用于体外血液处理的装置及其控制方法_3

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br>[0148]θ 2 = (arctan(-ω2*R*C1)-arctan(-ω2*R*C3))
[0149]θ 3 = (arctan (-ω3*R*C3)-arctan(-ω3*R*C2))
[0150]流体顺应性为:
[0151]Cl = kl*Vl/Pl
[0152]C2 = k2*V2/P2
[0153]C3 = k3*V3/P3
[0154]在根据第二十五方面的第二十七方面,控制单元配置为:
[0155]在三个水平ua、cob、Uc上改变泵的角频率ω ;
[0156]在三个频率oa、cob、coc的每个测量相移Θ a、Θ b、Θ c ;
[0157]在三个频率oa、ob、ω0的每个测量各腔室中的平均压力Pla、P2a、P3a、Plb、P2b、P3b、Plc、P2c、P3c ;
[0158]从测量的相移Θ a、Θ b、Θ c在三个频率oa、ob、coc计算腔室的体积Vla、Vlb、Vic, V2a、V2b、V2c、V3a、V3b、V3c。
[0159]在根据前述方面的第二十八方面,体积Via、Vlb、N2a.、V2b、V3a、V3b通过下式计算:
[0160]Θ a = (arctan(-ωa*R*Cla)-arctan(-ωa*R*C2a))
[0161]Θ b = (arctan(-ωb*R*Clb)-arctan(-ωb*R*C3b))
[0162]Θ c = (arctan (-ωc*R*C3c)-arctan(-ωc*R*C2c))
[0163]Pla*Vla = Plb*Vlb = Plc*Vlc
[0164]P2a*V2a = P2c*V2c = P2b*V2b
[0165]P3c*V3c = P3b*V3b = P3a*V3a
[0166]流体顺应性为:
[0167]Cla = kl*Vla/Pla
[0168]Clb = kl*Vlb/Plb
[0169]C2a = k2*V2a/P2a
[0170]C2c = k2*V2c/P2c
[0171]C3b = k3*V3b/P3b
[0172]C3c = k3*V3c/P3c
[0173]在根据前述方面中的任一项的第二十九方面,控制单元配置为从气体体积V1、V2、V3和所述腔室的给定几何形状出发计算腔室/多个腔室中的血液的液位L1、L2、L3。
[0174]在根据前述方面中的任一项的第三十方面,如果血液液位L1、L2、L3和/或腔室/多个腔室中的空气的体积V1、V2、V3在预定范围之外,控制单元配置为发射至少报警信号和/或启动控制过程以校正液位/多个液位L1、L2、L3。
[0175]在根据前述方面中的任一项的第三^^一方面,手动或自动调节血液的液位L1、L2、L3和/或腔室/多个腔室中的空气的体积V1、V2、V3从而将它们保持在预定范围内。为此目的,连接到外界或加压室的空气泵或排气阀可连接到腔室/多个腔室。所述空气泵或排气阀可以由控制单元来控制。
[0176]在根据前述方面的第三十二方面,在预充过程在和/或在患者治疗过程中进行自动调整。
[0177]在根据第五方面的第三十三方面,控制单元配置为允许在预充期间设定对应于腔室上部中的气体的期望体积V’的期望相移Θ’,并允许治疗期间空气注入到所述上部或从所述上部移除,以将所测量的相移Θ保持在期望相移Θ ’。
[0178]在根据前述方面的第三十四方面,在预充期间设定期望相移Θ ’包括:
[0179]注入空气/气体到腔室中,直至液位检测器感测到空气/气体(腔室的几何形状和液位检测器的位置是已知的;由此可知当液位检测器感测到空气/气体时腔室中的气体/空气的体积也是已知的);
[0180]从腔室中去除已知体积的空气/气体以在腔室上部中获得期望的气体体积V’,因为去除的气体的体积也是已知的,所以气体的残留的期望体积V’是已知的;
[0181]计算对应于期望体积V’的期望相移Θ ’。
[0182]在根据前述方面中的任一项的第三十五方面,装置包括气泡检测装置;其中控制单元配置为计算气泡检测装置相对于静脉腔室的相对位置。
[0183]在根据前述方面的第三十六方面,气泡检测器的相对位置计算如下:
[0184]计算静脉腔室的上部中的气体的体积Vl ;
[0185]在静脉腔室中注入预定量(Vi)的空气/气体,直到气泡检测装置感测到空气/气体;
[0186]计算注入的空气/气体的体积Vi ;
[0187]计算气体的体积Vl和注入的空气/气体的体积Vi的总和;
[0188]通过将总和除以静脉腔室的横截面面积,计算所述相对位置。
[0189]这个与静脉腔室的实际血液液位有关的位置很重要,因为它确定空气到达患者的风险。
[0190]这对于其中可以相对于气泡传感器不同地放置静脉腔室的装置是尤其有用的特征。
[0191]在根据前述方面中的任一项的第三十七方面,装置包括治疗流体回路,其中第二隔室是治疗流体回路的一部分,且当控制单元从第一压力传感器及从第二压力传感器以及从第三压力传感器(如果存在该第三压力传感器的话)接收与血液流的至少一个压力脉冲有关的信号?1(0、?2(0、?3(0时,治疗流体回路中的阀关闭。这允许不释放经过治疗流体回路的脉冲能量并增加血液脉冲的大小。
[0192]在根据前述方面的任一项的第三十八方面,在体外血液回路中包括致动器,如循环驱动夹具,配置为产生压力脉冲。
[0193]在根据前述方面的任一项的第三十九方面,其中血液泵由控制单元控制以生成压力脉冲。
