本发明涉及系统和方法，尤其是用于在血液治疗、特别是体外血液治疗时识别运行状态或治疗过程或者与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差的计算机系统、血液治疗系统或计算机实现的方法。
背景技术：
为了去除必须在尿中排除的（harnpflichtig）物质和为了液体清除，在慢性肾衰情况下使用用于用仪器进行血液治疗的各种方法。在血液透析时，扩散性的物质传送经过滤器的半透膜片是占优的，而在血液过滤时则发生经过过滤膜片的对流式物质传送。这两种方法的组合是血液透析过滤。当在下文中谈及透析时，该术语应当不仅包括纯透析治疗、也包括血液透析过滤。
用于将不希望的物质从血液中去除的另外的治疗方法是治疗性成分单采，在其中进行全血和血浆的分离。
已知的用于执行所提及的血液治疗方法的装置具有体外血液循环和血液治疗单元。体外血液循环包括动脉血液导管和静脉血液导管，动脉血液导管将从患者提取的血液输送给血液治疗单元，静脉血液导管将经治疗处理的血液从血液治疗单元输送走。
待治疗处理的血液经由患者入口从患者提取并且经治疗处理的血液此外又被送回给患者。
在透析中，血液治疗单元被构造为带有血液腔的过滤单元，其通过半透膜片与透析液腔连接。透析液腔与透析液系统连接。透析液系统包括用于将清洁透析液输送至透析液腔的透析液输送导管以及从透析液腔出来的透析液输出导管。
为了监控透析治疗的无复杂状况的进程，典型地给透析机装备有多个传感器。这样，在透析液输送导管和透析液输出导管中分别设置有用于测量透析液的导电性的导电性传感器。利用两个传感器测量的导电性的比较允许推断出净化性能（clearance(清洁度)）。
在体外血液循环中，典型地在动脉血液导管和静脉血液导管中设置有血液温度传感器、血液压力传感器。
传感器信号的自动分析典型地基于超过阈值或低于阈值，所述阈值被设定，用于监控传感器信号。阈值的设定需要有经验的操作者并且经常是容易出错的。
通过进行看护的医疗人员来对血液治疗的执行很大程度上基于所规定的例行程序。当涉及非典型状况时，由使用者来对复杂的传感器信号和其趋势变化曲线进行的解释可能对使用者是一种挑战。由此导致的有错的使用者反应的可能性对于患者来说是一种风险。
因此本发明的任务是，解决所说明的问题其中至少之一并且说明一种计算机支持的系统，使得能够实现：可靠地识别血液治疗的运行状态或治疗过程。
技术实现要素：
该任务通过根据权利要求1所述的计算机系统、根据权利要求3所述的血液治疗系统、根据权利要求10所述的计算机实现的方法、根据权利要求16所述的计算机程序产品以及根据权利要求17所述的计算机程序来解决。有利的实施方式在从属权利要求中说明。
实施方式涉及用于识别运行状态或治疗过程或者与血液治疗机的理想或无复杂状况的运行状态或血液治疗的治疗过程的偏差的计算机系统。血液治疗机的例子为血浆分离机、血液透析机或血液过滤机。
该计算机系统包括第一接口，其被适配用于，接收运行参数监控信号，其中所述运行参数监控信号是用于监控血液治疗机的运行参数的传感器的与时间相关的信号或是从运行参数的与时间相关的信号所导出的信号。
导出的信号的形成可以包括：例如通过窗操作、尤其是应用加权的窗函数从运行参数的与时间相关的信号中截取出时间片段或时间窗。导出的信号的形成还可以包括：从运行参数的与时间相关的信号中提取特征或是使运行参数的与时间相关的信号经历滤波操作。滤波操作可以是线性的或非线性的。线性滤波操作的例子是傅里叶变换或小波变换。
运行参数例如可以包括血流速度、血液温度、在体外血液循环中的血尿量、在血液透析时的透析温度、在血液透析时透析液的导电性、在体外血液循环中的血压、尤其是动脉血压、静脉血压或动脉血压和静脉血压的组合、或者执行器特别是血泵的功率消耗。在本公开意义上的运行参数监控信号可以通过多个运行参数监控信号的组合来形成。
