具有用于确定至少两个血液透析参数的设备的透析设备的制作方法

1.本发明涉及一种具有用于确定至少一个第一和第二血液透析参数的设备的透析设备以及一种用于在借助透析设备进行透析治疗期间确定至少一个第一和第二血液透析参数的方法。此外，本发明涉及一种具有透析设备和用于确定至少一个第一和第二血液透析参数的设备的透析系统，所述透析设备包括透析器和体外血液回路。此外，本发明涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在通过计算机执行程序时使所述计算机执行用于在借助透析设备进行透析治疗期间确定至少一个第一和第二血液透析参数的方法。


背景技术：

2.在慢性血液净化疗法如血液透析、血液过滤和血液深层过滤中，血液通过血液治疗单元，例如透析器或过滤器被引导经过体外血液回路。下面将透析器和过滤器理解为同义词。作为通向血管系统的通路，通常以外科手术的方式施加动静脉瘘，所述动静脉瘘通常用动脉和静脉插管穿刺。同样，使用血管植入物也是可行的。如果下面谈及术语“血管通路”，那么将其理解为任何类型的通向患者血管系统的通路。尤其地，将血管通路理解为通过在患者的动脉和静脉之间的连通产生的增大的血管。该血管也能够是通过移植物产生的血管。
3.为了监控透析治疗，不同的参数是令人感兴趣的，所述参数在下文中被称为血液透析参数。
4.对透析效率重要的血液透析参数是透析剂量kt/v，所述透析剂量是无量纲的变量。透析剂量是尿素清除率k(ml/min)和透析持续时间t(min)的乘积和尿素分布体积v的商。清除率是在穿流过肾脏或透析器的膜时每时间单位完全清除掉特定的物质的血浆量。在透析专业文献中，如果涉及参考浓度的近似，例如钠，也就是说，如果所考虑的物质存在于膜的两侧上，那么“透析率”是常见的术语(例如petitcllerc，gotch，...)。能够在线确定离子透析率，以便确定小分子，例如尿素的清除率。在术语清除率k和透析率d之间存在下面阐述的关系。
5.对于医生而言，清除率k是“血液的完全去除了所考虑的物质的子流(以ml/min为单位)”。但是，从数学方面来看不需要受限于以下情况：进行进入不存在该物质的空间中的运输。所基于的动力学(1池模型)通过v*dcb/dt＝-k(c
b-cd)来描述，其中v：分布体积，dc：浓度的变化，b：血液，d：透析液，k：“跨膜流”，“反应动力学”，
…
；并且直接与所考虑的物质的膜特性和扩散常数相关，其中单位[k]＝ml/min，[c]＝数量/ml，v：分布体积。在cd＝0时将使用术语清除率。对于cd》0，k仍正确地描述动力学，但是直观的定义于是是“完全置于透析液的浓度的子流”。为此使用术语“透析率”。在透析的领域中，术语“清除率”通常与以下物质相关联，所述物质不存在于透析液中(例如尿素、肌酐、β-2-m、抗生素)，而“透析率”与以下物质相关联，所述物质也存在于透析液中(例如钠)。在数字方面，钠透析率始终等于钠清除率，其中如果用ro水进行透析，那么将使用钠清除率。就所述描述而言，清除率k和透析率
d可同义地理解。
[0006]
为了确定清除率k(透析率)，现有技术包括不同的方法。普遍的是借助所谓的在线清除率监控ocm(fresenius medical care，费森尤斯医疗)测量离子透析率，这允许在透析期间间接地确定尿素清除率。因为治疗持续时间(t)是已知的，所以在输入尿素分布体积(v)之后，系统能够在透析期间在线求取透析计量kt/v。
[0007]
在线确定清除率基于在透析液体系统中透析液体的物理或化学特征变量的时间变化。透析液体的物理或化学特征变量在透析器上游改变，并且在透析器的下游检测透析液体的归因于在透析器上游的透析液体的物理或化学特征变量的时间变化的物理或化学特征变量的时间变化。在下文中将在透析液体系统中透析液体的物理或化学特征变量的时间变化称为团注(bolus)。
[0008]
ep 0911 043 b1描述了一种透析设备，所述透析设备具有计算和评估单元，所述计算和评估单元构成为，使得透析率d从在透析器上游作为透析液体的团注所添加的物质的量和关于在透析器的下游的透析液体中的物质的归因于团注的浓度变化的时间的积分以及透析液体流中确定。团注例如能够通过改变钠离子浓度来给予，例如能够计量含有nacl的溶液。所述计量能够在线通过浓缩物的计量体积的变化来进行。所述变化能够通过计量或多或少的浓缩物(与引起基线的基本剂量相比)来进行。因此沿着这两个方向呈正向团注或负向团注的形式的改变是可行的。在此要注意的是，不必将纯nacl溶液作为浓缩物计量，而是也能够计量不同离子的溶液。对于团注的产生通常仅与电导率相关，也就是说，团注的能够通过团注的面积和/或幅度和/或持续时间来描述的形式，受到所有包含在透析液中的离子的浓度变化的影响。
[0009]
对于透析治疗重要的另一血液透析参数是“血液通流”，其在下文中称为在血管通路中的血流qa。现有技术包括用于确定qa的不同的方法。用于确定qa的方法是已知的，所述方法基于确定在血液的不同流动方向中的清除率。
[0010]
ep 0928 614 b1描述了一种透析设备，所述透析设备具有如下装置，所述装置用于检测在透析液体系统中对于两种不同的透析条件而言透析液体的物理或化学特征变量的归因于团注的时间变化。在第一透析条件下，第一血液管路将血液从患者的血管通路的位于下游的部分输送到透析器中，而第二血液管路将血液从透析器朝向血管通路的位于上游的部分输送，并且在第二透析条件下，第一血液管路从血管通路的位于上游的部分处输送血液，而第二血液管路朝向血管通路的位于下游的部分输送血液。用于确定qa的已知的方法基于：求取用于针对第一透析条件的透析率的值以及用于针对第二透析条件的透析率的值，并且从这两个用于透析率的值中计算在血管通路中的血流qa。能够针对不同的透析条件借助已知的程方法在线求取清除率(透析率)(在线清除率监控ocm)。


