DE102017000226A1

DE102017000226A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils in einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102017000226A1
Application number: DE102017000226.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Röse; Martin Prinz
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2018-07-19
Also published as: WO2018130590A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Erkennung von Hämoglobin in einer Dialysierflüssigkeit. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt über einen Lichtsender 13 zum Senden von Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und zum Senden von Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich, wobei die Wellenlänge des Lichts in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich derart auf die wellenlängenabhängigen Absorptionseigenschaften des Bluts oder des Blutbestandteils abgestimmt sind, dass das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem ersten Wellenlängenbereich stärker als das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich absorbiert wird. Darüber hinaus weist die Vorrichtung einen Lichtempfänger 13 zum Empfangen des durch die Flüssigkeit durchtretenden Lichts und eine Rechen- und Auswerteinheit 15 auf, die derart ausgebildet ist, dass auf der Grundlage der unterschiedlichen Absorption des Lichts mit der Wellenlänge in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich auf das Vorliegen von Blut oder eines Blutbestandteils in der Flüssigkeit geschlossen wird. Eine besonders hohe Messgenauigkeit und Sicherheit der Auswertung insbesondere für die Erkennung von Hämoglobin in Dialysierflüssigkeit wird dann erreicht, wenn der erste Wellenlängenbereich zwischen 400nm und 450nm liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Erkennung von Hämoglobin oder der Bestimmung der Konzentration von Hämoglobin in einer Dialysierflüssigkeit. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung mit einer derartigen Vorrichtung.
In der Dialyse werden zum Schutz des Patienten Einrichtungen eingesetzt, mit denen der im Fall einer Ruptur der Membran des Dialysators nicht auszuschließende Eintritt von Blut in die Dialysierflüssigkeit sicher erkannt werden kann. Diese Einrichtungen werden als Blutleckdetektoren bezeichnet. Die bekannten Blutleckdetektoren beruhen zum Nachweis des Bluts im Allgemeinen auf einer Transmissionsmessung von rotem und grünem Licht, das durch die Dialysierflüssigkeit hindurchtritt.
Die DE 10 2011 108 050.7 beschreibt eine Messvorrichtung zur Aufnahme einer transparenten Schlauchleitung, die über zwei mit Lichtemittern und Lichtdetektoren bestückte Aufnahmeelemente verfügt. Zum Einspannen der Schlauchleitung werden die Aufnahmeelemente von einem elektromotorischen Betätigungsmechanismus bewegt, der die Erkennung der eingespannten Schlauchleitung erlaubt.
Die DE 10 2010 026 723.6 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration eines Bestandteils von Blut in einer Schlauchleitung eines extrakorporalen Blutkreislaufs. Die Konzentration des Blutbestandteils wird auf der Grundlage des Zusammenhangs bestimmt, der die Abhängigkeit der Konzentration des Blutbestandteils von der Intensität der aus der transparenten Schlauchleitung ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung beschreibt. Bei der Bestimmung der Konzentration wird ein Korrekturfaktor für den Einfluss der Schlauchleitung berücksichtigt. Aus der DE 10 2011 119 824.9 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration eines Blutbestandteils bekannt, die einen Korrekturfaktor für den Einfluss der Blutflussrate berücksichtigt.
DE 37 26 524 A1 beschreibt eine photoelektrische Anordnung zum Feststellen eines Stoffes, insbesondere Hämoglobin, in einer Flüssigkeit, insbesondere Dialysierflüssigkeit. Die Erkennung des Stoffes erfolgt durch Bestimmung des Absorptionsverhältnisses von Licht unterschiedlicher Wellenlänge beim Durchgang des Lichts durch die Flüssigkeit. Die photoelektrische Anordnung verfügt über zwei Lichtquellen, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge aussenden. Die unterschiedlichen Wellenlängen sind auf das Absorptionsmaximum bzw. -minimum des Stoffes abgestimmt. Für die Erkennung von Hämoglobin beträgt die Wellenlänge 570 nm der einen Lichtquelle (grünes Licht) und die Wellenlänge der anderen Lichtquelle 635 nm (rotes Licht). Als Lichtquellen werden Leuchtdioden eingesetzt, deren Strahlungsintensität von der Temperatur abhängig ist. Zur Kompensation von Veränderungen der Intensität des Lichts, die einen störenden Einfluss auf das Messergebnis haben, verfügt die photoelektrische Anordnung neben dem Messempfänger für das von der Probe absorbierte Licht über einen Referenzempfänger, der das Licht der Lichtquellen direkt empfängt. Dadurch wird die Messgenauigkeit erhöht.
