CN116261472A - 使用推拉方法对体外血液处理装置进行自动预充 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种体外血液处理装置(2),所述体外血液处理装置被准备用于自动预充所述体外血液处理装置,具有:体外回路(4)、透析器(6)、透析液回路(8)和控制单元(54),其中,所述控制单元(54)被设置成控制所述预充,使得液体从所述透析液回路(8)经由所述透析器(6)的膜(10)被提供到所述体外回路(4)上,并且操控在所述透析液回路(8)中设置的阀(42、44)和/或泵(46、48),使得在所述透析器(6)中在透析液侧上进行压力建立,控制单元(54)操控设置在体外回路(4)中的流体机械(32)、实施推动循环或压力循环(A)和拉动循环或拉力循环(B),在所述推动循环或压力循环中,所述流体机械(32)将空气压入到所述体外回路(4)中,在所述拉动循环或拉力循环中,所述流体机械(32)将空气从所述体外回路(4)抽出,以在预充时辅助液体越过所述透析器(6)的膜(10)的转移。此外,本公开涉及一种用于自动预充体外血液处理装置(2)的方法。
Description
技术领域
本公开涉及一种体外血液处理装置,尤其是透析机,该体外血液处理装置被准备和/或设置成自动预充该体外血液处理装置。此外,本公开涉及一种用于自动预充体外血液处理装置的方法。
背景技术
从实践中,用于在血液净化方法期间引导患者身体外部的血液的体外(血液)回路是已知的。这种体外回路在治疗开始之前用引液溶液或者说引液液体来填充。用引液溶液(例如NaCl)或引液液体对体外回路和透析器进行的这种填充(预充)用于使体外回路和透析器准备好后续治疗。尤其地,预充用于通过生理上可接受的液体或溶液来置换在体外回路和在透析器中在治疗之前仍然存在的空气,以便防止在血液处理期间和尤其在开始血液处理时将这些空气引入到患者的血管系统中。
除了预充或引液过程外,为了准备体外回路和透析器以用于随后的治疗,此外通常进行体外回路和透析器的冲洗或冲洗过程。冲洗或冲洗过程通常在预充或引液过程的同时或(直接)随后执行。冲洗或冲洗过程尤其用于将残余物质/气源从体外回路和透析器、尤其从其膜中冲出。这种类型的残余物质/气源可以来自制造、包装或升级过程并且对患者构成潜在危害。
当准备透析器和形成体外(血液)回路的软管系统时,即当已经执行所述透析器和软管系统的预充和冲洗时,原则上能够安排患者,并且引液或冲洗液体从完全填充的系统中排出并且在一侧上由患者的血液替代。
本公开尤其涉及预充,即体外血液处理装置的准备。换言之,患者的安排/治疗优选不是本公开的主题,因此根据本公开优选地没有设置体外血液处理装置与患者的接触。
现有技术
由现有技术已知通过外部的盐水袋进行预充/引液。在此,将盐水袋与体外回路的软管(与血液软管系统的一侧)连接并且将引液液体填充到软管系统和透析器中。为了使透析器适当地填充有液体,必须时不时地旋转透析器,以便从系统去除仍然存在的气泡。用过的液体在此被收集在空袋中。
此外,由现有技术已知所谓的在线引液。在在线引液时,透析液由血液处理装置提供并且经由替代接头借助动脉血泵输入到血液软管系统和透析器中。在该引液方法中,也必须旋转透析器,以便从系统中去除仍然存在的气泡。
这两种所述的引液方法具有如下缺点,即原则上需要由用户手动进行的步骤,例如在旋转透析器时。由于成本压力高并且(例如美国疾病控制和预防中心的)部分是严格的规定,所以体外血液处理装置的自动准备、尤其是自动预充原则上是值得期望的。在此,优选不使用盐溶液袋并且不使用或尽可能少地使用在治疗之前必须被去除和清除的一次性用品。
由现有技术原则上也已知,为了进行预充,使用透析液/渗析液(代替盐水溶液)。在此,透析液通过透析器的膜被输送到血液软管系统中。如果在此动脉和静脉血液软管管路短接,那么能够从透析液侧借助于合适的泵操纵和借助于适合的阀位置将透析液泵送到并且由此填充透析器和血液软管系统中。在这种情况下例如参考EP 3 127 564 B1或EP 1457 218 A1。
另外的自动的引液方法例如由US 9,579,440 B2或EP 2 361 643 B1公知。
现有技术尤其具有的缺点是,不存在同样地用于高流量透析器(透析器膜中的大的孔)和用于低流量透析器(透析器膜中的小的孔)的合适的自动引液方法。尤其在现有技术中在低流量透析器中迄今为止总是证实为困难的是,将透析液通过透析器膜输送到血液软管系统/体外回路中。
发明内容
在此背景下,本公开的任务是提供一种血液处理装置的改进的自动预充,该血液处理装置同样可以用于高流量透析器和低流量透析器。尤其是,应提供一种自动的引液方法,所述引液方法能够实现,在低流量透析器中也能够将透析液以适合的方式经由透析器膜输送到血液软管系统/体外回路中。在此,应减少所需的一次性制品/一次化制品的数量,或者优选应需要少量/不需要附加的一次性制品/一次化制品并且不需要替代接头。
