CN104623750A - 透析监控器及其电池单元的使用、向流体提供能量的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种具有处理流体路径的透析监控器，该处理流体路径被配置为当通过所述透析监控器执行透析处理时将处理流体提供给透析仪。电池单元连接至控制器和透析监控器的至少一部分功能元件，从而一旦外部电力的供应中断则提供备用电力。电池单元的能量用来在针对所述处理流体路径的热消毒进行准备时和/或在对所述处理流体路径的至少一部分进行热消毒期间的至少一部分或者当启动处理流体的制备时将能量提供给加热器，从而分别缩短热消毒以及处理流体制备的启动所需的时间。

Description

透析监控器及其电池单元的使用、向流体提供能量的方法
技术领域
本发明涉及进行如下配置的透析监控器：当没有通过透析监控器对病人执行透析处理时，将能量从电池单元供应给加热元件，从而加热处理流体路径中的流体。本发明还涉及相关的方法以及透析监控器电池单元的使用。
背景技术
存在数种类型的在体外血液回路中抽取血液的处理。这些处理例如涉及血液透析、血液过滤、血液透析过滤、血浆取出、血液成分分离、血氧合等。通常，在穿刺部位处从血管取出血液并将血液返回至同一血管或身体内其它位置的血管。
例如，在血液透析、血液过滤、血液透析过滤以及血浆取出的情况(但是不限于这些情况)下，使得处理流体(也称作透析流体)几乎与病人的血液等渗。使得处理流体和病人的血液在膜装置(称作透析仪)的半透膜的每一侧流动。当在膜的每一侧上的物质的浓度不同时，实现了从膜的一侧到另一侧的扩散性转移。这种物质可以是血液中的杂质(尿素、肌酐等)，从而，这些血液中的杂质从血液中迁移到处理流体中。由于在血液透析期间通常需要从病人身上取出流体，因而在扩散性转移之上附加了由于膜的血液侧和处理流体侧之间产生的压力差导致的超滤而引起的对流转移。
用于体外血液处理的装置包括处理控制监控器监控器(透析监控器)，该监控器连接至可丢弃的体外血液回路。该可丢弃的体外血液回路包括血液传输线(通常是用于从病人身上取出血液的动脉线以及用于将血液返回给病人的静脉线)以及用于血液处理的膜装置。
该膜装置的半透膜划分出了连接至血液传输线的血液室和连接至处理流体供应和排放回路的流体室。该血液传输线还耦接至配备在处理控制监控器上的传感器和致动器系统，该系统通常包括用于血液循环的装置、压力传感器、气泡传感器、一个或多个回路夹具、血液检测器等。
该处理流体供应回路从供水系统接收净化水。该供水系统可以是用于仅向单个处理控制监控器供水的小单元，也可以是通过水系统回路布置将水供应到例如医院或诊所内的大量处理单元的大型单元。
可以与病人的血液接触的透析流体经常是通过处理流体供应回路由净化水制备的。非常重要的是，处理所用的透析流体中没有病毒、霉菌、细菌及其残留物和降解产物(例如内毒素)。
因此，可以在透析处理之间对透析监控器的处理流体路径进行消毒，从而减少处理流体路径中存在的病毒、霉菌、细菌等。化学消毒(例如使用NaOCl或其它化学消毒剂)是减少细菌等存在的有效方式，但是化学消毒对于如下冲洗过程的要求较高而且需要非常密切的测量以确保用于后续处理之前处理流体路径中没有化学残留产物。该化学处理不环保，而且会对消过毒的部件和组件的寿命带来负面影响。
在可选的消毒处理中，通过让热水通过处理流体路径实现了热消毒。结果是，化学残留产物的问题不复存在，该处理对于环境的负担小，并且对于消过毒的部件和组件的寿命的负面作用非相对较小。
优选的是，在每个病人的处理之后实施监控器的热消毒。由于透析病人的数量增多，因而需要增多诊室内处理的可用时间。因此，期望减少处理之间的消毒所花的时间。
而且，在可以对病人开始透析处理之前，透析监控器需要一定的时间来以正确的组分以及设定温度启动处理流体的生成。同样，由于透析病人的数量增多，需要增加诊室内处理的可用时间。因此，需要减少在可以对病人开始透析处理之前处理流体的启动或制备所花的时间。
发明内容
根据本发明的一个方案，提供了一种透析监控器，用于对病人执行透析处理，所述透析监控器包括：处理流体路径，被配置为当通过所述透析监控器执行透析处理时将处理流体提供给透析仪；加热器，被配置为加热所述处理流体路径中存在的流体；控制器；以及电池单元，所述电池单元被配置为，一旦外部电力的供应中断则向透析监控器的至少一部分提供备用电力。所述透析监控器还包括连接在所述电池单元和所述加热器之间的第一开关，所述第一开关具有第一状态和第二状态，在第一状态下能量从所述电池单元供应至所述加热器，在第二状态下，基本上阻止能量从所述电池单元供应至所述加热器；并且所述控制器被编程，以当没有通过所述透析监控器对病人执行透析处理时控制所述第一开关的状态并将所述第一开关的状态设定为所述第一状态，从而从所述电池单元供应能量至所述加热器。
根据本发明的另一方案，上文提及的透析监控器的控制器被编程，以当针对所述处理流体路径的至少一部分的热消毒进行准备时和/或在对所述处理流体路径的至少一部分进行热消毒期间的至少一部分将所述第一开关的状态设定为所述第一状态，从而使用来自所述电池单元的能量对热消毒使用的流体进行加热。
根据本发明的另一方案，上文提及的透析监控器的控制器被编程以当所述透析监控器启动处理流体的制备时将所述第一开关的状态设定为所述第一状态，从而使用来自所述电池单元的能量将所述流体朝向透析处理期间使用的温度进行加热和/或将流体加热至透析处理期间使用的温度。
根据本发明的另一方案，提供了一种用于向透析监控器的处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，即与加热流体相关的方法，所述透析监控器包括：处理流体路径，被配置为当对病人执行透析处理时将处理流体提供给透析仪；加热器，被配置为加热所述处理流体路径中的流体；以及电池单元，被配置为一旦外部电力的供应中断则向透析监控器的至少一部分提供备用电力。所述方法包括如下步骤：当没有通过所述透析监控器对病人执行透析处理时将能量从所述电池单元提供给所述加热器。
