用于确定透析剂量的光学传感器的制作方法

本公开涉及一种用于非侵入地确定透析剂量的光学测量装置。

背景技术：

1、为了评价体外血液处理、例如血液透析的效率，将kt/v值用作参数。在此，k代表清除率，t代表治疗持续时间，并且v代表尿素在身体中的患者特定的分布体积。

2、为了确定kt/v值可以考虑各种模型。用于求取透析治疗期间的kt/v值的最简单公式既不考虑治疗期间患者中的尿素的生成，也不考虑所谓的反弹效应。为了确定kt/v值，在该情况下使用规则：

3、

4、在此，c0代表初始尿素浓度并且c(t)代表在给定时间点t的尿素浓度。

5、最常用的模型是单池模型，其考虑在体外血液处理的治疗/时间变化曲线期间的尿素生成。在此简化地假定，尿素仅以大的分布体积溶解。

6、与上述模型相比可以考虑的是，在治疗期间，在患者的身体中产生尿素。此外，该模型考虑到通过超滤出现的对流去除附加的尿素。为了确定kt/v值，在该情况下使用规则：

7、

8、在此，uf表示超滤体积并且w表示患者的重量。

9、此外，存在考虑反弹效应的模型。实际上，尿素的通过身体的运动不可能无限，因为尿素不仅存在于细胞内空间而且存在于细胞外空间以及血管内空间中。通过与单池模型不同地考虑这些不同空间的存在的模型，可以求取所谓的平衡的kt/v。由此注意尿素在治疗后从具有小血流的器官回流到血管内空间中。

10、为了在测量技术上确定该值，基本存在三种方法。通过在血液处理之前和之后抽取患者血液和在实验技术上确定尿素浓度，随后可以计算kt/v值。然而，该方法与实验室开销和人员开销以及消耗材料的高成本相关联并且仅回溯地提供kt/v值，使得该方法对于每日常规来说不实用。

11、第二可行方案提出，在处理过程中短时间地改变透析液的组成。通过测量在电导率变化之前和之后透析器前方和后方的透析液侧的电导率，然后可以计算透析率。在此利用的是，对电导率起决定性作用的钠离子具有与尿素分子类似的扩散特性。该方法的优点在于，不会出现进一步的成本并且在每个治疗期间几乎连续的测量是可能的。然而不利的是，透析液的组成的变化首先需要一定的时间，使得不存在完全连续的测量，并且其次，在某些情况下，在透析期间可能导致不期望的钠平衡的破坏。

12、在“通过在线监测在用过的透析液中的紫外线吸收率来估计输送的透析剂量”(uhlin，f.；lindberg，lg.；magnusson m.am j kidney dis.2003年5月；41(5)：1026-36)中描述了更优雅的用于确定kt/v的可行方案。在此，在透析液出口处确定吸收率并且从中计算kt/v值。基于此的测量装置是adimea传感器。

13、现有技术

14、ep 2163271描述了一种用于求取kt/v值的方法。在此，借助于uv传感器测量用过的透析液的吸收。然后，由计算机评估并输出所求取的吸收。在此，以恒定高的电流强度加载uv辐射源。这导致uv辐射源的自热，由此可能发生由辐射源发射的辐射的强度波动。附加地，高的电流强度导致uv辐射源的老化并且因此导致uv辐射源的使用寿命的缩短。

15、如上所述，用于求取kt/v值的其他方法例如基于求取透析液的电导率。为此可能需要短暂地改变透析液的组成、血液流动速率或透析液流动速率，以便能够确定当前透析剂量。

技术实现思路

1、因此本发明的任务是避免或至少减轻现有技术的缺点。尤其，体外血液处理的透析效率/透析剂量应借助于辐射源、尤其借助于uv辐射源和探测单元来确定，其中，延长辐射源的使用寿命以及减小辐射源的电流消耗。

