用于檢查用于體外血液處理的裝置的至少一個輸送器件的輸送功率的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于檢查用于體外血液處理的裝置的至少一個第一或第二輸送器件的輸送功率的方法和裝置，其通過：利用第一壓力測量來測量在封閉的、至少部分地填充有空氣的容器中的壓力，利用第一輸送器件將第一液體體積輸送進入容器中，在輸送第一液體體積之后利用第二壓力測量來測量容器中的壓力，利用第二輸送器件將第二液體體積從容器中輸送出來，在第二液體體積輸送出來之后利用第三壓力測量來測量容器中的壓力，并且評估至少第一壓力測量和第三壓力測量的測量值作為對第二輸送器件的輸送功率與第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量。根據本發明，相反的輸送順序也是可能的，其首先設置將第一液體體積從容器中輸送出來而接下來將第二液體體積輸送進入容器中。
【專利說明】用于檢查用于體外血液處理的裝置的至少一個輸送器件的輸送功率的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于檢查用于在用于體外血液處理的裝置處的醫用液體的至少一個輸送器件的輸送功率的方法以及一種血液處理裝置。
【背景技術】
[0002]已知不同類型的血液處理裝置。例如，用于血液透析、血液過濾和血液透析過濾(Haemodiafiltration)的裝置屬于已知的血液處理裝置。在體外血液處理期間，血液在體外的血液循環中流過血液處理單元。在用于血液透析、血液過濾和血液透析過濾的裝置中，血液處理單元是透析器或過濾器，其示意性地觀察由半透性的膜片分開成血液腔和透析液腔。在借助于血液透析或血液透析過濾進行血液處理期間，血液流過血液腔，而透析液流過透析液腔。
[0003]可通過集成到用體外血液處理的裝置中的透析液系統提供新鮮的透析液。在該透析液系統中，例如可由反向滲透來供給凈化水(Reinwasser)，其首先被除氣并且然后與液體濃縮物混合以產生新鮮的透析液。例如，該混合可通過將液體濃縮物在分離的添加部位處添加到凈化水管路中或者通過經由分離的添加部位添加到混合腔中實現。新鮮的透析液首先流過平衡系統并且之后被導引通過透析器的透析腔。在此，新鮮的透析液被以水和血液的內含物質來加載并且由此變成用過的透析液。在離開透析器之后，用過的透析液被導引通過平衡系統。在此來確定在新鮮的透析液與用過的透析液的體積之間的差。
[0004]混合腔具有輸入的液體管路和輸出的液體管路。可將未完全預混合的由除氣的凈化水和液體濃縮物構成的混合物輸送給混合腔。在混合腔中實現完全混合。通過透析液管路將新鮮的透析液從混合腔中導出。通過輸送器件、例如通過泵實現在管路中輸送凈化水、液體濃縮物和透析液。通過借助于除氣泵在混合腔上游的凈化水管路中產生負壓實現凈化水的除氣。通過在混合腔上游的配 給泵實現液體濃縮物的輸送。通過在透析液管路中的透析液泵實現透析液的輸送。另外的泵、例如在透析液管路中的流通泵(Flusspumpe)和超濾泵可與在透析器之前的透析液管路和在透析器之后的透析液管路處于引導液體的連接中。
[0005]在血液處理機中，透析液可通過體積上的混合來產生。體積上的混合應理解成，根據體積來配給至少一個液體。例如，凈化水和至少一個液體濃縮物可在體積上來配給并且相應于預設的配方被混合成新鮮的透析液。
[0006]在體積上的配給中，輸送器件的輸送功率的精度非常重要。錯誤的配給導致透析液的錯誤的組成。輸送器件的輸送功率可隨時間改變。對于輸送器件的輸送功率的這樣的變化的原因例如可以是不密封性、材料的膨脹、在輸送器件的內部和/或管路中的沉積以及磨損。雖然可利用自動的完整性測試、例如壓力保持測試以簡單的方式可靠地來識別不密封性，可導致較大的或較小的輸送功率的其它原因不能容易地自動識別。
[0007]為了不危害患者安全，應排除錯誤的配給。因此，輸送器件如此穩定地來設計，使得輸送功率的由運行引起的變化在其使用壽命期間盡可能小。盡管如此，輸送器件的輸送功率可隨時間變化。
