用於體外血液處理的裝置製造方法

2023-07-02 10:55:01 1

用於體外血液處理的裝置製造方法
【專利摘要】總之，本發明涉及用於體外血液處理的裝置，所述裝置包含檢測設備(14,14a)，所述檢測設備(14,14a)用於較好地通過測量吸收率檢測在已使用透析液中的尿毒素，所述檢測設備(14,14a)被提供在來自過濾器元件的透析液的流出物(13)下遊的所述位置處，且滿足至少一個以下要求：a)流體管線和/或從來自過濾器元件的經使用透析液的流出物開始至檢測設備(14,14a)的元件的填充量小於或等於100ml，較好地小於或等於50ml，較好地小於或等於35ml，較好地小於或等於30ml，較好地小於或等於15ml，較好地小於或等於7ml；和b)從來自過濾器元件的已使用透析液的流出物開始至檢測設備(14,14a)的流體線長度為至多250cm，較好地小於或等於200cm，較好地小於或等於150cm，較好地小於或等於100cm，較好地小於或等於50cm，較好地小於或等於20cm。
【專利說明】用於體外血液處理的裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及用於體外血液處理的裝置，且本發明特別但不唯一地涉及如權利要求1的前文部分所述的裝置。

【背景技術】
[0002]遭受腎功能受限或不全的患者將使自然新陳代謝的廢棄物(包括尿毒素)通過替代法或透析法去除。此時，從取自患者且以體外方式輸送的血液的物質去除是通過血液與透析液的接觸而進行；在此過程中，血液和透析液並不是直接接觸，而是經由半透膜彼此接觸。透析液充滿各種鹽類。生理廢物的去除是通過擴散效應和對流效應而進行。所述效應負責將來自血液的物質經由以體外方式布置的薄膜輸送到透析液。在已去除了一部分廢料之後，已以此方式處理的血液再次回到患者體內。
[0003]為了評估透析期間的效率，在透析期間之前、透析期間之後且還可能在透析期間之時決定尿毒素的濃度。各個物質的減少是用於評估透析劑量的重要基礎。
[0004]尿素是被作為決定透析劑量的普遍的關鍵代謝產物。相應地，尿素減少率被稱為是透析技術的決定性參數。尿素減少的決定可以不同方式進行。
[0005]典型程序是每次在透析療法之前和之後，化學決定血液中尿素的濃度。然而，此程序的問題在於必須從患者獲取血樣和將血樣送到具有用於決定尿素濃度的適當設備的實驗室。此過程可能甚至需要數天時間。因此，透析劑量的決定不能以及時的方式且尤其在透析期間之時進行。
[0006]決定透析劑量的另一可能性是測量透析液流出物的紫外線(ultrav1let ;UV)吸收。Uhlin 已在 Uhlin 的題目為「Haemodialysis treatment monitored on-line by ultrav1let absorbance」的博士論文(Linkdping大學，2006年醫學論文第962號)中說明，在280nm的波長下的排出透析液的十進位吸收度的變化展示對患者血液中的尿素濃度變化的很好的相關性。這些結果最近已由Calia等人證實(通過光譜光度測量和螢光分光光度法測量監控在用過的透析液中的尿素濃度、肌酸酐濃度和β 2-小球蛋白濃度，由CaliaD.、DiFrancesco F.、Fuoco R.、Ghimenti S.、Kanaki A.、Onor Μ.、Tognotti D.和 Donad1 C.所著，2011年9月21日至24日熱那亞的義大利腎臟學學會第52屆全國代表大會)。
[0007]此外，在先前技術中已知以下裝置和方法。
[0008]US2011/0144459A1描述用於使用血液淨化裝置檢測液體濃度的檢測器，在所述血液淨化裝置中，血液在身體外部被清洗。檢測器包含:光發射器，將光照射至液體中；光檢測器，接收在液體之後的發射器的光；和檢測器，檢測入射光的強度。
[0009]W000/38761A2描述在體外血液處理期間的血液成分的分布容積的決定。在此過程中，血液成分的濃度在透析器上遊改變，測量透析器下遊的改變且根據所述改變決定血液成分的分布容積。
[0010]最後，EP1342479A1描述用於在血液透析濾過工藝中檢測和調整透析液流量的裝置。兩個泵分布在透析迴路的進口支管和出口支管上。流量差測量裝置檢測進入過濾器且離開過濾器的透析液的流量差。中央控制器檢測流量差測量裝置的輸出信號。如此允許周期重調過濾器中的透析液的控制壓力，且調整通過過濾器薄膜的透析液和等離子體水的流量。
[0011]所提到的現有技術中的問題是高背景信號噪音和測量信號的淺上升，所述測量信號用於決定將從血液中去除的生理廢物的濃度。


