CN109152875A

CN109152875A - 用于确定指示体外血液处理的进程的参数的装置和方法

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Publication number: CN109152875A
Application number: CN201780026214.8A
Authority: CN
Inventors: 伯纳德·贝尼; 多米尼克·普丘林
Original assignee: Gambro Lundia AB
Current assignee: Gambro Lundia AB
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: US20190134290A1; US11311655B2; CN109152875B; EP3238756A1; US20200353142A1; EP3238756B1; WO2017186521A1; US10786613B2

Abstract

一种用于血液的体外处理的装置(1)和处理，所述装置包括处理单元(2)、血液抽取管线(6)、血液返回管线(7)、制备管线(19)和废透析管线(13)。控制单元(10)被设置为基于废透析管线(13)中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度的测量值计算与处理有效性相关的参数的值。

Description

用于确定指示体外血液处理的进程的参数的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定指示体外血液处理的进程的参数的装置和方法，特别是目的为缓和肾衰竭的净化处理，诸如血液透析或血液透析过滤。

背景技术

在血液透析处理中，患者的血液和与血液接近等渗的处理液在血液透析器的相应的室中循环，使得存在于血液中的杂质不期望的物质(尿素、肌酸酐等)可通过扩散转移从血液迁移到处理液中。选择处理液的离子浓度，以诸如修正患者血液的离子浓度。

在通过血液透析过滤的处理中，通过由膜的血液侧与处理液侧之间建立的正压力差产生的超滤导致的对流转移被添加到由透析获得的扩散转移。

感兴趣的是能够在整个处理疗程期间确定指示处理进程的一个或更多个参数，从而能够在适当的情况下修改最初固定或用于至少通知患者和医护人员处理的有效性的处理条件。

一个或更多个下列参数的获知可跟进处理的进程，并且(例如)可允许评估最初固定的处理条件的适用性：

-针对给定溶质的交换器的实际透析率D或实际清除率K(代表交换器的净化性能的透析率D和清除率K)，

-在处理时间t后获得的透析剂量，根据Sargent和Gotch的研究，该透析剂量可链接到无量纲比KT/V，其中K是在尿素情况下的实际清除率，T是经过的处理时间并且V是尿素的分布体积，即，患者体内水的总体积(Gotch F.A.和Sargent S.A.，“A mechanisticanalysis of the National CooperativeDialysis Study(NCDS)(全国透析研究协作组织的机械分析)”，Kidney int.(国际肾脏)1985，Vol.28，pp.526-34)。

这些参数的确定需要精确获知血液的物理或化学特征。如可以理解的，该特征的确定出于治疗、预防和经济原因而在实践中无法通过在标本上直接测量获得。的确，从经常贫血的患者提取多个标本(检测处理的有效性所需的)是不可能的；此外，考虑到与处理可能被污染的血液标本相关的风险，总体趋势是避免这种处理操作；最后，血液标本的实验室分析既昂贵又相对漫长，这与获知处理的有效性同时处理仍然持续的期望目标不相符。已提出不必须在血液样本上进行测量的情况下活体确定血液透析参数的多个方法。

文件EP 0547025描述了一种用于确定诸如钠之类的物质在经历血液透析处理的患者血液中的浓度的方法。该方法还实现了确定使用的血液透析器的透析率D(例如针对钠的透析率D)。该方法包括以下步骤：循环接连通过血液透析器的第一和第二血液透析液(具有不同的钠浓度)，测量血液透析器上游和下游的第一和第二透析液的导电率，并从血液透析器的上游和下游的第一和第二透析液中测量的液提的导电率的值计算患者血液中的钠的浓度(或血液透析器对钠的透析率D)。

文件EP 0658352描述了另一种用于活体确定血液透析参数的方法，该方法包括以下步骤：使得至少第一和第二处理液接连流动通过血液透析器，第一和第二处理液具有与指示处理的至少一个参数(例如，血液的离子浓度、透析率D、清除率K、KT/V)相关联的特征(例如，导电率)，交换器上游的第一液中的特征的值与交换器上游的第二液中的特征的值不同，在第一和第二处理液中的每个处理液中，两个特征的值分别在交换器的上游和下游；在第二液的特征未达到交换器的下游的稳定值的同时，使得第三处理液流经交换器，交换器的上游的第三流体中的特征的值与交换器的上游的第二流体中的特征的值不同；测量分别在交换器上游和下游的第三流体中的两个特征的值；并且基于第一、第二和第三处理液中的测量特征值计算指示处理进程的至少一个参数的至少一个值。

在文件EP 0920877中描述了用于活体确定不需要在血液样本上进行测量的确定血液透析参数的另一种方法。该方法包括以下步骤：使得处理液流经交换器，该处理液具有在交换器的上游具有接近恒定标称值的特征；改变交换器的上游的特征值，并且随后将特征重建为其在交换器上游的标称值；响应于该交换器上游产生的特征的值的改变，测量并在存储器中存储多个被交换器的下游的处理液的特征采用的值；确定受基线和代表关于特征相对于时间变化的曲线约束的下游扰动区域的面积；并由下游扰动区域的面积和由受基线和代表关于交换器的上游特征相对于时间变化的曲线约束的上游扰动区域的面积计算指示处理的有效性的参数。

上述方法需要与处理时间相比相对较短的透析液的特征值(例如，导电率)的修改，并且随后将该特征重建为其初始值(通常为规定值)。由于与规定值偏离是不期望的，并且由于上述方法需要引进修改的最小持续时间，因此确定的是，这些方法全部仅可在处理期间执行几次。

以进一步改进上面的方法为目的，文件US 2001004523描述了一种用于持续确定指示体外血液处理的有效性的参数(D、Cb_入、K、KT/V)的解决方案，该解决方案包括以下步骤：引起交换器上游的处理液的特征(Cd)的一系列正弦变化，将交换器上游的特征(Cd)的多个值(Cd_in1…Cd_inj…Cd_inp)存储在存储器中，响应于该交换器上游产生的特征(Cd)的改变，测量并在存储器中持续存储多个被交换器的下游的特征(Cd)采用的值(Cd_out1…Cd_outj…Cd_outp)，每当预定数量的交换器的下游的特征(Cd)的新值(Cd_outj)已存储，基于特征(Cd)对处理的有效性的影响的数学模型，基于交换器上游的特征(Cd)的第一系列的值(Cd_inj)并基于交换器下游的特征(Cd)的第二系列的值(Cd_outj)计算指示体外血液处理的有效性的参数(D、Cbin、K、KT/V)。

最后，EP2687248描述了一种被设置为基于在持续施加在新透析流体的准备管线上的交变导电率扰动之后废透析管线中的导电率的测量而计算与处理有效性相关的参数的值的装置。

透析器上游液体的特征的交变扰动的优点在于患者可以不暴露给与给定处理液显著不同的处理液(例如，含钠过多或含钠过少的处理液)。

尽管上述方法产生了超过现有技术的特征改进，但已知解决方案仍然需要扰动透析液的成分。

此外，可能难以准确测量透析器下游的液体的特征。

此外，液压延迟、由透析器引起的阻尼效应和由机器及其部件产生的噪音可能需要恰当地阐述由传感器检测到的信号。

因此，本发明的目标是提供在处理期间可靠地计算有效性参数而不损害处理给定值的一种装置和一种方法。

此外，附带目标是提供对突发事件或噪音或意外检测故障不是非常敏感的一种方法和一种装置。

额外地，目标是提供可以无需高计算能力并在没有复杂数学模型的情况下实施的一种方法和一种装置。

另一附带目标是一种能够以安全方式操作的装置。

又一附带目标是一种能够自动计算参数并相应地通知操作者的装置。

发明内容

至少一个上述目标基本上由根据一个或更多个所附权利要求的装置实现。

此处，在下面描述根据本发明的多个方面并能够实现一个或更多个上述目标的装置和工艺。

第一个方面涉及用于血液的体外处理的装置，包括：制备管线(19)，其一端被设置为连接到处理单元(2)的次级腔体(4)的入口，半渗透膜(5)将所述次级腔体(4)从同一处理单元(2)的主腔体分离；废透析管线(13)，其一端被设置为连接到所述次级腔体(4)的出口；控制单元(10)，被设置为命令下列步骤的执行：

-使新鲜处理液以流动速率(Qd_入)在制备管线(19)中朝向次级腔体(4)流动，所述处理液包括乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐；

-使使用过的处理液以流动速率(Qd_出)在废透析线(13)中流动；

-接收与在废透析线(13)中流动的使用过的处理液中的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的一个或更多个测量值；

-基于如下值计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值：

·与使用过的处理液的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的所述一个或更多个测量值；

·所述新鲜处理液的流动速率(Qd_入)和所述使用过的处理液的流动速率(Qd_出)中的至少一个。

在根据第一个方面的第二个方面，控制单元还被设置为接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个测量值。该接收的步骤可包括测量一个或更多个实际值，或从存储器调取一个或更多个预设值，或从用户界面接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个输入值。

在根据第二个方面的第三个方面中，计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值是基于：

·与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个测量值；

在根据前述方面中的任一方面的第四个方面，使新鲜处理液在制备管线(19)中流动的步骤包括下列子步骤：将新鲜处理液中的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)保持为恒定在设置值(Cd_设置)长达至少时间间隔(ΔT)，该设置值代表与用于计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值的新鲜处理液的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的值。

在根据前述方面中的任一方面的第五方面，所述与使用过的处理液中的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的一个或更多个测量值代表在所述时间间隔(ΔT)期间进行的与乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的测量。

在根据第四个方面的第六方面中，所述与使用过的处理液中的乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的一个或更多个测量值代表在另一时间间隔(ΔT’)期间进行的与乳酸盐、柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的测量，该另一时间间隔可选地具有与所述时间间隔具有相同的持续时间，该另一时间间隔由于液压延迟而相对于所述时间间隔被延迟。液压延迟是流体的单位质量从流体制备管线中的预定区段移动到进行测量的废流体线中的区段所需的时间。

在根据前述方面中的任一方面的第七方面中，控制单元(10)被进一步设置为：

-接收总处理时间(Tt)，该总处理时间是装置对血液在体外回路中操作并且患者连接到该体外回路的时间，

-在处理时间(Tt)的很大部分持续的时间间隔(ΔT)期间，将新鲜处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度保持恒定在所述设置值(Cd_设置)，

-在所述时间间隔(ΔT)期间，连续多次计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的值。

在根据前述方面中的第八个方面中，所述处理时间的很大部分包括下列组中的一个：

-所述总处理时间(Tt)的至少10％，

-所述总处理时间(Tt)的至少30％，

-所述总处理时间(Tt)的至少70％，

-整个总处理时间(Tt)。

在根据前述方面中的任一方面的第九个方面中，装置包括连接到控制单元(10)的出口乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度传感器(50)；其中出口乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度传感器(50)被设置为测量一个或更多个从次级腔体(4)离开的流体中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度的实际值并且其中控制单元(10)被设置为：在测量值或与使用过的处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的值时，接收由乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度传感器(50)检测到的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度的一个或更多个测量的实际值。