根据本发明的另一方案，在上文提及的方法中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤包括：当针对所述处理流体路径的至少一部分的热消毒进行准备时和/或在对所述处理流体路径的至少一部分进行热消毒期间的至少一部分将能量从所述电池单元提供给所述加热器从而加热热消毒使用的流体。并且所述方法还包括如下步骤：使得加热后的流体流经所述处理流体路径以对所述处理流体路径的至少一部分执行热消毒。
根据本发明的另一方案，在上文提及的方法中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤包括：当透析监控器启动处理流体的制备时将能量从所述电池单元提供给所述加热器以将流体朝向透析处理期间使用的温度进行加热和/或将流体加热至透析处理期间使用的温度。
根据本发明的另一方案，当没有通过透析监控器对病人执行透析处理时，使用透析监控器的备用电池单元来为加热元件提供电力，从而加热处理流体路径中的流体。
根据本发明的另一方案，在上文提及的备用电池单元的使用中，借助来自所述备用电池单元的能量加热后的所述处理流体路径中的流体用来对所述处理流体路径中的至少一部分进行热消毒。
根据本发明的另一方案，在上文提及的备用电池单元的使用中，借助来自所述备用电池单元的能量加热后的所述处理流体路径中的流体用于当透析监控器启动处理流体的制备时制备处理流体。
本发明至少一些实施例的优点在于，通过外部电源和电池单元提供给加热器的电力可以超过从外部电源可用的最大电力，这反过来使得用于处理流体路径的热消毒的流体被更快地加热或者当启动处理流体制备时使得处理流体被加热。
至少涉及本发明一些实施例的另一优点在于，可以在更短的时间段内实现透析监控器的热消毒。这反过来使得处理之间的时间更短，因为处理之间的时间依赖于热消毒所需的时间。通过使用可以与来自供电系统(外部电源/市电电源)的电力相结合的电池单元实现了较短的时间段，从而加热在热消毒期间使用的流体。
至少涉及本发明一些实施例的另一优点在于，能够在较短的时间段内实现处理流体制备的启动。这反过来使得处理之间的时间更短，因为处理之间的时间依赖于启动处理流体制备所需的时间。通过使用电池单元将流体加热至合适的温度(接近体温，例如，37℃)实现了较短的时间段。
结果是，具有更高效地使用透析监控器的优点(例如，以在例如诊所和医院病人透析处理可用时间的百分比来度量)。可以缩短操作人员(护士和医护人员，根据具体情况而言，可以是操作透析监控器的人)的工作时间，而缩短操作人员的工作时间反过来对诊所/医院具有积极的经济效应，并且对操作人员有积极的工作环境效应。由于透析监控器得到了更高效的使用，因而病人也可以获益。
附图说明
图1描绘了根据本发明实施例的透析监控器；
图2示出了根据本发明实施例的透析监控器处理流体路径的简化示意图；
图3示出了根据本发明可选实施例的透析监控器处理流体路径的简化示意图；
图4示出了本发明实施例的电路图；
图5a、图5b和图5c示出了本发明可选实施例的电路图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的透析监控器100，图2示出了透析监控器处理流体路径的简化示意图。
透析监控器100包括可以是蠕动泵的动脉血液泵116和静脉血液泵102。处理控制监控器100还包括静脉滴注室支架119、第一压力传感器输入端口117、第二压力传感器输入端口118、其上可安装膜装置(透析仪)(未示出的膜装置支架106、血液检测器和夹紧装置113、以及用户接口101(用于向用户显示信息以及由用户输入信息)，还有实施期望的处理所需的其它组件(例如，注射泵115)以及管理消毒剂进行的消毒可能需要的组件。
处理流体路径主要位于透析监控器内。然而，如从图1中看到的，从透析监控器的外部可以接触(accessible)到处理流体路径的一些组件。透析监控器包括第一干浓缩物(dry concentrate)连接器104、第二干浓缩物连接器103和A吸液管114A和B吸液管114B。图1还示出了用于当执行透析处理时将处理流体路径连接至透析仪(未示出)的多个管(处理流体供应管111和处理流体返回管112)。在图1中，如下文中将更详细解释的那样，这些管“停靠”在透析监控器处。
根据如图2所示的本发明的实施例，处理流体路径的上游部分从入口201开始，入口201被配置为从供水系统(未示出)接收流体。该入口连接至入口阀202的第一侧，入口阀202的另一侧连接至热交换器203第一侧的入口。热交换器第一侧的出口连接至箱体204的入口。处理流体路径还包括被配置/布置为加热箱体204中存在的流体的加热器205。该特定实施例中的加热器连附至箱体，并包括第一加热元件206和第二加热元件207。可选地，该加热器可以位于箱体内或位于箱体外部(即，作为内嵌加热器)。箱体设置有膨胀出口208，该膨胀出口208用于当流体进入箱体时使得空气可从箱体逸出，反之亦然。箱体的出口连接至处理流体混合单元210的入口。
处理流体是通过处理流体混合单元210制备的，且处理流体可以由例如罐、袋子和/或容器中供应的以干燥形式和/或流体形式提供的一种或多种浓缩物和/或溶液而制备。
