ES2976019T3 - Non-invasive sensor to determine the heartbeat and/or cardiac rhythm in a segment of an extracorporeal blood circuit - Google Patents

Non-invasive sensor to determine the heartbeat and/or cardiac rhythm in a segment of an extracorporeal blood circuit Download PDF

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ES2976019T3
ES2976019T3 ES20772070T ES20772070T ES2976019T3 ES 2976019 T3 ES2976019 T3 ES 2976019T3 ES 20772070 T ES20772070 T ES 20772070T ES 20772070 T ES20772070 T ES 20772070T ES 2976019 T3 ES2976019 T3 ES 2976019T3
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Paolo Rovatti
Mariano Ruffo
David Stefani
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Gambro Lundia AB
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Gambro Lundia AB
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Abstract

Sensor de latidos cardíacos no invasivo para determinar una frecuencia cardíaca en un conducto de un aparato de tratamiento de sangre extracorpóreo, que comprende una fuente para dirigir una señal óptica hacia la sangre que fluye en el segmento; un detector para recibir una señal informativa óptica que comprende la señal emitida por dicha fuente después de pasar la sangre, y emitir la señal de salida respectiva; un controlador que recibe la señal de salida respectiva y recupera una frecuencia de latido cardíaco y un valor de frecuencia cardíaca, en base a la señal de salida, en donde la señal informativa se altera por la perturbación del flujo de la sangre generada parcialmente por los impulsos de flujo originados por el corazón. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)Noninvasive heartbeat sensor for determining a heart rate in a conduit of an extracorporeal blood treatment apparatus, comprising a source for directing an optical signal toward blood flowing in the segment; a detector for receiving an optical information signal comprising the signal emitted by said source after passing the blood, and outputting the respective output signal; a controller receiving the respective output signal and recovering a heartbeat frequency and a heart rate value, based on the output signal, wherein the information signal is altered by the disturbance of the blood flow generated partly by the flow impulses originated by the heart. (Automatic translation with Google Translate, no legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sensor no invasivo para determinar el latido del corazón y/o el ritmo cardiaco en un segmento de un circuito sanguíneo extracorpóreo Noninvasive sensor for determining heartbeat and/or heart rhythm in a segment of an extracorporeal blood circuit

Campo de la invenciónField of invention

La presente divulgación pertenece al campo general del procesamiento de señales y medición óptica de cantidades físicas. En detalle, la invención se refiere a un aparato y a un sensor para determinar al menos el latido del corazón y/o el ritmo cardiaco. The present disclosure belongs to the general field of signal processing and optical measurement of physical quantities. In detail, the invention relates to an apparatus and a sensor for determining at least the heartbeat and/or the heart rate.

Antecedentes de la técnicaBackground of the technique

En aparatos para el cuidado renal (hemodiálisis para el cuidado renal crónico o tratamientos de insuficiencia renal aguda, o durante el procesamiento extracorpóreo de plasma, por ejemplo, hemodiálisis, hemofiltración, hemodiafiltración, plasmaféresis, etc.) los parámetros hemodinámicos del paciente se miden indirectamente a través de las líneas de sangre (por ejemplo: presiones medias arteriales y venosas con sensores semiinvasivos que forman parte de la propia línea de sangre) o esporádicamente con un manguito inflable tradicional que se coloca en el brazo del paciente. El uso de un manguito inflable tradicional no permite una lectura continua de la presión arterial, ya que su operación implica una oclusión temporal de las arterias y venas del brazo del paciente. Así mismo, la medición es bastante incómoda y puede resultar dolorosa para el paciente, por lo que no es aceptable repetir la medida continuamente durante un tratamiento de diálisis. A través de los manguitos de presión arterial también es posible detectar el latido y/o el ritmo cardiaco, pero sólo durante el período de la medición (que dura aproximadamente 1 minuto). Los sensores de presión semiinvasivos conocidos suelen instalarse en la línea de sangre, en una posición cercana a la bomba y alejada del paciente. Esos sensores de presión semiinvasivos normalmente están provistos de membranas que entran en contacto con la sangre o el fluido que circula en los conductos del aparato. Por tanto, se tendrá especial cuidado en el diseño y en los materiales elegidos para su realización con el fin de reducir el riesgo de afectación a la salud del paciente en tratamiento. In renal care devices (hemodialysis for chronic renal care or acute renal failure treatments, or during extracorporeal plasma processing, e.g. hemodialysis, hemofiltration, hemodiafiltration, plasmapheresis, etc.) the patient's hemodynamic parameters are measured indirectly through the blood lines (e.g. mean arterial and venous pressures with semi-invasive sensors that are part of the blood line itself) or sporadically with a traditional inflatable cuff placed on the patient's arm. The use of a traditional inflatable cuff does not allow for continuous blood pressure reading, since its operation involves a temporary occlusion of the arteries and veins in the patient's arm. Furthermore, the measurement is quite uncomfortable and can be painful for the patient, so it is not acceptable to repeat the measurement continuously during a dialysis treatment. Blood pressure cuffs can also detect heartbeat and/or rhythm, but only during the measurement period (which lasts approximately 1 minute). The known semi-invasive pressure sensors are usually installed in the blood line, in a position close to the pump and away from the patient. These semi-invasive pressure sensors are usually equipped with membranes that come into contact with the blood or fluid circulating in the lines of the device. Therefore, special care must be taken in the design and in the materials chosen for their manufacture in order to reduce the risk of affecting the health of the patient being treated.

Se ha observado que el pulso que el corazón proporciona a la sangre mientras late disminuye en intensidad y/o energía a lo largo del camino desde el acceso de la fístula hacia el conducto hasta el aparato de tratamiento extracorpóreo de la sangre. It has been observed that the pulse that the heart provides to the blood as it beats decreases in intensity and/or energy along the path from the fistula access to the conduit to the extracorporeal blood treatment apparatus.

Así mismo, las bombas accionadas operativamente en el aparato normalmente producen picos de presión (o picos de flujo) no deseados en la sangre o el fluido que circula en los conductos, ya que normalmente son bombas pulsantes, en particular bombas peristálticas. Esto empeora la precisión y confiabilidad de las lecturas de presión porque siempre se agrega un ruido no deseado a la señal deseada; los picos de presión (o picos de flujo) proporcionados por las bombas a veces pueden ser de un orden de magnitud mayor que la magnitud de los pulsos cardíacos. Los picos de presión (o picos de flujo) proporcionados por la bomba están relacionados, en amplitud y/o frecuencia, con el caudal de la propia bomba. Cuanto mayor sea el caudal, más rápido gira la bomba y, por lo general, mayor es la frecuencia con la que se producen los picos. Esto es particularmente cierto para las bombas peristálticas, cuyo funcionamiento conduce a una provisión discontinua de caudal/presión en los conductos a lo largo del ciclo de funcionamiento, debido a la compresión cíclica de un segmento de conducto de un circuito sanguíneo que se deforma plásticamente debido a la acción de los rodillos de la bomba contra una pared de contraste. Likewise, the pumps operatively driven in the apparatus typically produce unwanted pressure peaks (or flow peaks) in the blood or fluid circulating in the lines, as they are usually pulsating pumps, in particular peristaltic pumps. This worsens the accuracy and reliability of pressure readings because unwanted noise is always added to the desired signal; the pressure peaks (or flow peaks) provided by the pumps can sometimes be an order of magnitude greater than the magnitude of the heart pulses. The pressure peaks (or flow peaks) provided by the pump are related, in amplitude and/or frequency, to the flow rate of the pump itself. The higher the flow rate, the faster the pump rotates and, typically, the higher the frequency with which the peaks occur. This is particularly true for peristaltic pumps, whose operation leads to a discontinuous flow/pressure delivery in the conduits throughout the operating cycle, due to the cyclic compression of a conduit segment of a blood circuit which is plastically deformed due to the action of the pump rollers against a contrast wall.

Se ha observado además que para los caudales típicos implicados en el tratamiento de la sangre, en particular los procesos de diálisis realizados a través de un aparato de tratamiento de sangre extracorpóreo, las frecuencias de los picos proporcionados por la bomba son muy cercanas a la del ritmo cardíaco, que normalmente, en condiciones de reposo, se encuentra entre 50 bpm (o típicamente 60-70 bpm, el primer número se refiere a atletas bien entrenados) y 100 bpm, dando como resultado aproximadamente unas frecuencias de picos que se encuentran entre algo menos de 1 Hz y algo menos de 2 Hz. Por lo tanto, la frecuencia fundamental de los picos proporcionados por la bomba está sustancialmente en estrecha relación con la del latido del corazón y, a veces, la frecuencia de los picos proporcionados por la bomba puede superponerse sustancialmente a la del latido del corazón, difiriendo, p. ej. en algunas décimas de Hz. Parece claro que sin los procedimientos adecuados, las lecturas de ritmo cardiaco pueden verse sustancialmente afectadas negativamente por los pulsos proporcionados por la bomba. Algunos tratamientos pueden conducir a una reducción de la presión arterial diferencial entre los valores diastólico y sistólico, de modo que el efecto de los pulsos de la bomba sigue siendo mayor. It has further been observed that for typical flow rates involved in blood treatment, in particular dialysis processes performed through an extracorporeal blood treatment apparatus, the peak frequencies provided by the pump are very close to that of the heart rate, which normally, under resting conditions, lies between 50 bpm (or typically 60-70 bpm, the first number referring to well trained athletes) and 100 bpm, resulting in approximately peak frequencies lying between slightly less than 1 Hz and slightly less than 2 Hz. Therefore, the fundamental frequency of the peaks provided by the pump is substantially in close relationship with that of the heart beat and sometimes the frequency of the peaks provided by the pump may substantially overlap that of the heart beat, differing e.g. by a few tenths of a Hz. It seems clear that without appropriate procedures, heart rate readings can be substantially adversely affected by the pulses provided by the pump. Some treatments can lead to a reduction in the differential blood pressure between diastolic and systolic values, so that the effect of the pump pulses remains greater.

Esta afección perjudicial puede solucionarse deteniendo temporalmente la bomba de sangre, es decir, los procesos de tratamiento para leer los pulsos, pero esto tiene el inconveniente de que influye en la proporción de sangre purificada enviada al paciente, alarga el tratamiento, requiere una configuración específica para el aparato de tratamiento de la sangre y de todos modos no permite una monitorización fiable continua, ya que la bomba se reactivará después de un corto período de tiempo después de la lectura. La monitorización continua de los latidos y/o del ritmo cardíaco también es posible mediante dispositivos adicionales (por ejemplo, dispositivos portátiles) añadidos al sistema y colocados en estrecho contacto con el cuerpo del paciente. Tener un dispositivo adicional en contacto con el paciente y conectado a la máquina para transmitir datos, trae los siguientes inconvenientes: This harmful condition can be overcome by temporarily stopping the blood pump, i.e. the treatment processes for reading the pulses, but this has the disadvantage that it influences the proportion of purified blood sent to the patient, lengthens the treatment, requires a specific setting for the blood treatment device and in any case does not allow for continuous reliable monitoring, as the pump will be reactivated after a short period of time after the reading. Continuous monitoring of the heartbeat and/or rhythm is also possible by means of additional devices (e.g. wearable devices) added to the system and placed in close contact with the patient's body. Having an additional device in contact with the patient and connected to the machine for transmitting data brings the following disadvantages:

- malestar del usuario debido al dispositivo añadido (portátil o no), - user discomfort due to the added device (portable or not),

- problema de confiabilidad debido a la estrecha conexión con el cuerpo del paciente, - necesidad de un dispositivo de conectividad adicional a la máquina y viceversa, lo que conlleva mayores costes de desarrollo y actualización de las máquinas existentes. - reliability issue due to close connection with the patient's body, - need for an additional connectivity device to the machine and vice versa, leading to higher development and upgrading costs of existing machines.

El documento WO2011/080194 desvela un aparato para el tratamiento sanguíneo extracorpóreo configurado para controlar el caudal de fluido de un sistema cardiovascular de un paciente. El aparato comprende un circuito sanguíneo extracorpóreo y una conexión para conectar el circuito sanguíneo extracorpóreo al sistema cardiovascular. Un dispositivo de monitorización recibe una señal de medición en función del tiempo de un sensor de presión venosa en el circuito sanguíneo. El sensor de presión está dispuesto para detectar los pulsos que se originan en el corazón del paciente, en donde el sistema comprende además un procesador de señales para procesar la señal de medición y obtener un perfil de pulso que es un perfil de señal temporal del pulso del sujeto, y para calcular un caudal de fluido basándose en el perfil de señal temporal después de filtrar los picos/pulsos de presión de la bomba sanguínea. WO2011/080194 discloses an apparatus for extracorporeal blood treatment configured to monitor fluid flow rate of a cardiovascular system of a patient. The apparatus comprises an extracorporeal blood circuit and a connection for connecting the extracorporeal blood circuit to the cardiovascular system. A monitoring device receives a time-dependent measurement signal from a venous pressure sensor in the blood circuit. The pressure sensor is arranged to detect pulses originating from the patient's heart, wherein the system further comprises a signal processor for processing the measurement signal and obtaining a pulse profile which is a temporal signal profile of the subject's pulse, and for calculating a fluid flow rate based on the temporal signal profile after filtering out pressure spikes/pulses from the blood pump.

El documento US2018/078212 divulga un sistema y método para evaluar la salud respiratoria de un paciente e indicar y caracterizar el estrés respiratorio. El dispositivo incluye un sensor en comunicación con un paciente para generar una señal biológica que tiene una curva en forma de onda en el dominio del tiempo. La señal biológica se procesa y se calcula una curva en forma de onda que refleja el ritmo respiratorio del paciente. Luego se determina una correlación entre la curva en forma de onda de la señal biológica y la curva en forma de onda del ritmo respiratorio y se determina un coeficiente de correlación respectivo. Se realiza un análisis de frecuencia en la señal biológica y se realiza una determinación de una métrica de respiración que refleja la proporción de componentes espectrales asociados con el componente de respiración de la señal biológica en relación con los componentes espectrales totales de la señal biológica. El coeficiente de correlación y la métrica de respiración se combinan para formar una métrica de estrés respiratorio para mostrarla al usuario. US2018/078212 discloses a system and method for assessing a patient's respiratory health and indicating and characterizing respiratory stress. The device includes a sensor in communication with a patient to generate a biological signal having a time-domain waveform curve. The biological signal is processed and a waveform curve reflecting the patient's respiratory rate is calculated. A correlation between the waveform curve of the biological signal and the waveform curve of the respiratory rate is then determined and a respective correlation coefficient is determined. A frequency analysis is performed on the biological signal and a determination of a respiration metric is made that reflects the proportion of spectral components associated with the respiration component of the biological signal relative to the total spectral components of the biological signal. The correlation coefficient and the respiration metric are combined to form a respiratory stress metric for display to the user.

El documento WO2018/112354 divulga un sistema y un método para monitorizar y determinar parámetros del paciente a partir de la forma de onda venosa detectada. Este documento divulga la evaluación de una pluralidad de frecuencias asociadas con los máximos locales de la señal de presión venosa periférica (PVP) en el dominio de la frecuencia, incluyendo la frecuencia cardiaca (F1) y la frecuencia armónica (FH) en un armónico de la frecuencia cardiaca. WO2018/112354 discloses a system and method for monitoring and determining patient parameters from the detected venous waveform. This document discloses the evaluation of a plurality of frequencies associated with local maxima of the peripheral venous pressure (PVP) signal in the frequency domain, including the heart rate (F1) and the harmonic frequency (FH) at a harmonic of the heart rate.

Independientemente del tipo de técnica de sensor conocida utilizada para la detección, los picos de presión o flujo de la bomba afectan en gran medida a la confiabilidad de la lectura del latido del corazón y/o del ritmo cardiaco. Regardless of the type of known sensor technique used for sensing, pump pressure or flow spikes greatly affect the reliability of the heartbeat and/or heart rhythm reading.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Los aspectos técnicos anteriores y otros aspectos técnicos relevantes de la divulgación se describirán en la parte siguiente de la presente divulgación con la ayuda de las figuras adjuntas en donde: The above technical aspects and other relevant technical aspects of the disclosure will be described in the following part of this disclosure with the help of the attached figures where:

- las figuras 1A y 1B muestran un diagrama esquemático de realizaciones de un aparato de tratamiento de sangre al que se le puede proporcionar el sensor de la presente divulgación; - Figures 1A and 1B show a schematic diagram of embodiments of a blood treatment apparatus that may be provided with the sensor of the present disclosure;

- la figura 2 muestra un principio de funcionamiento del sensor de la presente divulgación; - Figure 2 shows an operating principle of the sensor of the present disclosure;

- la figura 3 muestra una vista esquemática del sensor según la presente divulgación; - Figure 3 shows a schematic view of the sensor according to the present disclosure;

- la figura 3a muestra una vista en perspectiva del sensor según la presente divulgación en una configuración operativa en la que su cuerpo está abierto para permitir la extracción o introducción de un segmento de tubo o conducto de un circuito sanguíneo en una cavidad en la que se proporcionan elementos sensores; - Figure 3a shows a perspective view of the sensor according to the present disclosure in an operational configuration in which its body is open to allow the extraction or introduction of a tube or conduit segment of a blood circuit into a cavity in which sensor elements are provided;

- la figura 3b muestra una vista en perspectiva de una configuración de circuito de una realización particular del sensor según la presente divulgación; - Figure 3b shows a perspective view of a circuit configuration of a particular embodiment of the sensor according to the present disclosure;

- la figura 4 muestra un diagrama de bloques esquemático de las operaciones de procesamiento de señales realizadas a través del sensor objeto de la presente divulgación; - Figure 4 shows a schematic block diagram of the signal processing operations performed through the sensor object of the present disclosure;

- la figura 5 muestra un diagrama de ejemplo de una señal eléctrica de salida proporcionada por una parte detectora del sensor según la presente divulgación; - Figure 5 shows an example diagram of an electrical output signal provided by a sensing portion of the sensor according to the present disclosure;

- la figura 6 muestra un diagrama en el dominio de la frecuencia que muestra los picos espectrales combinados del ruido de fondo, ruido inducido por el funcionamiento de al menos una bomba del aparato, y los picos relacionados con los pulsos sanguíneos reales proporcionados por el corazón, según se detectan a través del sensor de la presente divulgación; - Figure 6 shows a frequency domain diagram showing the combined spectral peaks of the background noise, noise induced by the operation of at least one pump of the apparatus, and the peaks related to the actual blood pulses provided by the heart, as detected through the sensor of the present disclosure;

- la figura 7 muestra un diagrama de flujo que muestra los pasos de un método para detectar el latido del corazón y/o el ritmo cardiaco a través del sensor no invasivo de la presente divulgación; - Figure 7 shows a flow chart showing the steps of a method for detecting heartbeat and/or heart rate through the non-invasive sensor of the present disclosure;

- la figura 8 muestra un diagrama combinado de una señal sin procesar, correspondiente a la señal de salida de un detector del sensor según la presente divulgación, y de una señal de onda cuadrada, asociada a la bomba, utilizada para procesar la señal de salida; - Figure 8 shows a combined diagram of a raw signal, corresponding to the output signal of a sensor detector according to the present disclosure, and of a square wave signal, associated with the pump, used to process the output signal;

- la figura 9 muestra un diagrama combinado en donde la parte superior representa una señal resultante, producto de la multiplicación entre la señal de salida y la señal de onda cuadrada asociada a la bomba, y en donde la parte inferior representa una señal adicional, correspondiente a la señal anterior, después de haberse eliminado el promedio del valor de las partes no puestas a cero; - Figure 9 shows a combined diagram where the upper part represents a resulting signal, the product of the multiplication between the output signal and the square wave signal associated with the pump, and where the lower part represents an additional signal, corresponding to the previous signal, after having eliminated the average of the value of the parts not set to zero;

- la figura 10 muestra un diagrama combinado en el que la parte superior representa un espectro en el dominio de la frecuencia de los pulsos inducidos por la bomba y por el corazón, tal como lo lee el sensor según la presente divulgación, sin el procesamiento de la señal de salida sin procesar como se muestra esquemáticamente en la figura 8 y en la figura 9, y en donde la parte inferior representa el resultado del procesamiento de la señal de salida del detector siguiendo el procedimiento de la figura 8 y de la figura 9, donde se puede observar cómo los pulsos máximos relacionados con los pulsos sanguíneos inducidos por el corazón tienen entonces una magnitud significativamente mayor que antes, siendo ahora comparable en amplitud a la de la bomba; - Figure 10 shows a combined diagram in which the upper part represents a frequency domain spectrum of the pulses induced by the pump and by the heart, as read by the sensor according to the present disclosure, without the processing of the raw output signal as schematically shown in Figure 8 and Figure 9, and where the lower part represents the result of the processing of the detector output signal following the procedure of Figure 8 and Figure 9, where it can be observed how the maximum pulses related to the heart-induced blood pulses then have a significantly higher magnitude than before, being now comparable in amplitude to that of the pump;

- la figura 11 muestra un diagrama de flujo esquemático del método descrito en las figuras 8, 9 y 10; y - Figure 11 shows a schematic flow diagram of the method described in Figures 8, 9 and 10; and

- la figura 12 muestra una vista frontal esquemática de una estructura de armario para el aparato de la figura 1A o 1B. - Figure 12 shows a schematic front view of a cabinet structure for the appliance of Figure 1A or 1B.

Descripción detalladaDetailed description

La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas. The present invention is defined in the appended claims.

La presente descripción describe en primer lugar un sensor de latido cardíaco no invasivo, reutilizable (es decir, no desechable) cuyo funcionamiento aprovecha la radiación óptica para detectar alteraciones del flujo en un fluido que comprende sangre que fluye hacia un conducto, en particular un conducto o tubo de un circuito sanguíneo configurado para ser instalado en un aparato 1 de tratamiento de sangre extracorpóreo. The present disclosure first describes a non-invasive, reusable (i.e., non-disposable) heartbeat sensor whose operation takes advantage of optical radiation to detect flow disturbances in a fluid comprising blood flowing into a conduit, in particular a conduit or tube of a blood circuit configured to be installed in an extracorporeal blood treatment apparatus 1.

DefinicionesDefinitions

A los efectos de la presente divulgación: For the purposes of this disclosure:

- se designará como "no invasivo" cualquier medio, y en particular un sensor, que no entra en contacto con el cuerpo del usuario, y en particular no está configurado para ser introducido en el cuerpo del usuario ni entra en contacto, en particular en contacto directo, con un fluido del usuario, específicamente la sangre, que penetra en el segmento de conducto para realizar la detección para la cual está concebido; - "non-invasive" means any means, and in particular a sensor, which does not come into contact with the user's body, and in particular is not configured to be introduced into the user's body or come into contact, in particular direct contact, with a fluid of the user, specifically blood, which penetrates the duct segment to perform the detection for which it is designed;

- por "alteraciones del flujo" se entenderá la variación local del flujo o de la densidad o del volumen de un fluido, en particular, aunque de forma no limitativa, de sangre o fluidos que contengan una parte importante de sangre; - por "radiación óptica" se entiende cualquier radiación de campo electromagnético que se encuentre dentro del espectro de la radiación infrarroja, visible o ultravioleta, es decir, cualquier radiación cuya longitud de onda en el vacío esté sustancialmente comprendida entre 1000 pm (300 GHz, correspondiente al infrarrojo lejano) y 10 nm (3000 THz, correspondiente al UV Extremo) según la norma ISO 21348; - "flow disturbances" means a local variation in the flow or density or volume of a fluid, in particular, but not limited to, blood or fluids containing a significant proportion of blood; - "optical radiation" means any electromagnetic field radiation within the infrared, visible or ultraviolet radiation spectrum, that is to say any radiation with a vacuum wavelength substantially between 1000 pm (300 GHz, corresponding to far infrared) and 10 nm (3000 THz, corresponding to extreme UV) according to ISO 21348;

- por "radiación infrarroja" se entenderá cualquier radiación cuya longitud de onda en el vacío esté comprendida entre 0,7 pm y 1000 pm y, más concretamente, entre 1 pm y 350 pm o entre 790 nm y 820 nm, por ejemplo entre 800 nm y 810 nm; - "infrared radiation" means any radiation with a wavelength in vacuum between 0.7 pm and 1000 pm, and more particularly between 1 pm and 350 pm or between 790 nm and 820 nm, for example between 800 nm and 810 nm;

- por "radiación visible" se entenderá cualquier radiación cuya longitud de onda en el vacío se encuentre sustancialmente entre 400 y 750 nm, y - "visible radiation" means any radiation whose wavelength in vacuum is substantially between 400 and 750 nm, and

- por "radiación roja" se entiende cualquier radiación cuya longitud de onda en el vacío se encuentre sustancialmente entre 620 nm y 750 nm. - "red radiation" means any radiation whose wavelength in vacuum is substantially between 620 nm and 750 nm.