在根据前述方面中的第十个方面中，出口乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度传感器在所述废透析管线(13)处或在连接到废透析管线(13)或所述次级腔体(4)的出口的管线上。

在根据前述方面中的任一方面的第十一个方面中，装置包括至少一个血液泵，该血液泵被设置为在可连接到所述血液处理单元的主腔体的体外血液回路上操作，所述控制单元连接到血液泵并被设置为：

-操作血液泵以使患者血液以血流动速率率(Qb)在体外血液回路中流动，-接收或存储代表血液或血液成分中的乳酸盐的浓度(Cb_入)的值。

在根据前述方面中的任一方面的第十二个方面中，计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)是基于：

-与在使用过的处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的至少一个测量值；

-与新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的至少一个测量值；

-所述新鲜处理液的流动速率(Qd_入)；

-所述代表血液或血液成分中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cb_入)的值。

在根据从第五个到第十二个前述方面中的任一方面的第十三个方面中，至少在所述时间间隔(ΔT)或在所述另一时间间隔控制单元(ΔT’)期间，控制单元被设置为将制备管线(19)中的新鲜处理液的流动速率(Qd_入)、体外血液回路中的患者血液的流动速率(Qb)、流经半渗透膜的超滤的流动速率(Q_F)保持恒定(例如，超滤流动速率可保持为零)。

在根据前述方面中的任一方面的第十四个方面中，指示体外血液处理的有效性的参数是乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐透析率(D)。

在根据前述方面中的第十五个方面中，乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐透析率(D)使用下列公式计算：

D＝(Qd_入×(Cd_入-Cd_出)+QF×Cd_出)/(Cd_入-Cb_入)。

其中：

-D是乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的透析率的计算值，

-Cd_出是与使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的测量值，特别的是使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度；

-Cd_入是与新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的测量值，特别的是新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐浓度；

-Qd_入是新鲜处理液的流动速率；

-Cb_入是代表血液或血液成分中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度的值；

-Q_F是通过半渗透膜的超滤流动速率。

在根据前述方面中的第十六个方面，在不存在通过半渗透膜的超滤时(Q_F＝0)，乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐透析率按照如下方式计算：

D＝D0＝(Qd_入×(Cd_入-Cd_出))/(Cd_入-Cb_入)

在根据前述方面中的任一方面的第十七个方面中，控制单元被设置为使新鲜处理液以恒定乳酸盐浓度(Cd_入)在制备管线(19)中朝向次级腔体(4)流动，该乳酸盐浓度被设置为包括在35mmol/l与45mmol/l之间的设置值(Cd_设置)。

在根据前述方面中的任一方面的第十八个方面中，控制单元被设置为使新鲜处理液以恒定的乳酸盐浓度(Cd_入)在制备管线(19)中朝向次级腔体(4)流动，该乳酸盐浓度被设置为包括在38mmol/l与42mmol/l之间的设置值(Cd_设置)。

在根据前述方面中的任一方面的第十九个方面中，代表血液或血液成分中的乳酸盐的浓度的值(Cb_入)是在包括在1mmol/l与5mmol/l之间的范围中选择的已知值。

在根据前述方面中的任一方面的第二十个方面中，与使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的一个或更多个测量值(Cd_出)在自体外血液处理开始起30分钟后进行测量。

在根据前述方面中的任一方面的第二十一个方面中，指示体外血液处理的有效性的参数是乳酸盐透析率(D)，并且控制单元被设置为由下列值计算不同于乳酸盐的给定溶质的透析率：

-乳酸盐透析率的计算值，

-建立的一个或更多个乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值与给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质之间的关系，质量转移系数反映通过膜的溶质扩散。

在根据前述方面中的任一方面的第二十二个方面中，指示体外血液处理的有效性的参数是乳酸盐透析率(D)，并且控制单元被设置为按照如下步骤计算不同于乳酸盐的给定溶质的透析率：

-从乳酸盐的透析率的计算值求得(302)处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐；

-基于乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值确定(303)处理单元的膜的给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质；

-基于给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质计算(304)给定溶质的透析率。

在根据前述两个方面中的任一方面的第二十三个方面中，乳酸盐透析率和不同于乳酸盐的给定溶质的透析率以相同的值计算：

-新鲜处理液的流动速率(Qd_入)，

-通过半渗透膜的超滤流动速率(Q_F)；

-并且参照体外回路的相同血液流动速率(Qb)。

在根据前述三个方面中的任一方面的第二十四个方面中，控制单元被设置为：

-识别待计算透析率的溶质，

-确定溶质通过血红细胞的质量转移时间是否大于流经血液处理单元的血液的血液停留时间(可选地至少大5倍)，

-如果已确定溶质通过血红细胞的质量转移时间大于血液处理单元中的血液停留时间(可选地至少大5倍)，则出于计算溶质质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的目的，将血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)用作血液流动速度的有效值，

其中Qp_入＝(1-Hct)Qb_入，

其中Hct是血液处理单元的入口处的动脉管路中的血液的血细胞比容，并且(Qb_入)是血液处理单元的入口处的血液流动速率。

在根据前述四个方面中的任一方法的第二十五个方面中，处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐通过以下方式求得：

○测量或计算(301)乳酸盐的透析率的值，特别是在零超滤时，

○基于下列值求得(302)处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐：

·乳酸盐的透析率的计算值，特别是在零超滤时，

·下列值中的一个或更多个值：新鲜处理液的流动速率(Qd_入)、废透析液的流动速率(Qd_出)、通过半渗透膜的超滤流动速率(Q_F)，

·血液流动速率(Qb)或血浆流动速率(Qp)，特别是血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)和血液处理单元的入口处的血液流动速率(Qb_入)中的一个。

在根据前述五个方面中的任一方面的第二十六个方面中，处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐通过下列方式求得：

○在零超滤时，测量或计算(301)乳酸盐的透析率的值，

·在零超滤时，乳酸盐的透析率的计算值，

在根据前述六个方面中的任一方面的第二十七个方面中，使用在乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值与给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质的值之间建立的一个或更多个关系(可选地一个或更多个已知比值)，求得(303)给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质。

在根据前述方面中的任一方面的第二十八方面中，计算(304)给定溶质的透析率包括计算所述给定溶质的透析率是基于：

○下列值中的一个或更多个值：新鲜处理液的流动速率(Qd_入)、废透析液的流动速率(Qd_出)、通过半渗透膜的超滤流动速率(Q_F)，

○血液流动速率(Qb)或血浆流动速率(Qp)，特别是血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)和血液处理单元的入口处的血液流动速率(Qb_入)中的一个，

○确定的给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质。

在根据前述四个方面中的任一方面的第二十九个方面中，求得处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的步骤包括：

-在零超滤时，测量和计算(301)乳酸盐的透析率，

-使用零超滤时的乳酸盐的透析率的计算值，计算(302)处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐。

在根据前述两个方面中的任一方面的第三十个方面中，计算(304)给定溶质的透析率的步骤包括：

-首先基于如下值确定在零超滤时给定溶质的透析率的值：

○确定的给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质；

○下列值中的一个或更多个值：新鲜处理液的流动速率(Qd_入)、废透析液的流动速率(Qd_出)；

○血液流动速率(Qb)或血浆流动速率(Qp)，特别是血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)和血液处理单元的入口处的血液流动速率(Qb_入)中的一个；

-随后基于如下值确定在非零超滤时给定溶质的透析率：

○在零超滤时给定溶质的透析率的确定值和超滤流动速率的值；或

·在零超滤时给定溶质的透析率的确定值，通过半渗透膜的超滤流动速率的值(Q_F)，和血液流动速率(Qb)或血浆流动速率(Qp)，特别是血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)和血液处理单元的入口处的血液流动速率(Qb_入)中的一个。

在根据前述方面中的任一方面的第三十一个方面中，指示体外血液处理的有效性的参数包括在基准时间段(T)内施加的乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐。

在根据前述方面的第三十二个方面中，控制单元(10)被设置为通过如下方式计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐：

-确定在基准时间段(T)期间在在废透析管线中中流动的总排出体积(EV)，

-测量所述总排出体积的乳酸盐浓度，

-基于血液中的乳酸盐浓度、新鲜处理液中的乳酸盐浓度和所述排出体积中的乳酸盐浓度，优选地使用下列公式计算(KT)：

(KT)_乳酸盐＝EV*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入))

其中

-EV是排出体积，

-Cd_出是使用过的处理液的乳酸盐浓度；

-Cd_入是新鲜处理液的乳酸盐浓度；

-Cb_入是血液或血液成分(血浆)中的乳酸盐浓度。

在根据第三十一个方面的第三十三个方面中，控制单元(10)被设置为通过如下方式计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐：

-接收与在基准时间段(T)期间测量的在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个值，

-接收与在时间段(T)期间保持恒定的下列流动速率的值：血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)和超滤流动速率(Q_F)(如果存在的话)，

-在所述时间段(T)内计算乳酸盐透析率(D_乳酸盐)的值，

-在所述时间段(T)内计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐，将时间段(T)的持续时间乘以在相同时间段(T)内确定的乳酸盐透析率(D_乳酸盐)。

在根据前述方面中的任一方面的第三十四个方面中，总处理时间(Tt)包括多个连续的基准时间段(Ti)，每个基准时间段(Ti)是总处理时间的一部分，此外其中血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)、使用过的处理液流动速率(Qd_出)和超滤流动速率(Q_F)(如果存在的话)在每个各自的所述连续基准时间段(Ti)期间在各自的值保持恒定。

在根据前述方面的第三十五个方面中，乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐计算如下：

-计算在每个所述时间段内各自的乳酸盐的部分透析剂量(KT)i_乳酸盐，

-计算乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐，如下对在每个基准时间段Ti内的乳酸盐的每个部分透析剂量(KT)i_乳酸盐求和：(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐。

在根据前述方面的第三十六个方面中，如下计算乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐：

使用公式计算在每个所述时间段内乳酸盐的各自的部分透析剂量(KT)i_乳酸盐：

(KT)i_乳酸盐＝EVi*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入))

其中

○EVi是在每个相应的时间间隔(Ti)期间的排出体积，

○Cd_出是在每个相应的时间间隔(Ti)期间的使用过的处理液的乳酸盐浓度，

○Cd_入是在每个相应的时间间隔(Ti)期间的新鲜处理液的乳酸盐浓度，

○Cb_入是在每个相应的时间间隔(Ti)期间的血液或血液成分(血浆)中的乳酸盐的浓度。

-计算乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐，如下对在每个基准时间段Ti内的乳酸盐的每个部分透析剂量(KT)i_乳酸盐求和：