该任务通过根据权利要求1的体外血液处理装置和根据权利要求11的用于自动预充体外血液处理装置的方法来解决。有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题和/或在下面进行阐述。
本公开首先涉及一种体外血液处理装置,所述体外血液处理装置被准备用于自动预充所述体外血液处理装置,具有:体外回路、透析器、透析液回路和控制单元,其中,所述体外回路和所述透析液回路通过设置在所述透析器中的膜彼此分开,所述控制单元被设置成控制所述预充,使得液体、尤其引液/透析液从所述透析液回路经由所述透析器的膜被提供到所述体外回路上,并且操控在所述透析液回路中设置的阀和/或泵,使得在所述透析器中在透析液侧上进行压力建立,其中,所述控制单元操控设置在所述体外回路中的流体机械、尤其压缩机或泵,尤其循环交替地实施推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环,在所述推动循环或压力循环中,设置在所述体外回路中的流体机械、尤其压缩机或泵将空气动压入到所述体外回路中,在所述拉动循环或拉力循环中,所述流体机械将空气从所述体外回路抽出,以在预充时辅助所述液体越过所述透析器的膜的转移。
因此,根据本公开,原则上提供自动预充(通过适当的控制部),其中,在透析液侧上/在透析液回路中,在透析器中建立压力。该压力建立原则上可以以任意方式通过操控在透析液回路中设置的泵(例如流量泵入口和流量泵出口)或者说阀(例如透析器入口阀和透析器出口阀)实现。在此,压力建立基本通过如下方式实现,即,与从透析器中能够流出相比,更多的液体、尤其是透析液体被压入透析器中。在此,原则上也可想到,液体例如通过闭合在透析器出口(透析器出口阀)处的阀完全不再能够从透析器中流出。通过在透析液侧上的透析器中的压力建立,产生大的负跨膜压力(TMP)。
本公开尤其实现,支持从透析液回路的一侧越过透析器的膜到体外回路的液体转移,并且同时在数值上不超过最大允许的跨膜压力(也就是说不低于(负的)预定阈值)。最大跨膜压力取决于透析器类型/所使用的透析器并且基本在透析器的数据表中一起给出。
尤其,根据本公开,提供一种推拉控制或推拉方法,其通过适当地操控设置在体外回路(血液侧)中的流体机械来实现。该推拉方法优选地被划分为两个循环,即压力循环或推动循环和拉力循环/拉动循环。
在拉力循环或拉动循环中,基本将空气从体外回路中抽出,使得透析液穿过透析器的膜的转移得到支持并且因此变得容易。然而,所述跨膜压力不利地在数值上增加,从而一方面存在超过最大可允许的跨膜压力(在数值上)的危险,并且另一方面存在设置在体外回路中的气阱由于所产生的负压(负的压力)而崩溃的危险。
因此,根据本公开需要的是,拉力循环/拉动循环不实施过长,并且在该拉力循环/拉动循环之后是压力循环或推动循环。在压力循环或推动循环中,优选(通过设置在体外回路中的流体机械)将空气压入软管系统/体外回路中,以便中和在体外回路中存在的负压。因此,在压力循环或推动循环中仅实现了负压的中和,也就是说,不产生或建立过压。
换言之,压力循环或推动循环对跨膜压力产生正面影响,即跨膜压力变得更大或在数值上更小(负压),并且拉力循环/拉动循环对跨膜压力产生负面影响,即跨膜压力变得更小或在数值上更大(负压)。通过根据本公开在体外回路侧上操控流体机械,实现了以适当的方式支持经由透析器的膜的液体转移,并且同时在数值上不超过最大可允许的跨膜压力,并且在体外回路中设置的气阱不会崩溃。
通过本公开总体上能够实现借助低流量透析器进行自动预充。尤其,通过根据本公开的推拉方法或根据本公开的推拉控制实现了即使在低流量透析器(小孔)的情况下,也引起通过透析器的膜的适当的液体转移。然而,本公开不限于低流量透析器。尤其是,根据本公开的方法或根据本公开的控制也可以应用于高流量透析器。基本上,根据本公开,低流量透析器理解为如下透析器,所述透析器具有小于或等于15ml/(h*mmHg)的超滤系数KUF(实现的每mmHg跨膜压力(TMP)的以ml为单位的每小时的超滤),并且高流量透析器理解为如下透析器,所述透析器具有大于15ml/(h*mmHg)的超滤系数KUF。
有利的是,在透析液回路中在透析器的上游设有流量泵入口并且在透析器的下游设有流量泵出口,并且所述控制单元被设置用于操控所述流量泵入口和流量泵出口以在所述透析器中在所述透析液侧上进行压力建立,使得所述流量泵入口的流速大于所述流量泵出口的流速。因此实现了与从流量泵出口提取的流体相比,更多的流体从流量泵入口压入透析器,使得可以在透析器中发生合适的压力建立。
优选地,在此,流量泵入口和流量泵出口以300ml/min到500ml/min的流速差,特别优选地以大约/大约400ml/min的流速差运行。这意味着,优选地,流量泵入口的流速比流量泵出口的流速大300ml/min到500ml/min,尤其优选地大大约400ml/min。