[0194]在根据前述方面的任一项的第四十方面,控制单元与血液泵连接并配置为运行血液泵从而产生可变的血液流,该血液流包括设定血液流值的恒定流分量和基本具有零平均值的可变流分量,可变血液流产生多个压力脉冲。通过血液泵的工作循环产生以使血液流动的脉动足以根据本发明检测空气的体积/多个体积。不需要额外的和独立的脉冲发生器。
[0195]在根据前述第一至三十五方面的任一项的第四十一方面,装置包括治疗流体回路,其中第二隔室是所述治疗流体回路的一部分,且通过治疗流体回路中的流体脉冲在血液流中诱发压力脉冲。在透析液侧产生的压力脉冲可被用来作为血液泵的一种替代。
[0196]在根据前述方面的第四十二方面,压力脉冲由治疗流体回路中的致动器(诸如循环驱动夹具)产生。
[0197]在根据前述方面的第四十三方面,压力脉冲由治疗流体回路中的泵产生。
【附图说明】
[0198]有关本发明的各方面的一些附图通过非限制性示例的方式提供。具体地:
[0199]图1示意性地示出了根据本发明的各方面的血液处理装置;
[0200]图2示出了图1的血液处理装置的变型;
[0201]图3示出了图1的血液处理装置的另一种变型;
[0202]图4a和4b示出了由例如图1所示类型的装置的两个压力传感器检测出的压力趋势;
[0203]图5是流程图,示出根据本发明的一方面的控制过程,可通过例如图1所示类型的装置的控制单元执行;及
[0204]图6示出图1或图3的装置的静脉和动脉腔室的细节。
【具体实施方式】
[0205]参照附图,I表示用于体外处理血液的装置。该装置I包括体外回路8,回路8布置为从受试者例如患者M的心血管系统抽取血液以及将处理过的血液返回到患者M。下文描述与装置I的整体结构有关的示例:这种一般性描述涉及:体外血液回路;输注管路,如果存在的话,置换流体可以在其中循环;透析管路,如果存在的话,透析流体可在其中循环;以及废液排出管路。
[0206]参考图1,用于体外处理血液的装置I包括至少一个处理单元2,例如血液滤过器、血液透析滤过器、血浆滤过器、透析滤过器、膜式氧合器或适合于处理从患者M移除的血液的其他单元。处理单元2具有通过半透膜5彼此分隔的至少第一隔室3和至少第二隔室4。血液移除管路6连接到第一隔室3的入口 3a,且配置为在连接到患者M的操作条件下从插入例如患者身上的瘘管中的脉管接入装置移除血液。连接到第一隔室3的出口端口 3b的血液返回管路7配置为从处理单元2接收处理后的血液以及将处理的血液返回到例如也被连接到患者M的瘘管的另外的脉管接入。需要注意的是,可以设想用于脉管接入装置的各种配置:例如,典型接入装置包括插入到可以是瘘管、移植静脉或中央静脉(例如颈静脉)或外周静脉(股静脉)等脉管接入处的针或导管。
[0207]如图1所示,设备I包括至少第一致动器9,在本示例中是血液泵9,其工作在血液移除管路6,使从患者M移除的血液从连接到患者M的移除管路6的第一端33向第一隔室3移动。血液泵9是例如蠕动泵,如图1所示,其作用于相应的管泵部分6a。当旋转时,例如顺时针,血液泵9使血液沿血液移除管路6向第一隔室3流动(参照图1中表示沿血液移除管路6的血液流动的箭头)。
[0208]应当注意的是,对于本说明书和所附权利要求的目的而言,术语“上游”和“下游”可以参照属于或操作在体外回路上的部件所得的相对位置来使用。这些术语将参照从连接到患者M的血液移除管路6的第一端33向第一隔室3以及然后从第一隔室3向连接到患者M的脉管接入处的血液返回管路7的第二端34的血液流动方向来理解。
[0209]在图1的示例中,体外回路包括在源自患者M的动脉血液移除管路6上的至少一个动脉腔室11。动脉腔室11设置在相对于第一室3的上游且更具体地在相对于血液泵9的上游。动脉腔室11直接从患者M接收血液且被配置为积聚在整个治疗过程中将保持基本恒定的设定量的血液,如下面将进一步说明的。体外回路还包括至少一个静脉腔室12,其工作在静脉血液返回管路7上,在第一隔室3的下游和返回处理过的血液到患者M的脉管接入处的上游。在实践中,血管移除管路6、动脉腔室11、处理单元2的第一隔室3、将血液回输给患者M的返回管路7以及静脉腔室12是体外血液回路8的一部分,血液回路8在使用装置I的过程中提供血液在经历治疗的患者M的体外的循环。
[0210]根据一方面,动脉和静脉腔室11、12中的至少一个且可选地两个有恒定的容纳容积。即,腔室11、12由刚性的且基本上不可变形的材料制成(至少与血液处理过程中典型存在的压力状况关联)。
[0211]第一压力传感器14配置为至少检测与静脉腔室12中存在的流体的压力有关的参数,第二压力传感器13配置成至少检测与动脉腔室11中存在的流体的压力有关的参数。传感器13、14被配置为产生对应于参数的测量值的各信号,所述信号然后被馈送到控制单元21。更具体地,或者控制单元21可以被配置为每次需要测量时激活和/或在连续时刻轮询传感器13和14,或者传感器13、14配置为在连续的时间时刻进行测量。在图1中示出的实施例中,压力传感器13和14设置在相应的动脉和静脉腔室11、12中并位于其上部110、120,在使用时预期气体(空气)存在于上部110、120。
[0212]动脉和静脉腔室11、12基本上布置为使得在使用和血液处理过程中它们每个在上部110、120容纳预定量的气体并在其下部容纳预定量的血液(到预定液位)。动脉和静脉腔室11、12的每个具有各自的入口 11a、12a用于接收进来的血液。到动脉腔室11的入口 Ila与连接
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