技术实现要素：

[0011]
本发明所基于的目的是，在透析治疗期间，在对于患者尽可能小的负荷的情况下以尽可能大的精度确定至少两个血液透析参数。
[0012]
该目的根据本发明通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求涉及本发明的优选的实施形式。
[0013]
根据本发明的透析设备具有用于确定至少一个第一和第二血液透析参数的设备。
透析设备设立用于，与透析器连接，所述透析器通过半渗透膜分为第一隔室和第二隔室，所述第一隔室是体外血液回路的一部分，所述第二隔室是透析液体系统的一部分。透析设备还设立用于，与第一和第二血液管路连接，所述第一和第二血液管路与透析器的第一隔室的入口或出口连接。血液管路(血液软管系统)是体外血液回路的一部分。
[0014]
用于确定血液透析参数的设备包括：用于产生存在于透析液体系统中的透析液体的在通向透析器的透析液体输入管路中的呈团注形式的物理或化学特征变量的时间变化的装置；和用于检测透析液体的在离开透析器的透析液输出管路中的归因于团注的物理或化学特征变量的时间变化的装置。能够在透析器的第二隔室的上游测量物理或化学特征变量的变化，并且能够在透析器的第二隔室的下游测量特征变量的归因于特征变量变化的变化。
[0015]
特征变量的变化能够针对第一透析条件下和/或针对第二透析条件进行，在所述第一透析条件下下，第一血液管路从患者的血管通路的位于下游的部分处输送血液，而第二血液管路朝向血管通路的位于上游的部分输送血液，在所述第二透析条件中，第一血液管路从血管通路的位于上游的部分处输送血液，而第二血液管路朝向血管通路的位于下游的部分输送血液。
[0016]
物理或化学特征变量能够是透析液体的不同特性，所述特性能够在透析液体系统中测量。能够直接测量所述特性，或者能够测量与这些特性相关的变量。例如，特征变量能够是透析液体中的物质的浓度(物质浓度)，例如一种或多种电解质的浓度，尤其na浓度。例如能够测量透析液体的电导率或光学特性，例如光(葡萄糖)的吸光率或转动角度或超声的传播速度。替选地，化学传感器也能够用于测量。
[0017]
此外，根据本发明的透析设备具有计算和评估单元，所述计算和评估单元与用于产生物理或化学特征变量的变化的装置和用于检测物理或化学特征变量的时间变化的设备共同作用，所述计算和评估单元配置为，使得基于呈团注形式的物理或化学特征变量的变化确定用于透析治疗的清除率的至少一个值，并且基于用于清除率的至少一个值来确定至少一个血液透析参数。
[0018]
发明人认识到，一方面在尽可能精确的测量的视角下而另一方面在考虑对于患者而言的尽可能低的负荷的情况下，特征变量的时间变化的类型，也就是说，团注的形状，对于确定各个血液透析参数能够是决定性的。尤其已发现，对于用于确定透析剂量kt/v的清除率测量所施用的团注不能同样适用于以足够的精度确定在血管通路中血流qb的清除率测量。
[0019]
根据本发明的透析设备和根据本发明的方法也考虑：在实践中已证实，为了确定血液透析参数，尤其为了确定透析剂量kt/v或血管通路中的血流qa，要维持不同的边界条件。
[0020]
根据本发明的透析设备和根据本发明的方法的特征在于，对于不同的测量施用不同的团注。为了确定第一血液透析参数施用“大团注”，而为了确定第二血液透析参数施用“小团注”。小团注原则上具有对于患者而言负荷较低的优势，而大团注原则上具有大的测量精度的优势。
[0021]
用于产生物理或化学特征变量的变化的装置构成为，使得为了确定第一血液透析参数，产生具有第一尺寸(a)的用于确定第一血液透析参数的至少一个团注，其中计算和评
估单元配置为，使得基于呈用于确定第一血液透析参数的至少一个团注形式的物理或化学特征变量的变化来确定用于透析治疗的清除率的至少一个值，基于所述值确定第一血液透析参数，以及为了确定第二血液透析参数，产生具有第二尺寸(a’)的用于确定第二血液透析参数的至少一个团注，其中计算和评估单元配置为，使得基于呈用于确定第二血液透析参数的至少一个团注的形式的物理或化学特征变量的变化来确定用于透析治疗的清除率的至少一个值，基于所述值确定第二血液透析参数。
[0022]
本发明的第一方面提出，第一尺寸(a)大于第二尺寸(a’)，而第二方面提出，第一尺寸(a)距参考变量的距离大于第二尺寸(a’)距参考变量的距离。
[0023]
团注的尺寸通过其形状来确定。对于团注的形状，团注的积分(面)或幅度和/或持续时间能够是特征性的。变化的时间变化曲线不需要精确描述，而是也能够近似。
[0024]
在第一面积(a)和第二面积(a’)之间的商尤其大于2.5，尤其大于2.7，尤其大于3。
[0025]
根据本发明的第一方面的实施形式提出，用于确定第一血液透析参数的至少一个团注通过第一面来表征，而用于确定第二血液透析参数的至少一个团注通过第二面来表征，其中第一面的面积(第一面积)大于第二面的面积(第二面积)。因此，借助“大团注”原则上能够以更高的精度确定第一血液透析参数，但是这可能会引起：确定该参数伴随着患者的更高的负荷。借助“小团注”虽然原则上仅能够以较低的精度确定第二血液透析参数，但是排除了对于患者而言可能出现的负荷。关于这一点，将团注的面积理解为位于描述物理或化学特征变量的时间变化的函数的图形和参考函数的图形之间的面的面积。
[0026]