优选地,设置在体外回路中的流体机械是压缩机或水平调节泵,所述压缩机或水平调节泵布置在体外回路中设置的膨胀腔或气阱(例如静脉气阱或动脉气阱)后方或与气阱连接,并且将空气压入气阱中或从气阱中抽出空气。这种压缩机或这种液位/水平调节泵通常按照标准安装或集成在体外血液处理装置或透析机中并且大多用于气阱的液位设定。如果现在将所述压缩机或所述水平调节泵用于本公开的推拉控制,那么根据当前的现有技术,优选地不必在透析机上进行硬件技术方面的改变,而仅进行软件技术方面的改变。
有利地,控制单元被设置用于周期性地轮流/交替/重复推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环。换言之,推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环被多次和重复实施。例如,可以首先实施推动循环,然后实施拉动循环,然后再次实施推动循环,接着实施拉动循环,等等。然而也可想到,首先实施拉动循环,然后实施推动循环,然后再次实施拉动循环,等等。换言之,根据本公开的推拉方法和/或根据本公开的推拉控制的特征尤其在于推动循环和/或拉动循环的周期性重复/轮流/交替。
优选地,控制单元被设置成,当在体外回路的静脉区段中设置的安全空气探测器检测到液体、尤其透析液体时,中断推动循环或压力循环或拉动循环或拉力循环的循环交替。换言之,根据本公开,推动循环和拉动循环一直交替并且重复,直至满足在此提到的中断标准。
有利地,透析器是具有小于或等于15ml/(h*mmHg)的超滤系数的低流量透析器。尤其,根据本公开已经发现,使用所描述的推拉控制,不仅可以自动地预充高流量透析器,而且也可以以适当的方式在低流量透析器上自动地预充。
优选地,控制单元被设置用于,传感器控制地和/或时间控制地进行推动循环或压力循环与拉动循环或拉力循环之间的变换。因此,根据本公开,推动循环和拉动循环之间的变换可以在经过预定时间段时发生,反之亦然。然而,也可想到,通过设置在体外回路和/或透析液回路中的(压力)传感器来测量体外回路和/或透析液回路中的压力,并且基于从一个传感器/多个传感器获得的信息来执行推动循环和拉动循环之间的变换。例如,可以从测量的压力来计算跨膜压力,并且可以基于计算的跨膜压力来进行推动循环和拉动循环之间的传感器控制的变换。然而原则上,根据本公开也可想到,在推动循环与拉动循环之间变换时既考虑传感器的信息又考虑时间方面,从而该变换原则上也可以传感器控制地和时间控制地进行。
根据本公开的一个有利方面,控制单元被设置用于,首先执行推动循环或压力循环并且在首次执行推动循环或压力循环之后执行拉动循环或拉力循环。尤其,根据本公开已经发现,如果在方法/控制的开始执行压力循环,则体外回路中的液体、尤其是透析液不会不受控制地到达压力传感器/流体机械/可能设置的疏水过滤器(在压力传感器或流体机械前方)。
本公开的有利的实施例的特征在于,所述控制单元被设置成,当跨膜压力超过第一预定阈值时从所述推动循环或压力循环变换到所述拉动循环或拉力循环,并且当所述跨膜压力下降到第二预定阈值以下时从所述拉动循环或拉力循环变换到所述推动循环或压力循环。
原则上适用的是,在推动循环中跨膜压力变大或者说在数值上下降(负值)。如果跨膜压力大于或将要大于第一预定阈值,则变换到拉动循环。根据本公开已经发现,第一预定阈值优选应设定为近似/大概/大约-400mmHg。在拉动循环中适用的是,跨膜压力变得更小或在数值上增加(负值)。如果跨膜压力在此小于或将要小于第二预定阈值,则变换到推动循环。根据本公开已经发现,第二预定阈值优选应设定为近似/大概/大约-420mmHg。
因此优选地,第一预定阈值大于第二预定阈值。
优选地,控制单元被设置成根据所使用的透析器进行推动循环或压力循环与拉动循环或拉力循环之间的变换。换言之,根据本公开能够规定,推拉方法或推拉控制根据所使用的透析器(高流量透析器或低流量透析器)来执行,也就是说,对高流量透析器的控制与对低流量透析器的控制不同。
此外,本公开涉及一种用于自动预充体外血液处理装置的方法,所述体外血液处理装置包括体外回路、透析器和透析液回路,所述方法具有步骤:预充所述体外回路和所述透析器,办法是:液体从所述透析液回路经由所述透析器的膜被提供到所述体外回路上;通过适当地操控或操纵设置在所述透析液回路中的阀和/或泵在所述透析器中在所述透析液侧建立压力;并且循环交替推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环,在所述推动循环或压力循环中,设置在所述体外回路中的流体机械、尤其压缩机或泵将空气动压入到所述体外回路中,在所述拉动循环或拉力循环中,所述流体机械将空气从所述体外回路抽出,以在预充时辅助所述液体越过所述透析器的膜的转移。
优选地,该方法还具有以下步骤:以大于透析器下游的流量泵出口的流速的流速运行透析器上游的流量泵入口。
有利地,该方法还具有以下步骤:通过压缩机或液位/水平调节泵将空气压入到设置在体外回路中的膨胀腔中并且从该膨胀腔中抽出空气。
此外有利的是,该方法具有以下步骤:循环地交替和重复推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环。
