CN108472429B - 具有用于识别分流再循环的机构的透析仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有体外血液循环回路的透析仪，所述体外血液循环回路具有：动脉管路，所述动脉管路具有用于与患者连接的动脉针和血液泵；静脉管路，所述静脉管路具有用于与患者连接的静脉针；和设置在动脉管路和静脉管路之间的透析器，所述透析器具有血液室和透析液室，其中透析仪还具有控制单元，其中透析仪还具有设置在血液泵的抽吸侧的体外的血压传感器，并且其中控制单元构成为，使得如果传感器的信号中的跟随触发事件的变化超过阈值，那么进行信号输出，所述信号输出指明再循环的存在。

Description

具有用于识别分流再循环的机构的透析仪
技术领域
本发明涉及一种具有用于识别分流再循环的机构的透析仪。
背景技术
如果透析仪的体外血液循环回路的动脉针和静脉针安置在分流(即为了透析治疗的更好的可执行性而在患者中的动脉和静脉之间人工完成的短路连接)的区域中，那么会发生分流再循环，其中被净化的血液的通过静脉针回输到患者血管中的部分直接再次通过动脉针进入体外血液循环回路中。因为透析效率降低，所以这种分流再循环是不期望的。在这种背景下期望的是：能够检测到分流再循环的存在。
从EP 1 790 363 B1中已知一种透析仪，借助所述透析仪能够进行分流再循环的检测。该仪器在体外血液循环回路的动脉管路和静脉管路中具有血细胞比容传感器。为了检测分流再循环，提出：通过暂时提高透析器处的超滤速率来产生在体外所引导的血液的血细胞比容值中的峰值。然后，该峰值在静脉的血细胞比容传感器处被识别。如果在动脉的血细胞比容传感器处在正确的时间偏移中也识别到相对应的峰值，那么推断有分流再循环。
发明内容
本发明的目的是：提供一种透析仪，借助所述透析仪能够以更简单的方式进行分流再循环的检测。
在此背景下，本发明涉及一种具有体外血液循环回路的透析仪，所述体外血液循环回路具有：动脉管路，所述动脉管路具有用于与患者连接的动脉针和血液泵；静脉管路，所述静脉管路具有用于与患者连接的静脉针；和设置在动脉管路和静脉管路之间的透析器，所述透析器具有血液室和透析液室，其中透析仪还具有控制单元。根据本发明提出：透析仪还具有设置在血液泵的抽吸侧的体外的血压传感器，并且控制单元构成为，使得如果传感器的信号中的跟随触发事件的变化超过阈值，那么进行信号输出，所述信号输出指明再循环的存在。
因此，相对于从EP 1 790 363 B1中已知的系统，能够弃用对血细胞比容值进行较复杂的测量并且唯一地利用总归存在于仪器中的动脉压力传感器就能够进行所述确定。无需在静脉管路中进行测量或在泵的压力侧上进行测量。
在一个实施方式中，触发事件是在体外血液循环回路中引导的血液在血液泵的压力侧的暂时的增稠或稀释。通过血液的暂时的增稠或稀释引起血液黏度的暂时变化。如果具有变化的血液黏度的血液份额在回输给患者之后在分流中再循环并且通过动脉针重新抽吸到体外血液循环回路中，那么在静脉针处所产生的流动阻力的暂时变化引起泵的抽吸侧上的体外的血压的变化。通过传感器可以检测该变化。
在一个实施方式中，透析仪还具有稀释系统，所述稀释系统具有通入体外血液循环回路中的稀释管路和稀释泵，其中控制单元构成为，使得触发事件通过稀释泵的控制来触发。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得触发事件通过暂时地降低泵功率或将稀释泵停止工作来触发。
在一个实施方式中，稀释系统是后稀释系统并且稀释管路通入静脉管路中。在使用后稀释系统的情况下，在检测分流再循环时能够达到高的灵敏度。
暂时降低泵功率或使稀释泵停止工作在后稀释时引起体外血液暂时增稠。在预稀释的情况下，通常出现相反的效果，这归因于置换和过滤之间的平衡。因为停止预稀释通常导致过滤停止，以至于产生稀释的团注，因为血液随后穿过透析器而没有被过滤。血液的暂时稀释也能够与预稀释或后稀释的选择无关地通过暂时提高稀释泵的泵功率来实现。这例如能够借助于附加的稀释泵来实现。由于非线性的关系，在再循环的情况下在动脉传感器处测量的信号在血液增稠时与在血液稀释时相比是更显著的。
在该实施方式中，根据本发明的透析仪适合于在血液(透析)滤过治疗的过程中使用，其中在透析器中从血液中去除的液体量通过前稀释或后稀释来代替。
