专利名称：用于透析处理的设备和平衡新鲜透析液与用过的透析液的方法在慢性肾衰竭的情况中，使用各种借助于设备清洁或处理血液的方法来除去需要排泄的物质和抽出液体。在血液透析(HD)中，主导机制为物质的扩散移动，而在血液滤过 (HF)中，物质的对流移动则通过透析器或滤过器的半透膜进行。血液透析滤过(HDF)是这两种方法的结合。当下文提及透析器时，这样的透析器也应理解为表示滤过器。由于大量材料被交换，在上述方法中需要准确地平衡馈送至透析器的新鲜透析液和从透析器运走的用过的透析液，并且在作为整体的处理时间内，对于通过透析器的膜从患者抽出的液体的量具有适当的容差。现有技术包括重量平衡系统和容积平衡系统。在受控脱水中，通过超滤从患者抽出的液体量的一些或全部可以无热原的透析液或置换液的形式馈送回至患者。在透析器上游的点处将无热原的透析液或置换液馈入到体外血液回路被称为前稀释，而在透析器下游的点处馈入透析液或置换液被称为后稀释。这两种方法也可彼此结合。DE A2838414描述了一种具有平衡系统的透析设备，该平衡系统具有两个平衡室， 其中一半交替地填充新鲜透析液，而用过的透析液从当时的另一半平衡室排出。包括在平衡系统和透析器之间的那部分液体回路充当封闭系统，该封闭系统的容积恒定。液体可借助于超滤泵从该封闭系统抽出。如果液体被抽出，则在透析器的半透膜处建立压力梯度，并且该梯度导致与由超滤泵从封闭系统抽出的相同量的液体被从患者抽出。对于透析处理，能够准确地确定通过超滤从患者抽出的液体的量是非常重要的。 因此，对平衡过程的精度设定了非常严格的要求。然而，这样的前提是，可以用平衡系统的平衡室实现新鲜透析液和用过的透析液的精确平衡。在平衡系统的相继的操作阶段中的平衡的甚至轻微的误差可能在作为整体的处理所花费的时间内积累至不再可接受的不平衡。容积平衡系统是已知的，其中新鲜和用过的透析液分别利用泵被馈送入和馈送出平衡室。然而，还已知的是这样的平衡系统，其中被膜分成两半的平衡室具有施加到其的工作流体，以根据情况馈送新鲜透析液或用过的透析液。DE A19830928描述了一种具有容积平衡系统的透析设备，该系统的平衡室采取旨在仅使用一次的一次性用品的形式。该平衡系统包括总共四个平衡室，这些平衡室分别被膜分成两半。对于位于将被馈送的室的两半之一中的新鲜或用过的透析液，工作流体被施加到该室的另一半。四个平衡室形成旨在供给新鲜透析液的第一对平衡室和旨在供给用过的透析液的第二对平衡室。新鲜透析液由形成一对平衡室的两个平衡室从透析液的源馈送到透析器的透析液室。来自透析器的透析液室的用过的透析液由形成另一对平衡室的两个平衡室馈送给至排放口。当这发生时，交替的平衡室的各半在相应的情况中被填充新鲜透析液和用过的透析液，因此导致存在通过透析器的透析液室的透析液的连续流。为了使相应的平衡室能够交替地填充新鲜和用过的透析液，平衡室的各相关半在相应的情况中连接到用于新鲜透析液的馈入管线内以及连接到用于用过的透析液的运走管线，其中馈入管线从透析液的源延伸到透析器的透析液室，运走管线从透析器的透析液室离开并延伸至排放口。在馈入和运走管线的相应段中设有关断构件，以使得流体流能够被控制。流管理和控制系统作为整体既不旨在也不适合允许形成旨在供给新鲜透析液的一对平衡室的平衡室用于供给用过的透析液，反之亦然。不利的是，为了精确平衡新鲜和用过的透析液，先决条件是平衡室的各个半的容积完全相同。然而，这对制造公差提出更高要求，制造公差只能用大量的技术成本和复杂度来保持，特别是在设计为一次性用品的平衡室的布置的情况中。另外，从US 2005/0000868A1已知的具有四个平衡室的平衡系统，这些平衡室用于相对于彼此平衡馈送到患者的置换液或替换液与经由透析器的膜抽出的滤液或废液。同样在该平衡系统的情况中，两个室在每种情况下形成接纳置换液或滤液的一对室。在馈入和运走管线中的泵用于填充和排空室。为此，室本身不需要由膜分成两半。
