用于再循环确定的监测装置的制作方法

1.本公开内容涉及一种体外血液处理机的监测装置，其在透析处理过程中被配置为检测表示已用透析液中污染物浓度的信号，以及一种相关联监测方法和一种包括这种监测装置的体外血液处理机。


背景技术：

2.技术背景
3.在体外血液处理、特别是透析处理中，血液在血液采集部位处通过分流器从患者的血管取出，在体外血液处理机、特别是透析机中清洗，然后通过采血部位下游的分流器重引导到患者体内。分流器中已净化血液可流回到采集部位并重引入到体外血液处理机中。换句话说，发生再循环，通过所述再循环，被引入到体外血液处理机的待净化血液被再循环的已净化血液“稀释”，结果是血液处理劣化。因此，再循环是体外血液处理中的重要问题。应尽可能快速可靠地检测再循环的发生，并且立即采取对策。
4.现有技术
5.为了毫无疑问地确定再循环，存在可针对个别测量选择性地执行的各种测量技术，例如市售的称作transonic的系统，但所述系统并不允许再循环一旦发生就立即可靠地检测到再循环。也存在在线测量方法，但其需要高成本和设备支出。
6.在体外血液处理中，除再循环之外，还监测和调整大量其他参数。这方面的示例是基于kt/v值(其中k＝清除率，t＝透析时间并且v＝尿素分布体积)监测体外血液处理机、特别是透析机的处理效果/处理进展，所述值是根据光谱测量计算的并且它表示所用透析液中尿排泄物质的物质浓度的减小。这方面的示例是来自bbraun的adimea系统，它提供关于处理进展的在线信息，并且能够在处理期间对kt/v值、特别是kt/v adimea值或spkt/v值(单室kt/v值)进行高度准确的实时测量。为此，adimea确定透析液流出物中(即，已用透析液中)的uv吸收作为患者血浆中尿素浓度的量度，所述浓度与患者血液中uv吸收(尿液排泄)物质的浓度成比例。这种比例也发生在恒定再循环程度下，但其中对应比例因子可能会改变。
7.因此，已知kt/v值、特别是kt/v adimea值的某些行为模式(例如，在血液流速降低之后对应曲线的突然增加)可指示存在的再循环。然而，kt/v值取决于多个其他因素，诸如患者特定参数、机器的管道系统中的各种问题、体外血液处理机的各种操作参数以及可在处理期间调整的设定透析剂量。此外，指示再循环的行为模式仅伴随有特定参数变化发生，诸如上述的血液流速的降低中，因此不允许在线测量，或者由于所涉及的大量参数而难以或不可能检测到。如上所述，现有技术提供了使用额外的复杂测量器械进行在线测量，或者，例如，定期进行单独的测量，这虽然可靠且准确，但结果是再循环可能无法立即检测到。因此，迄今为止，再循环监测装置的开发主要集中在改进用于在线测量的测量装置上。


技术实现要素：

8.本发明的任务是减少现有技术的缺点。特别地，将提供一种用于体外血液处理机的简单、成本有效的监测装置，其使得能够自动、快速且可靠地检测关于可能存在的再循环的可疑事实，以防止例如患者长期接受过低的透析剂量。随后，可使用单次测量来验证或伪造是否确实存在再循环。
9.本发明的这种任务通过具有如权利要求1所述的特征的监测装置来解决。有利配置是从属权利要求的主题并且将稍后解释。
10.在分析上述现有技术的再循环测量问题时，认识到这些问题也可解决，无需在再循环发生后立即确定再循环(单次测量无法实现)或可靠的确定和测量存在的再循环(这通过kt/v信号是不可能的)是必要的，以便能够实现再循环的既快速又可靠的确定。
