，可得出关于（机器内部）再循环水平的结论（US7,815,852）。

此外，再循环基本上还可借助于血比容传感器判定。在此情况下，血液的血比容通过将规定药丸配给到静脉管路部分改变。判定动脉管路系统中的血比容允许检测再循环。在例如US5,685,989中公开基于所述原理的技术提案。这些已知产品基于借助于可见范围中的电磁辐射测量再循环或基于通过超声波测量再循环。

所述方法和产品能够以不同方式判定患者侧通路中的再循环。明确涉及以下事实：所关注的方法涉及用于优化透析系统或透析仪的性能的内部控制程序但不涉及用于对患者进行治疗的透析仪的特殊医学应用。这表示上述机器控制过程自动运行并且独立于患者治疗用于维持内部机器功能。

此外，在例如根据DE69916053T2的相关现有技术中，公开用于在透析治疗期间使用光谱光度测量（尤其是使用UV光）判定机器内部的透析液中的废物的其他测量方法。更确切地说，根据DE69916053T2的此测量方法基于光度测定的一般原理，根据所述原理使用光源并且将所谓的光传感器用作检测器。在这种配置下，光源发出具有180nm至380nm波长的光信号。所述波长由尿液排出物质（尿毒症毒素）吸收。

所有这些已知方法能够通过识别分流道中的再循环选择性判定透析的机器特定有效性，但存在以下限制：

配给药丸通常在静脉部分中的血液侧上进行（除光谱光度测量之外），其中要求必须在动脉部分中的血液侧上同样进行配给药丸之后进行测量。测量间隔之间的任何干扰保持隐蔽且不能识别。选择性血液侧测量对治疗具有负面影响。由于测量是在血液侧上进行且不在透析液侧上进行，所以测量必须由适当执业资格人员执行及参与。

发明内容

针对此问题，本发明的目标为允许在线监控透析治疗或会话及透析的有效性并执行对透析液循环（透析液侧）的测量，即，专用于机器内部并因此与患者分离，并且从而与患者本身的治疗分离。进一步，本发明的目的将为基于通常以任何方式存在于透析仪中的传感器技术进行测量。

此目的通过包含如权利要求1所述的方法步骤的测量及判定方法（机器内部且基于控制技术），以及通过包含如权利要求6所述的特征的装置实现。本发明的有利配置和/或进一步发展为附属权利要求的主题。

根据一个方面，本发明的主旨在于提供（控制）方法，所述方法用于机器内部并且用于通过血液侧配给药丸/在血液侧配给药丸期间在透析液侧上检测/判定再循环，所述方法包含至少一个以下方法步骤或控制过程步骤：

在配给药丸之前，通过分光仪测量排出透析器的透析液的第一（UV）光吸收率值（或吸收值），

在静脉通路或静脉通路的靠近上游处，静脉配给具有预定义体积（基于血流量的自适应判定或固定的自适应判定）的药丸（例如，在280nm的光波长下展示出无吸收或重已知吸收的NaCl或任何其他物质），

在配给药丸之后，通过分光仪测量排出的透析液的第二（UV）光吸收率值（或吸收值），优选地判定在测量第一吸收率值（ad）与第二吸收率值（bd）之间消逝的时间段，及

判定第一与第二测量吸收率值（或吸收值）之间由透析液中存在（稀释）药丸而可能由于再循环导致的吸收率值变化（或吸收值变化）作为以下再循环量化的基础（即，由于再循环导致的透析液中的检测/判定的吸收率差（或吸收差）的存在接着可用作随后再循环量化的基础）。

所述方法允许检测且可能还允许通过在透析治疗期间，在透析液侧的透析器出口处使用UV传感器达规定时间段来以简单方式量化由静脉配给药丸（预定量）导致的吸收率值的变化（或吸收值的变化）。配给到血管中的所述药丸仅能够通过再循环作用到达透析器（部分地）并导致此处可测量尿毒症毒素的浓度降低；因此，所述浓度降低是测量时对再循环程度的间接测量。

根据本发明的进一步发展，另外提供以下方法步骤：

判定在药丸之前及之后第一及第二吸收率值（或吸收值）的改变吸收率（或吸收）曲线的积分，据此计算两个积分表面积，

计算在药丸之前及之后两个积分值/两个积分表面积之间的差，

如果差（C）不等于零，那么识别再循环状态（所述状态不针对时间量化）。

换句话说，根据本发明的透析仪控制方法大体上涉及：

1）在配给药丸（例如，在280nm的光波长下不具有吸收或具有强的已知吸收的NaCl或任何其他物质）之前及之后获得检测器信号，所述信号由透析仪的透析液部分中的通常存在的UV传感器传递，