计算机系统此外还包括第二接口，其被适配用于，接收使用者反应信号，其中使用者反应信号是鉴于利用血液治疗机所执行的血液治疗的运行状态或治疗过程或与理想或无复杂状况的治疗过程或运行状态的偏差方面的使用者输入的信号。第一和第二接口可以被实施为一个接口。
运行状态或治疗过程或与理想或无复杂状况的治疗过程或运行状态的偏差可以涉及患者、涉及血液治疗机或涉及由患者和血液治疗机组成的系统。例如，从患者入口断开静脉针连接、透析膜片的耗尽（zusetzen）（凝结）、再循环在体外血液循环的动脉部分中的经治疗处理的血液、或者血压危机。
使用者反应信号可以包括在血液治疗范畴中的常见使用者反应，例如适配血流速度或超过滤速度、引入电解质的配给等等。
使用者反应可以是手动地触发的警报或者手动地触发的治疗停止。
代替地，使用者反应信号可以明确地说明运行状态或治疗过程或与理想或无复杂状况的治疗过程或运行状态的偏差，例如确定血压危机、确定针错位等等。
使用者反应可以在进行中的治疗期间或者基于对历史治疗数据、例如历史运行参数监控信号的评估来进行。使用者反应可以通过患者、通过治疗者或通过专家来进行。
使用者反应信号可以配备有时间戳，其说明使用者反应或者使用者输入关于治疗过程而言的时间点。
只要从运行参数的与时间相关的信号中截取出时间片段或时间窗，该时间片段或时间窗可以被选择为，使得使用者反应或使用者输入的时间点处于该片段或时间窗中或与其相邻。
该计算机系统有利地包括存储器单元，其被配置用于彼此相关地存储多个使用者反应信号和运行参数监控信号。
该计算机系统还包括评估单元，其被适配用于，产生分配或参考数据，其建立在确定的使用者反应与一个或多个对应的运行参数监控信号之间的相关性。
分配和参考数据可以以函数的形式存在，其建立运行参数监控信号至相应的使用者反应的映射。
对应的运行参数监控信号可以是适合于确定的使用者反应的典型运行参数监控信号。所分配的运行参数监控信号可以是适合于确定的使用者反应的多个运行参数监控信号，或者是由多个适合于确定的使用者反应的运行参数监控信号组成的通知。所述通知可以是线性的或者非线性的通知。
分配和参考数据的产生可以在考虑血液治疗机的机器特定的参数的情况下进行，例如在如下意义上：在考虑机器特定的参数情况下进行标定化。
分配或参考数据的产生可以基于学习算法的应用，例如基于神经网络的应用，在其中从大量数据元组中来学习在确定的使用者反应和所分配的运行参数监控信号之间的分配。在此，数据元组分别包括确定的使用者反应和相应的运行参数监控信号，其中所述运行参数监控信号已在使用者反应的时间时被记录了。
评估单元此外还被适配用于，将确定的运行参数监控信号、优选进行中的血液治疗的瞬时记录的运行参数监控信号与分配或参考数据进行比较，以便由此导出运行状态或治疗过程、或者与血液治疗机的理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差，尤其是瞬时的运行状态或治疗过程，或者与血液治疗机的理想或无复杂状况的运行状态或与进行中的血液治疗的治疗过程的瞬时偏差，或者对此的典型使用者反应。
确定的运行参数监控信号和相应的典型使用者反应可以以迭代学习过程的方式被用于产生另外的和/或改善的分配和参考数据。
瞬时运行状态或与理想或无复杂状况的运行状态的瞬时偏差可以与典型或对此合适的使用者反应相关联，例如当瞬时运行状态是警报状态并且合适的用户反应是中断血液治疗时。
血液治疗机可以被配置为，使得经由用户接口来向使用者输出建议，这些使用者采用典型的或合适的使用者反应。
血液治疗机此外可以被配置为，使得自动地进行与典型的或合适的用户反应之一相应的对运行参数的适配，例如降低血流速度或者治疗中断。
实施方式涉及计算机实现的方法，用于识别血液治疗机的运行状态或利用血液治疗机所执行的血液治疗的治疗过程或者与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差。该计算机实现的方法包括下面的步骤：
