用于测量平衡腔系统的填充时间的装置、用于检测平衡腔系统中的异常的装置、平衡腔模块、透析系统及相应的方法与流程

本发明涉及一种用于测量平衡腔系统的填充时间的装置、一种用于检测平衡腔系统中的异常的装置、一种平衡腔模块、一种透析系统以及一种用于检测平衡腔系统中的异常的方法。

背景技术：

透析治疗被广泛用于某些肾脏疾病，例如尿毒症或肾衰竭。用于血液透析治疗的常见机器称为血液透析机器。

在血液透析治疗中，必须确保有足够的新鲜透析液流入血液透析机的透析器中。包括至少一个、优选两个平衡腔的常规血液透析机控制平衡腔的循环速率，以在预定的腔容积下实现期望的流率。

当用于平衡腔的装载压力下降或出现异常(例如流入路径和/或流出路径中出现阻塞)时，流率也可能下降但未被检测到。已知方法之一是检测电流上升脉冲幅度和定时情况，以指示是否产生了足够的装载压力和流体是否填充到平衡腔中。

然而，这种方法在液压回路中需要较高的压力，并且在限制装载压力时可能无法使用。而且，它还会对液压管路系统施加更高的压力。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于测量平衡腔系统的填充时间的装置、一种用于检测平衡腔系统中的异常的装置、一种相应的平衡腔模块、一种相应的透析系统以及一种相应的方法。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于测量平衡腔系统的填充时间的装置，其中，所述装置包括：流入监测器，其被配置为能测量平衡腔的第一腔的第一填充时间或平衡腔的第二腔的第二填充时间；以及存储模块，其被配置为能接收第一填充时间或第二填充时间。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于测量平衡腔系统的填充时间的装置，其中，所述装置包括：监测器，其被配置为能监测平衡腔)的第一腔的第一填充过程或平衡腔的第二腔的第二填充过程并生成监测数据；处理模块，其被配置为能从所述监测器接收监测数据，以计算第一填充过程的第一填充时间或第二填充过程的第二填充时间；以及存储模块，其被配置为能接收第一填充时间或第二填充时间。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于检测平衡腔系统中的异常的装置，其中，所述装置包括：流入监测器，其被配置为能测量平衡腔的第一腔的第一填充时间或平衡腔的第二腔的第二填充时间；以及分析评估器，其配置成能将第一填充时间与第一预定值或范围进行比较或将第二填充时间与第二预定值或范围进行比较，以检测平衡腔系统中的异常。

根据本发明的一个可选实施例，所述平衡腔系统包括至少一个被柔性分隔壁分为所述第一腔和第二腔的平衡腔。

根据本发明的一个可选实施例，如果第一填充时间与第一预定值的第一偏差超出第一预定范围，则检测到异常；或如果第二填充时间与第二预定值的第二偏差超出第二预定范围，则检测到异常。

根据本发明的一个可选实施例，流入监测器设置在平衡腔系统的第一填充流动路径上；或流入监测器设置在平衡腔系统的第二填充流动路径上。

根据本发明的一个可选实施例，流入监测器设置在平衡腔系统的第一排放流动路径上；或流入监测器设置在平衡腔系统的第二排放流动路径上。

根据本发明的一个可选实施例，所述流入监测器包括跨越第一电绝缘止回阀设置的一对电极，所述第一电绝缘止回阀与第一腔的第一填充端口流体连接，从而仅允许新鲜流体流入第一腔；或所述流入监测器包括跨越第二电绝缘止回阀设置的一对电极，所述第二电绝缘止回阀与第二腔的第二填充端口流体连接，从而仅允许废流体流入第二腔。

根据本发明的一个可选实施例，所述装置还包括：指示模块，其被配置为能在检测到异常时产生异常信号。

根据本发明的第四方面，提供了一种平衡腔模块，其中，所述平衡腔模块包括所述用于测量平衡腔系统的填充时间的装置或所述用于检测平衡腔系统中的异常的装置。

根据本发明的第五方面，提供了一种透析系统，其中，所述透析系统包括所述平衡腔模块。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于检测平衡腔系统中的异常的方法，其中，所述方法包括以下步骤：测量平衡腔的第一腔的第一填充时间或平衡腔的第二腔的第二填充时间；以及将第一填充时间与第一预定值或范围进行比较，或将第二填充时间与第二预定值或范围进行比较，以检测平衡腔系统中的异常。

根据本发明的一个可选实施例，如果第一腔的第一填充时间低于第一预定范围，则在第二排放流动路径中存在异常；或如果第一腔的第一填充时间高于第一预定范围，则在第一排放流动路径或第一填充流动路径中存在异常。

