CN205360096U - 体外血液治疗机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于调整血流量的体外血液治疗机，包括：血液泵控制单元，用于在预先确定或选定的血流量改变速率下改变所述血流量(Qb)；比较器单元，用于将静脉压(PV)与静脉压阈值比较、将动脉压(PA)与动脉压阈值比较以及将当前血流量(Qb)与血流量目标值(Qb_target)比较；确定单元，用于确定透析液参数极值；和最佳血流量值存储器，用于存储相关联的最佳血流量值(Qb_optimum)。

Description

体外血液治疗机
技术领域
本实用新型涉及体外血液治疗机、优选是透析机中的血流量的调整，并且具体来说涉及用于调整血流量的(机器控制)方法，以及涉及体外血液治疗/清洗机、优选是具有控制装置或控制单元的透析机，所述控制装置或控制单元利用根据本实用新型的(控制)方法来调整血流量。
背景技术
对于体外血液治疗/血液清洗(如透析)来说，血流量(Qb)调整对治疗的效率是很重要的。例如，透析患者具有通向体内血管系统的人工穿刺位点或人工出入口，所述人工穿刺位点或人工出入口可由分流管(shunt)(静脉与动脉之间的连接部)或中心静脉导管组成。在这个穿刺位点/血管出入口处，用于透析治疗的血液被从患者的身体取出。血流量通常被设定成尽可能高的，因为较高血流量大体与较高清洗性能相关联，并且因此产生用于疗法的较好脱毒性能和/或治疗持续时间的减少。
在透析治疗期间，可能发生并发情况(complication)或某些不当的现象。所述并发情况和不当现象中的一些具有的影响是：较高血流量产生较高清洗性能的假设不再正确。这种情况的实例是所谓的再循环或局部分流再循环的发生。再循环或分流再循环(R)被定义为再循环血液的流量(Qr)与血液抽吸速度或总血流量(Qb)的比率。因此，被称为再循环血液的是已被清洗并且来自静脉针(血液返回管线)的血液，所述血液连同尚未清洗的患者血液一起被直接输送(再循环)回到动脉针(血液供应管线)中。再循环或分流再循环(R)以百分比来指示：
R＝Qr/Qb。
以医疗方式诱导的血流量尤其分别地取决于通向患者的出入口的条件和分流管的条件。因此，负责的医师发现自己所面临的任务是：一方面，将体外血液治疗的血流量调整为尽可能高的，以便实现疗法的最高可能的清洗性能，并且另一方面是避免过高的血流量，以免引起再循环风险或以便保持再循环尽可能小。
现有技术公开了用于体外血液治疗/清洗(如透析)的以下方法和机器。
WO2007/140993描述一种用于控制体外血液治疗机的装置。这种血液治疗机利用了来自包括血液流速Qb、透析液速率Qd、超滤速率Qf和替换速率Qs的一组流速中的至少一个预先确定的流速，用于仅基于清除率K或透析率D对流速的预先确定的依赖性来计算来自包括血液流速Qb、透析流体速率Qd、超滤速率Qf和替换速率Qs的所述组的流速中、维持预先确定的清除率K或透析率D所处的各个其他流速中的至少一个流速。
US3882861描述一种透析机，借助于所述透析机来以压力受控方式改变血流量。血流量是通过一系列电脉冲来控制，在这种情况下，相应的脉冲持续时间对应于当存在血流量的变化时发生的负压变化。然而，在所建议机器技术上复杂并且因此是昂贵的方面来说，这种解决方案是不利的。此外，本实用新型的申请人注意到：专门以压力受控方式来操作的这种机器未必能保证会达到治疗的最好可能的清洗性能。
EP0711182B1描述一种用于相对于患者的全身来说达到最高可能的清除率值的系统。所述系统包括：用于调整透析效率参数的单元、用于检测代谢物浓度的单元、用于探知取决于变化参数的代谢物分布的单元，以及用于比较所测量的代谢物浓度值以便确定最佳参数的单元，利用所述最佳参数可达到最大代谢物浓度。
将看到这种现有技术的一个缺点在于：对流出的流体中尿素浓度的确定被用于获得关于透析液侧毒素浓度(这里是尿素浓度)处于它的最大值时的血流量的信息。这种测量必需各种血流量的调整。在血流量的变化之后，在透析液侧上无法进行测量，直到在机器的体外血液管线系统内已建立了稳定值才能进行，即在补偿过程的结束之后才能进行。然而，因为患者的透析在测量期间是不中断地持续，所以对实际上可探知到正确的血流量存有疑虑，因为测量时间将会非常久/长。装置和所建议的方法因此未必适用于快速探知毒素的(基本上)最大除去为可能时所处的血流量。
EP1083948B1描述一种用于基于透射光谱学来确定在透析治疗期间透析液中的废产物(即可过滤的尿毒症毒素)的浓度的方法。测量是借助于分光光度计进行，并且将测量结果乘以透析器的通流量(through-flow)，以便确定流出的透析液中物质的含量。
这允许对存在于透析液侧上的物质的混合物的吸收度的测量。然而，数据并未用于得出关于血流量的任何结论。
最后，WO2013/167264描述用于体外血液治疗的一种方法和一种装置，所述方法和装置意图用于在透析器的交换性能的最大化的意义上达到要预设的血液流速的优化。为此，根据这项现有技术的装置以及方法提供了对作为体外血液治疗的特性的至少一个参数、优选多个参数的确定，在每种情况下确定的特定血液流速取决于一个特性参数或优选地取决于多个特性参数中的一个。
随后，从已基于特性参数确定的多个血液流速中选择血液流速，所述血液流速然后被预设用于当前治疗。所述血液流速的选择是利用在装置内部软件/硬件中实现的(选择)算法来执行。所述算法允许对所述血液流速的自动选择。
实用新型内容
考虑到这种已知的现有技术，本实用新型的目标为提供一种用于调整/实现达到基本上最大清洗性能的血流量的(机器控制)方法，并且本实用新型的目标是建造体外血液治疗机/清洗机，优选是透析机，其适于用于在透析治疗中调整最佳血流量(达到基本上最大清洗性能)。一个目标为允许调整血流量，以使得例如患者的分流管中的再循环将得以减少或避免。另一个目标为配置方法和装置，在所述装置中尽可能简单地实现所述方法。