Die DE 20 2013 011 936 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils in einer Dialysierflüssigkeit, die über einen Lichtsender zum Senden von Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und zum Senden von Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich verfügt, wobei die Wellenlänge des Lichts in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich derart auf die wellenlängenabhängigen Absorptionseigenschaften des Bluts oder des Blutbestandteils abgestimmt sind, dass das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem ersten Wellenlängenbereich stärker als das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich absorbiert wird. Darüber hinaus weist die Vorrichtung einen Lichtempfänger zum Empfangen des durch die Flüssigkeit durchtretenden Lichts und eine Rechen- und Auswerteinheit auf, die derart konfiguriert ist, dass auf der Grundlage der unterschiedlichen Absorption des Lichts mit der Wellenlänge in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich auf das Vorliegen von Blut oder eines Blutbestandteils in der Flüssigkeit geschlossen wird. Die Lehre der DE 20 2013 011 936 U1 beruht auf der Erkenntnis, dass eine besonders hohe Messgenauigkeit und Sicherheit der Auswertung insbesondere für die Erkennung von Hämoglobin in Dialysierflüssigkeit dann erreicht werden kann, wenn der erste Wellenlängenbereich zwischen 550 nm und 575 nm und der zweite Wellenlängenbereich zwischen 640 nm und 780 nm liegt. Daher weist die bekannte Vorrichtung einen Lichtsender zum Senden von Licht in einem ersten Wellenlängenbereich von 550 nm und 575 nm auf.
Messungen des Absorptionsspektrums von Hämoglobin bei einer bestimmten Konzentration von 2,67 g/dl haben gezeigt, dass ein besonders ausgeprägtes Absorptionsmaximum bei 415 nm auftritt. Die lokalen Absorptionsmaxima von oxygeniertem Hämoglobin liegen bei 544 nm und 578 nm (M. Friebel: „Bestimmung optischer Eigenschaften von humanen Vollblut in Abhängigkeit von verschiedenen physiologischen und biochemischen Zustandsparametern“, Dissertation, Berlin, 2007). Das Absorptionsmaximumist aber für die Auswertung nicht herangezogen worden, da bisher angenommen worden ist, dass das Vorhandensein von anderen absorbierenden Substanzen, beispielsweise Bilirubin, in bestimmten Behandlungssituationen Fehlalarme auslösen könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen zur Erkennung von Blut oder ein Blutbestandteils, insbesondere Hämoglobin in einer Dialysierflüssigkeit, dahingehend zu verbessern, dass die Genauigkeit und Sicherheit des Nachweises von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils erhöht wird. Darüber hinaus ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das insbesondere die Erkennung von Hämoglobin in einer Dialysierflüssigkeit oder deren Konzentration mit höherer Genauigkeit und Sicherheit erlaubt.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich die aus dem Stand der Technik bekannte Messung mit einem Lichtsender zum Senden von Licht mit einer ersten Wellenlänge in einem Bereich von 550 nm und 575 nm entgegen den bisherigen Annahmen nicht als optimal erweist ( DE 20 2013 011 936 U1 ). In Versuchen hat sich gezeigt, dass die Genauigkeit und Sicherheit des Nachweises von Blut oder eines Blutbestandteils erhöht wird, wenn die erste Wellenlänge zwischen 400 nm und 450 nm liegt. In diesem Wellenlängenbereich liegen die absoluten Absorptionsmaxima für Blut. Es hat sich gezeigt, dass die Messdynamik, d. h. der Unterschied bei in den beiden Wellenlängenbereichen gemessenen Amplituden bei einem ersten Wellenlängenbereich von 400 nm und 450 nm im Vergleich zu dem Stand der Technik um einen Faktor 10 verbessert werden kann.