Como se divulgó anteriormente, el sensor según la presente divulgación está configurado para instalarse en un aparato 1 para tratamiento sanguíneo extracorpóreo que puede configurarse para realizar uno o más de los siguientes tratamientos: hemodiálisis (HD), hemofiltración con predilución (HFpre), hemofiltración con posdilución (HFpost), hemofiltración tanto con predilución como con posdilución (HFpre-post), hemodiafiltración con predilución (HDFpre), hemodiafiltración con posdilución (HDFpost), hemodiafiltración tanto con predilución como con posdilución (HDFprepost), ultrafiltración (UF), o que está configurado para ser instalado en un segmento 101 de un circuito sanguíneo adecuado para ser instalado en dicho aparato. As disclosed above, the sensor according to the present disclosure is configured to be installed in an apparatus 1 for extracorporeal blood treatment that can be configured to perform one or more of the following treatments: hemodialysis (HD), hemofiltration with predilution (HFpre), hemofiltration with postdilution (HFpost), hemofiltration with both predilution and postdilution (HFpre-post), hemodiafiltration with predilution (HDFpre), hemodiafiltration with postdilution (HDFpost), hemodiafiltration with both predilution and postdilution (HDFprepost), ultrafiltration (UF), or that is configured to be installed in a segment 101 of a blood circuit suitable to be installed in said apparatus.

Breve descripción del aparatoBrief description of the device

A efectos de claridad de exposición y contextualización del funcionamiento del sensor divulgado en el presente documento, a continuación se proporciona una breve descripción del aparato 1. For the purposes of clarity of exposition and contextualization of the operation of the sensor disclosed herein, a brief description of the apparatus 1 is provided below.

En las figuras 1A y 1B se muestran ejemplos de un aparato 1 para el tratamiento extracorpóreo de sangre, que puede implementar aspectos innovadores de la invención. En la descripción siguiente y en las figuras 1A y 1B, los mismos componentes se identifican con los mismos números de referencia. Examples of an apparatus 1 for extracorporeal blood treatment, which may implement innovative aspects of the invention, are shown in Figures 1A and 1B. In the following description and in Figures 1A and 1B, the same components are identified with the same reference numbers.

El aparato 1 incluye al menos un sensor 100 que puede configurarse para determinar al menos el latido del corazón y/o el ritmo cardiaco. Como es evidente a partir de la siguiente descripción, el sensor 100 puede colocarse en cualquier posición del circuito hidráulico, y particularmente en el circuito sanguíneo 60. La figura 1A muestra un aparato 1 adecuado para tratamientos crónicos y la figura 1B describe un aparato adecuado para administrar tratamientos agudos; ambos aparatos están configurados para administrar cualquiera de los tratamientos como ultrafiltración, hemodiálisis y hemodiafiltración. The apparatus 1 includes at least one sensor 100 that can be configured to determine at least the heartbeat and/or the heart rate. As is evident from the following description, the sensor 100 can be placed in any position of the hydraulic circuit, and particularly in the blood circuit 60. Figure 1A shows an apparatus 1 suitable for chronic treatments and Figure 1B describes an apparatus suitable for administering acute treatments; both apparatuses are configured to administer any of the treatments such as ultrafiltration, hemodialysis and hemodiafiltration.

El aparato 1 comprende una unidad 2 de tratamiento (tal como un hemofiltro, un ultrafiltro, un hemodiafiltro, un dializador, un filtro de plasma y similares) que tiene una cámara primaria 3 y una cámara secundaria 4 separadas por una membrana semipermeable 5; dependiendo del tratamiento, la membrana 5 de la unidad 2 de tratamiento puede seleccionarse para que tenga diferentes propiedades y rendimientos. Una línea 6 de extracción de sangre está conectada a una entrada de la cámara primaria 3, y una línea 7 de retorno de sangre está conectada a una salida de la cámara primaria 3. La línea 6 de extracción de sangre, la cámara primaria 3 y la línea 7 de retorno de sangre son parte de un circuito sanguíneo extracorpóreo, que se identifica globalmente con el número de referencia 60 en las figuras 1A y 1B. Durante el uso, la línea 6 de extracción de sangre y la línea 7 de retorno de sangre están conectadas a una aguja o a un catéter u otro dispositivo de acceso (no mostrado) que luego se coloca en comunicación fluida con el sistema vascular del paciente, de modo que la sangre puede extraerse a través de la línea de extracción de sangre, circula a través de la cámara primaria y luego regresa al sistema vascular del paciente a través de la línea de retorno de sangre. Como se marca en la figura 1B con la flecha curva F, el flujo normal de fluido impuesto por la bomba 11 de sangre es desde el conector arterial 40 hasta el conector venoso 41; por lo tanto, se hará referencia a las palabras "corriente abajo" y "corriente arriba" considerando dicho flujo. La figura 1A muestra el caudal sanguíneo Qbent y su dirección de flujo normal. En una solución no limitante, la línea 6 de extracción de sangre y la línea 7 de retorno de sangre están hechas de material plástico transparente, lo que permite, por ejemplo, identificar el flujo de fluido, la presencia de burbujas o aire en su interior o incluso las obstrucciones (a través de sensores dedicados). Al menos la parte interior de la línea de extracción de sangre y de la línea de retorno de sangre, y particularmente cualquier parte del circuito desechable descrito en el presente documento, están fabricadas con un material específicamente concebido para aplicaciones médicas, y en particular con un material plástico que sea compatible y no libere sustancias al entrar en contacto con fluidos corporales y/o lípidos, p. ej. lípidos de fármacos o nutrientes. Dicho plástico puede ser, por ejemplo, PVC, en particular PVC médico de alta calidad. Un separador de aire, tal como una trampa 8 de burbujas puede estar presente en la línea de retorno de sangre; el circuito sanguíneo extracorpóreo está sostenido por uno o más soportes proporcionados, de manera convencional, por la estructura 70a de soporte del aparato 1. Por ejemplo, como se muestra en la figura 12, el circuito sanguíneo extracorpóreo 60 puede estar soportado por un soporte 71 que sostiene la trampa de burbujas, por un soporte 72 que sostiene la unidad 2 de tratamiento, y por un soporte 73 ubicado en correspondencia de la bomba de sangre. Una abrazadera 9 de seguridad, controlada por una unidad 10 de control puede estar presente en la línea de retorno de sangre corriente abajo de la trampa 8 de burbujas. Un sensor 8a de burbujas, por ejemplo asociado a la trampa 8 de burbujas o acoplado a una porción de la línea 7 entre la trampa 8 de burbujas y la abrazadera 9 puede estar presente: si está presente, el sensor de burbujas está conectado a la unidad 10 de control y envía a la unidad de control señales para que la unidad de control provoque el cierre de la abrazadera 9 en caso de que se detecten una o más burbujas por encima de ciertos umbrales de seguridad. El flujo de sangre a través de las líneas de sangre puede controlarse mediante una bomba 11 de sangre, por ejemplo, una bomba de sangre peristáltica, actuando ya sea en la línea de extracción de sangre (como se muestra en la figura 1) o en la línea de retorno de sangre. Un operador puede introducir un valor establecido para el caudal sanguíneo Qb: la unidad 10 de control, durante el tratamiento, está configurada para controlar la bomba de sangre según el caudal sanguíneo establecido. Cabe señalar que la unidad 10 de control también puede estar conectada a una interfaz 12 de usuario, por ejemplo, una interfaz gráfica de usuario, que recibe las entradas del operador (como, entre otras, el valor establecido para el caudal sanguíneo) y muestra las salidas del aparato. Por ejemplo, la interfaz gráfica 12 de usuario puede incluir una pantalla táctil para mostrar resultados y a la vez permitir entradas de usuario, o una pantalla de visualización y teclas físicas para introducir entradas de usuario, o una combinación de las mismas. Se conecta un extremo de una línea 13 de dializado gastado, configurada para evacuar un fluido efluente procedente de la cámara secundaria 4, a una salida de la cámara secundaria 4 y se conecta su otro extremo a un desagüe que puede ser un conducto de descarga o un recipiente 14 de fluido efluente (líneas discontinuas en las figuras 1 y 2) que recoge el fluido extraído de la cámara secundaria. Una bomba 17 de fluido efluente opera en la línea 13 de dializado gastado bajo el control de la unidad 10 de control para regular el caudal Qdsal de líquido efluente a través de la línea de dializado gastado. La ultrafiltración neta (es decir, el fluido neto eliminado de la sangre a través de la membrana semipermeable de la unidad 2 de tratamiento puede determinarse mediante la diferencia de caudal entre una bomba 21 de fluido de diálisis, en la línea 19 de fluido de diálisis fresco, y la bomba 17 de fluido efluente. Alternativamente (o en combinación), el aparato también puede incluir una línea 25 de ultrafiltración que se bifurca desde la línea 13 de dializado gastado y está provista de una respectiva bomba 27 de ultrafiltración, también controlada por la unidad 10 de control para provocar un caudal QF a lo largo de la línea de ultrafiltración. Las realizaciones de las figuras 1A y 1B presentan una línea 15 de fluido de predilución conectada a la línea de extracción de sangre: esta línea 15 suministra líquido de reemplazo desde un recipiente 16 de fluido de infusión conectado en un extremo de la línea de fluido de predilución. Aunque la figura 1A muestra un recipiente 16 como fuente de fluido de infusión, esto no debe interpretarse de manera limitativa: de hecho, alternativamente, el líquido de infusión puede proceder de una sección de preparación en línea. Obsérvese que, alternativamente a la línea de líquido de predilución, el aparato de la figura 1A puede incluir una línea de fluido de posdilución (no mostrada en la figura 1A) que conecta un recipiente de fluido de infusión, o una sección de preparación en línea de solución de infusión, a la línea de retorno de sangre. Finalmente, como alternativa adicional (no mostrada en la figura 1A), el aparato puede incluir una línea de fluido de predilución y una línea de fluido de posinfusión: en este caso, cada línea de fluido de infusión puede estar conectada a un recipiente de fluido de infusión respectivo o puede recibir fluido de infusión de una misma fuente de líquido de infusión, como un mismo recipiente de líquido de infusión o una sección de preparación en línea. En caso de que el líquido de infusión se prepare en línea, la fuente de fluido de infusión puede ser una sección de preparación en línea que forma parte del aparato 1 (es decir, como la sección 200 de preparación en línea descrita a continuación en el presente documento) o un dispositivo distinto análogo a la sección 200 y conectado a la línea o líneas de infusión y configurado para suministrar fluido a las líneas de posdilución y/o predilución (ver figura 1A). Así mismo, una bomba 18 de infusión funciona en la línea 15 de infusión para regular el caudal Qrepi a través de la línea 15 de infusión. Obsérvese que, en el caso de dos líneas de infusión (predilución y posdilución), cada línea de infusión puede contar con una bomba de infusión respectiva. El aparato de la figura 1A incluye además una línea 19 de preparación de fluido conectada por un extremo a una entrada de agua y por su otro extremo a la entrada de la cámara secundaria 4 de la unidad de filtración, para suministrar líquido de tratamiento fresco a la cámara secundaria 4. Una bomba 21 de fluido de diálisis funciona en la línea de preparación de fluido, bajo el control de dicha unidad 10 de control, para suministrar fluido desde una fuente de líquido de tratamiento fresco (tal como un recipiente o la sección 200 para preparar en línea líquido de diálisis fresco) hasta la cámara secundaria a un caudal Qdent. En el ejemplo de la figura 1A, la línea 19 conecta el hemodializador o hemodiafiltro 2 con la sección 200 de preparación en línea, que está configurada para preparar el líquido de diálisis: la sección 200 comprende una línea principal 201, cuyo extremo corriente arriba está diseñado para conectarse a un suministro de agua. Una primera línea secundaria 102 y una segunda línea secundaria 103 están conectadas a la línea principal 201 y están configuradas para al menos suministrar la cantidad necesaria de un regulador y la cantidad necesaria de electrolitos. La primera línea secundaria 102, que puede volver de nuevo a la línea principal 201, está configurada para adaptarse a un primer recipiente 104, tal como una bolsa o cartucho u otro recipiente, que contiene un regulador. La línea 102 está además equipada con una primera bomba dosificadora 105 para dosificar el regulador en el líquido de tratamiento fresco: como se muestra en la figura 1A, la bomba puede estar ubicada corriente abajo del primer recipiente 104. El funcionamiento de la bomba 105 puede ser controlado por la unidad 10 de control basándose en la comparación entre: 1) un valor de punto de ajuste para la concentración de regulador de la solución que se forma en la unión de la línea principal 201 y la primera línea secundaria 102, y 2) el valor de la concentración de regulador de esta mezcla medida a través de una primera sonda 106 ubicada ya sea en la primera línea secundaria, corriente abajo del primer recipiente 104, o en la línea principal 201, inmediatamente corriente abajo del cruce entre la línea principal 201 y la primera línea secundaria 102. Así mismo, el extremo libre de la segunda línea secundaria 103 está destinado a recibir fluido del segundo recipiente 107 que contiene una solución salina concentrada, p. ej. electrolitos tales como cloruro de sodio, cloruro cálcico, cloruro de magnesio y cloruro de potasio. En una variante, también la segunda línea secundaria 103 puede volver a la línea principal 201. Así mismo, es posible prever una pluralidad de segundas líneas secundarias 103 independientes en el caso de que se desee alimentar electrolitos o composiciones de electrolitos independientes desde los respectivos recipientes. Obsérvese que la segunda línea secundaria 103 está equipada con una segunda bomba dosificadora 108 para dosificar electrolitos en el líquido de tratamiento fresco; el funcionamiento de la segunda bomba dosificadora depende de la comparación entre 1) un valor de punto de ajuste de conductividad o un valor de punto de ajuste de concentración de electrolito para la solución que se forma en la unión de la línea principal 201 con la segunda línea secundaria 103, y 2) el valor de la conductividad o concentración de electrolito de esta solución medido a través de una segunda sonda 109 ubicada ya sea en la segunda línea secundaria, corriente abajo del segundo recipiente 107, o en la línea principal 201, inmediatamente corriente abajo de la unión entre la línea principal 201 y la línea secundaria 103. Obsérvese que la naturaleza específica de los concentrados contenidos en los recipientes 104 y 107 puede variar dependiendo de las circunstancias y del tipo de fluido de tratamiento fresco que se vaya a preparar. Así mismo, la naturaleza y la posición de la primera y segunda sondas pueden depender del tipo de regulador utilizado, del tipo de concentrado(s) de electrolito adoptado(s) y de la configuración específica del circuito formado por la línea principal y las líneas secundarias. Así mismo, como ya se ha mencionado antes, puede haber más de dos líneas secundarias, con los respectivos recipientes de concentrado y las respectivas bombas dosificadoras, en caso de que sea necesario agregar una pluralidad de diferentes tipos de sustancias para la preparación del fluido de tratamiento fresco. La segunda sonda es generalmente un medidor de conductividad configurado para medir la conductividad Oent el líquido de diálisis corriente arriba de la unidad 2 de filtración. Por supuesto, la conductividad Oent del líquido de diálisis es establecida por el operador o establecida y controlada por el aparato durante el tratamiento. De la misma forma, el aparato incluye un medidor 112 de conductividad adicional colocado en la línea 13 de dializado gastado para detectar la conductividad Osal del fluido de diálisis corriente abajo de la unidad de filtración 2. Ambos medidores 109 y 112 de conductividad proporcionan la señal de medición respectiva a la unidad 10 de control del aparato. Se pueden usar sensores de flujo 110, 111 (ya sea de tipo volumétrico o másico) para medir el caudal en cada una de las líneas. Los sensores de flujo están conectados a la unidad 10 de control. En el ejemplo de la figura 1A, donde la línea 15 de infusión y la línea 25 de ultrafiltración conducen a un respectivo recipiente o bolsa 16, 23, se pueden utilizar básculas para detectar la cantidad de líquido administrado o recogido. Por ejemplo, el aparato de la figura 1A incluye una primera báscula 33 que sirve para proporcionar información de peso W<1>con respecto a la cantidad de fluido recogido en el recipiente 23 de ultrafiltración y una segunda báscula 34 que sirve para proporcionar información de peso W<2>con respecto a la cantidad de fluido suministrado desde el recipiente 16 de infusión. La realización de la figura 1B muestra un aparato 1 alternativo diseñado para administrar tratamientos agudos como hemodiálisis, hemofiltración, hemodiafiltración y ultrafiltración. En el aparato mostrado en la figura 1B, los mismos componentes descritos para la realización de la figura 1A se identifican con los mismos números de referencia y, por lo tanto, no se describen nuevamente. A diferencia del aparato de hemodiafiltración de la figura 1 A, el aparato de la figura 1B no presenta una preparación de fluidos en línea ya que todos los fluidos están preenvasados en recipientes estériles. El líquido de diálisis fresco está contenido en un recipiente 43 de diálisis fresco. Adicionalmente, la línea 19 de fluido y la línea 13 de efluente son del tipo desechable y están directa e inamoviblemente ligadas a la unidad 2 de tratamiento. En consecuencia, la bomba 21 de diálisis y la bomba 17 de efluente son bombas peristálticas (y no bombas volumétricas según la realización de la figura 1A). La realización de la figura 1B presenta la línea 15 de fluido de predilución conectada a la línea 6 de extracción de sangre: esta línea 15 suministra líquido de reemplazo desde el recipiente 16 de fluido de infusión conectado en un extremo de la línea de fluido de predilución. Así mismo, el aparato puede comprender además la bomba 18 de infusión, que opera en la línea 15 de infusión para regular el caudal Qrep a través de la línea de infusión. Obsérvese que, alternativamente o en combinación con la línea de fluido de predilución, el aparato puede incluir una línea 28 de fluido de posdilución que conecta un recipiente 29 de fluido de infusión a la línea 7 de retorno de sangre. Otra bomba 30, por ejemplo una bomba peristáltica, puede actuar bajo el control de la unidad 10 de control en la línea 28 de fluido de posdilución y, por lo tanto, también ser parte de un medio para regular el flujo a través de las líneas de fluido. Adicionalmente, el circuito desechable mostrado en la figura 1B puede presentar una línea adicional 31 de infusión conectada, por un extremo, con la línea 6 de extracción de sangre colocada corriente arriba de la bomba 11 de sangre y, por su otro extremo, con otro recipiente 32 de fluido de infusión, que, por ejemplo, puede contener un fármaco o un anticoagulante regional como una solución de citrato. Esta línea de infusión adicional se denomina en el presente documento línea 31 de infusión de predilución de la bomba previa de sangre. El medio de regulación comprende una bomba previa 22 de sangre (PBP), por ejemplo una bomba peristáltica controlada por la unidad 10 de control, que actúa sobre un segmento de la línea 31 de infusión de predilución de la bomba previa de sangre para regular el caudal Qpbp de infusión de la bomba previa de sangre. La bomba 22 normalmente forma parte del aparato 1 y, por lo tanto, no forma parte del equipo desechable. Alternativamente o en combinación con las líneas de fluido antes mencionadas, el aparato de la figura 1B puede comprender una o más líneas auxiliares 42, que están conectadas, por un extremo, con una línea 6 de extracción de sangre. La figura 2 muestra una única línea auxiliar. Otra bomba, no mostrada en la figura 2, por ejemplo una bomba peristáltica, puede actuar bajo el control del circuito 10 de control en la línea auxiliar y así también ser parte de dicho medio para regular el flujo a través de las líneas de fluido. En la realización de la figura 1 A, el aparato incluye una primera báscula 33 que sirve para proporcionar información de peso W<1>con respecto a la cantidad de fluido recogido en el recipiente 23 de ultrafiltración y una segunda báscula 34 que sirve para proporcionar información de peso W<1>con respecto a la cantidad de fluido recogido en el recipiente 16 de fluido de infusión. Todas las básculas están conectadas a la unidad 10 de control y proporcionan dicha información de peso Wi para que la unidad de control determine la cantidad real de fluido en cada recipiente así como el caudal real de fluido suministrado o recibido en cada recipiente. La Figura 1B incluye además unas básculas tercera, cuarta y quinta 35, 36, 37 para detectar respectivamente el peso del recipiente 43 de diálisis fresca, del recipiente 32 de infusión de citrato y del recipiente 29 de líquido posinfusión. En el ejemplo de la figura 1A, para controlar el equilibrio de fluido entre la cantidad de fluido suministrada a la cámara secundaria 4 y la cantidad de fluido extraída de la cámara secundaria, los sensores 110, 111 de flujo colocados en la línea de dializado fresco y en la línea 13 de dializado gastado proporcionan a la unidad 10 de control señales indicativas del flujo de fluido a través de las líneas respectivas y la báscula o básculas proporcionan información de peso que permite a la unidad de control calcular el caudal a través de la línea 25 de ultrafiltración y, en caso de estar presente, a través de la línea 15 de infusión. La unidad de control está configurada para controlar al menos las bombas 17, 21 y 27 para garantizar que se logre una eliminación prefijada de fluido del paciente en el transcurso de un tiempo de tratamiento prescrito, según lo requerido por la prescripción proporcionada a la unidad de control, p. ej. a través de la interfaz 12 de usuario. Obsérvese que se pueden usar otros sistemas de equilibrio de fluidos: por ejemplo, en caso de que el aparato incluya un recipiente como fuente de fluido de tratamiento fresco y un recipiente para recolectar desechos (ver figura 1B), se pueden usar básculas para detectar la cantidad de fluido entregado o recolectado por cada recipiente y luego informar a la unidad de control en consecuencia. Como alternativa adicional, se pueden usar sistemas basados en control volumétrico donde la línea 19 de preparación y la línea 13 de dializado gastado están conectadas a un sistema de cámara de equilibrio que asegura - en cada instante - que la cantidad de líquido que fluye hacia la línea 19 es idéntica a la cantidad de fluido que sale de la línea 13. Desde un punto de vista estructural, uno o más de los recipientes 104, 107, 16, 23 pueden ser recipientes de plástico desechables. Las líneas 6, 7 de sangre y la unidad de filtración también pueden ser componentes desechables de plástico que pueden montarse al comienzo de la sesión de tratamiento y luego desecharse al final de la sesión de tratamiento. Se han descrito bombas, p. ej. bombas peristálticas o bombas de desplazamiento positivo, como medios para regular el flujo de fluido a través de cada una de las líneas; sin embargo, cabe señalar que, alternativamente, se pueden adoptar otros medios de regulación del flujo tales como, por ejemplo, válvulas o combinaciones de válvulas y bombas. Las balanzas pueden comprender sensores piezoeléctricos, galgas extensométricas, sensores de resorte o cualquier otro tipo de transductor capaz de detectar fuerzas aplicadas sobre ellos. The apparatus 1 comprises a treatment unit 2 (such as a hemofilter, an ultrafilter, a hemodiafilter, a dialyzer, a plasma filter and the like) having a primary chamber 3 and a secondary chamber 4 separated by a semipermeable membrane 5; depending on the treatment, the membrane 5 of the treatment unit 2 can be selected to have different properties and performances. A blood collection line 6 is connected to an inlet of the primary chamber 3, and a blood return line 7 is connected to an outlet of the primary chamber 3. The blood collection line 6, the primary chamber 3 and the blood return line 7 are part of an extracorporeal blood circuit, which is globally identified with the reference numeral 60 in Figures 1A and 1B. In use, the blood collection line 6 and the blood return line 7 are connected to a needle or catheter or other access device (not shown) which is then placed in fluid communication with the patient's vascular system so that blood may be drawn through the blood collection line, circulated through the primary chamber, and then returned to the patient's vascular system through the blood return line. As marked in Figure 1B by the curved arrow F, the normal flow of fluid imposed by the blood pump 11 is from the arterial connector 40 to the venous connector 41; therefore, the words "downstream" and "upstream" will be referred to in consideration of such flow. Figure 1A shows the blood flow rate Qbent and its normal flow direction. In a non-limiting solution, the blood collection line 6 and the blood return line 7 are made of transparent plastic material, allowing for example to identify the fluid flow, the presence of bubbles or air inside or even obstructions (via dedicated sensors). At least the inner part of the blood collection line and the blood return line, and particularly any part of the disposable circuit described herein, are made of a material specifically conceived for medical applications, and in particular of a plastic material that is compatible and does not release substances when coming into contact with body fluids and/or lipids, e.g. drug lipids or nutrients. Said plastic may be, for example, PVC, in particular high-quality medical PVC. An air separator, such as a bubble trap 8 may be present in the blood return line; The extracorporeal blood circuit is supported by one or more supports provided, in a conventional manner, by the support structure 70a of the apparatus 1. For example, as shown in Figure 12, the extracorporeal blood circuit 60 may be supported by a support 71 holding the bubble trap, by a support 72 holding the treatment unit 2, and by a support 73 located in correspondence of the blood pump. A safety clamp 9, controlled by a control unit 10 may be present on the blood return line downstream of the bubble trap 8. A bubble sensor 8a, for example associated with the bubble trap 8 or coupled to a portion of the line 7 between the bubble trap 8 and the clamp 9 may be present: if present, the bubble sensor is connected to the control unit 10 and sends signals to the control unit for the control unit to cause the clamp 9 to be closed in case one or more bubbles above certain safety thresholds are detected. The blood flow through the blood lines may be controlled by a blood pump 11, for example a peristaltic blood pump, acting either on the blood withdrawal line (as shown in figure 1) or on the blood return line. An operator may enter a set value for the blood flow rate Qb: the control unit 10, during treatment, is configured to control the blood pump according to the set blood flow rate. It should be noted that the control unit 10 may also be connected to a user interface 12, for example a graphical user interface, which receives operator inputs (such as, but not limited to, the blood flow rate set point) and displays the outputs of the apparatus. For example, the graphical user interface 12 may include a touch screen for displaying results while allowing user input, or a display screen and physical keys for entering user input, or a combination thereof. One end of a spent dialysate line 13 configured to evacuate an effluent fluid from the secondary chamber 4 is connected to an outlet of the secondary chamber 4 and its other end is connected to a drain which may be a discharge line or an effluent fluid container 14 (dashed lines in FIGS. 1 and 2) which collects the fluid withdrawn from the secondary chamber. An effluent fluid pump 17 operates in the spent dialysate line 13 under the control of the control unit 10 to regulate the flow rate Qdout of effluent fluid through the spent dialysate line. The net ultrafiltration (i.e. the net fluid removed from the blood through the semipermeable membrane of the treatment unit 2 may be determined by the flow rate difference between a dialysis fluid pump 21, in the fresh dialysis fluid line 19, and the effluent fluid pump 17. Alternatively (or in combination), the apparatus may also include an ultrafiltration line 25 branching off from the spent dialysate line 13 and provided with a respective ultrafiltration pump 27, also controlled by the control unit 10 to cause a flow rate QF along the ultrafiltration line. The embodiments of Figures 1A and 1B feature a predilution fluid line 15 connected to the blood collection line: this line 15 supplies replacement fluid from an infusion fluid container 16 connected at one end of the predilution fluid line. Although Figure 1A shows a predilution fluid line 15, the apparatus may also include a dialysis fluid pump 21, in the fresh dialysis fluid line 19, and the effluent fluid pump 17. Although the apparatus of FIG. 1A may use the container 16 as a source of infusion fluid, this should not be interpreted in a limiting manner: in fact, alternatively, the infusion fluid may come from an in-line preparation section. Note that, alternatively to the pre-dilution fluid line, the apparatus of FIG. 1A may include a post-dilution fluid line (not shown in FIG. 1A) connecting an infusion fluid container, or an in-line preparation section of infusion solution, to the blood return line. Finally, as a further alternative (not shown in FIG. 1A), the apparatus may include a pre-dilution fluid line and a post-infusion fluid line: in this case, each infusion fluid line may be connected to a respective infusion fluid container or may receive infusion fluid from a same infusion fluid source, such as a same infusion liquid container or an in-line preparation section. In case the infusion liquid is prepared in-line, the source of infusion fluid may be an in-line preparation section forming part of the apparatus 1 (i.e. such as the in-line preparation section 200 described hereinafter) or a separate device analogous to section 200 and connected to the infusion line(s) and configured to supply fluid to the post-dilution and/or pre-dilution lines (see FIG. 1A). Also, an infusion pump 18 operates in the infusion line 15 to regulate the flow rate Qrepi through the infusion line 15. Note that in the case of two infusion lines (pre-dilution and post-dilution), each infusion line may be provided with a respective infusion pump. The apparatus of Figure 1A further includes a fluid preparation line 19 connected at one end to a water inlet and at its other end to the inlet of the secondary chamber 4 of the filtration unit, for supplying fresh treatment liquid to the secondary chamber 4. A dialysis fluid pump 21 operates in the fluid preparation line, under the control of said control unit 10, to supply fluid from a source of fresh treatment liquid (such as a container or the section 200 for preparing fresh dialysis liquid on-line) to the secondary chamber at a flow rate Qdent. In the example of Figure 1A, the line 19 connects the hemodialyzer or hemodiafilter 2 to the on-line preparation section 200, which is configured to prepare the dialysis liquid: the section 200 comprises a main line 201, the upstream end of which is designed to be connected to a water supply. A first secondary line 102 and a second secondary line 103 are connected to the main line 201 and are configured to at least supply the necessary amount of a regulator and the necessary amount of electrolyte. The first secondary line 102, which can return back to the main line 201, is configured to accommodate a first container 104, such as a bag or cartridge or other container, containing a regulator. The line 102 is further equipped with a first metering pump 105 for metering the regulator into the fresh treatment liquid: as shown in Figure 1A, the pump may be located downstream of the first vessel 104. The operation of the pump 105 may be controlled by the control unit 10 based on the comparison between: 1) a set point value for the regulator concentration of the solution forming at the junction of the main line 201 and the first secondary line 102, and 2) the value of the regulator concentration of this mixture measured through a first probe 106 located either in the first secondary line, downstream of the first vessel 104, or in the main line 201, immediately downstream of the junction between the main line 201 and the first secondary line 102. Likewise, the free end of the second secondary line 103 is intended to receive fluid from the second vessel 107 containing a concentrated saline solution, e.g. electrolytes such as sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride and potassium chloride. In a variant, the second secondary line 103 can also return to the main line 201. It is also possible to provide a plurality of independent second secondary lines 103 in case it is desired to feed electrolytes or independent electrolyte compositions from the respective containers. Note that the second secondary line 103 is equipped with a second dosing pump 108 for dosing electrolytes into the fresh treatment liquid; The operation of the second metering pump depends on the comparison between 1) a conductivity set point value or an electrolyte concentration set point value for the solution formed at the junction of the main line 201 with the second secondary line 103, and 2) the conductivity or electrolyte concentration value of this solution measured through a second probe 109 located either in the second secondary line, downstream of the second vessel 107, or in the main line 201, immediately downstream of the junction between the main line 201 and the secondary line 103. Note that the specific nature of the concentrates contained in vessels 104 and 107 may vary depending on the circumstances and the type of fresh treatment fluid to be prepared. Furthermore, the nature and position of the first and second probes may depend on the type of regulator used, the type of electrolyte concentrate(s) adopted and the specific configuration of the circuit formed by the main line and the secondary lines. Also, as already mentioned above, there may be more than two secondary lines, with respective concentrate containers and respective dosing pumps, in case it is necessary to add a plurality of different types of substances for the preparation of the fresh treatment fluid. The second probe is generally a conductivity meter configured to measure the conductivity Oent of the dialysis fluid upstream of the filtration unit 2. Of course, the conductivity Oent of the dialysis fluid is set by the operator or set and controlled by the apparatus during the treatment. Likewise, the apparatus includes an additional conductivity meter 112 placed on the spent dialysate line 13 to detect the conductivity Os of the dialysis fluid downstream of the filtration unit 2. Both conductivity meters 109 and 112 provide the respective measurement signal to the control unit 10 of the apparatus. Flow sensors 110, 111 (either volumetric or mass type) may be used to measure the flow rate in each of the lines. The flow sensors are connected to the control unit 10. In the example of Figure 1A, where the infusion line 15 and the ultrafiltration line 25 lead to a respective container or bag 16, 23, scales may be used to detect the amount of fluid administered or collected. For example, the apparatus of Figure 1A includes a first scale 33 that serves to provide weight information W<1> regarding the amount of fluid collected in the ultrafiltration vessel 23 and a second scale 34 that serves to provide weight information W<2> regarding the amount of fluid delivered from the infusion vessel 16. The embodiment of Figure 1B shows an alternative apparatus 1 designed to administer acute treatments such as hemodialysis, hemofiltration, hemodiafiltration and ultrafiltration. In the apparatus shown in Figure 1B, the same components described for the embodiment of Figure 1A are identified by the same reference numerals and, therefore, are not described again. Unlike the hemodiafiltration apparatus of Figure 1A, the apparatus of Figure 1B does not feature on-line fluid preparation since all fluids are prepackaged in sterile containers. The fresh dialysis fluid is contained in a fresh dialysis container 43. Furthermore, the fluid line 19 and the effluent line 13 are of the disposable type and are directly and immovably linked to the treatment unit 2. Accordingly, the dialysis pump 21 and the effluent pump 17 are peristaltic pumps (and not volumetric pumps according to the embodiment of Figure 1A). The embodiment of Figure 1B presents the predilution fluid line 15 connected to the blood collection line 6: this line 15 supplies replacement fluid from the infusion fluid container 16 connected at one end of the predilution fluid line. Furthermore, the apparatus may further comprise the infusion pump 18, which operates on the infusion line 15 to regulate the flow rate Qrep through the infusion line. Note that, alternatively or in combination with the pre-dilution fluid line, the apparatus may include a post-dilution fluid line 28 connecting an infusion fluid container 29 to the blood return line 7. Another pump 30, for example a peristaltic pump, may act under the control of the control unit 10 on the post-dilution fluid line 28 and thus also be part of a means for regulating the flow through the fluid lines. Additionally, the disposable circuit shown in Fig. 1B may feature an additional infusion line 31 connected, at one end, to the blood collection line 6 positioned upstream of the blood pump 11 and, at its other end, to another infusion fluid container 32, which, for example, may contain a drug or a regional anticoagulant such as a citrate solution. This additional infusion line is referred to herein as the pre-dilution infusion line 31 of the blood prepump. The regulating means comprises a pre-blood pump (PBP) 22, for example a peristaltic pump controlled by the control unit 10, which acts on a segment of the pre-dilution infusion line 31 of the pre-blood pump to regulate the infusion flow rate Qpbp of the pre-blood pump. The pump 22 is normally part of the apparatus 1 and is therefore not part of the disposable set. Alternatively or in combination with the above-mentioned fluid lines, the apparatus of Figure 1B may comprise one or more auxiliary lines 42, which are connected, at one end, to a blood withdrawal line 6. Figure 2 shows a single auxiliary line. Another pump, not shown in Figure 2, for example a peristaltic pump, may act under the control of the control circuit 10 in the auxiliary line and thus also be part of said means for regulating the flow through the fluid lines. In the embodiment of Figure 1A, the apparatus includes a first scale 33 operative to provide weight information W<1> with respect to the amount of fluid collected in the ultrafiltration vessel 23 and a second scale 34 operative to provide weight information W<1> with respect to the amount of fluid collected in the infusion fluid container 16. All of the scales are connected to the control unit 10 and provide such weight information Wi for the control unit to determine the actual amount of fluid in each vessel as well as the actual flow rate of fluid delivered or received into each vessel. Figure 1B further includes third, fourth, and fifth scales 35, 36, 37 for respectively sensing the weight of the fresh dialysis vessel 43, the citrate infusion vessel 32, and the post-infusion fluid container 29. In the example of Figure 1A, to monitor the fluid balance between the amount of fluid supplied to the secondary chamber 4 and the amount of fluid withdrawn from the secondary chamber, flow sensors 110, 111 positioned on the fresh dialysate line and the spent dialysate line 13 provide the control unit 10 with signals indicative of the fluid flow through the respective lines and the scale(s) provide weight information enabling the control unit to calculate the flow rate through the ultrafiltration line 25 and, if present, through the infusion line 15. The control unit is configured to control at least the pumps 17, 21 and 27 to ensure that a prescribed removal of fluid from the patient is achieved over the course of a prescribed treatment time, as required by the prescription provided to the control unit, e.g., via the user interface 12. Note that other fluid balancing systems may be used: for example, in case the apparatus includes a container as a source of fresh treatment fluid and a container for collecting waste (see Figure 1B), scales may be used to detect the amount of fluid delivered or collected by each container and then inform the control unit accordingly. As a further alternative, systems based on volumetric control may be used where the preparation line 19 and the spent dialysate line 13 are connected to a balance chamber system which ensures - at each instant - that the amount of fluid flowing into the line 19 is identical to the amount of fluid leaving the line 13. From a structural point of view, one or more of the containers 104, 107, 16, 23 may be disposable plastic containers. The blood lines 6, 7 and the filtration unit may also be disposable plastic components which may be assembled at the beginning of the treatment session and then disposed of at the end of the treatment session. Pumps, e.g. peristaltic pumps or positive displacement pumps, have been described as means of regulating the flow of fluid through each of the lines; however, it should be noted that alternatively other means of regulating flow may be adopted such as, for example, valves or combinations of valves and pumps. The scales may comprise piezoelectric sensors, strain gauges, spring sensors or any other type of transducer capable of sensing forces applied to them.

