用于體外血液處理的裝置制造方法
【專利摘要】總之，本發(fā)明涉及用于體外血液處理的裝置，所述裝置包含檢測設(shè)備(14,14a)，所述檢測設(shè)備(14,14a)用于較好地通過測量吸收率檢測在已使用透析液中的尿毒素，所述檢測設(shè)備(14,14a)被提供在來自過濾器元件的透析液的流出物(13)下游的所述位置處，且滿足至少一個(gè)以下要求：a)流體管線和/或從來自過濾器元件的經(jīng)使用透析液的流出物開始至檢測設(shè)備(14,14a)的元件的填充量小于或等于100ml，較好地小于或等于50ml，較好地小于或等于35ml，較好地小于或等于30ml，較好地小于或等于15ml，較好地小于或等于7ml；和b)從來自過濾器元件的已使用透析液的流出物開始至檢測設(shè)備(14,14a)的流體線長度為至多250cm，較好地小于或等于200cm，較好地小于或等于150cm，較好地小于或等于100cm，較好地小于或等于50cm，較好地小于或等于20cm。
【專利說明】用于體外血液處理的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于體外血液處理的裝置，且本發(fā)明特別但不唯一地涉及如權(quán)利要求1的前文部分所述的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]遭受腎功能受限或不全的患者將使自然新陳代謝的廢棄物(包括尿毒素)通過替代法或透析法去除。此時(shí)，從取自患者且以體外方式輸送的血液的物質(zhì)去除是通過血液與透析液的接觸而進(jìn)行；在此過程中，血液和透析液并不是直接接觸，而是經(jīng)由半透膜彼此接觸。透析液充滿各種鹽類。生理廢物的去除是通過擴(kuò)散效應(yīng)和對流效應(yīng)而進(jìn)行。所述效應(yīng)負(fù)責(zé)將來自血液的物質(zhì)經(jīng)由以體外方式布置的薄膜輸送到透析液。在已去除了一部分廢料之后，已以此方式處理的血液再次回到患者體內(nèi)。
[0003]為了評估透析期間的效率，在透析期間之前、透析期間之后且還可能在透析期間之時(shí)決定尿毒素的濃度。各個(gè)物質(zhì)的減少是用于評估透析劑量的重要基礎(chǔ)。
[0004]尿素是被作為決定透析劑量的普遍的關(guān)鍵代謝產(chǎn)物。相應(yīng)地，尿素減少率被稱為是透析技術(shù)的決定性參數(shù)。尿素減少的決定可以不同方式進(jìn)行。
[0005]典型程序是每次在透析療法之前和之后，化學(xué)決定血液中尿素的濃度。然而，此程序的問題在于必須從患者獲取血樣和將血樣送到具有用于決定尿素濃度的適當(dāng)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室。此過程可能甚至需要數(shù)天時(shí)間。因此，透析劑量的決定不能以及時(shí)的方式且尤其在透析期間之時(shí)進(jìn)行。
[0006]決定透析劑量的另一可能性是測量透析液流出物的紫外線(ultrav1let ;UV)吸收。Uhlin 已在 Uhlin 的題目為“Haemodialysis treatment monitored on-line by ultrav1let absorbance”的博士論文(Linkdping大學(xué)，2006年醫(yī)學(xué)論文第962號)中說明，在280nm的波長下的排出透析液的十進(jìn)制吸收度的變化展示對患者血液中的尿素濃度變化的很好的相關(guān)性。這些結(jié)果最近已由Calia等人證實(shí)(通過光譜光度測量和熒光分光光度法測量監(jiān)控在用過的透析液中的尿素濃度、肌酸酐濃度和β 2-小球蛋白濃度，由CaliaD.、DiFrancesco F.、Fuoco R.、Ghimenti S.、Kanaki A.、Onor Μ.、Tognotti D.和 Donad1 C.所著，2011年9月21日至24日熱那亞的意大利腎臟學(xué)學(xué)會(huì)第52屆全國代表大會(huì))。
[0007]此外，在先前技術(shù)中已知以下裝置和方法。
[0008]US2011/0144459A1描述用于使用血液凈化裝置檢測液體濃度的檢測器，在所述血液凈化裝置中，血液在身體外部被清洗。檢測器包含:光發(fā)射器，將光照射至液體中；光檢測器，接收在液體之后的發(fā)射器的光；和檢測器，檢測入射光的強(qiáng)度。
[0009]W000/38761A2描述在體外血液處理期間的血液成分的分布容積的決定。在此過程中，血液成分的濃度在透析器上游改變，測量透析器下游的改變且根據(jù)所述改變決定血液成分的分布容積。
[0010]最后，EP1342479A1描述用于在血液透析濾過工藝中檢測和調(diào)整透析液流量的裝置。兩個(gè)泵分布在透析回路的進(jìn)口支管和出口支管上。流量差測量裝置檢測進(jìn)入過濾器且離開過濾器的透析液的流量差。中央控制器檢測流量差測量裝置的輸出信號。如此允許周期重調(diào)過濾器中的透析液的控制壓力，且調(diào)整通過過濾器薄膜的透析液和等離子體水的流量。
[0011]所提到的現(xiàn)有技術(shù)中的問題是高背景信號噪音和測量信號的淺上升，所述測量信號用于決定將從血液中去除的生理廢物的濃度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，本發(fā)明的目的是提供用于體外血液處理的一般裝置，所述裝置使實(shí)現(xiàn)用于決定濃度和/或決定透析劑量的較好質(zhì)量的測量信號成為可能。
[0013]此目的是根據(jù)本發(fā)明通過如權(quán)利要求1所述的裝置來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的進(jìn)一步發(fā)展是從屬權(quán)利要求的標(biāo)的。