2）检测信号变化（例如，通过药丸降低动脉通路中的尿酸浓度），及优选地

3）基于根据信号变化判定的信号值差判定再循环的存在。

上述控制方法步骤3）优选地细分成以下步骤：

4）判定在药丸之前及之后整个信号曲线的积分，

5）判定在药丸之前及之后信号曲线的两个积分值之间的差，及

6）如果积分值差不等于零，那么识别再循环的存在。

这些方法步骤提供判定再循环存在的可能性，以便可能开始用于随后的再循环量化（再循环程度）的其他方法步骤。这些其他方法步骤可包括以下步骤：

-在药丸配给之前，转换一个积分值/一个积分表面积，以及通过计算将积分值/积分表面积之间的差转换成相关吸收率值，

-根据已通过计算转换的吸收率值的比计算动脉药丸量（对应于由于再循环漂移到透析液的药丸比例），及

-根据计算的动脉药丸量与预定义静脉（添加）药丸量之间的比计算再循环程度。

所述最后的方法步骤允许（若存在）仅借助于至少一个UV传感器进行再循环量化。

根据本发明的另一方面，提供一种透析仪，所述透析仪包含用于通过实施根据以上定义的方法借助血液侧配给药丸检测透析液侧上的再循环的装置，所述透析仪包含：至少一个光源，所述光源发射具有250nm至300nm及优选280nm的波长的光；至少一个UV传感器，所述UV传感器优选地直接处于透析器的引流管处（在透析液侧）；和运算器，所述运算器从至少一个UV传感器接收关于在血液侧静脉配给药丸之前及之后透析液的UV吸收率（或UV吸收）的传感器信号，且所述运算器优选地判定在配给药丸之前及之后规定时间段内整个信号曲线的积分。

本发明还将根据DE69916053T2已知的测量原理用作根据前述描述的测量方法。在此，光源是发射具有约280nm的波长的光的LED，如上文已阐释，在所述情况下，所述光由两个光检测器（UV传感器）检测。至少一个传感器（直接）位于透析液侧上的透析仪的透析器后面的引流管中，并以连续或持续方式测量透析期间流出的透析液中的吸收率（或吸收）。

根据本发明的方法允许在线监控治疗和透析的有效性，其中测量不发生于患者侧，但发生于透析液循环中的机器侧。进一步，测量（仅仅）基于已存在于透析仪中的传感器技术。

附图说明

以下将基于优选示范性实施方式参考附图更详细阐释本发明，其中：

图1图示在无再循环情况下根据本发明的透析仪的基本设计和其中的流动状态，

图2图示在有再循环情况下根据本发明的透析仪的基本设计和其中流动状态，

图3图示药丸配给期间在无再循环情况下的分流道区域中的血液循环，

图4图示药丸配给期间在有再循环情况下的分流道区域中的血液循环，及

图5图示在静脉药丸配给期间分流道处的且在有再循环情况下的UV传感器信号的定性过程。

具体实施方式

图1图示根据本发明在无再循环情况下的透析仪（透析液流）的基本设计。因此，血液泵1通过压力测量装置（以下未更详细说明）将血液从患者身体输送到透析器2中，所述透析器2在透析器2的机器侧接收透析液，所述透析液通过透析液泵4相对于血液逆流抽送。血液和透析液通过半渗透膜（未更详细图示）彼此分离，所述膜在朝向透析液的方向上可渗透尿毒症毒素。富含尿毒症毒素的透析液接着将从透析器2排出。

至少一个UV传感器6提供在透析器2下游的排出管线8中/上，并在透析治疗期间连续测量引流管（透析液）中的（UV光）吸收率。在校准系统（传感器技术）开始时及为此目的，检测器0值由纯透析液（没有任何尿毒症毒素的情况下）判定，事实上，优选地在患者尚未连接到透析仪时或在透析器2通过旁路管线10绕开时判定，所述旁路管线10可在两个阀12、14处具备到透析器2的输入端和输出端的液体连接。在后一情况下（旁路液体），UV传感器6设置在透析器引流管8处旁路管线19的下游。随后，透析液将再次传送通过透析器2并且由UV传感器以连续或持续方式测量。在所述过程中产生的传感器信号（检测器_i）将供应到运算器（未进一步详细说明），所述运算器根据这些信号判定当前的（UV光）吸收率值，如下：