Descripción del sensor Sensor Description

El sensor según la presente divulgación explota la variación de las propiedades físicas de una radiación óptica para detectar alteraciones del flujo en un fluido que comprende sangre que fluye hacia el segmento 101 de un tubo o conducto para el tratamiento de sangre extracorpóreo. De ello se deduce que el segmento 101 deberá proporcionar cierta transparencia a las longitudes de onda de radiación óptica involucradas en la medición. En particular, el sensor 100 objeto de la presente divulgación permite detectar variaciones en la concentración de sangre y en particular de los glóbulos rojos a lo largo del tiempo, a través de lo cual es posible identificar un latido del corazón y por tanto un ritmo cardiaco; con más detalle, cuando se irradia con una radiación óptica adecuada, la transmisión de la radiación a través de la sangre varía según su concentración, en particular en función de la concentración de glóbulos rojos, que a su vez varía de acuerdo con los picos de flujo producidos por los latidos del corazón. Por lo tanto, contando la cadencia de los picos de flujo, es decir, los picos (o correspondientemente las reducciones) de la transmisión de radiación, es posible detectar los latidos del corazón y por tanto la frecuencia con la que late el corazón. The sensor according to the present disclosure exploits the variation in the physical properties of an optical radiation to detect alterations in the flow in a fluid comprising blood flowing towards the segment 101 of a tube or conduit for extracorporeal blood treatment. It follows that the segment 101 should provide a certain transparency to the wavelengths of optical radiation involved in the measurement. In particular, the sensor 100 object of the present disclosure makes it possible to detect variations in the concentration of blood and in particular of red blood cells over time, through which it is possible to identify a heartbeat and therefore a heart rhythm; in more detail, when irradiated with a suitable optical radiation, the transmission of the radiation through the blood varies according to its concentration, in particular as a function of the concentration of red blood cells, which in turn varies according to the flow peaks produced by the heartbeats. Thus, by counting the cadence of the flux peaks, i.e. the peaks (or correspondingly the decreases) in radiation transmission, it is possible to detect the heartbeats and therefore the frequency with which the heart beats.

El sensor 100 según la presente divulgación no es invasivo y permite una monitorización continua de los latidos del corazón que puede durar sin interrupción significativa durante cualquier tiempo deseado, y durante toda la duración del tratamiento sanguíneo según lo requiera la terapia estándar o aguda a la que esté sometido el paciente. Dado que durante el funcionamiento normal ninguna parte del sensor entra en contacto con la sangre del usuario, el sensor objeto de la presente divulgación es reutilizable y, por tanto, no constituye un dispositivo de los llamados desechables. De esta forma, se puede disponer alguna inteligencia de procesamiento a bordo del mismo, sin implicar costos de intercambio relevantes, que de otro modo estarían presentes en cualquier caso en el que los sensores conocidos entran en contacto con la sangre. El sensor 100 está en particular colocado sobre un segmento del circuito sanguíneo, específicamente de la línea 6 de extracción de sangre y/o la línea 7 de retorno de sangre. Se puede usar más de un sensor 100 dependiendo de las circunstancias y colocarlos en diferentes posiciones a lo largo del conducto. De forma no limitativa, cualquier parte electrónicamente sensible del circuito dispuesta dentro del cuerpo del sensor deberá estar debidamente protegida contra agentes externos, de acuerdo con un estándar IP apropiado, de modo que, si fuera el caso, el sensor pueda lavarse, limpiarse, esterilizarse o desinfectarse de una manera conveniente sin riesgos significativos de dañarlo y sin contaminar las líneas de sangre cuando se instale de nuevo para tratamientos posteriores. The sensor 100 according to the present disclosure is non-invasive and allows continuous monitoring of the heartbeat that can last without significant interruption for any desired time, and for the entire duration of the blood treatment as required by the standard or acute therapy to which the patient is subjected. Since during normal operation no part of the sensor comes into contact with the user's blood, the sensor object of the present disclosure is reusable and therefore does not constitute a so-called disposable device. In this way, some processing intelligence can be arranged on board it, without involving relevant exchange costs, which would otherwise be present in any case where known sensors come into contact with blood. The sensor 100 is in particular placed on a segment of the blood circuit, specifically the blood extraction line 6 and/or the blood return line 7. More than one sensor 100 can be used depending on the circumstances and placed in different positions along the conduit. In a non-limiting manner, any electronically sensitive part of the circuit arranged within the sensor body shall be adequately protected against external agents, in accordance with an appropriate IP standard, so that, if necessary, the sensor can be washed, cleaned, sterilized or disinfected in a convenient manner without significant risks of damaging it and without contaminating blood lines when it is reinstalled for subsequent treatments.

En términos generales, y según la representación esquemática de la figura 2, el sensor 100 comprende al menos una fuente óptica 55 que emite una radiación óptica a través del segmento 101 de conducto que está lleno de un fluido que comprende sangre. La radiación óptica atraviesa así las paredes del segmento 101 de conducto y el fluido contenido en él, luego llega a un sensor óptico 57 que es capaz de detectar al menos una variación de amplitud de la radiación óptica recibida. El sensor transmite una señal 200R de salida que luego se procesa adecuadamente para extraer el ritmo cardiaco. En una realización particular divulgada en la figura 3, el sensor 100 comprende una carcasa 51 de plástico, representada sólo esquemáticamente en los dibujos adjuntos. La carcasa 51 está diseñada para acoplarse firmemente al segmento 61 de línea sanguínea del circuito sanguíneo extracorpóreo 60, donde es necesario medir los parámetros de sangre o plasma. La carcasa 51 puede ser un cuerpo independiente o puede estar unida o ser parte de una estructura 70a de soporte del aparato. Por ejemplo, la carcasa 51 puede fijarse al panel frontal de la estructura de soporte (ver figura 12) y configurarse para recibir al menos un (en los ejemplos de los dibujos sólo uno) segmento 61 del circuito sanguíneo extracorpóreo. Para este fin, la carcasa 51 puede tener una forma directamente contraria a una porción de un tubo de línea de sangre, concretamente a un segmento de sección transversal circular de un tubo de plástico transparente flexible de una línea 6 de extracción de sangre o una línea 7 de retorno de sangre. La carcasa puede ser una carcasa de apertura y cierre que define un paso directo interior 52 destinado a recibir el tubo del circuito sanguíneo. In general terms, and according to the schematic representation of Figure 2, the sensor 100 comprises at least one optical source 55 that emits optical radiation through the conduit segment 101 that is filled with a fluid comprising blood. The optical radiation thus passes through the walls of the conduit segment 101 and the fluid contained therein, then reaches an optical sensor 57 that is capable of detecting at least one amplitude variation of the received optical radiation. The sensor transmits an output signal 200R that is then suitably processed to extract the heart rate. In a particular embodiment disclosed in Figure 3, the sensor 100 comprises a plastic housing 51, represented only schematically in the attached drawings. The housing 51 is designed to be firmly coupled to the blood line segment 61 of the extracorporeal blood circuit 60, where it is necessary to measure the blood or plasma parameters. The housing 51 may be an independent body or may be attached to or be part of a support structure 70a of the apparatus. For example, the housing 51 may be secured to the front panel of the support structure (see Figure 12) and configured to receive at least one (in the drawing examples only one) segment 61 of the extracorporeal blood circuit. For this purpose, the housing 51 may have a shape directly opposite to a portion of a blood line tubing, namely a circular cross-sectional segment of a flexible transparent plastic tubing of a blood collection line 6 or a blood return line 7. The housing may be an openable and closable housing defining a through interior passage 52 for receiving the blood circuit tubing.

De forma notable, la carcasa 51 puede estar hecha de dos o más partes 51a, 51b ya sea separadas o unidas entre sí, p. ej. con bisagras, para definir una configuración desacoplada (ver fig. 3a) y una configuración acoplada (ver fig. 3). En la configuración acoplada, el paso directo 52 tiene forma contraria al tubo que va a recibir para acoplarse perfectamente con él y recibir el tubo. Cabe señalar que la primera parte 51 a define una primera porción de la porción formada al contrario que el paso directo 52, mientras que la segunda parte 51b define una segunda porción de la porción formada al contrario que el paso directo 52: con más detalle, en las figuras adjuntas esas partes son mitades de círculo de idéntica forma. Los dibujos esquemáticos ilustran una situación en la que el tubo de sangre flexible está acoplado al sensor 100. Sin embargo, la carcasa 51 puede tener una forma alternativa para acoplarse con una cubeta rígida (tal como la cubeta para el sensor Hemoscan® de Baxter). En tal caso, el tubo flexible del circuito sanguíneo tiene la cubeta rígida correctamente aplicada de modo que la sangre que fluye en el circuito sanguíneo extracorpóreo 60 pase a través de la propia cubeta; en este último caso, el paso directo tiene forma contraria a la superficie exterior de la cubeta, que no es necesariamente redondeada sino que, alternativamente, puede tener superficies exteriores planas (sección poligonal). Notably, the housing 51 may be made of two or more parts 51a, 51b either separated or joined together, e.g. with hinges, to define an uncoupled configuration (see Fig. 3a) and a coupled configuration (see Fig. 3). In the coupled configuration, the through passage 52 is shaped contrary to the tube it is to receive so as to perfectly couple it and receive the tube. It should be noted that the first part 51a defines a first portion of the portion formed contrary to the through passage 52, while the second part 51b defines a second portion of the portion formed contrary to the through passage 52: in more detail, in the attached figures those parts are half circles of identical shape. The schematic drawings illustrate a situation where the flexible blood tube is coupled to the sensor 100. However, the housing 51 may have an alternative shape to couple with a rigid cuvette (such as the cuvette for the Hemoscan® sensor from Baxter). In such a case, the flexible tube of the blood circuit has the rigid cuvette correctly applied so that the blood flowing in the extracorporeal blood circuit 60 passes through the cuvette itself; in this latter case, the through passage has a shape contrary to the outer surface of the cuvette, which is not necessarily rounded but may alternatively have flat outer surfaces (polygonal section).

Está claro que en caso de que la carcasa deba aplicarse al tubo circular flexible del circuito sanguíneo extracorpóreo 60, cualquier posición del sensor a lo largo de la línea 6 de extracción de sangre o de la línea 7 de retorno de sangre es adecuada. En caso de que el sensor 100 tenga un paso directo en forma contraria a una cubeta específica, el sensor debe aplicarse en correspondencia con la propia cubeta para su correcto funcionamiento. It is clear that in case the housing is to be applied to the flexible circular tube of the extracorporeal blood circuit 60, any position of the sensor along the blood collection line 6 or the blood return line 7 is suitable. In case the sensor 100 has a direct passage in the opposite way to a specific cuvette, the sensor must be applied in correspondence with the cuvette itself for its correct operation.