图2示出了一个示例，其中，由A浓缩物和B浓缩物制备处理流体，A浓缩物包括除了碳酸氢盐之外的所有电解液，B浓缩物包括碳酸氢盐。包括A浓缩物的A浓缩物容器211(例如通过A吸液管114A)连接至A泵212的入口。A泵的出口连接至处理流体混合单元210的入口(即箱体204的出口)以及第一混合腔213的入口。第一混合腔的出口连接至第一电导池(conductivity cell)214的入口。包括B浓缩物的B浓缩物容器215(例如，在第一干浓缩物连接器104)连接至B泵216的入口。B泵的出口连接至第一电导池的出口以及第二混合腔217的入口。第二混合腔的出口连接至第二电导池118的入口，第二电导池的出口构成处理流体混合单元的出口。处理流体路径的温度通常是由处理流体路径传感器219测量的，在本实施例中，处理流体路径传感器219与第一混合腔213位于同一场所，并且被配置为测量第一混合腔中流体的温度。
处理流体混合单元210的出口连接至流体泵220的入口，流体泵的出口连接至处理流体出口221。从入口201至处理流体出口221的路径被称为处理流体路径的上游部分。
在透析处理期间，处理流体出口221将通过处理流体供应管111连接至透析仪(未示出)的处理流体入口(未示出)，从而如上所述将处理流体提供至透析仪的半透膜的处理流体侧。在通过透析仪之后，处理流体在出口处(未示出)从透析仪排出，并且通过处理流体返回管112返回至处理流体返回入口222，该处理流体返回入口222构成透析监控器的处理流体路径的下游部分的开始。
处理流体供应管111设置有第一连接器109，当连接至透析监控器100时，第一连接器109与处理流体出口221卡合。类似地，处理流体返回管112设置有第二连接器110，当连接至透析监控器100时，第二连接器110与处理流体返回入口222卡合。
当透析仪没有连接至处理流体路径时(例如可以是处理流体混合单元210启动或其(重新)校准时、在透析处理之后、或在处理流体路径的消毒期间)，处理流体供应管111和处理流体返回管112可以通过设置在透析监控器中的旁通导管223而连接在一起。详细而言，该旁通导管223设置有位于旁通导管223每一端处的供应管停靠连接器224和返回管停靠连接器225。处理流体供应管111设置有第三连接器107，当连接至透析监控器100时，第三连接器107与供应管停靠连接器224卡合。类似地，处理流体返回管112设置有第四连接器108，当连接至透析监控器100时，第四连接器108与返回管停靠连接器225卡合。
处理流体返回入口222连接至抽吸泵226的入口，抽吸泵226的出口连接至热交换器203第二侧的入口。热交换器第二侧的出口连接至排出口227。该排出口227构成透析监控器的处理流体路径下游部分的末端，该排出口227通常连接至排液部230。如图2所示，压力传感器228和血液泄露检测器229可以位于处理流体返回入口222的下游。
透析监控器还包括控制器240和用户接口101。控制器可操作地连接至阀门、加热器、泵、温度传感器、导电池、压力传感器、血液泄露检测器、夹具以及透析监控器的其它功能元件，并被配置/编程以读取测得的值并控制功能元件的功能。通过适当地由软件代码编程的模拟和/或数字电路、和/或逻辑和/或微控制器、或类似器件来进一步配置控制器，以实施在本发明的各实施例中公开的透析监控器的操作的功能性步骤。控制器240还连接至用户接口101，该用户接口101可以是触摸屏，从而能够向用户(未示出)显示信息并由用户输入信息。应当理解的是，诸如透析处理的开始、暂停和结束、透析监控器消毒的开始之类的某些活动可以由用户通过用户接口发起。
在操作中，当通过透析监控器进行透析处理时，控制器240被编程以将入口阀202设定为流体开放状态。从而让水(通常是从供水系统(未示出)供应的净化水)通过入口201、热交换器203的第一侧进入箱体204并进一步进入处理流体混合单元210。在处理流体混合单元210中，通过控制器操作A泵212，将来自A-浓缩物容器211的A-浓缩物混合进入处理流体路径，在被容纳在第一混合腔213之后，让A-浓缩物进一步通过第一电导池214。控制器被编程以读取第一电导池214测得的导电性，并且由控制器使用该测量值来计算用来控制A泵从而达到A浓缩物和水的设定混合的控制信号。类似地，通过控制器操作B泵216，将来自B-浓缩物容器215的B-浓缩物混合进入处理流体路径，在被容纳在第二混合腔217之后，让B-浓缩物进一步通过第二电导池218。控制器被编程以读取第二电导池214测得的导电性，并由控制器使用该测量值来计算用来考虑A浓缩物已经与水混合的情况而控制B泵从而达到B浓缩物在处理流体中的设定混合的控制信号。之后，处理流体从处理流体混合单元210排出，并通过流体泵220在处理流体路径中朝向处理流体出口221向前移动。
控制器240被编程以读取处理流体路径温度传感器219测得的温度，并控制加热器205从而达到合适的温度(接近体温，例如，37℃)。
如上所述，在执行透析处理时，处理流体出口221将通过处理流体供应管111连接至透析仪(未示出)的处理流体入口(未示出)，从而将处理流体提供到透析仪半透膜的处理流体侧。在已经通过透析仪后，该处理流体在出口(未示出)处从透析仪排出，并且通过处理流体返回管112返回至处理流体返回入口222。
当前使用过的处理流体通过抽吸泵226向前移动，并在通过抽吸泵之后，在该使用过的流体经由排出口227从透析仪监控器排出之前该使用过的流体流经热交换器203的第二侧。热交换器允许使用过的处理流体(该使用过的处理流体已经被加热到几乎是体温的一温度)将热量传递至在入口201处被接收到的清水。
