CN113424036A - 用于模拟漏血探测器的软管管路的模拟模型以及用于测试漏血探测器的方法 - Google Patents

用于模拟漏血探测器的软管管路的模拟模型以及用于测试漏血探测器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于模拟软管管路的模拟模型，其具有：至少一个空心柱体状的部段，所述部段设计用于设置在血液治疗机的漏血探测器的软管容纳部中，其中在空心柱体状的部段的轴向端部处分别设有分别用于光源的容纳部，借助于所述光源能够将光导入空心柱体状的部段中；至少一个光转向元件，所述光转向元件设置在空心柱体状的部段中并且设计用于，将导入空心柱体状的部段的光转向，使得光通过空心柱体状的部段的径向外侧中的至少一个开口向外离开空心柱体状的部段。本发明还涉及一种用于借助于根据本发明的模拟模型检查漏血探测器的功能的方法。

Description

用于模拟漏血探测器的软管管路的模拟模型以及用于测试漏 血探测器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于模拟软管管路以检查血液治疗机的漏血探测器的功能的模拟模型。
背景技术
现代的血液治疗机通常具有不同的监控元件，所述监控元件在治疗之前和期间监控血液治疗机的功能。这些监控元件之一是漏血探测器，所述漏血探测器针对血液治疗机的滤液回路或血浆回路监控漏血。
一旦在治疗期间不应经由透析机从血液中去除的血液成分处于滤液回路或血浆回路中，那么存在漏血。这例如由于透析机中的滤膜破裂、过滤器吸力(Filtersog)或过高地设定的血流量造成。这种失血如果未被发现会对患者构成大的危险。
为了避免这种情况或尽可能早地识别出这种情况，在血液治疗机运行期间借助于漏血探测器执行光学测量方法以检测滤液或血浆中的混浊或染红。在这种情况下，如下事实用于滤液或血浆中的血红蛋白的光学检测：在可见光谱范围内的血红蛋白的吸收光谱中，贫氧和富氧的血红蛋白的吸收曲线在红色波长范围内急剧下降从而与在500nm和600nm之间的绿色波长范围内相比低得多。
漏血探测器通常设置在软管管路上并且通过软管从而通过在软管中流动的液体(例如滤液或血浆)将限定的波长的光发送到光探测器上，所述光探测器通常是光电晶体管。此外，漏血探测器通常具有第二光探测器或光电晶体管，其直接接收光并提供参考值。从液体的吸收特性或光电晶体管的相应的测量值可以查明：液体中是否含有血红蛋白。
在漏血探测器的通常总共持续400ms的测量周期内，这两个光电晶体管中的每一个都提供两个值。由此产生四个测量值(以下称为红色测量值、绿色测量值、绿色参考值和红色参考值)，由此可以计算出一个数额值(Value-Wert)和一个调光值(Dimming-Wert)，其反映了溶液的吸收特性。在此，参考值应尽可能与外部影响无关，并且用于通过测量出自稍后计算的信号的直接放射来消除例如通常是LED的光源的老化现象。
在正常的漏血中，在软管中由于血细胞引起的混浊仍是非常低的，并且使用数值信号对其进行监控，所述数值信号由下式计算。
数额＝((红色测量值*绿色参考值)/(绿色测量值
*红色参考值))/((红色校准测量值*绿色校准参考值)
/(绿色校准测量值*红色校准参考值))
该信号由红光的值和绿光的值组成。如上文所述，由于血红蛋白引起对绿光的更强的吸收，由此在正常的漏血中，所述数额值会与之相应地增加。
在大量漏血时，这导致软管中的强至使得会引起光被完全吸收的浑浊，由此所述数额值不能用于检测大量的漏血，因为红光和绿光都被强的混浊吸收。因此，使用调光值来识别大量漏血，所述调光值只能根据以下公式从红光的值中计算。