Für den Nachweis von Blut oder eines Blutbestandteil in einer Flüssigkeit ist die Bestimmung genauer absoluter Konzentrationswerte nicht erforderlich. Hierfür ist ausreichend, wenn festgestellt wird, dass eine geringe Menge von Blut oder eines Blutbestandteils in der Flüssigkeit vorhanden ist.
Für die Erfindung ist grundsätzlich unerheblich, wie die Auswertung der Messergebnisse erfolgt, soweit die Auswertung auf der Grundlage der Messung der Intensität des durchtretenden Licht mit der ersten Wellenlänge und der Intensität des durchtretenden Lichts mit der zweiten Wellenlänge erfolgt. Hierfür können grundsätzlich sämtliche im Stand der Technik bekannte Auswertverfahren eingesetzt werden, die auf der Erfassung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen beruhen, um Blut oder Blutbestandteile nachzuweisen und/oder die Konzentration von Blut oder Blutbestandteilen in der Flüssigkeit zu bestimmen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt der erste Wellenlängenbereich nahe in dem Bereich der absoluten Absorptionsmaxima für oxygeniertes Blut, das bei etwa 415 nm liegt, und für desoxigeniertes Blut, das bei etwa 430 nm liegt. Der erste Wellenlängenbereich liegt daher vorzugsweise zwischen 410 nm und 440 nm, besonders bevorzugt zwischen 415 nm bis 430 nm.
In Bezug auf den zweiten Wellenlängenbereich hat sich gezeigt, dass verbesserte Messergebnisse dann erzielt werden, wenn die zweite Wellenlänge zu höheren Werten hin verschoben wird. Verbesserte Messergebnisse haben sich ab einer unteren Grenze für die Wellenlänge von 640 nm (rotes Licht) gezeigt. Die Wellenlänge kann bis in den nahen infraroten Bereich (NIR) erhöht werden (780 nm).
Eine Verschiebung zu höheren Wellenlängen in dem zweiten Wellenlängenbereich führt beim Einsatz von handelsüblichen LEDs als Lichtquelle zu einer geringeren Überlappung des grünen und roten Spektrums, so dass Veränderungen der Intensität der roten LED einen geringeren Einfluss auf den Messeffekt haben, da die Wellenlänge nicht mehr auf der steil abfallenden Flanke der Absorptionskurve liegt. Eine Veränderung in dem zweiten Wellenlängenbereich hat generell einen geringeren Einfluss auf die Empfindlichkeit, die im Wesentlichen von der Absorption für grünes Licht bestimmt wird, da die Absorption für grünes Licht wesentlich größer als für rotes Licht ist. Veränderungen der Sauerstoffsättigung liegen in dem zweiten Wellenlängenbereich von 640 bis 780 nm, vorzugsweise zwischen 640 nm und 675 nm, besonders bevorzugt zwischen 645 nm und 670 nm, in einer geringeren Größenordnung als bei einer Wellenlänge von 635 nm. Für einen zentralvenösen Zugang kann beispielsweise eine Sauerstoffsättigung von 60 % als Minimalwert angenommen werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht eine Rechen- und Auswerteinheit vor, die derart konfiguriert ist, dass die Intensität des durchtretenden Lichts mit der ersten Wellenlänge und die Intensität des durchtretenden Lichts mit der zweiten Wellenlänge miteinander verglichen werden. Die Auswertung kann beispielsweise auf der Grundlage der Berechnung des Quotienten der Intensität des Lichts mit der ersten Wellenlänge und der Intensität des Lichts mit der zweiten Wellenlänge erfolgen. Es sind aber auch andere Verfahren zur Auswertung möglich.