这个目标是通过根据权利要求1的用于调整血流量的(机器控制)方法，并通过根据权利要求10的体外血液治疗/清洗机(透析机)来实现。本实用新型的优选实施方案为相应从属权利要求的主题。
概括来说，本实用新型可以说是基于一般过程，根据所述一般过程，通过透析器的血流量在预先确定的速率(即，在特定(过程)时间t内从预先确定的初始值开始到预先确定的目标值)下优选线性地增加，体外血液回路中的当前静脉压和/或动脉压以及消耗的清洗液(透析液)中的透析侧特征/特性(尤其是尿毒症毒素的当前程度或量)是借助于适合的传感器连续地或以计时模式来测量。这些具体测量值然后可用于确定/探知对在所讨论时间进行的治疗最为有利的(单独)血流量，所述确定/探知优选地通过所检测的测量值与已预先调整或已实现的(标准化)目标值之间的比较来进行。
检测(尤其是上述检测)透析侧特征/特性必然伴有死时间(deadtime)Δt(进行的速率改变与这类改变在传感器处可测量的结果之间的实际上存在的延迟时间)，所述死时间是基本上由在管的纵向上透析器与传感器之间的距离以及由清洗液的(平均)流动速度产生。这个死时间Δt必须在确定例行程序中纳入并加以考虑，以便做出关于最佳血流量调整的最终决定。
根据本实用新型的用于在体外血液治疗/清洗机、优选是透析机中调整血流量以达到基本上最佳清洗性能的(机器控制)方法包括更具体地表示的以下步骤：
a)优选地通过通信单元预先确定血流量目标值Qb_target，
b)在血流量目标值(Qb_target)的方向上，在预先确定/可预先确定的血流量改变速率下并且因此在预先确定的最大血流量改变周期t内，例如通过血液泵/控制单元来改变(预先确定/可预先确定的)初始血流量Qb_start(不同于Qb_target)，
c)借助于比较器单元将所测量的当前静脉压PV与(预先确定或选定的)静脉压阈值比较；将所测量的当前动脉压PA与(预先确定或选定的)动脉压阈值比较；并且将所测量的当前血流量Qb与血流量目标值Qb_target比较，
d)通过检测单元、以相对于相关联的所测量血流量的时刻的时间延迟/死时间Δt(取决于透析液的流动速度以及检测位点与透析器之间的流动距离)检测至少一个当前透析液参数/特征/特性(消耗的透析液中含有的尿毒症毒素的程度/量，例如通过UV吸收/UV吸收度来检测)，并且通过确定单元确定所检测的当前透析液参数是否接近/达到透析液参数阈值(对参数极值出现的确定)，
e)取决于血流量或透析液参数阈值(参数极值)实际上已在步骤d)中达到的血液流速，或已在步骤c)中达到静脉压阈值PV或动脉压阈值PA并且尚未在步骤d)中达到透析液参数阈值所处的血液流速，将最佳血流量值Qb_optimum存储在最佳血流量值存储器中，步骤d)从已达到静脉压阈值PV或动脉压阈值PA的时刻起持续预先确定的等待时间tx，
f)否则，优选地借助于返回单元返回步骤b)。
取决于在检测位点与透析器之间的距离(参见消耗的透析液的流动方向)并且取决于透析液的流动速度，如果死时间Δt事实上为零，那么等待时间可为零，或等待时间可优选地长于/等于死时间Δt。在这种情况下，如果在血流量改变周期t期间，在当前血流量的情况下达到压力阈值PV、AV中的一个，那么将仅另外允许经过时间tx，以便查看透析侧上是否(随后)出现参数极值。如果是这种情况，那么将确定相应的实际血流量(小于当前血流量)。否则，当前血流量将为最佳的血流量。
这里，应另外提及的是，血流量最佳值也可稍微小于已达到压力阈值PV、AV中的一个或参数极值的当前/实际上测量的血流量。
此外，应指出的是，等待时间tx未必需要对应于死时间Δt。具体来说，以下适用：等待时间tx≥死时间Δt。优选地，以下适用：等待时间tx＝x·Δt(其中x≥1)。
由此可见，借助于根据本实用新型的方法，可实现的是，血液清洗机在以下情况下操作：
-在所调整的最大血流量(第一准则)下操作，或
-大致在达到最大容许动脉压/静脉压(第二准则)的情况下的血流量下操作，或
-大致在出现/已出现参数极值(第三准则)的情况下的血流量下操作
(根据首先满足的准则)，即使参数极值(第三准则)应仅以相对于其他准则的时间延迟出现，并且即使可能已存储(初步)的血流量最佳值(Qb_optimum)(由第一准则或第二准则产生)因此减小至(仅随后)所探知的参数极值(第三准则)出现所处的血流量值。
根据本实用新型的方法的优选实施方案包括以下各项作为另一特征或作为其他特征的组合(只要这是技术上可能的和合理的即可)：
-当在步骤c)中达到阈值时，连续地或以计时模式在预先确定的等待时间tx(理论上的假设值，其可对应于实际的延迟时间或至少接近这个延迟时间)的过程中进行步骤d)；
-取决于预先确定/可输入的血流量开始值Qb_start、预先确定/可输入的血流量目标值Qb_target以及可能的预先确定的血流量改变周期t来调整血流量改变速率；
-预先确定的血流量开始值Qb_start是50ml/min，并且优选地，预先确定的血流量目标值Qb_target最多是600ml/min；
-血流量目标值Qb_target作为默认值存储在控制装置中、通过通信单元来输入、从患者数据卡读入或从服务器传输；
-死时间Δt取决于血流量改变速率、血流量目标值Qb_target、透析液流量Qd和体外血液治疗机/清洗机、优选是透析机的参数(优选地参考根据随后在下文中对图式的描述的参数定义)来预先确定；
-体外血液治疗机的参数是借助于通信单元输入，从条形码读入，或从包括将要针对患者的治疗来调整的数据的服务器加载；