【發明內容】

[0012]因此，本發明的目的是提供用於體外血液處理的一般裝置，所述裝置使實現用於決定濃度和/或決定透析劑量的較好質量的測量信號成為可能。
[0013]此目的是根據本發明通過如權利要求1所述的裝置來實現。本發明的有利的進一步發展是從屬權利要求的標的。
[0014]本發明是基於用於決定在透析處理期間的透析液中的廢物的測量設備，如特別地在EP1083948B1中所述，在EP1083948B1中，針對透析技術中的應用說明了已知測量裝置(傳感器)的結構以及位置。以下說明大體上涉及透析中的UV傳感器，如在文件EP1083948B1中所描述。目前，所述紫外線傳感器被集成在許多先進透析機中。自從當所述系統已被引入市場之時，所述傳感器的位置已保持大體不變。所述傳感器位於透析液的流出端，通常被布置在平衡設備之後，即，平衡設備的下遊。在透析器和測量設備之間攜帶透析液的線路/管路的長度在此位置通常達到大於450cm，透析器和測量設備之間的透析液的整個容量是大約200ml。此外，已知進一步的傳感器系統，如所述傳感器系統例如在DE102011008482A1 或 EP2397167A1 中所描述。文件 DE102011008482A1 描述一種紫外線檢測器布置，所述紫外線檢測器布置包含測量透明小容器，所述測量透明小容器包括至少在各部分中對紫外線透明的壁，具有含有不同發射波長的兩個紫外線LED，和寬頻紫外線檢測器或兩個窄帶紫外線檢測器(所述檢測器中的每一個用於一個發射波長)，所述紫外線檢測器被布置在測量透明小容器上。EP2397167A1描述用於決定所使用透析液的發光的測量設備。以下說明類似地應用於所有傳感器系統，所述傳感器系統傳遞在所使用的透析液中的尿毒素濃度的測量。
[0015]除對於尿毒素濃度的測量的(類似)靜態決定的先前使用之外，瞬變量化，即濃度變化的瞬間過程，變得越來越突出。濃度瞬變傳遞關於動態患者的信息，且機器參數wtube知識允許醫生分別地為每個患者提高治療質量。然而，顯示在透析器和測量設備之間的長流體攜帶路徑和/或高容量的紫外線測量設備的當前定位帶來一些不利的影響。一方面，排出透析液在所述排出透析液的位於透析器和紫外線測量裝置之間的路徑上流經一系列流體攜帶元件，如此由於所述流體攜帶元件的容積貢獻的事實，濃度變化達到平衡且不能再暫時地決定。此時發生對流混合效應,所述對流混合效應將在很大程度上改變瞬變,直至完全分配所述瞬變的信息內容。在合成的測量信號中，如果存在所述的廢產物的暫時發生的濃度峰值的情況或更持久的增長，那麼確定地區分經常是不可能的。在瞬變中包含的關於患者和治療的信息將在此時丟失。產生此效應的透析機的透析液排放中的典型要素是平衡設備，例如平衡室或空氣分離器。
[0016]另一方面，通過測量裝置將在透析器的透析液側腔室的透析液的濃度或濃度變化的發生和所述發生的證明之間存在顯著瞬間延遲。可能發生的是，在信號到達測量設備之前要經過若干分鐘。在所使用的透析液被從透析器輸送到測量設備期間的此時間段具有以下效應:因為自然地存在於那裡的濃度梯度，瞬變還將通過尿毒素的擴散而改變。再次，將有息損失。
[0017]然而，由於對流動作元件的瞬變退化可通過在透析器和各個元件之間布置測量設備來防止，瞬態信號的擴散退化的避免需要進一步的考慮:
[0018]作為小分子尿毒素的典型代表，尿素在水相環境中具有擴散係數D =
1.38*10-5cm2/s，且存在於血液和透析液中作為典型電解質的鉀具有較大擴散係數D =2*10-5cm2/s。因為雷諾數在透析液流出物的管中定尺寸以使得存在層流條件，例如由於閥切換操作而存在的急劇瞬變的退化可通過在擴散時間和擴散距離之間的以下關係而估計，所述以下關係源自於菲克定律:
[0019]X = 2畫
[0020]在本文中，D表示在相關載體介質(此處，透析液)中所述的物質的擴散係數，t是擴散進行和擴散曲線形成的時間，和X是形成的擴散曲線的寬度的測量。
[0021]對於I分鐘的擴散時間，此估計對上述物質的應用產生從300 μ m到350 μ m的典型擴散距離。具有典型的透析液流量和管直徑，如此在一些毫秒的尺度上產生信號邊緣，所述信號邊緣已在快速閥門的切換時間的範圍中且在例如用於控制工藝的切換操作的人工製品的辨別中具有相應關聯性。
[0022]擴散效應的上述評估已在假定於透析液通道或管道(所謂的頂帽曲線)的橫截面上的恆定流量分布的情況下進行。已使此假定能夠將擴散效應隔離。在實際層流系統中，代替地存在為以下形式的拋物線曲線(2010年劍橋大學出版社的B.J.Kirby的「微型和納米級流體機械(Micro-and Nanoscale fluid Mechanics) 」):