优选地,该方法还具有以下步骤:如果设置在体外回路的静脉区段中的安全空气探测器检测到液体、尤其透析液,则中断推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环的循环交替。
此外,该方法优选具有以下步骤:在推动循环或压力循环和拉动循环或拉力循环之间进行时间控制的和/或传感器控制的变换。
优选地,按照根据本公开的方法首先执行推动循环或压力循环并且在首次执行推动循环或压力循环之后执行拉动循环或拉力循环。
有利地,该方法还具有以下步骤:当跨膜压力超过第一预定阈值时从所述推动循环或压力循环变换到所述拉动循环或拉力循环,并且当所述跨膜压力下降到第二预定阈值以下时从所述拉动循环或拉力循环变换到所述推动循环或压力循环。
附图说明
下面借助附图进一步阐述本公开。示出了:
图1示出根据本公开的第一优选实施例的体外血液处理装置;
图2示出根据本公开的第二优选实施例的体外血液处理装置;
图3示出根据本公开的自动引液方法的流程图;
图4示出根据本公开的推拉方法的流程图;并且
图5示出图表,在该图表中说明了在根据本公开的推拉方法中的跨膜压力的变化曲线。
具体实施方式
附图仅是示意的并且仅用于理解本公开。在此,相同的元件以相同的附图标记表示。各个实施例的特征可以彼此替换。
图1示出根据本公开的第一优选实施例的体外血液处理装置(透析机)2。
体外血液处理装置2基本包含体外回路(A/V软管系统)4、透析器6和透析液回路8。在此,体外回路4和透析液回路8通过设置在透析器6中的膜10彼此分开。
体外回路4包含处于透析器6上游的动脉区段12和处于透析器6下游的静脉区段14。
如从图1中可见,动脉区段12和静脉区段14通过适配器或者连接器15连接/短接。换言之,不仅动脉区段12的端部而且静脉区段14的端部都插入适配器15中,由此动脉区段12和静脉区段14流体地互相连接。优选地,两个鲁尔接头能够插入到适配器15中,所述鲁尔接头优选设置在动脉区段12的端部和静脉区段14的端部上。
在体外回路4的静脉区段14中,静脉膨胀腔或气阱16、静脉安全空气探测器18和静脉软管夹20设置在透析器6的下游(即,从透析器6开始朝向静脉区段14的端部)。
在动脉区段12中,从适配器15起在朝向透析器6的方向上设有动脉软管夹22和(动脉)血泵24。如在图1中可见,体外回路4(尤其是其血泵适配器)已经装入到血泵24中,所述血泵优选构造为滚子泵或蠕动泵并且被设置成通过挤压软管输送流体/液体。
在动脉区段12中,能够在血泵24的上游或前方利用动脉压力传感器26测量动脉压力。此外,透析器入口压力可以在血泵24的下游和/或后方以及透析器6的上游和/或前方(在透析器6与血泵24之间)通过透析器入口压力传感器28来测量。在静脉区段14中,静脉膨胀腔或气阱16处或后方的静脉压力能够经由静脉压力传感器30测量。设置在体外回路4中的压力传感器26、28、30可以测量/收集/监控在体外回路4中的相应位置处的压力,这些压力传感器布置/设置在所述相应位置处。
此外,如图1所示,压缩机或液位或水平调节泵(LRP)32(根据本公开的流体机械的示例)处于动脉压力传感器26、透析器入口压力传感器28和静脉压力传感器30后方,所述压缩机或液位或调节泵具有所属的阀34、36、38,即在动脉压力传感器26和液位或水平调节泵32之间的第一阀34、在透析器入口压力传感器28和液位或水平调节泵32之间的第二阀36以及在静脉压力传感器30和液位或水平调节泵32之间的第三阀38。
疏水过滤器40设置在静脉膨胀腔16与静脉压力传感器30之间,该疏水过滤器使得液体能够远离静脉压力传感器30和液位或水平调节泵32。
透析液回路8包含透析器入口阀42、透析器出口阀44、流量泵入口46和流量泵出口48。透析器入口阀42和流量泵入口46在此设置/布置在透析器6上游的透析液流入口50处。透析器出口阀44和流量泵出口48设置/布置在透析器6下游的透析液排放口52处。优选地,流量泵入口46和流量泵出口48是齿轮泵。
此外,体外血液处理装置2具有控制单元54,所述控制单元优选地构造为处理器,尤其构造为中央计算或处理单元(CPU)。控制单元54从被设置在体外血液处理装置2中的传感器获得信息。在此,仅示例性地提到图1中示出的传感器,即动脉压力传感器26、透析器入口压力传感器28、静脉压力传感器30、静脉安全空气探测器18等。在另一方面,控制单元54控制或操纵被设置在体外血液处理装置2中的执行器。仅示例性的,在此提到在图1中示出的阀或泵、即尤其是透析器入口阀42、透析器出口阀44、流量泵入口46、流量泵出口48、(动脉)血泵24、阀34、36、38等。
图2示出根据本公开的第二优选实施例的体外血液处理装置(透析机)2。如从图2中得知的那样,第二优选实施例与第一优选实施例非常相似,从而前面的实施方案或者说描述比照适用于在图2中示出的结构并且因此不再重复。在此背景下,在以下实施方案中仅阐述第二实施方式与第一实施方式相比的区别。