接收运行参数监控信号，其中该运行参数监控信号是用于监控血液治疗机的运行参数的传感器的与时间相关的信号或者由运行参数的与时间相关的信号导出的信号；
接收使用者反应信号，其中使用者反应信号是鉴于运行状态或治疗过程或与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差方面的使用者输入的信号，存储多个使用者反应信号和彼此相关的运行参数监控信号；
产生分配或参考数据，其建立确定的使用者反应与所分配的运行参数监控信号的分配或相关性；
存储所述分配或参考数据；
接收在血液治疗期间的确定的时间点的确定的运行参数监控信号；以及
将确定的运行参数监控信号与分配或参考数据进行比较，以便由此导出在确定的时间点的瞬时运行状态或治疗过程或者与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的瞬时偏差或者对此的典型使用者反应。
对计算机实现的方法可以应用与所描述的计算机系统同样的修改方案。
附图说明
图1示出以按照本教导的一种实施方式的带有血液透析机的透析系统。
图2示出以按照本教导的一种实施方式的血液治疗系统。
图3示出以按照本教导的一种实施方式的计算机实现的方法的流程图。
图4示出以静脉压力图案和动脉压力图案为例在使用者输入和信号图案之间的分配。
具体实施方式
图1示出带有透析机100和中央监控单元40的透析系统200。
透析机20具有血液治疗单元2（透析仪），其带有在透析液循环22中的透析液腔4，其通过半透膜片5与血液循环中的血液腔3分离。
经净化（aufbereiten）的透析液由透析液源16来提供并且由透析液泵17经由透析液输送导管15输送到透析液腔4中。废透析液由透析液泵13经由透析液输出导管11从透析液腔4离开并且输入给排出部12。在代替的实施方式中，也可以对废透析液进行净化。
在透析液腔4中透析液接纳尿致物质，其经由透析膜片5从处于血液腔3中的血液中转移到透析液中。
平衡单元14负责在清洁的和废透析液之间的平衡。为了平衡，可以使用流体传感器、秤或平衡腔。在后者情况下，对第二透析液泵的提供可以是多余的。
在血液透析过滤机的所示的可选实施方案中，附加地设置有替代导管18，经由替代导管将用替代泵19输送的经过滤的透析液作为替代物馈送给待治疗处理的血液。为了简化示图，未示出为此所需的过滤器。替代液的馈送可以如所示地在透析仪下游（后稀释）或者在透析仪上游（先稀释）来进行。所述方法的组合也是可能的。
待治疗处理的血液经由患者入口从患者7提取并且由血液泵23经由体外血液循环6的动脉血液导管8输送给透析仪2的血液腔3，在那里将不期望的血液内容物净化，并且经由静脉血液导管9回送给患者7。
为了监控血液治疗，透析机100具有不同传感器。这样，在透析液循环中可以在透析液输送导管中设置导电性传感器25，以便确定在清洁透析液中的导电性。在透析液输出导管中可以设置导电性传感器24，以便确定废透析液中的导电性。导电性传感器24的信号和导电性传感器25的信号或者导电性传感器24和25的信号的组合分别构成运行参数监控信号。
基于导电性传感器24和25的信号的组合的测量的运行参数监控信号是透析率（dialysance）。对血液净化效率或纯净度的监控提供了对此的背景，其在体外血液治疗的监控中是重要的。纯净度k被定义为，被完全清除毒素尤其是尿素的通过血液腔的血流量比例。在实践中，代替纯净度而确定透析率，在其中测量针对透析液中包含的电解质的过滤膜片的穿透性。为此，借助丸剂形成介质（未示出）在透析液腔4上游来改变在透析液循环中的透析液中的一种或多种电解质的浓度，并且确定在透析液腔下游的所述浓度的由此所引起的变化。在透析液腔上游以及下游的一种或多种电解质的经改变的浓度影响透析液的导电性，并且利用在透析液腔4上游的导电性传感器25和透析液腔下游的导电性传感器24被测量。用于在进行中的治疗期间确定纯净度的这种方法被称为在线纯净度监测并且在申请人的欧洲专利申请ep0911043中公开，其公开内容整个被引用到本申请中。基于该原理的商业方法由企业