[。。23]
[0024]在本文中，uz是沿著通道或管道的液體速度，η是液體粘度，§是壓力梯度，R是通道或管道的內徑，且r是從通道或管道中心的觀測點的徑向距離。對於r = 0，最大流動速度》Fu7x = -P將出現在通道中心。在通道或管道的周邊處，Uz = O0作為最大流動速度的函數，拋物線流量曲線可以簡化形式寫為^^^ = 1
[0025]拋物線流量曲線具有以下效應:只是在有限時間t以後，在位置z = O處發生的任何濃度變化可在位置z>0處使用足夠精度測量。如果液體在通道或管道的整個橫截面上具有相同速度，那麼時間t長於將出現的時間G= Y'在本文中，Q是在通道或管道中的媒介的體積流量。由於流量曲線的此效應削弱測量品質，所述測量必須在脈衝出現之後的特定時間之內執行。例如，如果控制算法需要在很短時間間隔中的數據值，或如果僅短的濃度脈衝對於測量可用，那麼可能是這種情況。
[0026]為了對此理解，進行以下仔細考慮:
[0027]通道或管道中的平均流速可根據液體Q的體積流量和幾何形狀決定:
「 ? -
[0028]11 =
R2W
[0029]此外，作為最大速度的函數的中間速度可根據拋物線流量曲線決定；
- fStz(r)-rdr ufax
[0030]K z = -—~5-= -V"
4 rdr2
[0031]對於此，速度曲線可被寫為體積流量而不是最大速度的函數。
[0032]
[0033]現在，有可能在位置z>0處界定兩個區域--與0〈r〈r』同中心的一區域，其中普遍是高流動速度且具有新濃度(根據定義此處在下文中的C，較高濃度)的液體已被輸送到所述區域；和在周邊r』〈KR處的第二區域，其中仍存在具有舊濃度的一些液體(根據定義濃度0，在下文中為C。)。在r』處的所述區域之間的限制可經由下式決定:
[0034]U2(Ff) = 2各 I —(務)=?
[0035]求解至r』2產生_6] ^ =
[0037]在時間t>0時，點z>0中的中值濃度7 C將表現為來自c和C。的加權平均:
[0038]C = r,2TT.C + ^R2 - r#2)ir ?c0
[0039]圖6圖示用於測量與濃度躍變或濃度變化的起點具有不同距離的位置的中值濃度對時間的過程。在時間t = O時且在位置Z = O處,濃度從Ctj=O躍變到C=I。舉例來說，假定的管直徑是0.6cm,且假定的體積流量是300ml/min。說明清楚地圖示，薄片狀拋物線流量曲線具有以下效應一已在幾分米的距離處一隻是在若干秒，即使5%的適度精度估計以後，濃度信息才可用。
[0040]如果待決定的濃度變化僅存在幾秒的有限周期(例如，如在EP1083948B1中所描述)或如果從信號的瞬變獲得信息，那麼此舉將成為一個問題。
[0041]此舉將從圖7中明朗化，此圖圖示對於100ml/min的體積流量和10cm的脈衝長度(濃度c = 1)，具有距離z>0的測量裝置的不同位置的濃度的瞬間過程。非常清楚地可見脈衝邊緣的衰減。此外，在已具有小於1cm的距離的情況下，將不會再達到濃度C。
[0042]根據圖7的理論觀測是通過紫外線吸收率的試驗測量來確認，如圖8中所示。此時，在時間t = 10秒處，將40mg/l的尿素溶液丸劑注入到透析管系統中，所述透析管系統具有直接在傳感器I上遊的300ml/min的透析液流量。尿素是在透析期間去除的尿毒素。所選濃度對應於透析期間的透析液中的典型濃度。丸劑的給藥持續11秒。傳感器I將丸劑檢測為十進位吸收測量的頂點，所述十進位吸收測量與濃度成正比。圖形圖示了具有尖銳邊緣的良好定義的丸劑。在大約1.7的曲線平直部分處的十進位吸收測量值對應於尿素的吸收。傳感器I的下遊，透析液(和注入到透析液中的濃度丸劑)已通過長度為220cm的管段，在所述管段的末端連接有第二紫外線傳感器。如由傳感器2測量的十進位吸收測量同樣地圖示在圖8中。可清楚地看見以下情況:
[0043](a)丸劑前沿的延遲達5秒，這是由於傳感器之間的路線長度。進一步的結果在於
[0044](b)與傳感器I的I秒相比，在丸劑的開始之後，十進位吸收測量到達所述測量的曲線平直部分僅8秒。在數量上，可以說明如下:
[0045](c)在傳感器2處，十進位吸收測量的曲線平直部分20%低於傳感器I的曲線平直部分一如此產生在決定濃度時的相應誤差。最後，
[0046](d)與在傳感器I中相同丸劑的具有I秒長度的邊沿相比，在傳感器2的信號中識別的後沿長度是7秒。
