CN102762238A

CN102762238A - 用于体外血液治疗的装置

Info

Publication number: CN102762238A
Application number: CN2010800500318A
Authority: CN
Inventors: J.阿伦斯; S.莫尔; A.卡斯特拉瑙
Original assignee: B Braun Avitum AG
Current assignee: B Braun Avitum AG
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2030-09-06
Also published as: EP2461845B1; DE102009040104A1; CN102762238B; US20120217189A1; EP2461845A1; WO2011026647A1

Abstract

本发明涉及一种用于体外血液治疗的装置，具有：透析器，其被半渗透膜分为第一和第二室，其中第一室布置在透析液路径中，并且第二室能够借助于血液输送管和血液排出管与患者的血液循环连接；用于新鲜透析液的进口；用于经使用的透析液的出口；用于确定血液输送管或血液排出管中的流量Q_血液的装置；用于确定透析液路径中的流量Q_透析液的装置；布置在出口中的测量设备，其用于确定流经出口的经使用的透析液的吸收率A_透析液，其中所述测量设备具有至少一个辐射源和用于探测电磁辐射的强度的探测器***。在此，设置有：存储器，其中存放吸收率A_血液的公式（I）；以及计算单元，利用该计算单元能够借助于吸收率A_透析液、流量Q_透析液和流量Q_血液来确定血液输送管或血液排出管中的吸收率A_血液。

Description

用于体外血液治疗的装置

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于体外血液治疗的装置。

对于肾功能降低或完全没有肾功能的患者，包括有毒物质的废物借助于肾替代治疗来排出，其中患者的血液通过血液输送管从患者输送给人工肾或透析器。在人工肾或透析器中，患者的血液通过半渗透膜与透析液接触。透析液包含不同的盐，这些盐的浓度为使得包括有毒物质的废物借助于透过膜的扩散和对流被从患者的血液引导到透析液。如此清除了废物的血液通过连接在透析器处的血液输送管再次输送回到患者的血液循环中。

为了能够量化肾替代治疗的结果，有必要直接或在线地控制肾替代治疗的效率。因此，开发出所谓的Kt/V模型。在此，Kt/V模型是用于确定肾替代治疗的效率的参数，其中清除率K代表经清洗的***物质的体积流量，t代表治疗时间并且V代表患者的分布体积。在此，K以及V都是针对相应的废物的。通常，肾替代治疗时的效率根据作为废物的尿素来描述，从而K描述患者的尿素清除率并且V描述患者的尿素分布体积，该尿素分布体积基本上对应于患者的体液。

从EP 1083 948 A1中公知的是，借助于布置在出口中的测量设备在使用UV辐射及其被透析液中的***物质吸收的吸收率的情况下以分光光度法来确定在肾替代治疗期间的确定废物的Kt/值或减少率RR。为了能够确定该Kt/值或减少率，有必要知道要医疗患者的血液中的在肾替代治疗的每个时刻的***物质的浓度以及与其成比例的吸收率。为了确定该吸收率，在EP 2 005 982 A1中提出，在肾替代治疗期间让透析液一直相对于患者的体外血液循环进行再循环，直到已经出现浓度平衡以及由此被透析液中的***物质吸收的吸收率的恒定值。如果达到该恒定值，则透析液中的***物质的浓度对应于要治疗患者的血液中的***物质的浓度，使得也可以使透析液中的所确定的吸收率等于患者的血液中的吸收率。通过该措施，替代与Kt/V值，确定了所谓的平衡Kt/V值eKt/V值，从而考虑到患者身体的不同隔室内的***物质的浓度均衡。

但是在该方法中已经发现的问题是，通过执行透析液相对于患者体外血液循环的再循环，由于在该过程期间变得越来越小的浓度梯度（该浓度梯度遵循装载函数（Aufladefunktion）的变化曲线），医疗时长被显著地提高，因为体液平衡的建立可能持续五分钟以及更长。如果该方法在患者的治疗期间多次执行，则治疗时长被相应地提高，这不仅是不经济的，而且还附加地加重患者的负担。此外还有问题的是，在该方法中必须测量血液中存在的全部量的***物质以及由此相应的高吸收率，这超过了在疗法中出现的测量范围3倍——因为不进行稀释。在此方面，为了能够确定在本来的疗法期间以及在透析液的再循环期间所出现的吸收率，在针对吸收率所使用的测量设备方面需要附加的仪器成本。