如上文已阐释，检测器0值为在透析治疗开始时校准的水平，所述透析治疗用不含待测量的物质的透析液进行。透析液流量、血流量和使用的透析器2影响吸收率，且因此影响当前清除率（与完全净化尿毒症毒素的总血流量相关的血流量比例），所述清除率对引流管中的（UV光）吸收率很重要。在此过程中，从血液侧提取的有毒物质由透析液流稀释并且接着由至少一个UV传感器6在引流管中测量。

如在开始已描述，来自静脉通路的已净化血液将在分流道中的再循环期间返回到动脉通路中。在此，再循环（以%计）是净化血液与当前血流量之间的比。这意味着并非患者的实际现存浓度的有毒物质传输到透析器2，而是具有已净化血液的稀释物传输到透析器2，当然，这是为何透析有效性降低的原因。

图2图示根据本发明的处于再循环状态的透析仪的原理。因此，净化血液排入静脉通路16，紧接着，再次回到动脉通路18中以与患者动脉血并行。在此过程中，图2中所示的与患者身体并行的血流量构成再循环。

再循环可由以下公式计算：

再循环

R [%] = \frac{Q_{R}}{Q_{B}}

Q_B＝Q_R+Q_P

其中Q_B=总血流量

Q_R=再循环血流量

Q_P=患者的血流量

从先前的基本考虑开始，可以下文所述的方式判定绝对再循环：

判定分流道中的绝对再循环的触发测量根据本发明通过配给药丸到静脉通路中来实施。所述方法还可在并非突然发生的再循环期间（连续）实施，并且所述方法判定/计算再循环的绝对值。

可首先以各种方式通过注射、反滤过、补充液泵浦等进行将药丸配给到静脉体外循环中，并且配给药丸须只（直接）添加到静脉通路的上游。药丸本身应优选地由不吸收的物质（例如，NaCl）组成。如果药丸的浓度是已知的，并且，所述浓度还由UV传感器校准，那么或者还可能对吸收的药丸物质起作用。

基本上，例如，10ml的NaCl的特定药丸量（体积）QBven通过血管配给到患者。为此，药丸的量可适应性地调整到血流量，且因此可以最佳方式计算或可由固定量定义。配给药丸优选地在血流停止时执行，其中选择药丸配给还可与流动的血流并行发生。

图3和图4图示根据以上定义，系统在具有和不具有针对药丸的再循环的情况下的运行。图3图示在没有再循环情况下的运行，而图4图示在有再循环和动脉通路中的稀释液的情况下的运行。相应地，根据图3的药丸通过只进入患者身体的静脉通路流动并（以不可察觉的浓度）从静脉通路流动进入动脉通路。在所述动脉通路中，UV传感器并非在配给药丸之后立即检测吸收率值的任何改变。

根据图4的系统图示不同运行。在此，药丸不只流入患者身体，而是还以成比例方式直接流入动脉通路。这导致由于再循环大于零（%），在透析液侧上测量的吸收率值相比于在配给药丸之前的时间内主导的值快速降低。

换句话说，如果分流道中不存在再循环，那么在药丸配给之前及之后，将不存在关于吸收率或UV传感器信号的信号改变，因为动脉通路仅接收未净化血液，而药丸分散/消散在患者体内。然而，分流道中的再循环（参见图4）由于动脉通路中及（因而）透析液中的尿毒症毒素浓度（尿酸浓度）的降低导致UV传感器处的直接信号改变。在此过程中，已净化血液以及来自静脉通路的药丸将再次由动脉通路直接接收（在不流过患者身体的情况下）且输送通过透析器。这导致较小尿毒症毒素去除量及因此导致排出的透析液中的较低尿酸浓度（急剧浓度转变）。

图5中图示在药丸配给具有再循环的情况下UV传感器处的定性信号曲线。因此，药丸配给之前的检测信号展示实质上恒定的过程，且接着在药丸配给之后立即展示急剧信号阶跃，从而指示透析液中的尿毒症毒素的浓度实质上急剧变化。药丸一通过透析器，传感器信号就逐步返回其在药丸配给之前的信号值。

判定在药丸配给之前及之后特定时间段内的信号曲线的积分形成运算器的定量信号评估的基础，未进一步详细说明所述运算器。因此，用图示的UV传感器检测再循环的测定量（仅）为由于仅由尿酸浓度及因此由透析液中成比例吸收率控制而改变的检测器信号。

为测量/计算准确再循环程度，必须通过吸收率进行计算，因为吸收率与浓度成正比。根据图4，添加的药丸以混合/稀释形式到达静脉通路，且用作判定再循环的起始物质。借助于根据图5的上述两个积分表面积A、B，现在可计算/判定再循环程度（以定量方式）。