[0047]因此，圖8清楚地圖示相對於曲線平直部分的達到和丸劑邊緣的定義的實驗中的信號品質降低；傳感器和丸劑原點之間的距離越長，所述降低越明顯。
[0048]將從圖6、圖7和圖8中顯而易見，邊沿的上升(銳度)和c的(迅速)達到高度地取決於測量裝置的位置。前沿質量以及決定濃度的誤差變得較小，在測量裝置和濃度變化(濃度躍變)原點之間的距離更短。
[0049]決定濃度的精度應作為實例，在根據圖6的時間t = 0.1分時產生。在測量裝置和濃度變化原點之間具有距離10cm，濃度c將以小於0.05%的誤差根據上述先決條件決定。與此相比，200cm距離的誤差已達到8.5%。後一誤差對於精確控制治療參數已無法使用。
[0050]圖5圖示如上所示的考慮的進一步實驗支持。此時，300ml的物質的尖銳濃度脈衝被注入到顯示透析液流量為500ml/min的透析器中。此圖圖示附接於透析器的流出口之後大約10cm的紫外線測量裝置的響應。實驗被重複若干次且對應於圖7中的說明每次顯示類似結果，事實上，邊沿已在標稱到達濃度脈衝，持續的下降沿之前，和在C。之下的最大濃度處上升。不言而喻，除了拋物線曲線對測量準確度的影響之外，實驗結果包括擴散效應以及由於通道或管道的橫截面的增大/減小的任何額外對流效應，所述效應整體地增加對測量有害的效應。
[0051]在透析中，在大多數情況下，濃度變化或濃度脈衝的原點是透析器。因此，根據本發明，所述問題的解決方案是滿足以下條件，測量裝置與來自透析器的所使用透析液的流出物間隔至多250cm，較好地小於200cm，較好地小於150cm，較好地小於100cm，較好地小於50cm,較好地小於20cm的管道或通道長度。
[0052]上述計算已在假定通道和/或管道的直徑恆定的情況下進行。然而，在透析機的情況下，此舉並不是必須的。由於例如由耦合件、閥門及其他射流元件引起的通道或管道直徑中的變化，和在恆定體積流量下的流動速度的伴隨變化，上述方法可作為第二額外或替代的條件，類似於濃度變化的原點和測量裝置的位置之間的空間傳遞。根據所述第二條件，對於較好地大約3_至7_ (進一步較佳地約5_)的(中值)通道/管道橫截面且考慮在透析液路徑中提供的成分的透析液量，根據本發明的傳感器的有利定位(如從來自透析器的所使用的透析液的流出口至傳感器)應小於或等於150ml (管線和元件的填充量)，較好地小於或等於100ml，較好地小於或等於50ml，較好地小於或等於35ml，較好地小於或等於20ml ο
[0053]已發現，將檢測/測量裝置(傳感器)布置在來自過濾器元件的透析液側腔室的透析液的流出管的近端部分處的上述理論和分析考慮解決了給定問題且克服了已如上所述的現有技術的問題(如果滿足了兩個要求中的至少一個要求)。
[0054]用於體外血液處理的根據本發明的裝置具有尤其較好的以下元件:
[0055]-過濾器元件(透析器)，所述過濾器元件被分成血液側腔室和透析液側腔室，且所述過濾器元件包含用於至透析液側腔室的新鮮透析液的流入口，和用於來自透析液側腔室的已使用透析液的流出口；
[0056]-平衡設備，在過濾器元件的下遊提供；
[0057]-檢測/測量設備(傳感器)，適合於以連續或定時方式從透析器液體側上的患者血液中檢測至少一個代謝產物的濃度；
[0058]-外殼，所述外殼內部尤其容納至少平衡設備和較好地容納檢測/測量裝置；且外殼外部布置過濾器元件，以及穿通所述外殼的流體線通孔，過濾器元件經由所述流體線通孔被連接或可被連接到射流期間的平衡設備；其中
[0059]-檢測/測量裝置被布置於較好地在外殼內部的流體線通孔(直接地在流體線下遊)上。
[0060]在此布置中，用於體外血液處理的根據本發明的裝置可另外包含本身從現有技術已知且屬於或將屬於先進透析機的標準設備的進一步元件，諸如較好地在流體線通孔附近的外殼壁中/上且由此直接在上遊的壓力測量裝置，和/或繞過過濾器元件且較好地被布置在檢測/測量裝置下遊或者在檢測/測量裝置上遊的旁通管(在這種情況下，尤其是為了校準檢測/測量裝置)。然而，由於這些進一步元件對於本發明僅具有次要的重要性，所以為了清晰期間，沒有對所述元件詳細闡明。
[0061]用於體外血液處理的根據本發明的裝置可包括適合於透析，特別地適合於人工腎和透析機的任何設備。本發明提供提高用於決定待從血液去除的生理廢物的濃度的測量信號的測量精度和銳度的優點。因此，上文已描述的體外血液處理中涉及的問題被解決，且利用特定的精度使濃度變化的識別和量化成為可能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0062]本發明的進一步特徵和優點將從以下描述中顯而易見，在所述描述中對附圖進行引用，在所述附圖中:
[0063]圖1圖示包含用於血液透析的體外血液處理的裝置的透析液迴路；
[0064]圖2圖示包含用於血液透析濾過的體外血液處理的裝置的透析液迴路；
[0065]圖3圖示包含在序貫治療期間用於提取液體的體外血液處理的裝置的透析液迴路；
[0066]圖4圖示包含用於血液濾過的體外血液處理的裝置的透析液迴路；
[0067]如已經所描述的，圖5圖示根據現有技術的在一位置處的紫外線測量裝置的響應。
[0068]如已經所描述的，圖6圖示在突然的濃度變化之後的測量裝置的不同位置的濃度對時間的過程；
[0069]如已經所描述的，圖7圖示根據本發明與紫外線測量裝置的定位有關的紫外線測量裝置對具有裝置的濃度脈衝的回應；
[0070]如已經所描述的，圖8圖示在使用丸劑之後的如由第一傳感器和第二傳感器所檢測的紫外線吸收率。
[0071]圖9圖示在傳統位置中包含紫外線測量裝置的透析機的測量結果，和
[0072]圖10圖示在透析機中反應延遲與尿素濃度脈衝的比較，所述透析機包含在傳統位置中和在透析液的流出口的近端部分(接近於透析器)中的紫外線測量裝置。
[0073]諸圖純粹地為說明性質的且因此並不按比例繪製。具有相同效應的相同元件或元件具備相同元件符號，除非另有說明。

【具體實施方式】
[0074]圖1圖示根據本發明的在用於體外血液處理的裝置(例如，透析機)中的透析液迴路的第一實施例。此時，裝置是用於進行血液透析，而無任何液體置換。新鮮透析液被從透析液源I供應且經由流入口 2被送入迴路。為此目的，在過濾器元件(透析器)的上遊提供流量泵(FPE)7。在流量泵7和過濾器元件之間的第一閥門(VDE)S關閉或打開過濾器元件的進口。在過濾器元件下遊的的第二閥門(VDA) 10打開或關閉相對於過濾器元件出口的透析液迴路。類似於進口側，過濾器元件的出口側也可具有流量泵12，所述流量泵12將經使用的透析液輸送至透析液出口，所述透析液自所述透析液出口經由透析液流出物管線13排出/分配到透析液流出物15。輸入側流量泵7和輸出側流量泵12經由旁通管11彼此連接，旁通管11以所述旁通管11有選擇地使過濾器元件旁通的方式被連接到透析液迴路。為此目的，旁通管11可通過旁通閥(VBP)9關閉且打開，且旁通管11被布置在第一閥門8的上遊和第二閥門10的下遊。
[0075]根據本發明，接近於過濾器元件(透析器)，即在過濾器元件的出口和旁通管11之間，較好地在過濾器元件的出口和第二閥門10之間，提供檢測/測量裝置14。另外地或作為替代，檢測/測量裝置14a被布置在旁通管11的下遊。
[0076]就此，在本發明中對用於體外血液處理的裝置中的事實進行參考，過濾器元件在圖1中通過點劃線圖示位於外殼G的外部，而檢測設備14、14a被裝入外殼G中。選擇性地，壓力傳感器D被布置在較好地檢測設備14、14a上遊的外殼壁中或外殼壁上。進一步優選的是，檢測設備14被直接地布置在外殼壁上，即，剛好在線通孔L上，所述線通孔L在起始於過濾器元件出口的外殼外部管線段和外殼內部管線段之間建立流體連接。以此方式，在外殼之內的檢測設備14被保護且仍然根據管線/流量技術儘可能靠近過濾器元件而布置。
[0077]通常，使用具有線內部橫截面大約是3mm至7mm，較好地5mm的管線(管道)。根據本發明，過濾器元件出口和檢測設備14或14a之間的管線長度達到至多250cm，較好地小於200cm，較好地小於150cm，較好地小於100cm，較好地小於50cm和更較好地小於20cm長度的管道或通道。替代地或除此之外，如果在過濾器元件出口和檢測設備14或14a之間的管道或管線的容積小於或等於100ml，較好地小於或等於50ml，較好地小於或等於35ml，較好地小於或等於30ml，較好地小於或等於15ml且更較好地小於或等於7ml，還在較好地具有大約3mm至7mm (大約5mm)的流量橫截面的每一清況下，那麼存在檢測設備14或14a (即傳感器)的有利定位。此時，對以下事實進行參考一取決於透析機的型號和具有小於10cm的管長度或具有小於20-30ml的容積一傳感器將被定位在機器外殼外部，以便將傳感器包圍在外殼中是值得做的，但不總是在原則上可實現的。
[0078]通過在第一閥門8和過濾器元件之間的流量測量裝置16，選擇性地決定/測量在迴路中循環的流體體積流量。