(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐

在根据第三十五个方面的第三十七个方面中，控制单元被设置为：

-接收与在每个基准时间段(Ti)期间在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐浓度(Cd_入)相关的所述参数的一个或更多个值，

-接收在每个时间段(Ti)期间保持恒定的下列流动速率的值：血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)和超滤流动速率(Q_F)(如果存在的话)，

-计算每个时间段(Ti)内的乳酸盐透析率(Di_乳酸盐)的值，

-将每个另一时间段(Ti)的持续时间乘以在相同的另一时间段(Ti)内确定的乳酸盐透析率(Di_乳酸盐)，计算每个所述时间段(Ti)的乳酸盐透析剂量(KT)i_乳酸盐；

-对每个所述时间段(Ti)的计算的乳酸盐剂量求和，以获得基准时间段内的总乳酸盐剂量：∑(KT)i_乳酸盐＝∑(Di_乳酸盐·Ti)

在根据前述方面的第三十八个方面中，计算(206)每个时间段(Ti)的乳酸盐透析率(Di_乳酸盐)的值如下进行：

-以恒定的血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)，和超滤流动速率(Q_F)(如果存在)的规定值，计算透析率(D1_乳酸盐)的值；

-计算乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐；

-基于(K0.A)_乳酸盐并基于所述时间段(Ti)的每个随后时间段内的血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)，和超滤流动速率(Q_F)(如果存在)的各自的恒定值，计算所述时间段的每个随后时间段的透析率(Di)_乳酸盐。

在根据前述方面中的任一方面的第三十九个方面中，控制单元(10)被设置为每当控制单元接收表明血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd入)、使用过的处理液流动速率(Qd_出)，和超滤流动速率(Q_F)(如果存在)中的一个或更多个已存在变化的指示，或者检测到血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)、使用过的处理液流动速率(Qd_出)，和超滤流动速率(Q_F)(如果存在)中的一个或更多个存在变化时，自动触发指示体外血液处理的有效性的所述参数(D，KT)的至少一个值的新的计算。

在根据前述方面中的任一方面的第四十个方面中，控制单元(10)被设置为执行下列的一个或两个：

-确定在瘘管水平的再循环的存在(步骤204)，

-通过将指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的计算值与相同参数的基准值进行比较，计算在瘘管水平的再循环的量(步骤204)。

在根据前述方面的第四十一个方面中，其中所述基准值是恒定透析率基准值，或是作为先前处理中的同一患者的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐透析率或者乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐透析剂量的基准值。

在根据前述方面中的任一方面的第四十二个方面中，所述装置包括所述处理单元(2)，其中：

-制备管线(19)具有连接到处理单元(2)的次级腔体(4)的入口的一端，

-废透析管线(13)具有连接到所述次级腔体(4)的出口的一端，

-血液抽取管线(6)连接在主腔体(3)的入口，

-血液返回管线(7)连接在主腔体(3)的出口。

第四十三个方面涉及一种控制用于血液的体外处理的装置，所述装置的类型为前述权利要求中的任意一个中公开的类型。

第四十四个方面涉及一种控制用于血液的体外处理的方法，所述装置的类型包括：

制备管线(19)，具有被设置为连接到处理单元的次级腔体(4)的入口的一端，该处理单元具有由半渗透膜分离的主腔体(3)和所述次级腔体(4)；

废透析管线(13)，具有被设置为连接到所述次级腔体(4)的出口的一端；

血液抽取管线(6)，连接在主腔体(3)的入口处；

血液返回管线(7)，连接在主腔体(3)的出口处。

在根据前述两个方面中的任一方面的第四十五个方面中，所述方法包括执行下列步骤：

-使患者的血液在在血液抽取管线中、在主腔体中和在血液返回管线中流动，

-使新鲜处理液以流动速率(Qd_入)在制备管线(19)中朝向次级腔体(4)流动，所述处理液包括乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐；

-使使用过的处理液以流动速率(Qd_出)在废透析管线(13)中流动；

-接收与在废透析管线(13)中流动的使用过的处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的一个或更多个测量值；

·与使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的所述一个或更多个测量值；

在根据前述方面的第四十六个方面中，所述方法包括：

-接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个值；

·所述与使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的一个或更多个测量值；

·所述与新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个值；

在根据前述四个方面中的任一方面的第四十七个方面中，所述方面包括控制单元执行从第一个到第四十二个方面的步骤。

第四十八个方面涉及包括可由血液处理装置(特别是从第一个到第四十二个方面的权利要求中的任意一个的血液处理装置)的控制单元执行的指令的数据载体，其中指令被设置为使得指令在由控制单元执行时实现根据第四十三个到第四十七个方面中的任一方面的方法。

在根据前述方面的第四十九个方面，所述数据载体是RAM、ROM、EPROM、光盘或磁盘、电磁波、诸如硬盘或闪存卡的大容量存储装置。

最后根据第五十个方面，当前优选的选项是使用包含乳酸盐的透析液和测量废透析液和可选的新鲜透析液的乳酸盐浓度以确定有效性参数。作为替代方式，与乳酸盐具有类似属性的其它适合的物质是柠檬酸盐和乙酸盐。然而，应该注意的是，它们在新鲜处理液(例如，在新透析流体中)中的浓度远小于乳酸盐(乙酸盐是0mmol/l至5mmol/l，柠檬酸盐是0mmol/l至2mmol/l)：因此，在透析液与患者的血液之间的乙酸盐或柠檬酸盐的浓度梯度远小于在透析液与患者的血液之间的乳酸盐的浓度梯度，其结果是乙酸盐或柠檬酸盐在废透析管线中的浓度测量可能更难并且相对不太精确。

附图说明

在附图中示出了本发明的多个方面，这些附图以非限制性示例的方式提供，其中：

图1示出了根据本发明一方面的浓度对比时间的图，该图示出了新鲜透析管线中乳酸盐浓度的分布；

图2示出了根据本发明另一方面的浓度对比时间的图，该图示出了废透析管线中乳酸盐浓度的分布；

图3示出了根据本发明一方面的血液处理装置的示意图；

图4示出了根据本发明另一方面的血液处理装置的替代实施例的示意图；

图5是根据本发明一方面的方法的示意流程图；

图6是根据本发明一方面的另一方法的示意流程图。

具体实施方式

在图3和图4中示出了用于血液的体外处理的装置1的非限制性实施例，该装置可实施本发明的创造性方案。装置1可被设置为确定指示向患者提供的处理有效性的参数(本文以下称为“有效性参数”)。在下面的描述中以及在图3和图4中，相同的部件由相同附图标记标识。

图3示出了被设置为实现诸如血液透析和血液透析过滤之类的处理中的任意一个的装置1，而图4示出了被设置为实现血液透析或超滤处理的装置。

装置1包括处理单元2(诸如血液过滤器、血液透析过滤器、透析器等)，该处理单元2具有由半渗透膜5分离的主腔体3和次级腔体4；取决于不同处理，可选择过滤单元的膜具有不同的属性和性能。

血液抽取管线6连接到主腔体3的入口，并且血液返回管线7连接到主腔体3的出口。在使用中，血液抽取管线6和血液返回管线7连接到针或连接到导管或随后被布置为与患者血管系统流体连通的其它通路装置(未示出)，使得血液可通过血液抽取管线抽取，流经主腔体并且随后通过血液返回管线返回到患者的血管系统。空气分离器(诸如气泡捕集器8)可存在于血液返回管线上；此外，由控制单元10控制的安全夹9可存在于气泡捕集器8下游的血液返回管线。如将在针对“控制单元”的下面段落中更详细解释的，控制单元可包括数字处理器(CPU)和存储器(多个存储器)、模拟型电路或它们的组合。可存在气泡传感器8a，例如，与气泡捕集器8相关的或结合到气泡捕集器8与夹9之间的管线7的一部分：如果存在气泡传感器，则气泡传感器连接到控制单元10并发送用于控制单元的控制单元信号，以在检测到一个或更多个气泡高于特定安全阈值的情况下引起夹9的闭合。如图3所示，流经血液管线的血液被血液泵11控制，该血液泵11例如是蠕动血液泵，其作用在血液抽取管线(如图3所示)上或作用在血液返回管线上。操作者可输入血液流动速率Qb的设置值：在处理期间，控制单元10被设置为基于设置的血液流动速率控制血液泵。应该注意的是，控制单元10还可连接到用户界面12，例如，接收操作者的输入(诸如血液流动速率之类的设置值)并显示装置输出的图形用户界面。例如，图形用户界面12可包括既用于显示输出又允许用户输入的触摸屏，或用于输入用户输入的显示屏和硬键，或它们的组合。

被设置为排出来自次级腔体4的排出流体的废透析管线13的一端连接到次级腔体4的出口，其另一端连接到废弃部(waste)，该废弃部可以是收集从次级腔体抽取的流体的排放管道或排出流体容器14(图3和图4中的虚线所示)。排出流体泵17在控制单元10的控制下在废透析管线上操作，以调节离开次级腔体4并流经废透析管线的排出流体的流动速率Qd_出。所述装置还可包括从废透析管线13分支出并设置有相应的超滤泵27(也由控制单元10控制)的超滤管线25，以引起沿着超滤管线的流动速率Q_F。图3的实施例提供连接到血液抽取管线的预稀释流体管线15：该管线15从连接在预稀释流体管线的一端处的输液容器16供应置换流体。尽管图3将容器16示出为输注流体的源，但不应以限制方式解读：实际上，输注流体还可来自装置1的管线上制备区段100部分。应注意，除了预稀释流体管线以外，图3的装置可包括将输液容器或管线上制备区段连接到血液返回管线的后稀释流体管线(利用图3中的虚线表示的15’)。最后，作为另一替代方式，图3的装置可包括预稀释管线和后稀释管线两者：在这种情况下，每条输液管线可连接到各自的输液容器，或者两条输液管线可接收来自相同输液源(诸如相同的输液容器或管线上的制备区段100)的输注流体。根据可能的变型示例，应该注意的是，输注流体的源可以是本文下面描述的装置1(即，本文下面描述的装置100或类似于装置100并连接到输液管线的不同装置)的管线上制备区段部分，该管线上制备区段部分将流体供应到后稀释管线和/或预稀释管线。此外，输液泵18在输液管线15上操作，以调节通过输液管线15的流动速率Q_inF1。注意的是，在两条输液管线(预稀释管线和后稀释管线)的情况下，每条输液管线可设置有各自的输液泵以调节各自的流动速率Q_inF1、Q_inF2。