如从图2中得知的那样,体外回路4除了静脉膨胀腔或气阱16外还具有动脉膨胀腔或气阱56。动脉膨胀腔56与透析器入口压力传感器28连接或连接在该透析器入口压力传感器上。
根据该实施例,压缩机或液位/水平调节泵32可以将空气压入动脉膨胀腔56和静脉膨胀腔16中或从这些中抽出,也就是说,压缩机或液位/水平调节泵32可以在动脉膨胀腔56和静脉膨胀腔16上执行其根据本公开预期的功能。然而,如图2所示,液位/水平调节泵32不能够在两个膨胀腔16、56上相反地工作,即,不能执行相反的功能。也就是说,液位/水平调节泵32不能够在一个气阱16或56处将空气压入到体外回路4中并且在另一个气阱56或16处将空气从体外回路4中移除。但是,通过要么将静脉气阱16通过第三阀38与液位/水平调节泵32分开(用于操控动脉气阱56)要么将动脉气阱56通过第二阀36与液位/水平调节泵32分开(用于操控静脉气阱16),能够单独操控气阱16、56。
如从图2中进一步可见,疏水过滤器58也设置在动脉气阱56与透析器入口压力传感器28之间,所述疏水过滤器实现将液体保持远离透析器入口压力传感器28和液位或水平调节泵32。
图3示出根据本公开的自动预充的方法流程的流程图。在图1和图2中示出的两个实施例的方法流程原则上非常类似,从而在下面的描述中仅讨论各个方法流程或程序流程之间的区别。
在方法开始时,在(1)“膜运动?”中检查体外血液处理装置2中的平衡腔(未示出)中的膜是否运动。如果是这种情况(是),则将平衡腔中的膜设置在(2)“放置膜”中。在此,平衡腔被置于通流,由此实现流量泵入口46和流量泵出口48能够产生不同的流量或流速。如果没有确定膜运动(否)或者已经放置了膜,则方法从(1)或(2)进行到(3)“在透析液侧填充透析器”。
在(3)中,透析器6在透析液侧填充有(透析)液体。为此,以合适的方式操控设置在透析液回路8中的阀和泵。优选地,流量泵入口46和流量泵出口48以(小的)流速差运行。例如可以将流量泵入口46的流速设定为500mL/min并且将流量泵出口48的流速设定为470mL/min。优选地,在该步骤中打开动脉软管夹22和静脉软管夹20并且动脉血泵24不旋转。步骤(3)优选时间控制地中断。也就是说,在经过了预定持续时间(例如40秒)时,认为透析器6以合适的方式填充有(透析)液体是恰当的。
在图3中的(4)“推/拉通用”的情况下,最后实施形成本公开的核心方面的推拉方法。如参照图4变得清楚的,根据本公开的推拉方法被分成两个循环,即,周期性地重复/交替的推动循环或压力循环A和拉动循环或拉力循环B。
在推拉方法中,为了预充,原则上应将(透析)液体从透析液回路8经由透析器6的膜10提供到体外回路4上。在此,首先在透析液侧/透析液回路8中在透析器6中建立压力。这根据本公开优选这样进行,即,流量泵入口46和流量泵出口48由控制单元54这样操控,使得流量泵入口46的流速(明显)大于流量泵出口48的流速。例如,流量泵入口46和流量泵出口48以约400ml/min的流速差运行,使得与从流量泵出口48抽取相比,更多的(透析)液体从流量泵入口46被压入透析器6中。
由于在透析液侧上的这种大流(速)差异,在透析器6中产生相对大的(在数值上)负的跨膜压力(TMP)。根据本公开,为了使跨膜压力(TMP)不低于或在数值上超过最大允许的跨膜压力,在体外回路4中适当地操控压缩机或液位/水平调节泵32。压缩机32原则上不仅可以将空气压入体外回路/A/V软管系统4中,而且可以将空气从体外回路/A/V软管系统4中移除。
压缩机32在拉力循环或拉动循环B中通过将空气从体外回路4中抽出来支持(透析)液体穿过透析器6的膜10的转移。因为在从体外回路中抽出或移除空气时,所设置的气阱或膨胀腔16(第一实施例)或所设置的气阱或膨胀腔16和56(第二实施例)能够破裂,所以根据本公开,将另外的循环、即压力循环或推动循环A集成到方法流程/控制流程中。在压力循环或推动循环中,空气通过压缩机/液位/水平调节泵32被压入到体外回路4中。在此,压力循环逐渐地中和在体外回路4中占优势的负压。原则上,循环A和B的变换既可以传感器控制地进行,也可以时间控制地进行。
在方法流程/或控制流程开始时,优选实施压力循环A,所述压力循环正面地影响跨膜压力。换言之,当空气被压缩机32压入到体外回路4中时,跨膜压力增加。如果跨膜压力超过例如为-400mmHg的第一预定阈值x,则进行到拉力循环B的变换。在拉力循环B中,经由压缩机32从体外回路4中抽出空气如此长,直至跨膜压力低于例如为-420mmHg的第二预定阈值y。然后再次实施之前已经描述的压力循环A。
因此压力循环A和拉力循环B根据图4的示图被循环地重复。
在图5中图示了在实施根据本公开的推拉方法时跨膜压力的变化曲线。在这里可以看出,即使在y处从拉力循环B变换到压力循环A时,所述跨膜压力首先进一步下降,然后所述跨膜压力在到达下顶点之后最终在压力循环中受到正面影响并相应地增加。即使然后再次在x处从压力循环A变换到拉力循环B,值得注意的是,跨膜压力首先进一步增加,然后跨膜压力在到达上顶点之后最终在拉伸循环中受到负面影响并相应地下降。