2、该任务通过根据本发明的用于确定体外血液处理的透析剂量的装置来解决。

3、用于确定体外血液处理的透析效率/透析剂量的装置包含辐射源、比色皿、至少一个探测单元和调节/控制单元，其中，

4、所述辐射源被设置和构造用于发射辐射，所述辐射在其强度方面通过适配加载所述辐射源的电流强度来控制/调节，

5、所述比色皿优选设有透析液入口和透析液出口并且被设置和构造用于，由所述辐射源发射的辐射穿过所述比色皿，

6、所述探测单元作为测量探测器被设置和构造成探测通过所述比色皿后的所述辐射的强度。

7、所述调节/控制单元根据由所述探测单元探测的所述辐射的强度来确定所述透析效率/透析剂量。此外，所述调节/控制单元与辐射源和探测单元连接并且被设置和构造成，基于所述透析液中的泌尿物质的浓度的降低，通过在体外血液处理的时间变化曲线上适配电流强度至少一次降低所发射的辐射的强度。

8、换言之，用于确定体外血液处理的透析效率的装置具有辐射源，尤其具有uv辐射源，所述辐射源发射具有在紫外范围中的波长的辐射、尤其光。所发射的辐射的波长优选在100nm至380nm的范围中，尤其优选在250nm至300nm的范围中并且例如在254nm或280nm处。由辐射源发射的辐射的强度借助于运行/加载辐射源的电流强度来控制。因此例如能够通过提高电流强度来提高所发射的辐射的强度并且通过减小电流强度来减小所发射的辐射的强度。

9、比色皿优选被设置和构造为通流比色皿。透析液通过透析液入口流入比色皿内。通过在透析液的流动方向上设置在透析液入口后面的透析液出口，透析液离开比色皿。优选地，不仅透析液入口而且透析液出口都设置并且被构造成与软管或管路连接。比色皿被辐射穿过，该辐射由辐射源发射并且例如由塑料、玻璃或石英玻璃构成。

10、探测单元优选是光电探测器并且被设置和构造用于探测由辐射源发射的辐射。换言之，探测单元被配置成使得该探测单元能够探测具有由辐射源发射的辐射的波长的辐射的强度。在优选的实施方式中，探测单元使用光电效应将辐射转换为电信号。在另外的优选实施方式中，电阻根据入射辐射的强度而改变。

11、调节/控制单元从探测单元获得优选呈电信号形式的所探测的辐射的所求取的强度。借助于该辐射的强度值，调节/控制单元确定透析效率/透析剂量。调节/控制单元通过在体外血液处理的时间变化曲线期间适配电流强度来控制辐射源的所发射的辐射的强度，其中，在体外血液处理的时间变化曲线期间至少一次地降低电流强度并且因此减小所发射的辐射的强度。所发射的辐射的这种减小基于透析液中的泌尿物质的浓度的降低而发生。在第一优选实施方式中，测量透析液中的泌尿物质的浓度的降低的大小。在另外的优选的实施方式中，通过体外血液处理的时间变化曲线预测透析液中的泌尿物质的降低的大小。

12、再换言之，本发明的核心在于，由辐射源发射的辐射的强度在体外血液处理的时间变化曲线上至少减小一次，其中，这种减小基于透析液中的泌尿物质的浓度减小来进行。

13、所发射的辐射的强度的这种减小导致了，辐射源在体外血液处理的时间变化曲线中被较小强度地加载并且由此延长了辐射源的使用寿命。此外，能够减小辐射源的电流消耗。

14、此外，在确定透析剂量时，不存在与透析液或与患者的血液的接触，这有利于操作并且防止脏污。

15、测量方法的另外的优点在于，不必改变透析液的组成、血液流动速率或透析液流动速率以确定透析剂量并且因此涉及被动的测量方法。

16、此外，可以使用具有较大的线性测量范围的探测单元，这实现测量更高的吸收率值并且因此能够确定更精确的kt/v值。

17、在装置的一个方面中，调节/控制单元被设置和构造成控制辐射源，使得由探测单元探测的辐射的强度在体外血液处理的时间变化曲线上保持恒定。

18、换言之，用于加载辐射源的电流强度由调节/控制单元控制，使得在调谐阶段之后，辐射的强度在体外血液处理的时间变化曲线上保持恒定，所述体外血液处理在探测单元处被探测。