图3的装置还包括一端与入水口连接并且另一端与用于将新鲜处理液供应到次级腔体4的过滤单元的次级腔体4的入口连接的流体制备管线19。透析流体泵21在所述控制单元10控制下在流体制备管线上工作，以将来自新鲜处理液的源(诸如容器或用于管线上制备新透析液的区段100)的流体以流动速率Qd_入供应到次级腔体4。

在图3和图4的示例中，管线19将血液透析器或血液渗滤器2链接到用于制备透析液的区段100：区段100包括主管线101，主管线101上游端被设计为连接到水源。第一次级管线102和第二次级管线103连接到主管线101并且被设置为至少供应必要量的缓冲剂和必要量的电解质。可循环回到主管线101上的第一次级管线102被设置为装配包含缓冲剂的第一容器104，诸如袋或盒或其它容器。此外，管线102配备有用于对进入新鲜处理液的缓冲剂的剂量进行计量的第一计量泵105：如图3所示，该泵可位于第一容器104的下游。泵105的操作可基于如下1)与2)之间比较由控制单元10控制：1)形成在主管线101和第一次级管线102的接合点处的溶液的缓冲剂浓度的设置值；与2)由位于第一容器104下游的第一次级管线中或位于紧接主管线101和第一次级管线102的接合点的下游的主管线101中的第一探针106测量的该混合物的缓冲剂浓度的值。此外，第二次级管线103的自由端意在从包含浓缩的盐溶液(例如，电解质，诸如氯化钠、氯化钙、氯化镁和氯化钾)的第二容器107接收流体。在变型中，第二次级管线103还可循环回到主管线上。此外，在某人希望从相应的容器供给单独的电解质或电解质成分的情况下，可以设想多个独立的第二次级管线103。注意的是，第二次级管线103配备有用于对进入新鲜处理液的电解质的剂量进行计量的第二计量泵108；第二计量泵的操作取决于如下1)和2)之间的比较：1)形成在主管线101与第二次级管线103的接合点处的溶液的导电率设置值或电解质浓度设置值；2)由位于第二容器107下游的第二次级管线中或紧接主管线12与次级管线103之间的接合点下游的主管线12中的第二探针109测量的该溶液的导电率或电解质浓度的值。应注意的是，包含在容器104和107中的浓度的特性可取决于待制备的新鲜处理液的情况和类型而改变。此外，第一探针和第二探针的性质和位置可取决于使用的缓冲剂的类型、采用的电解质浓缩液的类型并取决于由主管线和次级管线形成的回路的特定构造。此外，如已提及的，多于两条具有各自的浓缩液容器和各自的计量泵的次级管线可以是多个不同类型的物质需要添加以制备新鲜处理液的情况。

根据本发明的一个方面，缓冲剂是乳酸盐或包括乳酸盐。特别地，第一容器可包含乳酸盐浓缩溶液：可控制(多个)计量泵和透析泵来诸如以期望的乳酸盐浓度(例如，以40mmol/l的乳酸盐浓度)产生新鲜处理液。在本说明书和权利要求的含义中，乳酸盐包括L乳酸盐、D乳酸盐、D乳酸盐与L乳酸盐的任意混合物或其它基于乳酸盐的合成物。

应注意的是，作为管线上制备区段100的替代方式，装置1还可使用一个或更多个预先形成的新鲜处理液的袋，该新鲜处理液具有期望浓度的缓冲剂(乳酸盐)和物质(电解质、营养添加物)。

图4的实施例示出了被设计为实现诸如血液透析和超滤的任意一种处理的替代装置1。在图4中示出的装置中与图3实施例描述的相同部件通过相同标号标识，并且不再重复描述。实际上，与图3的血液透析过滤装置的不同之处在于，图4的装置不提供任何输液管线。

在上述实施例的每个中，流量传感器110、111(体积型或质量型两者之一)可用于测量每条管线中的流动速率。流量传感器连接到控制单元10。在输液管线15和超滤管线25通往各自的容器或袋16、23的图3的示例中，秤可用于检测输送或收集的流体的量。例如，图3的装置包括操作为提供相对于在超滤容器23中收集的流体的量的重量信息W₁的第一秤33，和操作为提供相对于从输液容器16供应的流体的量的重量信息W₂的第二秤34。在图4的实施例中，装置包括操作为提供相对于在超滤容器23中收集的流体的量的重量信息W₁的第一秤33。秤全部连接到控制单元10并提供信息W_i，以用于控制单元确定在每个容器中的流体的实际量以及由每个容器供应或接收的流体的实际流动速率。

在图3和图4的示例中，为了控制供应到次级腔体4的流体的量与从次级腔体抽取的流体的量之间的流体平衡，将流量计110、111设置在新鲜透析管线19上和废透析管线13上，以提供给控制单元10指示通过各自的管线的流体的流量的信号，并且一个或多个秤提供允许控制单元通过超滤管线25和通过输液管线15(如果存在)获得流动速率的重量信息。控制单元被设置为至少控制泵17、21和27(在图3的情况下，还控制泵18)，以确保在给定处理时间期间内根据提供给控制单元的处方(例如，通过用户界面12)实现预先确定的患者流体移除。应注意的是，可使用其它流体平衡系统：例如如果装置包括作为新鲜处理液的源的容器和用于收集废液的容器，则秤可用于检测由每个容器输送或收集的流体的量并且随后相应地通知控制单元。作为另一替代方案，假设在每一时刻进入管线19的液体量等于从管线13离开的流体量，则基于体积控制的系统可在制备管线19和废透析管线13连接到平衡腔体系统的情况下使用。

从结构观察点，一个或更多个容器104、107、16、23可以是可用完即弃的塑料容器。血液管线6、7和过滤单元还可以是可在处理疗程开始时安装并且随后在处理疗程结束时丢弃的塑料的可用完即弃的部件。为了调节流经每条管线的流体，已经描述了诸如蠕动泵或正排量泵之类的泵；然而，应该注意的是，可以可选地采用其它流量调节装置，诸如(例如)阀或阀和泵的组合。秤可包括压电传感器、或应变仪、或弹簧式传感器、或能够感测施加在其上的力的任意其它类型的变换器。如已经解释的，导电率传感器可由浓度传感器取代。

指示血液处理的有效性的参数的测量

现参照附图以及图5和图6的流程图描述用于测量指示血液处理的有效性的参数的上述装置的操作。

控制单元10被设置为操作血液泵并使患者的血液以血液流动速率Qb在体外血液回路中流动：例如，血液流动速率可通过用户在用户界面12上进行动作而设置，或者其可预先存储在与控制单元相关的存储器中，或者其可由控制单元基于特定操作条件(例如，将血液泵上游的压力保持在最小阈值以上)设置而自动计算；控制单元10还命令泵105、108和21并被设置为使处理液在区段100中制备并使新制备的处理液在管线19中流动并流动到次级腔体4上。控制单元可(例如，通过用户界面12)接收应在处理期间(步骤201)保持的处理液的乳酸盐浓度Cd_入的至少一个处方值并相应地控制第一计量泵。应注意的是，控制单元10还可接收新鲜处理液的导电率的设置值或新鲜处理液中的至少一种物质(例如，钠和/或其它电解质)的浓度的设置值，并且相应地基于该(多个)值控制第二和任意其它的计量泵。

应注意的是，乳酸盐浓度或其它物质的处方值可以是恒定的，或者其可根据在处理期间预先确定的曲线而改变。图1示出的情况是，乳酸盐的规定值在处理的第一部分期间恒定在40mmol/l的设置值，并且随后在处理的第二部分内移至35mmol/l的设置值。图2示出了在图1的乳酸盐处方施加在流体制备管线19中的新鲜处理液中的情况下废透析管线13中乳酸盐浓度的行为。控制单元10还被设置为将新鲜处理液以流动速率Qd_入供应到次级腔体4，并用于使使用过的处理液离开腔体4并在废透析管线13中以流动速率Qd_出流动：换句话说，控制单元被设置为接收或计算排出流动速率Qd_出的期望值并相应地命令排出泵17，并接收或计算新鲜处理液的流动速率Qd_入的期望值并相应地命令泵21。控制单元10还负责控制超滤泵27(如果存在超滤泵27的话)和任何输液管线18(如果存在任何输液管线18的话)，以使排出流体通过超滤管线流动并使输注液体通过一个或更多个输液管线流动。应注意的是，(例如)控制单元10可被设置为接收(例如，通过用户界面12)多个流体流动速率(例如，Q_inF1、Q_inF2、Q_F、Qd_入、Qd_出、Q_WLR中的一个或更多个，后者代表重量损失率)的设置值，或每个流体的相应体积，并基于期望条件或处方计算剩余流体的流动速率的设置值。

例如，参照图3，考虑：

Q_F＝Q_inF1+Q_inF2+Q_WLR 等式(1)

Qd_入＝Qd_出-Q_F 等式1A

控制单元可以接收所述流动速率(Q_inF1、Q_inF2、Q_F、Qd_入、Qd_出、Q_WLR)中n-2流动速率的设置值，并使用等式1和等式1A计算剩余两个。

上面的方式还可应用于注意到没有任何输注液体的图4的设置：

Q_F＝Q_WLR 等式1

Qd_入＝Qd_出-Q_F 等式1A

并且由此控制单元足以获知(例如)期望重量损失速率的值或Qd_入、Qd_出中的一个的值，以具有控制装置流体管线所必需的所有设置。

根据本发明的多个方面，控制单元10还被设置为接收与在制备管线19中流动的新鲜处理液的乳酸盐浓度Cd_入相关联的参数的一个或更多个值：例如，在制备区段100上作用的控制单元10可将新鲜处理液的乳酸盐浓度Cd_入保持在设置值Cd_设置恒定(例如，通过用户界面12由操作者施加)。因此，Cd_设置可代表与新鲜处理液的乳酸盐浓度Cd_入相关联的参数的值。在多数处理中，在处理时间Tt中，新鲜处理液的乳酸盐浓度始终保持在相同的设置值Cd_设置；然而，不排除新透析液中的乳酸盐的浓度可改变，并且(例如)在时间间隔ΔT₁内保持在第一恒定值Cd_设置1，并且随后在随后的时间间隔ΔT₂内上移或下移至不同的恒定值Cd_设置2(见图1)。例如，控制单元可在时间间隔ΔT期间将新鲜处理液中的乳酸盐的浓度保持恒定在所述设置值Cd_设置，该时间间隔持续所述总处理时间Tt的至少10％，或所述总处理时间Tt的至少30％或所述总处理时间Tt的至少70％，或整个总处理时间Tt。在多数实际情况中，控制单元可被设置为将新鲜处理液保持在乳酸盐浓度Cd_入，该乳酸盐浓度Cd_入固定在设置值Cd_设置(包括在35mmol/l与45mmol/l之间，优选的在40mmol/l与45mmol/l之间)。