当第一预定阈值x和第二预定阈值y被适当选择时,可以实现跨膜压力TMP在期望范围内移动并且不低于或者说在数值上超过最大允许的跨膜压力。如由图5中的时间数据得知的那样,在压力循环A与拉力循环B之间的变换以相对短的大约0.5秒的时间间隔进行。
根据本公开可以规定,在推拉方法中,静脉软管夹20以合适的方式被操控(即打开或闭合),以便支持推拉方法。例如,如果静脉软管夹20闭合,那么在拉力循环中能够更快地建立/达到负压。此外,当将高流量透析器用于根据本公开的预充时存在的风险是,静脉气阱16(第一实施例)或静脉气阱16和动脉气阱56(第二实施例)填充有(透析)液体并且必要时浸湿疏水过滤器40、58,使得在高流量透析器中可能需要在预定的短时间间隔(例如每隔0.5秒)内短暂地打开静脉软管夹20。
根据本公开的推拉方法基本提供了一种可应用于高流量透析器和低流量透析器的折衷方案。然而,根据本公开证实为有利的是,实施至少两种不同的推拉方法,即“推/拉通用”方法(参见图3中的(4)和“推/拉低流量”方法(参见图3中的(5)。
例如,如果超过执行“推/拉通用”的预定持续时间,则可以从(4)“推/拉通用”切换到(5)“推/拉低流量”。该预定持续时间可以设定为例如大约75秒。
尤其,根据本公开首先实施的“推/拉通用”方法可以更容易地适配于高流量透析器的要求(例如,拉力循环可以被设定成更短),而“推/拉低流量”方法可以特别地适配于低流量透析器的要求(例如,拉力循环可以被设定成更长或者静脉软管夹20可以连续地闭合)。
如果在“推/拉通用”方法中已经经过了较长的持续时间并且还没有进行该方法的中断,则这表明,(透析)液体越过透析器6的膜10的转移难以进行,并且所使用的透析器6是低流量透析器。在这种情况下,根据本公开规定,实施与低流量透析器适配的推拉方法。
一旦安全空气探测器18检测到液体(透析液),推拉方法最终中断。一旦是这种情况,则在图3中(从(4)或从(5))过渡到(6)“缓慢填充引液”。
在步骤(6)中,用(透析)液体缓慢地填充体外回路4。在此,流量泵入口46和流量泵出口48还优选以流速差运行。例如可以规定400ml/min的流速差,其中,对于流量泵入口46设定600ml/min的流速并且对于流量泵出口48设定200ml/min的流速。动脉血泵24在此优选地在正向方向上例如在150ml/min处运行。动脉软管夹22和静脉软管夹20优选是打开的。
原则上适用的是,在步骤(6)中,压缩机或液位/或水平调节泵32也可以以合适的方式被操控(例如通过将空气从体外回路4中抽出),以便支持步骤“缓慢填充引液”。例如,如果安全空气探测器18不再检测到(透析)液体,即,液体流动不是连续的,并且同时跨膜压力高于阈值(例如-420mmHg),则压缩机32可以从体外回路4抽出空气。当跨膜压力低于阈值时或者当静脉压力传感器30测量到低于预定阈值(例如,200mmHg)的压力时,压缩机32可以再次停止。
在步骤(6)“缓慢填充引液”时,体外回路4中的压力原则上连续地升高。如果静脉压力传感器30确定到高于预定阈值(例如500mmHg)的压力,则体外回路4被最大程度地填充并且方法进行到步骤(7)“快速填充引液”。
步骤(7)“快速填充引液”基本上与步骤(6)“缓慢填充引液”非常相似。仅改变动脉血泵24、流量泵入口46和流量泵出口48的输送速率或流速。
优选地,在此增大动脉血泵24的流速,例如从150ml/min增大到300ml/min。由此,还存在的气泡被带走并且在静脉气阱16(第一实施例)或者静脉气阱16和动脉气阱56(第二实施例)上被抽出。在流量泵入口46的流速为700ml/min且流量泵出口48的流速为100ml/min的情况下,在透析液侧的流速差优选地增加,例如从400ml/min增加到600ml/min在体外回路4侧上的流速增大的情况下,基本上可以观察到(透析)液体越过透析器6的膜10的较差转移。因此,在透析液回路8的一侧,流速差增大以改善转移。
为了使(透析)液体在体外回路4中循环,必须打开静脉软管夹20和动脉软管夹22。类似于之前的步骤(6)“缓慢填充引液”可以在体外回路4中不连续的液体流的情况下以合适的方式操控压缩机或水平调节泵32,以便提高在气阱16或气阱16、56中的液体水平。为了使气阱16或气阱16、56在压缩机32激活时不会不受控制地被填充,当静脉压力传感器确定到小于预定值、例如200mmHg的压力时,关闭该压缩机。步骤(7)以时间控制的方式中断,尤其是当经过了预定的持续时间、例如25秒时。
在步骤(7)“快速填充引液”的时间控制的中断之后,流程可选地继续进行到步骤(8)“降低静脉压力”。步骤(8)原则上可以应用于所有低流量透析器和大多数高流量透析器。步骤(7)的目标是再次降低静脉压力,该静脉压力在之前的两个步骤(5)和(6)中急剧升高。为了降低静脉压力,优选地将压缩机或水平调节泵32前方的阀、即第一阀34、第二阀36和第三阀38接通成使得可以实现与环境空气的压力平衡。由此,原则上提高了静脉气阱16中的液位。为了防止静脉气阱16的液位的不受控制的升高,当低于静脉压力的预定阈值、例如200mmHg时,优选中断步骤(7)。