[0008]在定期的維護間隔的范圍中來檢查并且在需要時來修正輸送功率。輸送功率在此可通過容積測量(Auslitern)來確定。這樣的工作由有資格的服務技術員來實施。
[0009]血液處理裝置的輸送器件被檢查得越頻繁，血液處理裝置越能夠可靠地工作。存在定期自動檢查輸送功率的需求。存在例如在定期的自動的功能測試的范圍中自動識別輸送器件的輸送功率變化的需求。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是將這種類型的血液處理儀器改進成使得可自動實現至少一個第一或第二輸送器件的輸送功率的檢查，而不需要投入有資格的服務技術員或使用者。
[0011]本發明的另一目的是將這種類型的血液處理儀器改進成使得至少一個第一或第二輸送器件的輸送功率與理論值范圍的偏差的識別已觸發警報，而不必確定這兩個輸送器件中的哪個具有輸送功率的偏差或者是否兩個輸送器件都具有輸送功率的偏差。
[0012]另一目的不僅包含識別至少一個第一或第二輸送器件的輸送功率與理論值范圍的偏差，而且此外還包含另一步驟以確定這兩個輸送器件中的哪個具有輸送功率的偏差或者是否兩個輸送器件都具有輸送功率的偏差。
[0013]本發明的另一目的是改善這種類型的血液處理儀器的使用者友好性，使得使用者、例如治療的醫生或透析護士不被負載有檢查和修正輸送器件的輸送功率并且為此也不在投入有資格的服務技術員期間產生血液處理機的停機時間。對此，應在其輸送功率與理論值范圍有偏差時實現至少第一或第二輸送器件的輸送功率的自動修正。
[0014]本發明的另一目的是提高血液處理裝置的可靠性。
[0015]本發明的另一目的是提高血液處理裝置的安全性。血液處理裝置的輸送器件越精確地輸送，血液處理裝置越能夠可靠地工作。
[0016]根據本發明，這些目的的解決方案利用獨立權利要求1、12、26、27和28的特征實現。有利的實施形式是從屬權利要求的內容。根據權利要求1所述的根據本發明的方法的優點也可利用根據權利要求12的裝置和根據權利要求26的用于體外血液處理的裝置完整地來實現。在一定的實施形式中，根據本發明的方法的優點可利用根據權利要求27的計算機程序產品和根據權利要求28的計算機程序完整地來實現。
[0017]根據本發明的教導，這些目的由此來實現:利用第一壓力測量來測量在封閉的、至少部分地填充有空氣的容器中的壓力，利用第一輸送器件將第一液體體積輸送進入容器中，在將第一液體體積輸送進入容器中之后利用第二壓力測量來測量容器中的壓力，利用第二輸送器件將第二液體體積從容器中輸送出來，在將第二液體體積從容器中輸送出來之后利用第三壓力測量來測量容器中的 壓力，并且評估至少第一壓力測量和第三壓力測量的測量值作為對第二輸送器件的輸送功率與第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量。通過輸入第一液體體積，容器中的空氣體積被壓縮并且壓力從第一壓力測量的測量值上升到第二壓力測量的測量值。通過將第二液體體積輸送出來，又使壓縮的空氣體積卸壓并且容器中的壓力從第二壓力測量的測量值下降到第三壓力測量的測量值。輸送過程的該順序、即首先輸送進入容器中并且之后從容器中輸送出來被定義為第一輸送順序。
[0018]由本發明的教導還來檢測特殊情況，即在容器中沒有空氣，而是容器和必要時管路的彈性設計成足夠大以容納所輸送的液體體積。當應以高精度來測量非常小的輸送體積時，可應用該特殊情況。從該特殊情況出發，通過在容器中設置合適的空氣體積可使順應性(Compliance)與在該應用情況中存在的容器體積和壓力相匹配。