[0014]本發(fā)明是基于用于決定在透析處理期間的透析液中的廢物的測量設(shè)備，如特別地在EP1083948B1中所述，在EP1083948B1中，針對透析技術(shù)中的應(yīng)用說明了已知測量裝置(傳感器)的結(jié)構(gòu)以及位置。以下說明大體上涉及透析中的UV傳感器，如在文件EP1083948B1中所描述。目前，所述紫外線傳感器被集成在許多先進(jìn)透析機(jī)中。自從當(dāng)所述系統(tǒng)已被引入市場之時(shí)，所述傳感器的位置已保持大體不變。所述傳感器位于透析液的流出端，通常被布置在平衡設(shè)備之后，即，平衡設(shè)備的下游。在透析器和測量設(shè)備之間攜帶透析液的線路/管路的長度在此位置通常達(dá)到大于450cm，透析器和測量設(shè)備之間的透析液的整個(gè)容量是大約200ml。此外，已知進(jìn)一步的傳感器系統(tǒng)，如所述傳感器系統(tǒng)例如在DE102011008482A1 或 EP2397167A1 中所描述。文件 DE102011008482A1 描述一種紫外線檢測器布置，所述紫外線檢測器布置包含測量透明小容器，所述測量透明小容器包括至少在各部分中對紫外線透明的壁，具有含有不同發(fā)射波長的兩個(gè)紫外線LED，和寬頻紫外線檢測器或兩個(gè)窄帶紫外線檢測器(所述檢測器中的每一個(gè)用于一個(gè)發(fā)射波長)，所述紫外線檢測器被布置在測量透明小容器上。EP2397167A1描述用于決定所使用透析液的發(fā)光的測量設(shè)備。以下說明類似地應(yīng)用于所有傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)傳遞在所使用的透析液中的尿毒素濃度的測量。
[0015]除對于尿毒素濃度的測量的(類似)靜態(tài)決定的先前使用之外，瞬變量化，即濃度變化的瞬間過程，變得越來越突出。濃度瞬變傳遞關(guān)于動(dòng)態(tài)患者的信息，且機(jī)器參數(shù)wtube知識允許醫(yī)生分別地為每個(gè)患者提高治療質(zhì)量。然而，顯示在透析器和測量設(shè)備之間的長流體攜帶路徑和/或高容量的紫外線測量設(shè)備的當(dāng)前定位帶來一些不利的影響。一方面，排出透析液在所述排出透析液的位于透析器和紫外線測量裝置之間的路徑上流經(jīng)一系列流體攜帶元件，如此由于所述流體攜帶元件的容積貢獻(xiàn)的事實(shí)，濃度變化達(dá)到平衡且不能再暫時(shí)地決定。此時(shí)發(fā)生對流混合效應(yīng),所述對流混合效應(yīng)將在很大程度上改變瞬變,直至完全分配所述瞬變的信息內(nèi)容。在合成的測量信號中，如果存在所述的廢產(chǎn)物的暫時(shí)發(fā)生的濃度峰值的情況或更持久的增長，那么確定地區(qū)分經(jīng)常是不可能的。在瞬變中包含的關(guān)于患者和治療的信息將在此時(shí)丟失。產(chǎn)生此效應(yīng)的透析機(jī)的透析液排放中的典型要素是平衡設(shè)備，例如平衡室或空氣分離器。
[0016]另一方面，通過測量裝置將在透析器的透析液側(cè)腔室的透析液的濃度或濃度變化的發(fā)生和所述發(fā)生的證明之間存在顯著瞬間延遲?？赡馨l(fā)生的是，在信號到達(dá)測量設(shè)備之前要經(jīng)過若干分鐘。在所使用的透析液被從透析器輸送到測量設(shè)備期間的此時(shí)間段具有以下效應(yīng):因?yàn)樽匀坏卮嬖谟谀抢锏臐舛忍荻?，瞬變還將通過尿毒素的擴(kuò)散而改變。再次，將有息損失。
[0017]然而，由于對流動(dòng)作元件的瞬變退化可通過在透析器和各個(gè)元件之間布置測量設(shè)備來防止，瞬態(tài)信號的擴(kuò)散退化的避免需要進(jìn)一步的考慮:
[0018]作為小分子尿毒素的典型代表，尿素在水相環(huán)境中具有擴(kuò)散系數(shù)D =
1.38*10-5cm2/s，且存在于血液和透析液中作為典型電解質(zhì)的鉀具有較大擴(kuò)散系數(shù)D =2*10-5cm2/s。因?yàn)槔字Z數(shù)在透析液流出物的管中定尺寸以使得存在層流條件，例如由于閥切換操作而存在的急劇瞬變的退化可通過在擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散距離之間的以下關(guān)系而估計(jì)，所述以下關(guān)系源自于菲克定律:
[0019]X = 2畫
[0020]在本文中，D表示在相關(guān)載體介質(zhì)(此處，透析液)中所述的物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)，t是擴(kuò)散進(jìn)行和擴(kuò)散曲線形成的時(shí)間，和X是形成的擴(kuò)散曲線的寬度的測量。
[0021]對于I分鐘的擴(kuò)散時(shí)間，此估計(jì)對上述物質(zhì)的應(yīng)用產(chǎn)生從300 μ m到350 μ m的典型擴(kuò)散距離。具有典型的透析液流量和管直徑，如此在一些毫秒的尺度上產(chǎn)生信號邊緣，所述信號邊緣已在快速閥門的切換時(shí)間的范圍中且在例如用于控制工藝的切換操作的人工制品的辨別中具有相應(yīng)關(guān)聯(lián)性。
[0022]擴(kuò)散效應(yīng)的上述評估已在假定于透析液通道或管道(所謂的頂帽曲線)的橫截面上的恒定流量分布的情況下進(jìn)行。已使此假定能夠?qū)U(kuò)散效應(yīng)隔離。在實(shí)際層流系統(tǒng)中，代替地存在為以下形式的拋物線曲線(2010年劍橋大學(xué)出版社的B.J.Kirby的“微型和納米級流體機(jī)械(Micro-and Nanoscale fluid Mechanics) ”):
