用于校准用于血液治疗的泵的方法和装置
阅读说明：本技术 用于校准用于血液治疗的泵的方法和装置 (Method and device for calibrating a pump for blood treatment ) 是由 J·贝登 J·克勒温豪斯 于 2018-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于确定连接到体外血液回路(300)的血液治疗设备(100)的血液泵(101)的实际泵速率和/或用于校准血液泵(101)的方法。根据本发明的方法包括以下多个步骤中的第一步骤：提供血液治疗设备(100)的血液泵(101)或建立到血液泵(101)的信号通信。为了患者的血液治疗,血液泵(101)包括或能够连接到或已经连接到用于流体的至少第一源(200)以及体外血液回路(300)的连接到第一源(200)下游的至少第一管线(301)。此外,血液泵(101)包括或能够连接到或已经连接到用于接收第一源(200)的流体的至少一个接收单元(400),其中,所述接收单元与第一管线(301)流体连通。接收单元(400)被布置在第一称重装置(141)上或在第一称重装置(141)处,使得可以使用称重装置(141)确定接收单元(400)的重量或接收单元的内容物的重量。(The invention relates to a method for determining an actual pump rate of a blood pump (101) of a blood treatment apparatus (100) connected to an extracorporeal blood circuit (300) and/or for calibrating the blood pump (101). The method according to the invention comprises a first step among the following steps: a blood pump (101) of the blood treatment apparatus (100) is provided or signal communication is established to the blood pump (101). For blood treatment of a patient, the blood pump (101) comprises or is connectable to or has been connected to at least a first source (200) for fluid and at least a first line (301) of the extracorporeal blood circuit (300) connected downstream of the first source (200). Furthermore, the blood pump (101) comprises or is connectable to or has been connected to at least one receiving unit (400) for receiving a first source (200) of fluid, wherein the receiving unit is in fluid communication with the first line (301). The receiving unit (400) is arranged on the first weighing device (141) or at the first weighing device (141) such that the weight of the receiving unit (400) or the weight of the contents of the receiving unit can be determined using the weighing device (141).)