[0019]當然，通過根據本發明的教導由此來實現這些目的:利用第一壓力測量來測量在封閉的、至少部分地填充有空氣且至少部分地填充有液體的容器中的壓力，利用第一輸送器件將第一液體體積從容器中輸送出來，在將第一液體體積從容器中輸送出來之后利用第二壓力測量來測量容器中的壓力，利用第二輸送器件將第二液體體積輸送進入封閉的容器中，在將第二液體體積輸送進入容器中之后利用第三壓力測量來測量容器中的壓力，并且評估至少第一壓力測量和第三壓力測量的測量值作為對第二輸送器件的輸送功率與第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量，根據本發明也可以以相反的順序來進行。在該順序中，當然在利用第一輸送器件將第一液體體積從容器中輸送出來之前在容器中需要足夠的液體體積。通過將第一液體體積輸送出來使容器中的空氣體積卸壓并且壓力從第一壓力測量的測量值下降到第二壓力測量的測量值。通過輸入第二液體體積，卸壓的空氣體積又被壓縮并且容器中的壓力從第二壓力測量的測量值上升到第三壓力測量的測量值。輸送過程的該順序、即首先從容器中輸送出來并且之后輸送進入容器中被定義為第二輸送順序。
[0020]此外，在一些實施形式中，輸送功率的檢查附加地可包括輸送功率的修正。修正可理解成消除有錯誤的偏差。修正尤其可理解成將輸送功率提高或降低直至達到理論值。輸送功率的修正可通過在輸送器件處或在輸送器件的電氣驅動器處的調整干預實現。
[0021]作為用于檢查第一輸送器件和/或第二輸送器件的輸送功率的標準，根據本發明可來確定第一輸送器件的輸送功率與第二輸送器件的輸送功率的偏差或僅來確定對第一輸送器件的輸送功率與第二輸送器件的輸送功率的偏差的度量。根據本發明，對第一輸送器件的輸送功率與第二輸送器件的輸送功率的偏差的度量例如可以是所測量的壓力、由所測量的壓力計算的壓差或由所輸送的第一和第二液體體積計算的體積差。
[0022]在一定的實施形式中，對輸送功率的偏差的度量可通過將至少一個所測量的壓力與下極限值和/或上極限值比較來獲得。在低于下極限值或高于上極限值時，可推斷出至少第一和/或第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。例如，至少可比較第一壓力測量與第三壓力測量的測量值。
[0023] 對于其它實施形式，至少第一壓力測量和第三壓力測量的測量值的評估可包括第三壓力測量的測量值與上極限值和/或下極限值的比較。
[0024]上極限值和下極限值例如可被定義為關于第一壓力測量的測量值或關于預設的壓力理論值向上或向下的允許偏差。
[0025]首先不能僅基于至少第一壓力測量和第三壓力測量的測量值的評估來確定是第一還是第二輸送器件或者甚至兩個輸送器件具有錯誤的輸送功率和偏差具有什么量。然而可確定是第二輸送器件的輸送功率以不允許的程度偏離于第一輸送器件的輸送功率還是第一輸送器件的輸送功率以不允許的程度偏離于第二輸送器件的輸送功率。
[0026]在應用第一輸送順序時，在第一錯誤情況中，當第三壓力測量低于下壓力極限值時可確定第二輸送器件的輸送功率不允許地高于第一輸送器件的輸送功率。在第二錯誤情況中，當第三壓力測量高于上壓力極限值時可確定第二輸送器件的輸送功率不允許地低于第一輸送器件的輸送功率。[0027]在應用第二輸送順序時，在第一錯誤情況中，當第三壓力測量高于上壓力極限值時可確定第二輸送器件的輸送功率不允許地高于第一輸送器件的輸送功率。在第二錯誤情況中，當第三壓力測量低于下壓力極限值時可確定第二輸送器件的輸送功率不允許地低于第一輸送器件的輸送功率。
[0028]在最簡單的情況中，第一輸送器件和第二輸送器件的結構相同并且因此具有相同的額定輸送功率。在其它情況中，第一輸送器件和第二輸送器件可具有不同的額定輸送功率。確定下極限值和上極限值限定容器中的壓力的公差范圍僅用于考慮這兩個輸送器件的輸送功率與額定輸送功率的允許偏差。
[0029]這兩個輸送器件的輸送功率的偏差可受結構限制。如果第一輸送器件與第二輸送器件結構不同，例如可通過不同的額定輸送功率來給出這兩個輸送器件的已知的區別。確定下極限值和上極限值限定允許的偏差的公差范圍。對于結構不同的輸送器件，該公差范圍一方面可考慮這兩個輸送器件的輸送功率與其額定輸送功率的允許的偏差。此外，該公差范圍可考慮由這兩個輸送器件的不同的設計參數引起的區別。對這兩個輸送器件的不同的設計參數的示例是在兩個膜片泵中的不同的沖程體積。