Figure BDA0003202123160000021
除了光电晶体管所提供的当前的值外，也使用校准值来计算数额值和调光值。这同样是在校准过程中记录并且随后作为恒定值保存的四个值。在校准中，将填充有盐溶液，例如氯化钠溶液(NaCl溶液)的软管***漏血探测器中。
为确保患者安全，也必须定期检查血液治疗机的漏血探测器的功能。传统上，漏血探测器在这种情况下手动地测试，其方式为：将不同的、所限定的测试溶液例如盐溶液、血浆、滤液等引导穿过设置有漏血探测器的软管管路。
然而，这种测试方法是相当耗费、缓慢的并且由于所需的软管和溶液而需要相对多的资源。此外，传统的测试方法受限于特定的测试条件，所述测试条件例如通过软管中的盐溶液、血浆或滤液产生。
发明内容
因此，本发明基于如下目的：减轻或消除现有技术的缺点。特别地，本发明基于如下目的，提供一种更快且更节省资源的测试方法以及一种用于执行这种测试方法的设备。
该目的通过根据权利要求1的模拟模型以及根据权利要求10的方法来实现。本发明的另一方面涉及一种具有根据权利要求1所述的模拟模型的血液治疗机，尤其透析设备。
根据本发明的模拟模型实现：能够借助于唯一的构件模拟不同的测试条件，例如软管管路中的滤液或软管管路中的盐溶液，而无需使用实际的溶液或软管管路。借助于这种模拟模型，可以自动化地和/或(全)自动地监控漏血探测器的功能。
根据本发明的用于模拟软管管路的模拟模型具有：至少一个空心柱体状的部段，其设计用于，设置在漏血探测器，优选血液治疗机的漏血探测器的软管容纳部中，其中在空心柱体状的部段的轴向端部处分别设有用于各一个光源的容纳部，借助于所述光源能够将光导入空心柱体状的部段中；和至少一个光转向元件，其设置在空心柱体状的部段中并且设计用于，使导入空心柱体状的部段中的光转向，使得光通过空心柱体状的部段的径向外侧中的至少一个开口向外离开空心柱体状的部段。
在这种情况下，模拟模型的空心柱体状的部段优选模仿软管管路，所述软管管路通常会***漏血探测器的软管容纳部中。
借助于光源，可以将具有预定的红色份额和/或绿色份额的光导入空心柱体状的部段中，使得能够模仿溶液，例如盐溶液或血浆或任意其他溶液或流体的吸收特性。通过设定光的混合可以模仿/模拟不同的溶液。
光源优选通过压入或粘接可以持久地装入模拟模型的容纳部中。替选于此，光源也可以设置在血液治疗机上和/或与血液治疗机相关联，并且当模拟模型例如用于检查血液治疗机的漏血探测器的功能时，光源仅引入模拟模型的容纳部中。
证实为有利的是，光转向元件是镜，所述镜设置为，使得其将导入的光折射并且以大约90°转向。通过光转向元件将由光源引入的光通过模拟模型的空心柱体状的部段中的至少一个开口转向到至少一个光探测器，例如光电晶体管。
此外，证实为有利的是，在空心柱体状的部段的径向外侧中设有两个优选彼此相对置的开口，在所述开口之间优选设置至少一个光转向元件。
根据本发明的一个方面，在空心柱体状的部段的轴向端部处的容纳部中分别设置有光源，所述光源优选将红光和/或绿光导入空心柱体状的部段中。然而也可以将仅一个光源设置在模拟模型上或设置在模拟模型处。此外，光源可以发出任意其他波长的光，例如在可见范围或不可见范围，在红外范围或在UV范围内的光。
优选地，光源是LED，其在容纳部中优选通过压配合和/或粘接牢固地固定。
为了提高模拟模型的用户友好性并且保证模拟模型在漏血探测器上的可靠的固定，模拟模型可以附加地配设有手柄部段，所述手柄部段设计用于使用户抓握模拟模型变得容易并且优选弧形或弓形地从空心柱体状的部段的第一轴向端部段延伸至空心柱体状的部段的第二轴向端部段。