作为在体外血液循环6中的传感器，可以在动脉血液导管8中设置动脉压力传感器27和动脉温度传感器10以及在静脉血液导管9中设置静脉压力传感器26以及静脉温度传感器21。由血液泵23提供功率消耗信号（leistungsaufnahmesignal）。该静脉压力传感器26的信号、动脉压力传感器27的信号、静脉温度传感器21的信号、动脉温度传感器10的信号以及血液泵23的功率消耗信号分别是与时间相关的并且分别构成运行参数监控信号。附加地，可以在动脉和/或静脉的血液导管中设置血细胞压积传感器（未示出），其分别提供运行参数监控信号。
运行参数监控信号在进行中的治疗期间被传输给中央处理单元20并且在那里被记录并且在结束治疗之后被传输给中央监控单元40。代替地，运行参数监控信号在进行中的治疗期间持续地被传输给中央监控单元40。中央监控单元40可以包括数据库。
透析机100此外具有输入单元30，借助其可以进行使用者输入，涉及血液治疗或其进程、或与理想或无复杂状况的治疗过程或透析机的运行的偏差。使用者反应可以涉及在进行中的血液治疗的范围内常见的使用者输入，其涉及触发警报或治疗停止或说明警报的原因。使用者输入被转发给中央处理单元20并且在那里被继续处理。在进行中的治疗期间或者在其结束之后，包含使用者输入的信号被传输给中央监控单元。
在中央监控单元中，使用者输入和相应的所分配的运行参数监控信号被存储并且根据与图3相关联所描述的数据获取或学习阶段4001和/或监控阶段4002来被使用。
图2示意性示出按照本教导的血液治疗系统。
血液治疗系统300具有多个血液治疗机201，…，20n，其运行参数持续地被监控。
血液治疗机201，…，20n分别拥有至少一个传感器211，用于监控血液治疗的运行参数以及用于产生与时间相关的传感器信号或由其导出的信号。
此外，血液治疗机201，…，20n分别拥有至少一个输入/输入单元212，其被适配用于，进行鉴于运行状态或治疗过程或与理想或无复杂状况的利用血液治疗机所执行的血液治疗的治疗过程或运行状态的偏差方面的使用者输入。
血液治疗机201，…，20n此外分别拥有接口213，用于与中央单元301通信以及用于将使用者输入和传感器信号传输给中央单元301。
中央单元301拥有接口312，用于与血液治疗机201，…，20n通信并且用于从血液治疗机接收使用者输入和传感器信号。
中央单元301可以被实施为单个系统或被实施为分布式系统。中央单元可以是客户机/服务机架构的部分和/或被实施为云网络的部分。中央单元301拥有存储器单元311，其被配置用于，将多个使用者反应信号和运行参数监控信号彼此相关地存储；并且拥有评估单元313，其被适配用于，产生分配或参考数据，所述分配或参考数据建立所确定的使用者反应与所分配的运行参数监控信号的相关性。存储器单元此外被适配用于，存储分配和参考数据。存储器单元311可以被实施为数据库。评估单元313具有对存储在存储器单元311中的分配和参考数据的访问权。
评估单元313此外还被适配用于：从血液治疗机之一、在这里为血液治疗机202接收确定的运行参数监控信号，所述运行参数监控信号在血液治疗期间在确定的时间点已由血液治疗机201，…，20n之一所记录；并且与分配或参考数据进行比较，以便由此导出在确定时间点的运行状态、治疗过程、或者与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差或者导出对此的合适的使用者反应。
中央单元301被适配用于：将在确定的时间点的运行状态、治疗过程、或者与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差或者合适的使用者反应返回给血液治疗机201，…，20n其中相应的血液治疗机，这里为血液治疗机202。