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的用于校准用于血液治疗的泵的方法。此外，本发明还涉及一种根据权利要求15的控制装置和一种根据权利要求16的血液治疗设备。此外，本发明还涉及一种根据权利要求19的数字存储介质、一种根据权利要求20的计算机程序产品和一种根据权利要求21的计算机程序。
背景技术
从实践中已知体外血液治疗。在这种情况下，血液从患者体内抽出，并沿着血液回路体外地引导，例如通过血液过滤器。为此目的，通常使用血液泵。由于血液泵或其它泵的精度可能很重要，因此必须对其进行校准。
特别是当使用滚子泵时，实际泵速率可能会偏离预定的输送速率。预定的输送速率可以例如通过泵转子的转速来预定。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于校准用于血液治疗的泵的方法。
此外，还将提出可以实施根据本发明的方法的血液治疗设备以及被提供用于执行根据本发明的方法的控制装置、合适的数字存储介质、合适的计算机程序产品和合适的计算机程序。
根据本发明的目的通过一种具有权利要求1的特征的方法来实现。此外，还通过具有权利要求15的特征的控制装置以及具有权利要求16的特征的血液治疗设备来实现。根据本发明的目的还通过根据权利要求19、20和21的数字存储介质、计算机程序产品以及计算机程序来实现。
在根据本发明的某些实施例中，借助于根据本发明的方法可实现的所有优点也可以通过根据本发明的设备以不减损的方式实现。
本发明涉及一种用于确定连接到体外血液回路的血液治疗设备的血液泵的实际泵速率(可以是单位时间的体积)和/或用于校准血液泵的方法。
因此，根据本发明的方法包括作为多个步骤中的第一步骤：提供血液治疗设备的血液泵或建立到血液泵的信号通信。所述血液泵连接或可连接到至少第一流体源和体外血液回路的连接在所述第一源的下游的至少一个第一管线，其中，该第一源优选地不是患者，并且来自所述源的流体优选地不是血液。此外，所述血液泵连接到用于接收来自第一源的流体或第一源的流体的至少一个接收单元，其中，所述接收单元以流体连通的方式连接或可连接到第一管线。在这种情况下，接收单元被布置在第一称重装置上或在第一称重装置处，使得接收单元的重量和/或其内容物的重量可以经由称重装置来确定。
根据本发明的方法包括进一步的步骤：将在血液泵处可调节的泵速率的值设定为设定泵速率，或者将该值作为设定泵速率传送到血液泵。
在下一步骤中，血液泵在一定的输送时间段期间以设定泵速率操作，使得来自源的流体作为实际体积通过第一管线输送，或者存在于第一管线中并被来自源的流体置换的流体被输送到接收单元中。
在根据本发明的方法所包括的另一步骤中，根据接收单元的重量和/或其内容物的重量的变化，由称重装置确定在输送时间段期间输送的实际体积。在这样的情况下，可以考虑所输送的流体的密度。例如，基于实际输送的实际体积的重量，或基于接收单元或其内容物的由或由于输送的体积而引起的重量变化，或基于例如输送的流体的体积与重量之间的已知关系来确定实际体积。
根据本发明的方法包括进一步的步骤：确定实际体积与目标体积之间的数学关系，所述目标体积由输送时间段和设定泵速率产生，和/或从或基于实际体积和目标体积确定真实或实际泵速率。
根据本发明的控制装置或闭环装置适合并被提供和/或被设计和/或被配置成能够执行根据本发明的方法。
本发明还涉及一种血液治疗设备。根据本发明的血液治疗设备包括或连接到体外血液回路。血液治疗设备还包括或连接到至少一个血液泵(其用于在血液治疗期间输送血液)，所述至少一个血液泵连接到至少第一流体源和连接到连接在第一流体源下游的至少第一管线。此外，血液治疗设备包括或连接到至少一个用于接收第一源的流体的接收单元，其中，所述接收单元与第一管线以及与用于所述接收单元的第一称重装置流体连通。
血液治疗设备还包括或连接到控制装置或闭环装置，所述控制装置或闭环装置被配置成能够将在血液泵处可调节的泵速率的值设定为用户设定的泵速率。此外，控制装置或闭环装置被配置成能够在某一输送时间段期间以设定泵速率操作至少一个血液泵，使得来自源的流体通过第一管线被输送到接收单元中。此外，连接到血液治疗设备的控制装置或闭环装置被配置成能够借助于第一称重装置确定在输送时间段期间的实际体积和/或实际泵送速率。它还被配置成能够确定实际体积与目标体积之间的数学关系，所述目标体积由输送时间段和设定泵速率产生。
提供并实施和/或配置根据本发明的血液治疗设备，以执行根据本发明的方法。