控制单元10还被设置为接收与在废透析管线13中流动的使用过的处理液中乳酸盐的浓度Cd_出相关的参数的一个或更多个测量值并计算指示体外血液处理的有效性的参数D、KT的至少一个值。出于该目的，装置1可包括出口乳酸盐浓度传感器50，该传感器可在废透析管线13处操作并连接到控制单元：后者被设置为接收由乳酸盐浓度传感器实时检测到的乳酸盐浓度Cd_出的一个或更多个测量值，作为与使用过处理液中的乳酸盐的浓度Cd_出相关的参数的一个或多个测量值。使用位于废透析管线13中的乳酸盐浓度传感器50允许测量乳酸盐浓度的瞬态值，并且控制单元10可由此被设置为接收瞬态乳酸盐浓度的(多个)所述测量值并实时计算指示体外血液处理的有效性的参数D、KT的(多个)瞬态值。这可在处理期间重复多次，从而实时监测有效性参数的值，而由于乳酸盐浓度可遵循其给定值而对处理处方无负面影响。乳酸盐浓度传感器50可位于废透析管线自身中：例如，乳酸盐浓度传感器50可位于超滤管线25的分支点51上游的废透析管线的通道中(见图3和图4)，或者其可位于超滤管线的分支点51下游的废透析管线13上(见图3和图4，其中传感器表示在管线13的虚线通道)。作为替代方式，传感器50可位于从废透析管线分支出的管线上，诸如超滤管线25上或从废透析管线分支出并被设置为接收在废透析管线中流动的流体或流体的一部分的任意其它管线。

在评估整个处理疗程的情况下，作为替代方式，可设想为收集已在废透析管线中流动的废流体(或以规则间隔采样的所述废流体的样本)并利用合适的传感器测量收集的流体中的乳酸盐的浓度。例如，在图3和图4中示出的回路中，在容器23或容器14中收集的流体可代表在处理期间已在废透析管线中流动的流体。

更详细地并参照图5的流程图，在实时监测有效性参数的情况下，控制单元可被设置为在时间间隔ΔT期间将新鲜处理液中的乳酸盐浓度Cd_入保持恒定在所述设置值Cd_设置(步骤201)，并且可被设置为从传感器50接收与在废透析管线流动的使用过的处理液的乳酸盐浓度相关的参数的一个或更多个测量值Cd_出(步骤202)；特别地，与乳酸盐的浓度相关的参数的测量值Cd_出在时间间隔ΔT期间或在与所述时间间隔ΔT具有相同持续时间但相对于所述时间间隔延迟了液压延迟的另一时间间隔ΔT’采集。换句话说，使用过的处理液中的(多个)值Cd_出的测量与在该新鲜处理液已通过血液处理单元的次级腔体并到达乳酸盐浓传感器之后与处于乳酸盐浓度的已知值Cd_设置的新鲜处理液相对应的液体相关。

如上所述，(步骤203)控制单元10可随后计算有效性参数D、KT：在所述时间间隔ΔT期间可进行连续多次的计算，以得到实际处理的有效性发展的可靠指示。特别地，控制单元随后基于如下值计算指示体外血液处理的有效性的参数D、KT的值：

·与使用过的处理液的乳酸盐浓度Cd_出相关的参数的参数的一个或更多个测量值；

·与新鲜处理液的乳酸盐浓度Cd_入相关的参数的一个或更多个值(在实践中基于Cd_设置)；

·所述新鲜处理液的流动速率Qd_入或所述使用过的处理液的流动速率Qd_出的值。

此外，控制单元可接收或存储代表血液中的乳酸盐的浓度Cb_入的值：该值可以是恒定值或基于特定患者的了解由医师设置的值。申请人注意到，在处理疗程开始时动脉血液中的乳酸盐浓度略小于1mmol/l，并且在透析疗程期间仅轻微改变：平均增大在2mmol/公升与4mmol/公升之间并且发生在血液处理的最初几分钟内。这意味着如果使用在体外血液处理的最初几分钟之后测量的值进行计算，则视为血液中的乳酸盐浓度的设置值(例如，4mmol/l)不显著影响计算有效性参数的精确性。因此，控制单元可基于上面指示的值以及血液中乳酸盐浓度Cb_入的值(通常在3mmol/l与5mmol/l之间取值)精确地计算指示体外血液处理的有效性的参数D、KT的值。

根据一个方面，指示体外血液处理的有效性的参数是乳酸盐透析率D，并且特别是有效乳酸盐透析率，其使用下列公式计算：

D＝(Qd_入×(Cd_入-Cd_出)+QF×Cd_出)/(Cd_入-Cb_入)等式(2)

其中

-D是乳酸盐的透析率的计算值，

-Cd_出是与使用过的处理液的乳酸盐的浓度(特别地，乳酸盐浓度)相关的参数的测量值；

-Cd_入是与新鲜处理液的乳酸盐的浓度(特别地，乳酸盐浓度)相关的参数的测量值；

-Qd_入是新鲜处理液的流动速率；

-Cb_入是代表血液或血液成分(血浆)中的乳酸盐的浓度的值；

-Q_F是通过半渗透膜的超滤流动速率。

在不存在通过半渗透膜的超滤时(Q_F＝0)，则上述公式取下列简化形式：

D＝D0＝(Qd_入×(Cd_入-Cd_出))/(Cd_入-Cb_入)等式(3)

应注意的是，出于计算有效性参数和特别是计算透析率的目的，控制单元被设置为保持制备管线19中的新鲜处理液的流动速率Qd_入和体外血液回路中的患者血液的流动速率Qb两者恒定；特别是在进行Cd_出的测量时(例如，在ΔT或ΔT’期间)，新鲜处理液中的乳酸盐的浓度Cd_入以及新鲜处理液的流动速率Qd_入和血液的流动速率Qb全部保持恒定。

上面计算的D的值是有效透析率并且由此解释了血液处理单元的膜的性能和处于通路水平的任意再循环(即，即处理的血液在体外血液回路的静脉或返回管线与动脉或抽取管线之间的再循环)两者。

控制单元还可被设置为确定处于瘘管水平的再循环的存在或存在的至少嫌疑和/或通过将检测到的透析率值D与基准值(可以是恒定基准值或在先前处理中针对相同患者测量的透析率的值)进行比较来计算处于瘘管水平的再循环的量(步骤204)。

一旦乳酸盐的透析率已经计算，控制单元还可计算并显示(例如，通用用户界面12)不同于乳酸盐的给定溶质的透析率(步骤205)。

更详细地，根据本发明的另一方面并参照图6，控制单元10被设置为基于乳酸盐的透析率的计算值来计算不同于乳酸盐的给定物质的透析率(例如，尿素透析率)。计算不同于乳酸盐的溶质的D_溶质(或K_溶质)的目的还可以是允许估计溶质透析剂量(KT)_溶质，例如类似尿素的溶质的透析剂量。应注意的是，虽然清除率和透析率被在量纲上表达为流动速率(例如，mL/min)，但透析剂量通常表达为KT/V(其为"无量纲比值")或以非标准化的方式简单表达为KT(其为体积并且可以以mL或升为单位表达)，其中：

K-透析器清除率/尿素/其它溶质的透析率，

T–透析时间，

V–尿素/溶质的分布体积，约等于患者的总体内水分。

给定溶质(例如，尿素)的透析率或清除率的计算包括(例如)下列步骤，该步骤依赖一个参数(即质量转移系数)的使用，质量转移系数是透析器膜的性能特征的表达。

特别地，在纯扩散质量转移的情况下，透析率或清除率可表达为特定透析器的溶质质量转移系数K0.A的函数。质量转移K0.A反映了透析膜和流体隔室中的溶质扩散，取决于溶质尺寸，并在溶质分子重量增大时减小。术语“K0.A”与透析器可以无限流动速率实施的渐进透析率匹配。

以计算不同于乳酸盐的给定溶质(例如，尿素)的透析率或清除率为目标，控制单元得出处理单元的膜的乳酸盐的第一质量转移系数(K0.A)_乳酸盐。

例如使用下列公式(仅在没有超滤发生的情况下有效)。这意味着Q_F＝0，但该等式也未考虑过滤/反滤的内部现象。在这些条件下，入口和出口流动速率相等，即Qd_入＝Qd_出。

其中

其中和

应注意的是，在上述公式中，使用零超滤时的透析率的值。在零超滤(Q_F＝0)时透析率(在这种情况下，乳酸盐透析率)的值不可用的情况下，则至少存在两种估计在零超滤时的透析率D0的方式，该透析率D0是在非零过滤时获得的透析率值D的函数。

或

因此，在透析率值D在非零超滤时可用的情况下，上述等式允许估计零超滤时的透析率D0(图6中的步骤301)。

随后，可使用等式4从该D0获得K0.A值(特别是(K0.A)_乳酸盐)(步骤302)。

随后，基于(K0.A)_乳酸盐，可计算不同溶质的(K0.A)值(步骤303)。如已提及的，质量转移系数反映透析膜和流体隔室中的溶质扩散，其强烈取决于溶质尺寸并在溶质分子重量增大时减小。实验数据表明，作为溶质分子重量的函数的K0(或K0.A)插值是幂次定律：

其中“ref”是其K0.A值可用的基准溶质。

上面的插值定律可在适度广泛的分子重量范围中(例如，50至5000g/mole)有效。将经常将尿素视为基准溶质，其被普遍地监测并代表最小的溶质(mw 60g/摩尔)。一旦K0.A可用于不同分子重量的两种溶质，就可计算幂次定律系数“b”。通常，系数“b”取决于处理单元2的膜5的属性：处理单元的制造厂通常提供具有在分子重量溶质的相关范围(>1000g/摩尔)中的体外或活体清除率/透析率值的数据表单，这可用于计算“b”。

例如，下表提供了在透析中使用的示例性似真膜的K0.A基准值，并且该基准值可随后用于计算系数“b”并且随后用于从等式7的尿素数据推断乳酸盐。

一旦已经计算出不同于乳酸盐的溶质的(K0.A)，则可(例如)使用下列等式估计所述不同溶质的透析率(图6中的步骤304)：

其中

Qb_入＝处理单元的入口处的血液流动速率的值(该值通常被认为由用户设置或利用已知方法估计获知，例如，通过测量血液泵的角速度和血液管线中的压力划定测量(pressure regimen))，

Qd_入＝制备管线19中的新鲜处理液的流动速率的值，

QF＝超滤流动速率的值。

作为替代方式，一旦已经计算出不同溶质的(K0.A)，则可使用等式4计算透析率(以确定在零超滤时所述给定溶质的透析率)并且随后使用等式5或等式6中的一个确定在非零超滤时该给定溶质的透析率。等式8可以可选地用于计算(K0.A)_乳酸盐。