血液治疗机202被适配用于：恰当地，对于在确定的时间点的运行状态、治疗过程、或者与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差以合适的使用者反应来进行反应。
为此，血液治疗机202拥有输出单元221，用于输出警报，作为对导出的、与血液治疗机的理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差或者典型的使用者反应的应答。
此外，血液治疗机202拥有控制单元223，用于操控血液治疗机，作为对导出的、与血液治疗机的理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差或者典型的使用者反应的应答。在一种实施方式中，该控制单元被适配用于发起血液治疗的中断，作为对所述偏差的应答。
图3是按照本公开的计算机实现的方法4000的流程图，所述方法用于确定血液治疗机的运行状态、血液治疗的治疗过程或在血液治疗时与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差或者对其合适的使用者反应。
该计算机实现的方法的各个步骤可以由透析系统200的组件（参见图1）或者由血液治疗系统300的组件（参见图2）来实施。
计算机实现的方法4000包括数据获取或学习阶段4001以及监控阶段4002。
在用血液治疗机201，…，20n执行血液治疗期间、尤其是在利用透析机100进行透析治疗期间，连续地监控401a血液治疗机的至少一个运行参数并且将所监控的运行参数的测量信号的其与时间相关的进程作为运行参数监控信号401b来存储。被监控的运行参数的与时间相关的测量信号可以是血液治疗机的传感器的与时间相关的信号、例如清洁透析液导电性信号、废透析液的导电性信号、动脉或静脉的血液温度的温度信号、动脉或静脉温度传感器的压力信号或者血液泵的功率消耗信号或运行参数的其他与时间相关的测量信号。
鉴于治疗过程方面、或者鉴于在血液治疗期间与理想或无复杂状况的治疗过程或运行状态的偏差方面，进行使用者输入402。
使用者输入402可以是使用者对于在进行中的血液治疗范畴内所确定出的状况的反应，例如降低血流速度，这是由使用者已确定出的上升的动脉压力的结果。另外的例子是，由于确定出的血压危机而减小超滤速率或者引入电解质的配给。
使用者输入402可以包括手动地触发的警报或者手动触发的治疗停止。
代替地或附加地，自动生成的警报或手动触发的警报可以与向使用者的如下要求相联系：针对该警报来说明原因。这样，可以在对于所出现的警报的不同的可能的原因情况下，有利地向使用者提供选择可能性，例如以下拉菜单的形式。使用者输入402在该情况下包括：针对该警报来说明原因。使用者输入可以通过治疗者或者通过被治疗的患者来进行。在一种实施方式中，通过时间戳来补充使用者输入，该时间戳说明使用者输入关于治疗过程而言的时间点，例如从开始血液治疗起所经过的时间。
在达到治疗结束之后，将所记录的传感器信号连同一个或多个在血液治疗期间所进行的使用者输入一起由血液治疗机来传输403给中央监控单元。在传输给中央计算单元之前，传感器信号可以经历信号处理401c和/或特征提取401d。信号处理可以包括传感器信号的趋势分析，例如长期趋势的分析。在一种实施方式中，信号处理401c包括：在用户输入的时间点范围中的窗口操作，以便产生信号片段（windowing（开窗口））；或者应用线性或非线性的滤波器。线性操作的例子是信号片段的傅里叶变换，或者小波变换。在可替代的实施方式中，信号处理401c和/或特征提取401d可以在中央监控单元一侧上进行。在另一可替代的实施方式中，在进行中的血液治疗期间持续地将传感器信号传输403给中央监控单元。
在中央评估单元中，产生411分配和参考数据，其建立在分别所确定的使用者输入和相应传感器信号之间的分配或相关性。