[0030]在其它實施形式中，作為對輸送功率的偏差的度量可來確定壓差、例如由第一壓力測量的測量值與第三壓力測量的測量值計算的壓差。可將該壓差與下極限值和/或上極限值相比較。在低于下極限值或高于上極限值時，可推斷出至少第一和/或第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
[0031 ] 在一些實施形式中，代替絕對壓力，可來測量容器中的相對壓力。這例如適用于設置第一壓力測量與第三壓力測量的測量值的評估以及第三壓力測量的測量值與下極限值和/或上極限值的比較的實施形式。此外，這例如適用于其它包括壓差與上極限值和/或下極限值的比較的實施形式。
[0032]在其它實施形式中，對輸送功率的偏差的度量可以是體積差。可將體積差與下極限值和/或上極限值相比較。在低于下極限值或高于上極限值時，可推斷出第一和/或第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。代替第三壓力測量值與下和上壓力極限值的比較，在這樣的實施形式中，可首先基于Boyle -Mariotte定律由壓力測量值實現體積差的計算。輸送體積差可以是正的或負的。對于這樣的實施形式，需要測量容器中的絕對壓力。作為用于測量壓力的器件應用絕對壓力測量儀。
[0033]基于第一液體體積的輸送，對容器中的狀態變化的適用:
Pq ' ^vesseLair1O = ' (^vesselair1O - ^pumplI)W
基于第二液體體積的輸送，對容器中的狀態變化的適用:
Po ' Vyesse! air,O = ^2.C^vesselair1O — ^pumprI * Vpu師,2) P)
在公式⑴和⑵中，Ptl表不在輸送第一液體體積之前容器中的絕對壓力，
不容器中的初始空氣體積，Vpumft!表不在利用第一輸送器件輸送之后的第一液體體積,VpumpJ表不在利用第二輸送器件輸送之后的第二液體體積，P1表不在輸送第一液體體積之后在混合腔中在容器中的絕對壓力而P2表示在輸送第二液體體積之后在混合腔中的絕對壓力。
[0034]基于根據公式(3)所計算的壓差，可根據公式(4)來推斷輸送體積誤差。
【權利要求】
1.一種用于檢查用于體外血液處理的裝置的至少一個第一和/或第二輸送器件的輸送功率的方法，其帶有以下步驟: 利用第一壓力測量來測量在封閉的、至少部分地填充有空氣的容器中的壓力， 利用所述第一輸送器件將第一液體體積輸送進入所述容器中， 在所述第一液體體積輸送進入所述容器中之后利用第二壓力測量來測量所述容器中的壓力， 利用所述第二輸送器件將第二液體體積從所述容器中輸送出來， 在所述第二液體體積從所述容器中輸送出來之后利用第三壓力測量來測量所述容器中的壓力， 評估至少所述第一壓力測量和所述第三壓力測量的測量值作為對所述第二輸送器件的輸送功率與所述第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量， 或者帶有以下步驟: 利用第一壓力測量來測量在封閉的、至少部分地填充有空氣且至少部分地填充有液體的容器中的壓力， 利用所述第一輸送器件將第一液體體積從所述容器中輸送出來， 在所述第一液體體積從所述容器中輸送出來之后利用第二壓力測量來測量所述容器中的壓力， 利用所述第二輸送器件將第二液體體積輸送進入所述容器中， 在所述第二液體體積輸送進入所述容器中之后利用第三壓力測量來測量所述容器中的壓力， 評估至少所述第一壓力測量和所述第三壓力測量的測量值作為對所述第二輸送器件的輸送功率與所述第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量。
2.根據權利要求1所述的方法，其帶有附加的步驟: 將所述第三壓力測量的測量值與上極限值和/或下極限值相比較并且在低于所述下極限值或高于所述上極限值時推斷出至少所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其帶有附加的步驟: 從所述第一壓力測量的測量值和所述第三壓力測量的測量值計算壓差作為對所述第二輸送器件的輸送功率與所述第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量。