透析监控器最优先考虑的是它以安全的方式对病人进行操作。这意味着，需要以对病人风险最小的方式由透析监控器管理执行透析处理时可能发生的各种事件。可能发生的一种这样的事件是，当病人连接至透析监控器并且执行透析处理时，通过市电电源(通过外部电源(未示出))供应给透析监控器的电力断掉。为了管理这种情况，透析监控器可以配备有电池单元250(其可以被称作不间断电源，UPS)，该电池单元250可以为控制器的至少一部分提供备用电力，并且可以在控制器的控制下为透析监控器的一些功能元件提供备用电力，从而至少将透析监控器置于病人安全模式。病人安全模式可以包括：控制器被编程以停止透析流体流经透析仪，而允许继续抽取血液并允许血液流经透析仪和(如果在特定时间段内电力没有恢复)/或控制器被编程以停止所有的泵，并夹紧(多个)体外血液传输线，从而阻止从病人身上(进一步)抽取血液。它还可以包括提供音频和/或视频警告，并使用户能够操作透析监控器，从而将(多个)体外血液传输线中存在的已经抽出的血液返回给病人。后者是通过将控制器编程为使用来自(备用)电池单元的电力运行动脉和/或静脉血液泵从而将尽可能多的血液返回给病人而执行的。电池单元250通常比较重，它可以位于透析监控器100的下部分，例如，位于底座(foot)中或管柱(column)(其上布置流体模块)中。
当没有执行透析处理时可以实施热消毒。然后，断开透析仪，处理流体供应管111处的第三连接器107转而连接至供应管停靠连接器224，处理流体返回管112处的第四连接器108转而连接至返回管停靠连接器225。从而，处理流体路径上游和下游部分将通过旁通导管223连接在一起，并且可以通过让热流体通过处理流体路径而对处理流体路径的这两部分进行热消毒。热流体是通过将控制器240编程为控制加热器205将箱体204中的流体加至高温(例如90℃)来产生的。通过控制器操作流体泵220和抽吸泵226，将热流体移动通过处理流体路径。通过热交换器203第二侧的流体的热量将传递至进入热交换器203第一侧的流体，从而建立一种能源节约型系统。
图3示出了根据本发明可选实施例的透析监控器300的处理流体路径的简化示意图。与图2的示意图中存在的元件对应的元件用相同的附图标记示出。但应当理解，该控制器240也可以以不同方式被编程以使其能够实施参照图3公开的实施例的功能性。图3所示的处理流体路径被设计为能够针对处理流体路径的上游和下游部分分别具有单独的消毒流体回路。参照图3，处理流体出口221通过旁路阀301连接至处理流体返回入口。供应管停靠连接器224和返回管停靠连接器225不再通过旁通导管223连接在一起。相反，供应管停靠连接器224连接至第一返回阀302的第一侧。第一返回阀302的第二侧连接至入口阀202和热交换器203第一侧的入口之间的位置。返回管停靠连接器225连接至第二返回阀303的第一侧。第二返回阀303的第二侧连接至热交换器203的第二侧的出口。此外，排出阀304位于热交换器203的第二侧的出口和排出口227之间。
在操作中，当处于流体开放状态时，旁路阀301允许绕过透析仪(未示出)，也就是说，将处理流体混合单元210产生的处理流体引导至处理流体路径的下游部分。透析处理期间旁路阀301处于流体关闭状态，并且生成的处理流体通过处理流体出口221和处理流体供应管111引导至透析仪(未示出)。
在消毒时，形成第一循环回路，其包括处理流体路径上游部分的至少一部分。这是通过将透析仪(未示出)断开连接而将处理流体供应管111处的第三连接器107连接至供应管停靠连接器224、流体开放的第一返回阀302以及流体关闭的入口阀202来实现的。形成了第二循环回路，其包括处理流体路径下游部分的至少一部分。这是通过将透析仪(未示出)断开连接而将处理流体返回管112处的第四连接器108连接至返回管停靠连接器225、流体开放的第二返回阀303以及流体关闭的排出阀304来实现的。旁路阀301设定在流体关闭状态。现在可以使得消毒所用的流体至少在处理流体路径的相对干净部分的至少一部分(透析仪的上游)循环，而与在处理流体路径的相对污染部分的至少一部分(透析仪的下游)循环的消毒所用的流体分开。流体泵22和抽吸泵226可以用来使流体分别在第一和第二循环回路中循环。消毒所用的流体可以被加热(热消毒)，并且可以包括消毒和/或清洁剂。
在上述实施例的变型例中，第二加热器305可以位于处理流体路径的下游部分中，并被配置为加热处理流体路径的下游部分存在的流体。第二加热器305可以包括第二加热器306的第一加热元件和第二加热器307的第二加热元件。加热器205和第二加热器305可以用来分别加热在第一和第二循环回路中存在的流体。
根据本发明的实施例，当没有对病人执行透析处理时使用电池单元250为加热器205供电，进而将箱体中的流体和/或处理流体路径中的流体加热至高温(例如90℃)，从而使得热流体能够对处理流体路径的至少一部分执行热消毒，或者在启动处理流体的制备时使用电池单元250。
根据本发明的实施例，当针对处理流体路径(或处理流体路径的至少一部分)的热消毒进行准备时和/或在对所述处理流体路径(或处理流体路径的至少一部分)进行热消毒期间的至少一部分，将能量从电池单元250供应至加热器205和/或第二加热器305(如果存在的话)。如果在将能量从市电电源(外部电源)供应至加热器205和/或第二加热器305的同时将能量从电池单元205供应给加热器205和/或第二加热器305，则可以非常快地实施箱体中的流体和/或处理流体路径中流体的加热。在这种情况下，从市电电源和电池单元250提供给加热器205和/或第二加热器305的总能量可以超过透析监控器仅从市电电源可以获得的最大电力供应。
由于电源线缆以及相关保险丝的尺寸，来自市电电源的最大可用电力供应有限，而增大能够供应给诊所或医院环境中的透析监控器的最大电力通常将导致令人难以接受的非常高的重建和运营成本。本发明使得流体能够被快速加热到对于热消毒而言足够高的温度(例如90℃)，这意味着可以缩短处理之间的时间，因为处理之间的时间极其依赖于将流体加热到足够高的温度所用的时间。
由于热消毒所使用流体(例如水)的高热容量以及填充透析流体路径所需的体积，将来自例如冷水龙头的水的温度加热至能够执行热消毒的温度所需的能量是非常巨大的。可用的电力受到电力系统和连接至相同保险丝的透析监控器的数量的限制。如果没有来自电池单元250的电力，将需要5-15分钟来达到执行热消毒所需的温度。如果有了来自电池单元250的电力，则如上所讨论的，可以将该时间显著减少。