11.本发明的任务通过体外血液处理机的监测装置来解决，所述监测装置被配置为检测(基本上连续地)表示已用透析液中的污染物浓度的信号。这种监测装置被进一步配置为相对于存在的再循环的至少一个预定指示/信号历程指示/信号历程模式自动地评估信号的历程或信号历程(signal course)，并且在确定所述至少一个指示时输出触发信号，所述触发信号自动地发起再循环测量或自动地向用户输出发起再循环测量的请求。信号以及选择捕获信号的测量单元(例如，adimea系统的kt/v测量单元)的选择的先决条件在于信号必须非常稳定且能够可靠地测量。意图将再循环测量优选地执行为单次测量的再循环测量单元可准确且可靠地确定或验证存在的再循环。因此，有利地，可立即检测出任何发生的再循环，并且可避免患者长期接受过低的透析剂量。
12.换句话说，分析了表示体外血液处理中已用透析液中的污染物浓度的信号历程，特别是在再循环方面，并且从信号历程推导出各种指示，所述指示可以是目前正在处理的患者体内存在再循环的指示。例如，信号历程可指示透析效率显著降低，即存在恒定再循环的情况下污染物浓度的降低比预期慢得多。这可通过以下事实证明是合理的：通过体外血液处理机的待净化血液被已净化的再循环血液稀释，因此可去除相对少的污染物。另一方面，信号历程可能给人的印象是污染物浓度下降的速度显著快于预期，或透析效率显著高于预期，这可指示已净化血液的再循环增加。此外，可例如由于体外处理机通过其连接到患者的分流器中的湍流，或由于诸如患者的频繁移动的患者相关参数而出现不稳定的无常信号历程。此类湍流或频繁患者移动也会促进再循环。因此，“跳跃”的不稳定信号历程也可指示再循环。此外，在再循环开始期间可能出现信号历程的单次高增加。不言而喻，指示再循环的这些信号历程也可彼此叠加。
13.如此确定的指示被存储在根据本发明的监测装置中，特别是在其存储单元中，使得监测装置可在信号测量期间自动地隔离和识别指示。然而，由于指示也可具有多种其他原因，因此在确定当前指示之后接着输出触发器或触发信号，所述触发器或触发信号例如自动地发起确切单独测量并且优选地在确认再循环存在的情况下输出警示信号。替代地，触发器或触发信号自动地向用户发出这种单次测量应手动地发起的消息。以此方式，可使用信号测量的即时性而不必放弃再循环的可靠确定。随后，以此方式发起或触发的再循环或单独测量的最终结果优选地存储在历史中以用于自动或手动评估或控制。此外，进一步优选地，自动地触发/发起的测量通过例如与手动地触发/发起的测量不同的颜色或标记来显示。
14.优选地，信号表示kt/v值，特别是用adimea确定的kt/v adimea值，或者是原始信号，优选地可基于其计算kt/v值的光谱测量的强度和/或吸收值。对于体外血液处理，kt/v值默认以各种方式确定，例如通过来自bbraun的adimea系统，它能够实现kt/v信号的非常稳定的可靠在线测量。
15.已证明对信号进行差分以计算差分信号是有用的。然后可将此差分信号与至少一个阈值进行比较，其中作为用于存在的再循环的指示中的一者，特定频率(例如，多于三次或四次)或阈值持续时间超出优选地在特定时间段内是可用的。以此方式，特别是可检测到跳跃信号历程和可能比预期显著更强的污染物浓度降低。替代地或另外，可检测同一或另一更高阈值的单次阈值超出作为存在的再循环的指示中的一种。特别地，这指示信号历程的突然的高的增加。替代地或另外，优选地在特定时间段内的进一步的更低阈值的下冲的特定频率或持续时间可用作指示。这可归因于跳跃信号历程以及污染物浓度的下降比预期显著更弱。因此，根据信号的简单区分(根据差分信号)，可为正在发生的再循环导出不同的指示，这是需要很少计算能力的简单操作。
16.优选地，一个或多个阈值取决于期望处理时间以及期望信号值和/或理论上计算的信号值。例如，kt/v watson值可用于整个处理或部分处理。利用kt/vwatson值，根据所谓的watson公式计算尿素分布体积(v)，其中清除率(k)是基于透析器和/或血液以及透析液流量(如果适用)的性质或根据表或类似内容确定的。这意指将信号历程与理想或理论信号历程进行比较，并且将与此理想或理论信号历程的一定程度的偏差用作存在的再循环的指示。