因此，本发明的任务是提供一种装置，利用该装置可以确定相应的浓度值或吸收率值，而不必延长患者的医疗或治疗时间，从而不仅能够更经济地进行医疗，而且还最小化由于持续更长时间的医疗或治疗而给患者造成的附加负担。在此，也应在用于吸收率的测量设备方面将仪器成本保持为最小。

该任务通过根据具有权利要求1的特征的装置来解决。本发明的有利构型是从属权利要求的主题。

本发明的出发点是在下面由Kaufmann等人（“Solute disequilibrium and multicompartment modeling”，Advances in renal replacement therapy 1995; 2(4):319-29, Kaufmann A M; Schneditz D; Smye S; Polaschegg H D; Levin N W）找到的在肾替代治疗期间在透析器清除率Q_清除率与血流量Q_血液之间的关联：

（1）

在此，P表示用于肾替代治疗的透析器的膜材料的渗透率并且S表示该膜材料的表面积。在此，积P*S是材料特性，该材料特性对于每个透析器是特有的并且通常记载在制造商的数据手册中或者可以通过在那里说明的数据来确定。在此在图1中所示的示例是利用525ml/min的P*S值计算出的，该P*S值对应于市售的透析器。

从等式（1）中可以看出，通过P*S的高值和血流量Q_血液的小值所实现的是，在低血流量的情况下，清除率与血流量之间的函数是线性的，因为e函数的分量趋向于0。因此，等式（1）所示出的是，在血流量<100ml/min的情况下，血流量与清除率之间的偏差小得使得该偏差是可忽略的并且因此血流量Q_血液等于清除率Q_清除率。

现在利用根据本发明的方法——如后面所示那样——可以借助于在肾替代医疗期间所传输的有毒物质的质量来确定吸收率A_血液。

因此，在测量期间，测量透析器之后的透析液侧上的吸收率A_透析液。由于通过透析器对血液的质量传输必然等于透析液中的质量传输，因此得出下面以等式（2a）和（2b）来描述的数学关联：

（2a）

（2b）

如果现在将来自等式（1）的透析器清除率的值带入到等式（2b）中，则得到等式（2c）：

（2c）

在已知积P*S的值的情况下，现在可以在医疗的每个时刻通过测量透析液出口中的吸收率A_透析液、透析液流量Q_透析液和血流量Q_血液来确定吸收率A_血液。借助于该A_血液值现在可以在治疗的每个时刻直接地确定平衡的Kt/V值eKt/V而没有显著的时间延迟，使得借助于根据本发明的装置使医疗时间最小化。

为了不总是依赖所使用的透析器的积P*S，已经证明有利的是，将等式（1）和（2c）中的e函数的值设置为等于0。这尤其是合理的，因为由此吸收率A_血液的计算与所使用的透析器无关。在此，在100ml/min的血流量和为500的P*S值的情况下，误差已经小于1%，使得由此可以无问题地进行处理。

因此得到等式（1）为：

（1b）

并且等式（2c）为：

（2d）

并且利用等式（2c或2d）确定血液侧的绝对吸收率值。在此，必须将超滤率减小到最小值，以便将其对吸收率测量的影响最小化。

为了能够将单次测量与尤其是在其他医疗治疗期间的其他测量相比较或者为了能够在相同医疗治疗期间在透析液流量或超滤率可变的情况下进行比较，已经证明有益和有利的是，在透析液中将这样确定的吸收率归一化为例如500ml/min的标准流量。在此，得出归一化的吸收率A_归一化的形式关联为：

（3）

借助于由A_血液的公式2c和2d计算A_血液，可以确定血液侧的***物质的吸收率或与其成比例的浓度，而不必直接在血液循环中或者通过血液采样执行测量。

由此，可以在小血流量的情况下使假设

成立，由此可以利用下面的等式（2c）来计算血液侧的吸收率。当然，可以在知道“”的情况下并行地将等式（1）直接用在等式（2d）中。

于是借助于血液侧的吸收率A_血液，可以在使用患者的水量和吸收率的积分的情况下通过透析液流量来执行eKt/V的计算。如果血液中的中分子分量对吸收率测量的光谱未造成影响，则可以同样借助于下面的等式（4e）来确定eKt/V。如果例如由于UF率而发生流量改变，则这可以通过归一化来补偿：

（4a）

（4b）

（4c）

（4d）

（4e）

与此并行地，可以通过在吸收率测量期间借助于UF泵接通对流分量来确定血液中的中分子物质的绝对分量。为此，首先利用纯扩散分量执行测量，借助于透析液（5a）中的归一化的吸收率通过带入到等式（5d）中来确定小分子物质的吸收率。