根据本发明的一个可选实施例，如果第二腔的第二填充时间低于第二预定范围，则在第一排放流动路径中存在异常；或如果第二腔的第二填充时间高于第二预定范围，则在第二填充流动路径或第二排放流动路径中存在异常。

根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括：如果检测到异常，则产生异常信号，所述异常信号指示腔的排放不充分。

根据本发明的一个可选实施例，直到根据预定标准检测到异常次数达到预定次数，才产生异常信号。

根据本发明，可以可靠、简单地检测和识别平衡腔系统中的异常。

附图说明

通过参考附图阅读以下对一些优选示例性实施例的详细描述，将进一步理解本发明及其优点。附图包括：

图1以单平衡腔系统为例示意性地示出了一种用于检测血液透析机的平衡腔系统中的异常的方法和装置；

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的第一腔的填充时间与装载压力之间的关系；以及

图3示出了标准化的填充时间和填充到第一腔中的流体的标准化的流率之间的关系，用于指示新鲜透析液流动路径或废透析液流动路径的问题。

具体实施方式

在下文中将参考附图更详细地描述本发明的一些示例性实施例，以更好地理解本发明的基本思想。

图1示意性地示出了用于检测平衡腔系统中的异常的方法和装置，这里以血液透析机的单平衡腔系统为例。此外，参照图1描述用于测量平衡腔系统的填充时间的装置。

如图1所示，平衡腔系统1包括单个平衡腔(bc，balancingchamber)2，其由可移位的分隔壁3分为第一腔4和第二腔5。可移位的分隔壁3优选被构造为柔性膜。

平衡腔2配备有第一入口阀37、第一出口阀34、第二入口阀38和第二出口阀33。第一入口阀37和第二出口阀33分别设置在第一腔4的第一入口6和第一出口7处。第二入口阀38和第一出口阀34分别设置在第二腔5的第二入口12和第二出口13处。

新鲜透析液供应单元8(仅示意性地示出)可以通过第一填充流动路径9与第一入口阀37流体连接。第一排放流动路径17的一端与第一出口阀34流体连接。在实际的平衡腔系统中，第一排放流动路径17的另一端与排出部件(未图示)连接。然而，第一排放流动路径17的另一端在此示意性地被示为连接至排出流阻模拟单元18，并最终通到可用于测量从第二腔5逐出的流体的实际量的重量秤19。排出流阻模拟单元18可以用于模拟第一排放流动路径17中的可能异常。

第二填充流动路径15的一端与第二入口阀38流体连接，第二排放流动路径10的一端与第二出口阀33流体连接。在实际的平衡腔系统中，第二排放流动路径10的另一端用于与透析器28的透析液腔流体连接，第二填充流动路径15的另一端用于经由废透析液输送单元14(仅示意性地示出)、例如齿轮泵与透析器28的透析液腔流体连接，这些连接在图1中由虚线示意性地示出。

在实际操作的第一过程中，在第一出口阀34打开且第二入口阀38和第二出口阀33关闭的情况下，新鲜透析液可以从新鲜透析液供应单元8经由第一填充流动路径9、第一入口阀37和第一入口6被供应到第一腔4中。在第一过程中，新鲜透析液被填充到第一腔4中，并且废透析液通过新鲜透析液施加在可移位的分隔壁3上的压力而被从第二腔5逐出。这意味着在第一过程中，第一入口6和第一出口13经由可移位的分隔壁3间接地流体连通。

在接下来的第二过程中，在第二出口阀33打开且第一入口阀37和第一出口阀34关闭的情况下，废透析液可以借助于废透析液输送单元14从透析器28被填充到第二腔5中。在第二过程中，废透析液被填充到第二腔5中，并且新鲜透析液通过废透析液施加在可移位的分隔壁3上的压力而被从第一腔4逐出。这意味着在第二过程中，第二入口12和第二出口7经由可移动的分隔壁3间接地流体连通。

然而，为了进行测试，第二排放流动路径10的所述另一端在此示意性地被示为连接至透析液流阻模拟单元11，所述透析液流阻模拟单元11可以用于模拟第二排放流动路径10中的可能异常。

为了控制第二腔5内的压力、即流压力以调节可移位的分隔壁3两侧间的压差，流压力调节器16、例如阀跨过废透析液输送单元14设置。

仅用于测试，透析液流阻模拟单元11可以与废透析液输送单元14连接，如图1所示。在这种情况下，废透析液实际上是新鲜透析液，该新鲜透析液可以用于测试。当然，其它种类的流体也可以用于测试。