La carcasa 51 puede estar hecha de un material de alta absorción que impida que la luz ambiental externa llegue a los receptores. Esto ayuda a reducir el riesgo de que las fuentes de radiación óptica externas influyan negativamente en la lectura de los latidos del corazón proporcionando picos o reducciones espurios de la amplitud de la luz, en particular cuando dichos picos o reducciones tienen una frecuencia próxima a la de un latido cardíaco fisiológico. The housing 51 may be made of a highly absorbing material which prevents external ambient light from reaching the receivers. This helps to reduce the risk of external optical radiation sources adversely influencing the heartbeat reading by providing spurious peaks or dips in the amplitude of the light, particularly when such peaks or dips are close in frequency to that of a physiological heartbeat.

El sensor 100 comprende al menos una fuente 53 de señal para dirigir una señal hacia la sangre a lo largo de un eje 54 de emisión. La fuente 53 de señal puede incluir cualquier emisor de señal adecuado, como un emisor óptico (o acústico) que dirija una señal emitida adecuada hacia el interior del tubo por donde fluye la sangre. En realizaciones de la presente invención, la fuente 53 de señal incluye una fuente de radiación electromagnética, particularmente una fuente de luz tal como una fuente LED, un SLED o una fuente láser. En la siguiente descripción, nos referimos a un emisor óptico y en detalle a un emisor LED 55; sin embargo, esto no debe interpretarse como limitante. Se ha observado que el pico de longitud de onda no limitante de la radiación óptica transmitida por la fuente 53 de señal se establece en 800-810 nm, correspondiente al punto del espectro de absorción de Hgb donde la absorción no depende de la oxigenación. De nuevo, esto no debe considerarse un aspecto limitante; de hecho, en principio, para la presente solicitud se puede utilizar cualquier radiación óptica en el campo de la luz infrarroja o roja. En una realización sencilla como la descrita en la figura 2, la fuente 53 de señal puede comprender un LED multimodo simple, no coherente, que transmite una radiación óptica con un primer pico de longitud de onda Á<1>dentro de la región infrarroja o roja, o dentro de una ventana de emisión predeterminada de longitudes de onda (o frecuencias) en donde cae dicho primer pico de longitud de onda Ai. La implementación específica de la fuente 53 de señal incluye por lo demás un emisor LED de múltiples longitudes de onda (concretamente, MTMD6788594SMT6, Marktech Optoelectronics, NY, EE.UU.) utilizado para la emisión de luz. El emisor 55 en particular incluye 5 LED en el mismo chip, con picos de longitud de onda A<1>, A<2>, A<3>, A<4>, A<5>, en las bandas roja/infrarroja. Estos cinco LED emiten radiación óptica con picos de longitud de onda diferentes entre sí. De esta forma, se puede obtener una diversidad de longitudes de onda (o equivalentemente de frecuencia) con el fin de aumentar la precisión de la detección del latido del corazón y para reducir cualquier influencia externa en la lectura del latido del corazón. The sensor 100 comprises at least one signal source 53 for directing a signal towards the blood along an emission axis 54. The signal source 53 may include any suitable signal emitter, such as an optical (or acoustic) emitter that directs a suitable emitted signal towards the interior of the tube through which the blood flows. In embodiments of the present invention, the signal source 53 includes a source of electromagnetic radiation, particularly a light source such as an LED source, a SLED or a laser source. In the following description, we refer to an optical emitter and in detail to an LED emitter 55; however, this should not be construed as limiting. It has been observed that the non-limiting wavelength peak of the optical radiation transmitted by the signal source 53 is set at 800-810 nm, corresponding to the point of the Hgb absorption spectrum where absorption is not dependent on oxygenation. Again, this should not be considered a limiting aspect; In fact, in principle, any optical radiation in the infrared or red light field can be used for the present application. In a simple embodiment as described in Figure 2, the signal source 53 may comprise a simple, non-coherent multimode LED transmitting an optical radiation with a first wavelength peak Á<1> within the infrared or red region, or within a predetermined emission window of wavelengths (or frequencies) where said first wavelength peak Ai falls. The specific implementation of the signal source 53 further includes a multi-wavelength LED emitter (specifically MTMD6788594SMT6, Marktech Optoelectronics, NY, USA) used for the light emission. The emitter 55 in particular includes 5 LEDs on the same chip, with wavelength peaks A<1>, A<2>, A<3>, A<4>, A<5>, in the red/infrared bands. These five LEDs emit optical radiation with wavelength peaks that are different from each other. In this way, a diversity of wavelengths (or equivalently of frequency) can be obtained in order to increase the accuracy of heartbeat detection and to reduce any external influence on the heartbeat reading.

La fuente 53 comprende además una fibra óptica 56 que tiene un extremo 56a acoplado con el emisor 55 de señal y el otro extremo 56b fijado a la carcasa 51 y colocado para dirigir la radiación óptica hacia la sangre a lo largo del eje 54 de emisión de la fuente 53. Como se muestra en la figura 3, el segundo extremo 56b de la fibra óptica 56 se coloca en la porción formada al contrario y mira hacia el tubo en una condición de acoplamiento de la carcasa con el segmento 61 de tubo. The source 53 further comprises an optical fiber 56 having one end 56a coupled with the signal emitter 55 and the other end 56b fixed to the housing 51 and positioned to direct the optical radiation toward the blood along the emission axis 54 of the source 53. As shown in Figure 3, the second end 56b of the optical fiber 56 is positioned in the counter-shaped portion and faces the tube in a condition of coupling the housing with the tube segment 61.

El sensor 100 comprende una pluralidad de detectores 57 para recibir la señal emitida por dicha fuente después de pasar al menos parcialmente a través de la sangre; en particular los detectores 57 recogen la señal reflejada, la señal dispersada y/o la señal transmitida dependiendo de su posición respectiva. Puesto que el emisor 55 es un emisor LED, los detectores 57 pueden comprender receptores 58 de fotodiodo. En una realización, los detectores 57 están colocados en diferentes grados angulares con respecto al eje 54 de emisión. Con más detalle, el sensor 50 de la figura 3 incluye cuatro detectores 57 diferentes para recibir la radiación electromagnética de la fuente 53, estando colocado un primer receptor PD1 de fotodiodo a aproximadamente 180° con respecto al eje 54 de emisión de la fuente de señal, estando colocado un segundo receptor PD2 de fotodiodo a aproximadamente 90° con respecto al eje de emisión de la fuente de señal, estando colocado un tercer receptor PD3 de fotodiodo a aproximadamente 45° con respecto al eje de emisión de la fuente de señal, estando colocado un cuarto receptor PD4 de fotodiodo a aproximadamente 0° con respecto al eje de emisión de la fuente de señal. Por supuesto, se pueden usar más (o menos) de 4 receptores dependiendo de la necesidad específica y también se pueden colocar más de un receptor en el mismo grado angular con respecto al eje 54 de emisión de la fibra óptica. Más específicamente todos los detectores 57 están dispuestos en un mismo plano, que a su vez coincide con el plano en el que está dispuesta la fuente 53. Esto permite realizar una diversidad espacial de detección que, cuando está presente, coopera con la emisión de múltiples longitudes de onda de la radiación óptica para aumentar aún más la calidad de la lectura del latido del corazón y hace que el sensor 100 sea más resistente a las influencias de la radiación externa. Cada detector 57 está configurado para recibir la señal emitida por la fuente de señal (y debidamente reflejada, dispersada o transmitida) radialmente a lo largo de la sección normal del flujo sanguíneo en el tubo del aparato de tratamiento de sangre extracorpóreo. El nuevo sistema de medición amplía la arquitectura del diseño tradicional para recoger la luz en diferentes ángulos geométricos con respecto al emisor, permitiendo la discriminación entre luz reflejada, dispersada y transmitida. Una pérdida de luz transmitida debido a un aumento de la dispersión no se detecta erróneamente como un aumento de la absorbancia si, al mismo tiempo, la luz dispersada es captada por un receptor diferente. Para lograr la configuración anterior, cada detector 57 incluye una respectiva fibra óptica 59, de la cual un extremo está colocado en correspondencia con el segmento 61 y el otro extremo está acoplado a un receptor, en detalle un receptor de fotodiodo. Con más detalle, el extremo de la fibra óptica 59 en correspondencia con el segmento 101 se fija a la carcasa 51 y se coloca en la porción formada al contrario y mirando hacia el segmento 101 en una condición de acoplamiento de la carcasa con el segmento 101. Tal como se ha mencionado, todos los canales para recibir las señales están ubicados radialmente a lo largo de la sección normal del flujo sanguíneo, excepto el canal de reflexión (0°) que está ligeramente desplazado a lo largo de la dirección del flujo para permitir la colocación de la fibra 56 de emisión. Tanto la radiación óptica emitida como la recogida se acoplan hacia y desde el segmento 101 usando, por ejemplo, fibra óptica plástica (ESKA GH4001, Mitsubishi Rayon). Los receptores de fotodiodos 58 pueden tener una mecánica de acoplamiento de fibra específica (por ejemplo, IFD91, Industrial Fiber Optics, Tempe, EE.UU.) para los canales de recogida de luz correspondientes a PD1-4 en la Fig. 3. The sensor 100 comprises a plurality of detectors 57 for receiving the signal emitted by said source after passing at least partially through the blood; in particular the detectors 57 collect the reflected signal, the scattered signal and/or the transmitted signal depending on their respective position. Since the emitter 55 is an LED emitter, the detectors 57 may comprise photodiode receivers 58. In one embodiment, the detectors 57 are positioned at different angular degrees with respect to the emission axis 54. In more detail, the sensor 50 of Figure 3 includes four different detectors 57 for receiving electromagnetic radiation from the source 53, a first photodiode receiver PD1 being positioned at approximately 180° with respect to the emission axis 54 of the signal source, a second photodiode receiver PD2 being positioned at approximately 90° with respect to the emission axis of the signal source, a third photodiode receiver PD3 being positioned at approximately 45° with respect to the emission axis of the signal source, a fourth photodiode receiver PD4 being positioned at approximately 0° with respect to the emission axis of the signal source. Of course, more (or less) than 4 receivers may be used depending on the specific need and also more than one receiver may be positioned at the same angular degree with respect to the emission axis 54 of the optical fiber. More specifically all detectors 57 are arranged in a single plane, which in turn coincides with the plane in which the source 53 is arranged. This allows for spatial diversity of detection which, when present, cooperates with the emission of multiple wavelengths of optical radiation to further increase the quality of the heartbeat reading and makes the sensor 100 more resistant to external radiation influences. Each detector 57 is configured to receive the signal emitted by the signal source (and appropriately reflected, scattered or transmitted) radially along the normal section of blood flow in the tubing of the extracorporeal blood treatment apparatus. The new measurement system extends the architecture of the traditional design to collect light at different geometric angles with respect to the emitter, allowing discrimination between reflected, scattered and transmitted light. A loss of transmitted light due to increased scattering is not erroneously detected as an increase in absorbance if, at the same time, the scattered light is picked up by a different receiver. To achieve the above configuration, each detector 57 includes a respective optical fiber 59, one end of which is positioned in correspondence with the segment 61 and the other end is coupled to a receiver, in detail a photodiode receiver. In more detail, the end of the optical fiber 59 in correspondence with the segment 101 is fixed to the housing 51 and is positioned in the portion formed opposite and facing the segment 101 in a coupling condition of the housing with the segment 101. As mentioned, all the channels for receiving the signals are positioned radially along the normal section of the blood flow, except the reflection channel (0°) which is slightly offset along the flow direction to allow the positioning of the emission fiber 56. Both the emitted and collected optical radiation are coupled to and from the segment 101 using, for example, plastic optical fiber (ESKA GH4001, Mitsubishi Rayon). The photodiode receivers 58 may have specific fiber coupling mechanics (e.g., IFD91, Industrial Fiber Optics, Tempe, USA) for the light collection channels corresponding to PD1-4 in Fig. 3.

Los receptores 58 de fotodiodo están alojados en una placa 60a de circuito impreso junto con un circuito analógico 62 para amplificación de la transimpedancia; el circuito 62 para amplificación de la transimpedancia incluye un convertidor de corriente a voltaje (por ejemplo implementado usando un amplificador operacional). El circuito 62 puede usarse para amplificar la salida de corriente de los receptores 58 de fotodiodo. Los convertidores de corriente a voltaje se utilizan con fotodiodos que tienen una respuesta de corriente que es más lineal que la respuesta de voltaje (es común que la respuesta de corriente tenga una linealidad superior al 1 % en un amplio intervalo de entrada de luz). El amplificador de transimpedancia presenta una baja impedancia al fotodiodo y lo aísla del voltaje de salida del amplificador operacional. Existen varias configuraciones diferentes de amplificadores de transimpedancia, siendo el único factor que todos tienen en común el requisito de convertir la corriente de bajo nivel de un sensor en voltaje. La placa 60a de circuito impreso incluye además una etapa 63 de filtrado de paso bajo y una etapa de amplificación de ganancia. La frecuencia de corte del filtro 63 de paso bajo se establece, por ejemplo, en 30 Hz. Esto ayuda a reducir el ruido no deseado que puede afectar al procesamiento de señal que se realiza en la señal 200R de salida que produce el detector. El filtro 63 de paso bajo se puede configurar además a una frecuencia más baja, p.ej. inferior a 10Hz, particularmente igual o inferior a 5 Hz o 4 Hz, para limitar aún más el ancho de banda superior de la señal 200R de salida. La ganancia se establece en valores específicos del canal, basándose en pruebas y calibraciones preliminares. Las señales analógicas se convierten luego en señales digitales mediante un convertidor 64 adecuado. Con más detalle, las salidas analógicas se muestrean a una velocidad de 100 Hz con una resolución de 12 bits utilizando una tarjeta DAQ NI USB-6008 (National Instruments Italy Sri, Milán, Italia) y se registran mediante un LabView Virtual Instrument personalizado. El emisor multi-LED, la placa de acondicionamiento de señal y la tarjeta DAQ se ensamblaron juntas en una carcasa impresa en 3D y se colocaron dentro de una caja metálica puesta a tierra (ver figura 3), como blindaje electromagnético, provista de unas aberturas 56, 59 para fibra óptica, conexión de datos y suministro de energía. En una realización concreta, cada uno de los detectores 57 está configurado para recibir una radiación óptica a una longitud de onda predeterminada o en una ventana de frecuencia predeterminada. Con más detalle, el primer detector 57 (PD1) está configurado para recibir radiación óptica en la primera longitud de onda Á<1>, o en una primera ventana de frecuencia que comprende dicha primera longitud de onda, el segundo detector 57 (PD2) está configurado para recibir radiación óptica en la segunda longitud de onda Á<2>, o en una segunda ventana de frecuencia que comprende dicha segunda longitud de onda, el tercer detector 57 (PD3) está configurado para recibir radiación óptica en la tercera longitud de onda Á3, o en una tercera ventana de frecuencia que comprende dicha tercera longitud de onda y el cuarto detector 57 (PD4) está configurado para recibir radiación óptica en la cuarta longitud de onda Á4, o en una cuarta ventana de frecuencia que comprende dicha cuarta longitud de onda. Las diversas longitudes de onda de radiación descritas anteriormente pueden usarse para detectar variaciones de flujo mediante el análisis más o menos específico del flujo de hematocrito y de la osmolaridad; ya que los efectos de la osmolaridad pueden detectarse y desacoplarse, también se puede obtener una mejor estimación de la variación del volumen sanguíneo. El uso de varios canales para detectar la radiación en diferentes longitudes de onda permite determinar y eliminar efectos no deseados y, aún mejor, permite detectar los latidos del corazón porque la influencia en la transmisión general de la radiación viene dada por dos propiedades diferentes de la sangre. Puede resultar que variaciones al menos de la amplitud de la radiación óptica recibida en algunos canales puedan ser más sensibles a parámetros específicos, mientras que el comportamiento de otros canales es más bien una mezcla de propiedades (hematocrito y osmolaridad). Las señales digitales se introducen en un controlador 65 para usarse en la detección del latido del corazón y del ritmo cardiaco a través del segmento 61 de tubo del aparato de tratamiento de sangre extracorpóreo, como se desprende de la siguiente descripción detallada. The photodiode receivers 58 are housed on a printed circuit board 60a together with an analog transimpedance amplification circuit 62; the transimpedance amplification circuit 62 includes a current to voltage converter (for example implemented using an operational amplifier). The circuit 62 can be used to amplify the current output of the photodiode receivers 58. Current to voltage converters are used with photodiodes that have a current response that is more linear than the voltage response (it is common for the current response to have better than 1% linearity over a wide range of light input). The transimpedance amplifier presents a low impedance to the photodiode and isolates it from the operational amplifier output voltage. There are several different configurations of transimpedance amplifiers, the one factor they all have in common being the requirement to convert the low level current of a sensor to voltage. The printed circuit board 60a further includes a low pass filter stage 63 and a gain amplification stage. The cut-off frequency of the low pass filter 63 is set to, for example, 30 Hz. This helps to reduce unwanted noise that may affect the signal processing performed on the output signal 200R produced by the detector. The low pass filter 63 may further be set to a lower frequency, e.g., less than 10 Hz, particularly at or below 5 Hz or 4 Hz, to further limit the upper bandwidth of the output signal 200R. The gain is set to channel specific values based on preliminary testing and calibration. The analog signals are then converted to digital signals by a suitable converter 64. In more detail, the analog outputs are sampled at a rate of 100 Hz with a 12-bit resolution using an NI USB-6008 DAQ card (National Instruments Italy Sri, Milan, Italy) and recorded using a custom LabView Virtual Instrument. The multi-LED emitter, the signal conditioning board and the DAQ card were assembled together in a 3D printed housing and placed inside a grounded metal box (see Figure 3), as electromagnetic shielding, provided with openings 56, 59 for optical fiber, data connection and power supply. In a particular embodiment, each of the detectors 57 is configured to receive optical radiation at a predetermined wavelength or in a predetermined frequency window. In more detail, the first detector 57 (PD1) is configured to receive optical radiation at the first wavelength Á<1>, or in a first frequency window comprising said first wavelength, the second detector 57 (PD2) is configured to receive optical radiation at the second wavelength Á<2>, or in a second frequency window comprising said second wavelength, the third detector 57 (PD3) is configured to receive optical radiation at the third wavelength Á3, or in a third frequency window comprising said third wavelength and the fourth detector 57 (PD4) is configured to receive optical radiation at the fourth wavelength Á4, or in a fourth frequency window comprising said fourth wavelength. The various radiation wavelengths described above can be used to detect flow variations by more or less specific analysis of hematocrit flow and osmolarity; since the effects of osmolarity can be detected and decoupled, a better estimate of blood volume variation can also be obtained. The use of several channels to detect radiation at different wavelengths allows undesired effects to be determined and eliminated and, even better, allows heartbeat detection because the influence on the overall transmission of radiation is given by two different properties of the blood. It may turn out that variations at least in the amplitude of the received optical radiation in some channels may be more sensitive to specific parameters, while the behavior of other channels is rather a mixture of properties (hematocrit and osmolarity). The digital signals are input to a controller 65 for use in detecting the heartbeat and heart rhythm through the tube segment 61 of the extracorporeal blood treatment apparatus, as will become clear from the following detailed description.

Procesamiento de señales y método para detectar latidos del corazón Signal processing and method for detecting heartbeats

El Solicitante ha entendido que una señal de respuesta medida (por ejemplo, una señal óptica) procedente de un detector (por ejemplo, de señal óptica) en un procedimiento para la detección de latidos del corazón se ve afectada al menos por la concentración de glóbulos rojos resultante de los pulsos que proporciona el corazón. Además, dicha concentración de glóbulos rojos también se ve afectada por los pulsos proporcionados por el funcionamiento cíclico de la bomba peristáltica. El Solicitante ha descubierto además que la señal informativa recibida por el uno o más detectores 57 no se ve sustancialmente alterada y/o no está sustancialmente relacionada o no es sustancialmente función de las variaciones de tamaño y/o de geometría de al menos una parte del segmento 101 en el que se recibe dicha señal de información, siendo dichas variaciones de tamaño y/o de geometría el resultado de dicha perturbación del flujo de la sangre que fluye por el segmento 101. Esto significa que incluso si el segmento 101 puede agrandarse y/o deformarse como resultado de los picos de flujo inducidos por el corazón o, sobre todo, por el funcionamiento de cualquiera de las bombas del aparato, finalmente, la fiabilidad y precisión de la detección de la frecuencia adecuada de los latidos del corazón no se ven sustancialmente afectadas. En este sentido, se observa que detectar la frecuencia de los latidos del corazón de acuerdo con la presente divulgación permite disminuir los requisitos de los materiales y/o del diseño del segmento 101, que puede ser muy duro o, por el contrario, blando; por el contrario, leer la frecuencia de los latidos del corazón a través de cualquier medición del latido del corazón mediante la evaluación de la deformación del segmento 101 puede requerir una consideración significativa de los materiales y tamaños utilizados para dimensionar el segmento 101. The Applicant has understood that a measured response signal (e.g., an optical signal) from a detector (e.g., an optical signal) in a method for detecting heartbeats is affected at least by the concentration of red blood cells resulting from the pulses provided by the heart. Furthermore, said concentration of red blood cells is also affected by the pulses provided by the cyclic operation of the peristaltic pump. The Applicant has further discovered that the information signal received by the one or more detectors 57 is not substantially altered and/or is not substantially related to or is not substantially a function of variations in size and/or geometry of at least a portion of the segment 101 in which said information signal is received, said variations in size and/or geometry being the result of said disturbance of the flow of blood flowing through the segment 101. This means that even if the segment 101 may be enlarged and/or deformed as a result of flow peaks induced by the heart or, above all, by the operation of any of the pumps of the apparatus, ultimately, the reliability and accuracy of the detection of the appropriate heartbeat frequency are not substantially affected. In this regard, it is noted that detecting the heartbeat frequency in accordance with the present disclosure makes it possible to reduce the requirements on the materials and/or design of the segment 101, which may be very hard or, on the contrary, soft; Conversely, reading the heartbeat rate through any heartbeat measurement by assessing the deformation of segment 101 may require significant consideration of the materials and sizes used to size segment 101.

La figura 4 muestra un esquema de bloques de las principales operaciones de procesamiento de señales realizadas a través del sensor 100 según la presente divulgación; cabe señalar que dicho procesamiento se describe a continuación como realizado por el controlador 65. Al menos parte, o cualquier parte, del procesamiento de señales puede realizarse mediante una unidad de procesamiento de datos que sea diferente del controlador 65 y puede estar dispuesta fuera del cuerpo del sensor 100. Cabe señalar además que, si bien la tecnología actual permite realizar al menos parte del procesamiento de señales descrito en el presente documento a través de software, p. ej. a través de un software cargado en una memoria accesible electrónicamente, p. ej. el controlador 65, al menos parte de los procesos y pasos de la siguiente descripción pueden realizarse o llevarse a cabo mediante etapas físicas, es decir, de hardware, que se muestran en la figura 4. Como se representa en la figura 4, después del receptor 58 de fotodiodo, se dispone un amplificador 62 de transimpedancia para transformar la señal de corriente generada por dicho detector 57 en una señal de salida de voltaje. La salida del amplificador 62 de transimpedencia alimenta la entrada del filtro 63 de paso bajo cuya salida a su vez alimenta las entradas del convertidor 64 analógico a digital, que realiza un muestreo de la señal, transformándolo de modo que la señal de salida que adicionalmente se procesará electrónicamente esté en el dominio numérico. Figure 4 shows a block diagram of the main signal processing operations performed through the sensor 100 according to the present disclosure; it should be noted that said processing is described below as being performed by the controller 65. At least part, or any part, of the signal processing may be performed by a data processing unit that is different from the controller 65 and may be arranged outside the body of the sensor 100. It should further be noted that while current technology allows at least part of the signal processing described herein to be performed through software, e.g. through software loaded into electronically accessible memory, e.g. the controller 65, at least part of the processes and steps of the following description may be performed or carried out through physical, i.e. hardware, steps shown in Figure 4. As shown in Figure 4, after the photodiode receiver 58, a transimpedance amplifier 62 is arranged to transform the current signal generated by said detector 57 into a voltage output signal. The output of the transimpedance amplifier 62 feeds the input of the low-pass filter 63 whose output in turn feeds the inputs of the analog-to-digital converter 64, which samples the signal, transforming it so that the output signal that will be further processed electronically is in the numerical domain.