在可以与所公开实施例中任一实施例结合的本发明的可选实施例中，存储在电池单元250中的能量用于当透析监控器启动处理流体的制备时加热处理流体。在这种情况下，处理流体的温度可以快速增大到合适的温度(接近体温，例如37℃)。即，电池单元的能量用于将处理流体朝向透析处理期间所用的温度进行加热和/或将处理流体的温度加热至透析处理期间使用的温度。当透析监控器没有对病人执行透析处理时，处理流体制备的启动发生。可以单独使用电池单元250的能量，或者可以将电池单元250的能量与从外部提供的电力(来自市电电源)的能量结合使用。至少在后一种情况下，与仅使用外部提供的电力的情况相比可以使得加热更快，因为外部提供的电力(由于安装、线缆尺寸以及安装的保险丝允许的最大电流)是受限的。
在本发明的变型例中，使用来自电池单元的能量(在处理流体路径上游部分的位置)将处理流体加热至接近体温，至少直到当进入热交换器203第二侧的处理流体的温度具有处于相同温度范围内的温度(例如，至少是30℃)的时刻。在该时刻，通过从热交换器的第二侧到第一侧的能量传递，将在热交换器中加热通过入口201进入的流体。本发明该变型例的优点是，可以使得透析处理期间使用的(由外部电源(市电电源)供应的)加热器的电力更小，因为在任何时刻只需要将热交换器中被加热的流体的温度提高到接近体温的温度。
应当注意，仅当通过透析监控器对病人执行透析处理时才需要电池单元250提供的电力供应备份功能，因而，当没有执行透析处理时不需要该功能。由于仅当没有病人连接至透析监控器时才实施热消毒以及启动处理流体的制备，因而可以使用电池单元250中存储的能量(甚至到完全耗尽电池单元的时刻)而不会对病人有任何风险。
图4示出了本发明实施例的电路图。如图4所示，电池单元250连接至第一开关401的输入。第一开关的输出连接至加热器205的第二加热元件207。如从控制器240到第一开关401的箭头所示出的，控制器240可操作地连接至第一开关401，使得控制器240可以控制第一开关401的状态。在第一状态下(当第一开关“闭合”时)，将能量从电池单元250提供给第二加热元件207。在该第一状态下，加热器205的第二加热元件207将加热处理流体路径中的流体，至少箱体的流体和/或第二加热元件附近的流体。在第二状态(当第一开关“打开”时)下，阻止能量从电池单元250供应至第二加热元件207。在该第二状态下，加热器205的第二加热元件207将不再加热处理流体路径中的流体(箱体中的流体和/或第二加热元件附近的流体)。电池单元250被配置为当病人接受透析处理时一旦外部电力供应中断的情况下，将备用电力(在图4中“备用电力”指示的连接点)提供给透析监控器的至少一部分。
在热消毒的情况下，用户可以通过在用户接口101上给出命令而发起热消毒。然后，控制器240将控制第一开关进入其第一状态，且加热器205的第二加热元件207将加热处理流体路径中的流体。通过控制器240被编程以控制流体泵220和抽吸泵226使得加热后的流体流经处理流体路径。这将导致如上所述对处理流体路径的热消毒。在完成热消毒时，控制器240控制第一开关进入其第二状态，且加热器205的第二加热元件207将不再加热箱体中的流体和/或处理流体路径中的流体。
在启动处理流体制备的情况下，用户可以通过在用户接口101上给出命令而发起该启动。然后，控制器240将控制第一开关401进入其第一状态，且加热器205的第二加热元件207将加热处理流体路径的流体。通过控制器240被编程以控制流体泵220和抽吸泵226，将使得加热后的流体流经处理流体路径。由于在该时刻透析监控器没有对病人执行透析处理，因而，通常通过旁通导管223(参见图2)或经过旁路阀301(参见图3)使得处理流体从处理流体路径的上游部分引导进入处理流体路径的下游部分，旁路阀301那时处于流体开放状态。在这些情况下，在启动处理流体制备时没有将处理流体提供给透析仪。现在将来自电池单元250的能量提供给加热器205并且处理流体的温度能够快速增大至合适的温度(接近体温，例如37℃)。控制器240可以读取处理流体路径温度传感器219测得的温度，并基于测得的温度在打开和闭合状态之间操作第一开关401，从而(使用合适的控制算法，例如PID算法)达到合适的温度。在开始对病人进行透析处理之前，控制器240控制第一开关401进入其第二状态，且加热器205的第二加热元件207将不再加热箱体和/或处理流体路径中的流体。
在可以与本发明其它实施例结合的可选实施例中，如图4所示，透析监控器配备有第二开关402。第二开关402的输入连接至电源入口405，第二开关402的输出提供给加热器205的第一加热元件206。如从控制器240至第二开关402的箭头所示出的，控制器240可操作地连接至第二开关402，这样，控制器240可以控制第二开关402的状态。在第一状态下(当第二开关402“闭合”时)，将能量从电源入口405(假设电源入口连接至外部电力来源(未示出))提供给第一加热元件206。在该第一状态下，加热器205的第一加热元件206将加热处理流体路径中的流体，至少加热箱体(如果有的话)中的流体和/或第一加热元件附近的流体。在第二状态下(当第二开关402“打开”时)，将阻止能量从电源入口405供应到第一加热元件206。在该第二状态下，加热器205的第一加热元件206将不再加热处理流体路径中的流体(箱体(如果有的话)中的流体和/或第二加热元件附近的流体)。