[。。23]
[0024]在本文中，uz是沿著通道或管道的液體速度，η是液體粘度，§是壓力梯度，R是通道或管道的內(nèi)徑，且r是從通道或管道中心的觀測點(diǎn)的徑向距離。對于r = 0，最大流動(dòng)速度》Fu7x = -P將出現(xiàn)在通道中心。在通道或管道的周邊處，Uz = O0作為最大流動(dòng)速度的函數(shù)，拋物線流量曲線可以簡化形式寫為^^^ = 1
[0025]拋物線流量曲線具有以下效應(yīng):只是在有限時(shí)間t以后，在位置z = O處發(fā)生的任何濃度變化可在位置z>0處使用足夠精度測量。如果液體在通道或管道的整個(gè)橫截面上具有相同速度，那么時(shí)間t長于將出現(xiàn)的時(shí)間G= Y'在本文中，Q是在通道或管道中的媒介的體積流量。由于流量曲線的此效應(yīng)削弱測量品質(zhì)，所述測量必須在脈沖出現(xiàn)之后的特定時(shí)間之內(nèi)執(zhí)行。例如，如果控制算法需要在很短時(shí)間間隔中的數(shù)據(jù)值，或如果僅短的濃度脈沖對于測量可用，那么可能是這種情況。
[0026]為了對此理解，進(jìn)行以下仔細(xì)考慮:
[0027]通道或管道中的平均流速可根據(jù)液體Q的體積流量和幾何形狀決定:
「 ? -
[0028]11 =
R2W
[0029]此外，作為最大速度的函數(shù)的中間速度可根據(jù)拋物線流量曲線決定；
- fStz(r)-rdr ufax
[0030]K z = -—~5-= -V"
4 rdr2
[0031]對于此，速度曲線可被寫為體積流量而不是最大速度的函數(shù)。
[0032]
[0033]現(xiàn)在，有可能在位置z>0處界定兩個(gè)區(qū)域--與0〈r〈r’同中心的一區(qū)域，其中普遍是高流動(dòng)速度且具有新濃度(根據(jù)定義此處在下文中的C，較高濃度)的液體已被輸送到所述區(qū)域；和在周邊r’〈KR處的第二區(qū)域，其中仍存在具有舊濃度的一些液體(根據(jù)定義濃度0，在下文中為C。)。在r’處的所述區(qū)域之間的限制可經(jīng)由下式?jīng)Q定:
[0034]U2(Ff) = 2各 I —(務(wù))=?
[0035]求解至r’2產(chǎn)生_6] ^ =
[0037]在時(shí)間t>0時(shí)，點(diǎn)z>0中的中值濃度7 C將表現(xiàn)為來自c和C。的加權(quán)平均:
[0038]C = r,2TT.C + ^R2 - r#2)ir ?c0
[0039]圖6圖示用于測量與濃度躍變或濃度變化的起點(diǎn)具有不同距離的位置的中值濃度對時(shí)間的過程。在時(shí)間t = O時(shí)且在位置Z = O處,濃度從Ctj=O躍變到C=I。舉例來說，假定的管直徑是0.6cm,且假定的體積流量是300ml/min。說明清楚地圖示，薄片狀拋物線流量曲線具有以下效應(yīng)一已在幾分米的距離處一只是在若干秒，即使5%的適度精度估計(jì)以后，濃度信息才可用。
[0040]如果待決定的濃度變化僅存在幾秒的有限周期(例如，如在EP1083948B1中所描述)或如果從信號的瞬變獲得信息，那么此舉將成為一個(gè)問題。
[0041]此舉將從圖7中明朗化，此圖圖示對于100ml/min的體積流量和10cm的脈沖長度(濃度c = 1)，具有距離z>0的測量裝置的不同位置的濃度的瞬間過程。非常清楚地可見脈沖邊緣的衰減。此外，在已具有小于1cm的距離的情況下，將不會(huì)再達(dá)到濃度C。
[0042]根據(jù)圖7的理論觀測是通過紫外線吸收率的試驗(yàn)測量來確認(rèn)，如圖8中所示。此時(shí)，在時(shí)間t = 10秒處，將40mg/l的尿素溶液丸劑注入到透析管系統(tǒng)中，所述透析管系統(tǒng)具有直接在傳感器I上游的300ml/min的透析液流量。尿素是在透析期間去除的尿毒素。所選濃度對應(yīng)于透析期間的透析液中的典型濃度。丸劑的給藥持續(xù)11秒。傳感器I將丸劑檢測為十進(jìn)制吸收測量的頂點(diǎn)，所述十進(jìn)制吸收測量與濃度成正比。圖形圖示了具有尖銳邊緣的良好定義的丸劑。在大約1.7的曲線平直部分處的十進(jìn)制吸收測量值對應(yīng)于尿素的吸收。傳感器I的下游，透析液(和注入到透析液中的濃度丸劑)已通過長度為220cm的管段，在所述管段的末端連接有第二紫外線傳感器。如由傳感器2測量的十進(jìn)制吸收測量同樣地圖示在圖8中?？汕宄乜匆娨韵虑闆r:
[0043](a)丸劑前沿的延遲達(dá)5秒，這是由于傳感器之間的路線長度。進(jìn)一步的結(jié)果在于
[0044](b)與傳感器I的I秒相比，在丸劑的開始之后，十進(jìn)制吸收測量到達(dá)所述測量的曲線平直部分僅8秒。在數(shù)量上，可以說明如下:
[0045](c)在傳感器2處，十進(jìn)制吸收測量的曲線平直部分20%低于傳感器I的曲線平直部分一如此產(chǎn)生在決定濃度時(shí)的相應(yīng)誤差。最后，
[0046](d)與在傳感器I中相同丸劑的具有I秒長度的邊沿相比，在傳感器2的信號中識別的后沿長度是7秒。
[0047]因此，圖8清楚地圖示相對于曲線平直部分的達(dá)到和丸劑邊緣的定義的實(shí)驗(yàn)中的信號品質(zhì)降低；傳感器和丸劑原點(diǎn)之間的距離越長，所述降低越明顯。
[0048]將從圖6、圖7和圖8中顯而易見，邊沿的上升(銳度)和c的(迅速)達(dá)到高度地取決于測量裝置的位置。前沿質(zhì)量以及決定濃度的誤差變得較小，在測量裝置和濃度變化(濃度躍變)原點(diǎn)之間的距離更短。