Como se muestra esquemáticamente en la figura 5, y como se informa en el breve diagrama de flujo de la figura 7, una señal 200R de salida, producida como una salida después de la recepción de la señal óptica pasada a través de la sangre y del segmento 101 (estos pasos corresponden al bloque 1000 de la figura 5), se muestrea primero en una ventana 200 W de referencia de muestreo de una longitud predeterminada. La figura 5 muestra un ejemplo en el que dicha ventana tiene una longitud de 30 s, pero este ejemplo no pretende ser limitativo ya que la ventana 200 W de referencia de muestreo puede tener, por ejemplo, una duración igual o inferior a 1 minuto, o igual o inferior a 45 s, o igual o inferior a 30 s, o igual o inferior a 20 segundos, o igual o inferior a 15 segundos, o igual o inferior a 10 segundos. La porción de la señal 200R de salida contenida dentro de dicha ventana se denominará en lo sucesivo parte de referencia de la señal 200R de salida. Cabe señalar que cuanto más larga sea la ventana, mayor será el promediado de los resultados del procesamiento. Aunque alargar la ventana puede tener un efecto positivo al promediar picos ocasionales de ruido en la señal 200R de salida, se debe desaconsejar una longitud excesiva de la ventana para reducir el riesgo de una variación significativa de la frecuencia de los latidos del corazón en la misma, lo que podría comprometer la calidad de la lectura del ritmo cardiaco y del procesamiento posterior al que se somete la señal. As schematically shown in Figure 5, and as reported in the brief flow chart of Figure 7, an output signal 200R, produced as an output after receipt of the optical signal passed through the blood and the segment 101 (these steps correspond to block 1000 of Figure 5), is first sampled in a sampling reference window 200W of a predetermined length. Figure 5 shows an example where said window has a length of 30 s, but this example is not intended to be limiting since the sampling reference window 200W may have, for example, a duration equal to or less than 1 minute, or equal to or less than 45 s, or equal to or less than 30 s, or equal to or less than 20 seconds, or equal to or less than 15 seconds, or equal to or less than 10 seconds. The portion of the output signal 200R contained within such a window will hereinafter be referred to as the reference portion of the output signal 200R. It should be noted that the longer the window, the greater the averaging of the processing results. Although lengthening the window may have a positive effect by averaging out occasional noise spikes in the output signal 200R, excessive window length should be discouraged in order to reduce the risk of significant heartbeat frequency variation within the window, which could compromise the quality of the heart rate reading and the subsequent processing to which the signal is subjected.

En caso de que el controlador 65 se realice a través de etapas de procesamiento de hardware, la ventana de la señal 200R de salida en una ventana de referencia de muestreo 200W de una longitud predeterminada puede realizarse mediante una etapa 67 de ventana en el dominio del tiempo, operando con señales numéricas, cuya entrada es alimentada, en particular directamente alimentada, por la salida del convertidor 64 analógico a digital. In case the controller 65 is implemented via hardware processing stages, the windowing of the output signal 200R into a sampling reference window 200W of a predetermined length may be implemented by a time-domain window stage 67, operating with digital signals, the input of which is fed, in particular directly fed, by the output of the analog-to-digital converter 64.

La señal 200R de salida de la figura 5 no sólo contiene la información del latido del corazón realizada por los pulsos de flujo inducidos por el corazón del paciente, sino también un ruido no deseado, incluyendo el ruido no deseado que es producido por la bomba peristáltica 11 de sangre que funciona para forzar el flujo del líquido hacia el circuito sanguíneo, en particular hacia el segmento 101. Con más detalle, la figura 5 es el resultado de una señal sin procesar (no filtrada) en la salida del detector con las siguientes condiciones de prueba: The output signal 200R of Figure 5 contains not only the heartbeat information carried by the flow pulses induced by the patient's heart, but also unwanted noise, including unwanted noise that is produced by the peristaltic blood pump 11 operating to force the flow of fluid into the blood circuit, in particular into segment 101. In more detail, Figure 5 is the result of a raw (unfiltered) signal at the detector output under the following test conditions:

- flujo de fluido en el segmento 101 con la bomba peristáltica 11 de sangre ajustada a 200 ml/min, que para el aparato 1 de referencia utilizado para la prueba resulta en un ruido de bomba no deseado cuya frecuencia es de aproximadamente 1,0 Hz; - fluid flow in segment 101 with the peristaltic blood pump 11 set to 200 ml/min, which for the reference apparatus 1 used for the test results in an unwanted pump noise whose frequency is approximately 1.0 Hz;

- flujo de fluido en el segmento 101 con un simulador cardíaco ajustado a 70 bpm, cuya frecuencia nominal corresponde sustancialmente a 1,16 Hz. - fluid flow in segment 101 with a cardiac simulator set to 70 bpm, whose nominal frequency corresponds substantially to 1.16 Hz.

Posteriormente, a través del controlador 65, se efectúa un procesamiento electrónico adicional de la señal. En particular, la señal 200R de salida, y en particular su porción relevante dentro de la ventana antes mencionada, es sometida a una transformación en el dominio de la frecuencia, por ejemplo mediante la aplicación de una transformada de Fourier, en particular una transformada rápida de Fourier (este paso corresponde al bloque 1001 de la figura 7). Cabe señalar que la transformada rápida de Fourier puede no ser la única forma de calcular la transformación en el dominio de la frecuencia, pero es la seleccionada por el Solicitante ya que una de las realizaciones ilustrativas descritas en el presente documento funciona con una señal de salida en el dominio numérico, ya que fue convertida a la misma a través de los convertidores analógico a digital divulgados anteriormente. Subsequently, via the controller 65, further electronic processing of the signal is performed. In particular, the output signal 200R, and in particular its relevant portion within the aforementioned window, is subjected to a frequency domain transformation, for example by applying a Fourier transform, in particular a fast Fourier transform (this step corresponds to block 1001 of FIG. 7). It should be noted that the fast Fourier transform may not be the only way of calculating the frequency domain transformation, but it is the one selected by the Applicant since one of the illustrative embodiments described herein operates with an output signal in the numerical domain, as it was converted thereto via the analog-to-digital converters disclosed above.

La figura 6 muestra un diagrama de ejemplo del espectro de la señal de la figura 5 una vez convertida desde el dominio del tiempo al dominio de la frecuencia. Si el controlador 65 estuviera formado por etapas de procesador de señales de hardware, el paso de transformación de la parte de referencia en ventana de la señal 200R de salida desde el dominio del tiempo al dominio de la frecuencia se realiza a través de una etapa 68 de transformada de Fourier, particularmente una etapa que realiza un procesamiento según los algoritmos FFT, cuyas entradas son alimentadas directamente por la salida de la etapa 67 de ventana en el dominio del tiempo. La frecuencia máxima del espectro examinado se establece en 4 Hz; esto se hace p. ej. a través de la etapa 63 de filtro de paso bajo en el dominio del tiempo, o puede realizarse de otro modo mediante un corte duro de la transformada de Fourier a la frecuencia antes mencionada; la elección de una frecuencia máxima baja para el procesamiento electrónico del espectro se realiza ya que la búsqueda del latido se realiza considerando el armónico fundamental y el 2° armónico de la misma, que fisiológicamente y/o típicamente en la condición de reposo normal en la que se encuentra el paciente durante el tratamiento, no excede de 4 Hz. En cualquier caso, como medida de precaución, se pueden elegir frecuencias superiores, p. ej. hasta 30 Hz como se describió anteriormente cuando se analiza el funcionamiento del filtro 63 de paso bajo. Se observa que por debajo de 0,3 Hz, la amplitud del espectro aumenta rápidamente. Una vez más, el Solicitante ha considerado que la frecuencia fundamental de un corazón que late fisiológicamente, al menos en las condiciones de reposo en las que permanece el paciente durante el tratamiento, no está por debajo de 0,6 Hz, 0,5 Hz, 0,4 Hz o incluso 0,3 Hz. Por lo tanto, el Solicitante ha elegido seleccionar electrónicamente una primera ventana 200L de frecuencia inferior que contiene porciones de espectro que no son relevantes para la presente detección, y una ventana 200U de frecuencia superior que comienza con una frecuencia inferior justo por encima de la frecuencia más alta de la ventana 200L de frecuencia inferior. Esta última, en el diagrama de la figura 6, es de 0,6 Hz. La ventana de frecuencia inferior 200L queda excluida del procesamiento adicional de señales; esto ayuda a analizar una porción del espectro libre de ruidos no deseados muy relevantes, que se ha demostrado que está en la parte más baja del espectro y puede deberse, por ejemplo, al flujo de sangre dentro del segmento 101, a la respiración y/o a otras "alteraciones" fisiológicas o externas. Cualquier dato relevante sobre los límites de la ventana 200L de frecuencia inferior, p. ej. la frecuencia superior de la ventana 200L de frecuencia inferior y/o cualquier dato relevante relativo a la ventana 200U de frecuencia superior, p. ej. sus frecuencias más baja y más alta, se puede guardar cómodamente en una memoria 65m, dispuesta dentro del cuerpo del sensor 100 o de otro modo accesible operativamente al menos por la etapa 68 de transformada de Fourier. La ventana de interés es entonces la ventana 200U de frecuencia superior, que en el diagrama de ejemplo de la figura 6 comienza en la frecuencia más baja de 0,6 Hz y termina con una frecuencia superior de 4 Hz. En esas regiones se encuentra sustancialmente cualquier frecuencia cardiaca fisiológica fundamental, su 2° armónico y - en su caso, según se muestra - el armónico fundamental y al menos el 2° armónico de la bomba peristáltica 11. En realidad, el diagrama de la figura 6 muestra unos picos relevantes que están marcados con los números de referencia "1", "2", "3", "4" y "5" encerrados en un círculo. Entre ellos, la frecuencia fundamental de la bomba 11 está marcada con la frecuencia "fp" de referencia, y su 2° armónico está marcado con la frecuencia "fph<2>" de referencia; como puede verse, la transformada rápida de Fourier de la figura 6 muestra la frecuencia fundamental fp de la bomba 11 justo por debajo de 1 Hz y su 2° armónico justo por debajo de 2 Hz. La selección de la ventana 200U de frecuencia superior, o de otro modo el filtrado de la ventana 200L de frecuencia inferior, se pueden realizar mediante una etapa 69 de selección de ventana de frecuencia superior, en caso de que el controlador 65 comprenda etapas de procesamiento de señales de hardware. Puede observarse que la etapa 69 de selección de ventana de frecuencia superior en realidad se comporta como un filtro de paso alto, o un filtro de paso de banda cuya frecuencia más baja coincide sustancialmente con la frecuencia más alta de la ventana 200L de frecuencia inferior. Las entradas de la etapa 69 de selección de ventana de frecuencia superior son alimentadas por la salida de la etapa 68 de transformada de Fourier; las salidas de la etapa 69 de selección de ventana de frecuencia superior alimentan una etapa 70 de detección de picos cuyo funcionamiento se aclarará en la siguiente parte de la descripción. 6 shows an example diagram of the spectrum of the signal of FIG. 5 after it has been converted from the time domain to the frequency domain. If the controller 65 were formed by hardware signal processor stages, the step of transforming the windowed reference part of the output signal 200R from the time domain to the frequency domain is performed via a Fourier transform stage 68, particularly a stage performing processing according to FFT algorithms, the inputs of which are fed directly by the output of the time domain window stage 67. The maximum frequency of the examined spectrum is set to 4 Hz; this is done e.g. via the time domain low pass filter stage 63, or it can be performed otherwise by a hard cut-off of the Fourier transform at the above-mentioned frequency; the choice of a low maximum frequency for the electronic spectrum processing is made since the search for the heartbeat is performed considering the fundamental harmonic and the 2nd harmonic of the same, which physiologically and/or typically in the normal resting condition in which the patient is during the treatment, does not exceed 4 Hz. In any case, as a precautionary measure, higher frequencies can be chosen, e.g. up to 30 Hz as described above when analyzing the operation of the low-pass filter 63. It is observed that below 0.3 Hz, the amplitude of the spectrum increases rapidly. Once again, the Applicant has considered that the fundamental frequency of a physiologically beating heart, at least under the resting conditions in which the patient remains during treatment, is not below 0.6 Hz, 0.5 Hz, 0.4 Hz or even 0.3 Hz. The Applicant has therefore chosen to electronically select a first lower frequency window 200L containing portions of the spectrum which are not relevant to the present detection, and an upper frequency window 200U starting with a lower frequency just above the highest frequency of the lower frequency window 200L. The latter, in the diagram of Figure 6, is 0.6 Hz. The lower frequency window 200L is excluded from further signal processing; This helps to analyze a portion of the spectrum free of highly relevant unwanted noise, which has been shown to be in the lower part of the spectrum and may be due to, for example, blood flow within segment 101, respiration, and/or other physiological or external "disturbances." Any relevant data regarding the boundaries of the lower frequency window 200L, e.g. the upper frequency of the lower frequency window 200L and/or any relevant data regarding the upper frequency window 200U, e.g. its lowest and highest frequencies, may be conveniently stored in a memory 65m, disposed within the body of the sensor 100 or otherwise operatively accessible at least by the Fourier transform stage 68. The window of interest is then the upper frequency window 200U, which in the example diagram in Figure 6 starts at the lowest frequency of 0.6 Hz and ends with an upper frequency of 4 Hz. In these regions there are substantially any fundamental physiological heart rate, its 2nd harmonic and - where applicable, as shown - the fundamental harmonic and at least the 2nd harmonic of the peristaltic pump 11. Actually, the diagram in Figure 6 shows relevant peaks which are marked with the reference numbers "1", "2", "3", "4" and "5" enclosed in a circle. Among them, the fundamental frequency of the pump 11 is marked with the reference frequency "fp", and its 2nd harmonic is marked with the reference frequency "fph<2>"; As can be seen, the fast Fourier transform of Figure 6 shows the fundamental frequency fp of pump 11 just below 1 Hz and its 2nd harmonic just below 2 Hz. The selection of the upper frequency window 200U, or otherwise the filtering of the lower frequency window 200L, may be performed by an upper frequency window selection stage 69, should the controller 65 comprise hardware signal processing stages. It can be seen that the upper frequency window selection stage 69 actually behaves as a high pass filter, or a band pass filter whose lowest frequency substantially coincides with the highest frequency of the lower frequency window 200L. The inputs of the upper frequency window selection stage 69 are fed by the output of the Fourier transform stage 68; The outputs of the upper frequency window selection stage 69 feed a peak detection stage 70 whose operation will be clarified in the next part of the description.

La frecuencia fundamental del latido del corazón, como quedará más claro al leer la siguiente parte de la descripción, corresponde al pico "3" del espectro, y la frecuencia está marcada con el nombre de referencia "fHR". Se observa aquí que el diagrama también muestra un 2° armónico de esta frecuencia de latido del corazón, cuyo pico está designado con el número de referencia 200P. Cabe señalar que hasta este paso, la frecuencia de los latidos del corazón aún no se conoce y se recupera después de efectuar algunos otros pasos de procesamiento. En realidad, la frecuencia fundamental de la bomba 11 y, por tanto, su 2° armónico que, como cualquier 2° armónico, se encuentra nominalmente en el doble de la fundamental, es conocida por el controlador 65. De hecho, cualquier aparato 1 está provisto de una bomba específica 11, en particular, un conjunto específico de bombas en caso de que haya muchas de ellas, que para cualquier caudal preestablecido [l/min] giran a una velocidad angular predeterminada, es decir, sus rodillos comprimen y dejan expandir cíclicamente una porción de tubo a una frecuencia predeterminada. Por tanto, puede darse uno de los siguientes casos: The fundamental frequency of the heartbeat, as will become clearer when reading the next part of the description, corresponds to peak "3" of the spectrum, and the frequency is marked with the reference name "fHR". It is noted here that the diagram also shows a 2nd harmonic of this heartbeat frequency, the peak of which is designated with the reference number 200P. It should be noted that up to this step, the heartbeat frequency is not yet known and is retrieved after performing some further processing steps. In fact, the fundamental frequency of pump 11 and therefore its 2nd harmonic which, like any 2nd harmonic, is nominally twice the fundamental, is known to the controller 65. In fact, any apparatus 1 is provided with a specific pump 11, in particular a specific set of pumps in case there are many of them, which for any preset flow rate [l/min] rotate at a predetermined angular speed, i.e. their rollers cyclically compress and allow to expand a portion of pipe at a predetermined frequency. Thus, one of the following cases may occur:

- en caso de que pueda establecerse una tabla finita preestablecida de caudales para el funcionamiento de la bomba 11, la relación biunívoca caudal/frecuencia se presenta en una tabla almacenada de antemano en una memoria operativamente accesible para el controlador 65; - if a pre-established finite table of flow rates can be established for the operation of the pump 11, the biunique flow rate/frequency relationship is presented in a table stored in advance in a memory operatively accessible to the controller 65;

- en caso de que el usuario pueda establecer a voluntad un caudal no definido, puede disponerse en el aparato un sensor, p. ej. un sensor Hall, en particular en correspondencia sustancial con la bomba, para detectar directamente la frecuencia operativa de la propia bomba. Reanudando, y como se marca esquemáticamente en el bloque 1006 del diagrama de flujo de la figura 7, esta parte del procesamiento de señal comprende en general recuperar la frecuencia de funcionamiento de la bomba 11 que fuerza el flujo de fluido hacia el segmento relevante 101 al que está acoplado el sensor 100, y esta recuperación puede realizarse electrónicamente mediante una detección directa o cargando un valor desde una tabla. Por tanto, es evidente que los picos a los que se hace referencia en la figura 6 con las referencias "2" y "5" pueden identificarse claramente y luego descartarse mediante procesamiento electrónico adicional. En otras palabras, el procesamiento electrónico realizado por el controlador 65 comprende (bloque 1007 en el diagrama de flujo de la figura 7) una búsqueda y exclusión de la frecuencia fundamental fp de la bomba 11 y cualquiera de sus armónicos fph<2>, fph3,... fphn. En caso de que el controlador 65 se fabrique usando etapas de procesamiento de hardware, esta última operación puede realizarse mediante una etapa 71 de exclusión de picos de bomba, cuyas entradas son alimentadas por la salida de la etapa 70 de detección de picos. - in case the user can set at will an undefined flow rate, a sensor, e.g. a Hall sensor, may be arranged in the apparatus, in particular in substantial correspondence with the pump, to directly detect the operating frequency of the pump itself. Recapitulating, and as schematically marked in block 1006 of the flow diagram of Figure 7, this part of the signal processing generally comprises recovering the operating frequency of the pump 11 forcing the fluid flow towards the relevant segment 101 to which the sensor 100 is coupled, and this recovery may be performed electronically by direct detection or by loading a value from a table. It is therefore evident that the peaks referred to in Figure 6 by the references "2" and "5" can be clearly identified and then discarded by further electronic processing. In other words, the electronic processing performed by the controller 65 comprises (block 1007 in the flow diagram of Figure 7) a search and exclusion of the fundamental frequency fp of the pump 11 and any of its harmonics fph<2>, fph3, ... fphn. In case the controller 65 is manufactured using hardware processing stages, this last operation may be performed by a pump peak exclusion stage 71, the inputs of which are fed by the output of the peak detection stage 70.

Una realización particular del procesamiento divulgado en el presente documento implica establecer un umbral 200T de amplitud espectral antes de buscar cualquier pico de amplitud. Dicho valor umbral 200T puede ser fijo en el tiempo, o de algún modo adaptativo. En la figura 4, esta operación está representada esquemáticamente por la entrada 200T de la etapa 70 de detección de picos, que es alimentada por la salida de la etapa 69 de selección de ventana de frecuencia superior. Aunque se puede realizar una selección cuidadosa de los valores apropiados del umbral, el Solicitante muestra que la aplicación de un umbral permite reducir la carga de cálculo del controlador 65 y reduce los riesgos de lecturas falsas, siempre que sólo los picos cuya amplitud se encuentre más allá del umbral 200T se consideren como posibles frecuencias de señal útiles; esto ayuda a reducir el riesgo de interpretar un pico de ruido como un latido real. A particular embodiment of the processing disclosed herein involves setting a spectral amplitude threshold 200T before searching for any amplitude peaks. Such a threshold value 200T may be fixed in time, or in some way adaptive. In Figure 4, this operation is schematically represented by the input 200T of the peak detection stage 70, which is fed by the output of the upper frequency window selection stage 69. Although careful selection of appropriate threshold values may be performed, Applicant shows that applying a threshold allows to reduce the computational load of the controller 65 and reduces the risks of false readings, provided that only peaks whose amplitude lies beyond the threshold 200T are considered as possible useful signal frequencies; this helps to reduce the risk of interpreting a noise peak as a real heartbeat.

Según la aplicación del umbral, que según la figura 5 se fija en un valor 1 de referencia del espectro, sólo los picos identificados por las marcas "1", "3", "4" podría ser de interés potencial. Depending on the application of the threshold, which according to Figure 5 is set at a reference value of 1 of the spectrum, only the peaks identified by the marks "1", "3", "4" could be of potential interest.

Luego, el controlador 65 realiza un procesamiento electrónico adicional en el espectro tomando en consideración cualquier pico más allá (es decir, por encima) del umbral 200T (que se llama pico bajo prueba) y considerando la presencia de otro pico exactamente al doble de la frecuencia a la que se encuentra el pico bajo prueba. Luego, por cada pico bajo prueba cuya amplitud esté más allá del umbral 200T (particularmente moviéndose de frecuencias inferiores a superiores): The controller 65 then performs further electronic processing on the spectrum taking into consideration any peak beyond (i.e., above) the 200T threshold (which is called the peak under test) and considering the presence of another peak at exactly twice the frequency at which the peak under test is located. Then, for each peak under test whose amplitude is beyond the 200T threshold (particularly moving from lower to higher frequencies):

- si se encuentra un pico 200P a una frecuencia que corresponda exactamente al doble de la frecuencia del pico bajo prueba, esto significa que el pico bajo prueba corresponde a la señal de latido buscada, por lo que a la frecuencia de dicho pico se le asigna la referencia fHR; - if a 200P peak is found at a frequency that corresponds exactly to twice the frequency of the peak under test, this means that the peak under test corresponds to the sought beat signal, so the frequency of said peak is assigned the reference fHR;

- si no se encuentra ningún pico a una frecuencia que corresponda exactamente al doble de la frecuencia del pico bajo prueba, esto significa que dicho pico bajo prueba no corresponde a la señal de latido buscada y por lo tanto no corresponde al latido del corazón; en este caso, el algoritmo procede a tener en cuenta otro pico cuya amplitud supere el umbral 200T (si está presente). - if no peak is found at a frequency that corresponds exactly to twice the frequency of the peak under test, this means that the peak under test does not correspond to the heartbeat signal sought and therefore does not correspond to the heartbeat; in this case, the algorithm proceeds to take into account another peak whose amplitude exceeds the 200T threshold (if present).

Esas operaciones son realizadas por la etapa 72 de búsqueda de armónicos, en caso de que el controlador 65 esté diseñado para realizar tales operaciones con un procesador de hardware; como se representa en la figura 4, la entrada de la etapa 72 de búsqueda de armónicos es alimentada por la salida de la etapa 71 de exclusión de picos de bomba. La etapa 72 de búsqueda de armónicos está provista de una salida que está configurada para producir una señal que representa el valor de la frecuencia de referencia fHR del latido del corazón. Esta frecuencia de referencia puede proporcionarse en una pantalla que está representada esquemáticamente por la etapa 73 de visualización de fHR en la figura 4. These operations are performed by the harmonic search stage 72, in case the controller 65 is designed to perform such operations with a hardware processor; as shown in Figure 4, the input of the harmonic search stage 72 is fed by the output of the pump peak exclusion stage 71. The harmonic search stage 72 is provided with an output that is configured to produce a signal representing the value of the reference frequency fHR of the heartbeat. This reference frequency may be provided on a display that is schematically represented by the fHR display stage 73 in Figure 4.