17.替代地或另外，一个或多个阈值取决于期望处理时间和具体患者的一个或多个先前体外血液处理的信号值，例如，取决于此类信号值的平均值。以此方式，还可考虑患者特定参数。作为计算一个或多个阈值的参考，可考虑例如某些时间点的kt/v值、kt/v信号历程或其形式、信号历程的斜率变化数量、不同信号历程之间的偏差水平、具体患者的典型可变性、平均值等。例如，例如，如果已知他/她频繁焦躁不安而迄今尚未确定再循环，可调整具体患者的kt/v信号的可接受信号跳跃的数量。
18.进一步优选地，监测装置可被布置为根据信号计算预期信号值预期达到的预期处理时间，并且将其与期望处理时间进行比较，其中显著低于和/或显著高于期望处理时间用作存在的再循环的指示。换句话说，信号与期望信号值或期望污染物浓度的交集是基于其平均斜率计算的。明显不足(例如，期望处理时间的60％的预期处理时间)表明污染物浓度下降比预期快得多，并且明显超过表明污染物浓度下降比预期慢得多。这是特别有利的，因为对预期处理时间的这种监测还使得可简单地根据其平均斜率或预期处理持续时间来评估具有显著跳跃的信号历程。
19.替代地或另外，可能有利的是将信号历程与在存在的再循环期间发生的信号历程的已知先前存储的模式进行比较并且将具有已知模式的信号的充分对应识别为存在的再循环的指示。此类先前存储的模式可以是例如具有突然的高增加或频繁的跳跃的再循环典型的信号历程或模板。在这种情况下，监测装置被布置用于例如通过互相关计算将信号历程频繁地或连续地与这些模式进行比较，并且将足够对应性识别为存在的再循环的指示中的一者。如果使用原始信号、特别是强度和/或吸收信号来确定指示，则此过程是特别有利的，因为以此方式可丢弃可能需要大量计算的一些信号处理步骤。
20.根据本发明的一个方面，所述监测装置可被配置为在确定至少一个指示之后，优选地紧接其后，发起可信度检查。这意指一旦已确定可用指示，就立即发起另外的检查，并且在所述另外的检查中检查指示是否实际上可指示可能的再循环或其存在是否可能，或者是否存在可能触发指示的出现的其他参数(如果存在的话)。这是有利的，因为以此方式可避免不必要再循环测量，这意指体外血液处理和/或其监测的历程较少受到干扰。
21.优选地，可在可信度检查的框架内将指示的出现与其他传感器数据、优选地静脉压力进行比较。如果例如出现频繁跳跃信号历程(特别是kt/v历程)，可能同时具有与由对应压力传感器记录的动脉和静脉压力的强烈波动，则分析静脉压力传感器的压力读数。如果这些压力读数超过限定的可能的患者个体极限值(诸如150mmhg)，任选地紧接在观察到此类信号历程之后立即或与其同时，这是血管通路或次优针位置的变化的另外的指示。因此，在这种情况下，可信度检查结果是肯定的并且自动地发起再循环测量，或自动地向用户发出对应请求。
22.替代地或另外的，可将指示的出现与体外血液处理机的操作状态或参数的变化进行比较。例如，检查操作参数是否在(尤其是就在)指示出现之前发生变化，以及与指示相关联的信号历程的变化是否可归因于这种变化的操作参数，这将产生否定的可信度检查结果。此外，例如，如果明显过大的污染物浓度的指示紧跟在先前血流速率的降低之后，则可增加再循环的怀疑并因此产生肯定的可信度检查结果。
23.还可以这样的方式配置监测装置，使得它确定若干指示并且将它们在可信度检查的框架内进行比较。因此，在这种情况下，监测装置检查上述若干指示是否同时出现，诸如频繁跳跃信号历程与明显过快或过慢的污染物浓度下降相结合，并且如果是这种情况，则输出积极的可信度检查结果，或者如果尚未确定任何其他指示，则输出否定的可信度检查结果。这种类型的可信度检查可仅基于信号历程来执行。这意指不需要与其他传感器匹配或对体外血液处理机的控制。