Die Vorteile der Erfindung kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn der Lichtsender einen ersten Lichtemitter zum Senden von Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und einen zweiten Lichtemitter zum Senden von Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, wobei der erste und zweite Lichtemitter jeweils eine Leuchtdiode oder eine Gruppe von Leuchtdioden aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt neben der Rechen- und Auswerteinheit vorzugsweise über eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme einer transparenten Schlauchleitung, wobei der Lichtsender und Lichtempfänger derart an der Aufnahmeeinheit angeordnet sind, dass das Licht in die Schlauchleitung einkoppelbar und aus der Schlauchleitung auskoppelbar ist. Damit ergibt sich eine in der Praxis einfach zu handhabende Messeinheit. Nachteilig ist allerdings, dass auch eine transparente Schlauchleitung nicht frei von Störeinflüssen auf die Messung ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren haben sich aber bei der Messung mit einer transparenten Schlauchleitung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung eine Küvette zur Aufnahme der Dialysierflüssigkeit aufweist, beispielsweise eine Glasküvette oder eine vorzugsweise spritzgegossene Kunststoffküvette, wobei der Lichtsender und Lichtempfänger derart an der Küvette angeordnet sind, dass das Licht in die Küvette einkoppelbar und aus der Küvette auskoppelbar ist. Im Vergleich zu einer Schlauchleitung aus transparentem Kunststoff ist eine Glasküvette bestmöglich optisch transparent und frei von Störeinflüssen.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Küvette Teil eines Kassettensystems, welches beispielsweise als Einmalartikel mit einem Dialysegerät verbindbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung zusammen mit einer Vorrichtung zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils , insbesondere Hämoglobin, in der Dialysierflüssigkeit,
2 ein Ausführungsbeispiel der Aufnahmeeinheit der Vorrichtung zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils in vereinfachter Darstellung,
3 das Absorptionsspektrum von Hämoglobin in Abhängigkeit von der Wellenlänge und
4 eine alternative Ausführungsform der Messanordnung.

1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung, beispielsweise eine Dialysevorrichtung. Die extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung verfügt über einen Dialysator oder Filter 1, der durch eine semipermeable Membran 2 in eine Blutkammer 3 und eine Dialysierflüssigkeitskammer 4 unterteilt ist. Von dem Patienten führt eine arterielle Blutleitung 5 zu der Blutkammer 3, während von der Blutkammer 3 eine venöse Blutleitung 6 abgeht, die zu dem Patienten führt. Eine in der arteriellen Blutleitung 5 angeordnete Blutpumpe 7 fördert das Blut im extrakorporalen Blutkreislauf I. Bei der arteriellen und venösen Blutleitung 5, 6 handelt es sich um im Wesentliche transparente Schlauchleitungen, die für Licht durchlässig sind.
Der Dialysierflüssigkeitszweig II der Dialysevorrichtung ist nur andeutungsweise dargestellt. Der Dialysierflüssigkeitszweig II umfasst eine zu der Dialysierflüssigkeitskammer 4 führende Dialysierflüssigkeitszuführleitung 8 und eine von der Dialysierflüssigkeitskammer 4 abgehende Dialysierflüssigkeitsabführleitung 9.
Darüber hinaus verfügt die Blutbehandlungsvorrichtung über eine zentrale Steuer- und Recheneinheit 10, mit der die einzelnen Komponenten, beispielsweise die Blutpumpe 7, gesteuert werden. Für den Fall einer Ruptur der Membran 2 des Dialysators 1 kann Blut des Patienten in die Dialysierflüssigkeit gelangen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteil, insbesondere Hämoglobin, in der Dialysierflüssigkeit kann Bestandteil der extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung sein oder eine separate Baugruppe bilden. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 Bestandteil der Blutbehandlungsvorrichtung ist, kann sie von Teilen der Blutbehandlungsvorrichtung Gebrauch machen, die ohnehin vorhanden sind.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 weist eine Aufnahmeeinheit 12 mit vier senkrecht aufeinander stehenden, planen Anlageflächen 12A auf, zwischen denen die Dialysierflüssigkeitsabführleitung 9, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine flexible, transparente Schlauchleitung ist, fest eingespannt werden kann (2). An zwei einander gegenüberliegenden Anlageflächen 12A der Aufnahmeeinheit 12 sind ein Lichtsender 13 und ein Lichtempfänger 14 angeordnet. Der Lichtsender 13 weist einen ersten und einen zweiten Lichtemitter 13A, 13B auf, wobei der erste oder zweite Lichtemitter eine oder mehrere LED's umfassen kann. Die Aufnahmeeinheit kann zur Aufnahme der transparenten Schlauchleitung über elektromotorisch betätigte Aufnahmeelemente verfügten, die in der DE 10 2011 108 050.7 im Einzelnen beschrieben sind.