在一个实施方式中，透析仪还具有在抽吸侧与透析液室连接的超滤泵，其中控制单元构成为，使得触发事件通过超滤泵的控制来触发。暂时地降低超滤泵的泵功率引起暂时地降低透析器中的跨膜压力，这引起出自血液的流体流量进的暂时减少从而引起体外血液的暂时稀释。相反地，泵功率的暂时提高引起血液的暂时增稠。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得触发事件通过暂时地提高超滤泵的泵功率来触发。如在上文中所说明的那样，通过非线性的关系，在再循环的情况下在动脉的传感器处所测量的信号在血液增稠时与在血液稀释时相比是更显著的。
在这些实施方式中，根据本发明的透析仪器适合于在血液透析滤过治疗的过程中使用，在所述血液透析滤过治疗不发生前稀释或后稀释。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得在出现触发事件前一刻将传感器的信号值作为起始值存储，使得在测量阶段期间在出现触发事件之后将传感器的最大或最小的信号值作为峰值存储，并且使得信号中的变化对应于起始值和峰值之间的差。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得测量阶段的持续时间至少对应于触发事件的持续时间，和/或测量阶段相对于触发事件在时间上偏移地开始。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得确定起始值和在测量阶段期间确定的信号值之间的差的积分，并且基于该积分进行信号输出，所述信号输出指明再循环的程度。
本发明还涉及一种用于在借助根据本发明的透析仪进行透析治疗期间识别分流再循环的方法，其中如果传感器的信号中的跟随触发事件的变化超过阈值，那么进行指明存在再循环的信号输出。
附图说明
本发明的其它细节和优点从下面根据附图所示出的实施例中得出。在附图中示出：
图1示出根据本发明的透析仪的示意图；
图2示出在HDF(血液透析滤过)治疗期间在存在分流再循环的情况下在中断后稀释时静脉和动脉压力信号的时间变化曲线的视图；以及
图3示出没有分流再循环的情况下动脉和静脉压力信号的所缺少的关联性的视图。
具体实施方式
在图1中示意地示出根据本发明的透析仪的第一实施方式。
透析仪包括体外血液循环回路1和透析液循环回路2，所述体外血液循环回路和透析液循环回路在透析器3处彼此接触。透析器3包括半透膜4，所述半透膜将血液室5和透析液室6彼此分开，所述血液室形成体外血液循环回路1的一部分，并且所述透析液室形成透析液循环回路2的一部分。血液和透析液在透析器3的不同的室5和6中的流动方向是相反的。在附图中，用箭头表示循环回路中的流动方向。
在动脉的血液管路7中存在血液泵8，并且在静脉的血液管路9中存在滴注室10。用于连接患者的动脉针和静脉针用附图标记11和12表示。患者的处于分流区域中的血管用附图标记13表示。
在血液泵8的抽吸侧上存在动脉的压力传感器14并且在静脉的滴注室10处存在静脉的压力传感器15。
透析液循环回路的进入管路16与透析液源连接。透析液循环回路的返回管路17与出口连接。后稀释管路17从进入管路16分支出来，在所述后稀释管路中设置有稀释泵19。后稀释管路18在透析器3和滴注室10之间通入静脉管路9中。
透析仪还具有控制单元20，所述控制单元至少与血液泵8、动脉的压力传感器14和稀释泵19连接。
在所示出的仪器处所执行的后H(D)F(血液(透析)滤过)治疗的过程中，血液在透析器3中通过过滤速率Qtm＝Quf+Qsub增稠。在静脉的滴注室10之前，血液通过置换或后稀释泵19的流量Qsub再次稀释到透析器入口处的血细胞比容值(在此Quf可忽略)。
一旦置换或后稀释泵19在H(D)F治疗时停止，血块(血细胞比容相对于静止状态的临时时间变化)就流过静脉的软管系统9。增稠的血液被冲洗并且经由静脉针12返回到患者的分流管13中。变化的血液黏度导致静脉压力中的峰值，所述峰值通过针中的血液动力学压降而引起。
静脉压力的时间变化曲线已经在实例测量的过程中确定并且在图2中示出。
增稠的血液的一部分经由分流13中的再循环流量QRezi返回到动脉针11并且在那里随血流量Qb抽吸到动脉针11中。动脉的输入血液的血细胞比容通过混合而改变，由此在较高或较低的负压下在动脉压力中出现峰值。动脉的压力峰值下方的面积和高度能够用作为再循环的度量。
在图2中所示出的静脉的和动脉的压力峰值通过相应的针11或12中的动态的压降来形成，所述压降通过增稠的血液的流动引起。因为分流13中的血体积非常小，所以两个峰值实际上同时出现。这两个镜像相反的信号的曲线形状彼此相似(在没有噪声的情况下)。因此，这两个峰值的重合和这两个压力信号的曲线形状的相似性是有助于识别再循环的标准。