-死时间Δt和血流量目标值Qb_target取决于体外血液治疗机的参数而作为成对值存储在值表中。
通用类型的对应体外血液治疗机/清洗机、优选是透析机具有优选地用于进行上述控制方法的以下特征：
-透析器，所述透析器用于血液清洗，
-至少一个血液泵，所述血液泵用于在患者与透析器之间产生体外血流量，
-至少一个透析液泵，所述透析液泵用于为透析器供应透析液，
-至少一个静脉血压传感器，所述静脉血压传感器处于透析器下游(之后)，
-至少一个动脉血压传感器，所述动脉血压传感器处于透析器上游(之前)，
-至少一个透析液传感器，所述透析液传感器处于透析器之后(下游)离透析器某一流动距离处，用于检测至少一个透析液参数(例如，UV吸收/UV吸收度)，
-视情况，至少一个血流量传感器，所述血流量传感器用于在借助于泵直接调整所述血流量不可能的情况下检测体外血流量，
-视情况，至少一个透析液流量传感器，所述透析液流量传感器用于在借助于泵直接调整所述流体流量不可能的情况下检测透析液流量。
根据本实用新型，例如透析装置的血液治疗机进一步通过以下来改进
-通信单元，所述通信单元用于预先确定体外血流量目标值Qb_target和视情况预先确定体外血流量开始值Qb_start，以及
-控制/调节单元，所述控制/调节单元用于设定/调整血流量的体外血流量值(取决于血流量目标值Qb_target)，所述控制/调节单元包括：
-控制装置，所述控制装置用于在预先确定或选定的血流量改变速率下改变(增加/可能地降低)体外血流量Qb，
-比较器，所述比较器用于将(当前所测量的)静脉压PV与预先确定或选定的静脉压阈值比较，将(当前所测量的)动脉压PA与预先确定或选定的动脉压阈值比较，并且将当前血流量Qb与血流量目标值Qb_target比较，
-检测单元，所述检测单元用于检测至少一个当前透析液参数/特征/特性(消耗的透析液中含有的尿毒症毒素的程度/量，例如通过UV吸收/UV吸收度来检测)，
-确定单元，所述确定单元用于确定所检测的当前透析液参数是否接近/已达到透析液参数阈值(对参数极值出现的确定)，以及
-最佳血流量值存储器，所述最佳血流量值存储器用于将在已达到透析液参数阈值(参数极值)的情况下的血流量存储为最佳血流量值Qb_optimum，或用于将在已达到静脉压阈值或动脉压阈值(并且尚未达到透析液参数阈值)的情况下的血流量暂时存储为最佳血流量值Qb_optimum，或如果参数阈值或静脉压阈值或动脉压阈值都未达到(先前未达到)，那么将体外血流量值Qb_target存储为最佳血流量值Qb_optimum。
-另外，根据本实用新型，控制/调节单元被配置来使得：即使比较器识别出已在特定时刻、即等待时间tx开始(并且血流量增加因此已被停止)的时刻达到体外血流量目标值Qb_target或选定的静脉/动脉压阈值，所述控制/调节单元仍在所述等待时间tx内持续操作至少检测与确定单元，以便随后将已存储的初步最佳血流量值Qb_optimum调整/改变(再次减少)至可能探知到通过延迟时间/死时间Δt而延迟的参数极值x所处的血流量值。关于等待时间tx与死时间Δt之间的比率，以上定义适用。
根据本实用新型的血液治疗机、尤其是透析机的优选实施方案包括以下各项作为另一特征或作为其他特征的组合(只要这是技术上可能的和合理的即可)：
-控制装置具有时间延长单元，所述时间延长单元用于将确定单元执行的确定与比较器执行的比较相比延长预先确定或可调整的等待时间tx，尤其在比较器识别/已识别出已达到/超过阈值的情况下如此；
-优选地呈血液泵控制单元形式的控制装置取决于预先确定的血流量开始值Qb_start、血流量目标值Qb_target和预先确定的血流量改变周期t来计算/选择血流量改变速率；
-控制装置、优选是血液泵控制单元将预先确定的血流量开始值Qb_start设定至50ml/min，并且视情况将血流量目标值Qb_target设定至>50ml/min至最多600ml/min；
-控制装置、优选是血液泵控制单元将血流量目标值Qb_target作为默认值读入控制单元中，从通信单元、从患者数据卡或从服务器读入所述血流量目标值Qb_target；
-时间延长单元取决于死时间Δt来确定等待时间tx，所述死时间Δt由血流量改变速率、血流量目标值Qb_target、透析液流量Qd和血液治疗机/透析机的参数产生；
-时间延长单元从值表读入等待时间tx，等待时间tx或死时间Δt和血流量目标值Qb_target取决于血液治疗机/透析机的参数而作为成对的值存储在所述值表中。
本实用新型尤其具有以下优点：
医师将能够更精确地断定将要选用于治疗的血流量。首次建议了用于探知血流量的快速在线方法。利用根据本实用新型的方法，可自动地进行血流量的施加和控制以例如用于透析治疗。血流量直接地(在线地)适于最大化透析液侧上的毒素的量。为此，借助于光学传感器(在线地)监测透析液侧上的毒素的量。同样地，借助于血液治疗机/透析机上的压力传感器来(在线地)监测动脉压和静脉压，以便保证过程的安全性。
本实用新型的另外的特征和优点由随后在下文对优选实施方案的描述得到，在所述描述中将对所包括的图式进行参考。
附图说明
图1示意地示出根据本实用新型的血液治疗机/透析机的实施方案。
图2出于说明目的示出在具有和不具有干扰影响的情况下清除率对血流量的分布。
图3出于说明目的示出在具有和不具有干扰影响的情况下透析液的吸收度对血流量的分布。
图4示出根据本实用新型的用于在透析期间调整当前血流量的(机器控制)方法的实施方案。
图5A和5B各自出于说明目的示意地示出透析系统中可能干扰的路径。
图6A和6B各自出于说明目的示意地示出对透析系统中透析液传感器的强度信号的极值的确定。
具体实施方式