还证实为有利的是，模拟模型由对于导入空心柱体状的部段中的光以及对于环境光不透明的/不可透过的材料，优选由金属和/或塑料制成。模拟模型可以借助于增材式或减材式3D打印法制造。优选地，模拟模型的材料是暗色的，例如是黑色的。由此，实现使空心柱体状的部段的内腔特别好地屏蔽干扰的环境光。
模拟模型还可以附加地具有控制设备，其开环控制或闭环控制模拟模型的至少一个光源或多个光源。例如，借助于控制设备可以改变或设定由至少一个光源或多个光源发出的光的混合(例如绿色份额和/或红色份额)。
本发明的另一方面涉及一种血液治疗机，其具有根据本发明的模拟模型和漏血探测器，所述漏血探测器具有至少一个光探测器，其中在模拟模型的空心柱体状的部段的径向外侧中的至少一个开口和漏血探测器的至少一个光探测器相对于彼此设置为，使得导入空心柱体状的部段中的且由光转向元件转向的光通过至少一个开口转向至至少一个光探测器。优选地，光探测器是光电晶体管。
模拟模型能够可脱开地或不可脱开地与血液治疗机连接。
本发明的另一方面涉及一种用于检查血液治疗机的漏血探测器的功能和/或血液治疗机的功能的方法，其中模拟模型设置在漏血探测器上，其中优选地，模拟模型的空心柱体状的部段设置在漏血探测器的软管容纳部中。
借助于模拟模型的至少一个光源将具有预定的红色份额和/或绿色份额的光导入模拟模型的空心柱体状的部段中，其中由光源导入的光的红色份额和/或绿色份额被设定为，使得当预定波长的光被发送到软管和/或流体中或者穿过软管和/或流体而同时在设置在软管容纳部中的软管中要么没有流体流过要么有特定的流体(例如盐溶液、血浆或滤液)流过时，所述红色份额和/或绿色份额对应于被反射的光的红色份额和/或绿色份额。由此，光的混合模仿或模拟特定溶液的吸收特性。
优选地，将由光源导入的光的红色份额和/或绿色份额设定为，使得当预定波长的光被发送到软管和/或流体中或者穿过软管和/或流体而同时在设置在软管容纳部中的软管中流过盐溶液或血浆或透析液体或具有特定的血液成分的血浆时，所述红色份额和/或绿色份额对应于被反射的光的红色份额和绿色份额。借助于模拟模型由此可以再次调整传统的测试条件(盐溶液、血浆、透析液体、具有特定血液成分的血浆)。借助于模拟模型或模拟方法然而也可以模拟任意其他测试条件，因为任意波长的光和/或组成可以用于模拟任意的吸收特性。
对于不同的预先限定的状态或测试条件已知所预期的调光值和数额值。这些状态例如是：***漏血探测器中的填充有NaCl溶液的软管，例如在血浆中的正常的漏血，例如在血浆中的大量漏血，未***漏血探测器中的软管，***漏血探测器中的空的软管，例如在血浆中的血红蛋白，违反有效的数值范围，在软管中的气泡，作用到漏血探测器上的外部光作用，T0测试的模拟(在血液治疗机开始运行时的初始测试)。
尤其地，根据下式计算红光和绿光的表征特定状态的测量值(下面称为红色测量值和绿色测量值)，其随后借助于数模转换器通过模拟模型中的光源或LED设定并且引起与特定状态相关联的数额值和调光值。
Figure BDA0003202123160000051
Figure BDA0003202123160000052
以这种方式能模拟在模拟模型中的状态或测试条件。
血液治疗机还可以附加地具有控制设备，其开环控制或闭环控制模拟模型的至少一个光源或多个光源。例如可以借助于控制设备改变或设定由至少一个光源或多个光源发出的光的混合(例如绿色份额和/或红色份额)。
根据本发明的方法可以具有如下步骤：将根据本发明的模拟模型连接到控制设备上，尤其当模拟模型本身不具有控制设备时如此；可选地，将模拟模型连接到测试控制仪器上，所述测试控制仪器设计用于执行测试并且借助于其例如可以为用户预设特定的测试条件；将模拟模型设置在漏血探测器上或设置在漏血探测器中；将至少一个光源(或多个光源，通常LED)的发光周期的频率与漏血探测器的接收频率或测量频率同步，优选通过光学的时钟确定或读取DB变量；由至少一个光源(或多个光源，通常LED)发出光，所述光传导至至少一个光探测器(或多个光探测器，通常光电晶体管)，其中实现所期望的测量值或参考值，以便模拟或模仿预设的测试条件。