在所示出的实施方式中，通过存储在控制单元20中的、用于识别提高的分流再循环的例程来评估信号能够如下进行。
能够存储在触发时间点前一刻的动脉压力Part,Start。在触发时间点之后，能够借助于当前的动脉压力Part计算动脉压力的如下差ΔPart：
ΔPart(t)＝Part(t)-Part，Start (1)
随后，压力差中的峰值能够如下确定，其中触发时间点是流程的开始，其中t＝0，Vb＝0和ΔPart,Peak＝0：
Figure GDA0003200028590000051
在此，峰值搜索能够限制于如下时间(t-)或血液体积(Vb-)区间，在所述区间中必须出现期望预期的峰值。
优选地，在此以如下方式一方面注意血液从透析器到达静脉针所需要的延迟：
tdelay＝VSS，ven/Qb (3)
在此，tdelay为例如以分钟为单位测量的延迟时间，所述延迟时间流逝直至能够出现峰值。VSS.ven为以mL为单位测量的延迟体积，所述延迟体积例如能够等同于静脉的软管系统的体积。最后，Qb代表以例如mL/min表示的血液流量。
在此，优选地，另一方面以如下方式和方法观察有效持续时间，在所述有效持续时间中必须出现峰值。
tPeak＝α*Vdialyzer/Qb (3)
在此，tPeak表示以分钟为单位来表示的时间区间，在所述时间区间中必须出现峰值。此外，Vdialyzer是所输送的血液体积，在所述血液体积中必须出现峰值。这例如能够等同于透析器3的血液室5的体积并且能够以mL表示。变量a描述附加的加权系数，所述附加的加权系数考虑在后H(D)F治疗时，最增稠的血液处于透析器出口处，而在前H(D)F中最稀的血液处于透析器入口处。在典型的后H(D)F中，延迟体积例如能够处于55mL的数量级中，并且血液体积在有效持续时间中处于65mL的数量级。
接着能够要求：压力差中的峰值超过阈值ΔPart,Peak,Limit，以便能够认为存在提高的再循环。阈值ΔPart,Peak,Limit例如能够根据过滤系数FF＝(Quf+Qsub)/Qb来定义，因为随着过滤系数FF增加，血液的增稠或稀释也增加。
例如，在等式(4)中表明在后H(D)F治疗中有利的关联。
Figure GDA0003200028590000061
在这种情况下，在ff<15％的情况下不进行任何评估。
随后，能够执行在动脉压力中的峰值形状的检查。例如，在检测到最大的峰值高度ΔPart,Peak之后，能够预期到：压力差ΔPart(t)再次接近零或者再次低于至少一个特定的阈。
此外，按照根据本发明的设计的，能够考虑未受干扰的动脉压力的波动范围σPart。例如认为：峰值高度ΔPart,Peak必须明显大于未受干扰的动脉压力Part的波动范围σPart：
Figure GDA0003200028590000062
在此，在一个设计方案中能够要求：在后H(D)F中比例k必须>3.0、……、4.0。
必要时能够提出：如果从测量中已经识别出提高的再循环时，那么重复所述测量，以便验证第一结果。如果这两个结果都只是略微正面的，那么也还尝试用第三次测量或另外的测量来证实结果。
此外，在评估时必要时还能够考虑由OCM(在线清除率测量，online clearancemeasurement)所测量的清除率ClOCM。如果清除率ClOCM或者最好是比例ClOCM/Qb或ClOCM*t/Vb显著低于常见的阈值，那么这在一个设计方案中同样能够考虑作为对高的分流再循环的指明，并且在评估动脉的压力峰值的结果时被一起考虑。
必要时在评估结果之后能够立即警告用户：存在提高的分流再循环。替选地，所述通知输出也能够稍后进行，例如在应答已经达到治疗时间的通知输出之后进行。
本发明的思想不一定包含要求直接测量再循环流量。更确切地说，目标是识别异常高的再循环并将其通知用户。由此，能够触发后续的检查，其中例如能够借助于专用的方法精确地确定再循环流量。
所述方法在根据图1的仪器中在后H(D)F治疗中是特别灵敏的。由于非线性的关系，因血液增稠而引起的血液黏度与在前H(D)F中因稀释而引起的血液黏度相比通常更强地变化。
然而，在一个替选的实施方式中，也可以考虑中在前H(D)F治疗的过程中应用。在这种情况下，血液在透析器上游通过置换速率Qsub稀释。血液在透析器中通过过滤速率Qtm＝Quf+Qsub再次增稠，使得透析器出口处的血细胞比容再次对应于原值(在此Quf可忽略)。