图1示出包括控制装置15与通信单元16组合的体外血液治疗/血液清洗/透析机的示意流程图。血液泵7通过通向患者的出入口(分流穿刺位点)从患者的身体提取血液，所述患者被示意地指示为图1的右手侧上的患者前臂。视情况，当前血液抽吸速度可另外通过体外血液侧上的流量传感器13来确定。动脉压传感器6监测血液泵7的吸入侧上的当前负压。
血液泵7通过透析器4输送患者的血液。在这个过程中，尿毒症毒素可通过半透膜(未示出)从血液侧10传递到透析器4的透析液侧11。随后由此清洗的血液被返回到患者。静脉压传感器5监测体外血液回路内在透析器4下游的静脉压。
透析液泵2和9产生在透析器4的透析液侧11上流过所述透析器的透析液。转移到透析器4中透析液侧11的尿毒症毒素因此被传导通过光学传感器8，所述光学传感器8优选地在透析液侧直接跟随于透析器4之后。转移到透析液侧11的尿毒症毒素的量可借助于光学传感器(UV传感器)8来测量。消耗的透析液的强度I和吸收度A在这里分别是血液治疗机/透析机的当前清洗性能的量度。
消耗的透析液以借助于透析液侧上的流量传感器12测量限定透析液流量Qd流过光学传感器8，所述流量传感器12被设置在本实施方案的透析器4的上游，优选所述透析器4的直接上游。
上述血液治疗机/透析机的液压/流体结构大致上对应于现有技术，并且因此基本上是已知的。此外，血液治疗机/透析机的操作本身根据现有技术是已知，因而在这里不需要对发生在透析器4处的单独过程的详述。
透析器4的清洗性能应通常尽可能高。因为除透析器的透析液流量和质量之外，体外血流量表示用于优化血液治疗机/透析机的清洗性能的控制变量之一，所以根据本实用新型的上述装置和方法用于通过调适体外血流量来最大化清洗性能。
为此，光学传感器8被用于在借助于光学传感器8进行的限定血流量改变期间和在所述限定血流量改变的结束之后分析补偿过程。因此，所讨论的测量原则上是瞬态的测量，所述测量适用于在血液透析(HD)、血液渗滤(HDF)、血液滤过(HF)以及“单针交叉(SNCO)”的情况下优化血流量。
图1示出在机器中需要哪些单元来实现根据本实用新型的血流量控制，并且这些单元是以哪种方式进行通信。电子通信单元16服务用户，以便在一方面显示并且另一方面输入治疗参数(对应于血液治疗机的参数)，如血流量(开始血流量和/或目标血流量)、透析液流量和/或在血液进入和退出患者的区域中的压力极限。这是例如通过机器的图形用户界面、借助于患者数据卡或通过从外部患者数据服务器进行的患者单独治疗设置的数据传输来进行。
这些输入是由控制装置15使用，所述控制装置用于控制和/或调节泵2、9、7和/或阀，所述阀并未详细示出。用于这个目的的信息部分地是可通过(血液)压力传感器5、6、透析液侧上的流量传感器12、血液侧上的流量传感器13和光学传感器8获得使用的信息。控制装置15还用于预处理由传感器提供的数据的目的。这种预处理包括例如对数据(信号)进行滤波和平滑化并且提取参数。此外，控制装置15用于存储所有治疗参数(机器参数)，并且所述控制装置还用作允许应用用于优化血流量调整的方法所需的所有信息的存储器。这类信息的一个实例是透析器特定数据，如透析器4的血液侧体积(Vb)和透析液侧体积(Vd)，以及属于所述透析器的所有其他的特性曲线和特性图(例如透析器清除率等)。
透析器4和体外管道系统/血液管线系统必须针对相应使用情况加以明确确认。这可例如借助于通信单元16来进行，例如如下进行：用户输入透析器型号或读入透析器4上提供的条形码。或者，还可能通过透析器腔室中的自动液位设置来产生限定体积。
如控制装置15、通信单元16、单独的作用装置(actor)/泵2、9、7等的所有模块之间的通信可以单向或双向模式进行。
消耗的透析液的强度和吸收度分别是从血液侧转移到透析液侧的尿毒症毒素的量的直接量度。就这点来说，体外血流量(Qb)的增加将始终导致有效清除率(Ce)的增加的假设被视为基础。因此，清除率的增加将导致透析液侧上尿毒症毒素量增大，并且可通过消耗的透析液的较高吸收度来检测。然而，这个假设仅在没有并发情况发生的情况下材适用，尿毒症毒素的量将由于并发情况而已经在患者的血管出入口处减少。例如局部再循环或分流再循环的这种并发情况具有的效应是：不管血流量的增加，到达透析液侧的尿毒症毒素的量将不增加，或不增加到相同程度，但仍保持例如相同、增加较少程度，或甚至降低。清除率Ce与再循环率之间的关系可在这里描述如下：
Ce＝(1–R)Cd/(1–R(1–Cd/Qb))(1)
其中Ce作为“根据患者的观点”的有效清除率(未必对应于透析器清除率)，R作为再循环率，并且CD作为透析器的清除率。这意味着：如果再循环/分流再循环发生，那么有效清除率将显著地落后于总透析器清除率，所述总透析器清除率将等于R＝0的有效清除率。
图2出于说明目的示出减小透析器的有效清除率Ce的实例，这是基于以下假设：在300ml/min的血流量的情况下，发生20％的再循环。
在图2中，清除率被示出为根据方程(1)随血流量Qb而变化。如果血流量Qb增加，那么有效清除率也将增加。清除率具有非线性分布，并且在没有再循环发生的情况下，具有单调增加的分布。然而，如果在通向患者的出入口处发生再循环，那么再循环效应将减小有效清除率Ce，这在图2中被示出为：在高Qb值的情况下，从理论/理想有效清除率向下分支/偏离的线。
图3出于说明的目的示出在透析器4下游大致285nm测量的所谓稳态吸收度的实例。图中示出相对血流量的透析液侧吸收度。在高Qb值的情况下，由于再循环效应导致的吸收度减小被示出为下降线。
吸收度相当于从血液除去的尿毒症毒素的量。因此当透析液侧上毒素的量对限定Qb、Qd来说是最大时，清洗性能最大。因此，当在传感器的测量通道处的吸收度和/或强度最小时，清洗性能也将最大。