Die beiden Lichtemitter 13A, 13B sind über eine Signalleitung 14 mit einer Rechen- und Auswerteinheit 15 der Vorrichtung 11 verbunden, die wiederum über eine Datenleitung 16 mit der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 der Blutbehandlungsvorrichtung verbunden ist. Die Rechen- und Auswerteinheit 15 der Vorrichtung 11 kann aber auch Bestandteil der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 der Blutbehandlungsvorrichtung sein.
Die zentrale Steuer- und Recheneinheit 10 und die Rechen- und Auswerteinheit 15, die Bestandteil der zentralen Steuer- und Recheneinheit 11 sein kann, können beispielsweise einen allgemeinen Prozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP) zur kontinuierlichen Bearbeitung digitaler Signale, einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen aus Logikelementen bestehenden integrierten Schaltkreis (FPGA) oder andere integrierte Schaltkreise (IC) oder Hardware-Komponenten aufweisen, um die einzelnen Verfahrensschritte zur Steuerung der Blutbehandlungsvorrichtung auszuführen. Auf den Hardware-Komponenten kann zur Durchführung der Verfahrensschritte ein Datenverarbeitungsprogramm (Software) laufen.
Der erste Lichtemitter 13A, der vorzugsweise eine LED oder mehrere LEDs aufweist, sendet blaues Licht mit einer Wellenlänge aus, die zwischen 400 nm und 450 nm, vorzugsweise zwischen 410 nm und 440 nm, besonders bevorzugt zwischen 415 nm und 430 nm liegt, während der zweite Lichtemitter 13B des Lichtsenders 13, der vorzugsweise eine LED oder mehrere LEDs aufweist, rotes Licht oder in den nahen Infrarotbreich (NIR) reichendes Licht mit einer Wellenlänge aussendet, die zwischen 640 nm und 780 nm, vorzugsweise zwischen 640 nm und 675 nm, besonders bevorzugt zwischen 645 nm und 670 nm liegt.
Die Rechen- und Auswerteinheit 15 ist derart konfiguriert, dass die nachfolgenden Transmissionsmessungen zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils und/oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils in der Dialysierflüssigkeit vorgenommen werden. Auf der Rechen- und Auswerteinheit 15 kann ein Datenverarbeitungsprogramm laufen, das die für die Messungen erforderlichen Schritte ausführt. Hierzu kann die Rechen- und Auswerteinheit 15 über einen Mikroprozessor verfügen.
Während der Blutbehandlung wird das von dem ersten und zweiten Lichtemitter 13A und 13B in die transparente Schlauchleitung 6 eingekoppelte und durch die Dialysierflüssigkeit durchtretende Licht mit dem Lichtempfänger 14 ausgekoppelt.
Der Zusammenhang zwischen der Intentsität I₀, I₁ des eingestrahlten und transmittierten Lichts beschreibt die nachfolgende Gleichung (Lambert-Beersches Gesetz): $lg (I_{1} / I_{0}) = - α c d,$

wobei

α der Absorptionskoeffizient,
c die Konzentration der Flüssigkeit und
d der Innendurchmesser der eingespannten Schlauchleitung ist

Die Rechen- und Auswerteinheit 15 empfängt die mit der Intensität des absorbierten Lichts proportionalen Signale und vergleicht die Intensität des durchtretenden Licht mit der ersten Wellenlänge und die Intensität des durchtretenden Lichts mit der zweiten Wellenlänge miteinander. Auf der Grundlage des Vergleichs der gemessenen Intensitäten wird auf den Eintritt von Blut oder eines Blutbestandteils, d. h. von Hämoglobin, in die Dialysierflüssigkeit geschlossen. Für die Auswertung der Messsignale können charakteristische Grenzwerte vorgegeben werden. Die Auswertung kann bei den erfindungsgemäßen Wellenlängenbereichen beispielsweise mit einem Verfahren erfolgen, das in der DE 37 26 524 A1 beschrieben ist.