参考函数能够是基线，所述基线能够通过在团注之前和/或之后物理或化学特征变量的变化曲线来求取。基线能够是直线、曲线或其他不同于直线的曲线或其他不同于直线的函数。直线的基线能够不具有斜率或具有斜率。基线能够描述特征变量的去除了噪声信号或波动的变化曲线。
[0027]
虽然原则上能够通过以下方式改进测量精度：进行多次测量并且在统计学上评估测量结果。但是，该方法关联有以下缺点：确定血液透析参数需要相对多的时间，并且由于多次测量，患者可能会更强地承受负荷。
[0028]
根据本发明的第二方面定义参考变量，其中用于确定第一血液透析参数的至少一个团注的尺寸和用于确定第二血液透析参数的至少一个团注的尺寸与参考变量有关。参考变量能够是系统中的噪声，其中距参考变量的距离能够是信号噪声比。为了精确的测量，原则上致力于尽可能大的信号噪声比，所述信号噪声比随着团注的尺寸增大而增大，但是因此也会增大患者的负荷。与第一方面类似，在本发明的第二方面中，针对确定第一血液透析参数，与针对确定第二血液透析参数相比，致力于更大的信号噪声比。
[0029]
本发明的优点尤其当第一血液透析参数是血管通路中的血流qb或血管系统中的再循环流并且第二血液透析参数是透析剂量kt/v时开始起作用。
[0030]
为了确定在血管通路中的血流，用于产生物理或化学特征变量的变化的装置构成为，使得对于第一透析条件，产生具有第一面积(a)的第一团注，而对于第二透析条件，产生具有第一面积(a)的第二团注，其中计算和评估单元配置为，使得基于在第一透析条件下呈具有第一面积(a)的第一团注形式的物理或化学特征变量的变化确定用于清除率的第一值，并且基于在第二透析条件下呈第二团注形式的物理或化学特征变量的变化确定用于清除率的第二值，基于所述第一值和第二值确定在血管通路中的血流。
[0031]
在第一透析条件下，第一血液管路从患者的血管通路的位于下游的部分处输送血液，而第二血液管路朝向血管通路的位于上游的部分输送血液，并且在第二透析条件下，第一血液管路从血管通路的位于上游的部分处输送血液，而第二血液管路朝向血管通路的位于下游的部分输送血液。
[0032]
换言之，透析条件包括针头取向，所述针头取向例如能够称为正常取向或倒置取向。也将针头取向或第一和第二透析条件的改变理解为：更换针头或逆转经过针头的流。这例如能够如下实现：血泵以相反的方向进行输送，或者设有流逆转装置，借助所述流逆转装置将在正常治疗时的静脉针头与动脉的血液软管(或其部段)连接并且将在正常治疗时的动脉针头与静脉的血液软管(或其部段)连接。所述流逆转装置能够手动地操作或可自动地操控。手动待操作的流逆转装置的一个示例是德国费森尤斯医疗保健有限公司的所谓的
[0033]
在这两个透析条件下，优选对清除率产生影响的所有其他参数在测量期间是相同或尽可能相同的。如果这些其他参数不相同，那么透析设备能够构成为，使得在确定在血管通路中的血流或在血管系统中的再循环流时，在特定的清除率值的情况下，针对这种不同之处的影响以计算的方式校正不同的其他参数。例如能够借助于所存储的清除率与透析液体流的相关性来校正提高的透析液体流。所述相关性能够以表格或方程式或算法的形式存储。
[0034]
一个替选的实施形式提出，透析设备构成为，使得在第一透析条件下不测量清除率值，而是估计清除率值，并且在第二透析条件下借助于上述方法在物理或化学特征变量变化的情况下测量清除率值。然后利用所估计的清除率值和所测量到的清除率值确定在血管通路中的血流qa。
[0035]
估计清除率而不是测量通常仅对于在第一透析条件中确定第一透析参数，尤其是在血管通路中的血流具有足够的精度，因为在第一透析条件中不会有瘘管再循环或者至少是低的。而在第二透析条件中出现瘘管再循环。因此在第二透析条件中，也评估第二透析参数就没有意义。
[0036]
对于在第一透析条件下确定第一清除率值以确定第一透析参数，尤其是在血管通路中的血流而言，借助于估计清除率而不是测量的替选的实施形式具有自身的创造性的意义，也就是说，借助该方法确定第一透析参数能够与确定第二透析参数无关地进行，并且与不同尺寸的团注的根据本发明的测量原理无关地进行。
[0037]
在替选的实施形式中，为了确定在血管通路中的血流qa，用于产生物理或化学特征变量的变化的装置构成为，使得对于第二透析条件，产生具有第一面积(a)的第二团注，其中计算和评估单元配置为，使得基于对于第一透析条件估计清除率确定用于清除率的第一值，并且基于在第二透析条件下呈具有第一面积(a)的第二团注形式的物理或化学特征变量的变化确定用于清除率的第二值，基于所述第一值和第二值确定在血管通路中的血流。
[0038]
如果根据上述方法基于估计第一清除率值而不是在团注的情况下测量清除率值来确定第一血液透析参数，尤其在血管通路中的血流qa，那么透析设备还能够可选地构成为，仅当符合能够推断出足够的精度的特定的条件时才执行用于确定qa的各个步骤。
[0039]
透析设备能够设立为，使得在估计第一清除率值之后，仅当符合用于估计第一清
除率值的预定的条件时，例如当所估计的清除率值不满足特定的可信度标准时，例如当所估计的清除率值与预设的值的偏差过大时，才执行第二清除率值的测量。
[0040]
当偏差过大时，能够在施用团注之后测量第一清除率值，以便获得具有足够精度的值。然后能够测量第二清除率值。
[0041]
代替检查所估计的第一清除率值，也能够在估计第一清除率值和测量第二清除率值之后检查在血管通路中从第一和第二值中求取的血流qa。如果在血管通路中的血流qa是无意义的或者与在血管通路中的预期地求取的血流值偏差过大，那么能够基于具有第一和第二团注的两次相继的测量来求取血流。为此，透析设备能够构成为，使得于是仍执行对第一清除率值的测量。