DB变量是如下变量，其可以经由CAN适配器从血液治疗机传输到视窗电脑(Windows-Computer)。所述变量可以通过如下方式***纵：经由脚本或经由所谓的DB工具为所述变量分配值，以便使血液治疗机接受实际并未施加的状态是存在的。
根据本发明的方法可以用于，测试漏血探测器本身的功能或针对血液治疗机对漏血探测器中的不同的(警报)状态的反应来检查所述血液治疗机。
在这一点上应当注意，术语“一”和“一个”不一定指代元素中的恰好一个，虽然这是一种可行的实施方案，而是也可以指代多个元素。复数的使用也包括所讨论的元素以单数形式存在，相反单数也包括所讨论的多个元素。
附图说明
根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明的其他细节和优点。
附图示出：
图1示出表明漏血探测器的功能性的示意图；
图2示出漏血探测器的剖视图；
图3示出表明根据本发明的模拟模型的功能性的示意图；
图4示出根据本发明的一个优选的实施方式的模拟模型的前侧的俯视图；
图5示出根据本发明的一个优选的实施方式的模拟模型的后侧的俯视图；
图6示出处于设置在漏血探测器上的状态中的图4和5中的模拟模型；以及
图7示出处于设置在漏血探测器上的状态中的图4和5中的模拟模型，其中漏血探测器是关闭的。
在附图中，相同附图标记表示相同的或功能相同的构件。
具体实施方式
如在图1中所示出的那样，漏血探测器1具有软管容纳部2，在所述软管容纳部中能够设置有软管或软管管路。
漏血探测器1还具有LED 3以及两个光电晶体管4和5。由LED 3发射的光在图1中由箭头表明。
光由LED3发射穿过软管容纳部2和可能设置在其中的软管至光电晶体管4。光电晶体管4检测相应的测量值。此外，光由LED3直接发射至光电晶体管3。光电晶体管3检测相应的参考值。
如从图2中的漏血探测器的剖视图中可看到的那样，漏血探测器1还具有门或活门6，所述门或活门在将软管***软管容纳部2中之后可以关闭，使得软管牢固地保持在软管容纳部2中。
图3示意地示出设置在泄血探测器1中的模拟模型10，其具有两个LED 7和8以及镜9。在软管容纳部2中设置有模拟模型的在此未示出的空心柱体状的部段。
由LED 7和8导入模拟模型的空心柱体状的部段中的光(由箭头示出)由镜9基本上直角地转向并且转向至漏血探测器的光电晶体管4和5。
图4示出模拟模型10的前侧的俯视图。模拟模型具有空心柱体状的部段11，在所述空心柱体状的部段的轴向端部上分别设置有用于容纳LED7和8的容纳部12。在空心柱体状的部段的径向外侧中构成两个彼此相对置的开口13、14，光可以通过所述开口向外离开空心柱体状的部段11。
模拟模型10还具有弓形的手柄部段15，其从一个容纳部12延伸至另一容纳部12。
在图5中可看到镜16，所述镜设置在开口13和开口14之间，使得光基本上转向90°并且通过开口13或14转向。
在所示出的实施方式中，模拟模型10通过增材式3D打印法一件式地由黑色材料制成。
图6示出模拟模型10，其设置在漏血探测器1上。漏血探测器1的门6是打开的，使得设置在软管容纳部2中的空心柱体状的部段11可见。
在图7的示图中，漏血探测器1的门6是关闭的，使得设置在软管容纳部2中的空心柱体状的部段11牢固地保持在漏血探测器中。

Claims (12)