总之，通过应用上述等式，控制单元10被设置为基于如下值计算不同于乳酸盐的给定溶质的透析率：

-乳酸盐的透析率的计算值；

-下列值中的一个或更多个值：新鲜处理液的流动速率Qd_入、废透析液的流动速率Qd_出、通过半渗透膜的超滤流动速率Q_F；

-血液流动速率Qb或血浆流动速率Qp(特别是在处理单元的入口处的这些流动速率的测量值或估计值)；

在乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值到给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质的值之间建立的一个或更多个关系(例如，已知比值)。

应该注意的是，先前段落中报告的等式隐含地假设血液和处理液对于给定溶质来说是“单相”的。该“单相”模型利用Qb_入提供了尽管非常精确，但是代表了相比现实的第一近似值。更精确的模型可考虑：

-溶质可能未均匀分布在血浆和血红细胞(RBCs)之间，

-跨RBC膜的溶质转移可能是“缓慢”的。

根据本发明的另一方面，取决于溶质，取代血液流量Qb_入，上面的等式6和等式8可使用血液处理单元的入口处血浆流动速率Qp_入(Qp_入＝Qb_入*(1-Hct))。类似地，Qp_入可用于等式4，以确定K0.A值。

特别地，可以以Qp_入取代Qb_入使用等式4和等式6，以得出乳酸盐的(K0.A)_乳酸盐。随后，可使用等式7计算另一溶质的K0.A值。如果例如该另一溶质是尿素，则可合理地假设在血浆与RBC之间不存在尿素的溶度梯度，并且因此通过RBC膜的转移相对于透析器中的血液停留时间足够快。在这种情况下，可使用用于计算尿素透析率D的等式8选择整个流动速率Qb_入。相反，如果需要计算肌酸酐的透析率，则应考虑通过RBC膜的肌酸酐质量转移相对于透析器中的血液停留时间缓慢；因此RBC内部的肌酸酐在透析器出口处或多或少地不改变。因此，一旦K0.A可用于肌酸酐(例如，通过等式7)，则利用Qp_入替代Qb_入的等式8可以计算肌酸酐的透析率。

总之，再次参照图6，控制单元被设置为通过如下步骤计算给定溶质的透析率：

-测量或计算零超滤时乳酸盐的透析率的值(步骤301)；

-基于如下值求得处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐(步骤302)：

ο零超滤时乳酸盐的透析率的计算值；

ο下列值中的一个或更多个值：新鲜处理液的流动速率Qd_入、废透析液的流动速率Qd_出、通过半渗透膜的超滤流动速率Q_F；

ο血液流动速率Qb或血浆流动速率Qp(特别是在处理单元的入口处的这些流动速率的测量值或估计值)；

随后控制单元依赖在乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值到给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质的值之间建立的一个或更多个比值求得不同于乳酸盐的给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质。随后，控制单元基于等式4以及等式5和等式6中的一个(暗示零超滤时的第一计算透析率)，或者根据选择溶质的转移行为应用使用Qb_入或Qp_入的等式8(允许直接计算非零超滤时的透析率)计算不同于乳酸盐的给定溶质的透析率(步骤304)。

换句话说，一旦已经确定给定溶质的质量转移系数，可基于如下值计算透析率：

-求得的给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质；

-血液流动速率Qb或血浆流动速率Qp(特别是在处理单元的入口处的这些流动速率的测量值或估计值)。

根据另一方面，指示体外血液处理的有效性的参数是在基准时间段T中施加的乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐，并且控制单元可被设置为除了计算透析率以外还计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐(图5中的步骤203)。如果该时间段是总的处理时间Tt(患者总的处理时间Tt期间接受体外血液处理)，则乳酸盐的总乳酸盐透析剂量指示为(KTt)_乳酸盐。

在基准时间段T内施加的乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐(或在整个处理时间内的乳酸盐的总乳酸盐透析剂量(KTt)_乳酸盐)可以以多种方式确定。

如果流动速率(即血液流动速率Qb、新鲜处理液流动速率Qd_入、使用过的处理液流动速率Qd_出和超滤流动速率Q_F(如果存在))在整个处理时间Tt期间或至少在可以是整个处理时间的一部分的基准时间段T期间保持恒定，则可应用第一过程。根据该第一过程，控制单元(10)可被设置为通过如下方式计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐或(KTt)_乳酸盐：

-确定在基准时间段T或Tt期间在废透析管线EV中流动的总排出体积；

-测量所述总排出体积的乳酸盐浓度；

-使用下列公式，基于血液中的乳酸盐浓度、新鲜处理液中的乳酸盐浓度和所述排出量中的乳酸盐浓度计算乳酸盐的KT或KTt：

(KT)_乳酸盐＝EV*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入)) 等式(9)

或

(KTt)_乳酸盐＝EV*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入)) 等式(10)

其中

οEV：分别在T或Tt期间的排出体积；

οCd_出是使用过的处理液的乳酸盐浓度；

οCd_入是新鲜处理液的乳酸盐浓度；

οCb_入是血液或血液成分(血浆)中的乳酸盐的浓度。

在总处理时间Tt期间的情况下，流动速率(即血液流动速率Qb、新鲜处理液流动速率Qd_入、使用过的处理液流动速率Qd_出和超滤流动速率Q_F(如果存在))在相应的连续基准时间段Ti(每个Ti是整个处理时间的一段)期间恒定保持在各自的值，则可使用上述过程(即等式9)计算每个基准时间段Ti内的乳酸盐的总透析剂量KTt_乳酸盐，并且随后对针对每个基准时间段Ti计算的‘部分”透析剂量(KT)i_乳酸盐求和：

换句话说，针对每个时间段Ti，等式9变为：

(KT)i_乳酸盐＝EVi*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入))

其中

οEVi：在每个相应的时间间隔(Ti)期间收集的排出体积；

οCd_出是在每个相应的时间间隔(Ti)期间使用过的处理液的乳酸盐浓度；

οCd_入是在每个相应的时间间隔(Ti)期间新鲜处理液的乳酸盐浓度；

οCb_入是在每个相应的时间间隔(Ti)期间的血液或血液成分(血浆)中的乳酸盐的浓度。

随后如下对针对每个基准时间段Ti的每个部分乳酸盐的透析剂量(KT)i_乳酸盐的求和而确定乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐：

(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐等式(11)

上述过程需要废透析管线连接到收集整个废透析液体积的收集容器或与采样管线连接的收集容器，该采样管线被设置为规则地(例如，周期性地)在整个处理时间内或在基准时间段内采集废透析液的代表性样本。此外，可能需要在处理结束时测量在存在于收集容器(诸如容器23或容器14)中的液体中的乳酸盐浓度。

在没有废透析液的代表性样本在整个处理内(或在感兴趣的基准时间段内)可用的情况下，和/或流动速率变化在整个处理(或感兴趣的基准时间段)已发生一次或更多次，则本发明提供了计算在处理时间Tt内的总乳酸盐透析剂量(KTt)_乳酸盐的第二替代方法。在这些条件下，可通过对多个乳酸盐透析剂量贡献求和来估计整体乳酸盐(KTt)_乳酸盐(以与等式11类似的方式)：

(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐＝∑(Di_乳酸盐·Ti) 等式(12)

更详细地，根据第二过程，控制单元(10)可被设置为通过如下方式计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐：

-在血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)和可选的超滤流动速率Q_F保持恒定在各自的第一值期间，确定第一时间段(T1)的乳酸盐透析率；

-通过将第一时间段的持续时间乘以相同的第一时间段内确定的乳酸盐透析率，计算第一时间段内的乳酸盐剂量；

-在血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)和可选的超滤流动速率Q_F保持恒定在各自的其它值期间，确定任何其它时间段(Ti)的乳酸盐透析率；

-通过将每个其它时间段的持续时间乘以相同的其它时间段内确定的相应的乳酸盐透析率，计算相同的其它时间段中的每个时间段内的乳酸盐透析剂量；-使用等式12对在第一时间段和每个其它时间段内的计算乳酸盐剂量求和，以获得覆盖第一时间段和任意其它时间段的基准时间段(可以是总处理时间Tt)的总乳酸盐剂量。

最后，本发明提供了在下列情况下的第三过程：

-在整个处理期间内(或在整个感兴趣的基准时间段内)没有代表性的废透析液的样本可用；

-在整个处理期间(或感兴趣的基准时间段)，流动速率改变已发生一次或更多次；

-在处理期间(或在感兴趣的基准时间段期间)仅测量一次废透析液的乳酸盐浓度。

在这些情况下，根据本发明的其它方面，控制单元可被设置为计算处于任意给定流动速率条件的乳酸盐的透析率，并且随后通过计算乳酸盐K0.A而从单个乳酸盐测量确定整体乳酸盐剂量(KT)_乳酸盐或(KTt)_乳酸盐。

例如，如果我们假设具有在第一时间段期间测量的废透析液乳酸盐浓度(连同在第一时间段期间保持恒定的所有需要的流动速率的值，即血液流动速率(Qb)₁、新鲜处理液流动速率(Qd_入)₁或使用过的处理液流动速率(Qd_出)₁和超滤流动速率(Q_F)₁(如果存在))，则可以使用上面的等式2确定在所述第一时间段内的乳酸盐透析率(D1)_乳酸盐。因此，控制单元可被设置为基于如下值确定不同的但是已知的流动速率条件下的第二时间段内(并且通常在任意其它时间段内)的乳酸盐透析率(D2)_乳酸盐的值：

-第一时间段内的透析率(D1)_乳酸盐的值；

-第二(或其它)时间段时的血液流动速率(Qb)₂、新鲜处理液流动速率(Qd_入)₂或使用过的处理液流动速率(Qd_出)₂和超滤流动速率(Q_F)₂(如果存在)的值。

实际上，控制单元可被设置为(依赖等式2并使用血液流动速率(Qb)₁、新鲜处理液流动速率(Qd_入)₁或使用过的处理液流动速率(Qd_出)₁和超滤流动速率(Q_F1)(如果存在)计算第一时间段内的透析率(D1)_乳酸盐的值；随后，控制单元可使用等式4和等式5或等式6中的一个计算乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐。随后，控制单元被设置为，基于(K0.A)_乳酸盐和在第二(或另一)时间段时的血液流动速率(Qb)₂的值，新鲜处理液流动速率(Qd_入)₂或使用过的处理液流动速率(Qd_出)₂和超滤流动速率(Q_F)₂(如果存在)，使用等式4和等式5或等式6中的一个(由图5中的框206代表的步骤)计算第二时间段内的透析率(D2)_乳酸盐。应注意的是，等式8可替代等式4用于上述计算。

一旦已经计算出第二和其它时间段的透析率值，每个透析率值乘以各自的时间段，从而计算所述时间段中的每一个的乳酸盐透析剂量；随后通过对第一时间段和每个其它时间段的计算的乳酸盐剂量求和(见图5中的框203)，控制单元获得覆盖第一时间段和任意其它时间段的基准时间段(可以是总处理时间Tt)的总乳酸盐剂量(等式12)：