在操作中，在用户通过在用户接口101上给出合适的(多个)命令而发起热消毒或发起启动处理流体制备后(根据具体情况而定)，控制器240将控制第一开关401和第二开关402进入它们的第一状态(闭合)，且加热器205的第一加热元件206和第二加热元件207将加热处理流体路径中的流体。当从外部电力来源和电池单元250这二者同时向加热器205提供电力时，处理流体路径(以及箱体，如果有的话)中的流体被更快地加热。因此，根据具体情况而定，处理流体路径的热消毒，或者处理流体的至少一部分的热消毒，或者处理流体制备的启动也将更快，结果是，能够缩短处理之间的时间。此外，从外部电力来源和电池单元提供给加热器205的总的电力合起来可以超过仅由外部电力来源能够传送的电力。根据具体情况而定，在完成热消毒或启动处理流体的制备时，控制器240控制第一开关401和第二开关402进入它们的第二状态(打开)，并且加热器205的第一加热元件206和第二加热元件207将不再加热处理流体路径中的流体。
在可以与本发明其它实施例结合的可选实施例中，在发起热消毒之后的相同时间段的全部或一部分(例如，在针对处理流体路径的至少一部分的热消毒进行准备时和/或在对处理流体路径的至少一部分进行热消毒期间的至少一部分)、或在启动处理流体的制备时(根据具体情况而定)，控制器240可以控制第一开关401和第二开关402从不进入它们的第一状态。
在可以与本发明其它实施例结合的可选实施例中，温度传感器(未示出)可以以如下方式与加热器205一起设置：即建立代表加热器(或箱体，如果存在的话)中的流体的温度的信号。温度传感器连接至控制器240，且该信号被控制器读取作为温度参数。控制器240可以使用该温度参数来控制第一和第二加热元件206和207，这样，例如不会超过加热器205中流体的最大温度(例如在热消毒的情况下是95℃，在启动处理流体制备的情况下是37℃)。特别地，控制器240可以控制第一和第二开关401和402这二者或者二者之一进入它/它们的第二状态，从而阻止加热器205或箱体中的流体被过度加热。
在可以与本发明其它实施例结合的本发明的另外的实施例中，如图4所示，透析监控器配备有充电器单元404和第三开关403。充电器单元404的输入连接至电源入口405，充电器单元404的输出连接至第三开关403的输入。第三开关403的输出连接至电池单元250。如从控制器240到第三开关403的箭头所示出的，控制器240可操作地连接至第三开关403，使得控制器240能够控制第三开关403的状态。在第一状态下(当第三开关403“闭合”时)，将能量从充电器单元404(假设充电单元从连接至电源入口405的外部电力来源(未示出)接收电力)提供至电池单元250。在该第一状态下，电池单元250的一个或多个电池将被充电。在第二状态(当第三开关403“打开”时)下，将阻止能量从充电器单元404提供至电池单元250。在该第二状态下，将不会对电池单元250的电池/多个电池充电，并且充电器单元404将与第一开关401的输入断开连接。
在操作中，在用户发起热消毒后或发起启动处理流体制备后，通过在用户接口101上给出适当的(多个)命令(根据具体情况而定)，在控制器控制第一开关401进入它的第一状态(闭合)之前控制器204将控制第三开关403进入它的第二状态(打开)。反过来，在控制器240已经控制第一开关401进入它的第二状态(打开)之后，控制器240控制第三开关403进入它的第一状态(闭合)。结果是，在电池单元没有向第二加热元件207提供电力的时间段期间，充电器单元404将仅连接至电池单元250，并对电池单元250充电。驱动第二加热元件207所需的电力通常非常巨大，通过该设计，充电器单元404仅需要被设计以提供对电池单元250充电的电力(而一旦将电池单元250直接连接至第二加热元件207时不需要承受明显更高的电力)。可以在透析处理期间或在透析监控器不工作(例如在夜间)期间以任何速度对电池单元250充电。
虽然图4中仅示出电源入口405连接至第三开关403和充电器单元404，然而应当理解，如本领域大致已知的那样，在电源入口405处接收到的电源可以用来为透析监控器中的功能元件供电。
图5a、图5b和图5c示出了可以与本发明其它实施例结合的本发明可选实施例的电路图。
根据图5a所示的实施例，电池单元250将DC备用电力(图中用“备用电力”示出)提供至控制器240(的部件)和可能被控制器控制的透析监控器的其它元件。当第一开关401(其被控制器控制)处于闭合状态时第一开关401将电池单元250连接至DC/AC变换器501的DC输入。DC/AC变换器501的AC输出与AC电力(图中以“AC电力”示出)并联连接，AC电力将电力提供至加热器205的通用加热元件502。
根据图5b所示的实施例，电池单元250将DC备用电力(图中用“备用电力”示出)提供至控制器240(的部件)和可能被控制器控制的透析监控器的其它元件。当第一开关401(被控制器控制)处于闭合状态时第一开关401将电池单元250连接至DC/AC变换器501的DC输入。DC/AC变换器501的AC输出连接至加热器205的第二加热元件207，而AC电力(图中以“AC电力”示出)将电力提供至加热器205的第一加热元件206。
根据图5c所示的实施例，电池单元250将DC备用电力(图中用“备用电力”示出)提供至控制器240(的部件)和可能被控制器控制的透析监控器的其它元件。当第一开关401(被控制器控制)处于闭合状态时第一开关401将电池单元250连接至加热器205的第二加热元件207，而AC电力(图中以“AC电力”示出)将电力提供至加热器205的第一加热元件206。
在参照图4或图5讨论的实施例的变型例中，可以用第二加热器305(如果存在的话)代替加热器205，或者加热器205可以与第二加热器305相结合。在这些情况下，可以用第二加热器的第一加热元件306代替第一加热元件206或者第一加热元件206可以与第二加热器的第一加热元件306相结合，并且可以用第二加热器的第二加热元件307代替第二加热元件207或者第二加热元件207可以与第二加热器的第二加热元件307相结合。在这些实施例的其它变型例中，第一加热元件206可以与第二加热器的第一加热元件306串联或并联连接。类似地，第二加热元件207可以与第二加热器的第二加热元件307串联或并联连接。