根据本发明的控制单元适合并被提供和/或被设计和/或被配置成能够与所需的每个装置交互来执行根据本发明的方法，以下将通过示例进行描述。
一种根据本发明的数字存储介质、特别是非易失性存储介质、特别是机器可读的数据存储装置、特别是磁盘、CD、EPROM或DVD具有电子可读控制信号，且可以与可编程计算机系统交互，以便促使实施根据本发明的方法的机器诱发步骤。
在这样做时，可以促使实施根据本发明的方法的所有、多个或一些机器诱发步骤。
根据本发明的计算机程序产品包括易失性或保存在机器可读介质上的程序代码，用于当计算机程序产品在计算机上运行时促使实施根据本发明的方法的机器诱发步骤。根据本发明，计算机程序产品可以被理解为例如存储在存储装置上的计算机程序、作为具有计算机程序的综合系统的嵌入式系统(例如具有计算机程序的电子装置)、计算机实施的计算机程序的网络(例如客户端-服务器系统、云计算系统等)或之上装载、执行、保存或开发计算机产品的计算机。
如本文中所使用的，术语“机器可读介质”在根据本发明的某些实施例中表示一种包含可由软件和/或硬件解译的数据或信息的介质。介质可以是诸如磁盘、CD、DVD、U盘、闪存卡、SD卡等的数据介质。
根据本发明的计算机程序包括用于当计算机程序在计算机上运行时促使实施根据本发明的方法的机器诱发步骤的程序代码。根据本发明的计算机程序可以被理解为例如准备用于分发的包含计算机程序的物理软件产品。
这也适用于促使实施根据本发明的方法的所有、多个或一些机器诱发步骤的根据本发明的计算机程序产品和根据本发明的计算机程序。
根据本发明的实施例可以以任意组合包括以下特征中的一些、多个或全部，只要本领域技术人员不认为这在技术上是不可能的。本发明的有利发展也是从属权利要求的主题。
在本文的所有实施例中，表达“可能是”和“可具有”等的使用分别与“优选地是”或“优选地具有”等同义，并且旨在说明根据本发明的实施例。
每当在本文中提及数字词时，本领域技术人员将把它们理解为数字下限的指示。除非导致本领域技术人员明显的矛盾，否则本领域技术人员将理解例如“一个”包括“至少一个”的指定。作为解释，在本领域技术人员认为显然技术上可能的任何情况下，数字单词例如“一个”可以替代地表示“精确地一个”也可以被本发明涵盖。两者均被本发明涵盖，并且在本文中适用于所有使用的数字词。
每当在本文中提及实施例时，其表示是根据本发明的一个示例性实施例。
在根据本发明的某些示例性实施例中，血液治疗设备是血液透析设备、血液滤过设备或血液透析滤过设备、特别是用于慢性肾脏替代治疗或用于连续肾脏替代治疗(CRRT：Continuous Renal Replacement Therapy)的设备。
在一些实施例中，血液治疗设备包括优选地根据本发明的控制装置或闭环装置。所述控制装置或闭环装置可以被编程和/或配置成能够与其它装置、特别是血液治疗设备交互来执行根据本发明的方法。
在本发明的某些实施例中，体外血液回路是管组。无论如何，体外血液回路都是为体外引导患者的血液而提供的，例如通过血液透析、血液滤过、血液透析滤过等等。
在根据本发明的一些实施例中，体外血液回路至少部分地被实施为血液盒的整体的且可能是不可拆卸的部分，在其它实施例中则可以不是。因此，体外血液回路的可自由移动的管区段可以在功能装置、例如血液盒上或中一体地或整体地延续或延伸，反之亦然。
在根据本发明的某些实施例中，血液盒是用于血液治疗的装置。血液盒的示例包括一次性的或单次使用的血液盒。
特别在公开号为DE 10 2009 018 664 A1，标题为Externe Funktionseinrichtung,Blutbehandlungsvorrichtung zum Aufnehmen
在根据本发明的某些实施例中，体外血液回路的动脉管线区段是为了体外血液治疗的目的而离开患者身体的患者的血液流入的管线区段，并且所述患者的血液在进入血液治疗装置、例如透析器之前存在于所述管线区段中。
在根据本发明的某些实施例中，动脉管线区段的第一区段是或包括到患者的动脉针连接，例如在双针透析方法中的动脉针连接。
在一些实施例中，根据本发明的方法包括确定设定泵速率与实际泵速率之间的关系的步骤。在这种情况下，考虑实际体积和输送时间段来确定实际泵速率。
在一些实施例中，在所述方法期间/通过所述方法限定用于血液泵的校正因子或校准因子。它是基于在血液泵处调节的泵速率与实际泵率之间的关系和/或基于实际体积和目标体积来限定、计算或确定的。