本发明的目的是提供一种用于透析处理的设备，该设备允许精确平衡新鲜和用过的透析液。除此之外，本发明还有另一个目的是提供一种用于精确平衡新鲜和用过的透析液的方法。这些目的根据本发明通过权利要求1和10的特征来实现。本发明的有利实施例形成从属权利要求的主题。根据本发明用于透析处理的设备和根据本发明用于平衡新鲜透析液和用过的透析液的方法的特征在于，平衡系统的各个平衡室既接纳新鲜透析液，也接纳用过的透析液， 平衡室的功能被交替地互换。通过这种方式，即使在各个室的容积彼此不同时，也能实现精确平衡。在作为整体的处理期内，容积之间的差异由于室的周期性互换而彼此抵消。新鲜和用过的透析液如何馈送到各个平衡室以及新鲜和用过的透析液如何从各个平衡室运走对于本发明来说不重要。在用于透析处理的根据本发明的设备中，用于输送新鲜和用过的透析液的装置 (优选柔性管线)被设计成使新鲜透析液能从透析液的源馈送到每个平衡室并且新鲜透析液能从每个平衡室馈送到透析器的透析液室，以及，用过的透析液能从透析器的透析液室馈送到每个平衡室并且用过的透析液能从每个平衡室运走。在相继的操作阶段中，各个平衡室分别填充新鲜或用过的透析液，并且已填充新鲜或用过的透析液的平衡室被排空。四个平衡室形成两对平衡室，在每个操作阶段中，新鲜透析液从一对平衡室的一个平衡室馈送到透析液室，并且用过的透析液从透析液室馈送到该对平衡室的另一个平衡室，而新鲜透析液从透析液的源馈送到另一对平衡室的一个平衡室，并且用过的透析液从该另一对平衡室的另一个平衡室被运走。在相继的操作阶段中，各个平衡室的功能彼此互换，从而使得平衡室的容积的差异在作为整体的处理期内被补偿。透析液如何馈送到平衡室或从平衡室馈送对于本发明不重要。在本发明的一个优选的实施例中，在平衡室上施加能用于将新鲜和用过的透析液分别压入和吸出平衡室的高于大气压的压力或低于大气压的压力，以允许馈送新鲜和用过的透析液。而且，用于馈送透析液的装置优选地具有用于打开和关断用于输送透析液的装置的装置，并且优选包括用于打开和关断柔性管线的装置，以使得能够控制流体流。然而，如从现有技术已知的，基本上也可能的是将除空气之外的流体用于通过平衡室馈送新鲜和用过的透析液。然而，这样有必要将两个平衡室通过膜分成两半，平衡室的一半用于接纳新鲜和用过的透析液，而平衡室的另一半用于接纳工作流体。而且，透析液也可能通过泵而不是通过压缩空气或工作流体馈送，如从现有技术已知的。由于两个平衡室在每种情况下连接到一起，基本上可以仅在这两个平衡室之一中产生高于大气压的压力，同时将另一平衡室通气。然而另一方面，也可以仅在这两个平衡室之一中产生低于大气压的压力，同时将另一平衡室通气。优选地，在一个平衡室中产生高于大气压的压力，并且在另一个平衡室中产生低于大气压的压力。在另一个优选实施例中，用于馈送透析液的装置具有用于测量平衡室的填充液位的装置，控制单元被设计成使得用于打开和关断的装置作为平衡室的填充液位的预设值的函数而打开和关闭。以这种方式实现的是液体的流动在给定填充液位处中断。该填充液位不需要等于可填充的平衡室的最大容积。