图4示出根据本实用新型的方法的实施方案。在根据本实用新型的方法的情况下，对治疗来说最有利的血流量是通过将血流量的优选线性的改变、压力信号的分析和光学测量组合来获得。
从选定或预设血流量开始值Qb_start开始，根据图4的(机器控制)方法的实施方案包括以下步骤
-17预先确定血流量目标值Qb_target，
-18优选地通过血液泵控制单元或流量调节阀等等利用预先确定的可能线性的血流量改变速率来改变血流量Qb，
-19将(血液侧)静脉压PV与选定或预先确定的静脉压阈值比较，并且将(血液侧)动脉压PA与选定或预先确定的动脉压阈值比较，
-20优选地借助于比较器单元将当前血流量Qb与血流量目标值Qb_target比较，
-21通过检测单元检测至少一个透析液参数(例如吸收度)并且优选地追踪所述参数分布，并且通过确定单元确定参数极值的可能出现，
-22基于步骤19至21中获得的结果存储最佳血流量值Qb_optimum，
-23利用最佳血流量值Qb_optimum暂时操作机器，
-24在预先确定的等待时间tx期间，利用血流量值Qb_P_limit-x％操作机器，
-25至少在等待时间tx或比所述等待时间长的时间期间，通过确定单元进行参数极值的可能出现的后续/连续确定，
-26重新计算/重新调整血流量值Q_b(在随后确定参数极值的情况下)，
-27在预先确定的等待时间tx期间，利用血流量目标值Qb_target操作机器，
-28至少在等待时间tx或比所述等待时间长的时间期间，通过确定单元进行参数极值的可能出现的后续/连续确定，
-29重新计算/重新调整血流量值Q_b(在随后确定参数极值的情况下)，以及
-30重新计算/重新调整血流量值Q_b(在随后确定参数极值的情况下)。
将在下文详细地解释以上步骤。
在步骤17中，输入血流量的目标值Qb_target(例如，>50-600ml/min)。血流量目标值Qb_target可作为默认值存储在控制装置15中，通过通信单元16输入，从患者数据卡(未示出)读入，或从服务器(未示出)传输。
在步骤18中，当前血流量Qb在预先确定的周期t内从预先确定的值Qb_start(例如50ml/min)增加(在特定增加速率下连续地或逐步地增加)至值Qb_target。预先确定的值Qb_start是例如50ml/min并且是固定值，而值Qb_target(例如300ml/min)可如上所述通过用户借助于通信单元16预先确定，或从患者数据卡或服务器传输。
借助于控制装置15，连续地或以计时模式检索参数，所述参数用作用于终止或控制血流量增加的准则。这些准则是以下的准则：
i.达到/超过压力值极限(体外血液回路中的静脉压PV上限值和/或动脉压PA下限值)之一，
ii.光学传感器的信号中出现强度最小值和/或吸收度最大值，
iii.达到/超过所要求的高血流量水平Qb_target。
因此，在步骤19中，查询是否已达到/超过静脉压PV的上限值和/或动脉压PA的下限值。
在步骤20中，另外查询是否已达到血流量的目标值Qb_target。如上所述，血流量的目标值Qb_target可通过用户手动地通过通信单元16来调整，或所述目标值可作为默认值预先确定，所述默认值是从控制装置15加载。
同样地，在步骤21中查询是否已在光学传感器8的针对透析器4下游的透析液中的尿毒症毒素的浓度的信号中识别出强度最小值l_min和/或吸收度最大值A-max。
图4示出方法的另外的步骤，所述另外的步骤取决于查询19至21中的哪一个首先导向序列中的分支。
如果在步骤19中的查询为“是”，即如果辨认出已达到两个极限压力PV和PA之一，那么将(首先暂时地)调整血流量，在这种情况下，压力将保持在压力极限内。这个血流量然后保持恒定持续等待时间tx。这个等待时间tx大致上对应于预期的延迟或死时间，所述延迟或死时间耗用直到通过从透析器4到(吸收)传感器8的透析排出管线，在透析器4处出现参数极值为止。与这个情况无关，视情况仍永久地评估光学传感器8的信号，直到透析液侧上的补偿过程已完全终止，即直到已建立稳定的最终水平并且光学传感器8处的信号不再变化。
如果控制装置15并未识别出呈强度最小值或吸收度最大值形式的极值，那么调整(首先临时地调整)为恒定血流量的血流量也将是治疗的最佳血流量。这是在步骤25中查询，然后，在否定结果的情况下，方法直接以步骤22来继续。在步骤22中，将最佳血流量作为最佳血流量值Qb_optimum存储在血流量最佳值存储器中，并且在步骤23中将机器“永久地”调整到这个值。方法因此已经完成并且终止。
然而，如果在步骤25中，通过控制装置15在光学传感器的信号中辨认出呈强度最小值和/或吸收度最大值形式的极值，那么将基于此来计算最佳血流量。这样一来，就借助于极值出现或已出现的时刻(出现时间)，通过控制装置15来计算(重建)血流量。这是在步骤26中进行，在所述步骤中，随后将血流量提供作为新的血流量值Q_b。
如果在步骤21中的结果是已达到强度最大值或最小值l_min和/或吸收度最小值或最大值A_max，那么控制装置15将例如在评估来自光学传感器8的瞬态信号期间检测(具有某一延迟)极值的出现。基于此，控制装置15将随后在步骤30中以及在步骤22和23中计算新的血流量值Q_b，并且基于这个值计算最佳血流量，即最佳血流量值Qb_optimum。
如果在步骤20中的结果是已达到血流量的血流量目标值Qb_target(暂时达到，尚未探知到极值)，那么在步骤27中使血流量(临时地)保持恒定持续等待时间tx。然而继续通过控制装置15进行的对光学传感器8的信号的评估。