24.优选地，监测装置还适于在再循环测量表明不存在再循环的情况下发起进一步测量，以便确定至少一个指示存在的潜在其他原因。
25.此外，本发明的任务通过对应于上述根据本发明的监测装置的监测装置的监测方法来解决。监测方法包括以下步骤：检测表示已用透析液中污染物浓度的信号；相对于存在的再循环的至少一个预定指示自动地评估信号的历程；以及如果已确定至少一个指示符，则特别是通过触发器或触发信号，自动地发起再循环测量或输出向用户发起再循环测量的自动请求。优选地，还可提供步骤，根据所述步骤，在确定了至少一个指示之后，优选地紧接其之后，发起可信度检查。
26.此外，本发明的任务通过包括上述监测装置的体外血液处理机、优选地透析机来解决。
27.关于上述监测方法以及体外血液处理机的更详细配置，参考根据本发明的监测装置的以上描述。
28.换句话说，再循环直接影响kt/v曲线(kt/v作为f(t))的历程。由于此历程优选地由adimea系统监测，因此与曲线的预期历程的偏差可归因于再循环。再循环的指示可以是例如曲线进程中的跳跃、非常平坦、单调历程、过大梯度等。各种措施可用作可信度检查，诸如与所存储曲线进程进行比较，与根据另一种方法(例如，kt/v
‑
watson)确定的值进行比
较，以及与当前机器状态进行匹配等。kt/v曲线、特别是spkt/v曲线可与定义的阈值结合使用以确定“不稳定”增加。然后将重复超过阈值用作再循环测量的触发器。
29.或者换句话说，可在处理期间持续监测kt/v曲线，尤其是spkt/v曲线或其导数，并且使用此导数来基于阈值测试曲线的不稳定上升。可对超过阈值的峰或峰值进行计数。如果超过阈值若干次，例如，多于三次或四次，机器发出可能已发生再循环的警示，或者机器可自动地发起对这种再循环的测量。阈值的有意义的假设可从期望处理时间和期望kt/v值，或从(期望)处理时间和先前处理的kt/v值，或从(期望)处理时间和由watson
‑
v理论上计算的kt/v值，其中透析器必须是已知的。
30.对于原始信号，即强度或吸收度(吸收值)，类似过程也是可能的。类似地，也可使用已知距离度量来搜索特定模式以检测相应曲线内的具体特征或指示。此外，特征的组合可有助于触发的鲁棒性的增加，以及与机器的某些其他状态变量的匹配，因为某些特征有时也是由机器上的参数变化产生的。检测到特征的时间点的机器状态的匹配在这里也可用作可信度检查。
31.以下描述另外的特征的示例：如果存在无常/跳跃kt/v进展曲线以及例如静脉压也超过限定的、可能的患者特定极限值(例如，150mmhg)，则这将是血管通路的另外的指示。强烈增加的静脉压力可以是排出狭窄的指示。如果kt/v曲线不存在强烈变化，但其增加显著比相应患者的预期增加急剧，这也可用作触发事件(即作为触发器或触发信号的输出的释放方案)。这意指kt/v曲线可显著高于预测线性处理历程(kt/v信号历程)，使得例如1.2的kt/v目标似乎在处理时间的60％之后达到。在这种情况下，kt/v曲线/kt/v信号历程增加的绝对阈值的超过可用作触发变量(指示)。替代地，期望kt/v曲线与实际kt/v曲线或预测kt/v曲线(从当前可用kt/v数据推断)的交点的确定可用作标准。如果时间轴上的这个交点显著超前于估计时间，则这可用作存在显著再循环的指示。由于患者移动可引起压力波动，但也引起kt/v曲线的波动，因此对同时发生的动脉和静脉压力的大幅波动的另外的分析提供对这种移动的指示。如果随后观察到高静脉压力、kt/v曲线/差分信号等的导数的峰值/信号峰值，则可发起再循环测量。
附图说明
32.以下参考附图更详细地描述本发明的实施例。这些实施例仅为说明性的，且并不意图限制本发明的范围。
33.图1a至图1f示出了根据本发明的实施例的kt/v信号历程，其可指示当前再循环。