为了精确平衡新鲜和用过的透析液，其中新鲜透析液的量确切对应于用过的透析液的量，对于所有平衡室预设相同的填充液位值。一个尤其优选的实施例使得有可能在整个处理期内将流体馈送到患者或从患者抽出流体。在该实施例中，为平衡室的填充液位预设了两个不同的值。在这种情况下，一对平衡室中的、新鲜透析液从其中馈送到透析液室的一个平衡室被填充至填充液位的第一值，而该对平衡室中的、用过的透析液从透析液室馈送到其中的另一个平衡室被填充至填充液位的第二值，第一值不同于第二值。相似地，另一对平衡室中的、新鲜透析液从透析液源馈送到其中的一个平衡室被填充至填充液位的第一值，而该另一对平衡室中的、来自透析液室的用过的透析液从其中运走的另一个平衡室被填充至填充液位的第二值。第一值和第二值之间的差异对应于经透析器的膜从患者抽出或馈送到患者的流体的量。如果填充液位的第一值小于填充液位的第二值，则从患者的血液抽出滤液。在这种情况下，可以在循环的一个或多个操作阶段或所有操作阶段预设不同的填充液位值，在这种情况下，仅一个、两个、三个或四个室被不同地填充。然后，可从所涉及的平衡室的填充液位之间的差异之和发现通过超滤抽出的量。由于填充液位之间相对小的差异，各个容积上的差异显示出的与对于必须由处理医师设置的超滤速率的所需值的偏差(该偏差可能由于制造公差或测量误差而出现)明显小于当平衡室以正常方式工作时出现的偏差。 在另一个优选实施例中，用于平衡新鲜透析液和用过的透析液的装置采取旨在仅使用一次的一次性用品的形式。因此，透析设备变得没必要配有作为固定单元安装的平衡室。除此之外，省却了在设备中本来仍然存在的流体携带部件的昂贵消毒。平衡系统作为一次性用品的形成本身是本领域的技术人员已知的。这种类型的一次性用品例如从DE 19830928C1 和 DE 19546028C2 中已知。在下文中，将参照附图详细解释本发明的两个实施例。在附图中图1是用于透析的设备的高度简化的示意图，示出了操作循环的第一操作阶段；图2示出图1的透析设备，示出了操作循环的第二操作阶段；图3示出透析设备，示出了操作循环的第三操作阶段；图4示出透析设备，示出了操作循环的第四操作阶段；图5示出图1的透析设备，示出了在超滤的情况中操作循环的第一阶段；图6示出图5的透析设备，示出了第二操作阶段；图7示出透析设备，示出了第三操作阶段；图8示出透析设备，示出了第四操作阶段。
除此之外，透析设备还具有中央控制单元13，中央控制单元13借助于控制线 S1-S16打开和关闭关断构件V1-V16，并且借助于控制线P1-P4以这样的方式操作用于产生高于或低于大气压的压力的装置P，使得在平衡室中产生高于或低于大气压的压力。关断构件的操作可电动地或气动地或液压地进行。当透析设备工作时，在透析液的源8处可获得的新鲜透析液与运走到排放口 11的用过的透析液保持平衡。在这种情况下，各个平衡室A、B、C、D也这样工作，使得它们根据情况而填充或排空新鲜或用过的透析液。工作在连续的操作循环中进行，每个操作循环包括四个操作阶段。图1至4示出了一个操作循环的四个操作阶段。由控制单元13打开的关断构件在这种情况下以黑色示出。向上指的箭头指示平衡室的填充，而向下指的箭头则指示平衡室的排空。实线箭头指示新鲜透析液，而虚线箭头则指示用过的透析液。在操作循环的第一操作阶段，中央控制单元13打开关断构件V2、V5、V12和V15， 同时关闭其它关断构件(图1)。四个平衡室可以这种方式分成第一对平衡室A、B和第二对平衡室C、D。