在步骤(8)中,流量泵入口46和流量泵出口48以低流速差运行。例如将流量泵入口46的流速设定为500mL/min并且将流量泵出口48的流速设定为470mL/min。优选地,动脉血泵24向右旋转,即沿正向方向旋转,例如以150ml/min的流速,静脉软管夹20和动脉软管夹22优选地打开,以便流体能够在体外回路4中循环。
在步骤(8)之后,方法流程进行到步骤(9)“反向循环”。在该步骤中,动脉血泵24沿反向方向、即向左旋转地例如以300ml/min的流速运行,以便从透析器6去除仍然存在的气泡。同样在步骤(9)中,流量泵入口46和流量泵出口48以低流速差运行(例如,流量泵入口46在500ml/min并且流量泵出口48在470ml/min)。此外,优选打开静脉软管夹20和动脉软管夹22。压缩机32优选不被操控。优选地,该步骤仅在根据图1所示的第一实施方式的体外血液处理装置2中实施。步骤(9)优选时间控制地(例如在大约25秒后)中断。
在步骤(9)之后,方法流程进行到步骤(10)“正向循环”。在这个方法步骤中,液体在正向方向上(向右旋转)循环,以便经由静脉气阱16分离体外回路4中仍然存在的气泡,所述气泡在反向循环期间从透析器6中提取。原则上,流量泵入口46和流量泵出口48以较小的流速差(治疗参数)运行,例如流量泵入口46以500ml/min运行并且流量泵出口48以470ml/min运行,动脉血泵24沿正向方向(向右旋转)旋转,例如以300ml/min运行,并且静脉软管夹20和动脉软管夹22打开。
然而,如在步骤(6)“缓慢填充引液”的情况下那样,压缩机32原则上也能够将空气从体外回路4中抽出,尤其当安全空气探测器18不再记录(透析)液体并且跨膜压力高于预定阈值、例如-420mmHg时。在这种情况下,可设定在流量泵入口46和流量泵出口48之间的较大的流量差(例如,600ml/min)。例如可以将流量泵入口46的流速设定为700mL/min并且将流量泵出口48的流速设定为100mL/min。通过更大的流量差可以实现更多的(透析)液体穿过透析器6的膜10,并且因此在体外回路4中,尤其在静脉气阱16后方的静脉区段14中,产生连续的液体流。
优选地,当静脉压力传感器30测量到小于0mmHg的静脉压力时,压缩机32在此停止(中断标准)。因此用于牵拉压缩机32的中断标准与之前的步骤相比已经改变。这是因为静脉压力在步骤(9)和(10)期间已经(单调)下降,同时从体外回路4中连续提取空气。由于这个原因也需要降低液位调节的安全阈值。
如前所述,一旦安全空气探测器18记录到空气,压缩机或水平调节泵32就从体外回路4抽吸空气。在此,静脉气阱16的液位升高。通过之前的反向循环,在体外回路4中存在许多气泡。如果在安全空气探测器18上存在一系列气泡,那么这会导致静脉气阱16中的液位不受控制地升高,因为压缩机32的抽吸会多次相继地实施。为了克服这种不希望的流程,需要在预定时间段(例如前5秒)内禁止抽吸。然后,正常程序流程可重新开始。
步骤(10)“正向循环”基本在经过预定时间例如25秒时结束。
在步骤(10)之后,在步骤(11)“设置气阱”中设定静脉气阱16(用于第一实施例)的液位或者静脉气阱16和动脉气阱56(用于第二实施例)的液位。
当体外血液处理装置2的准备整体完成时,在步骤(12)中可以进行治疗。在此,动脉区段12与静脉区段14(在适配器/连接器15上)之间的连接被解除并且动脉区段12连接到患者上。动脉血泵24旋转并从患者吸取血液。存在于体外回路4中的(透析)液体被排出。一旦体外回路4被血液充分地填充,静脉区段14也被连接到患者并且可以开始治疗。
在图3中示出的过程的总运行时间在高流量透析器中为大约4至5分钟,并且在低流量透析器中为大约10至15分钟。
附图标记列表
2 体外血液处理装置
4 体外回路
6 透析器
8 透析液回路
10 膜
12 动脉区段
14 静脉区段
15 适配器/连接器
16 静脉膨胀腔/气阱
18 静脉安全空气探测器
20 静脉软管夹
22 动脉软管夹
24 动脉血泵
26 动脉压力传感器
28 透析器入口压力传感器
30 静脉压力传感器
32 压缩机/液位/水平调节泵
34 第一阀
36 第二阀
38 第三阀
40 疏水过滤器
42 透析器入口阀
44 透析器出口阀
46 流量泵入口
48 流量泵出口
50 透析液流入口
52 透析液排放口
54 控制单元
56 动脉膨胀腔/气阱
58 疏水过滤器
A 推动循环或压力循环
B 拉动循环或拉力循环
x 第一预定阈值
y 第二预定阈值
Claims (11)
1.一种体外血液处理装置(2),所述体外血液处理装置被准备用于自动预充所述体外血液处理装置,具有:
体外回路(4)、透析器(6)、透析液回路(8)和控制单元(54),其中,