34.图2a示出了典型的无再循环spkt/v信号历程及其推导，并且图2b示出了跳跃的spkt/v信号历程及其推导。
35.图3示意性地示出了具有根据本发明的监测装置的体外血液处理机。
36.图4示出了说明用于确定和处理再循环指示的过程的流程图。
具体实施方式
37.图1a至图1f各自示出了其中kt/v信号kt/v
actual
随时间t的历程由实线表示的图表。此外，图表中标出了1.2的期望kt/v值kt/v
desired
。虚线指示在限定的期望处理时间t
desired
处期望kt/v值kt/v
desired
达到的理论线性kt/v历程kt/v
theo
。这些图的不同之处如下
文所描述的信号特性。
38.图1a示出了kt/v信号kt/v
actual
的平坦信号历程。kt/v信号kt/v
actual
比理论kt/v历程kt/v
theo
平坦得多，并且期望kt/v值kt/v
desired
预计不会在期望处理时间t
desired
内达到。这可以是当前再循环的指示，因为在这种情况下，流经过滤器的实际上必须被清洁的血液由已清洁的再循环血液稀释。以此方式，溶解在血液中的污染物浓度的下降比预期慢得多，这以在已用透析液中例如通过bbraun的adimea系统来测量。因此，图1a中所示的kt/v信号kt/v
actual
用作存在的再循环的指示。图1b示出了类似于图1a的平坦信号历程，此外它是无常或不稳定的。与体外血液处理相比，在将导管连接到患者的处理中更频繁地出现如图1a中没有跳跃的信号历程。图1b中所示的不稳定历程可指示通过其将患者连接到体外血液处理机的分流器中的湍流，或者可指示患者的频繁移动。此外，这种情况，结合平坦信号历程和作为独立特征，可以指示存在的再循环并作为其指示。换句话说，恒定再循环将通过跳跃曲线和不良结果来指示。这可通过观察曲线斜率的重复性短期变化和不良处理结果(处理结束时信号或kt/v值的长期趋势或预后)来确定。
39.图1c示出了kt/v信号kt/v
actual
的强烈增加的信号历程。kt/v信号kt/v
actual
显著比理论kt/v历程kt/v
theo
急剧，并且预期期望kt/v值kt/v
desired
在达到期望处理时间t
desired
之前达到。这可以是存在增加的再循环的指示，因为在这种情况下，越来越多的已净化血液通过分流器流回到体外血液处理机中，使得流经过滤器的仍需要清洁的血液越来越多地被已净化循环血液稀释。以此方式，测量kt/v信号kt/v
actual
的kt/v测量单元确定污染物浓度的稳步下降，这基本上指示体外血液处理成功，但污染物浓度的下降主要是由于再循环的增加，比起实际处理结果愈加劣化。这主要因体外血液处理似乎比预期的有效得多的事实而显而易见。因此，增加过多的kt/v信号历程也可以是存在的再循环的指示。图1d示出了根据图1c的急剧信号历程，所述历程如已在图1b的上下文中更详细地描述的那样是无常或不稳定的，这可单独或结合急剧信号历程用作存在的再循环的指示。换句话说，增加的再循环由跳跃信号和良好处理结果指示，这反映了再循环的增加程度。因此，指示是信号历程斜率的短期变化和太好的处理结果(对于处理结束时的信号或kt/v值的长期趋势或预后)。
40.图1e和图1f各自示出了发生突然的强烈增加的历程中的kt/v信号kt/v
actual
。在图1e中，这种增加发生在测量开始时，而在图1f中，它仅发生在测量历程中。kt/v信号kt/v
actual
的这种突然强烈增加可归因于以下事实：在发生再循环的情况下，待净化血液突然被再循环的已净化血液稀释。因此，血液中的污染物浓度降低，从而导致通过测量医用透析液确定的kt/v值的突然增加。因此，kt/v信号的这种突然的强烈增加也可用作存在的再循环的指示。