新鲜透析液从透析液的源8馈送到平衡室A，而用过的透析液则从平衡室B 运走到排放口 11。新鲜透析液从平衡室D馈送到透析器1的透析液室4，而用过的透析液则从透析器1的透析液室4运走到平衡室C。对应的流体流在图1中用箭头指示。平衡室 D的内容物由此经由透析器的透析液室排空到平衡室C内。当这完成时，低于大气压的压力被施加到向其馈送流体的平衡室A和C，并且低于大气压的压力被施加到流体从其中运走的平衡室B和D。为此，中央控制单元13以适当方式操作装置P，以产生相应地高于和低于大气压的压力。根据情况，填充或排空室的过程由中央控制单元13进行监测。为此，中央控制单元13与用于监测各个平衡室A、B、C、D的填充液位的装置14配合，该装置14具有用于液位的相应的传感器F1、F2、F3、F4，这些传感器借助于相应的控制线S1、S2、S3、S4与各个平衡室相关联。在填充液位的预设值处，适当的关断构件V关闭，其中预设值在所有室中相同。在第二操作阶段中，室B和C形成第一对平衡室，而室A和D则形成第二对平衡室。新鲜透析液从透析液的源8馈送到平衡室B，而用过的透析液则从平衡室C运走到排放口 11。新鲜透析液从平衡室A馈送到透析液室4，而来自透析液室的用过的透析液则被馈送到平衡室D。当这完成时，适当的关断构件V再一次打开，并且再一次由用于产生相应地高于和低于大气压的压力的装置P以适当的方式向平衡室施加高于或低于大气压的压力。在第三操作阶段中，平衡室C和D形成第一对平衡室，而平衡室A和B则形成第二对平衡室。新鲜透析液从透析液的源8流入平衡室C，而用过的透析液则从平衡室D流出到排放口 11。来自平衡室B的新鲜透析液经由透析液室4排空到平衡室A内。在第四操作阶段中，平衡室A和D形成第一对平衡室，而平衡室B和C则形成第二对平衡室。新鲜透析液流入平衡室D，而用过的透析液则流出平衡室A。同时，来自平衡室 C的新鲜透析液经由透析液室4排空到平衡室B。在第四操作阶段之后，再次继续下一操作循环的第一操作阶段。可以看到，各个平衡室的功能在循环中每次都互换，其中将新鲜透析液馈送到每个平衡室，并且将用过的透析液从每个平衡室运走。各个室A、B、C、D的功能的周期性互换导致不同的填充容积在操作循环期间得到补偿，所述不同的填充容积可归因于室的不同容积或在填充液位的测量中的误差。下面将参照本发明的实施例对此进行解释。假设可填充到平衡室A内的流体的容积为100ml，对于平衡室B为110ml，对于平衡室C为90ml，并且对于平衡室D为105ml。出于举例的目的，将忽略柔性管线中的流体的容积。然而，应当指出的是，室B、C、D的容积与IOOml的所需值之间的差异不实际地较大， 并且仅仅旨在用作实例。在第一操作阶段中，平衡室D经由透析器1的透析液室4被排空到平衡室C内。 用于产生高于或低于大气压的压力的装置P (下面将称为气动装置P)在室D中产生高于大气压的压力，并且在室C中产生低于大气压的压力。因此，从室D排出105ml，但在去往室C 的入口管中的关断构件V12在仅仅90ml之后关闭。由于室D尚未完全排空，在来自该室的出口管中的关断构件V15保持打开，并且来自室D的高于大气压的压力扩散进入透析液室 4。在那里，剩余流体由于压力梯度而被迫穿过半透膜2从透析液侧到血液侧。因此，15ml 的流体被馈送到患者的血液中(再过滤)。在第二操作阶段中，室A经由透析液室3排空到室D内。由于室D的容积大于室A 的容积，但其填充液位相同，因此在室D中保持低于大气压的压力。