在控制器(未示出)的控制下，第一入口阀37、第一出口阀34、第二入口阀38、第二出口阀33、新鲜透析液供应单元8、废透析液输送单元14等的操作在现有技术中是众所周知的，因此在此省去更详细的操作。

显然，如果平衡腔系统1的某些液路部件、例如第一排放流动路径17和/或第二排放流动路径10出现异常，则可能没有足够的透析液流入血液透析机的透析器28，这会对治疗结果产生负面影响。

第一腔4的填充时间可以反映平衡腔系统1的流动特性。例如，填充时间可能与第一腔4和第二腔5的总容积、可移位的分隔壁3两侧间的压差、第一排放流动路径17的透析液流阻、第二排放流动路径10的排出流阻、第一填充流动路径9的填充流阻以及其它因素有关。对于特定的平衡腔系统，这些因素是恒定的或是可以确定的，例如，第一腔4和第二腔5的总容积是已知的并且是恒定的。

因此，可以基于填充时间来检测这种异常。更具体地，可以基于实际填充时间相对于基准填充时间的变化来检测这种异常。

如上所述，基准填充时间也可以随着可移位的分隔壁3两侧间的压差而变化，因此需要确定压差。

为了确定可移位的分隔壁3两侧间的压差，设置了压差测量装置。根据本发明的一个示例性实施例，所述压差测量装置包括用于测量填充到第一腔4中的新鲜透析液的压力、即装载压力的第一压力测量器20和用于测量第二腔5内的废透析液的压力、即流压力的第二压力测量器24。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，第一压力测量器20可以被结合到新鲜透析液供应单元8中。更具体地，新鲜透析液供应单元8还可以设定装载压力。作为一个替代性实施例，第一压力测量器20也可以设置在第一填充流动路径9处。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，第二压力测量器24可以设置在第二填充流动路径15处。根据本发明的另一示例性实施例，可以通过流压力调节器16设定所述流压力。

可以通过第一压力测量器20测量的装载压力减去通过设置在第一排放流动路径17中的第三压力测量器21测量的反压力来确定可移位的分隔壁3两侧间的压差。

也可以通过由流压力调节器16相对于透析液流阻模拟单元11产生的流压力来确定可移位的分隔壁3两侧的压差，此时可借助于设置在第二填充流动路径15中的第二压力测量器24和设置在第二排放流动路径10中的第四压力测量器25单独地测量。

提供了一种填充时间测量装置，其包括被配置为测量第一腔4的填充时间的流入监测器和被配置为接收填充时间的存储模块。可以将填充时间作为一个参数提供给需要该参数的相应装置。

根据本发明的一个示例性实施例，所述填充时间测量装置还包括设置在第一填充流动路径9处的电导率测量器。

根据本发明的一个示例性实施例，所述电导率测量器包括跨越第一电绝缘止回阀23设置的一对电极22，所述第一电绝缘止回阀23设置在第一填充流动路径9处，从而仅允许新鲜透析液流入第一腔4中。对于所述电导率测量器，当新鲜透析液流入第一腔4时，所述一对电极22之间的电导率较高，当平衡腔2充满而不再有新鲜透析液流入第一腔4时，止回阀23将关闭，并且所述一对电极22之间的电导率将下降。也就是说，可以通过测量所述一对电极22之间的电导率来获得第一腔4的填充时间。

通常，也可以通过监测第一腔4的填充过程获得第一腔4的填充时间。在这种情况下，提供了另一种填充时间测量装置，其包括：被配置为监测第一腔4的填充过程并产生监测数据的监测器、被配置为从监测器接收监测数据以计算填充过程的填充时间的处理模块以及被配置为接收填充时间的存储模块。

在不改变平衡腔系统的物理流动特性的情况下，已在典型的装载压力(和恒定的流压力)下进行了许多次测试，以评估填充时间与新鲜透析液填充到平衡腔2中的实际流率之间的关系，所述实际流率可由从第二腔5逐出的流体的实际量和相应的填充时间来计算。可以发现，在可移位的分隔壁3两侧间的压差的预定条件下，在每个平衡腔(bc)循环中，填充时间是相当一致的。通常，当执行校准或post(开机自检)时，会生成标准化的填充时间，并将其作为预定值或范围记录在存储器中。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的填充时间与装载压力之间的关系。如图2所示，填充时间随装载压力而变化，更确切地说，随可移位的分隔壁3两侧间的压差而变化。具体地讲，填充时间随着可移位的分隔壁3两侧间的压差的增加而减小。当达到填充时间转折点26时，可移位的分隔壁3两侧间的压差的进一步增加对填充时间的影响较小。