[0042]
估计清除率例如能够根据方程式进行，所述方程式在sargent，a.&gotch,f.所著的在“replacement of renewal function by dialysis”第四版的“principles and biophysics of dialysis”中公开。为了求取用于清除率的估计值，能够在实验室中求取透析器的特定的参数，或者使用制造商说明，例如呈存在于透析器上的编码(条形码)或待由使用者传输的印刷数字的形式，或者使用对于用户而言在透析仪中通过选择透析器类型所存储的参数。此外能够考虑血流、透析液流、穿过透析器膜的超滤流和/或取代物流。所使用的用于清除率或透析率的方程式能够是(没有超滤流或取代物流)：
[0043][0044]ko
a传质系数-膜面积的乘积
[0045]
qb流过透析器的血流
[0046]
qd流过透析器的有效的透析液流。
[0047]
清除率的估计也能够根据在ep 1 698 360 b1中描述的方法进行。在ep 1 698 360 b1中公开了下述用于估计清除率的方法：
[0048]
在治疗期间与时间相关地改变的清除率k根据以下方程式计算：
[0049]
k(t)＝k
l
*c(t)
[0050]
k是随着治疗时间t变化的清除率值。
[0051]kl
是相关的透析器类型的在实验室条件下求取的清除率。
[0052]
c(t)是校正因子，所述校正因子描述在治疗时间内例如因形成次级膜而引起的过滤性能k
l
的降低。
[0053]
c小于或等于1，c(t)＝1-(x1*t)，其中x1是用经验求取的患者/过滤器因子。
[0054]kl
是多个仪器参数的函数：
[0055]kl
＝f(qb；qd；qu；ft)
[0056]
qb是流过透析器的血流。
[0057]
qd是流过透析器的有效的透析液流。
[0058]qu
是流过膜的超滤流。
[0059]
ft是过滤器类型。
[0060]kl
通常从表格或三维矩阵中求取，其值在实验室条件下测量到，并且在不同的透析器的使用说明中给出。
[0061]
如果在第一透析条件中估计或测量第一清除率值，并且在第二透析条件中测量第二清除率值，那么能够从第一和第二清除率值中计算第一透析参数，尤其在血管通路中的血流qa。
[0062]
在血管通路中的血流qa能够从在下面的附图说明中给出的方程式(4)中计算。
[0063]
替选地根据以下方程式确定在血管通路中的血流qa是可行的：
[0064]
qa＝(1/r-1)*qb
[0065]
qa是在血管通路中的血流
[0066]
r是瘘管再循环(在替换针头位置的情况下)
[0067]
qb是流过透析器的血流。
[0068]
为了根据上述方程式确定在血管通路中的血流qa，必须首先确定在血管通路中的再循环(瘘管再循环)r。也能够估计在血管通路中的再循环。能够从在不同的透析条件中所测量到的清除率和所估计的清除率中，例如从所测量到的清除率和所估计的清除率的比中求取用于血管通路中的再循环的估计值，其中所述估计在于，考虑考虑心肺再循环。
[0069]
因此，在估计清除率的情况下用于确定在血液通路中的血流值的方法能够包括以下步骤：
[0070]
1.基于透析器参数(例如制造商数据、条形码等)求取用于清除率的估计值；
[0071]
2.改变透析条件，尤其是反转针头取向；
[0072]
3.测量在透析条件改变时或在经替换的针头位置中的清除率；
[0073]
4.利用所估计的清除率和所测量到的清除率确定在血管通路中的血流值qa，其中步骤4能够包括步骤4a1和4b1或步骤4a2；
[0074]
4a1.从所测量到的清除率和所估计的清除率中，例如从所测量到的清除率和所估计的清除率的比中求取用于在血管通路中的再循环的估计值，其中所述估计在于，考虑心肺再循环。由于心肺再循环，借助于例如上述估计方法估计的清除率可能过高。因此，为了确定在血管通路中的再循环，能够估计心肺再循环，例如通过使用常规值或早期在患者处求取的值进而降低所估计的清除率。例如能够在第一近似中假定：整体再循环是心肺再循环和在血管通路中的再循环的总和，并且与此相应地将所估计的清除率降低了心肺再循环的份额。在另一近似中，能够从所估计的清除率和所测量到的清除率中估计整体再循环从而为了确定在血管通路中的再循环，从整体再循环中减去心肺再循环；
[0075]
4b1.例如根据公式qa＝(1/r-1)*qb确定在血管通路中的血流值；
[0076]
4a2.借助于方程式(4)确定在血管通路中的血流值，并且可选地根据公式qa＝(1/r-1)*qb对r求解来确定再循环。
[0077]
经由4a1或4a2的途径的精度在此与估计的精度相关。所估计的清除率能够从制造商说明和流中计算。然后，所估计的清除率被高估，因为没有考虑因心肺再循环引起的减少。所估计的清除率的高估在经由再循环的途径(步骤4a.1)上会引起用于再循环的高的值进而引起qa的低的值(步骤4b.1)。以相同的方向(步骤4a2)直接将所估计的清除率用于方程式(4)中。因此，在从制造商说明中估计所估计的清除率时，能够使用心肺再循环的典型值(例如5％、10％或15％)，以便更好地估计所估计的清除率。
[0078]
为了确定血管通路中的血流，用于产生物理或化学特征变量的变化的装置能够构成为，使得透析液体中的物质的物质浓度，尤其na浓度，对于在第一和第二透析条件下确定