因为这个原因，15ml的流体经由透析器的膜2从血液侧抽吸到透析液侧(滤过)。在第三操作阶段中，室B排空到室A内。发生IOml透析液的再过滤。在第四操作阶段中，室C排空到室B内。发生20ml透析液的滤过。如果现在为患者血液中的容积的改变盘点平衡表，则变得清楚的是，室的容积的差异在操作循环期间被补偿。所发现的是15ml-5ml+10ml-20ml之和等于0。因此，流体既不馈送到患者，也不从患者抽出。下面将显示在下列情况下如何出现平衡误差当室在循环中不互换，即当操作循环仅包括两个操作阶段时，其中在每个阶段中一对室仅接纳新鲜透析液，而另一对室仅接纳用过的透析液。在第一操作阶段中，室D将排空到室C内。将存在15ml的再过滤。在第二操作阶段中，室A将排空到室B内。将存在IOml的滤过。这将在操作循环中产生的是 15ml-10ml+15ml-10ml之和等于10ml。因此，误差未得到补偿。除了允许精确平衡新鲜和用过的透析液之外，根据本发明的平衡室的操作还具有这样的优点对于在操作循环内需要超滤的情况，可以精确地设置超滤量。对于存在超滤的情况，中央控制单元13为室被填充的液位ra和FL预设两个不同的值，如下文将解释的。为了允许从患者血液抽出流体(超滤)，将用于接纳来自透析液室的用过的透析液的那些平衡室的填充液位以这样的方式设置，使得其填充液位ra高于填充新鲜透析液的那些平衡室的填充液位FL。则这两个填充液位之间的差异FH-FL对应于从患者的血液抽出的流体。图5至8示出了在超滤情况中操作循环的操作阶段。图5至8对应于图1至 4。然而，在图5至8中，室A、B、C、D被填充的不同液位ra、FL由线指示。除了各个平衡室被填充的不同液位之外，平衡室的操作以参照图1至4所述相同的方式进行。在图5至8中所示实施例中，用于接纳用过的透析液的所有平衡室以高于供应新鲜透析液的平衡室的填充液位操作。然而，用于接纳用过的透析液的总共四个平衡室中也可能仅有一个、两个或三个将以更高的填充液位操作。
在第一操作阶段中，新鲜透析液经由透析器1的透析液室4从在此前的操作阶段中已填充至填充液位FL的平衡室D转移至平衡室C，平衡室C被填充至高于填充液位FL的填充液位HL这由图5中的线清楚示出。由于系统为具有恒定容积的封闭系统，通过透析器1的膜2从患者的血液抽出对应于这两个填充液位之间的差异Δ = FH-FL的流体的量。 在第二操作阶段中，来自平衡室A的透析液经由透析液室转移到平衡室D，再次从患者的血液抽出对应于这两个填充液位之间的差异Δ =FH-FL的流体的量。第三和第四操作阶段(图7和8)对应于第一和第二操作阶段，并且室具有相同的填充液位。同样，在这种情况下，在每个操作阶段中从患者抽出对应于填充液位之间的差异 Δ =FH-FL的流体的量。然后，从在整个处理持续时间内所有操作循环中的填充液位的所有差异之和发现超滤的量。由于填充液位之间的差异相对较小，可以相对较大的精度设置所需超滤量。


本发明涉及一种用于透析处理的设备，所述设备具有用于平衡新鲜透析液和用过的透析液的装置(12)。此外，本发明还涉及一种平衡新鲜透析液和用过的透析液的方法。根据本发明用于透析处理的设备和根据本发明用于平衡新鲜透析液和用过的透析液的方法的特征在于，平衡系统的各个平衡室(A，B，C，D)既接纳新鲜透析液，也接纳用过的透析液，平衡室的功能被交替地互换。通过这种方式，即使在各个室的容积彼此不同时，也能实现精确平衡。在作为整体的处理期内，容积之间的差异由于室的周期性互换而彼此抵消。