En una realización particular aunque no limitativa, la búsqueda electrónica de los picos en el espectro de la señal al doble de la frecuencia en la que se encuentra el pico bajo prueba se puede realizar teniendo también en cuenta los picos que se encuentran por debajo del nivel de umbral 200T. Esto ayuda a reducir el riesgo de descartar un pico real correspondiente al 2° armónico del latido del corazón. Este paso corresponde al bloque 1008 del diagrama de flujo de la figura 7. La frecuencia fHR de los latidos del corazón obtenida de esta manera se almacena entonces, al menos temporalmente, en una memoria accesible electrónicamente para el controlador 65 y, en particular, se proporciona como, o en, una señal electrónica a transmitir a un monitor o pantalla del aparato 1, para que el usuario conozca el ritmo cardíaco (bloque 1009, diagrama de flujo de la figura 7). La frecuencia cardiaca puede ser transmitida por el controlador 65, o por cualquier otro dispositivo electrónico conectado operativamente al mismo, a un dispositivo remoto, p. ej. un teléfono inteligente o un ordenador portátil, particularmente utilizando un canal inalámbrico cuyo comportamiento electromagnético sea compatible (y no interfiera) con las aplicaciones médicas. In a particular but non-limiting embodiment, the electronic search for peaks in the signal spectrum at twice the frequency at which the peak under test is located can be performed taking into account also the peaks that are below the threshold level 200T. This helps to reduce the risk of discarding a real peak corresponding to the 2nd harmonic of the heartbeat. This step corresponds to block 1008 of the flow diagram of Figure 7. The frequency fHR of the heartbeat obtained in this way is then stored, at least temporarily, in a memory electronically accessible to the controller 65 and, in particular, is provided as, or in, an electronic signal to be transmitted to a monitor or display of the apparatus 1, so that the user knows the heart rate (block 1009, flow diagram of Figure 7). The heart rate can be transmitted by the controller 65, or by any other electronic device operatively connected thereto, to a remote device, e.g. a smartphone or laptop, particularly using a wireless channel whose electromagnetic behavior is compatible (and does not interfere) with medical applications.

En el caso de la figura 6, sólo el pico con la referencia "3" es el pico al que en realidad corresponde otro pico exactamente al doble de su frecuencia. Los picos "1" y "4" son picos debidos al ruido capturado por el detector 57 y en realidad no corresponden a un latido del corazón. A través del algoritmo llevado a cabo por el controlador 65, el sistema es capaz de discriminar muy bien entre los ruidos y las frecuencias reales de los latidos del corazón, incluso si están muy cerca unos de otros e incluso si los picos de ruido superan la magnitud del pico que realmente corresponde al ritmo cardiaco. En el caso de la figura 6, de hecho, el pico "4" está a menos de 0,1 Hz de la frecuencia real del latido del corazón, e incluso si su amplitud es casi dos veces mayor que la amplitud del pico correspondiente al latido real, este último puede detectarse realmente y el pico "4" se descarta. In the case of Figure 6, only the peak with reference "3" is the peak to which another peak exactly twice its frequency actually corresponds. Peaks "1" and "4" are peaks due to noise captured by detector 57 and do not actually correspond to a heartbeat. Through the algorithm carried out by controller 65, the system is able to discriminate very well between noises and real heartbeat frequencies, even if they are very close to each other and even if the noise peaks exceed the magnitude of the peak that actually corresponds to the heartbeat. In the case of Figure 6, in fact, peak "4" is less than 0.1 Hz from the real heartbeat frequency, and even if its amplitude is almost twice as large as the amplitude of the peak corresponding to the real heartbeat, the latter can actually be detected and peak "4" is discarded.

La detección de los picos en el espectro de la bomba se realiza mediante un paso de procesamiento del espectro de salida con un algoritmo de detección de picos; en una realización no limitativa, la detección de picos comprende, pasar de frecuencias más bajas a frecuencias más altas, calcular la derivada de la señal espectral para detectar, y al menos almacenar temporalmente, las frecuencias en las que la derivada cambia de signo positivo a negativo (lo cual es indicio de pico); Dicho almacenamiento temporal, que se efectúa en una memoria accesible electrónicamente por el controlador 65, p. ej. una memoria interna, se efectúa en virtud de una tabla electrónica donde una primera columna representa los valores de los picos de frecuencia buscados a través del algoritmo de detección de picos y donde la segunda columna representa los valores de amplitud correspondientes. De este modo se podrá almacenar en dicha memoria una tabla similar al ejemplo que sigue. The detection of peaks in the pump spectrum is performed by a step of processing the output spectrum with a peak detection algorithm; in a non-limiting embodiment, the peak detection comprises, moving from lower frequencies to higher frequencies, calculating the derivative of the spectral signal to detect, and at least temporarily storing, the frequencies at which the derivative changes from positive to negative sign (which is indicative of a peak); Said temporary storage, which is performed in a memory electronically accessible by the controller 65, e.g. an internal memory, is performed by virtue of an electronic table where a first column represents the values of the frequency peaks searched for through the peak detection algorithm and where the second column represents the corresponding amplitude values. In this way, a table similar to the following example can be stored in said memory.

En otra solución, la búsqueda de los picos en el espectro de salida se puede efectuar mediante un algoritmo de ventanas móviles. En el algoritmo de ventana móvil, se considera una ventana de examen de frecuencia de ancho predefinido y se la hace mover, p.ej. desde las frecuencias inferiores a las superiores del espectro de referencia, p. ej. desde las frecuencias inferiores a las superiores de la ventana 200U de frecuencia superior. Cabe señalar que el controlador 65 puede configurarse para hacer que la ventana se mueva electrónicamente de forma escalonada. Para cada paso de movimiento de la ventana, se considera la amplitud máxima local del espectro y su correspondiente frecuencia se introduce en una tabla de forma similar a la anterior. Cabe señalar que es conveniente que en cada paso las frecuencias de la ventana móvil no se superpongan con las frecuencias de la ventana móvil del paso anterior. Cuando el controlador 65 pasa por etapas de procesamiento de hardware, esas operaciones se realizan convenientemente mediante la etapa 70 de detección de picos y/o mediante la etapa 72 de búsqueda de armónicos. Es de destacar que el algoritmo divulgado en el presente documento, incluso con una unidad de procesamiento de baja potencia de cálculo, permite obtener sustancialmente el ritmo cardiaco en tiempo real y de una manera sustancialmente fiable, sin ningún retraso relevante, especialmente si se hace después de un período de configuración, p. ej. para obtener la primera ventana de señal en el dominio del tiempo. In another solution, the search for peaks in the output spectrum may be performed by a moving window algorithm. In the moving window algorithm, a frequency examination window of predefined width is considered and is made to move, e.g., from lower to higher frequencies of the reference spectrum, e.g., from lower to higher frequencies of the higher frequency window 200U. It should be noted that the controller 65 may be configured to electronically make the window move in a stepwise manner. For each step of window movement, the local maximum amplitude of the spectrum is considered and its corresponding frequency is entered into a table in a similar manner as above. It should be noted that it is desirable that at each step the frequencies of the moving window do not overlap with the frequencies of the moving window of the previous step. When the controller 65 goes through hardware processing steps, those operations are conveniently performed by the peak detection step 70 and/or by the harmonic search step 72. It is noteworthy that the algorithm disclosed herein, even with a low computing power processing unit, allows to obtain substantially the heart rate in real time and in a substantially reliable manner, without any relevant delay, especially if done after a setup period, e.g. to obtain the first signal window in the time domain.

Algoritmo de modulación inducida Induced modulation algorithm

El Solicitante ha considerado además que la confiabilidad de la lectura de la frecuencia correcta fHR de los latidos del corazón podría realizarse aplicando el siguiente procesamiento de señal electrónica a la señal en la salida del detector 57. Los siguientes pasos del procesamiento de señales, que pueden llevarse a cabo convenientemente por el controlador 65, deben efectuarse antes del paso de transformación de la señal de salida de dicha ventana 200 W de referencia de muestreo al dominio de la frecuencia. Es decir, que considerando el diagrama de flujo de la figura 7, los pasos que se describirán a continuación se ubicarán entre el bloque 1000 y el bloque 1001. El Solicitante ha descubierto que la fiabilidad de la lectura de la frecuencia correcta fHR de los latidos del corazón, incluso en presencia de fuertes señales de ruido, por ejemplo inducidas por el funcionamiento de la bomba 11, se puede aumentar aún más procesando la señal 200R de salida de modo que cuando se realiza el análisis del espectro, se proporcionen los picos de frecuencia correspondientes al latido del corazón con una amplitud mayor que la amplitud de los picos del ruido (permaneciendo estos últimos inalterados) o, correspondientemente, de modo que cuando se realiza el análisis del espectro, los picos de frecuencia correspondientes al ruido tengan una amplitud que haya sido atenuada con respecto a la amplitud de los picos de frecuencia correspondientes al latido del corazón. Al principio, este algoritmo implica multiplicar electrónicamente, en el dominio del tiempo, la señal 200R de salida emitida por el detector 57 (bloque 1010, figura 11) con una señal 300P asociada a la bomba cuya forma es cíclica y/o repetida en el tiempo, y está correlacionada con el punto del ciclo de la bomba; la figura 8 muestra un ejemplo de un par de diagramas en donde la señal 200R de salida (diagrama superior) se multiplica por dicha señal 300P asociada a la bomba (diagrama inferior). El paso de multiplicación corresponde al bloque 1011 de la figura 11. En términos generales, la señal 300P asociada a la bomba se pone a cero periódicamente en correspondencia con porciones de tiempo en donde la bomba proporciona pulsos de flujo al menos en el segmento 101 en el que está dispuesto el sensor 100. Convenientemente, en una realización que se representa en el diagrama inferior de la figura 8, la señal 300P asociada a la bomba es una onda cuadrada, con un ciclo de trabajo predeterminado, que para cada ciclo está provisto de una primera porción de amplitud unitaria y de una segunda porción que se pone a cero. La primera parte corresponde claramente a las partes de tiempo en las que la bomba no proporciona pulsos de flujo. La multiplicación de la señal 200R de salida por la señal 300P asociada a la bomba da como resultado la producción de una señal resultante 301 cuya forma se representa en el diagrama superior de la figura 9. Claramente también la señal resultante 301 se caracteriza por porciones que se ponen a cero en correspondencia con las mismas porciones de tiempo en las que la señal 300P asociada a la bomba es cero. Se observa que el uso de una onda cuadrada permite no alterar la forma de la señal 200R de salida en la porción no puesta a cero, y esto contribuye a mantener inalterado su espectro. Posteriormente, como se representa esquemáticamente por el bloque 1012 del diagrama de flujo de la figura 11, se efectúa un cálculo electrónico de la magnitud promedio Vm de la señal resultante 301 para las porciones no puestas a cero, o más en general a través de una ventana de una duración de tiempo predeterminada. El valor Vm de la magnitud promedio se resta luego a la señal resultante 301, en particular sólo en correspondencia de las porciones que no están puestas a cero, de modo que se produzca una señal promediada 301A cuya forma se muestra en el diagrama inferior de la figura 9. The Applicant has further considered that the reliability of reading the correct heartbeat frequency fHR could be achieved by applying the following electronic signal processing to the signal at the output of the detector 57. The following signal processing steps, which may be conveniently carried out by the controller 65, should be performed prior to the step of transforming the output signal of said 200 W sampling reference window into the frequency domain. That is, considering the flow chart of Figure 7, the steps to be described below will be located between block 1000 and block 1001. The Applicant has discovered that the reliability of the reading of the correct frequency fHR of the heartbeat, even in the presence of strong noise signals, for example induced by the operation of the pump 11, can be further increased by processing the output signal 200R so that when the spectrum analysis is performed, the frequency peaks corresponding to the heartbeat are provided with an amplitude greater than the amplitude of the noise peaks (the latter remaining unchanged) or, correspondingly, so that when the spectrum analysis is performed, the frequency peaks corresponding to the noise have an amplitude that has been attenuated with respect to the amplitude of the frequency peaks corresponding to the heartbeat. At first, this algorithm involves electronically multiplying, in the time domain, the output signal 200R emitted by the detector 57 (block 1010, figure 11) with a signal 300P associated with the pump whose shape is cyclic and/or repeated in time, and is correlated with the point of the pump cycle; figure 8 shows an example of a pair of diagrams where the output signal 200R (upper diagram) is multiplied by said signal 300P associated with the pump (lower diagram). The multiplication step corresponds to block 1011 of Figure 11. Generally speaking, the signal 300P associated with the pump is periodically set to zero in correspondence with time portions where the pump provides flow pulses at least in the segment 101 in which the sensor 100 is arranged. Conveniently, in an embodiment shown in the lower diagram of Figure 8, the signal 300P associated with the pump is a square wave, with a predetermined duty cycle, which for each cycle is provided with a first portion of unitary amplitude and a second portion which is set to zero. The first part clearly corresponds to the time portions in which the pump does not provide flow pulses. The multiplication of the output signal 200R by the signal 300P associated with the pump results in the production of a resulting signal 301 whose shape is represented in the upper diagram of Figure 9. Clearly also the resulting signal 301 is characterized by portions which are set to zero in correspondence with the same time portions in which the signal 300P associated with the pump is zero. It is noted that the use of a square wave makes it possible not to alter the shape of the output signal 200R in the portion not set to zero, and this contributes to keeping its spectrum unchanged. Subsequently, as schematically represented by block 1012 of the flow diagram of Figure 11, an electronic calculation of the average magnitude Vm of the resulting signal 301 is carried out for the portions not set to zero, or more generally across a window of a predetermined time duration. The value Vm of the average magnitude is then subtracted from the resulting signal 301, in particular only in correspondence of the portions that are not set to zero, so as to produce an averaged signal 301A whose shape is shown in the lower diagram of Figure 9.

Por lo tanto, se realiza una transformación en el dominio de la frecuencia en la señal promediada 301A, p. ej. como se divulgó anteriormente. El procesamiento adicional efectuado en el espectro de la señal de salida finalmente se efectúa en el espectro de la señal promedio 301A. La figura 10 muestra claramente el efecto de la modulación inducida en términos de espectro en frecuencia. Aunque antes de la modulación inducida los picos de amplitud del ruido inducido por la acción de la bomba 11 (picos P1, P2, P3, P4, P5, correspondientes respectivamente a los armónicos fundamental, 2°, 3°, 4° y 5°) son mucho más altos, hasta 4 veces más altos, que los picos del latido del corazón (picos H1, H2, H3, correspondientes respectivamente a los armónicos fundamental, 2°, y 3°), después de aplicar el procesamiento de modulación inducida, antes mencionado, se mejoran los picos de amplitud del latido del corazón en la correspondiente señal promediada 301A. Por tanto, esto reduce los requisitos de ajustes de umbral adecuados y/o permite una identificación más clara del latido cardíaco correcto y permite una lectura más precisa y confiable. Cabe señalar que también la realización del algoritmo de modulación inducida, descrito anteriormente, todavía permite producir la indicación de la frecuencia fHR del latido del corazón en un tiempo sustancialmente real. Therefore, a frequency domain transformation is performed on the averaged signal 301A, e.g. as disclosed above. Further processing performed on the spectrum of the output signal is finally performed on the spectrum of the averaged signal 301A. Figure 10 clearly shows the effect of the induced modulation in terms of the frequency spectrum. Although prior to induced modulation the amplitude peaks of the noise induced by the action of the pump 11 (peaks P1, P2, P3, P4, P5, corresponding respectively to the fundamental, 2nd, 3rd, 4th and 5th harmonics) are much higher, up to 4 times higher, than the peaks of the heartbeat (peaks H1, H2, H3, corresponding respectively to the fundamental, 2nd, and 3rd harmonics), after applying the aforementioned induced modulation processing, the amplitude peaks of the heartbeat in the corresponding averaged signal 301A are enhanced. This therefore reduces the requirements for appropriate threshold settings and/or allows for a clearer identification of the correct heartbeat and allows for a more accurate and reliable reading. It should be noted that also the implementation of the induced modulation algorithm, described above, still allows for producing the indication of the heartbeat frequency fHR in substantially real time.

Se observa en el presente documento que el proceso de creación de ventanas mediante la aplicación de la ventana 200W de referencia de longitud predeterminada en el dominio del tiempo se repite cíclicamente moviendo la ventana durante una cantidad de tiempo predeterminada o proporcionando almacenamiento en memoria intermedia de una nueva muestra de la señal 200R de salida de la porción de referencia para procesar como se ha descrito anteriormente. Si la etapa de almacenamiento intermedio lo permite, la diferencia de tiempo entre dos ventanas de referencia consecutivas podría reducirse a voluntad, hasta un retraso de una sola muestra. La figura 4 muestra también esta solución de modulación inducida dentro del cuadro de línea de trazos. Dado que la modulación inducida no forma parte obligatoriamente del algoritmo de procesamiento de señales divulgado, se representan dos interruptores ficticios 77' entre la etapa 67 de ventana en el dominio del tiempo y la etapa 68 de transformada de Fourier para identificar la opcionalidad. En una realización, el controlador 65 puede comprender una etapa 74 generadora de onda cuadrada que recibe una primera entrada desde un sensor 100s de ciclo de bomba, en particular el sensor Hall acoplado a la bomba 11 de sangre, y emite la señal 300P asociada a la bomba antes mencionada. A continuación, un multiplicador 75 de hardware dispuesto corriente abajo de la etapa 74 de generación de onda cuadrada multiplica la parte de referencia en ventana de la señal 200R de salida por la señal 300P asociada a la bomba antes mencionada, para obtener como salida la mencionada señal resultante 301 cuya forma está representada en el diagrama superior de la figura 8. Las operaciones de promediado antes mencionadas pueden realizarse en virtud de una etapa 76 de promediado, del controlador 65, que está dispuesta corriente abajo del multiplicador 75 de modo que su salida alimente directamente la entrada de la etapa promediadora 76; la salida de la etapa promediadora alimenta entonces la entrada de la etapa 68 de transformación de Fourier. El solicitante finalmente ha previsto concebir una subrutina de validación y aplicación de la lectura de los latidos del corazón, que comprende repetir al menos parte de los pasos anteriores durante una cantidad de veces predeterminada, p. ej. tres veces. Con una ventana de referencia suficientemente corta, y gracias al procesamiento en tiempo real permitido por el algoritmo divulgado en el presente documento, sustancialmente nos encontramos en las condiciones donde se formulan las siguientes hipótesis: 1) el caudal de la bomba 11 no cambia durante la repetición anterior, 2) la frecuencia del pulso cardíaco permanece sustancialmente estable. A través de la repetición antes mencionada se calcula electrónicamente una serie de n valores de frecuencia fHRn de latidos: fHR<1>, fHR<2>, fHR3, en caso de tres repeticiones. Esos n valores (por ejemplo, 3) se pueden promediar juntos; el controlador 65 podría configurarse para realizar un descarte de al menos uno de los n valores de frecuencia, coincidiendo este, p.e., con el que más se aleje de los valores medios de los restantes. Se podría realizar otro procesamiento estadístico para el conjunto de n valores de frecuencia fHRn de latidos. It is noted herein that the windowing process by applying the predetermined length time domain reference window 200W is cyclically repeated by either moving the window for a predetermined amount of time or by providing buffering of a new sample of the reference portion output signal 200R for processing as described above. If the buffering stage allows, the time difference between two consecutive reference windows could be reduced at will, down to a single sample delay. Figure 4 also shows this induced modulation solution within the dashed line box. Since induced modulation is not necessarily part of the disclosed signal processing algorithm, two dummy switches 77' are depicted between the time domain window stage 67 and the Fourier transform stage 68 to identify the optionality. In one embodiment, the controller 65 may comprise a square wave generating stage 74 which receives a first input from a pump cycle sensor 100s, in particular the Hall sensor coupled to the blood pump 11, and outputs the signal 300P associated with the aforementioned pump. Next, a hardware multiplier 75 arranged downstream of the square wave generating stage 74 multiplies the windowed reference part of the output signal 200R by the signal 300P associated with the aforementioned pump, to obtain as output the aforementioned resulting signal 301 whose shape is represented in the upper diagram of Figure 8. The aforementioned averaging operations may be performed by virtue of an averaging stage 76 of the controller 65, which is arranged downstream of the multiplier 75 so that its output directly feeds the input of the averaging stage 76; the output of the averaging stage then feeds the input of the Fourier transform stage 68. The applicant has finally envisaged conceiving a subroutine for validating and applying the heartbeat reading, which comprises repeating at least part of the above steps for a predetermined number of times, e.g. three times. With a sufficiently short reference window, and thanks to the real-time processing allowed by the algorithm disclosed herein, we are substantially in the conditions where the following hypotheses are formulated: 1) the flow rate of the pump 11 does not change during the previous repetition, 2) the heartbeat frequency remains substantially stable. Through the aforementioned repetition, a series of n heartbeat frequency values fHRn are electronically calculated: fHR<1>, fHR<2>, fHR3, in case of three repetitions. These n values (e.g. 3) can be averaged together; the controller 65 could be configured to discard at least one of the n frequency values, this coinciding, e.g., with the one that is furthest from the average values of the remaining ones. Further statistical processing could be performed for the set of n heartbeat frequency fHRn values.

El Solicitante ha notado además que durante el tratamiento de la sangre, que normalmente es bastante largo, la frecuencia de los latidos del corazón del paciente bajo tratamiento, incluso en condiciones de reposo, tiende a tener una deriva (positiva o negativa), debido al menos parcialmente al cambio continuo en sus condiciones dinámicas del fluido. Esta deriva puede resultar en una superposición de la frecuencia de los latidos del corazón con la frecuencia fundamental de la bomba. El controlador 65 puede configurarse además para permitir la activación de una señal de advertencia si la frecuencia fHR del latido del corazón está demasiado cerca de la frecuencia fP<1>de funcionamiento de la bomba 11. Si durante el tratamiento de la sangre se observa que, progresivamente a lo largo del tiempo, la frecuencia fHR de los latidos del corazón se acerca demasiado a la frecuencia fP1 de funcionamiento de la bomba 11, se activa una señal de advertencia (por ejemplo, una alarma visible y/o auditiva) para el usuario y opcionalmente se comienza a registrar en una memoria intermedia dedicada todas las amplitudes recientes del pico de la bomba 11. Esta es una condición de advertencia, porque si la frecuencia cardiaca fHR se superpone sustancialmente a la frecuencia fP<1>de funcionamiento de la bomba 11, el algoritmo actual ya no es capaz de distinguirlo. El Solicitante ha considerado también este evento y ha previsto concebir y configurar el controlador 65 de modo que, en este caso, además de la activación de la señal de alarma, el controlador 65 envíe una señal apropiada al accionador eléctrico de la bomba 11 para que su velocidad (por lo tanto, caudal y frecuencia de operación) cambie de modo que la nueva frecuencia de funcionamiento resultante resulte más alejada de la frecuencia de los latidos del corazón. En una realización, el cambio de la velocidad y por tanto el caudal y la frecuencia de rotación de la bomba 11 se efectúa automáticamente en un ciclo iterativo de control efectuado por el controlador 65; para no variar el volumen total de sangre que se trata durante toda la sesión, la unidad de control puede proporcionar cambios alternativos del caudal de sangre de la bomba (p. ej., /- 30ml/min) durante la sesión de tratamiento. En otras circunstancias, el controlador 65 puede configurarse para proporcionar a través del monitor del aparato 1 una indicación al operador para configurar una nueva velocidad de la bomba 11, para que el cambio se realice manualmente. The Applicant has further noted that during blood treatment, which is usually quite long, the heartbeat frequency of the patient under treatment, even under resting conditions, tends to drift (positive or negative), due at least partially to the continuous change in his fluid dynamic conditions. This drift may result in an overlap of the heartbeat frequency with the fundamental frequency of the pump. The controller 65 may be further configured to allow a warning signal to be triggered if the heartbeat rate fHR is too close to the operating rate fP<1> of the pump 11. If during blood treatment it is observed that, progressively over time, the heartbeat rate fHR is getting too close to the operating rate fP1 of the pump 11, a warning signal (e.g., a visible and/or audible alarm) is triggered for the user and optionally all recent peak amplitudes of the pump 11 are started to be recorded in a dedicated buffer. This is a warning condition, because if the heart rate fHR substantially overlaps the operating rate fP<1> of the pump 11, the current algorithm is no longer able to distinguish it. The Applicant has also considered this event and has planned to design and configure the controller 65 so that, in this case, in addition to the activation of the alarm signal, the controller 65 sends an appropriate signal to the electric actuator of the pump 11 so that its speed (therefore, flow rate and operating frequency) changes so that the resulting new operating frequency becomes further away from the heartbeat frequency. In one embodiment, the change in speed and therefore the flow rate and rotation frequency of the pump 11 is carried out automatically in an iterative control cycle carried out by the controller 65; in order not to vary the total volume of blood being treated during the entire session, the control unit can provide alternative changes in the blood flow rate of the pump (e.g., ± 30 ml/min) during the treatment session. In other circumstances, the controller 65 may be configured to provide through the monitor of the apparatus 1 an indication to the operator to set a new speed of the pump 11, so that the change is made manually.