19、因为在体外血液处理的时间变化曲线上所使用的透析液中的吸收辐射的泌尿物质的浓度降低并且因此由辐射源发射穿过比色皿的辐射被泌尿物质吸收的更少，所以调节/控制单元减小电流强度并且因此关于体外血液处理的时间变化曲线减小所发射的辐射的强度，以便保持由探测单元探测的辐射的强度恒定。

20、这种调节优选可以借助pi或pid调节器来构造。在调谐阶段(i(t3))之后的时间点在探测单元上探测的辐射的强度在此是引导参量，在探测单元上探测的辐射的强度(i(t))是调节参量并且电流/电流强度是设置参量。

21、在装置的另外的方面中，用于加载辐射源的电流强度被评估/用于确定透析效率/透析剂量。

22、换言之，优选地由调节/控制单元来评估电流强度，利用该电流强度关于体外血液处理的时间变化曲线加载辐射源，以便由此确定透析效率/透析剂量。

23、在装置的另外的方面中，透析效率/透析剂量是kt/v值，其中，k表示清除率，t表示治疗持续时间，并且v表示在身体内的尿素的患者特定的分布体积。所述调节/控制单元被设置并且构造成用于通过所述规定kt/v＝ln(i(t3)/i(t))来确定透析效率/透析剂量，其中，i描述电流强度，t3描述固定的时间点，并且t描述治疗持续时间/时间。

24、换言之，kt/v值通过以下规定

25、

26、优选在调节/控制单元中求取，其中，k为清除率，t为治疗持续时间，并且v为在患者身体中的尿素的患者特定的分布体积。在调谐阶段之后的时间点在探测单元上探测的辐射的强度呈电流强度的形式被探测并且以i(t3)表示，并且在探测单元上探测的辐射的强度同样呈电流强度的形式被探测并且以i(t)表示。

27、在装置的另外的方面中，透析效率/透析剂量是kt/v值，其中，k表示清除率，t表示治疗持续时间，并且v表示在身体内的尿素的患者特定的分布体积。所述调节/控制单元被设置并且构造成用于通过所述规定kt/v＝-ln(-0.008*t+(i(t)/i(t3))+(4-3.5*(i8t)/i(t3))*uf/w来确定透析效率/透析剂量，其中，i描述电流强度，t3描述固定的时间点，t描述治疗持续时间，uf描述超滤体积，并且w描述患者的重量。

28、换言之，kt/v值通过以下规定

29、

30、优选在调节/控制单元中求取，其中，k为清除率，t为治疗持续时间，并且v为在患者身体中的尿素的患者特定的分布体积。在调谐阶段之后的时间点在探测单元上探测的辐射的强度呈电流强度的形式被探测并且以i(t3)表示，并且所探测的辐射的强度同样呈电流强度的形式被探测并且以i(t)表示。此外，uf描述超滤体积并且w描述患者的重量。

31、在该装置的另外的方面中，将所求取的电流强度标准化到参考温度上。

32、换言之，在评估之前，用于加载辐射源并且由调节/控制单元评估以确定透析效率/透析剂量的电流强度标准化到参考温度上。这发生，是因为由辐射源辐射出的辐射的强度与温度有关。随着温度的升高，所发射的辐射的强度在恒定的电流/恒定的电流强度下降低。优选地，在透析机的透析液输出端处的温度传感器处探测透析液温度。

33、优选地，电流被补偿到37℃的参考温度。这特别优选地通过规定来进行

34、i37℃＝it-α×(t-37℃)

35、其中，i37℃代表补偿到37℃的电流，it代表在测量的温度t下探测的电流，并且α描述温度系数。

36、除了补偿到37℃外，也可以补偿到任何另外的温度。

37、在另一方面中，该装置具有另外的探测单元，其被设置和构造用于作为参考探测单元探测由辐射源发射的辐射的强度。治疗过程具有至少一个调谐阶段和至少一个测量阶段，其中，所述调节/控制单元至少一次地在调谐阶段中在体外血液处理的时间变化曲线上减小所发射的辐射的强度，并且所述调节/控制单元通过适配电流强度来控制所述辐射源，使得由所述参考探测单元探测的辐射的强度在测量阶段期间保持恒定并且在所述测量探测单元处评估所述辐射的强度进行，以便求取在测量阶段期间的透析效率/透析剂量。