在一些实施例中，在第一管线中的输送(或输送时间段)之前和之后和/或在输送(或输送时间段)期间产生相同的压力关系被认为是所述方法的进一步的步骤。因此，“输送之后”可以描述在确定实际体积和/或实际泵速率之前的时间点。
例如，“输送期间的相同的压力关系”可以理解为，在输送时间段期间进行的两次、三次或更多次测量会产生相同的结果或被认为是相同的结果(因为它们可能是由于例如测量波动引起的)。替代性地，在此可以理解，至少在输送时间段的时间节段内或在输送时间段内的一时段内或在整个输送时间段内，测量的压力都不改变。
在一些实施例中，体外血液回路包括血液过滤器或透析器，所述血液过滤器或透析器包括或连接到大部分半透的膜。
在一些实施例中，接收单元与第一管线流体连通。
在一些实施例中，接收单元在血液过滤器或透析器的下游并且通过血液过滤器或透析器的膜与第一管线流体连通。
在所述方法的一些实施例中，血液过滤器或透析器连接到透析液体输入管线和透析液管线。可以在透析液管线中布置流出物泵。在这种情况下，可以将止回阀和/或咬合式泵集成到透析液体输入管线中。止回阀优选地用于防止与在按预期使用期间的透析液体输入管线的流动方向相反的方向上和/或在远离血液过滤器的方向上的不期望的流动。
在一些实施例中，血液过滤器或透析器与动脉患者管线和静脉患者管线流体连通，其中，管夹布置在静脉患者管线中或静脉患者管线上。在这种情况下，所述方法还包括在输送时间段期间关闭静脉患者管线处的管夹和/或执行根据本发明的方法。
在所述方法的一些实施例中，血液泵和流出物泵在输送时间段期间以相同的泵速率输送。
流出物泵可以是用于丢弃来自血液过滤器的废透析液的泵，或者可以是滤出液泵。
在一些实施例中，所述方法包括以下步骤：在输送时间段之前和之后在第一管线中产生相同的压力关系和/或在输送时间段期间在第一管线中以恒定压力控制泵。
在某些实施例中，流出物泵被旋转以产生相同的压力关系，特别是通过控制装置或闭环装置，特别是以压力受控的方式。
在一些实施例中，第一流体是盐水溶液、透析液体或置换物、特别是灌注液体。
在一些实施例中，所述方法包括以下步骤：提供血液治疗设备作为血液透析设备、血液滤过设备或血液透析滤过设备、特别是作为用于慢性肾脏替代治疗或连续肾脏替代治疗(CRRT)的设备。
在根据本发明的一些实施例中，体外血液回路的静脉管线区段是在血液治疗设备、例如透析器中对患者进行治疗之后，体外治疗的患者的血液从其中流向或返回患者的身体的管线区段。
根据本发明的控制装置在根据本发明的一些实施例中被实施为闭环装置。
根据本发明的血液治疗设备在某些实施例中包括至少一个根据本发明的控制装置。
优选地，在患者的治疗期间不执行根据本发明的方法。优选地，在不将血液治疗设备连接到患者的情况下执行根据本发明的方法。优选地，根据本发明的方法在已经不从患者采血或正在不从患者采血的情况下和/或优选地在不将血液回输给患者的情况下执行。
例如，基于血液泵的泵送运动次数、例如其转子的旋转次数的方法被认为是用于将在血液泵处可调节的泵速率的设定值实现为设定泵速率的方法。
根据本发明的一些或全部实施例可以包括上文和/或下文中提到的优点中的一个、多个或全部。
通过本发明的实施例中一些实施例可获得的一个优点是，可以通过血液泵准确地确定血液输送速率。这对于患者的治疗可能特别重要。例如，在局部抗凝的情况下，根据血液输送速率将药物注入患者体内，其中根据血液流量将柠檬酸盐以一定比例添加到流动的血液中。在这里，知道确切的血液输送速率是特别有利的。同样适用于血液泵仅产生很小血液流动的情况，例如，在儿科应用中。这里重要的是要特别精确地知晓血液输送速率。
进一步的优点是能够使得不再需要提供和使用用于确定精确的血液流量的流量传感器。当已知血液泵的精确血液输送速率时，就知道了精确的血液流量，-至少足够准确知道血液流量。
另一个进一步的优点可以是，在根据本发明的一些实施例中，用于称重接收单元以便确定实际体积的称重装置是无论如何都可用或存在的称重装置，例如因为它们用于在根据本发明的方法执行的血液治疗完成之后进行平衡，特别是在连续肾脏替代治疗(CRRT)中。
在这种情况下，一个特别的优点可以是血液泵自动校准和/或可以自动确定校正因子。为此目的，不需要转移或布置流体容器，例如使得流体容器位于称重装置上，不需要提供专门用于校准而设置的流体容器等。因此，在某些实施例中可以节省工作和时间。有利地，可以考虑在不改变随后的血液治疗的情况下使用的配置。