Operativamente, se calcula electrónicamente una diferencia (o su valor absoluto) entre la frecuencia fP<1>de funcionamiento de la bomba 11 y la frecuencia fHR de latido; el resultado de la diferencia se compara entonces con un valor de referencia, y el control de la bomba 11 se realiza de modo que la nueva frecuencia de funcionamiento resultante de la bomba 11 resulte más alejada de la frecuencia de los latidos del corazón. Otra ventaja relevante de la detección proporcionada mediante la aplicación del algoritmo para la detección de latidos del corazón descrito en el presente documento es que cualquier desaparición repentina del latido del corazón puede detectarse fácilmente. El Solicitante ha notado que la desaparición de los latidos del corazón, es decir, una condición repentina en donde el sensor 100 ya no detecta ninguna frecuencia fHR de latido del corazón puede ser el resultado de una desconexión no deseada del puerto venoso del circuito sanguíneo 6, 7, lo que puede resultar en una gran fuga de sangre que podría resultar en una condición hipovolémica que incluso puede afectar a la vida de un paciente. Con este fin, se puede producir una señal de alarma en caso de que el sensor 100 detecte una falta repentina de cualquier frecuencia de latido, es decir, en caso de que el sensor pierda y/o no sea capaz de detectar ninguna frecuencia de latido de acuerdo con el proceso descrito anteriormente, en particular en presencia de la señal informativa, es decir, mientras en realidad la fuente óptica 53 está operativa y/o mientras el detector 57 realmente recibe la señal informativa con la señal de bomba pero sin ninguna otra señal útil con un 2° armónico dentro de las condiciones divulgadas en la parte anterior de la descripción. Dicha señal de alarma puede ser una señal eléctrica transmitida a una interfaz de usuario (por ejemplo, monitor y/o altavoz) del aparato 1 para el tratamiento de la sangre o puede ser directamente una señal acústica o visible producida directamente por el propio sensor 100. Cualquier parte del controlador 65 puede realizarse a través de una unidad de procesamiento de datos de hardware, en el caso de que comprenda una unidad aritmética lógica, adecuada para efectuar al menos parte de los pasos de los algoritmos de procesamiento de señales descritos en el presente documento. En particular, el controlador puede ejecutar un programa apropiado, que comprenda porciones de código de software que, cuando las ejecuta el controlador 65, provocan la ejecución de uno o más de los pasos descritos en la presente divulgación. El programa puede denominarse software o firmware y puede almacenarse en una memoria, en particular una memoria no transitoria operativamente, en particular eléctricamente, accesible por el controlador 65; dicha memoria puede estar dispuesta físicamente dentro o fuera del cuerpo del sensor 100, y en particular puede ser parte del aparato para el tratamiento de la sangre. La unidad de procesamiento de datos del controlador 65 puede tener la forma de un procesador de tipo general o la forma de un procesador dedicado; partes del controlador 65 y/o de dicha unidad de procesamiento de datos pueden realizarse mediante un circuito integrado de aplicación específica o mediante una FPGA. En una o más realizaciones, el aparato 1, el sensor 100, el controlador 65 o el método pueden implementarse usando uno o más programas informáticos ejecutados en ordenadores programables, tales como ordenadores que incluyan, por ejemplo, capacidades de procesamiento, almacenamiento de datos (por ejemplo, memoria volátil o no volátil y/o elementos de almacenamiento), dispositivos de entrada y dispositivos de salida. Puede aplicarse un código y/o lógica de programa descrito en el presente documento para introducir datos para realizar la funcionalidad descrita en el presente documento y generar la información de salida deseada. La información de salida puede aplicarse como entrada a uno o más dispositivos y/o métodos como se describe en el presente documento o como se aplicaría de una manera conocida. El programa utilizado para implementar los métodos y/o procesos descritos en el presente documento puede proporcionarse utilizando cualquier lenguaje o código programable, por ejemplo, un lenguaje de programación procesal de alto nivel y/u orientado a objetos que sea adecuado para comunicarse con un sistema informático. Cualquiera de dichos programas, por ejemplo, puede almacenarse en cualquier dispositivo adecuado, por ejemplo, un medio de almacenamiento, que sea legible por un programa de propósito general o especial que se ejecute en un sistema informático (por ejemplo, que incluya un aparato procesador) para configurar y operar el sistema informático cuando se lea el dispositivo adecuado para realizar los procedimientos descritos en el presente documento. En otras palabras, al menos en una realización, el aparato 1, el sensor 100, el controlador 65 o el método pueden implementarse usando un medio de almacenamiento legible por ordenador, configurado con un programa de ordenador, donde el medio de almacenamiento así configurado causa que el ordenador funcione de una manera específica y predefinida para efectuar las funciones descritas en el presente documento. Además, en al menos una realización, el aparato 1, el sensor 100, el controlador 65 o el método pueden describirse como implementados por una lógica (por ejemplo, código objeto) codificada en uno o más medios no transitorios que incluyan código de ejecución y que, cuando es ejecutada por un procesador, sirve para efectuar operaciones tales como los métodos, procesos y/o funcionalidades descritos en el presente documento. El controlador 65 puede ser, por ejemplo, cualquier sistema informático fijo o portátil (por ejemplo, un controlador, un microcontrolador, un ordenador personal, un mini ordenador, etc.). La configuración exacta del controlador 65 no es limitante, y esencialmente cualquier dispositivo capaz de proporcionar capacidades informáticas y capacidades de control adecuadas (por ejemplo, pueden usarse procesamiento de gráficos, aparatos de control de tratamientos de sangre extracorpóreos, etc.). Como se describe en el presente documento, un archivo digital puede ser cualquier medio (por ejemplo, memoria volátil o no volátil, un CD-ROM, una tarjeta perforada, cinta grabable magnética, etc.) que contenga bits digitales (por ejemplo, codificado en binario, trinario, etc.) que puedan ser legibles y/o grabables por el controlador 65 descrito en el presente documento. También, como se describe en el presente documento, un archivo en formato legible por el usuario puede ser cualquier representación de datos (por ejemplo, texto ASCII, números binarios, números hexadecimales, números decimales, gráficos, etc.) presentable en cualquier medio (por ejemplo, papel, un monitor, etc.) legible y/o comprensible por un operario. En vista de lo anterior, será evidente que la funcionalidad descrita en una o más realizaciones según la presente divulgación se puede implementar de cualquier manera conocida por un experto en la técnica. En este sentido, el lenguaje informático, el sistema informático o cualquier otro software/hardware que se utilice para implementar los procesos descritos en el presente documento no limitarán el alcance del aparato, el sensor, los procesos o programas (por ejemplo, la funcionalidad proporcionada por dichos aparato, sensor, procesos o programas) descritos en el presente documento. Los métodos y/o la lógica descritos en la presente divulgación, incluidos los atribuidos al sensor y/o al aparato y/o al controlador, o a los diversos componentes constitutivos, se pueden implementar al menos en parte, enhardware, software, firmware,o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, diversos aspectos de las técnicas pueden implementarse dentro de uno o más procesadores, incluyendo uno o más microprocesadores, DSP, ASIC, FPGA u otros circuitos lógicos discretos o integrados equivalentes, así como cualquier combinación de dichos componentes u otros dispositivos. La expresión "procesador" o "circuito de procesamiento" puede referirse generalmente a cualquiera de los circuitos lógicos anteriores, solo o en combinación con otros circuitos lógicos o cualquier otro circuito equivalente. Dichos hardware, software y/o firmware se pueden implementar dentro del mismo dispositivo o en dispositivos separados para admitir las diversas operaciones y funciones descritas en la presente divulgación. Asimismo, cualquiera de los componentes descritos puede implementarse juntos o por separado como dispositivos lógicos discretos pero interoperables. La representación de diferentes características, por ejemplo, el uso diagramas de bloques, etc., tiene como objetivo resaltar diferentes aspectos funcionales y no implica necesariamente que dichas características deban realizarse mediante componentes de hardware o software separados. Más bien, la funcionalidad puede realizarse mediante componentes de hardware o software separados o integrarse dentro de componentes de hardware o software comunes o separados. Cuando se implementan en software, la funcionalidad atribuida al controlador, sensor, aparatos y métodos descritos en la presente divulgación pueden incorporarse como instrucciones y/o lógica en un medio legible por ordenador tal como RAM, ROM, NVRAM, EEPROM, memoria flash, medios magnéticos de almacenamiento de datos, medios ópticos de almacenamiento de datos, o similares. Las instrucciones y/o la lógica pueden ser ejecutadas por uno o más procesadores para soportar uno o más aspectos de la funcionalidad descrita en la presente divulgación. Operationally, a difference (or its absolute value) between the operating frequency fP<1> of the pump 11 and the heartbeat frequency fHR is electronically calculated; the result of the difference is then compared with a reference value, and the control of the pump 11 is performed so that the resulting new operating frequency of the pump 11 becomes further away from the heartbeat frequency. Another relevant advantage of the detection provided by applying the algorithm for heartbeat detection described herein is that any sudden disappearance of the heartbeat can be easily detected. The Applicant has noted that the disappearance of the heartbeat, i.e. a sudden condition where the sensor 100 no longer detects any heartbeat frequency fHR may be the result of an unwanted disconnection of the venous port of the blood circuit 6, 7, which may result in a large blood leak that could result in a hypovolemic condition that may even affect the life of a patient. To this end, an alarm signal may be produced in case the sensor 100 detects a sudden lack of any beating frequency, i.e. in case the sensor loses and/or is not able to detect any beating frequency according to the process described above, in particular in the presence of the informative signal, i.e. while in reality the optical source 53 is operative and/or while the detector 57 actually receives the informative signal with the pump signal but without any other useful signal with a 2nd harmonic within the conditions disclosed in the previous part of the description. Said alarm signal may be an electrical signal transmitted to a user interface (e.g. monitor and/or speaker) of the blood treatment apparatus 1 or may be directly an acoustic or visible signal produced directly by the sensor 100 itself. Any part of the controller 65 may be realized through a hardware data processing unit, in case it comprises an arithmetic logic unit, suitable for carrying out at least part of the steps of the signal processing algorithms described herein. In particular, the controller may execute an appropriate program, comprising portions of software code which, when executed by the controller 65, cause the execution of one or more of the steps described in the present disclosure. The program may be called software or firmware and may be stored in a memory, in particular an operatively, in particular electrically, non-transitory memory accessible by the controller 65; said memory may be physically arranged inside or outside the body of the sensor 100, and in particular may be part of the blood treatment apparatus. The data processing unit of the controller 65 may be in the form of a general-purpose processor or in the form of a dedicated processor; portions of the controller 65 and/or such data processing unit may be realized by an application-specific integrated circuit or by an FPGA. In one or more embodiments, the apparatus 1, the sensor 100, the controller 65, or the method may be implemented using one or more computer programs executed on programmable computers, such as computers that include, for example, processing capabilities, data storage (e.g., volatile or nonvolatile memory and/or storage elements), input devices, and output devices. Program code and/or logic described herein may be applied to input data to perform the functionality described herein and generate desired output information. The output information may be applied as input to one or more devices and/or methods as described herein or as would be applied in a known manner. The program used to implement the methods and/or processes described herein may be provided using any programmable language or code, for example, a high-level procedural and/or object-oriented programming language that is suitable for communicating with a computer system. Any such program, for example, may be stored on any suitable device, for example, a storage medium, that is readable by a general-purpose or special-purpose program running on a computer system (e.g., including a processor apparatus) to configure and operate the computer system when read by the suitable device to perform the procedures described herein. In other words, in at least one embodiment, the apparatus 1, sensor 100, controller 65, or method may be implemented using a computer-readable storage medium configured with a computer program, wherein the so-configured storage medium causes the computer to operate in a specific, predefined manner to perform the functions described herein. Furthermore, in at least one embodiment, the apparatus 1, sensor 100, controller 65, or method may be described as being implemented by logic (e.g., object code) encoded in one or more non-transitory media that includes execution code and that, when executed by a processor, serves to effect operations such as the methods, processes, and/or functionality described herein. The controller 65 may be, for example, any fixed or portable computing system (e.g., a controller, microcontroller, personal computer, minicomputer, etc.). The exact configuration of the controller 65 is not limiting, and essentially any device capable of providing suitable computing capabilities and control capabilities may be used (e.g., graphics processing, extracorporeal blood treatment control apparatus, etc.). As described herein, a digital file may be any medium (e.g., volatile or non-volatile memory, a CD-ROM, a punched card, magnetic recordable tape, etc.) containing digital bits (e.g., binary encoded, trinary, etc.) that can be readable and/or writable by the controller 65 described herein. Also, as described herein, a file in user-readable format may be any representation of data (e.g., ASCII text, binary numbers, hexadecimal numbers, decimal numbers, graphics, etc.) presentable on any medium (e.g., paper, a monitor, etc.) readable and/or understandable by an operator. In view of the foregoing, it will be apparent that the functionality described in one or more embodiments according to the present disclosure may be implemented in any manner known to one of skill in the art. In this regard, the computer language, computer system, or any other software/hardware used to implement the processes described herein shall not limit the scope of the apparatus, sensor, processes, or programs (e.g., the functionality provided by such apparatus, sensor, processes, or programs) described herein. The methods and/or logic described in this disclosure, including those attributed to the sensor and/or apparatus and/or controller, or to the various constituent components, may be implemented at least in part, in hardware, software, firmware, or any combination thereof. For example, various aspects of the techniques may be implemented within one or more processors, including one or more microprocessors, DSPs, ASICs, FPGAs, or other equivalent discrete or integrated logic circuits, as well as any combination of such components or other devices. The term "processor" or "processing circuit" may generally refer to any of the foregoing logic circuits, alone or in combination with other logic circuits or any other equivalent circuits. Such hardware, software, and/or firmware may be implemented within the same device or in separate devices to support the various operations and functions described herein. Also, any of the components described may be implemented together or separately as discrete but interoperable logic devices. The depiction of different features, e.g., using block diagrams, etc., is intended to highlight different functional aspects and does not necessarily imply that such features must be realized by separate hardware or software components. Rather, the functionality may be realized by separate hardware or software components or integrated within common or separate hardware or software components. When implemented in software, the functionality attributed to the controller, sensor, apparatus, and methods described herein may be embodied as instructions and/or logic in a computer-readable medium such as RAM, ROM, NVRAM, EEPROM, flash memory, magnetic data storage media, optical data storage media, or the like. The instructions and/or logic may be executed by one or more processors to support one or more aspects of the functionality described herein.

Claims (16)