[0049]決定濃度的精度應(yīng)作為實(shí)例，在根據(jù)圖6的時(shí)間t = 0.1分時(shí)產(chǎn)生。在測量裝置和濃度變化原點(diǎn)之間具有距離10cm，濃度c將以小于0.05%的誤差根據(jù)上述先決條件決定。與此相比，200cm距離的誤差已達(dá)到8.5%。后一誤差對于精確控制治療參數(shù)已無法使用。
[0050]圖5圖示如上所示的考慮的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)支持。此時(shí)，300ml的物質(zhì)的尖銳濃度脈沖被注入到顯示透析液流量為500ml/min的透析器中。此圖圖示附接于透析器的流出口之后大約10cm的紫外線測量裝置的響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)被重復(fù)若干次且對應(yīng)于圖7中的說明每次顯示類似結(jié)果，事實(shí)上，邊沿已在標(biāo)稱到達(dá)濃度脈沖，持續(xù)的下降沿之前，和在C。之下的最大濃度處上升。不言而喻，除了拋物線曲線對測量準(zhǔn)確度的影響之外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果包括擴(kuò)散效應(yīng)以及由于通道或管道的橫截面的增大/減小的任何額外對流效應(yīng)，所述效應(yīng)整體地增加對測量有害的效應(yīng)。
[0051]在透析中，在大多數(shù)情況下，濃度變化或濃度脈沖的原點(diǎn)是透析器。因此，根據(jù)本發(fā)明，所述問題的解決方案是滿足以下條件，測量裝置與來自透析器的所使用透析液的流出物間隔至多250cm，較好地小于200cm，較好地小于150cm，較好地小于100cm，較好地小于50cm,較好地小于20cm的管道或通道長度。
[0052]上述計(jì)算已在假定通道和/或管道的直徑恒定的情況下進(jìn)行。然而，在透析機(jī)的情況下，此舉并不是必須的。由于例如由耦合件、閥門及其他射流元件引起的通道或管道直徑中的變化，和在恒定體積流量下的流動(dòng)速度的伴隨變化，上述方法可作為第二額外或替代的條件，類似于濃度變化的原點(diǎn)和測量裝置的位置之間的空間傳遞。根據(jù)所述第二條件，對于較好地大約3_至7_ (進(jìn)一步較佳地約5_)的(中值)通道/管道橫截面且考慮在透析液路徑中提供的成分的透析液量，根據(jù)本發(fā)明的傳感器的有利定位(如從來自透析器的所使用的透析液的流出口至傳感器)應(yīng)小于或等于150ml (管線和元件的填充量)，較好地小于或等于100ml，較好地小于或等于50ml，較好地小于或等于35ml，較好地小于或等于20ml ο
[0053]已發(fā)現(xiàn)，將檢測/測量裝置(傳感器)布置在來自過濾器元件的透析液側(cè)腔室的透析液的流出管的近端部分處的上述理論和分析考慮解決了給定問題且克服了已如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題(如果滿足了兩個(gè)要求中的至少一個(gè)要求)。
[0054]用于體外血液處理的根據(jù)本發(fā)明的裝置具有尤其較好的以下元件:
[0055]-過濾器元件(透析器)，所述過濾器元件被分成血液側(cè)腔室和透析液側(cè)腔室，且所述過濾器元件包含用于至透析液側(cè)腔室的新鮮透析液的流入口，和用于來自透析液側(cè)腔室的已使用透析液的流出口；
[0056]-平衡設(shè)備，在過濾器元件的下游提供；
[0057]-檢測/測量設(shè)備(傳感器)，適合于以連續(xù)或定時(shí)方式從透析器液體側(cè)上的患者血液中檢測至少一個(gè)代謝產(chǎn)物的濃度；
[0058]-外殼，所述外殼內(nèi)部尤其容納至少平衡設(shè)備和較好地容納檢測/測量裝置；且外殼外部布置過濾器元件，以及穿通所述外殼的流體線通孔，過濾器元件經(jīng)由所述流體線通孔被連接或可被連接到射流期間的平衡設(shè)備；其中
[0059]-檢測/測量裝置被布置于較好地在外殼內(nèi)部的流體線通孔(直接地在流體線下游)上。
[0060]在此布置中，用于體外血液處理的根據(jù)本發(fā)明的裝置可另外包含本身從現(xiàn)有技術(shù)已知且屬于或?qū)儆谙冗M(jìn)透析機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的進(jìn)一步元件，諸如較好地在流體線通孔附近的外殼壁中/上且由此直接在上游的壓力測量裝置，和/或繞過過濾器元件且較好地被布置在檢測/測量裝置下游或者在檢測/測量裝置上游的旁通管(在這種情況下，尤其是為了校準(zhǔn)檢測/測量裝置)。然而，由于這些進(jìn)一步元件對于本發(fā)明僅具有次要的重要性，所以為了清晰期間，沒有對所述元件詳細(xì)闡明。
[0061]用于體外血液處理的根據(jù)本發(fā)明的裝置可包括適合于透析，特別地適合于人工腎和透析機(jī)的任何設(shè)備。本發(fā)明提供提高用于決定待從血液去除的生理廢物的濃度的測量信號的測量精度和銳度的優(yōu)點(diǎn)。因此，上文已描述的體外血液處理中涉及的問題被解決，且利用特定的精度使?jié)舛茸兓淖R別和量化成為可能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0062]本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下描述中顯而易見，在所述描述中對附圖進(jìn)行引用，在所述附圖中:
[0063]圖1圖示包含用于血液透析的體外血液處理的裝置的透析液回路；
[0064]圖2圖示包含用于血液透析濾過的體外血液處理的裝置的透析液回路；