[0079]患者可經由動脈管道系統17被連接到用於體外血液處理的裝置(透析機)。動脈血泵(BPA) 18被提供或適應於從患者去除未清潔的血液，且將所述血液供應到過濾器元件中的血液側(BS) 19;所述血液側經由半透膜與過濾器元件中的透析液側(DS) 20連接。來自過濾器元件中的血液側(BS) 19，經清洗的血液可經由靜脈管系統21返回至患者。
[0080]包含用戶接口 31的運算器30控制迴路，和用於在透析液側上以及在血液側上循環流體的元件。
[0081]圖2圖示根據本發明在用於體外血液處理的裝置中的透析液迴路的進一步實施例。如在根據圖1的實施例中，可替代地定位檢測設備14、14a或檢測設備14、14a可在經使用透析液的流出管的兩個不同位置處相結合，即接近於在透析器和旁通管11或第二閥門10之間的位置14處的過濾器元件(透析器)，較好地直接(較好無中間線地)在通過外殼G的線通孔L上(內部或外部)，或另外或替代地在位置14a處的旁通管11 (或流量泵12)之後，如果在後一情況下，那麼實現了關於最大管線長度和/或管線容積的要求。然而，與根據圖1的實施例相反，圖2圖示用於使用置換進行血液透析濾過的裝置。置換液體此時通過置換泵23在透析器下遊的血液側上從置換貯液器22注入到血液循環中。如此產生血液的對流淨化。存在將位於透析器上遊的血液側的置換液體注入到血液循環中，或將所述置換液體注入到透析器的上遊以及下遊的可能性(未圖示，但以類似的方式可實現)。
[0082]圖3圖示無任何液體置換的用於進行順序位相(純超濾作用)的血液處理裝置(透析機)。以此為根據，特別地圖示了進一步的透析液迴路，其中檢測設備14、14a被替代地或結合地布置(或可被布置)在經使用透析液的流出管的兩個不同位置處。根據本發明，檢測設備接近於在透析器和第二閥門10之間的位置14處的透析器(在引入外殼內部體積的線通孔L的直接的內部或外部上)，和另外地或替代地，檢測設備被布置在位置14a處的閥門10的下遊(如果滿足關於管線長度和/或空間的需求)。
[0083]圖4圖示用於體外血液處理的裝置中的又一透析液迴路，所述透析液迴路在當前情況下用於血液濾過，根據所述透析液迴路，檢測設備14、14a在經使用透析液的流出管的兩個不同位置處替代地或組合地布置，根據在位置14處接近於透析器的本發明(直接地在引入外殼G的線通孔L上/之後)，且另外地或替代地在位置14a處的閥門10的下遊(符合相對於線長度和/或線填充容積的上述要求)。此時，置換液體被通過置換泵23從在透析器下遊和/或上遊的血液側處的置換液貯存器22注入到血液循環中。
[0084]圖5圖示檢測設備(在紫外線測量裝置的當前情況下)對在過濾器元件處的濃度脈衝的響應，如果根據現有技術布置紫外線測量裝置，那麼此時為透析器。圖示了在相同條件下的四個測量，說明了由大於450cm的流體路徑引起的系統響應的差異。此圖圖示了在無流體導向引起的擴散效應和對流效應的情況下，紫外線傳感器對應感知為矩形脈衝(如圖所示)的濃度脈衝的響應。在管線/管道中的擴散效應以及流量曲線還具有以下效應:在正常延遲時間之前，由紫外線傳感器傳感的濃度已開始上升。
[0085]與此相反，圖10圖示如果紫外線測量裝置被提供在過濾器元件下遊的流出口管線中的透析液側區域中的所述位置處，紫外線測量裝置對濃度脈衝的響應，所述響應不滿足相對於管線長度和/或管線填充容積(虛線)的上述要求；和如果紫外線測量裝置被提供在過濾器元件下遊的流出口管線中的透析液側區域中的所述位置處，紫外線測量裝置對濃度脈衝的響應，所述響應滿足關於管線長度和/或管線填充容積(實線)的上述要求。與在滿足要求的位置處的測量相比，在不滿足要求的位置處的測量(例如在平衡設備之後)顯示大約30秒的延遲。此外，在根據圖10的平衡設備下遊位置處的測量(所述測量不滿足要求)顯示在所述測量的增加中的步驟，所述步驟是在此情況下經由上遊平衡設備(機械轉換過程)的操作規定。所述步驟降低增加的信號品質且使所述信號品質的評估更加困難。
[0086]本發明的可選配置
[0087]本發明不限於如上所述的實施例。根據本發明，滿足要求的位置被通過設計理解為，來自過濾器元件的透析液側腔室的透析液的流出口區域緊鄰過濾器元件的透析液側腔室的流出口噴嘴，但仍較好地在裝置外殼之內。
[0088]因此，所述管線段可延伸一取決於血液處理裝置的尺寸以及過濾器元件的位置一至多從過濾器元件的透析液側腔室的流出物噴嘴到至平衡設備中的進口。此部分可進一步包含衝洗橋。具有此結構，檢測設備可位於衝洗橋的上遊或下遊；然而，根據本發明，檢測設備可在任何情況下布置在平衡設備的上遊，以防止由平衡設備引起的信號的偽造和退化。檢測設備較好地被布置在裝置外殼之內，以便保護檢測設備不受外力影響，但是檢測設備也可附屬於裝置外部上(即，在外殼外部)用於體外血液處理，特別是當此舉是能夠相對於管線長度和/或管線填充容積實現上述要求的唯一方式時。術語「遠至檢測設備」進一步指定在檢測設備中或之上進行測量之處。較好地，此處是例如在紫外線傳感器情況下，光學測量光束穿過透析液之處。