在可以与本发明其它实施例结合的可选实施例中，加热器205不是附连至箱体而是直接加热处理流体路径中的流体(即，操作为内嵌加热器)。
在可以与本发明其它实施例结合的可选实施例中，第一加热元件206和第二加热元件207可以位于单独的加热器中(未示出)。类似地，第二加热器的第一加热元件306和第二加热器的第二加热元件207可以位于单独的加热器(未示出)中。
在可以与本发明其它实施例结合的可选实施例中，透析监控器从外部源(例如，针对整个诊所或医院集中制备的源(未示出)或来自袋子(未示出))接收处理流体。参照图2和图3，在该实施例中，则不需要处理流体混合单元210，并且可以省去处理流体混合单元210。
在所公开的实施例中，术语“开关”用来说明本发明(在图4和图45a、图5b和图5c中以符号示出)。应当理解，“开关”可以是由一个或多个晶闸管、双向可控硅、双向开关二极管、二极管、继电器、晶体管和任何类型的驱动电路或其组合构成。
控制器240可以包括模拟数字电路和/或具有与连接至至少一个存储装置(半导体存储器、硬盘驱动器、USB存储器等)、通信装置等的相关数据总线的至少一个微处理器，其中该存储器设置有软件代码，该软件代码修改/或配置至少一个微处理器以实施上文讨论的实施例的各种操作和方法中的一种、多种或全部。
本发明至少一些实施例的优点在于，通过外部电源和电池单元提供给加热器的电力可以超过从外部电源可用的最大电力，这反过来使得流体被更快地加热以用于处理流体路径的热消毒或者当启动处理流体制备时使得处理流体可以更快地被加热。
至少涉及本发明一些实施例的优点在于，可以在较短的时间内实现透析监控器的热消毒。这反过来使得处理之间的时间更短，因为处理之间的时间依赖于热消毒所需的时间。通过使用可以与来自供电系统(外部电源/市电电源)的电力结合的电池单元实现了用更短的时间加热在热消毒期间使用的流体。
至少涉及本发明一些实施例的另一优点在于，能够在较短的时间内实现启动处理流体的制备。这反过来使得处理之间的时间更短，因为处理之间的时间依赖于启动处理流体制备所需的时间。通过使用电池单元实现了用更短的时间将流体加热至合适的温度(接近体温，例如，37℃)。
结果是，具有更高效地使用透析监控器的优点(例如，以在例如诊所和医院病人透析处理可用时间的百分比来度量)。可以缩短操作人员(护士和医护人员，根据具体情况而言，可以是操作透析监控器的人)的工作时间，而缩短操作人员的工作时间反过来对诊所/医院具有积极的经济效应，并且对操作人员有积极的工作环境效应。由于透析监控器得到了更高效的使用，因而病人也可以获益。

Claims (24)

1.一种透析监控器(100)，用于对病人执行透析处理，所述透析监控器包括：
处理流体路径，被配置为当通过所述透析监控器执行透析处理时将处理流体提供给透析仪；
加热器(205)，被配置为加热所述处理流体路径中存在的流体；
控制器(240)；
电池单元(250)，所述电池单元被配置为，一旦外部电力的供应中断则向所述透析监控器的至少一部分提供备用电力；
其特征在于：
所述透析监控器还包括连接在所述电池单元和所述加热器之间的第一开关(401)，所述第一开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下能量从所述电池单元供应至所述加热器，在所述第二状态下，基本上阻止能量从所述电池单元供应至所述加热器；并且
所述控制器被编程，以当没有通过所述透析监控器对病人执行透析处理时控制所述第一开关的状态并将所述第一开关的状态设定为所述第一状态，从而从所述电池单元供应能量至所述加热器。
2.根据权利要求1所述的透析监控器，其中，所述控制器被编程，以当针对所述处理流体路径的至少一部分的热消毒进行准备时和/或在对所述处理流体路径的至少一部分进行热消毒的至少一部分期间将所述第一开关的状态设定为所述第一状态，从而使用来自所述电池单元的能量对热消毒使用的流体进行加热。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述控制器被编程以当所述透析监控器启动处理流体的制备时将所述第一开关的状态设定为所述第一状态，从而使用来自所述电池单元的能量将流体朝向透析处理期间使用的温度进行加热和/或将流体加热至透析处理期间使用的温度。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述控制器被编程以当没有将处理流体提供至透析仪时控制所述第一开关的状态并且将所述第一开关的状态设定为所述第一状态。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述控制器被编程以当病人正在接受通过透析监控器进行的透析处理时控制所述第一开关的状态并将所述第一开关的状态设定为所述第二状态，从而基本上阻止能量从所述电池单元供应至所述加热器。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述加热器至少包括第一加热元件(206)和第二加热元件(207)，所述第一加热元件被配置为从外部电力来源接收能量，所述第二加热元件被配置为从所述电池单元接收能量。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述加热器包括第一加热器和第二加热器，其中，所述第一加热器被配置为从所述电池单元接收能量，所述第二加热器被配置为从外部电力来源接收能量。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述透析监控器的特征在于：
所述透析监控器还包括第二开关(402)，所述第二开关(402)连接在外部电力来源和所述加热器之间；并且
所述控制器被编程，从而控制所述第二开关在第一状态下将能量从所述外部电力来源提供给所述加热器，并控制所述第二开关在第二状态下阻止能量从所述外部电力来源提供给所述加热器。