[0065]圖3圖示包含在序貫治療期間用于提取液體的體外血液處理的裝置的透析液回路；
[0066]圖4圖示包含用于血液濾過的體外血液處理的裝置的透析液回路；
[0067]如已經(jīng)所描述的，圖5圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在一位置處的紫外線測量裝置的響應(yīng)。
[0068]如已經(jīng)所描述的，圖6圖示在突然的濃度變化之后的測量裝置的不同位置的濃度對時(shí)間的過程；
[0069]如已經(jīng)所描述的，圖7圖示根據(jù)本發(fā)明與紫外線測量裝置的定位有關(guān)的紫外線測量裝置對具有裝置的濃度脈沖的回應(yīng)；
[0070]如已經(jīng)所描述的，圖8圖示在使用丸劑之后的如由第一傳感器和第二傳感器所檢測的紫外線吸收率。
[0071]圖9圖示在傳統(tǒng)位置中包含紫外線測量裝置的透析機(jī)的測量結(jié)果，和
[0072]圖10圖示在透析機(jī)中反應(yīng)延遲與尿素濃度脈沖的比較，所述透析機(jī)包含在傳統(tǒng)位置中和在透析液的流出口的近端部分(接近于透析器)中的紫外線測量裝置。
[0073]諸圖純粹地為說明性質(zhì)的且因此并不按比例繪制。具有相同效應(yīng)的相同元件或元件具備相同元件符號，除非另有說明。

【具體實(shí)施方式】
[0074]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的在用于體外血液處理的裝置(例如，透析機(jī))中的透析液回路的第一實(shí)施例。此時(shí)，裝置是用于進(jìn)行血液透析，而無任何液體置換。新鮮透析液被從透析液源I供應(yīng)且經(jīng)由流入口 2被送入回路。為此目的，在過濾器元件(透析器)的上游提供流量泵(FPE)7。在流量泵7和過濾器元件之間的第一閥門(VDE)S關(guān)閉或打開過濾器元件的進(jìn)口。在過濾器元件下游的的第二閥門(VDA) 10打開或關(guān)閉相對于過濾器元件出口的透析液回路。類似于進(jìn)口側(cè)，過濾器元件的出口側(cè)也可具有流量泵12，所述流量泵12將經(jīng)使用的透析液輸送至透析液出口，所述透析液自所述透析液出口經(jīng)由透析液流出物管線13排出/分配到透析液流出物15。輸入側(cè)流量泵7和輸出側(cè)流量泵12經(jīng)由旁通管11彼此連接，旁通管11以所述旁通管11有選擇地使過濾器元件旁通的方式被連接到透析液回路。為此目的，旁通管11可通過旁通閥(VBP)9關(guān)閉且打開，且旁通管11被布置在第一閥門8的上游和第二閥門10的下游。
[0075]根據(jù)本發(fā)明，接近于過濾器元件(透析器)，即在過濾器元件的出口和旁通管11之間，較好地在過濾器元件的出口和第二閥門10之間，提供檢測/測量裝置14。另外地或作為替代，檢測/測量裝置14a被布置在旁通管11的下游。
[0076]就此，在本發(fā)明中對用于體外血液處理的裝置中的事實(shí)進(jìn)行參考，過濾器元件在圖1中通過點(diǎn)劃線圖示位于外殼G的外部，而檢測設(shè)備14、14a被裝入外殼G中。選擇性地，壓力傳感器D被布置在較好地檢測設(shè)備14、14a上游的外殼壁中或外殼壁上。進(jìn)一步優(yōu)選的是，檢測設(shè)備14被直接地布置在外殼壁上，即，剛好在線通孔L上，所述線通孔L在起始于過濾器元件出口的外殼外部管線段和外殼內(nèi)部管線段之間建立流體連接。以此方式，在外殼之內(nèi)的檢測設(shè)備14被保護(hù)且仍然根據(jù)管線/流量技術(shù)盡可能靠近過濾器元件而布置。
[0077]通常，使用具有線內(nèi)部橫截面大約是3mm至7mm，較好地5mm的管線(管道)。根據(jù)本發(fā)明，過濾器元件出口和檢測設(shè)備14或14a之間的管線長度達(dá)到至多250cm，較好地小于200cm，較好地小于150cm，較好地小于100cm，較好地小于50cm和更較好地小于20cm長度的管道或通道。替代地或除此之外，如果在過濾器元件出口和檢測設(shè)備14或14a之間的管道或管線的容積小于或等于100ml，較好地小于或等于50ml，較好地小于或等于35ml，較好地小于或等于30ml，較好地小于或等于15ml且更較好地小于或等于7ml，還在較好地具有大約3mm至7mm (大約5mm)的流量橫截面的每一清況下，那么存在檢測設(shè)備14或14a (即傳感器)的有利定位。此時(shí)，對以下事實(shí)進(jìn)行參考一取決于透析機(jī)的型號和具有小于10cm的管長度或具有小于20-30ml的容積一傳感器將被定位在機(jī)器外殼外部，以便將傳感器包圍在外殼中是值得做的，但不總是在原則上可實(shí)現(xiàn)的。
[0078]通過在第一閥門8和過濾器元件之間的流量測量裝置16，選擇性地決定/測量在回路中循環(huán)的流體體積流量。
[0079]患者可經(jīng)由動(dòng)脈管道系統(tǒng)17被連接到用于體外血液處理的裝置(透析機(jī))。動(dòng)脈血泵(BPA) 18被提供或適應(yīng)于從患者去除未清潔的血液，且將所述血液供應(yīng)到過濾器元件中的血液側(cè)(BS) 19;所述血液側(cè)經(jīng)由半透膜與過濾器元件中的透析液側(cè)(DS) 20連接。來自過濾器元件中的血液側(cè)(BS) 19，經(jīng)清洗的血液可經(jīng)由靜脈管系統(tǒng)21返回至患者。
[0080]包含用戶接口 31的運(yùn)算器30控制回路，和用于在透析液側(cè)上以及在血液側(cè)上循環(huán)流體的元件。