表面积A反映固定值，所述固定值在不受药丸的任何影响的情况下在透析液中呈平稳状态。药丸改变所述系统并短暂改变浓度。所述改变现可通过吸收率值比判定。然而，前提是了解已输送到静脉通路的药丸的体积QBven。

接着，通过判定积分表面积A、B进行计算。积分表面积的测量长度不必相等。然而，对于不同长度，药丸量必须通过测量长度计算。两个积分表面积的差

C=B-A

产生差分表面积C。后者为添加药丸的结果并且与药丸（再循环量）成正比。如果A=B，那么意味着系统中没有可测量的再循环。了解添加的药丸的量QBven允许计算再循环。所述再循环为添加的静脉药丸的量QBven与由动脉从静脉接收的（再循环）部分QBart之间的比。

再循环=QBart/QBven=QR/QB

动脉药丸量QBart为以ml为单位的药丸量，所述药丸量对应于在再循环期间动脉通路中的比例。通过计算积分表面积A、B与实际血流量之间的比进行判定。

表面积A至C由检测器信号计算。例如，通过七阶高斯函数或用于判定表面积的其他适用数学函数进行适应。

计算各个表面积C和A的C检测器值和A检测器值进一步通过平均化整个规定测量周期中的各个表面积而进行。以此方式，计算实际表面积，且可通过计算吸收率来（通过表面积）计算透析液中的混合比（透析液/尿毒症毒素）的改变。

即，各个表面积通过计算转换成吸收率，且因此与浓度成比例。也可逐点比较，但测量准确性较低。基本上，吸收率由以下公式计算：

（检测器0=55000示范性地用作具有纯透析液的最初水平）

吸收率(A、B、C)=log10(检测器0/检测器值（实际）)

药丸量（动脉）=1-(吸收率（C）/吸收率（A）)*(血流量*测量周期)

绝对再循环的整个判定接着将由以下计算公式进行：

总的来说，公开打算用于通过血液侧配给药丸检测透析液侧处的再循环的方法和实施此方法的装置，所述方法包含以下方法步骤：

在配给药丸之前，通过分光仪测量排出透析器的透析液（d）的第一光吸收率值（ad），

在静脉通路处静脉配给具有预定义体积（QBven）的药丸，

在配给药丸之后，通过分光仪测量排出的透析液的第二光吸收率值（bd），及

在再循环期间，判定第一（ad）与第二（bd）测量吸收率值之间由于透析液中存在药丸导致的吸收率值的变化作为可选再循环量化基础。

Claims

1.一种通过血液侧配给药丸检测透析液侧处的再循环的方法，所述方法包含以下方法步骤：

在配给所述药丸之前，通过分光仪测量排出透析器的透析液（d）的第一光吸收率值（ad），

在所述静脉通路处静脉配给具有预定义体积（QBven）的所述药丸，

在配给所述药丸之后，通过分光仪测量所述排出的透析液的第二光吸收率值（bd），及

在再循环期间，判定所述第一（ad）与第二（bd）测量吸收率值之间由于所述透析液中存在药丸导致的所述吸收率值的变化作为所述再循环量化基础。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于其他方法步骤：

判定在所述药丸之前及之后所述第一吸收率值（ad）和第二吸收率值（bd）的所述改变吸收率曲线的积分，

计算在所述药丸之前及之后所述两个积分值（A、B）之间的差，及

如果差（C）不等于零，那么识别再循环状态。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于其他方法步骤：

通过计算将所述积分值（A）以及所述积分值差（C）转换成相关吸收率值（AA、CA），

根据所述吸收率值（AA、CA）之比计算动脉药丸量（Qart），及

根据所述计算的动脉药丸量（Qart）与所述预定义静脉药丸量（QBven）之间的比计算所述再循环程度。

4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于所述药丸关于发射到所述透析液中的所述光不具有任何吸收特征。

5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述药丸关于发射到所述透析液中的所述光具有预定义吸收特征，优选地以所述透析液中所述尿毒症毒素的形式。

6.一种透析仪，所述透析仪包含用于通过实施如权利要求1至5中任一项所述的方法借助血液侧配给药丸检测透析液侧处的再循环的装置，所述透析仪包含：光源，所述光源发射具有250nm至300nm及优选280nm的波长的光；至少一个UV传感器，所述UV传感器直接处于透析器的引流管处；和运算器，所述运算器接收关于在血液侧静脉配给所述药丸之前及之后所述透析液的所述UV吸收率的传感器信号。