Die Auswertung der Extinktionen von Licht unterschiedlicher Wellenlängen, d. h. die logarithmische Abnahme der Intensität des Lichts unterschiedlicher Wellenlängen beim Durchgang durch die Flüssigkeit, hat den Vorteil, dass sich Störeinflüsse, die sich auf beide Wellenlängen gleich auswirken, beispielsweise Veränderungen des Verstärkungsfaktors der Auswertschaltungen auf der Empfängerseite, bei der Auswertung herausrechnen lassen. Die Konzentration des Blutes kann dann sehr einfach durch Differenzbildung der beiden Extinktionen ermittelt werden. Die Differenz der Extinktionen stellt ein proportionales Maß für die Blutkonzentration c dar: $E_{λ 1} - E_{λ2} = (ε_{λ 1} - ε_{λ2}) c d,$

wobei c die Blutkonzentration und d der Innendurchmesser der eingespannten Schlauchleitung ist.
3 zeigt das Absorptionsspektrum von Hämoglobin bei einer Konzentration von 2,67g/dl (M. Friebel: „Bestimmung optischer Eigenschaften von humanen Vollblut in Abhängigkeit von verschiedenen physiologischen und biochemischen Zustandsparametern“, Dissertation, Berlin, 2007). Die lokalen Absorptionsmaxima von oxygeniertem Hämoglobin liegen bei 544 nm und 578 nm. Aus 3 ist die höhere Absorption von Hämoglobin des ersten Lichtemitters für das blaue Licht im Bereich der Absorptionsmaxima, und die niedrigere Absorption von Hämoglobin für das rote Licht des zweiten Lichtemitters ersichtlich.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Messanordnung, wobei die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Messanordnung verfügt über einen Lichtsender 13, der nur einen Lichtemitter 13A aufweist, der eine Bicolor-LED ist, die alternierend Licht mit einer ersten und einer zweiten Wellenlänge aussendet. Das Licht wird über ein Prisma 18 ausgekoppelt und auf einen Referenzempfänger 19 geleitet, der den Eingang eines Referenzkanals bildet. Der Referenzkanal regelt die Lichtintensität der beiden Farben so, dass sie in einem festen Verhältnis zueinander stehen. Das restliche Licht durchstrahlt eine Küvette 20, in der sich die Dialysierflüssigkeit befindet. Anschließend trifft dieses Licht auf den Lichtempfänger 14. Diese Messanordnung ist in der EP 1 275 408 A1 im Einzelnen beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011108050 [0003, 0027]
DE 102010026723 [0004]
DE 102011119824 [0004]
DE 3726524 A1 [0005, 0034]
DE 202013011936 U1 [0006, 0010]
EP 1275408 A1 [0037]

Claims

Vorrichtung zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils, insbesondere Hämoglobin, in einer Flüssigkeit, insbesondere Dialysierflüssigkeit, mit einem Lichtsender (13) zum Senden von Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und zum Senden von Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich, wobei die Wellenlänge des Lichts in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich derart auf die wellenlängenabhängigen Absorptionseigenschaften des Bluts oder des Blutbestandteils abgestimmt sind, dass das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem ersten Wellenlängenbereich stärker als das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich absorbiert wird, einem Lichtempfänger (13) zum Empfangen des durch die Flüssigkeit durchtretenden Lichts mit einer Wellenlänge in dem ersten Wellenlängenbereich und zum Empfangen des durch die Flüssigkeit durchtretenden Lichts mit einer Wellenlänge in dem zweiten Wellenlängenbereich, einer Rechen- und Auswerteinheit (15), die derart konfiguriert ist, dass auf der Grundlage der unterschiedlichen Absorption des Lichts mit der Wellenlänge in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich auf das Vorliegen von Blut oder eines Blutbestandteils in der Flüssigkeit geschlossen oder die Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteil bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 450 nm liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellenlängenbereich zwischen 410 nm und 440 nm liegt, vorzugsweise zwischen 415 nm bis 430 nm liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenlängenbereich zwischen 640 nm und 780 nm liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenlängenbereich zwischen 640 nm und 675 nm liegt, vorzugsweise zwischen 645 nm bis670 nm liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und Auswerteinheit (15) derart konfiguriert ist, dass