[0089]最好的是，根據上文定義，在過濾器元件和檢測設備之間的管線段包含不超過從過濾器元件的流出管直到平衡設備的區域。優選的是，在從過濾器元件的出口或流出物朝向平衡設備的流動方向的250cm(管線長度)的區域，所述管線長度進一步優選地為200cm，更進一步優選地為150cm,更進一步優選地為100cm,更進一步優選地為90cm,更進一步優選地為80cm,更進一步優選地為70cm,更進一步優選地為60cm,更進一步優選地為50cm,更進一步優選地為40cm,更進一步優選地為30cm,更進一步優選地為20cm且最優選地為從過濾器元件的出口或流出物朝向平衡設備的1cm的長度。
[0090]進一步優選的是，本申請案涉及用於體外血液處理的裝置，在所述裝置中，檢測設備是紫外線測量裝置。所述紫外線測量裝置包含至少一個輻射源和至少一個傳感器。用於輻射源的候選源是紫外線LED、紫外線雷射器和諸如氘燈的寬帶輻射源。傳感器是選自由以下各者組成的群組:光電二極體、光電電晶體、CXD和CMOS檢測器、光電倍增管或光子計數模塊或同等功能的元件。同樣也優選的是，如果紫外線測量裝置的傳感器操作在至少從200nm至350nm的波長範圍中。波長範圍具有特定的重要性，因為對於排洩重要的許多代謝產物和生理廢物在此波長範圍中具有特徵吸收峰值，例如尿素在290nm的波長下，肌酸酐在大約235nm的波長下，馬尿酸在大約260nm的波長下和肌酸在大約21nm的波長下分別具有特徵吸收峰值。所述特徵吸收峰值或數個所述峰值的組合分析提供根據代謝產物的各個濃度得出結論的機會。
[0091]在下文中，將闡明三個實例，其中可清楚地見到現有技術和本發明之間的差異。此時，對根據圖9的測量結果進行參考。
[0092]在來自現有技術的第一實例中，通過在時間「I」從旁路獲取具有流動血液泵的機器，在傳統透析液中的尿素濃度在透析機中在透析器處於時間「I」從零增加到恆定值(83.4mg/l)，所述透析機具有在傳統位置處的紫外線測量裝置。透析液的流量恆定地是500ml/min，對應於用於血液透析的透析液的實際流動速度。在紫外線測量裝置處的透析液溫度為大約35°C。此溫度還對應於血液透析的通常條件。所述條件發生，直到30秒至40秒之後，第一尿素分子即在時間「2」到達傳感器為止。因為尿素的添加，將已經過超過5分鐘，直到完全形成信號，即至時間「3」時為止。也可從圖9獲知，緩慢增加是由於已如上所述的混合效應。
[0093]在來自現有技術的第二實例中，清楚地在時間方面考慮的濃度脈衝具有45秒的持續時間且在圖5中表現為矩形脈衝，所述濃度脈衝被應用於透析機中，所述透析機包含在傳統位置處的紫外線測量裝置。此脈衝是通過在透析器中的有限且明確封閉的大量透析液的飽和來實現，所述透析液隨後被抽出。所有進一步測試條件與上文第一實例中的測試條件相同。作為所述濃度脈衝的結果，對於四個不同運行測量紫外線測量裝置的吸收。在通過透析機中的流出物側透析液路徑之後，信號失去所述信號的原始形狀且衰落。脈衝的起點和終點無法根據紫外線測量裝置的信號清楚地決定。濃度分布具有強烈的圓形外觀且在脈衝的末端處發生長的傾斜邊沿，且在脈衝的開始時發生稍微較短的邊沿，如此是例如由於擴散效應或由於可歸因於通過機器射流技術的路徑上的流量曲線的效應，如已在本描述的引言部分中所解釋。由於取決於透析器和紫外線測量裝置之間的流體路徑的混合效應，也不利地影響了測量值的再複製性。首先，根據濃度脈衝的邊沿的品質，並且參考吸收最大值的高度，此影響可見於圖5中。在相同要求下的四個測試顯示不可忽略的結果的偏差。
[0094]在第三實例中，對在包含在傳統位置(在透析液流出物的中央部分和在流動方向的平衡設備的下遊中)處的紫外線測量裝置的透析機中的尿素的濃度脈衝的反應延遲與一透析機中的尿素的濃度脈衝的反應延遲相比較，所述後一透析機包含在透析液流出管的近端部分中的紫外線測量裝置。將在圖10中見到兩個曲線的過程。如果在根據本發明的位置中提供紫外線測量裝置，那麼可在顯著較早的時間點檢測到濃度脈衝。此時，也可識別已知的延遲效應。如果測量是使用高時間解析度執行，那麼原先為光滑信號的信號顯示由於混合效應的平衡設備下遊的步驟。在平衡設備中和周圍的對湍流條件的任何非薄層此時同樣起作用。