41.图2a示出了典型的无再循环的kt/v信号(左)、特别是例如由bbraun的adimea记录的spkt/v信号，及其导数(右)，其中导数是以固定的相对较短的时间间隔计算的。可看出，无再循环kt/v信号基本上线性地增加。仅在测量开始时和这里所示的spkt/v信号历程接近结束时才出现不规则性，其中前者可归因于测量的稍微延迟的开始。这些不规则性表示为spkt/v信号导数中的信号峰值，否则该信号基本上以从零开始的平均斜率均匀运行。阈值s被限定成使得理论或线性spkt/v信号历程的导数始终较低。图2a中出现的spkt/v信号(差分信号的)导数的两个信号峰值达到或超过此阈值s。
42.图2b示出了在可能已发生再循环的情况下的对应kt/v信号(左)、特别是spkt/v信
号，以及信号的导数(右)，其中导数是以规则的相对短的时间间隔计算的。可看出，在这种情况下，kt/v信号跳跃强烈。这些跳跃或不规则导致spkt/v信号的强烈波动的导数，具有大量正负信号峰值。阈值s被限定成使得正常的无再循环spkt/v信号历程的导数始终较低，经常达到和超过。如果存在一定数量的、例如三个或四个阈值s的这种超过，则这被视为存在的再循环的指示。
43.图3示意性地示出了体外血液处理机1。在体外血液处理期间，来自患者的血液通过具有动脉压力传感器3的血液供应线路4供应到过滤器2或透析器，并且来自过滤器2的血液通过具有静脉压力传感器5的血液排出线路6返回到患者体内。血液流过过滤器2，其中来自血液的污染物通过半透膜进入以逆流原理流过过滤器2的透析液中。为此，将新鲜透析液馈送通过透析液供应线路7进入过滤器2中，并且已用透析液通过透析液排出线路8从过滤器2排出。在透析液排出线路8中，布置了kt/v测量单元9，其优选地连续地测量体外血液处理期间的kt/v信号历程。此kt/v测量单元9将kt/v信号传输到监测装置10(替代地，kt/v测量单元9可以是监测装置10的一部分)，所述监测装置10然后执行以下参照图4所述的方法。
44.在步骤s1中，监测装置10接收或确定kt/v信号。在步骤s2中，如例如参考图2a和图2b所述那样分析信号，并且确定是否存在上述参考图1a至图1f所述的存在的再循环的指示中的一种。如果未确定任何此类指示(在图4中标记为“否”)，则监测装置10返回到步骤s1。然而，如果确定了指示中的一种(在图4中标记为“是”)，则在步骤s3中，执行可信度检查，其中检查另外的传感器数据(例如，静脉压力传感器5和动脉压力传感器7(如果适用)的测量值、体外血液处理机1的当前操作参数或其他指示的存在)，以确定再循环的存在是否可能是步骤s2中确定的指示出现的可信原因。如果可信度检查是否定的(在图4中标记为“否”)，则监测装置10返回到步骤s1。然而，如果可信度检查是肯定的(在图4中标记为“是”)，则步骤s4输出触发器或触发信号，所述触发器或触发信号直接输出到再循环测量单元11，其中自动地发起准确可靠的再循环测量，通过这样例如通过显示器或可听信号自动地向用户输出发起再循环测量的请求自动。
45.附图标记列表
46.1体外血液处理机
47.2过滤器
48.3动脉压力传感器
49.4血液供应线路
50.5静脉压力传感器
51.6血液排出线路
52.7透析液供应线路
53.8透析液排出线路
54.9kt/v测量单元
55.10监测装置
56.11再循环测量单元
57.s1kt/v信号的检测
58.s2kt/v信号的分析/指示中的一种的确定
59.s3可信度检查
60.s4触发信号的输出
61.ktv
actual
所测量kt/v信号
62.kt/v
theo
理论kt/v历程
63.kt/v
desired
期望kt/v值
64.t
desired
期望处理时间