9.根据权利要求8所述的透析监控器，其中，所述控制器被编程，以在与能量从所述外部电力来源提供给所述加热器的同一时间段的至少一部分期间，将能量从所述电池单元提供给所述加热器。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的透析监控器，其中，所述透析监控器的特征在于：
所述透析监控器还包括：
充电器单元(404)，用于对所述电池单元充电；以及
第三开关(403)，连接在外部电力来源和所述电池单元之间；
特征还在于，所述控制器被编程以控制所述第三开关在第一状态下使得来自所述充电器单元的能量能够对所述电池单元充电，并且控制所述第三开关在第二状态下阻止来自所述充电器单元的能量对所述电池单元充电。
11.根据权利要求8所述的透析监控器，其中，所述控制器被编程，以当所述控制器被编程以控制所述第一开关进入所述第一状态从而从所述电池单元供应能量至所述加热器时，控制所述第三开关以阻止来自所述充电器单元的能量对所述电池单元充电。
12.一种用于向透析监控器的处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，所述透析监控器包括：处理流体路径，被配置为当对病人执行透析处理时将处理流体提供给透析仪；加热器，被配置为加热所述处理流体路径中的流体；以及电池单元，被配置为一旦外部电力的供应中断则向所述透析监控器的至少一部分提供备用电力；所述方法包括如下步骤：
i)当没有通过所述透析监控器对病人执行透析处理时将能量从所述电池单元提供给所述加热器。
13.根据权利要求12所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，其中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤包括：当针对所述处理流体路径的至少一部分的热消毒进行准备时和/或在对所述处理流体路径的至少一部分进行热消毒期间的至少一部分，将能量从所述电池单元提供给所述加热器从而加热热消毒使用的流体；并且所述方法还包括如下步骤：
ii)使得加热后的流体流经所述处理流体路径以对所述处理流体路径的至少一部分执行热消毒。
14.根据权利要求12所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，其中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤包括：当所述透析监控器启动处理流体的制备时将能量从所述电池单元提供给所述加热器以将流体朝向透析处理期间使用的温度进行加热和/或将流体加热至透析处理期间使用的温度。
15.根据权利要求12到权利要求14中任一权利要求所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，其中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤在没有流体供应给透析仪时执行。
16.根据权利要求12到权利要求15中任一权利要求所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，还包括如下步骤：
-当病人正在接受通过所述透析监控器进行的透析处理时，基本上阻止能量从所述电池单元供应至所述加热器。
17.根据权利要求12到权利要求16中任一权利要求所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，还包括如下步骤：
-当没有通过所述透析监控器对病人执行透析处理时，将能量从外部电力来源提供给所述加热器。
18.根据权利要求17所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，其中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤以及将能量从外部电力来源提供给所述加热器的步骤至少部分地在相同的时间内发生。
19.根据权利要求17或权利要求18中任一权利要求所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，其中，将能量从所述电池单元提供给所述加热器的步骤包括：将能量提供给第一加热器和/或所述加热器的第一加热器元件，并且将能量从外部电力来源提供给所述加热器的步骤包括将能量提供给第二加热器和/或第二加热器元件。
20.根据权利要求12到权利要求19中任一权利要求所述的用于向处理流体路径中存在的流体提供能量的方法，还包括如下步骤：
-在将能量从所述电池单元提供给所述加热器的时间的至少一部分期间，阻止对电池进行充电。
21.一种透析监控器的备用电池单元的使用，用于当没有通过透析监控器对病人执行透析处理时将电力提供给加热元件从而加热处理流体路径中的流体。
22.根据权利要求21所述的透析监控器的备用电池单元的使用，其中，当通过所述透析监控器将处理流体提供给透析仪时不使用所述备用电池单元来将电力提供给加热元件从而加热处理流体路径中的流体。
23.根据权利要求21或权利要求22中任一权利要求所述的透析监控器的备用电池单元的使用，其中，借助来自所述备用电池单元的能量加热后的所述处理流体路径中的流体用来对所述处理流体路径中的至少一部分进行热消毒。
24.根据权利要求21或权利要求22中任一权利要求所述的透析监控器的备用电池单元的使用，其中，借助来自所述备用电池单元的能量加热后的所述处理流体路径中的流体用于当透析监控器启动处理流体的制备时制备处理流体。
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