然而如果随后，即在临时调整血流量至血流量目标值Qb_target之后，将在优选地等待时间tx内探知到(具有某一延迟)参数极值，那么在这种情况下，将在步骤29中计算新的血流量值Q_b(大致对应于在实际上出现极值时占优势的血流量)，并且取决于这个新的血流量值Q_b，继而将在步骤22中确定最佳血流量值Qb_optimum，并且机器将在步骤23中利用这个值来暂时操作，以便方法在这里结束。如果控制装置15不能够优选地在等待时间tx内或在等待时间tx内并超过所述等待时间而发现/探知到呈强度最小值和/或吸收度最大值形式的极值，那么返回到步骤18将在步骤28中发生，并且将更进一步增加血流量，直到在步骤19中达到静脉阈值PV或动脉阈值PA，或在步骤21中达到透析液阈值l_min和/或A_max。或者，也可请求负责的医师或参与的操作者来指定新的血流量目标值Qb_target。
对压力值PV、PA的监测在这里用于防止所述压力值超过或下降低于容许的下动脉压和上静脉压，即所述监测用于患者的安全性。两个压力值都受针、穿刺情形和患者的血管状态的相互作用的影响。对压力值的监测借助于控制装置15来执行。
透析液侧上的光学传感器8测量消耗的透析液的强度和吸收度，这取决于溶解在消耗的透析液中的冲出尿毒症毒素。控制装置15搜索传感器信号的极值点，所述极值点将仅响应于并发情况而出现，所述并发情况例如局部再循环，如分流再循环。
压力传感器5、6以及光学传感器8的信号是通过控制装置15触发的动作的基础。所有传感器数据可借助于控制装置15来处理，例如通过低通滤波器平滑化或滤波。图4尤其针对查询20“是否达到Qb_target？”和查询19“是否达到PV或PA？”示出：相对于最佳血流量的结论无法直接在之后得出。这种情况的原因如下：
用于断定查询20“是否达到Qb_target？”和查询19“是否达到PV或PA？”的值是可立即获得的。然而，这并不同等地适用于光学传感器8的数据。
压力变化和在光学传感器8处的反应的时间序列将在以下参考图5A和5B来解释。图5A示意地指示将在以下解释过程的方向。患者处于系统的入口处。所述患者通过血液侧管道系统被连接至透析器4。透析器4继而通过另一透析侧管道系统被连接至光学传感器8，所述光学传感器监测退出侧的消耗的透析液的预先确定的参数(吸收度、吸收等等)。如果患者处发生变化，例如局部再循环，如使有效清除率减小的分流再循环，那么这种变化必须首先在通向光学传感器的路径上自身的感觉到。这意味着：通过动脉管区段、透析器和通过透析液侧管路的运送必须在通向系统的入口处(通向患者的出入口)的这种变化的效应可通过光学传感器8检测到之前发生。这个时间上的延迟在图5B中示出。
在图5B中，将信号分布相对时间来绘图。从图5B可见，在通向患者的出入口处的局部再循环(如分流再循环)的效应仅可通过光学传感器8以时间上的相当大的延迟来测量。这就是以下事实的原因：在查询20“是否达到Qb_target？”或查询19“是否达到PV或PA？”之后并且在查询27或28“是否达到l_min和/或A_max？”之前提供等待时间，以便避免调整不正确的血流量。
如可从图5A和5B所见，这意味着：出于系统固有的原因，在通向患者/患者的分流管的出入口处发生的变化无法通过光学传感器8检测到，直到所述变化已通过血液侧上的管道系统、透析器4和透析液侧路径行进到传感器8时才可检测到。因此，在时刻t发生的事件仅在具有延迟(死时间)的情况下在时刻t+Δt时被检测到。
在图6A和图6B中，示例性地解释血流量确定。在图6A和6B两个图中，将血流量的增加(在图6A和6B中的上升线)以及光学传感器8的强度信号(图6A和6B中的下降的曲线)相对时间来绘图。在图6A中，血流量从时刻t1向上增加。时刻t2识别为血流量增加的结束，而在t3处，在光学传感器8处达到强度变化的结束。因为光学传感器8布置在透析液侧上，所以将始终发生时间上的延迟。系统中的血液侧变化(所述血液侧变化影响透析液中毒素的量)无法在已发生所述血液侧变化之后直接在光学传感器8处被测量到。通过血液侧管道系统和透析器4等等的运送在这里必须另外加以考虑。另外，补偿过程发生，这取决于透析器4中的体积(血液侧、透析液侧)。
在图6B中，示出信号中的延迟时间。通过血流量的增加，这里在时刻ts诱导了在通向患者的出入口处浓度的变化。浓度的这种变化的原因可例如为局部再循环/分流再循环。这具有的效应是：能够到达透析液侧的物质将较少。如果在血流量的增加期间，在时刻ts发生浓度的这种变化，那么所检测的强度将首先开始降低，并且将随后在不久之后再次增加，尽管血流量仍然增加(在这种情形中，应提及的是，响应于血流量的增加，按照原理，强度应始终降低，仅后续的增加将指示再循环的诱导)。在图6B中，浓度的这种变化自身表明在光学传感器8的传感器信号中极值点(在时刻tm)的形成。入口侧上的出现与退出侧上的效应的测量之间的上述延迟时间在图6B中被指定为Δt(并且可能对应于等待时间tx；理想情况下以下适用：Δt≤tx)。
这个极值点的出现时间tm与在入口处发生并发情况所处的时间ts有关。如果在入口处存在变化，那么以下适用：
tm>ts
ts＝tm-Δt。
当Δt已知时，最佳治疗血流量可根据对tm的了解来探知，因为这就是血流量Qb(tm-Δt)。
这个死时间Δt取决于分别选定的血流量改变Qb(t)和Qb_target、透析液流量Qd和所涉及的体积，例如在透析器4中所涉及的体积(Vbeff有效血液侧体积、Vdeff有效性透析液侧体积)和在管道系统中所涉及的体积。
因此，以下适用：
Δt＝f(Qb(t),Qd,Vbeff,Vdeff,Vtube_arterial)。
Qb(t)、Qd、Vbeff、Vdeff以及Vtube_arterial是已例如取自实验室测量或数据表的已知量。为此，透析器4和血液侧管道系统在治疗之前被识别，以便可取用相关的表。透析器4和管道系统的识别是通过通信单元16、通过用户，通过条形码的读入或从服务器加载数据等等来进行。