清除率的第一和第二值提高，或者对于在第一和第二透析条件下确定清除率的第一和第二值降低。当谈及“物质，尤其是na浓度”的变化时，这始终也表示：在离子中也必须改变相应的平衡离子浓度。实际上，例如在溶液中不存在元素钠，而是存在带正电荷的钠离子。相应的负的平衡离子能够是氯离子。通常，负的平衡离子是氯离子。在传统的透析液体中的其他平衡离子是碳酸盐或碳酸氢盐离子。换言之，物质浓度的变化包括一种或多种类型的不带电荷的分子的浓度变化，以及离子和平衡离子的浓度变化，多种类型的离子和平衡离子的浓度变化。
[0079]
发明人已经认识到，在尺寸方面足以确定透析剂量kt/v的团注对于以足够的精度和可靠性确定在血管通路中的血流qa是不足的。其原因在于，确定在血管通路中的血流qa需要两个值，其中两个值进入用于计算qa的方程式中，使得与当仅基于测量确定血液透析参数相比，测量误差可能会更强地起作用。
[0080]
根据本发明的透析设备的一个实施形式设有控制和计算单元，所述控制和计算单元与用于产生物理或化学特征变量的变化的装置以及用于测量物理或化学特征变量的时间变化的装置共同作用，所述控制和计算单元在血液治疗期间开始产生和检测物理或化学特征变量的变化以确定血液透析参数。控制和计算单元能够在考虑特定的时间规定的情况下在血液治疗期间自动地改变和检测特征变量，其中用于一次或二次确定透析参数的时间点或用于多次确定透析参数的时间点能够存储在控制和计算单元的存储器中。但是也能够经由输入单元由医务人员输入一个或多个时间点，并且将所述时间点读入存储器中。控制和计算单元还能够执行对测量信号和计算所需的评估或对其进行编程。
[0081]
控制和计算单元能够构成为，使得为了确定第一血液透析参数，尤其在血管通路中的血流qa，在血液治疗期间仅开始一次或仅开始两次物理或化学特征变量的变化的产生和检测。qa的一次确定通常就足够了。已证实，对于在团注较大的情况下确定qa能够实现高的测量精度。在实践中，对于qa的测量可容忍约20％的偏差，以便实现约1200ml/min的在典型血流的情况下的趋势分析，这与针头取向无关地以清除率测量2％的可再现性为前提。因为qa的测量仅每透析治疗进行一次，所以倒不如说能够容忍较大的团注。
[0082]
控制和计算单元能够构成为，使得为了确定第二血液透析参数，在血液治疗期间开始多次产生和检测物理或化学特征变量的变化，其中能够自动地或者能够由医务人员进行时间规定。已证实，与用于确定在血管通路中的血流qb的团注相比，对于确定透析剂量kt/v通过更小的团注能够实现足够的测量精度。因为小的团注对于患者不会构成负荷，所以在血液治疗期间也能够毫无问题地进行多次测量。
[0083]
为了确定第一血液透析参数，用于产生物理或化学特征变量的变化的装置能够构成为，使得透析液体中物质的物质浓度，尤其是na浓度，对于在第一和第二透析条件下确定清除率的第一和第二值提高，或者对于在第一和第二透析条件下确定清除率的第一和第二值降低。通过两个“负向”团注确定第一血液透析参数具有以下优点：在透析液体中的物质浓度，尤其是na浓度不提高。na浓度的提高会引起患者的血压升高。借助两个“正向”团注确定第一血液透析参数关联有较低风险的透析相关性血压下降和抽筋，所述透析相关性血压下降和抽筋可能因na浓度降低引起。
[0084]
如果应执行多次测量来确定第二透析参数，那么用于产生物理或化学特征变量的装置能够构成为，使得在透析液体中物质的物质浓度，尤其是na浓度对于相应在先的测量
提高而对于后续的测量降低，或者对于在先的测量降低并且对于后续的测量提高。“正向”和“负向”团注的交替施用具有如下优点：在透析液体中的物质浓度尤其na浓度的变化较小。
[0085]
此外，本发明涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在通过计算机执行程序时使计算机执行用于在借助透析设备进行透析治疗期间确定至少一个第一和第二血液透析参数的上述方法。
附图说明
[0086]
下面参考附图详细描述本发明的实施例。
[0087]
附图示出：
[0088]
图1示出根据本发明的透析设备的一个实施例的简化示意图；
[0089]
图2a示出用于预设透析设备的透析条件的装置，其中预设第一透析条件；
[0090]
图2b示出用于预设透析设备的透析条件的装置，其中预设第二透析条件；
[0091]
图3示出在透析器的入口和出口处的透析液体的物理或化学特征变量的时间变化；
[0092]
图4示出在透析器的入口处的用于确定第一血液透析参数的透析液体的物理或化学特征变量的第一和第二时间变化，其中施用正向团注；
[0093]
图5示出在透析器的入口处的用于确定第二血液透析参数的透析液体的物理或化学特征变量的时间变化，
[0094]
图6示出在透析器的入口处的用于确定第一血液透析参数的透析液体的物理或化学特征变量的第一和第二时间变化，其中施用负向团注，
[0095]
图7示出在血液治疗期间用于持续地确定第二血液透析参数的正向和负向团注的序列；
[0096]
图8示出在透析器的上游和下游的透析液体的在实验中测量到的电导率；
[0097]
图9示出用于图解说明基于在第一或第二透析条件中第一或第二清除率值的第一和第二测量来确定第一透析参数的流程图；
[0098]
图10示出用于图解说明基于在第一或第二透析条件中估计第一清除率值和测量第二清除率值来确定第一透析参数的流程图。
具体实施方式
[0099]
图1示出根据本发明的透析设备的一个实施例的对于描述本发明重要的部件的简化示意图。因为用于确定血液透析参数的测量方法本身属于现有技术，因此仅描述所述方法的对于本发明重要的观点。
[0100]
在运行时，透析设备与透析器和体外血液软管系统连接。透析设备编程为，使得当所述透析设备与透析器和体外血液软管系统以及与患者连接时，所述透析设备能够执行根据本发明的用于确定透析参数的方法。