附图说明
在下文中，结合附图仅仅示例性地描述本发明，在附图中，相同的附图标记指代相同或相似的构件。以下适用：
图1示出了在第一实施例中的具有体外血液回路的根据本发明的血液治疗设备的简化图示；
图2示出了在第二实施例中的具有体外血液回路的根据本发明的血液治疗设备的简化图示；以及
图3示出了在第三实施例中的具有体外血液回路的根据本发明的血液治疗设备的简化图示。
具体实施方式
图1示出了在执行本文所述的方法期间连接到体外血液回路300的根据本发明的血液治疗设备100的简化图示。图1示出了本发明的基本原理。
体外血液回路300包括第一管线301，这里是动脉管线区段。
第一管线301与血液治疗装置、这里示例性地为血液过滤器303或透析器流体连通。血液过滤器303包括通过大部分半透的膜303c彼此分离开的透析液体腔室303a和血液腔室303b。
体外血液回路300还包括至少第二管线305，这里是静脉管线区段。第一管线301和第二管线305都可以用于连接到未示出的患者血管系统。
血液治疗设备100包括血液泵101，在图1中仅通过血液治疗设备100的一些装置来表示血液治疗设备100，借助于所述血液治疗设备100的所述一些装置执行本文所述的方法。在患者的治疗期间，血液泵101将血液输送通过体外血液回路300的区段并朝向血液过滤器303的方向输送，如小箭头所示，这些小箭头在图中总体上指示流动方向。
为了校准血液泵101，源自第一源200的流体由血液泵101朝接收单元400的方向沿着第一管线301泵送，所述血液泵可以可选地被实施为滚子泵或任何其它咬合式泵。
源200可以是例如袋或容器。这同样适用于接收单元400。源200还可以是流体管线，例如血液治疗设备的液压出口或液压端口，从所述流体管线提供在线和/或连续产生或混合的液体。
接收单元400连接到用于称量接收单元400的重量或接收在接收单元400中的流体的重量或用于确定重量变化的第一称重装置141。例如，接收单元400可以作为收集袋设置在第一称重装置141的称重表面上，或者可以悬挂在称重钩上。
如果血液泵101现在在预定的或可确定的时间段、即输送时间段T上输送，则基于由用户或由测试程序确定的血液泵101的泵速率P1和输送时间段T，如果血液泵101确实以预定的泵速率P1输送，则应已经输送的流体的体积可以由简单的关系P1×T＝VS来确定。
在实践中，在这里被称为实际体积VI的实际输送的体积可能偏离目标体积。
但可在输送时间段T终止之后在接收单元400中再次发现实际体积VI。实际体积可以基于重量测量来确定，所述重量测量在这里由第一称重装置141示例性地执行；实际体积的重量对应于接收单元的重量在输送时间段T的开始之前进行的测量与在输送时间段T之后的时间点进行的测量之间的增加。
测量的实际体积VI与计算的目标体积VS的比较可以用于计算设定泵速率或血液泵101的校正因子或校准值。
首先在图2中描述并示出的控制装置或闭环装置150(见图2)可以被配置成能够执行前述方法。可选地，自动执行。可选地，执行例如在测试功能内、在预冲过程期间或之后启动血液治疗设备时的自检内等自动开始。
图2示出了在第二实施例中的具有体外血液回路300的根据本发明的血液治疗设备100的简化图示。
除了上述的血液泵101之外，图2中所示的配置还包括多个其它泵，每个泵都是可选的，即用于置换物的泵111、用于透析液体的泵121和用于透析液和/或流出物的泵131。
提供泵121以将透析液体从源Q4、例如袋中泵出，并经由透析液体输入管线104输送所述透析液体流过可选的可用的带袋的袋加热器H2。
以这种方式输送的透析液体通过由泵131支持的透析液管线102再次离开，并且可以被丢弃。
在血液泵101的上游，提供可选的动脉传感器PA1。传感器PA1在患者的治疗期间测量动脉管线中的压力。
另一可选的压力传感器PA2设置在血液泵101的下游，但是在血液过滤器303的上游，并且如果提供的话，则在用于肝素的添加点25的上游。压力传感器PA2测量血液过滤器303(“血液滤过器前”)上游的压力。
还可以在血液过滤器303的下游，但是优选地在透析液管线102中的泵131的上游提供另一压力传感器作为PD1，以测量血液过滤器303的下游的过滤器压力。