[0081]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明在用于體外血液處理的裝置中的透析液回路的進(jìn)一步實(shí)施例。如在根據(jù)圖1的實(shí)施例中，可替代地定位檢測設(shè)備14、14a或檢測設(shè)備14、14a可在經(jīng)使用透析液的流出管的兩個(gè)不同位置處相結(jié)合，即接近于在透析器和旁通管11或第二閥門10之間的位置14處的過濾器元件(透析器)，較好地直接(較好無中間線地)在通過外殼G的線通孔L上(內(nèi)部或外部)，或另外或替代地在位置14a處的旁通管11 (或流量泵12)之后，如果在后一情況下，那么實(shí)現(xiàn)了關(guān)于最大管線長度和/或管線容積的要求。然而，與根據(jù)圖1的實(shí)施例相反，圖2圖示用于使用置換進(jìn)行血液透析濾過的裝置。置換液體此時(shí)通過置換泵23在透析器下游的血液側(cè)上從置換貯液器22注入到血液循環(huán)中。如此產(chǎn)生血液的對流凈化。存在將位于透析器上游的血液側(cè)的置換液體注入到血液循環(huán)中，或?qū)⑺鲋脫Q液體注入到透析器的上游以及下游的可能性(未圖示，但以類似的方式可實(shí)現(xiàn))。
[0082]圖3圖示無任何液體置換的用于進(jìn)行順序位相(純超濾作用)的血液處理裝置(透析機(jī))。以此為根據(jù)，特別地圖示了進(jìn)一步的透析液回路，其中檢測設(shè)備14、14a被替代地或結(jié)合地布置(或可被布置)在經(jīng)使用透析液的流出管的兩個(gè)不同位置處。根據(jù)本發(fā)明，檢測設(shè)備接近于在透析器和第二閥門10之間的位置14處的透析器(在引入外殼內(nèi)部體積的線通孔L的直接的內(nèi)部或外部上)，和另外地或替代地，檢測設(shè)備被布置在位置14a處的閥門10的下游(如果滿足關(guān)于管線長度和/或空間的需求)。
[0083]圖4圖示用于體外血液處理的裝置中的又一透析液回路，所述透析液回路在當(dāng)前情況下用于血液濾過，根據(jù)所述透析液回路，檢測設(shè)備14、14a在經(jīng)使用透析液的流出管的兩個(gè)不同位置處替代地或組合地布置，根據(jù)在位置14處接近于透析器的本發(fā)明(直接地在引入外殼G的線通孔L上/之后)，且另外地或替代地在位置14a處的閥門10的下游(符合相對于線長度和/或線填充容積的上述要求)。此時(shí)，置換液體被通過置換泵23從在透析器下游和/或上游的血液側(cè)處的置換液貯存器22注入到血液循環(huán)中。
[0084]圖5圖示檢測設(shè)備(在紫外線測量裝置的當(dāng)前情況下)對在過濾器元件處的濃度脈沖的響應(yīng)，如果根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)布置紫外線測量裝置，那么此時(shí)為透析器。圖示了在相同條件下的四個(gè)測量，說明了由大于450cm的流體路徑引起的系統(tǒng)響應(yīng)的差異。此圖圖示了在無流體導(dǎo)向引起的擴(kuò)散效應(yīng)和對流效應(yīng)的情況下，紫外線傳感器對應(yīng)感知為矩形脈沖(如圖所示)的濃度脈沖的響應(yīng)。在管線/管道中的擴(kuò)散效應(yīng)以及流量曲線還具有以下效應(yīng):在正常延遲時(shí)間之前，由紫外線傳感器傳感的濃度已開始上升。
[0085]與此相反，圖10圖示如果紫外線測量裝置被提供在過濾器元件下游的流出口管線中的透析液側(cè)區(qū)域中的所述位置處，紫外線測量裝置對濃度脈沖的響應(yīng)，所述響應(yīng)不滿足相對于管線長度和/或管線填充容積(虛線)的上述要求；和如果紫外線測量裝置被提供在過濾器元件下游的流出口管線中的透析液側(cè)區(qū)域中的所述位置處，紫外線測量裝置對濃度脈沖的響應(yīng)，所述響應(yīng)滿足關(guān)于管線長度和/或管線填充容積(實(shí)線)的上述要求。與在滿足要求的位置處的測量相比，在不滿足要求的位置處的測量(例如在平衡設(shè)備之后)顯示大約30秒的延遲。此外，在根據(jù)圖10的平衡設(shè)備下游位置處的測量(所述測量不滿足要求)顯示在所述測量的增加中的步驟，所述步驟是在此情況下經(jīng)由上游平衡設(shè)備(機(jī)械轉(zhuǎn)換過程)的操作規(guī)定。所述步驟降低增加的信號品質(zhì)且使所述信號品質(zhì)的評估更加困難。
[0086]本發(fā)明的可選配置
[0087]本發(fā)明不限于如上所述的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明，滿足要求的位置被通過設(shè)計(jì)理解為，來自過濾器元件的透析液側(cè)腔室的透析液的流出口區(qū)域緊鄰過濾器元件的透析液側(cè)腔室的流出口噴嘴，但仍較好地在裝置外殼之內(nèi)。
[0088]因此，所述管線段可延伸一取決于血液處理裝置的尺寸以及過濾器元件的位置一至多從過濾器元件的透析液側(cè)腔室的流出物噴嘴到至平衡設(shè)備中的進(jìn)口。此部分可進(jìn)一步包含沖洗橋。具有此結(jié)構(gòu)，檢測設(shè)備可位于沖洗橋的上游或下游；然而，根據(jù)本發(fā)明，檢測設(shè)備可在任何情況下布置在平衡設(shè)備的上游，以防止由平衡設(shè)備引起的信號的偽造和退化。檢測設(shè)備較好地被布置在裝置外殼之內(nèi)，以便保護(hù)檢測設(shè)備不受外力影響，但是檢測設(shè)備也可附屬于裝置外部上(即，在外殼外部)用于體外血液處理，特別是當(dāng)此舉是能夠相對于管線長度和/或管線填充容積實(shí)現(xiàn)上述要求的唯一方式時(shí)。術(shù)語“遠(yuǎn)至檢測設(shè)備”進(jìn)一步指定在檢測設(shè)備中或之上進(jìn)行測量之處。較好地，此處是例如在紫外線傳感器情況下，光學(xué)測量光束穿過透析液之處。