接着，通过接通UF泵来执行重新测量，并且同样进行按照流量对吸收率的归一化（5b），因为该流量通过加上超滤流量而升高。

中分子分量可以借助于等式（5c）从两个测量中确定。对此的基础是，扩散分量的测量利用小的血流量来执行，因此小分子物质的量完全地从血液转移到透析液中（

），因为否则的话在接通对流运输时，如果失真不能通过数学校正来补偿，则仍然存在的扩散运输物质可能导致失真。

血液侧的中分子物质的吸收率的确定通过等式（6a）来进行。由于与扩散运输不同，通过UF率仅能消除血流量Q_血液的中分子的一部分，因此必须按照总血流量对吸收率值（6a）进行归一化。

（5a）

（5b）

（5c）

（5d）

（6a）

与此并行地，可以同样为中分子部分计算eKt/V (6f)，其方式是，通过启用和停用UF泵来确定所除去的中分子分量（6c），并且利用在开始时计算出的在患者血液中的绝对中分子分量（6b）来结算所述除去的中分子分量（等式6a－6f）：

（6b）

（6c）

（6d）

（6e）

（6f）

因此，为了在医疗中通过积分确定扩散分量，必须在医疗期间在没有超滤的情况下添加具有纯扩散分量的测量阶段。

为了确定纯扩散分量，将UF率减少到最小值，对血流量进行匹配，并且在该时刻记录吸收率值。为了确定对流分量，紧接着再次接通对流分量，以便从其差（5c）中计算对流分量的吸收率。

因此可以从医疗中的扩散吸收率（5a）的分别经拟合的变化曲线、吸收率（5c）的对流变化曲线以及吸收率的本来的医疗变化曲线中，从对流和扩散分量中计算出Kt/V或eKt/V。如果所产生的超滤在对流测量阶段期间可以对应于医疗的正常UF率，则可以保持该医疗，只要信号转发器够用。但是扩散阶段（UF率＝0）和对流阶段（Uf率开通）的比例应理想地在测量时间段上平均对应于在医疗标准中设定的UF率，以便避免为了实现目标体积的进一步的匹配。

为了确定有效清除率，必须事先在没有超滤的情况下确定吸收率A_血液。然后，可以紧接着再次在正常医疗运行中同样在没有超滤的情况下确定清除率。在紧接着值A_血液仍然以相同的浓度存在于血液中这一前提条件下，可以利用公式（7）来计算出有效清除率。

在该有效清除率中，尤其是在分流中一并检测凝块和再循环的效果，由此可以推断出医疗功效。相反，基于传导性改变的方法仅能确定透析器清除率。

（7）

图1示出透析器的清除率和血流量的图形化关联。

Claims

1.用于体外血液治疗的装置，具有：

－透析器，其被半渗透膜分为第一和第二室，其中第一室布置在透析液路径中，并且第二室能够借助于血液输送管和血液排出管与患者的血液循环连接，

－用于新鲜透析液的进口，

－用于经使用的透析液的出口，

－用于确定血液输送管或血液排出管中的流量 Q_血液的装置，

－用于确定透析液路径中的流量Q_透析液的装置，

－布置在出口中的测量设备，其用于确定流经出口的经使用的透析液的吸收率A_透析液，其中所述测量设备具有至少一个辐射源和用于探测电磁辐射的强度的探测器***，

其特征在于，设置有：

－存储器，其中存放吸收率A_血液的公式

；以及

－计算单元，利用该计算单元能够借助于吸收率A_透析液、流量Q_透析液和流量Q_血液来确定血液输送管或血液排出管中的吸收率A_血液。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算单元被构造成微处理器。

3.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述辐射源发出基本上窄带的电磁辐射。

4.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，辐射源发出基本上单色的电磁辐射。

5.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，辐射源被构造成发光二极管。

6.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述用于确定血液输送管或血液排出管中的流量Q_血液的装置和/或所述用于确定透析液路径中的流量Q_透析液的装置被构造用于确定0ml/min与1000ml/min之间的流量。

7.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述用于确定血液输送管或血液排出管中的流量Q_血液的装置和/或所述用于确定透析液路径中的流量Q_透析液的装置被构造为具有可调流速的泵或者直接的流量测量设备。

8.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述计算单元被设置为借助于等式

来确定平衡eKt/值。

9.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述计算单元被设置为借助于等式

来确定与血液中的中分子的浓度成比例的血液中的中分子的吸收率。

10.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述计算单元被设置为借助于等式

来确定中分子分量的平衡eKt/值。