离开血液过滤器303的血液流过或灌注可选的静脉血液腔室29，所述静脉血液腔室29可以包括可选的可关闭的通气装置31，并且可以与另一压力传感器PV1流体连通。
在图2的示例中，源Q4和可选的另一源Q4'与捕获或丢弃的透析液可选地经受平衡，自所述源Q4和可选的另一源Q4'离开的置换物经由泵111通过另一带袋的袋加热器H3来收集。为了平衡，除了图1中已知的第一称重装置141之外，还提供了另外两个可选的称重装置142和143。
在此示出的平衡示例性地对应于重量平衡。然而，本发明还包括例如经由平衡腔室的任何其它平衡。
图2中示例性示出的配置包括控制装置或闭环装置150，用于控制血液治疗设备100。它可以与本文中提到的构件中的每一个相应地或特别是与血液泵101有线或无线信号通信。它可以可选地被配置成能够执行本文所述的方法。
第一管线301可选地连接到用于锁定或关闭管线301的管夹302。第二管线305可选地连接到用于锁定或关闭管线305的管夹306。
更确定地说，图2的实施例示出了带有用于流体的接收单元400，所述接收单元400的重量通过第一称重装置141确定，其中，接收单元400可以由于其与血液回路的流体连通而布置在血液侧，这里是血液过滤器303的下游。
然而，接收单元也可以替代性地布置在液压侧或滤出液侧(即不在血液侧上，而是例如在构件102和131的区域中)。这样，接收单元可以通过第三称重装置143称重，如附图标记400′所示。
图3示出了在第三实施例中的具有体外血液回路300的根据本发明的血液治疗设备100的简化图示。
图3的图示与图2的图示已经不同，为了清楚起见，在图2中示出的多个构件在图3中未再次示出。然而，它们也可以可选地出现在这里。
然而，图3所示的实施例与图2的实施例的不同之处在于，在透析液体输入管线104中布置有可选的止回阀104a。止回阀104a在相应的高压下打开以使得能够朝血液过滤器303的方向流过透析液体输入管线104。然而，止回阀104a阻止沿相反方向流动通过透析液体输入管线104。
在图3的实施例中，血液泵101将流体从源200输送到血液过滤器303中。由于第二管线305的管夹306是关闭的，所以输送的流体经过膜303c从血液腔室303b进入透析液体腔室303a。止回阀104a–或代替止回阀或除了止回阀之外的另一种闭塞装置、例如滚子泵–防止进入或经过透析液体腔室303a的流体通过除管线102之外的管线离开透析液体腔室303a。所述流体通过嵌入到透析液管线102中的泵131、流出物泵的排出功能被确保沿着前述路径输送。最后，将流体继续输送到接收单元400中，该接收单元400的重量变化可以通过第三称重装置143确定。这样，获得了在输送时间段T期间由血液泵101输送的实际体积VI。
尽管未在附图中示出，但是在根据本发明的每个实施例中，以下特征仍然可以是纯可选的，并且可以以任何组合提供：
第一管线301可以包括动脉隔膜，可选地成附加装置的形式。
第一管线301和/或第二管线305可以包括气泡检测器/光学传感器。
血液回路可以至少部分地包括或连接到血液盒的一部分，所述血液盒包括被膜完全或部分覆盖的硬质部分。
附图标记列表
25 用于肝素的添加点(可选)
29 静脉血液腔室(可选)
31 通气装置
100 血液治疗设备
101 血液泵
102 透析液管线
104 透析液体输入或供应管线
104a 止回阀
111 用于置换物的泵
121 用于透析液体的泵
131 用于透析液和/或流出物的泵
141 第一称重装置
142 第二称重装置
143 第三称重装置
150 控制装置或闭环装置
200 流体的源
300 体外血液回路
301 第一管线(动脉管线区段)
302 管夹
303 血液过滤器或透析器
303a 透析液体腔室
303b 血液腔室
303c 半透膜
305 第二管线(静脉管线区段)
306 管夹
400 用于流体的接收单元
400′ 用于流体的接收单元
H2 带袋的袋加热器(透析液体)
H3 带袋的袋加热器(置换物)
PA1、PA2 动脉压力传感器(可选)
PD1 用于测量过滤器压力的压力传感器
PV1 压力传感器(可选)
P1 设定泵速率
Q4 透析液体的源
Q4′ 源(置换物)，可选
T 输送时间段
VI 实际体积
VS 目标体积
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