[0095]總之，本發明涉及用於體外血液處理的裝置，所述裝置包含檢測設備(14，14a)，所述檢測設備(14，14a)用於較好地通過測量吸收率檢測在已使用透析液中的尿毒素，所述檢測設備(14，14a)被提供在來自過濾器元件的透析液的流出物(13)下遊的所述位置中，且滿足至少一個以下要求:
[0096]a)流體管線和從來自過濾器元件的經使用透析液的流出物開始至檢測設備(14，14a)的元件的填充量小於或等於100ml，較好地小於或等於50ml，較好地小於或等於35ml，較好地小於或等於30ml，較好地小於或等於15ml，較好地小於或等於7ml和
[0097]b)從來自過濾器元件的已使用透析液的流出物開始至檢測設備(14，14a)的流體線的長度為至多250cm，較好地小於或等於200cm，較好地小於或等於150cm，較好地小於或等於100cm,較好地小於或等於50cm,較好地小於或等於20cm。
【權利要求】
1.一種用於體外血液處理的裝置，包含： 過濾器元件，所述過濾器元件被再分成血液側腔室（19)和透析液側腔室（20)，且所述過濾器元件包含用於透析液到所述透析液側腔室（20)的流入口（2)，和用於來自所述透析液側腔室（20)的所述透析液的流出口（13)，和 檢測設備（14，14a)，適合於提供測量值，所述測量值與來自患者血液的至少一個代謝產物的濃度和/或濃度變化處於函數關係， 其特徵在於 所述檢測設備（14，14a)被布置在來自所述過濾器元件的所述透析液側腔室（20)的所述透析液的所述流出口（13)下遊的位置，所述位置滿足至少一個以下要求： a)流體管線和/或從來自所述過濾器元件的經使用透析液的流出物開始至所述檢測設備（14，14a)的元件的填充量小於或等於100ml，較好地小於或等於50ml，較好地小於或等於35ml，較好地小於或等於30ml，較好地小於或等於15ml，較好地小於或等於7ml ;和 b)從來自所述過濾器元件的所述已使用透析液的所述流出物開始至所述檢測設備(14，14a)的所述流體線的長度為至多250cm，較好地小於或等於200cm，較好地小於或等於150cm,較好地小於或等於100cm,較好地小於或等於50cm,較好地小於或等於20cm。
2.如權利要求I所述的體外血液處理的裝置，其特徵在於用於接收與所述裝置關聯的數個功能元件的裝置外殼（G)，所述檢測設備（14，14a)也被較好地提供在所述裝置外殼之內，且所述過濾器元件被布置在所述裝置外殼外部，所述過濾器元件被經由外殼通孔（L)流體地連接到所述檢測設備（14，14a)。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述檢測設備被布置在所述外殼通孔（L)上，所述外殼通孔（L)較好地在關聯於所述裝置外殼（G)的壁的所述內側或外側上，且所述檢測設備包含所述外殼通孔（L)。
4.如權利要求2或3所述的用於體外血液處理的裝置，其特徵在於壓力傳感器（D)，所述壓力傳感器⑶被布置在所述外殼通孔（L)附近的所述檢測設備（14，14a)的上遊。
5.如權利要求I所述的用於體外血液處理的裝置，其特徵在於旁通管（11)，所述旁通管（11)在所述透析液側腔室（20)的所述進口和所述出口之間有選擇地建立流體連接，同時將所述過濾元件旁通。
6.如權利要求5所述的用於體外血液處理的裝置，特徵在於：所述檢測設備（14，14a)被布置在所述旁通管（11)的下遊，以允許在所述過濾器元件周圍存在旁路時，使用新鮮的透析液校準所述檢測設備（14，14a)。
7.如權利要求I所述的用於體外血液處理的裝置，特徵在於：所述管線的內部橫截面達到3mm至7mm，且較好地至少在所述過濾器元件和所述檢測設備（14，14a)之間的流體管線區段中為5mm。
8.如權利要求7所述的用於體外血液處理的裝置，特徵在於：所述管線的內部橫截面至少在所述過濾器元件和所述檢測設備（14，14a)之間的流體管線區段中大體上恆定。
9.如權利要求I所述的用於體外血液處理的裝置，特徵在於所述檢測設備（14，14a)包含較好地為紫外線測量裝置形式的光學傳感器系統。
【文檔編號】A61M1/16GK104127928SQ201410184556
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2013年5月2日
【發明者】克里斯多福·施特赫費爾, 克勞澤·希爾維, 裡特爾·卡伊尤韋, J·邁鮑姆 申請人:B·布萊恩·阿維圖姆股份公司