所述体外回路(4)和所述透析液回路(8)通过设置在所述透析器(6)中的膜(10)彼此分开,
所述控制单元(54)被设置成
控制所述预充,使得液体、尤其引液/透析液,从所述透析液回路(8)
经由所述透析器(6)的膜(10)被供应到所述体外回路(4),并且
操控在所述透析液回路(8)中设置的阀(42、44)和/或泵(46、48),使得在所述透析器(6)中在透析液侧上进行压力建立,
其特征在于,
所述控制单元(54)操控设置在所述体外回路(4)中的流体机械(32)、尤其压缩机或泵,尤其循环交替地实施推动循环或压力循环(A)和拉动循环或拉力循环(B),在所述推动循环或压力循环中,所述流体机械(32)将空气压入到所述体外回路(4)中,在所述拉动循环或拉力循环中,所述流体机械(32)将空气从所述体外回路(4)抽出,以在预充时辅助液体越过所述透析器(6)的膜(10)的转移。
2.根据权利要求1所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,在所述透析液回路(8)中,在所述透析器(6)的上游设置有流量泵入口(46)并且在所述透析器(6)的下游设置有流量泵出口(48),并且所述控制单元(54)被设置用于操控所述流量泵入口(46)和流量泵出口(48)以在所述透析器(6)中在所述透析液侧上进行压力建立,使得所述流量泵入口(46)的流速大于所述流量泵出口(48)的流速。
3.根据权利要求1或2所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,设置在所述体外回路(4)中的流体机械(32)是压缩机或液位/水平调节泵,所述压缩机或液位/水平调节泵布置在所述体外回路(4)中设置的膨胀腔(16、56)的后方或与所述膨胀腔(16、56)连通,并且将空气压入所述膨胀腔(16、56)中或从所述膨胀腔中抽出空气。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,所述控制单元(54)被设置成周期性地交替和重复所述推动循环或压力循环(A)和所述拉动循环或拉力循环(B)。
5.根据权利要求4所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,所述控制单元(54)被设置成,当设置在所述体外回路(4)的静脉区段(14)中的安全空气探测器(18)检测到液体、尤其透析液时,中断所述推动循环或压力循环(A)和所述拉动循环或拉力循环(B)的循环交替。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,所述透析器(6)是具有小于15ml/(h*mmHg)的超滤系数的低流量透析器。
7.根据前述权利要求中任一项所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,所述控制单元(54)被设置成,以传感器控制和/或时间控制的方式进行在所述推动循环或压力循环(A)与所述拉动循环或拉力循环(B)之间的变换。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,所述控制单元(54)被设置成,首先执行所述推动循环或压力循环(A),并且在首次执行所述推动循环或压力循环(A)之后执行所述拉动循环或拉力循环(B)。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的体外血液处理装置(2),其特征在于,所述控制单元(54)被设置成,当跨膜压力(TMP)超过第一预定阈值(x)时从所述推动循环或压力循环(A)变换到所述拉动循环或拉力循环(B),并且当所述跨膜压力下降到第二预定阈值(y)以下时从所述拉动循环或拉力循环(B)变换到所述推动循环或压力循环(A)。
10.根据权利要求9所述的体外血液处理装置,其特征在于,所述第一预定阈值(x)大于所述第二预定阈值(y)。
11.一种用于自动预充体外血液处理装置(2)的方法,所述体外血液处理装置包括体外回路(4)、透析器(6)和透析液回路(8),所述方法具有步骤:
预充所述体外回路(4)和所述透析器(6),办法是:液体从所述透析液回路(8)经由所述透析器(6)的膜(10)被提供到所述体外回路(4)上;
通过适当地操控或操纵设置在所述透析液回路(8)中的阀(42、44)和/或泵(46、48)在所述透析器(6)中在所述透析液侧建立压力;并且
循环交替推动循环或压力循环(A)和拉动循环或拉力循环(B),在所述推动循环或压力循环中,设置在所述体外回路(4)中的流体机械(32)、尤其压缩机或泵将空气动压入到所述体外回路(4)中,在所述拉动循环或拉力循环中,所述流体机械(32)将空气从所述体外回路(4)抽出,以在预充时辅助所述液体越过所述透析器(6)的膜(10)的转移。
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