1.一种用于模拟软管管路的模拟模型，具有：
至少一个空心柱体状的部段，所述空心柱体状的部段设计用于设置在漏血探测器，优选设置在血液治疗机的漏血探测器的软管容纳部中，其中在所述空心柱体状的部段的轴向端部处分别设有容纳部，所述容纳部分别用于光源，借助于所述光源能够将光导入所述空心柱体状的部段中，和
至少一个光转向元件，所述光转向元件设置在所述空心柱体状的部段中并且设计用于将导入所述空心柱体状的部段的光转向为，使得所述光通过所述空心柱体状的部段的径向外侧中的至少一个开口向外离开所述空心柱体状的部段。
2.根据权利要求1所述的模拟模型，
其特征在于，
所述转向元件是镜，所述镜设置为，使得其将导入的所述光转向大约90°。
3.根据上述权利要求中任一项所述的模拟模型，
其特征在于，
在所述空心柱体状的部段的径向外侧中设有两个优选彼此相对置的开口，所述至少一个光转向元件优选设置在所述开口之间。
4.根据上述权利要求中任一项所述的模拟模型，
其特征在于，
在所述空心柱体状的部段的轴向端部上的容纳部中分别设置有光源，所述光源优选将红色的和/或绿色的光导入所述空心柱体状的部段中。
5.根据权利要求4所述的模拟模型，
其特征在于，
所述光源是LED，所述LED在所述容纳部中优选通过压配合和/或粘接牢固地固定。
6.根据上述权利要求中任一项所述的模拟模型，所述模拟模型附加地具有手柄部段，所述手柄部段设计用于，使用户抓握所述模拟模型变得容易并且优选弧形地或弓形地从所述空心柱体状的部段的第一轴向端部段延伸至所述空心柱体状的部段的第二轴向端部段。
7.根据上述权利要求中任一项所述的模拟模型，
其特征在于，
所述模拟模型由对于导入所述空心柱体状的部段中的光以及对于环境光不透明的材料制成，优选由金属和/或塑料制成。
8.一种血液治疗机，所述血液治疗机具有根据上述权利要求中任一项所述的模拟模型和漏血探测器，所述漏血探测器具有至少一个光探测器，
其特征在于，
所述模拟模型的所述空心柱体状的部段的径向外侧中的至少一个开口和所述漏血探测器的所述至少一个光探测器设置为，使得通过所述光转向元件转向的、导入所述空心柱体状的部段中的光通过所述至少一个开口转向至所述至少一个光探测器。
9.根据权利要求8所述的血液治疗机，
其特征在于，
所述模拟模型可脱开地或不可脱开地与所述血液治疗机连接。
10.一种用于检查血液治疗机的漏血探测器的功能的方法，所述方法具有如下步骤：
将根据权利要求1至7中任一项所述的模拟模型设置在所述漏血探测器上，优选将所述模拟模型的空心柱体状的部段设置在所述漏血探测器的软管容纳部中。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还具有如下步骤：
借助于至少一个光源将具有预定的红色份额和/或绿色份额的光导入所述模拟模型的所述空心柱体状的部段中，其中将由所述光源导入的光的红色份额和/或绿色份额设定为，使得当预定波长的光被发送到所述软管和/或所述流体中或穿过所述软管和/或所述流体而在设置在所述软管容纳部中的软管中要么没有流体流过要么有特定的流体流过时，所述红色份额和/或所述绿色份额对应于被反射的光的红色份额和/或绿色份额。
12.根据权利要求11所述的方法，
其特征在于，
将所述由所述光源导入的光的红色份额和/或绿色份额设定为，使得当预定波长的光被发送到所述软管和/或所述流体中或穿过所述软管和/或流体而在设置在所述软管容纳部中的软管中流过盐溶液或血浆或透析液体或具有特定的血液成分的血浆时，所述红色份额和/或所述绿色份额对应于被反射的光的红色份额和绿色份额。
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