[0101]
根据本发明的透析设备能够配备有透析器1，所述透析器通过半渗透膜2分为第一隔室3和第二隔室4。透析器1的第一隔室3是在图1中以虚线示出的体外血液回路5的一部分，而透析器1的第二隔室4是以虚线示出的透析液体系统6的一部分。
[0102]
体外血液回路5包括第一血液管路7和第二血液管路9，在所述第一血液管路的一端上连接有第一插管8，在所述第二血液管路的一端上连接有第二插管10。第一插管8连接到患者的血管通路12的位于下游的部分11上，而第二插管10连接到血管通路12的位于上游的部分13上。血液在血管通路中的流动方向用箭头标记。第一血液管路7的另一端与第一隔室3的入口3a连接，而第二血液管路9的另一端与第一隔室3的出口3b连接，使得患者的血液从血管通路的位于下游的部分11流入第一隔室3中，并且从第一隔室3流入血管通路12的位于上游的部分13中。血液在体外血液回路5中借助血泵14输送。
[0103]
透析设备能够具有用于预设第一和第二透析条件的装置15，所述装置在图1a和1b中极度简化地示出。用于预设透析条件的装置15构成为，使得能够预设第一透析条件并且能够预设第二透析条件，在所述第一透析条件中，第一血液管路7从血管通路12的位于下游的部分11处输送血液，而第二血液管路8朝向血管通路12的位于上游的部分13输送血液，在所述第二透析条件中，第一血液管路7从血管通路12的位于上游的部分13处输送血液，而第二血液管路9朝向血管通路12的位于下游的部分11输送血液。图2a示出在第一透析条件下血流的方向，而图2b示出在第二透析条件下血流的方向。在血管侧的管路部段中，血流被逆转。
[0104]
用于预设透析条件的装置15能够包括阀的可自动操作的设置，所述阀允许替换血液管路的仪器侧和患者侧的部段，如在图1a和1b中用虚线示出的那样。
[0105]
装置15也能够是可手动操作的装置，所述装置不与透析设备，尤其不与透析设备的控制装置连接。透析设备能够具有输入装置，医务人员能够借助所述输入装置输入应存在何种透析条件。输入装置也能够显示：预设了何种透析条件或透析条件改变，例如从第一透析条件改变为第二透析条件。这种装置例如是德国费森尤斯医疗保健有限公司的所谓的
[0106]
借助用于提供透析液体的装置16提供透析液体，透析液体输入管路17连接到该装置上，所述透析液体输入管路引导至透析器2的第二隔室4的入口4a。在第二隔室4的出口4b处连接有透析液体输出管路18，所述透析液体输出管路引导至未示出的出流口。透析液体在透析液体系统6中借助透析液体泵19输送穿过透析器1的第二隔室4。
[0107]
透析设备具有用于确定第一血液透析参数和第二血液透析参数的设备20。在当前的实施例中，第一血液透析参数是透析剂量kt/v，而第二血液透析参数是在血管通路中的血流qa(blood access flow)。
[0108]
用于确定血液透析参数的设备20包括用于在透析液体系统6中在透析液体输入管路17中在第二隔室4上游产生透析液体的物理或化学特征变量的时间变化的装置21和用于在透析液体输出管路18中在第二隔室4的下游检测归因于在透析器上游的特征变量的时间变化的时间变化。此外，特征变量也能够在透析液体输入管路17中在透析器1的第二隔室4的上游检测。
[0109]
在透析器1上游的特征变量的时间变化在下文中也称为输入团注，而在透析器下游的特征变量的时间变化被称为输出团注。也就是说，输出团注是系统对输入团注的响应。
[0110]
在当前的实施例中，物理或化学特征变量是透析液体中物质的浓度c，尤其是na浓度，所述浓度在透析器1上游变化，也就是说，在预设的时间间隔内提高或降低。用于产生物理或化学特征变量的时间变化的装置21在本实施例中是用于提供透析液体的装置16的组
成部分，所述装置允许在预设的时间间隔内改变透析液体的na浓度。
[0111]
用于检测物理或化学特征变量的装置22在本实施例中具有电导率传感器22a，所述电导率传感器将在透析液输出管路18中的透析液体的电导率测量为与na浓度相关联的变量。用于检测物理或化学特征变量的装置22能够具有另一电导率传感器22b，所述另一电导率传感器测量在透析液输入管路17中的透析液体的电导率。如果已知输入团注的形状，那么能够省去在透析液输入管路17中的电导率传感器22b。否则，能够借助电导率传感器22b测量在透析液体输入管路17中的电导率。
[0112]
图3示出输入团注和输出团注。团注在本实施例中通过面的面积来表征，所述面位于描述物理或化学特征变量的时间变化的函数，例如na浓度c(t)或电导率的图形与参考函数的图形之间。所述面积是团注尺寸的量度，也就是说，较大的团注与较小的团注相比具有更大的面积。参考函数能够是线性函数：f(t)＝mt b，其中m是函数的斜率，而b是预设的基础值。斜率在本实施例中为1。基础值b能够是在施用团注之前血液的na浓度(电导率)。输入和输出团注的面积能够通过在预设的积分区间内计算积分来确定。
[0113]
替选地或组合地，其他变量也能够用于表征团注进而用于确定血液透析参数。对于团注而言替选的特征性变量能够是团注的幅度和持续时间。从幅度和持续时间中能够估计出面积。如果已知团注的尺寸和持续时间之间的比，那么仅团注的幅度和持续时间也能够是有说服力的变量。
[0114]
在下文中，基于团注的面积描述血液透析参数的确定。其他变量能够以类似的方式使用。
[0115]