对于这些在本发明的范畴中所考虑的措施，优选在透析仪中不需要附加的硬件部件并且标准地存在的传感器和执行器就足够了。
在本发明的范畴中，原则上不需要确定静脉的压力峰值的高度或积分曲面，因为只要不存在再循环，动脉压力中的峰值的高度就与静脉压力的峰值高度无关。关于这一点参见图3的视图，其中相对于静脉压力中峰值高度绘制动脉压力中的峰值高度，所述静脉压力中的峰值高度通过在后HDF治疗(N＝967)中由于置换泵的停止而产生血液团注引起。仅当动脉峰的高度在散布宽度之外时，能够推测存在提高的再循环。
本发明主要可在前和后H(D)F治疗中应用。在HD治疗中，血液的增稠例如能够通过短暂的高的UF速率Quf产生。
置换速率的因系统所引起的显着变化能够考虑作为触发事件的触发条件。尤其高的变化例如是置换泵的停止或重新起动，这在每次治疗时例如能够通过事件控制的保压测试来迫使进行。
综上所述得出：本发明的所示出的实施方式提供一种具有如下能力的透析仪：在后HDF治疗的过程中识别分流中的再循环。通过切断(预或后)置换泵，在体外的血液循环回路中产生血液团注，因为超滤泵继续增稠血液。该团注首先在静脉侧上产生压力峰值。如果此时存在瘘管再循环，那么团注几乎立即穿过患者迁移到体外血液循环回路的动脉侧上。通过峰值的同时性推断出再循环。相对于EP 1 790 363 B1，本发明思想旨在：不需要确定静脉压力就完全地识别再循环。为此，动脉峰值与如下事件存在时间关联，所述事件引起静脉峰值，即尤其是置换泵的切断。此外，并非一定要确定再循环的高度。替代于此，尤其在再循环非常高的情况下，也能够仅根据动脉峰值就推断出再循环的事实。

Claims (9)

1.一种具有体外血液循环回路的透析仪，所述体外血液循环回路具有：动脉管路，所述动脉管路具有用于与患者连接的动脉针和血液泵；静脉管路，所述静脉管路具有用于与患者连接的静脉针；和设置在所述动脉管路和所述静脉管路之间的透析器，所述透析器具有血液室和透析液室，其中所述透析仪还具有控制单元，
其特征在于，
所述透析仪还具有设置在所述血液泵的抽吸侧的体外的血压传感器，并且所述控制单元构成为，使得如果所述血压传感器的信号中的跟随触发事件的变化超过阈值，那么进行信号输出，所述信号输出指明再循环的存在，
其中所述触发事件是在所述体外血液循环回路中引导的血液在所述血液泵的压力侧的暂时增稠，
其中通过切断置换泵，在体外血液循环回路中产生血液团注，并且
其中所述再循环通过检测静脉的压力峰值和动脉的压力峰值的暂时重合来检测。
2.根据权利要求1所述的透析仪，其特征在于，所述透析仪还具有稀释系统，所述稀释系统具有通入所述体外血液循环回路中的稀释管路和稀释泵，其中所述控制单元构成为，使得所述触发事件通过所述稀释泵的控制来触发。
3.根据权利要求2所述的透析仪，其特征在于，所述控制单元构成为，使得所述触发事件通过暂时地降低所述稀释泵的泵功率或使所述稀释泵停止工作来触发。
4.根据权利要求2或3所述的透析仪，其特征在于，所述稀释系统是后稀释系统并且所述稀释管路通入所述静脉管路中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的透析仪，其特征在于，所述透析仪还具有在所述血液泵的抽吸侧与所述透析液室连接的超滤泵，其中所述控制单元构成为，使得所述触发事件通过所述超滤泵的控制来触发。
6.根据权利要求5所述的透析仪，其特征在于，所述控制单元构成为，使得所述触发事件通过暂时地提高所述超滤泵的泵功率来触发。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的透析仪，其特征在于，所述控制单元构成为，使得存储所述血压传感器的在出现所述触发事件前一刻的信号值作为起始值，使得存储所述血压传感器的在测量阶段期间在出现所述触发事件之后最大或最小的信号值作为峰值，并且使得所述信号中的变化对应于起始值和峰值之间的差。
8.根据权利要求7所述的透析仪，其特征在于，所述控制单元构成为，使得所述测量阶段的持续时间至少对应于所述触发事件的持续时间，和/或所述测量阶段相对于所述触发事件在时间上偏移地开始。
9.根据权利要求7所述的透析仪，其特征在于，所述控制单元构成为，使得确定所述起始值和在所述测量阶段期间所确定的信号值之间的差的积分，并且基于所述积分进行信号输出，所述信号输出指明再循环的程度。
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