如上所述，在填充时间与可移位的分隔壁3两侧间的压差之间存在紧密的相关性。如果在相关的液压流动路径中存在任何异常而引起可移位的分隔壁3两侧间的压差变化，特别是下降，则填充时间会改变。

在测试期间，可以通过透析液流阻模拟单元11模拟第二排放流动路径10中的异常，并且可以通过排出流阻模拟单元18模拟第一排放流动路径17中的异常。可以发现，当第二排放流动路径10的流阻和/或第一排放流动路径17的流阻在可移位的分隔壁3两侧间具有预定压差下变化时，填充时间也会发生变化。

根据本发明的一个示例性实施例，如果在预定压差下填充时间与预定值的偏差超出预定范围，则检测到异常。

根据填充时间与预定值或范围的偏差，存在以下借助于图3示出的两种情形，在图3中，异常填充时间偏离100％归一化填充时间。本领域技术人员可以理解，100％归一化填充时间是在正常平衡腔装载压力和正常流率下在校准或post中获得的预定值或范围。

1)情形1：新鲜透析液流动路径中的异常(如图3中的标准化填充时间左侧所示)。

当可移位的分隔壁3两侧间的压差下降到某一水平时，第二腔5中的废透析液不能在预定的bc循环时间内完全排出。在这种情况下，在第二腔5中留有一些废透析液。因此，在随后填充第一腔4中，仅剩下较小的填充体积。这样，填充时间将被缩短。填充时间的减少量可以与填充到平衡腔2中的新鲜透析液的减少量有关。

2)情形2：废透析液流动路径中的异常(如图3中的标准化填充时间右侧所示)。

废透析液流动路径中的异常会直接影响可移位的分隔壁3两侧间的压差。当排出流阻增大时，填充时间将延长。如果排出流阻太高，则第一腔4的填充会被终止。

图3仅示出了在新鲜透析液填充到第一腔中以将废透析液从第二腔逐出时基于第一腔的填充时间检测到的可能异常。然而，本领域技术人员可以理解，当废透析液填充到第二腔中以从第一腔逐出新鲜透析液时，也可以基于第二腔的填充时间检测一些可能的异常。

本领域技术人员可以理解，尽管以第一腔的填充为例描述了本发明的基本思想，但是也可以基于第二腔的填充时间利用该基本思想。

此外，本领域技术人员可以理解，第一腔的填充时间对应于第二腔的流出时间，反之亦然。因此，还可以基于流出时间来检测异常，这也落入本发明的范围内。

从操作角度来看，本领域技术人员可以理解，与测量废液流入的平衡腔的填充时间相比，测量新鲜液体流入的平衡腔的填充时间更为推荐，这是因为新鲜透析液的电导率可以更精确地产生以进行检测和测量。

因此，测量器设置在平衡腔系统的新鲜液体流动路径上，或者设置在平衡腔系统的废液流动路径上。

另外，本领域技术人员可以理解，基本思想不仅可以用于单平衡腔系统中，而且也可以用于双平衡腔系统中。

为了检测异常，提供了分析评估器27，所述分析评估器至少可以将填充时间与预定值或范围进行比较。如图1所示，出于简化的原因，仅非常示意性地示出了分析评估器27。

根据本发明的一个示例性实施例，分析评估器27的功能也可以通过平衡腔系统的控制器实现。

根据本发明的一个示例性实施例，提供了一种指示模块(未示出)，如果检测到异常，所述指示模块可以产生异常信号，所述异常信号例如指示腔的排放不充分。

为了避免误报，直到根据预定标准检测到异常次数达到预定次数，才产生异常信号。

在血液透析机的生产过程中，根据确定的工厂校准程序调整装载压力和流压力。因此，填充时间通常可以作为一个参数用来监测透析处理中新鲜透析液填充到平衡腔中的实际流率。也就是说，此时可以基于腔的填充时间来检测异常。本领域技术人员可以理解，可以将用于检测平衡腔系统中的异常的装置集成到血液透析机中。

本发明还提供了一种平衡腔模块以及一种包括所述平衡腔模块的透析系统，所述平衡腔模块包括填充时间测量装置或用于检测平衡腔系统中的异常的装置。

根据本发明，可以可靠、简单地检测和识别异常。

尽管已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅是通过示例的方式给出的，不意图限制本发明的范围。所附权利要求书及其等同替换旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的所有修改、替换和改变。