透析设备具有计算和评估单元23，所述计算和评估单元与用于产生物理或化学特征变量的变化的装置21和用于检测特征变量的装置22共同作用，所述计算和评估单元能够是透析设备的中央计算和控制单元24的组成部分。中央计算和控制单元24经由控制和信号线s1至s6与透析液泵19、血泵14、用于预设透析条件的装置15、用于产生物理或化学特征变量(输入团注)的变化的装置21和用于检测特征变量(输出团注)的装置22的电导率传感器22a和22b连接。计算和控制单元24配置为，使得透析设备的各个部件在透析治疗期间被操控为，使得执行在下文中描述的用于确定血液透析参数的方法步骤。
[0116]
在图9中示出用于确定第一透析参数的第一实施例的各个方法步骤。
[0117]
中央控制和计算单元24例如能够具有通用处理器、用于连续处理数字信号的数字信号处理器(dsp)、微处理器、专用集成电路(asic)、由逻辑元件构成的开关电路(fpga)或其他集成的开关电路(ic)或硬件部件，以便执行用于控制血液治疗设备的各个方法步骤。数据处理程序(软件)能够在硬件部件上运行以执行方法步骤。
[0118]
此外设有输入单元25，所述输入单元借助信号线s7与计算和控制单元24连接。借助输入单元25，医务人员能够进行与血液透析参数的确定相关的输入。输入单元25能够具有键盘。为了显示血液透析参数而设有显示单元26。输入和显示单元也能够构成为触敏式屏幕27(触摸屏)。
[0119]
在开始透析治疗时或在固定预设的时间间隔结束之后或在触摸屏27上通过医务人员操作按键25a之后，确定在血管通路的血流qa(blood acess flow)(步骤101)。
[0120]
用于预设透析条件的装置15预设第一透析条件(图2a)，以便能够确定用于清除率(透析率)的第一值(步骤102)。用于产生物理或化学特征变量的变化的装置21于是产生具
有预设的面积δm1的输入团注i(步骤103)(图3)。用于检测物理或化学特征变量的装置22于是在透析器1上游检测具有面积δm1的输入团注i和在透析器下游检测具有面积δm2的输出团注ii，其方式为：借助电导率传感器22a和22b在透析器的上游和下游测量透析液体的电导率。测量值存储在计算和评估单元24的存储器23a中(步骤104)。
[0121]
在透析器上游输入的物质量δm1和在透析器下游导出的物质量δm2如下产生：
[0122]
δm1＝qd*∫dcdi*dt
ꢀꢀ
方程式(1)
[0123]
δm2＝qd*∫dcdo*dt
ꢀꢀ
方程式(2)
[0124]
其中qd是透析液体流，cdi是在入口处的透析液浓度，并且cdo是在透析器1的第二隔室4的出口处的透析体浓度，以及t是时间。
[0125]
计算和评估单元24能够根据以下方程式计算用于透析率d的第一值(步骤105)：
[0126]
d＝qd*(δmi-δmo)/δmi
ꢀꢀ
方程式(3)。
[0127]
为了确定透析率，也能够使用更复杂的方程式，所述方程式考虑其他参数，例如超滤率(qf)和/或取代率(qs)。这些用于确定透析率的方程式长期以来已知并且在专业文献中描述。这种更复杂的方程式例如能够看起来如下式：d＝(qd qs qf)*(1-δm2/δm1)，并且作为实施形式包括在方程式(3)中。
[0128]
透析液体流qd由透析液体泵19预设，所述透析液体泵由控制和计算单元24以相应的流率操控。
[0129]
在确定用于透析率的第一值之后，用于预设透析条件的装置21预设了第二透析条件(步骤106)(图2b)，以便能够确定用于清除率的第二值(透析率)。用于产生物理或化学特征变量的变化的装置21于是再次产生具有预设的面积的输入团注(步骤107)。第二输入团注优选具有与第一输入团注相同或至少近似相同的面积。然后，在透析器1上游的电导率传感器22a检测输入团注，而在透析器下游的电导率传感器22b检测输出团注(步骤108)。
[0130]
如上文详述的那样，透析设备也能够编程为，使得无法直接测量输入团注，而是在了解所添加的钠量的情况下随着时间的推移计算输入团注。在了解所述流和透析液体系统中的透析液体的表现的情况下这同样适用于其他表征输入团注的变量。
[0131]
在根据方程式(1)或方程式(2)计算δm1和δm2之后，计算和评估单元根据方程式(3)计算用于透析率的第二值d’(步骤109)。
[0132]
现在起计算和评估单元根据以下方程式计算在血管通路中的血流qa(步骤110)：
[0133]
qa＝d*d’/(d
–
d’)，
ꢀꢀ
方程式(4)
[0134]
其中d是透析率的第一值，而d’是透析率的第二值。
[0135]
也能够使用考虑其他参数的更复杂的方程式，所述其他参数例如是超滤率(qf)和/或血水流(bwf)。用于确定透析率的这些方程式长期以来已知并且在专业文献中描述。这种更复杂的方程式能够看起来如下式：qa＝1/bwf*(d-qf)*d’/(d-d’)，并且作为实施形式包括在方程式(3)中。
[0136]
在显示单元26上显示在血管通路中的血流qa(步骤11)。
[0137]
图4示出用于第一和第二清除率测量的输入团注。面积在图4中用a表示，并且基础值用b表示。用于产生输入团注的装置21将透析液体的物质浓度cd，尤其是na浓度从基础值b起提高至最大值max，也就是说，借助通过相同的面积a来表征的两个正向团注确定在血管通路中的血流qa。
[0138]
图6示出一个替选的实施形式，所述实施形式具有用于第一清除率测量的负向的输入团注和用于第二清除率测量的负向的输入团注。在图6中再次用a表示面积，并且用b表示基础值。用于产生输入团注的装置21将透析液体的物质浓度cd，尤其是na浓度从基础值b起降低至最小值min，也就是说，借助通过相同的面积a来表征的两个负向团注确定在血管通路中的血流qa。
[0139]