die Intensität des durchtretenden Lichts mit der ersten Wellenlänge und die Intensität des durchtretenden Lichts mit der zweiten Wellenlänge miteinander verglichen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (13) einen ersten Lichtemitter (13A) zum Senden von Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und einen zweiten Lichtemitter (13B) zum Senden von Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, wobei der erste und zweite Lichtemitter (13A, 13B) jeweils eine Leuchtdiode oder eine Gruppe von Leuchtdioden aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Aufnahmeeinheit (12) zur Aufnahme einer transparenten Schlauchleitung aufweist, wobei der Lichtsender (13) und Lichtempfänger (14) derart an der Aufnahmeeinheit (12) angeordnet sind, dass das Licht in die Schlauchleitung einkoppelbar und aus der Schlauchleitung auskoppelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Küvette (20) zur Aufnahme der Dialysierflüssigkeit aufweist, wobei der Lichtsender (13) und Lichtempfänger (14) derart an der Küvette (20) angeordnet sind, dass das Licht in die Küvette einkoppelbar und aus der Küvette auskoppelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Blutbestandteil Hämoglobin und die Flüssigkeit Dialysierflüssigkeit ist.
Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung mit einem extrakorporalen Blutkreislauf (I) und einem Dialysierflüssigkeitssystem (II), dadurch gekennzeichnet, dass die extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteils, insbesondere Hämoglobin, in der Dialysierflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
Verfahren zur Erkennung von Blut oder eines Blutbestandteils oder der Bestimmung der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteil, insbesondere Hämoglobin, in einer Flüssigkeit, insbesondere Dialysierflüssigkeit, Bestrahlen der Flüssigkeit mit Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und Bestrahlen der Flüssigkeit mit Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich, wobei die Wellenlänge des Licht in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich derart auf die wellenlängenabhängigen Absorptionseigenschaften des Bluts oder des Blutbestandteils abgestimmt sind, dass das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem ersten Wellenlängenbereich stärker als das durch die Flüssigkeit durchtretende Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich absorbiert wird, Empfangen des durch die Flüssigkeit durchtretenden Lichts mit einer Wellenlänge in dem ersten Wellenlängenbereich und des durch die Flüssigkeit durchtretenden Lichts mit einer Wellenlänge in dem zweiten Wellenlängenbereich, Schließen auf das Vorliegen von Blut oder eines Blutbestandteils in der Flüssigkeit auf der Grundlage der unterschiedlichen Absorption des Lichts mit der Wellenlänge in dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich oder Bestimmen der Konzentration von Blut oder eines Blutbestandteil in der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 450 nm liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellenlängenbereich zwischen 410 nm und 440 nm liegt, vorzugsweise zwischen 415 nm bis 430 nm liegt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenlängenbereich zwischen 640 nm und 780 nm liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wellenlängenbereich zwischen 640 nm und 675 nm liegt, vorzugsweise zwischen 645 nm bis 670 nm liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des durchtretenden Lichts mit der ersten Wellenlänge und die Intensität des durchtretenden Lichts mit der zweiten Wellenlänge miteinander vergleichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit dem Licht eines ersten Lichtemitters und eines zweiten Lichtemitters bestrahlt wird, wobei der erste und zweite Lichtemitter jeweils eine Leuchtdiode oder eine Gruppe von Leuchtdioden aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch eine transparente Schlauchleitung oder eine Küvette gefördert wird, wobei der Lichtsender und Lichtempfänger derart angeordnet sind, dass das Licht in die Schlauchleitung bzw. der Küvette einkoppelt und aus der Schlauchleitung bzw. der Küvette ausgekoppelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Blutbestandteil Hämoglobin und die Flüssigkeit Dialysierflüssigkeit ist.