4.根據權利要求3所述的方法，其帶有附加的步驟: 將所述壓差與上極限值和/或下極限值相比較并且在低于所述下極限值或高于所述上極限值時推斷出所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其帶有附加的步驟: 作為系統順應性與由所述第一壓力測量的測量值和所述第三壓力測量的測量值得到的壓差的乘積來計算體積差。
6.根據權利要求5所述的方法，其帶有附加的步驟: 從所述體積差中減去由第一輸送體積的理論值和第二輸送體積的理論值得到的理論值差來計算體積誤差。
7.根據權利要求6所述的方法，其帶有附加的步驟: 將所述體積誤差與預設的用于所述體積誤差的下極限值和/或預設的用于所述體積誤差的上極限值相比較并且在低于所述下極限值或高于所述上極限值時推斷出至少所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
8.根據權利要求2、4或7中任一項所述的方法，其帶有附加的步驟: 在低于所述下極限值或高于所述上極限值時發出聲學的和/或光學的警報。
9.根據權利要求2、4、7或8中任一項所述的方法，其帶有附加的步驟: 自動地執行至少所述第一輸送器件或所述第二輸送器件的輸送功率的修正。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其帶有附加的步驟: 通過預設至少一個第一步數和第一步進角度來預設在第一步進馬達處的第一輸送體積并且/或者 通過預設至少一個第二步數和第二步進角度來預設在第二步進馬達處的第二輸送體積。
11.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其帶有附加的步驟:通過預設第一輸送時間來預設所述第一輸送器件的第一輸送體積并且/或者通過第二輸送時間來預設所述第二輸送器件的第二輸送體積。
12.一種用于檢查用于體外血液處理的裝置的至少一個第一和/或第二輸送器件的輸送功率的裝置，其帶有: 封閉的、至少部分地填充有空氣的容器或者封閉的、至少部分地填充有空氣且至少部分地填充有液體的容器， 用于測量在所述容器中的壓力的至少一個器件， 通過第一液體管路與所述容器處于流體引導的連接中的第一輸送器件， 通過第二液體管路與所述容器處于流體引導的連接中的第二輸送器件， 控制和計算單元，其構造用于: 操控所述第一輸送器件以將第一液體體積輸送進入至少部分地填充有空氣的所述容器中或者以將第一液體體積從至少部分地填充有空氣且至少部分地填充有液體的所述容器中輸送出來， 操控所述第二輸送器件以將第二液體體積從通過所述第一輸送器件填充有第一液體體積的所述容器中輸送出來或者以將第二液體體積輸送進入通過所述第一輸送器件排空了第一液體體積的所述容器中，在開始輸送所述第一液體體積之前利用第一壓力測量來測量在所述容器中的壓力，在停止輸送所述第一液體體積之后利用第二壓力測量來測量在所述容器中的壓力，在停止輸送所述第二液體體積之后利用第三壓力測量來測量在所述容器中的壓力，評估至少所述第一壓力測量和所述第三壓力測量的測量值作為用于檢查所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的度量。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于將所述第三壓力測量的測量值與上極限值和/或下極限值相比較并且在低于所述下極限值或高于所述上極限值時推斷出至少所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
14.根據權利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于從所述第一壓力測量的測量值和所述第三壓力測量的測量值來計算壓差作為對所述第二輸送器件的輸送功率與所述第一輸送器件的輸送功率的偏差的度量。