在执行用于确定第一血液透析参数的清除率测量之前，能够将透析液体流和/或血流提高到预设值，其方式为：计算和控制单元24提高透析液体泵19或血泵14的转数。在清除率测量之后，能够将透析液体流和/或血流再次降低到预先设定的值。
[0140]
在用于确定第一血液透析参数的清除率测量之后，计算和控制单元24还能够预设如下运行模式，所述运行模式会引起所施用的物质的浓度，尤其是所输入的盐的浓度的降低。例如在de 3 223 051 a1中描述了在预设的持续时间内或者以预设的曲线降低在透析液中的盐含量的措施。
[0141]
在ep 0911 043 b1中描述了用于清除率测量的方法本身，并且在ep 0928 614 b1中详细地描述了用于基于两个相继的清除率测量确定在血管通路中的血流qa(blood access flow)的方法本身。
[0142]
在透析治疗期间自动地或者在通过医务人员操作按键25a之后，仅一次地进行上文描述的对在血管通路中的血流的确定。
[0143]
但是，根据本发明的透析设备不仅进行对血管通路中的血流的确定，而且也进行对透析治疗期间透析剂量kt/v的确定。
[0144]
在透析治疗期间，用于优选在第一透析条件下产生物理或化学特性的装置21产生输入团注，其方式为：将透析液体的na浓度从基础值b起提高或降低。
[0145]
图5示出输入团注a’，其中提高na浓度。用于检测物理或化学特征变量的装置22于是检测透析器1的上游的输入团注和透析器下游的输出团注，其方式为：借助电导率传感器22a、22b在透析器1的上游和下游测量透析液体的电导率。测量值存储在计算和评估单元23的存储器23a中，并且根据方程式(3)计算透析率d(清除率k)。在确定透析率d(清除率k)之后，计算和评估单元23计算借助显示单元26显示的透析剂量kt/v。
[0146]
仅基于具有面积a的输入团注确定第一血液透析参数(blood access flow)期间，而仅基于具有面积a’的输入团注确定第二血液透析参数(透析剂量)，其中面积a是面积a’的至少2.5倍，尤其至少2.7倍，尤其至少3倍大(图4、图5)。
[0147]
能够根据信噪比(signal-to-noise ratio)决定用于确定第一和第二血液透析参数的在输入团注的面积a和a’的之间的商。能够根据信噪比借助算法计算所述商，或者能够将相应的值存储在计算和评估单元23的存储器23a中。在存储器23a中也能够存储下述值，所述值对于输入团注预设特定的脉冲形状和/或脉冲持续时间。
[0148]
在相对大的团注的情况下确定在血管通路中的血流qa，而在相对小的团注的情况下确定透析剂量kt/v。由于大的团注，能够以高的精度确定在血管通路中的血流。通常，优选在开始透析治疗时一次地确定在血管通路中的血流就足够了。相反，在透析治疗期间优选多次确定透析剂量。
[0149]
图7示出用于确定透析剂量的输入团注的序列。用于在先的测量的正向团注之后分别跟随有用于后续的测量的负向团注，其中正向的na团注与na浓度的提高相关联，负向
的na团注与na浓度的降低相关联。
[0150]
替选地或附加地，能够编程其他序列。在正向和负向的团注之间的变化的顺序中，每第二个团注能够向上取向，在正向团注的顺序中，所有团注能够朝向比基础线更大的值取向。优选地，透析仪根据变化的团注或仅借助正向的团注控制。图3至图7应仅用于图解说明。
[0151]
图8示出在透析器上游和下游的在实验中测量到的电导率作为时间t的函数。所测量到的电导率与在透析液体中的物质的浓度(na浓度)相关联。在图8中，用cdi表示在透析器1的上游(输入团注)的物质浓度(电导率)，并且用cdo表示在透析器的下游(输出团注)的物质浓度(电导率)。
[0152]
对于电导率能够预设上限和下限，在产生正向或负向团注时，不会超过或低于所述上限和下限。能够将极限预设为，使得排除对患者的负荷。
[0153]
在上述实施例中，基于透析液的物理或化学特性的变化确定第一清除率值。用于确定在血管通路中的血流qa的一个替选的实施形式进行对第一清除率值的估计而不是对第一清除率值d的测量。图10示出替选的实施例的各个方法步骤。方法步骤100和101和103至108对应于第一实施例的方法步骤100、101和105至110(图9)。关于这方面参考对用于确定第一清除率值的第一实施形式的描述。代替第一实施例的方法步骤102、103和104，在第二实施例中估计第一清除率值d(步骤102)。计算和评估单元23能够根据在ep 1 698 360 b1中描述的方法求取或者根据方程式计算用于第一清除率值的估计值，所述方程式在sargent中a.&gotch，f.所著的在“replacement of renewal function by dialysis”第四版的“principles and biophysics of dialysis”中公开。
[0154]
本发明的第二方面提出，第一团注的第一尺寸(a)距参考变量的距离大于第二团注的第二尺寸(a’)距参考变量的距离。根据第二方面，定义参考变量，其中用于确定第一血液透析参数的至少一个团注的尺寸和用于确定第二血液透析参数的至少一个团注的尺寸与参考变量相关。所述参考变量在本实施例中是系统中的噪声，其中距参考变量的距离是信号噪声比。为了精确的测量，原则上致力于尽可能大的信号噪声比，其随着团注的尺寸增大而增大，然而借此也会增加患者的负荷。本发明的第二方面的各个方法步骤对应于第一方面的各个方法步骤，其中用于确定第一血液透析参数，尤其是在血管通路中的血流qa的透析设备预设如下团注，所述团注与用于确定第二血液透析参数，尤其是透析剂量的团注相比具有更大的信号噪声比。