[0089]最好的是，根據(jù)上文定義，在過濾器元件和檢測設(shè)備之間的管線段包含不超過從過濾器元件的流出管直到平衡設(shè)備的區(qū)域。優(yōu)選的是，在從過濾器元件的出口或流出物朝向平衡設(shè)備的流動(dòng)方向的250cm(管線長度)的區(qū)域，所述管線長度進(jìn)一步優(yōu)選地為200cm，更進(jìn)一步優(yōu)選地為150cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為100cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為90cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為80cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為70cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為60cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為50cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為40cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為30cm,更進(jìn)一步優(yōu)選地為20cm且最優(yōu)選地為從過濾器元件的出口或流出物朝向平衡設(shè)備的1cm的長度。
[0090]進(jìn)一步優(yōu)選的是，本申請案涉及用于體外血液處理的裝置，在所述裝置中，檢測設(shè)備是紫外線測量裝置。所述紫外線測量裝置包含至少一個(gè)輻射源和至少一個(gè)傳感器。用于輻射源的候選源是紫外線LED、紫外線激光器和諸如氘燈的寬帶輻射源。傳感器是選自由以下各者組成的群組:光電二極管、光電晶體管、CXD和CMOS檢測器、光電倍增管或光子計(jì)數(shù)模塊或同等功能的元件。同樣也優(yōu)選的是，如果紫外線測量裝置的傳感器操作在至少從200nm至350nm的波長范圍中。波長范圍具有特定的重要性，因?yàn)閷τ谂判怪匾脑S多代謝產(chǎn)物和生理廢物在此波長范圍中具有特征吸收峰值，例如尿素在290nm的波長下，肌酸酐在大約235nm的波長下，馬尿酸在大約260nm的波長下和肌酸在大約21nm的波長下分別具有特征吸收峰值。所述特征吸收峰值或數(shù)個(gè)所述峰值的組合分析提供根據(jù)代謝產(chǎn)物的各個(gè)濃度得出結(jié)論的機(jī)會(huì)。
[0091]在下文中，將闡明三個(gè)實(shí)例，其中可清楚地見到現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明之間的差異。此時(shí)，對根據(jù)圖9的測量結(jié)果進(jìn)行參考。
[0092]在來自現(xiàn)有技術(shù)的第一實(shí)例中，通過在時(shí)間“I”從旁路獲取具有流動(dòng)血液泵的機(jī)器，在傳統(tǒng)透析液中的尿素濃度在透析機(jī)中在透析器處于時(shí)間“I”從零增加到恒定值(83.4mg/l)，所述透析機(jī)具有在傳統(tǒng)位置處的紫外線測量裝置。透析液的流量恒定地是500ml/min，對應(yīng)于用于血液透析的透析液的實(shí)際流動(dòng)速度。在紫外線測量裝置處的透析液溫度為大約35°C。此溫度還對應(yīng)于血液透析的通常條件。所述條件發(fā)生，直到30秒至40秒之后，第一尿素分子即在時(shí)間“2”到達(dá)傳感器為止。因?yàn)槟蛩氐奶砑?，將已?jīng)過超過5分鐘，直到完全形成信號，即至?xí)r間“3”時(shí)為止。也可從圖9獲知，緩慢增加是由于已如上所述的混合效應(yīng)。
[0093]在來自現(xiàn)有技術(shù)的第二實(shí)例中，清楚地在時(shí)間方面考慮的濃度脈沖具有45秒的持續(xù)時(shí)間且在圖5中表現(xiàn)為矩形脈沖，所述濃度脈沖被應(yīng)用于透析機(jī)中，所述透析機(jī)包含在傳統(tǒng)位置處的紫外線測量裝置。此脈沖是通過在透析器中的有限且明確封閉的大量透析液的飽和來實(shí)現(xiàn)，所述透析液隨后被抽出。所有進(jìn)一步測試條件與上文第一實(shí)例中的測試條件相同。作為所述濃度脈沖的結(jié)果，對于四個(gè)不同運(yùn)行測量紫外線測量裝置的吸收。在通過透析機(jī)中的流出物側(cè)透析液路徑之后，信號失去所述信號的原始形狀且衰落。脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)無法根據(jù)紫外線測量裝置的信號清楚地決定。濃度分布具有強(qiáng)烈的圓形外觀且在脈沖的末端處發(fā)生長的傾斜邊沿，且在脈沖的開始時(shí)發(fā)生稍微較短的邊沿，如此是例如由于擴(kuò)散效應(yīng)或由于可歸因于通過機(jī)器射流技術(shù)的路徑上的流量曲線的效應(yīng)，如已在本描述的引言部分中所解釋。由于取決于透析器和紫外線測量裝置之間的流體路徑的混合效應(yīng)，也不利地影響了測量值的再復(fù)制性。首先，根據(jù)濃度脈沖的邊沿的品質(zhì)，并且參考吸收最大值的高度，此影響可見于圖5中。在相同要求下的四個(gè)測試顯示不可忽略的結(jié)果的偏差。