如果不希望从量Qb、Qd、Vtube_arterial、Vbeff和Vdeff来计算Δt，那么将Δt直接存储在表中，因为在同时识别透析器4和管道系统时(例如，通过用户输入)，Δt和Qb_target的依赖性是从实验室测量已知的。Qd也必须是已知的。始终计量地检测透析液流量Qd。表1示出在500ml/min的透析液流量的情况下，对各种Qb_target指定Δt的值的实例。在这个实例中，透析器4和管道系统以及透析液流量Qd都已经是已知的。因此，使用查找表，所述查找表包括针对透析器4和管道系统的相应配置以及Qd的Δt的值。
表1
本实用新型首次提供了一种装置，其中基于有效清除率来自动地调整血流量，并且所述装置通过压力监测来另外保证对患者将没有风险。更详细来说，这意味着：例如在血流量的施加和调整期间，可直接地(在线地)监测在通向患者的出入口处的情形。这同样意味着：有效清除率的任何血流量诱导的降低都可被(几乎)瞬间地检测到，并且血流量可因此受调整来达到最大治疗效果。换句话说，优化疗法达到最大清除率可借助于根据本实用新型的方法来实现。此外，由于对补偿过程(通过光学传感器对透析液侧进行测量(瞬态量测))的分析，达到最佳血流量的调节得以执行。即使在出入口处将发生并发情况，也可保证每一患者的最佳透析治疗。通过调节/控制血流量以使得最大清洗性能得以实现，并且通过减小透析液流量直到已达到所需Kt/V(通过Kt/V预测指定)的所得可能性，透析液可得以节省。这尤其适用于其中Kt/V高于所需质量水平的情况。此外，上述过程也可在治疗的过程中在任何时间重新启动，如果参与的人员需要这样的话(为此，血流量的变化可受双向影响，即增加/降低)。通过存储所探知的血流量并且通过趋势评估，可监测出分流情形。再循环将通过对极值点的确定而被自动地检测。测量时间可保持较短，以便测量周期将小于4分钟。由于已有现存的传感器系统，预期的成本可保持较低。因为在透析液侧上进行测量，所以护理人员部分无需另外的工作来准备透析并且将血液管道系统放置在传感器中，并且另外来说，护理人员的工作量因自动应用程序而得以减少。
在优选实施方案(未示出)的情况下，当装置应用于患者时，使用用于检测血液的红色检测器。可实现直到通向患者的出入口的50ml/min的血液抽吸速度。可自动地启动或通过操作人员手动地启动血流量的增加直到规定的血流量值(在图6A和6B，是直到Qb_target≤600ml/min)。光学传感器监测流出的透析液的强度，并且控制装置15连续地评估信号并且探知例如斜率。压力传感器监测容许的压力极限。控制装置15评估数据并且确定出现极值的时间，或所述控制装置探知一些其他终止准则(例如，达到PV或PA)的出现。借助于查找表，如表1，ts的值由tm-Δt来确定。对选择正确的查找表来说，透析器和管道系统的配置以及Qd必须是已知的。
本实用新型由用于优选地在疗法开始时确定最佳血流量的装置和相关方法组成。这种测量可在无需任何辅助设备的情况下进行，因为透析机已提供有所有必要的致动器和传感器。在最大量的尿毒症物质从血液侧转移到透析液侧的情况下，血流量是通过当改变血流量时达到根据以上描述的三个准则之一来确定。一个准则是达到压力极限PV和PA，另一个准则是检测到极值l_min和A_max，并且最后一个准则是最终达到预调整的最大血流量(目标血流量)。因为利用根据本实用新型的方法可将血流量基本上维持在其极大值处，所以用于实现相同清洗性能的透析液流量可得以减少，因而这可能打开节省潜力(通常以防在治疗期间出现所要求的透析剂量过量的情况)。
根据本实用新型的血液治疗机/透析机因此包括用于血液清洗的透析器4。对维持外部血液回路来说，提供至少一个血液泵7，所述血液泵在患者与透析器4之间产生血流量。在透析器4的另一侧上，提供至少一个透析液泵2、9，借助于所述透析液泵为透析器4供应透析液。对监测透析过程来说，在透析器4之后(下游)提供至少一个静脉血压传感器5。类似地，血液治疗机/透析机优选地包括在透析器4之前(上游)的至少一个动脉血压传感器6，以及优选地，在透析器4之后(下游)用于检测至少一个渗析液参数的至少一个透析液传感器(光学传感器)8。在透析器4的血液侧上，优选地至少一个血流量传感器13用于检测血流量。此外，血液治疗机/透析机优选地包括用于检测透析液流量的至少一个透析液流量传感器12。
通过通信单元16来预先确定血流量目标值Qb_target。控制装置15用于取决于预调整的血流量目标值Qb_target、所检测的上血压PA和下血压PV以及对参数极值的可能的检测来调整最佳血流量值。根据本实用新型，控制装置15包括用于在预先确定的血流量改变速率下改变血流量Qb的血液泵控制单元(未示出)，或流量调节阀。这个速率尤其是(Qb-target–Qb_start)/t。比较器单元(未示出)(在控制装置15内)用于将静脉压PV与静脉压阈值比较，将动脉压PA与动脉压阈值比较，并且将当前血流量Qb与血流量目标值Qb_target比较。提供确定单元(未示出)(控制装置15的组成部分)，以用于根据传感器8提供的所检测的参数值来确定消耗的透析液中的参数极值。最佳血流量值存储器(未示出)(又是控制装置15的组成部分)用于存储最佳血流量值Qb_optimum，例如在确定单元可能在等待/延长时间tx内辨认出达到参数极值(透析液参数阈值)的情况下，或在比较器单元辨认出达到静脉压阈值或动脉压阈值并且确定单元可能又在等待/延长时间tx内辨认出并未达到参数极值(透析液参数阈值)的情况下，取决于在参数极值的出现时实际上占优势的血流量，并且优选地取决于查找表中所列出的并且关于Qb_target和Δt(实际延迟时间)的数据来进行存储。如果以上条件都不能满足，那么返回单元(未示出)将继续在与之前相同的预先确定的血流量改变速率下改变(增加)血流量Qb，直到已至多达到所调整的血流量Qb_target。