38、换言之，除了设置和构造为测量探测单元的探测单元外，在装置中设置另外的被设置和构造为参考探测单元的探测单元。该参考探测单元用于平衡由辐射源发射的辐射的可能的强度波动。优选地，由辐射源发射的辐射在沿辐射方向被设置在比色皿前方的分束器上被划分，使得辐射的第一部分经过比色皿并被测量探测单元探测，并且辐射的第二部分被参考探测单元探测，而不经过比色皿。备选地，参考探测单元被安设和定位成使得其可以直接检测由辐射源发射的辐射，而不使辐射通过比色皿。在这种情况下，可以省去分束器。

39、治疗过程被划分成至少一个调谐阶段和至少一个测量阶段。调节/控制单元被设置和构造用于在调谐阶段中至少一次地减小由辐射源发射的辐射的强度。附加地，调节/控制单元被设置和构造成，使得其借助于用于加载辐射源的电流强度的适配这样控制辐射源，使得由参考探测单元探测的辐射在测量阶段期间保持恒定。调节/控制单元还被设置和构造成使用由测量探测单元在测量阶段期间探测的辐射的强度来确定透析效率/透析剂量。

40、在该装置的另一方面中，调谐阶段和/或测量阶段通过治疗参数触发。

41、换言之，如果机器参数和/或治疗参数改变，则开始/触发调谐阶段和/或测量阶段。因此，例如在提高透析液流量时，调谐阶段能够借助辐射源的所发射的辐射的强度减小来执行，因为通过提高透析液流量得出透析液在泌尿物质或光吸收的物质的浓度方面的稀释。

42、在该装置的另一方面中，调谐阶段和测量阶段在体外血液处理的限定时间点处执行。

43、换言之，在体外血液处理开始之前，确定在体外血液处理的哪个时间点执行调谐阶段和测量阶段。优选地，在体外血液处理开始时比在体外血液处理结束时执行更多的调谐阶段和测量阶段。此外，优选地，仅在体外血液处理开始和结束时执行调谐阶段和测量阶段。

44、通过尤其测量周期的减小，可以延长辐射源的使用寿命并且节省能量。

45、在该装置的另一方面中，通过在测量探测单元处探测的辐射强度和在参考探测单元处探测的辐射强度之间的比值变化确定比色皿的浊度。

46、换言之，电流s1施加到辐射源上并且由在测量探测器m处所探测的辐射的强度(s1)和在参考探测器r处所探测的辐射的强度(s1)利用规定

47、

48、优选在调节/控制单元中计算比值r。存储该比值r并且优选将其与至少一个另外的存储的比值r比较。当确定比值r降低时，这表明比色皿的浊度。优选地，向操作者输出相应的指示。

49、此外优选地，由多个存储的比值r形成平均值或中值，当前求取的比值r与该平均值或中值比较。

50、例如可以将比值r与先前求取的五个比值r的平均值进行比较。备选地，可以将比值r与先前求取的五个比值r的中值进行比较。

51、另外，可以在较长的时间段上执行比值r的趋势分析。借助于这种趋势分析可以识别装置上或另外的构件上的变化。

52、在该装置的另一方面中，存储电流强度和用电流强度加载辐射源的持续时间，并且借助所存储的值来执行预报所述辐射源的(剩余)使用寿命。

53、换言之，存储电流强度和/或治疗数量和/或累积的测量持续时间(辐射源接通的持续时间)并且从中推导出关于辐射源的剩余使用寿命的预测。

54、这实现操作者在装置失效之前请求更换/备用件，从而在失效之前能够更换所述装置。

55、可选地，预报可以作为图形输出给操作者。此外，可选地，更换的订购可以被推荐或者半自动或全自动地执行。半自动或全自动的订购例如通过与装置连接的采购系统来进行。

56、在该装置的另一方面中，辐射源不在整个测量阶段期间发射辐射。辐射优选以周期性的间隔发射。例如辐射源可以在测量阶段期间被解除激活五分钟或更多分钟，以便随后再次被激活数秒的测量持续时间。

57、在另一方面中，用于加载辐射源的电流强度可以通过单调下降的函数来描述。

58、在另一方面中，比色皿可布置在辐射源与测量探测单元之间。