[0094]在第三實(shí)例中，對在包含在傳統(tǒng)位置(在透析液流出物的中央部分和在流動(dòng)方向的平衡設(shè)備的下游中)處的紫外線測量裝置的透析機(jī)中的尿素的濃度脈沖的反應(yīng)延遲與一透析機(jī)中的尿素的濃度脈沖的反應(yīng)延遲相比較，所述后一透析機(jī)包含在透析液流出管的近端部分中的紫外線測量裝置。將在圖10中見到兩個(gè)曲線的過程。如果在根據(jù)本發(fā)明的位置中提供紫外線測量裝置，那么可在顯著較早的時(shí)間點(diǎn)檢測到濃度脈沖。此時(shí)，也可識別已知的延遲效應(yīng)。如果測量是使用高時(shí)間分辨率執(zhí)行，那么原先為光滑信號的信號顯示由于混合效應(yīng)的平衡設(shè)備下游的步驟。在平衡設(shè)備中和周圍的對湍流條件的任何非薄層此時(shí)同樣起作用。
[0095]總之，本發(fā)明涉及用于體外血液處理的裝置，所述裝置包含檢測設(shè)備(14，14a)，所述檢測設(shè)備(14，14a)用于較好地通過測量吸收率檢測在已使用透析液中的尿毒素，所述檢測設(shè)備(14，14a)被提供在來自過濾器元件的透析液的流出物(13)下游的所述位置中，且滿足至少一個(gè)以下要求:
[0096]a)流體管線和從來自過濾器元件的經(jīng)使用透析液的流出物開始至檢測設(shè)備(14，14a)的元件的填充量小于或等于100ml，較好地小于或等于50ml，較好地小于或等于35ml，較好地小于或等于30ml，較好地小于或等于15ml，較好地小于或等于7ml和
[0097]b)從來自過濾器元件的已使用透析液的流出物開始至檢測設(shè)備(14，14a)的流體線的長度為至多250cm，較好地小于或等于200cm，較好地小于或等于150cm，較好地小于或等于100cm,較好地小于或等于50cm,較好地小于或等于20cm。
【權(quán)利要求】
1.一種用于體外血液處理的裝置，包含： 過濾器元件，所述過濾器元件被再分成血液側(cè)腔室（19)和透析液側(cè)腔室（20)，且所述過濾器元件包含用于透析液到所述透析液側(cè)腔室（20)的流入口（2)，和用于來自所述透析液側(cè)腔室（20)的所述透析液的流出口（13)，和 檢測設(shè)備（14，14a)，適合于提供測量值，所述測量值與來自患者血液的至少一個(gè)代謝產(chǎn)物的濃度和/或濃度變化處于函數(shù)關(guān)系， 其特征在于 所述檢測設(shè)備（14，14a)被布置在來自所述過濾器元件的所述透析液側(cè)腔室（20)的所述透析液的所述流出口（13)下游的位置，所述位置滿足至少一個(gè)以下要求： a)流體管線和/或從來自所述過濾器元件的經(jīng)使用透析液的流出物開始至所述檢測設(shè)備（14，14a)的元件的填充量小于或等于100ml，較好地小于或等于50ml，較好地小于或等于35ml，較好地小于或等于30ml，較好地小于或等于15ml，較好地小于或等于7ml ;和 b)從來自所述過濾器元件的所述已使用透析液的所述流出物開始至所述檢測設(shè)備(14，14a)的所述流體線的長度為至多250cm，較好地小于或等于200cm，較好地小于或等于150cm,較好地小于或等于100cm,較好地小于或等于50cm,較好地小于或等于20cm。
2.如權(quán)利要求I所述的體外血液處理的裝置，其特征在于用于接收與所述裝置關(guān)聯(lián)的數(shù)個(gè)功能元件的裝置外殼（G)，所述檢測設(shè)備（14，14a)也被較好地提供在所述裝置外殼之內(nèi)，且所述過濾器元件被布置在所述裝置外殼外部，所述過濾器元件被經(jīng)由外殼通孔（L)流體地連接到所述檢測設(shè)備（14，14a)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述檢測設(shè)備被布置在所述外殼通孔（L)上，所述外殼通孔（L)較好地在關(guān)聯(lián)于所述裝置外殼（G)的壁的所述內(nèi)側(cè)或外側(cè)上，且所述檢測設(shè)備包含所述外殼通孔（L)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的用于體外血液處理的裝置，其特征在于壓力傳感器（D)，所述壓力傳感器⑶被布置在所述外殼通孔（L)附近的所述檢測設(shè)備（14，14a)的上游。
5.如權(quán)利要求I所述的用于體外血液處理的裝置，其特征在于旁通管（11)，所述旁通管（11)在所述透析液側(cè)腔室（20)的所述進(jìn)口和所述出口之間有選擇地建立流體連接，同時(shí)將所述過濾元件旁通。
6.如權(quán)利要求5所述的用于體外血液處理的裝置，特征在于：所述檢測設(shè)備（14，14a)被布置在所述旁通管（11)的下游，以允許在所述過濾器元件周圍存在旁路時(shí)，使用新鮮的透析液校準(zhǔn)所述檢測設(shè)備（14，14a)。
7.如權(quán)利要求I所述的用于體外血液處理的裝置，特征在于：所述管線的內(nèi)部橫截面達(dá)到3mm至7mm，且較好地至少在所述過濾器元件和所述檢測設(shè)備（14，14a)之間的流體管線區(qū)段中為5mm。
8.如權(quán)利要求7所述的用于體外血液處理的裝置，特征在于：所述管線的內(nèi)部橫截面至少在所述過濾器元件和所述檢測設(shè)備（14，14a)之間的流體管線區(qū)段中大體上恒定。
9.如權(quán)利要求I所述的用于體外血液處理的裝置，特征在于所述檢測設(shè)備（14，14a)包含較好地為紫外線測量裝置形式的光學(xué)傳感器系統(tǒng)。
【文檔編號】A61M1/16GK104127928SQ201410184556
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】克里斯托弗·施特赫費(fèi)爾, 克勞澤·希爾維, 里特爾·卡伊尤韋, J·邁鮑姆 申請人:B·布萊恩·阿維圖姆股份公司