优选地，在比较器单元与确定装置/单元之间提供延迟/延长单元(未示出)(控制装置15的组成部分)，以用于如已在前文所述，在比较器单元临时地辨认出已达到压力阈值的情况下，将通过确定单元执行的确定过程延迟/延长(预先确定的)等待/延长时间tx。
换句话说，当已达到压力阈值时，确定单元将继续确定过程持续延长时间tx，以便将对参数极值的存在的决定延迟至延长时间tx的结束。如果随后将出现的是：消耗的透析液不存在参数极值，那么将维持初始存储的血流量，压力阈值已在所述初始存储的血流量下达到。然而，如果将在随后以延迟而检测到参数极值的存在，那么可基于预先存储的查找表来确定出现参数极值的真实时刻的血流量，然后根据这个血流量来定义血流量最佳值。
优选地，血液泵控制单元取决于预先确定的血流量开始值Qb_start、血流量目标值Qb_target和预先确定的血流量改变周期t来计算血流量改变速率。血流量目标值Qb_target可读出为默认值，通过通信单元读入，从患者数据卡读入或从服务器读入。
延迟/延长单元取决于血流量改变速率、血流量目标值Qb_target、透析液流量Qd和血液治疗机/透析机的参数来优选地确定等待/延长时间tx。具体来说，延迟单元可从数据表/值表(查找表)读入等待/延长时间tx，延迟时间Δt和血流量目标值Qb_target取决于血液治疗机/透析机的参数而作为成对的值存储在数据表/值表中，以便保持满足条件tx≥。
元件符号的列表
1透析液供应
2透析液输入处的透析液泵
3替换泵
4透析器
5静脉压传感器
6动脉压传感器
7血液泵
8传感器，例如光学传感器
9透析液泵、透析液输出
10透析器的血液侧
11透析器的透析液侧
12透析液侧上的流量传感器
13血液侧上的流量传感器
14流出的流体
15控制装置
16通信单元
17通过通信单元(16)预先确定血流量目标值Qb_target，
18通过血液泵控制单元在预先确定的血流量改变速率下改变血流量Qb，
19将静脉压PV与静脉压阈值比较，将动脉压PA与动脉压阈值比较，
20优选地借助于比较器单元将血流量Qb与血流量目标值Qb_target比较，
21通过确定装置/确定单元确定对应于准则“Imin/ABSmax”的透析液参数阈值(参数极值)，即，检查整体极值，
22存储最佳血流量值Qb_optimum，
23暂时利用最佳血流量值Qb_optimum操作机器并终止过程，
24在预先确定的等待时间tx期间，利用血流量值Qb_P_limit-x％操作机器，
25通过确定装置/确定单元确定对应于准则“Imin/ABSmax”的透析液参数阈值(参数极值)，即，检查整体极值，
26计算新的血流量值Q_b，
27在预先确定的等待时间tx期间，利用血流量目标值Qb_target操作机器，
28通过确定装置/确定单元确定对应于准则“Imin/ABSmax”的透析液参数阈值(参数极值)，即，检查整体极值，
29计算新的血流量值Q_b，
30计算新的血流量值Q_b。

Claims (5)

1.一种用于调整血流量的体外血液治疗机，包括：
血液泵控制单元，用于在预先确定或选定的血流量改变速率下改变所述血流量(Qb)，
比较器单元，用于将静脉压(PV)与静脉压阈值比较、将动脉压(PA)与动脉压阈值比较以及将当前血流量(Qb)与血流量目标值(Qb_target)比较，
确定单元，用于确定透析液参数极值，
最佳血流量值存储器，用于如果所述确定单元已确定所述透析液参数极值，或如果所述比较器单元识别到已达到所述静脉压阈值或所述动脉压阈值并且所述确定单元尚未确定所述透析液参数极值，那么存储相关联的最佳血流量值(Qb_optimum)，
其中，所述最佳血流量值存储器用于如果既未确定压力阈值也未确定透析液参数极值，那么存储与所述血流量目标值(Qb_target)相关联的最佳血流量值(Qb_optimum)。
2.根据权利要求1所述的体外血液治疗机，其中所述血流量目标值(Qb_target)是作为默认值存储在控制装置(15)中，通过通信单元(16)输入，从患者数据卡读入或从服务器传输。
3.根据权利要求1或2所述的体外血液治疗机，其中所述体外血液治疗机的所述参数是通过通信单元(16)输入，从条形码读入，或从包括将要针对患者的所述治疗来调整的数据的服务器加载。
4.根据权利要求1所述的体外血液治疗机，还包括：
透析器(4)，
至少一个血液泵(7)，所述血液泵用于在患者与所述透析器(4)之间产生体外血流量，
至少一个透析液泵(2、9)，所述透析液泵用于为所述透析器(4)供应透析液，
至少一个静脉血压传感器(5)，所述静脉血压传感器处于所述透析器(4)下游，
至少一个动脉血压传感器(6)，所述动脉血压传感器处于所述透析器(4)上游，
至少一个透析液传感器(8)，所述透析液传感器处于所述透析器(4)下游，用于检测至少一个透析液参数，以及
控制装置(15)，所述控制装置用于取决于所述血流量目标值(Qb_target)来调整所述血流量的血流量值，
其中，所述控制装置(15)包括：
所述血液泵控制单元，
所述比较器单元，
所述确定单元，和
所述最佳血流量值存储器。
5.如权利要求4所述的体外血液治疗机，其中所述控制装置(15)另外包括：
延迟/延长单元，所述延迟/延长单元用于在所述比较器单元辨认出已达到阈值的情况下，并且在相关联的血流量已由所述最佳血流量值存储器暂时存储为最佳血流量值(Qb_optimum)的情况下，将所述确定单元的确定所述透析液参数极值的确定过程延迟/延长至少预先确定的等待/延长时间(tx)。
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