(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐＝∑(Di_乳酸盐·Ti)

控制单元可由此被设置为：在已知利用废透析液的乳酸盐浓度的单个测量获得的透析率值的情况下，计算整个处理时间内的透析剂量，只要已知应用所述流动速率的时间段期间的流动速率(血液流动速率Qb_1…n、新鲜处理液流动速率Qd_入1…n或使用过的处理液流动速率Qd_出1…n和超滤流动速率Q_F1…n(如果存在))即可。

最后，根据另一方面，控制单元可被设置为周期性地计算指示有效性(例如，(例如)使用上面提出的方法和等式的透析率D和/或透析剂量KT)的参数的值，或者控制单元可根据从用户接受的命令(例如，通过用户界面)计算所述参数值，或者每当控制单元接收到已存在(例如，通过用户界面输入的新的设置)或检测到(例如，检测到实际值的改变)一个或更多个下列流动速率的变化：血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)、使用过的处理液流动速率(Qd_出)和超滤流动速率(Q_F)(如果存在)的改变，控制单元可自动触发指示体外血液处理的有效性的所述参数(D，KT)的值的新计算。

示例

1.计算恒定血液流动速率、新鲜处理液流动速率和超滤流动速率下的乳酸盐透析率

血液流速：

Qb＝Qb_入＝320ml/min

新鲜处理液流动速率：

Qd＝Qd_入＝500ml/min

超滤流动速率：

Q_F＝15ml/min

新鲜处理液中的乳酸盐浓度乳酸盐：

Cd_入＝40.0mmol/L

患者血细胞比容：

Hct＝33％

废处理液中的乳酸盐浓度：

Cd_出＝25.8mmol/L

血浆流动速率：

Qp＝320×(1-0.33)＝214.4ml/min

患者血浆乳酸盐估计值：

Cb_入＝4mmol/L

使用等式2的乳酸盐透析率估计值：

D＝(500×40-515×25.8)/(40-4)＝186.5ml/min

2.计算恒定血液流动速率、新鲜处理液流动速率和超滤流动速率下的尿素透析率

应用与示例1相同的假设。

在利用等式2计算乳酸盐透析率之后，随后可利用等式5或等式6估计零超滤时的透析率。

随后，使用等式4确定乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐，该值为(K0.A)_乳酸盐＝547ml/min。

然后，可以使用等式7(需要获知两种溶质的质量转移系数(K0.A)的值)计算给定溶质(在这种情况下为尿素)的质量转移系数(K0.A)_溶质的值，该值为(K0.A)_溶质＝647ml/min。

最后，可以使用等式8确定尿素透析率D_尿素＝239.5ml/min

3.基于血液流动速率、新鲜处理液流动速率和超滤流动速率的第一数值处的透析率的知识来计算透析率和透析剂量

该示例示出了：

-计算第一流动速率条件下的透析率，该第一流动速率条件由在第一时间段内稳定的血液流动速率Qb₁、新鲜处理液流动速率Qd_入1或使用过的处理液流动速率Qd_出和超滤流动速率Q_F1的已知值限定；依赖等式1并使用在第一时间段期间测量的Cd_出1的测量值进行计算；

-计算第二流动速率条件下的透析率，该第二流动速率条件为在接续第一时间段的第二时间段内稳定的血液流动速率Qb₂、新鲜处理液流动速率Qd_入2或使用过的处理液流动速率Qd_出2和超滤流动速率Q_F2；

-计算第一和第二时间段内的KT；

-计算总处理时间KT。

第一时间段条件

血液流速：

Qb＝Qb_入＝320ml/min

新鲜处理液流动速率：

Qd＝Qd_入＝500ml/min

超滤流动速率：

Q_F＝15ml/min

新鲜处理液中的乳酸盐浓度：

Cd_入＝40.0mmol/L

患者血细胞比容：

Hct＝33％

废处理液中的乳酸盐浓度：

Cd_出＝25.8mmol/L

血浆流动速率：

Qp＝320×(1-0.33)＝214.4ml/min

患者血浆乳酸盐估计值：

Cb_入＝4mmol/L

第二时间段条件(血液流动速率的变化)

血液流速：

Qb＝Qb_入＝260ml/min

新鲜处理液流动速率：

Qd＝Qd_入＝500ml/min

超滤流动速率：

Q_F＝15ml/min

新鲜处理液中的乳酸盐浓度：

Cd_入＝40.0mmol/L

患者血细胞比容：

Hct＝33％

废处理液中的乳酸盐浓度：

Cd_出＝未知

血浆流动速率：

Qp＝260×(1-0.33)＝174.2ml/min

患者血浆乳酸盐估计值：

Cb_入＝4mmol/L

控制单元

如已示出的，根据本发明的装置使用至少一个控制单元。该控制单元可包括具有存储器(或多个存储器)的数字处理器(CPU)、模拟型电路或一个或更多个模拟处理电路与一个或更多个数字处理单元的组合。在本说明书和在权利要求中，控制单元被“设置”或“编程”为执行特定步骤：实践中这可由允许设置和编程控制单元的任意手段来实现。例如，在控制单元包括一个或更多个CPU的情况下，一个或更多个程序存储在适合的存储器中：包含指令的一个或多个程序在由控制单元执行时，使控制单元执行结合控制单元描述和/或要求保护的步骤。作为替代方式，如果控制单元属于模拟型，则控制单元的电路被设计为包括被设置为在使用中处理电子信号(诸如执行在此公开的控制单元步骤)的电路。

虽然已结合目前被认为是最实际和优选的实施例描述了本发明，但应该理解的是，本发明将不限于公开的实施例，而是相反地，旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。

Claims

1.一种用于血液的体外处理的装置，包括：

制备管线(19)，其一端被设置为连接到处理单元(2)的次级腔体(4)的入口，半渗透膜(5)将所述次级腔体(4)与相同处理单元(2)的主腔体分离；

废透析管线(13)，其一端被设置为连接到所述次级腔体(4)的出口；

控制单元(10)，被设置为命令执行下列步骤：

-使新鲜处理液以流动速率(Qd_入)在制备管线(19)中朝向次级腔体(4)流动，处理液包括乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐；

-接收与在废透析管线(13)中流动的使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的各自的浓度相关的参数的一个或更多个测量值(Cd_出)；

●与使用过的处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的所述一个或更多个测量值(Cd_出)；

●所述新鲜处理液的流动速率(Qd_入)和所述使用过的处理液的流动速率(Qd_出)中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元被进一步设置为接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的一个或更多个值(Cd_入)。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的一个或更多个值(Cd_入)的步骤包括：测量一个或更多个实际值，或从存储器调取一个或更多个预设值，或从用户界面接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度相关的参数的一个或更多个输入值(Cd_入)。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值是基于：

●与使用过的处理液的乳酸盐浓度相关的参数的所述一个或更多个测量值(Cd_出)；

●与新鲜处理液的乳酸盐浓度相关的参数的所述一个或更多个值(Cd_入)；

●所述新鲜处理液的流动速率(Qd_入)和所述使用过的处理液的流动速率(Qd_出)中的至少一个；

或者，其中计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值是基于：

●与使用过的处理液的柠檬酸盐浓度相关的参数的所述一个或更多个测量值(Cd_出)；

●与新鲜处理液的柠檬酸盐浓度相关的参数的所述一个或更多个值(Cd_入)；

或者，其中计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值时基于：

●与使用过的处理液的乙酸盐浓度相关的参数的所述一个或更多个测量值(Cd_出)；

●与新鲜处理液的乙酸盐浓度相关的参数的所述一个或更多个值(Cd_入)；

5.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，控制单元(10)被设置为进一步命令执行下列步骤：

-接收与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐浓度相关的参数的一个或更多个值(Cd_入)；

6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，使新鲜处理液在制备管线(19)中流动的步骤包括如下子步骤：将新鲜处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)保持恒定在设置值(Cd_设置)至少长达时间间隔(ΔT)，所述设置值(Cd_设置)代表用于计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的至少一个值的与新鲜处理液的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_入)相关的参数的值。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，与在使用过的处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的所述一个或更多个测量值代表在所述时间段(ΔT)期间或另一时间段(ΔT’)期间进行测量的与乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度(Cd_出)相关的参数的测量值，可选地所述另一时间段(ΔT’)具有与所述时间段相同的持续时间并且所述另一时间段(ΔT’)相对于所述时间段被延迟了液压延迟。

8.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，控制单元(10)还被设置为：

-接收总处理时间(Tt)，所述总处理时间是所述装置对血液在体外回路中操作并且患者连接到所述体外回路的时间；

-在处理时间(Tt)的大部分持续的时间间隔(ΔT)期间，将新鲜处理液中的乳酸盐或柠檬酸盐或乙酸盐的浓度保持恒定在所述设置值(Cd_设置)；

-在所述时间间隔(ΔT)期间，连续多次计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的值；

所述处理时间的很大部分包括下列组中的一个：

-所述总处理时间(Tt)的至少10％，

-所述总处理时间(Tt)的至少30％，

-所述总处理时间(Tt)的至少70％，

-整个总处理时间(Tt)。

9.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，包括连接到控制单元(10)的出口乳酸盐浓度传感器(50)，所述出口乳酸盐浓度传感器在所述废透析管线(13)处或在连接到废透析管线(13)或连接到所述次级腔体(4)的出口的管线上操作；其中，所述出口乳酸盐浓度传感器(50)被设置为测量从次级腔体(4)离开的流体中的乳酸盐具有的浓度的一个或更多个的实际值，并且其中控制单元(10)被设置为接收由乳酸盐浓度传感器(50)检测到的乳酸盐浓度的一个或更多个测量的实际值，作为与使用过的处理液的乳酸盐的浓度相关的参数的一个或多个测量值(Cd_出)。

10.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，所述装置至少包括被设置为在可连接到所述血液处理单元的主腔体的体外血液回路上操作的血液泵(11)，所述控制单元(10)连接到血液泵并被设置为：

-操作血液泵(11)，以使患者的血液以血液流动速率(Qb)在体外血液回路中流动(Qb)；

-接收或存储代表血液或血液成分中的乳酸盐浓度的值(Cb_入)；

并且其中计算指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)是基于：

-与使用过的处理液中的乳酸盐浓度相关的参数的至少一个测量值(Cd_出)；

-与新鲜处理液的乳酸盐浓度相关的参数的至少一个测量值(Cd_入)；

-新鲜处理液的所述流动速率(Qd_入)；

-所述代表血液或血液成分中的乳酸盐浓度的值(Cb_入)。

11.根据权利要求6至10中的任意一个所述的装置，其中，至少在所述时间段(ΔT)期间或在所述另一时间段(ΔT’)期间，控制单元被设置为将在制备管线(19)中的新鲜处理液的流动速率(Qd_入)、体外血液回路中的患者血液的流动速率(Qb)和流经半渗透膜的超滤的流动速率(Q_F)保持恒定。