15.根據權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造于將所述壓差與上極限值和/或下極限值相比較并且在低于所述下極限值或高于所述上極限值時推斷出所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
16.根據權利要求14或15所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于作為系統順應性與由所述第一壓力測量的測量值和所述第三壓力測量的測量值得到的壓差的乘積來計算體積差。
17.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于從所述體積差中減去由所述第一輸送體積的理論值和所述第二輸送體積的理論值得到的理論值差來計算體積誤差。
18.根據權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于將所述體積誤差與預設的用于所述體積誤差的下極限值和/或預設的用于所述體積誤差的上極限值相比較并且在低于所述下極限值或高于所述上極限值時推斷出至少所述第一輸送器件和/或所述第二輸送器件的輸送功率的不允許的偏差。
19.根據權利要求13、15或18中任一項所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于在低于所述下極限值或高于所述上極限值時發出聲學的和/或光學的警報。
20.根據權利要求13、15、18或19中任一項所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于執行至少所述第一輸送器件或所述第二輸送器件的輸送功率的修正。
21.根據權利要求12至20中任一項所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于通過預設至少一個第一步數和第一步進角度來預設在第一步進馬達處的第一輸送體積并且/或者通過預設至少一個第二步數和第二步進角度來預設在第二步進馬達處的第二輸送體積。
22.根據權利要求12至20中任一項所述的裝置，其特征在于，所述控制和計算單元附加地構造用于通過預設第一輸送時間來預設所述第一輸送器件的第一輸送體積并且/或者通過第二輸送時間來預設所述第二輸送器件的第二輸送體積。
23.根據權利要求12至22中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一輸送器件是第一柱塞泵而所述輸送器件是第二柱塞泵。
24.根據權利要求23所述的裝置，其特征在于，所述第一柱塞泵和/或第二柱塞泵選自膜片泵、齒輪泵和活塞泵。
25.根據權利要求12至24中任一項所述的裝置，其特征在于，所述容器是在透析液系統的液體管路中的混合腔，并且所述第一輸送器件在所述液體管路中布置在所述混合腔上游而所述第二輸送器件在所述液體管路中布置在所述混合腔下游。
26.—種血液處理裝置，其具有用于提供透析液的透析液系統和根據權利要求12至25中任一項所述的裝置。
27.一種計算機程序產品，其帶有存儲在可機讀的載體上的用于存儲在根據權利要求12所述的裝置的控制和計算單元(110)中的程序編碼，其用于當所述程序編碼在所述控制和計算單元(110)中運行時安排根據權利要求1至11中任一項所述的方法的機器步驟。
28.一種計算機程序，其帶有用于存儲在根據權利要求12所述的裝置的控制和計算單元(110)中的程序編碼，其用于當所述程序編碼在所述控制和計算單元(110)中運行時安排根據權利要求1至11中 任一項所述的方法的機器步驟。
【文檔編號】A61M1/16GK103582502SQ201280028200
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年6月6日 優先權日:2011年6月9日
【發明者】A.加格爾 申請人:弗雷森紐斯醫療護理德國有限責任公司