在此有利地，优选在使用多个血液治疗机201，…，20n的情况下，作为用于产生针对大量治疗的分配和参考数据的数据获取或学习阶段4001而经历步骤401a至411的序列。在产生411分配和参考数据的步骤中，以学习算法、优选神经网络的学习阶段的形式来进行在使用者输入和传感器信号之间的分配。简而言之，分配和参考数据建立在确定的使用者输入和与该使用者输入相应的、确定运行参数的典型信号变化过程之间的分配。例如，证实了：在错误定位静脉针时，动脉血压的信号变化过程和静脉血压的信号变化过程具有特征性图案。在该情况下，分配和参考数据建立在该特征性信号图案和由使用者确定出的、以使用者输入形式的无复杂状况的治疗过程的偏差之间的分配。能够进行这种分配，使得给治疗过程分配确定的原因，或者对此的适合的使用者反应，也即在错误定位静脉针的情况下，发起立刻的治疗停止。
在一种实施方式中，对于确定的使用者输入的分配或参考数据包括大量的所分配的信号图案、连同对确定的信号图案出现的频率的说明、或者关于不同的所分配的信号图案的概率分布。
在一种代替的实施方式中，对于确定的信号图案的分配和参考数据包括大量使用者反应、优选与关于使用者反应的概率分布相关联，其中针对其已说明了最大概率的使用者反应优选被表征为最合适的使用者反应。
在代替的构型方案中，使用者输入不进行或者不仅仅在血液治疗期间在线地进行，而是使所记录的传感器数据离线地由专家鉴于此方面来研究：识别与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差、和/或说明该偏差的原因或对其的恰当反应。对偏差的原因的说明或对此的反应在该实施方式中是使用者输入，该使用者输入又分配给传感器信号和/或与其有相关性，以便产生分配或参考数据，如上所述的那样。在一种实施方式中，在产生分配和参考数据时，可以由专家来根据专家的经验级别为使用者输入给定不同强度的权重。
分配和参考数据可以在后面的监控阶段4002中使用，以便监控进行中的血液治疗。为了待监控的血液治疗，运行参数的传感器数据被持续地记录421并且传输422给中央监控单元40、301并且在那里被接收。在中央监控单元中，将所传输的传感器数据或来自其的片段与分配和参考数据进行比较412。如果确定出所传输的传感器信号的图案或来自其的片段与包含在分配或参考数据中的典型信号图案的相似性或相关性，那么由此导出所分配的使用者输入。在一种实施方式中，在所传输的传感器信号与典型信号图案之间的相关性以这样被确定出，使得与在中央监控单元中保存的其他信号图案相比，与该典型信号图案有最高相关性。
通过这种方式，可以确定出与理想或无复杂状况的治疗过程的偏差，和/或对此的原因或者对此的适当的使用者反应。所确定出的使用者输入或由其导出的、与血液治疗机的理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差被传输423给血液治疗机。血液治疗机可以对所传输的使用者输入或所导出的与理想或无复杂状况的运行状态或治疗过程的偏差合适地作出反应424。这样，血液治疗机可以根据确定出的使用者输入来输出警报、执行治疗停止或治疗参数适配。
图4示出在利用血液治疗机100的血液治疗时在静脉针错位的时间点在使用者输入和信号图案、例如静脉和动脉压力图案的信号图案之间的分配，如结合图4所描述的一样。
静脉压力传感器26的信号的与时间相关的变化过程用501标出，动脉压力传感器27的信号的与时间相关的变化过程用502表示。在时间点t1和时间点t2之间发生静脉针的错位。在时间点t0进行使用者输入，例如发起治疗停止和/或触发警报，有利地与警报的相应原因的说明相结合。
根据在时间点t0的使用者输入，在时间点t1和t2之间分别形成来自静脉压力信号的片段和来自动脉压力信号的片段（windowing（开窗口））。静脉压力信号和动脉压力信号的信号片段连同使用者输入来一起构成本公开意义上的分配或参考数据。