12.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，指示体外血液处理的有效性的参数是使用下列公式计算的乳酸盐透析率(D)：

D＝(Qd_入×(Cd_入-Cd_出)+QF×Cd_出)/(Cd_入-Cb_入)

其中：

-D是乳酸盐的透析率的计算值；

-Cd_出是与使用过的处理液的乳酸盐浓度相关的参数的测量值，特别的是乳酸盐浓度；

-Cd_入是与新鲜处理液的乳酸盐浓度相关的参数的测量值，特别的是乳酸盐浓度；

-Qd_入是新鲜处理液的流动速率；

-Cb_入是代表血液或血液成分中的乳酸盐的浓度的值；

-Q_F是通过半渗透膜的超滤流动速率；

其中，特别是在不存在通过半渗透膜的超滤时(Q_F＝0)，则：

D＝D0＝(Qd_入×(Cd_入-Cd_出))/(Cd_入-Cb_入)。

13.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，控制单元(10)被设置为使新鲜处理液以恒定乳酸盐浓度(Cd_入)在制备管线(19)中朝向次级腔体(4)流动，所述乳酸盐浓度(Cd_入)被设置为包括在35mmol/l与45mmol/l之间的设置值(Cd_设置)，特别是在38mmol/l与42mmol/l之间。

14.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，代表血液或血液成分中的乳酸盐浓度(Cb_入)的值是在包括在1mmol/l与5mmol/l之间的范围中选择的已知值，特别是其中自体外血液处理开始30分钟后测量与使用过的处理液的乳酸盐浓度(Cd_出)相关的参数的一个或更多个测量值。

15.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，指示体外血液处理的有效性的参数是乳酸盐透析率(D)，并且其中所述控制单元被设置为基于如下值计算不同于乳酸盐的给定溶质的透析率：

-乳酸盐透析率的计算值，

-乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值与给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质的值之间建立的一个或多个关系，质量转移系数反应溶质通过膜的扩散。

16.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，指示体外血液处理的有效性的参数是乳酸盐透析率(D)，并且其中所述控制单元被设置为计算不同于乳酸盐的给定溶质的透析率；

给定溶质的透析率的计算包括：

-由乳酸盐的透析率的计算值求得(302)处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐；

-基于乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值确定(303)针对给定溶质的处理单元的膜的质量转移系数(K0.A)_溶质；

17.根据权利要求12或13所述的装置，其中，乳酸盐透析率和不同于乳酸盐的给定溶质的透析率以如下相同的值计算：

-新鲜处理液的流动速率(Qd_入)，

-通过半渗透膜的超滤流动速率(Q_F)；

并且参照体外血液回路中的相同血液流动速率(Qb)。

18.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，控制单元(10)还被设置为：

-识别待计算透析率的溶质；

-确定通过血红细胞的溶质的质量转移时间是否比流经血液处理单元的血液的血液停留时间更大，可选地大至少5倍；

-如果已确定通过血红细胞的溶质的质量转移时间比血液处理单元中的血液停留时间更大，可选地大5倍，则将血液处理单元的入口处的血浆流动速率的值(Qp_入)用作用于计算溶质的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的血液流动速率的有效值；

其中Qp_入＝(1-Hct)Qb_入，

Hct是血液处理单元的入口处的动脉管路中的血液的血细胞比容并且(Qb_入)是血液处理单元的入口处的流动速率。

19.根据权利要求15或16或17或18所述的装置，其中：

-通过如下步骤求得处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐：

●测量或计算(301)乳酸盐的透析率的值，特别是零超滤时，

●基于如下值求得(302)处理单元的膜的针对乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐：

■乳酸盐的透析率的计算值，特别是零超滤时，

■下列值中的一个或更多个值：新鲜处理液的流动速率(Qd_入)、废透析液的流动速率(Qd_出)、通过半渗透膜的超滤流动速率(Q_F)，

■血液流动速率(Qb)或血浆流动速率(Qp)，特别是血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)和血液处理单元的入口处的血液流动速率(Qb_入)中的一个；

-使用在乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的值与给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质的值之间建立的一个或更多个关系，可选地一个或更多个已知比值，求得(303)给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质；

-计算(304)给定溶质的透析率包括基于如下值计算给定溶质的所述透析率：

○给定溶质的确定的质量转移系数(K0.A)_溶质。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，求得处理单元的膜的乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐的步骤包括：

-测量或计算(301)零超滤时的乳酸盐的透析率的值，

-使用零超滤时的乳酸盐的透析率的计算值计算(302)处理单元的膜的针对乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐。

21.根据权利要求19或20所述的装置，其中，计算(304)给定溶质的透析率的步骤包括：

-首先基于如下值确定零超滤时给定溶质的透析率的值：

○确定的给定溶质的质量转移系数(K0.A)_溶质；

○新鲜处理液的流动速率(Qd_入)，废透析液的流动速率(Qd_出)中的一个；

-随后基于如下值确定非零超滤时给定溶质的透析率：

○零超滤时给定溶质的透析率的确定值，和超滤流动速率的值；

○零超滤时给定溶质的透析率的确定值，通过半渗透膜的超滤流动速率的值(Q_F)，和血液流动速率(Qb)或血浆流动速率(Qp)，特别是血液处理单元的入口处的血浆流动速率(Qp_入)和血液处理单元的入口处的血液流动速率(Qb_入)中的一个。

22.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，指示体外血液处理的有效性的参数包括在基准时间段(T)中施加的乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐，

其中控制单元(10)被设置为通过如下方式计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐：

-确定在基准时间段(T)期间在在废透析管线中流动的总排出体积(EV)，

-测量所述总排出体积的乳酸盐浓度，

(KT)_乳酸盐＝EV*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入))

其中

●EV是排出体积，

●Cd_出是使用过的处理液的乳酸盐浓度；

●Cd_入是新鲜处理液的乳酸盐浓度；

●Cb_入是血液或血液成分(血浆)中的乳酸盐浓度；

或者其中，控制单元(10)被设置为通过如下步骤计算乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐：

-接收与在时间段(T)期间保持恒定的下列流动速率的值：血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)，和超滤流动速率(Q_F)，如果存在超滤流动速率(Q_F)的话，

-计算所述时间段(T)内的乳酸盐透析率(D_乳酸盐)的值，

-通过所述时间段(T)的持续时间乘以在相同时间段(T)内确定的乳酸盐透析率(D_乳酸盐)，计算所述时间段(T)内的乳酸盐透析剂量(KT)_乳酸盐。

23.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，总处理时间(Tt)包括多个连续的基准时间段(Ti)，每个基准时间段(Ti)是总处理时间的一部分，此外其中血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)、使用过的处理液流动速率(Qd_出)和如果存在超滤流动速率的情况下超滤流动速率(Q_F)在所述连续基准时间段(Ti)的各自相应期间保持恒定在各自的相应值，并且其中乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐计算如下：

-计算每个所述时间段内的乳酸盐的各自的部分透析剂量(KT)i_乳酸盐，

-通过如下公式对每个基准时间段Ti内的乳酸盐的每个部分透析剂量(KT)i_乳酸盐求和，计算乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐：

(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐。

24.根据权利要求23所述的装置，其中乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐计算如下：

-使用如下公式计算每个所述时间段内的乳酸盐的各自的部分透析剂量(KT)i_乳酸盐：

(KT)i_乳酸盐＝EVi*((Cd_入–Cd_出)/(Cd_入–Cb_入))

其中

○EVi：在每个相应的时间间隔(Ti)期间收集的排出体积，

○Cd_出是在每个相应的时间间隔(Ti)期间使用过的处理液的乳酸盐浓度，

○Cb_入是在每个相应的时间间隔(Ti)期间的乳酸盐浓度。

-通过对每个基准时间段Ti内的乳酸盐的每个部分透析剂量(KT)i_乳酸盐求和按照如下方式计算乳酸盐的总透析剂量(KTt)_乳酸盐：

(KTt)_乳酸盐＝∑(K T)i_乳酸盐。

25.根据权利要求23所述的装置，其中，所述控制单元被设置为：

-接收在每个基准时间段(Ti)期间测量的与在制备管线(19)中流动的新鲜处理液的乳酸盐浓度(Cd_入)相关的参数的一个或更多个值，

-接收在每个时间段(Ti)期间保持恒定的下列流动速率的值：血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)，和超滤流动速率(Q_F)，如果存在超滤流动速率(Q_F)的话；

-计算(206)每个时间段(Ti)的乳酸盐透析率(Di_乳酸盐)的值，

-通过将每个另一时间段(Ti)的持续时间乘以针对相同另一时间段(Ti)的确定的乳酸盐透析率(Di_乳酸盐)，计算每个所述时间段(Ti)的乳酸盐透析剂量(KT)i_乳酸盐；

-对每个所述时间段(Ti)的计算出的乳酸盐剂量求和，以获得基准时间段的总乳酸盐剂量：∑(K T)i_乳酸盐＝∑(Di_乳酸盐·Ti)。

26.根据权利要求25所述的装置，计算(206)每个时间段(Ti)的乳酸盐透析率(Di_乳酸盐)的值按照如下方式进行：

-以给定的血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)以及如果存在的话还包括超滤流动速率(Q_F)的恒定值计算透析率(D1_乳酸盐)的值；

-计算乳酸盐的质量转移系数(K0.A)_乳酸盐；

-基于(K0.A)_乳酸盐和每个随后时间段(Ti)的血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)或使用过的处理液流动速率(Qd_出)和如果存在的话还包括超滤流动速率(Q_F)的各自的恒定值，计算所述时间段的每个随后时间段(Ti)的透析率(Di)_乳酸盐。

27.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，控制单元(10)被设置为：每当控制单元接收到关于如下值中的一个或多个已经变化的指示，或者检测到如下值中的一个或多个的变化时：血液流动速率(Qb)、新鲜处理液流动速率(Qd_入)、使用过的处理液流动速率(Qd_出)以及如果存在的话还包括超滤流动速率(Q_F)，则所述控制单元(10)自动触发指示体外血液处理的有效性的所述参数(D，KT)的至少一个值的新的计算。

28.根据前述权利要求中的任意一个所述的装置，其中，控制单元(10)被设置为执行下列步骤中的一个或两个：

-确定瘘管水平再循环的存在(步骤204)，

-通过将指示体外血液处理的有效性的参数(D，KT)的计算值与相同参数的基准值进行比较，可选地与恒定透析率基准值或为先前处理中同一患者的乳酸盐透析率或乳酸盐透析剂量的基准值进行比较，计算瘘管水平再循环的量(步骤204)。