REIVINDICACIONES 1. Un aparato para el tratamiento de sangre extracorpóreo, que comprende:1. An apparatus for extracorporeal blood treatment, comprising: a) una bomba (11) de sangre configurada al menos para controlar el flujo de sangre en un circuito sanguíneo (6, 7),a) a blood pump (11) configured at least to control the flow of blood in a blood circuit (6, 7), b) un circuito para el tratamiento extracorpóreo de la sangre, que comprende:b) a circuit for extracorporeal blood treatment, comprising: - una unidad (2) de filtración que tiene una cámara primaria (3) y una cámara secundaria (4) separadas por una membrana semipermeable (5);- a filtration unit (2) having a primary chamber (3) and a secondary chamber (4) separated by a semipermeable membrane (5); - el circuito sanguíneo (6, 7), que comprende una línea (6) de extracción de sangre que tiene un primer extremo conectado a una entrada de la cámara primaria (3), y una línea (7) de retorno de sangre que tiene un primer extremo conectado a una salida de la cámara primaria (3), estando diseñadas dicha línea (6) de extracción de sangre y dicha línea (7) de retorno de sangre para conectarse a un sistema cardiovascular de un paciente, en donde la línea (6) de extracción de sangre tiene un segundo extremo provisto de un conector arterial (40) y la línea (7) de retorno de sangre tiene un segundo extremo provisto de un conector venoso (41), estando diseñados dicho conector arterial (40) y dicho conector venoso (41) para conectarse a un acceso vascular de un paciente, en donde dicho circuito sanguíneo está configurado para interconectarse con la bomba (11) de sangre para controlar el flujo en el circuito sanguíneo (6, 7), y en donde el circuito sanguíneo comprende un segmento extracorpóreo (101); y- the blood circuit (6, 7), comprising a blood collection line (6) having a first end connected to an inlet of the primary chamber (3), and a blood return line (7) having a first end connected to an outlet of the primary chamber (3), said blood collection line (6) and said blood return line (7) being designed to be connected to a cardiovascular system of a patient, wherein the blood collection line (6) has a second end provided with an arterial connector (40) and the blood return line (7) has a second end provided with a venous connector (41), said arterial connector (40) and said venous connector (41) being designed to be connected to a vascular access of a patient, wherein said blood circuit is configured to be interconnected with the blood pump (11) to control the flow in the blood circuit (6, 7), and wherein the blood circuit comprises an extracorporeal segment (101); and - una línea (13) de fluido efluente en comunicación fluida con una salida de la cámara secundaria (4) y opcionalmente una línea (19) de fluido de diálisis en comunicación fluida con una entrada de la cámara secundaria (4); y- an effluent fluid line (13) in fluid communication with an outlet of the secondary chamber (4) and optionally a dialysis fluid line (19) in fluid communication with an inlet of the secondary chamber (4); and c) un sensor (100) de latido del corazón no invasivo para determinar un latido del corazón y/o un ritmo cardiaco en el segmento extracorpóreo (101),caracterizado por quedicho sensor (100) comprende:c) a non-invasive heartbeat sensor (100) for determining a heartbeat and/or a heart rhythm in the extracorporeal segment (101), characterized in that said sensor (100) comprises: - al menos una fuente (53) para dirigir una señal óptica hacia la sangre que fluye por el segmento (101), dirigiéndose la señal óptica a lo largo de al menos un eje (54) de emisión;- at least one source (53) for directing an optical signal towards the blood flowing through the segment (101), the optical signal being directed along at least one emission axis (54); - unos detectores (57) colocados en diferentes direcciones radiales o dispuestos en diferentes grados angulares con respecto al eje (54) de emisión de la fuente (53) para recoger la señal reflejada, la señal dispersada y/o la señal transmitida, dependiendo de su posición respectiva y recibiendo, cada uno, una señal informativa óptica que comprende la señal emitida por dicha fuente (53) después de atravesar al menos parcialmente la sangre que fluye por el segmento (101), emitiendo cada uno de dichos detectores (57) una respectiva señal (200R) de salida relacionada con la señal informativa óptica recibida,- detectors (57) positioned in different radial directions or arranged at different angular degrees with respect to the emission axis (54) of the source (53) for collecting the reflected signal, the scattered signal and/or the transmitted signal, depending on their respective position and each receiving an optical information signal comprising the signal emitted by said source (53) after at least partially passing through the blood flowing through the segment (101), each of said detectors (57) emitting a respective output signal (200R) related to the received optical information signal, - un controlador (65) configurado para recibir las respectivas señales (200R) de salida de los detectores (57) y para recuperar una frecuencia (fHR) de latido del corazón y/o detectar un valor de ritmo cardiaco, basándose en un número predeterminado de señales (200R) de salida, en donde dicho controlador está particularmente configurado para procesar las señales (200R) de salida basándose en la señal informativa alterada, en particular, al menos en su amplitud, por una perturbación de flujo de la sangre que fluye por el segmento (101), siendo generada dicha perturbación de flujo al menos parcialmente por los pulsos de flujo originados por un corazón que late.- a controller (65) configured to receive the respective output signals (200R) from the detectors (57) and to recover a heart beat frequency (fHR) and/or detect a heart rate value, based on a predetermined number of output signals (200R), wherein said controller is particularly configured to process the output signals (200R) based on the information signal altered, in particular, at least in its amplitude, by a flow disturbance of the blood flowing through the segment (101), said flow disturbance being generated at least partially by the flow pulses originating from a beating heart. 2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 anterior, en donde dicho controlador (65) está configurado para:2. An apparatus according to the preceding claim 1, wherein said controller (65) is configured to: - calcular electrónicamente una transformación de al menos una parte (200W) de referencia de una o más señales (200R) de salida desde el dominio del tiempo hacia el dominio de las frecuencias, obteniendo un espectro de señal informativa o un espectro de señal de salida correspondiente al espectro de señal informativa,- electronically calculating a transformation of at least a reference part (200W) of one or more output signals (200R) from the time domain to the frequency domain, obtaining an informative signal spectrum or an output signal spectrum corresponding to the informative signal spectrum, - determinar si al menos una bomba (11) está forzando la circulación de fluido por dicho segmento (101), - en caso de que al menos una bomba (11) esté forzando la circulación de fluido por dicho segmento (101), identificar y, opcionalmente, descartar, un primer pico de amplitud en dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, correspondiendo opcionalmente dicho primer pico de amplitud a un primer pico de amplitud de ruido correspondiente a una perturbación espuria del flujo por dicho segmento (101) originada por al menos una bomba (11) que fuerza la circulación de fluido por dicho segmento (101),- determining whether at least one pump (11) is forcing fluid through said segment (101), - in case at least one pump (11) is forcing fluid through said segment (101), identifying and, optionally, discarding, a first amplitude peak in said information signal spectrum or output signal spectrum, said first amplitude peak optionally corresponding to a first noise amplitude peak corresponding to a spurious disturbance of the flow through said segment (101) caused by at least one pump (11) forcing fluid through said segment (101), - efectuar una identificación electrónica y subsiguiente selección de un primer pico de amplitud buscado en dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, particularmente después de que se haya producido dicho descarte, calculándose dicha selección mediante una identificación de un segundo pico de amplitud buscado en el espectro de la señal informativa o en el espectro de la señal de salida, correspondiendo el segundo pico a un armónico subsiguiente, particularmente un 2° armónico de dicho primer pico de amplitud buscado,- carrying out an electronic identification and subsequent selection of a first amplitude peak sought in said information signal spectrum or output signal spectrum, in particular after said discarding has occurred, said selection being calculated by means of an identification of a second amplitude peak sought in the information signal spectrum or in the output signal spectrum, the second peak corresponding to a subsequent harmonic, in particular a 2nd harmonic of said first amplitude peak sought, - asignar electrónicamente a al menos un latido del corazón provisional y/o a la frecuencia cardiaca (fHR) la frecuencia correspondiente al primer pico de amplitud buscado.- electronically assign to at least one provisional heartbeat and/or to the heart rate (fHR) the frequency corresponding to the first amplitude peak sought. 3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2 anterior, en donde dicho controlador (65) está configurado además para cargar electrónicamente valores de frecuencia correspondientes a una primera región (200L) de frecuencia inferior y a al menos una segunda región (200U) de frecuencia superior, estando situada la segunda región (200U) de frecuencia superior por encima de dicha primera región (200L) de frecuencia inferior; en donde el controlador (65) está configurado para almacenar y establecer un valor de frecuencia superior de dicha región (200L) de frecuencia inferior por debajo de un umbral de frecuencia para pulsos cardíacos no fisiológicos, en particular, por debajo de 0,7 Hz o por debajo de 0,4 Hz,3. An apparatus according to the preceding claim 2, wherein said controller (65) is further configured to electronically load frequency values corresponding to a first lower frequency region (200L) and to at least one second upper frequency region (200U), the second upper frequency region (200U) being located above said first lower frequency region (200L); wherein the controller (65) is configured to store and set an upper frequency value of said lower frequency region (200L) below a frequency threshold for non-physiological heart beats, in particular below 0.7 Hz or below 0.4 Hz, comprendiendo un procesamiento de la señal de salida efectuar el siguiente procesamiento en el espectro de señal informativa o espectro de señal de salida:comprising processing the output signal by performing the following processing on the information signal spectrum or output signal spectrum: - filtrar la porción de dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida correspondiente a la primera región (200L) de frecuencia inferior, o- filtering the portion of said information signal spectrum or output signal spectrum corresponding to the first lower frequency region (200L), or - descartar cualquier pico de amplitud que se encuentre en dicha primera región (200L) de frecuencia inferior,- discard any amplitude peaks found in said first lower frequency region (200L), para que la identificación, y opcionalmente el descarte del primer pico de amplitud de ruido y la selección electrónica del primer pico de amplitud buscado se efectúen en dicha al menos una segunda región (200U) de frecuencia superior.so that the identification, and optionally the discarding of the first noise amplitude peak and the electronic selection of the first sought amplitude peak are carried out in said at least one second higher frequency region (200U). 4. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en cuanto dependen de la reivindicación 2, en donde un procesamiento de dicha señal de salida comprende un filtrado de paso bajo de la señal de salida, a través de una etapa (63) de filtro, a una frecuencia predeterminada, opcionalmente por debajo de 10 Hz, por debajo de 7 Hz, por debajo de 5 Hz o por debajo de 4 Hz, en donde el filtrado de paso bajo se efectúa antes de calcular electrónicamente la transformación de al menos la parte de referencia de la señal de salida desde el dominio del tiempo hacia el dominio de la frecuencia.4. An apparatus according to one or more of the preceding claims as dependent on claim 2, wherein a processing of said output signal comprises a low-pass filtering of the output signal, through a filter stage (63), at a predetermined frequency, optionally below 10 Hz, below 7 Hz, below 5 Hz or below 4 Hz, wherein the low-pass filtering is performed before electronically calculating the transformation of at least the reference part of the output signal from the time domain to the frequency domain. 5. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en cuanto dependen de la reivindicación 2, en donde la identificación de un segundo pico (200P) de amplitud buscado se efectúa buscando un pico de amplitud en el espectro de señal informativa o en el espectro de señal de salida correspondiente a una frecuencia (fHR<2>) correspondiente al doble de la frecuencia (fHR) del primer pico de amplitud buscado.5. An apparatus according to one or more of the preceding claims as dependent on claim 2, wherein the identification of a second sought amplitude peak (200P) is performed by searching for an amplitude peak in the information signal spectrum or in the output signal spectrum corresponding to a frequency (fHR<2>) corresponding to twice the frequency (fHR) of the first sought amplitude peak. 6. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en cuanto dependen de la reivindicación 2, en donde dicho controlador (65), al procesar electrónicamente las señales de salida de dichos detectores ópticos (57), está configurado para efectuar una selección electrónica de una ventana de referencia de muestreo de señal de salida, teniendo dicha ventana de referencia una duración predeterminada, opcionalmente menos de 1 minuto de duración, o menos de 30 segundos de duración, o menos de 20 segundos de duración, o menos de 10 segundos de duración, en donde la porción de la señal de salida constituye la parte de referencia de la señal de salida, y en donde el cálculo electrónico de la transformación de al menos parte de la señal de salida se efectúa en dicha parte de referencia de la señal de salida y se efectúa después de dicha ventana.6. An apparatus according to one or more of the preceding claims as dependent on claim 2, wherein said controller (65), when electronically processing the output signals of said optical detectors (57), is configured to effect electronic selection of an output signal sampling reference window, said reference window having a predetermined duration, optionally less than 1 minute in duration, or less than 30 seconds in duration, or less than 20 seconds in duration, or less than 10 seconds in duration, wherein the portion of the output signal constitutes the reference part of the output signal, and wherein the electronic calculation of the transformation of at least part of the output signal is performed on said reference part of the output signal and is performed after said window. 7. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en cuanto dependen de la reivindicación 2, en donde dicha identificación del primer pico de amplitud de ruido y/o la identificación del primer pico de amplitud buscado y/o de dicho segundo pico de amplitud buscado se efectúan mediante la aplicación de un algoritmo de detección de picos en al menos parte de dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, en donde el algoritmo de detección de picos comprende considerar una parte del espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, correspondiendo opcionalmente dicha parte a la segunda región (200U) de frecuencia superior, y calcular electrónicamente la derivada de dicho espectro obteniendo un espectro derivado, y luego comprende una subsiguiente búsqueda y selección electrónica de al menos una frecuencia en donde dicho espectro derivado cambia de signo, opcionalmente en donde dicho espectro derivado cambia de signo de un valor positivo a un valor negativo, procediendo a aumentar la frecuencia de análisis, para identificar picos positivos, correspondiendo a dicho pico la frecuencia a la que dicho espectro derivado cambia de signo, de un valor positivo a un valor negativo.7. An apparatus according to one or more of the preceding claims as dependent on claim 2, wherein said identification of the first noise amplitude peak and/or the identification of the first sought amplitude peak and/or of said second sought amplitude peak are effected by applying a peak detection algorithm to at least part of said informative signal spectrum or output signal spectrum, wherein the peak detection algorithm comprises considering a part of the informative signal spectrum or output signal spectrum, said part optionally corresponding to the second upper frequency region (200U), and electronically calculating the derivative of said spectrum obtaining a derivative spectrum, and then comprising a subsequent electronic search and selection of at least one frequency where said derivative spectrum changes sign, optionally where said derivative spectrum changes sign from a positive value to a negative value, proceeding to increase the analysis frequency, to identify positive peaks, said peak corresponding to the frequency at which said derivative spectrum changes sign, from a positive value to a negative value. 8. Un aparato según la reivindicación 7, en donde el algoritmo de detección de picos, para el cual está configurado el controlador (65), comprende la búsqueda de puntos de amplitud máxima relativa local en dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, correspondiendo opcionalmente dicha parte a la segunda región (200U) de frecuencia superior, al usar un procesamiento de señal de ventana móvil en dicho espectro, y correspondiendo una selección adicional de frecuencias a dichos puntos de amplitud máxima como una frecuencia a la que se produce un pico.8. An apparatus according to claim 7, wherein the peak detection algorithm, for which the controller (65) is configured, comprises searching for points of local relative maximum amplitude in said information signal spectrum or output signal spectrum, said part optionally corresponding to the second upper frequency region (200U), by using a moving window signal processing in said spectrum, and a further selection of frequencies corresponding to said points of maximum amplitude as a frequency at which a peak occurs. 9. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones 7 u 8, en donde el algoritmo de detección de picos comprende definir una ventana móvil de una amplitud predeterminada dentro de al menos una parte del espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, correspondiendo opcionalmente dicha parte a la segunda región (200U) de frecuencia superior, y definir electrónicamente al menos una posición, particularmente una pluralidad de posiciones para dicha ventana móvil dentro de dicha al menos una parte del espectro de señal informativa o espectro de señal de salida y, para dicha(s) posición(es), opcionalmente para cada una de dichas posiciones, calcular electrónicamente la amplitud máxima del espectro dentro de dicha ventana, y extraer y almacenar electrónicamente la frecuencia correspondiente a dicha amplitud máxima.9. An apparatus according to any one of the preceding claims 7 or 8, wherein the peak detection algorithm comprises defining a moving window of a predetermined amplitude within at least a part of the informative signal spectrum or output signal spectrum, said part optionally corresponding to the second upper frequency region (200U), and electronically defining at least one position, particularly a plurality of positions for said moving window within said at least a part of the informative signal spectrum or output signal spectrum and, for said position(s), optionally for each of said positions, electronically calculating the maximum amplitude of the spectrum within said window, and electronically extracting and storing the frequency corresponding to said maximum amplitude. 10. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador (65) está configurado para procesar las señales de salida de dichos detectores (57) con una señal (300P) asociada a la bomba cuya forma es cíclica y/o repetida en el tiempo, y está correlacionada con un punto del ciclo de la bomba, con el fin de obtener una correspondiente señal resultante (301) cuyo espectro contempla una mejora de los componentes o de los picos, relacionados con el latido del corazón o con el ritmo cardiaco, con respecto a los componentes o a los picos asociados al funcionamiento de una bomba (11) de dicho aparato, en donde el controlador (65) está configurado para procesar, por ejemplo, multiplicar, las señales de salida de dichos detectores ópticos (57) con dicha señal (300P) asociada a la bomba para poner a cero una señal resultante (301) producida como salida de dicho procesamiento, en particular, ponerla a cero periódica o cíclicamente, en correspondencia con las porciones de tiempo en las que dicha bomba proporciona pulsos en al menos dicho segmento (101).10. An apparatus according to one or more of the preceding claims, wherein the controller (65) is configured to process the output signals of said detectors (57) with a signal (300P) associated with the pump whose shape is cyclic and/or repeated in time, and is correlated with a point of the pump cycle, in order to obtain a corresponding resulting signal (301) whose spectrum contemplates an enhancement of the components or peaks, related to the heartbeat or to the heart rate, with respect to the components or peaks associated with the operation of a pump (11) of said apparatus, wherein the controller (65) is configured to process, for example, multiply, the output signals of said optical detectors (57) with said signal (300P) associated with the pump to zero a resulting signal (301) produced as output of said processing, in particular, to zero it periodically or cyclically, in correspondence with the time portions in which said pump provides pulses in at least said segment (101). 11. Un aparato según la reivindicación 10, en donde el controlador (65) está configurado además para calcular una magnitud promedio (Vm) de dicha señal resultante (301) a lo largo de una ventana de análisis de duración de tiempo predeterminada, y además para sustraer posteriormente dicha magnitud promedio (Vm) de al menos una porción de dicha señal resultante (301), en particular, una porción en donde dicha señal resultante (301) no fue puesta a cero mediante dicho procesamiento, por ejemplo, multiplicación, produciendo así una señal promediada (301A) que constituye una parte de referencia de dicha señal de salida a la que se efectúa al menos una transformación desde el dominio del tiempo hasta el dominio de las frecuencias.11. An apparatus according to claim 10, wherein the controller (65) is further configured to calculate an average magnitude (Vm) of said resulting signal (301) over a predetermined time duration analysis window, and further to subsequently subtract said average magnitude (Vm) from at least a portion of said resulting signal (301), in particular, a portion where said resulting signal (301) was not set to zero by said processing, for example, multiplication, thereby producing an averaged signal (301A) constituting a reference part of said output signal to which at least one transformation from the time domain to the frequency domain is performed. 12. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en donde dicho controlador (65) está configurado para seleccionar una pluralidad de partes (200W) de referencia de al menos una de la una o más señales (200R) de salida seleccionando electrónicamente, a través de una ventana de muestreo, una pluralidad de porciones de dicha señal (200R) de salida que estén al menos parcialmente, opcionalmente por completo, no superpuestas en el tiempo,12. An apparatus according to any one of claims 10 or 11, wherein said controller (65) is configured to select a plurality of reference parts (200W) of at least one of the one or more output signals (200R) by electronically selecting, through a sampling window, a plurality of portions of said output signal (200R) that are at least partially, optionally completely, non-overlapping in time, - efectuar una transformación desde el dominio del tiempo hacia el dominio de las frecuencias, obteniendo una pluralidad de espectros de señales informativas o una pluralidad de espectros de señales de salida correspondientes a, o relacionados con, la correspondiente pluralidad de espectros de señales informativas, para cada una de dicha pluralidad de partes (200W) de referencia de la señal (200R) de salida;- performing a transformation from the time domain to the frequency domain, obtaining a plurality of informative signal spectra or a plurality of output signal spectra corresponding to, or related to, the corresponding plurality of informative signal spectra, for each of said plurality of reference parts (200W) of the output signal (200R); - para cada espectro de carga o espectro de señal de salida de dicha pluralidad:- for each load spectrum or output signal spectrum of said plurality: • identificar y descartar un primer pico de amplitud de ruido en dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida, correspondiendo o estando asociado dicho primer pico predeterminado de amplitud, al menos parcialmente, a una perturbación de flujo espurio en dicho segmento (101) que ha sido originada por al menos una bomba (11) que fuerza la circulación de fluido por al menos dicho segmento (101),• identifying and discarding a first noise amplitude peak in said information signal spectrum or output signal spectrum, said first predetermined amplitude peak corresponding or being associated, at least partially, with a spurious flow disturbance in said segment (101) that has been caused by at least one pump (11) forcing fluid flow through at least said segment (101), • efectuar una identificación electrónica y subsiguiente selección de un primer pico de amplitud buscado en dicho espectro de señal informativa o espectro de señal de salida después de que se haya producido dicho descarte, siendo dicha selección calculada electrónicamente mediante una identificación de un segundo pico de amplitud buscado en el espectro de señal informativa o en el espectro de señal de salida, correspondiendo el segundo pico a un 2° armónico de dicho primer pico de amplitud buscado,• performing an electronic identification and subsequent selection of a first amplitude peak sought in said information signal spectrum or output signal spectrum after said discarding has occurred, said selection being calculated electronically by means of an identification of a second amplitude peak sought in the information signal spectrum or in the output signal spectrum, the second peak corresponding to a 2nd harmonic of said first amplitude peak sought, • asignar electrónicamente a un latido del corazón provisional y/o a la frecuencia cardiaca (fHR<1>, fHR<2>, fHR3) la frecuencia correspondiente al primer pico de amplitud buscado;• electronically assign to a provisional heartbeat and/or heart rate (fHR<1>, fHR<2>, fHR3) the frequency corresponding to the first amplitude peak sought; • calcular un latido del corazón y/o una frecuencia cardiaca (fHR) definitivos de acuerdo con la pluralidad de valores provisionales de latido del corazón y/o frecuencia cardiaca (fHR<1>, fHR<2>, fHR3) obtenidos para cada uno de dichos espectros, en particular, en donde el latido del corazón y/o la frecuencia cardiaca (fHR) definitivos se calculan de acuerdo con un cálculo promedio entre la pluralidad de valores provisionales de latido del corazón y/o frecuencia cardiaca (fHR<1>, fHR<2>, fHR3) obtenidos para cada uno de dichos espectros.• calculating a definitive heartbeat and/or heart rate (fHR) according to the plurality of provisional heartbeat and/or heart rate values (fHR<1>, fHR<2>, fHR3) obtained for each of said spectra, in particular, wherein the definitive heartbeat and/or heart rate (fHR) is calculated according to an average calculation between the plurality of provisional heartbeat and/or heart rate values (fHR<1>, fHR<2>, fHR3) obtained for each of said spectra. 13. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la fuente (53) comprende un emisor óptico de radiación electromagnética, en particular en forma de:13. An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the source (53) comprises an optical emitter of electromagnetic radiation, in particular in the form of: - un LED (diodo emisor de luz) de una sola longitud de onda, opcionalmente multimodo y no coherente; o - un LÁSER o SLED de una sola longitud de onda; o- a single wavelength LED (light emitting diode), optionally multimode and non-coherent; or - a single wavelength LASER or SLED; or - un emisor de múltiples longitudes de onda, en donde el emisor de múltiples longitudes de onda tiene una pluralidad de fuentes de radiación óptica con picos de longitud de onda en las bandas roja e infrarroja, en donde al menos un pico de longitud de onda de iluminación de la fuente (53) está comprendido entre 0,7 pm y 1000 pm y más particularmente entre 1 pm y 350 pm o entre 790 nm y 820 nm, por ejemplo, entre 800 nm y 810 nm y/o, en la región roja, entre 620 nm y 750 nm,- a multi-wavelength emitter, wherein the multi-wavelength emitter has a plurality of optical radiation sources with wavelength peaks in the red and infrared bands, wherein at least one illumination wavelength peak of the source (53) is comprised between 0.7 pm and 1000 pm and more particularly between 1 pm and 350 pm or between 790 nm and 820 nm, for example between 800 nm and 810 nm and/or, in the red region, between 620 nm and 750 nm, en donde la fuente (53) está configurada para transmitir una radiación óptica compuesta que comprende al menos un primer componente de radiación óptica centrado en una primera longitud de onda Á<1>, o en una primera ventana de frecuencia que comprende dicha primera longitud de onda, y un segundo componente de radiación óptica centrado en una segunda longitud de onda Á<2>, o en una segunda ventana de frecuencia que comprende dicha segunda longitud de onda, opcionalmente con un tercer componente de radiación óptica centrado en una tercera longitud de onda Á3, o en una tercera ventana de frecuencia que comprende dicha tercera longitud de onda, y con un cuarto componente de radiación óptica centrado en una cuarta longitud de onda Á4, o en una cuarta ventana de frecuencia que comprende dicha cuarta longitud de onda, opcionalmente en donde dichas primera, segunda, tercera y cuarta longitudes de onda difieren entre sí y/o en donde dichas primera, segunda, tercera y cuarta ventanas de frecuencia no están, al menos parcialmente, superpuestas en frecuencia, ywherein the source (53) is configured to transmit a composite optical radiation comprising at least a first optical radiation component centered on a first wavelength A<1>, or on a first frequency window comprising said first wavelength, and a second optical radiation component centered on a second wavelength A<2>, or on a second frequency window comprising said second wavelength, optionally with a third optical radiation component centered on a third wavelength A3, or on a third frequency window comprising said third wavelength, and with a fourth optical radiation component centered on a fourth wavelength A4, or on a fourth frequency window comprising said fourth wavelength, optionally wherein said first, second, third and fourth wavelengths differ from each other and/or wherein said first, second, third and fourth frequency windows are not, at least partially, overlapping in frequency, and en donde los detectores (57) comprenden al menos un primer detector (57; PD1) configurado para recibir radiación óptica en la primera longitud de onda Á<1>, o en una primera ventana de frecuencia que comprende dicha primera longitud de onda y un segundo detector (57; PD2) configurado para recibir radiación óptica en la segunda longitud de onda Á<2>, o en una segunda ventana de frecuencia que comprende dicha segunda longitud de onda, comprendiendo además opcionalmente un tercer detector (57; PD3) configurado para recibir radiación óptica en la tercera longitud de onda Á3, o en una tercera ventana de frecuencia que comprende dicha tercera longitud de onda y un cuarto detector (57, PD4) configurado para recibir radiación óptica en la cuarta longitud de onda Á4, o en una cuarta ventana de frecuencia que comprende dicha cuarta longitud de onda.wherein the detectors (57) comprise at least a first detector (57; PD1) configured to receive optical radiation at the first wavelength Á<1>, or in a first frequency window comprising said first wavelength and a second detector (57; PD2) configured to receive optical radiation at the second wavelength Á<2>, or in a second frequency window comprising said second wavelength, optionally further comprising a third detector (57; PD3) configured to receive optical radiation at the third wavelength Á3, or in a third frequency window comprising said third wavelength and a fourth detector (57, PD4) configured to receive optical radiation at the fourth wavelength Á4, or in a fourth frequency window comprising said fourth wavelength. 14. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sensor comprende, además:14. An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the sensor further comprises: - una fibra óptica que tiene un extremo acoplado con la fuente (53) y el otro extremo colocado para dirigir la señal emitida hacia la sangre a lo largo de al menos dicho eje de emisión predeterminado;- an optical fiber having one end coupled to the source (53) and the other end positioned to direct the emitted signal towards the blood along at least said predetermined emission axis; - un primer detector colocado a aproximadamente 180° con respecto al eje de emisión de la fuente, y un segundo detector colocado a aproximadamente 90° con respecto al eje de emisión de la fuente, y un tercer detector colocado a aproximadamente 45° con respecto a el eje de emisión de la fuente, y un cuarto detector colocado aproximadamente a 0° con respecto al eje de emisión de la fuente; y- a first detector positioned at approximately 180° with respect to the emission axis of the source, and a second detector positioned at approximately 90° with respect to the emission axis of the source, and a third detector positioned at approximately 45° with respect to the emission axis of the source, and a fourth detector positioned at approximately 0° with respect to the emission axis of the source; and - una carcasa (51) que tiene una porción que tiene una forma sustancialmente contraria a dicho segmento (101) de tubo, estando hecha la carcasa (51) de dos o más piezas y definiendo un paso directo (52) que tiene una forma contraria a la forma exterior del segmento de tubo para alojar el segmento (101) de tubo dentro del paso directo (52), incluyendo cada detector (57) un extremo respectivo colocado en la porción de forma contraria encarada hacia el segmento (101) de tubo en una condición de acoplamiento de la carcasa (51) con el segmento (101) de tubo, incluyendo la fuente (53), en particular, un extremo colocado en la porción de forma contraria encarada hacia el tubo en una condición de acoplamiento de la carcasa con el segmento (101) de tubo,- a housing (51) having a portion having a shape substantially opposite to said tube segment (101), the housing (51) being made of two or more pieces and defining a through passage (52) having a shape opposite to the outer shape of the tube segment for receiving the tube segment (101) within the through passage (52), each detector (57) including a respective end positioned on the portion of opposite shape facing the tube segment (101) in a coupling condition of the housing (51) with the tube segment (101), the source (53) including, in particular, an end positioned on the portion of opposite shape facing the tube in a coupling condition of the housing with the tube segment (101), en donde cada detector (57) incluye una fibra óptica, estando dispuesto un extremo de la fibra óptica en correspondencia con el segmento (101) de tubo y estando fijado a la carcasa, estando colocado el extremo de la fibra óptica en la porción de forma contraria y encarado hacia el segmento de tubo (101) en una condición de acoplamiento de la carcasa con el segmento (101) de tubo.wherein each detector (57) includes an optical fiber, one end of the optical fiber being arranged in correspondence with the tube segment (101) and being fixed to the housing, the end of the optical fiber being placed in the portion opposite and facing the tube segment (101) in a condition of coupling the housing with the tube segment (101). 15. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segmento (101) del circuito de tratamiento de sangre extracorpóreo es una porción de tubo, estando dispuestos dichos detectores y dicha fuente alrededor de dicha porción de tubo en diferentes grados angulares alrededor de la misma sección transversal, teniendo en particular dicho tubo una sección transversal sustancialmente circular, estando el sensor directamente restringido a una porción externa del segmento (101) que tiene secciones interna y externa circulares, en donde dicho segmento (101) está fabricado en un material flexible con un grado predeterminado de transparencia a las radiaciones ópticas, en particular, no incluyendo el tubo ninguna cubeta rígida en correspondencia del sensor.15. An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the segment (101) of the extracorporeal blood treatment circuit is a tube portion, said detectors and said source being arranged around said tube portion at different angular degrees around the same cross section, in particular said tube having a substantially circular cross section, the sensor being directly restricted to an external portion of the segment (101) having circular inner and outer sections, wherein said segment (101) is made of a flexible material with a predetermined degree of transparency to optical radiation, in particular the tube not including any rigid cuvette in correspondence of the sensor. 16. Un sensor (100) de latido del corazón, no invasivo, para determinar un latido del corazón y/o un ritmo cardiaco en un segmento extracorpóreo (101) de un conducto para conectar a un aparato de tratamiento de sangre extracorpóreo, comprendiendo dicho sensor (100):16. A non-invasive heartbeat sensor (100) for determining a heartbeat and/or a heart rhythm in an extracorporeal segment (101) of a conduit for connection to an extracorporeal blood treatment apparatus, said sensor (100) comprising: - al menos una fuente (53) para dirigir una señal óptica hacia la sangre que fluye por el segmento (101), dirigiéndose la señal óptica a lo largo de al menos un eje (54) de emisión;- at least one source (53) for directing an optical signal towards the blood flowing through the segment (101), the optical signal being directed along at least one emission axis (54); - unos detectores (57) colocados en diferentes direcciones radiales o dispuestos en diferentes grados angulares con respecto al eje (54) de emisión de la fuente (53) para recoger la señal reflejada, la señal dispersada y/o la señal transmitida, dependiendo de su posición respectiva y recibiendo, cada uno, una señal informativa óptica que comprende la señal emitida por dicha fuente (53) después de atravesar al menos parcialmente la sangre que fluye por el segmento (101), emitiendo dichos detectores (57) unas respectivas señales (200R) de salida relacionadas con la señal informativa recibida,- detectors (57) positioned in different radial directions or arranged at different angular degrees with respect to the emission axis (54) of the source (53) for collecting the reflected signal, the scattered signal and/or the transmitted signal, depending on their respective position and each receiving an optical information signal comprising the signal emitted by said source (53) after at least partially passing through the blood flowing through the segment (101), said detectors (57) emitting respective output signals (200R) related to the received information signal, - un controlador (65) configurado para recibir las respectivas señales (200R) de salida de cada uno de los detectores (57) y para recuperar una frecuencia (fHR) de latido del corazón y/o detectar un valor de ritmo cardiaco, basándose en un número predeterminado de la señal (200R) de salida, en donde dicho controlador está particularmente configurado para procesar la señal (200R) de salida basándose en la señal informativa alterada, en particular, al menos en su amplitud, por una perturbación de flujo de la sangre que fluye por el segmento (101), siendo generada dicha perturbación de flujo al menos parcialmente por los pulsos de flujo originados por un corazón que late.- a controller (65) configured to receive respective output signals (200R) from each of the detectors (57) and to recover a heartbeat frequency (fHR) and/or detect a heart rate value, based on a predetermined number of the output signal (200R), wherein said controller is particularly configured to process the output signal (200R) based on the information signal altered, in particular, at least in its amplitude, by a flow disturbance of the blood flowing through the segment (101), said flow disturbance being generated at least partially by the flow pulses originating from a beating heart.
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