檢測(cè)血液處理裝置中的壓力脈沖的制作方法
【專利摘要】一種監(jiān)控裝置(7)，對(duì)來自血液處理裝置(如透析機(jī))的壓力信號(hào)進(jìn)行操作，血液處理裝置具有：體外血液回路，連接至主體的心血管系統(tǒng)用于將血液泵送通過透析儀；及處理流體供應(yīng)系統(tǒng)，用于將處理流體泵送通過透析儀。檢測(cè)裝置(7)具有：第一輸入塊(50)，用于獲得來自體外血液回路中的第一壓力傳感器(6a)的第一壓力信號(hào)(y)；及第二輸入塊(51)，用于獲得來自處理流體供應(yīng)系統(tǒng)中的第二壓力傳感器(6b)的第二壓力信號(hào)(w)。模擬塊(56)根據(jù)第二壓力信號(hào)(w)生成用于模擬第一壓力傳感器(6a)的同時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)的模擬的第一壓力信號(hào)(y)，濾波塊(53)根據(jù)第一壓力信號(hào)(y)和模擬的第一壓力信號(hào)(y)生成濾波后的信號(hào)(y)，從而與第一壓力信號(hào)(y)相比，在濾波后的信號(hào)(}y)中抑制源自處理流體供應(yīng)系統(tǒng)(1b)的信號(hào)干擾。脈沖檢測(cè)塊(54)處理濾波后的信號(hào)(yf)以檢測(cè)源自主體的主體脈沖。
【專利說明】檢測(cè)血液處理裝置中的壓力脈沖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使得能夠檢測(cè)來自血液處理裝置（例如透析機(jī)）的壓力信號(hào)中的 脈沖（尤其是源自連接至血液處理裝置的病人的脈沖）的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在體外血液處理中，通過作為血液處理裝置的一部分的體外血液流動(dòng)回路（"EC 血液回路"）將血液從人體或動(dòng)物主體內(nèi)取出、加工（例如處理）然后再次引入到主體中。 一般來說，通過血液泵使得血液通過EC血液回路循環(huán)。在某些類型的體外血液處理中，EC 血液回路包括用于取出血液的接入裝置（例如，所謂的動(dòng)脈針）和用于血液再引入的接入 裝置（例如，所謂的靜脈針），它們被插入到主體上專用的血管接入點(diǎn)（如瘺管或移植部）。 這種體外血液處理包括血液透析、血液透析過濾、血液過濾、血漿置換等。
[0003] 在體外血液處理中，將EC回路中出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)降到最小是非常重要的，因?yàn)檫@ 些風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致對(duì)主體帶來潛在生命威脅的情況。例如，如果EC回路在血液泵下游例如由 于靜脈針從血管接入點(diǎn)松動(dòng)的靜脈針脫出（VND)事件而中斷，則可能出現(xiàn)嚴(yán)重的情況。這 種中斷可能導(dǎo)致主體在幾分鐘之內(nèi)血液干涸。
[0004] 可以基于來自EC回路中血液泵下游側(cè)的壓力傳感器（"靜脈壓力傳感器"）的壓 力信號(hào)而在血液處理期間檢測(cè)VND。傳統(tǒng)上而言，VND監(jiān)控是通過將一個(gè)或多個(gè)測(cè)得的靜態(tài) 壓力等級(jí)與一個(gè)或多個(gè)閾值比較而實(shí)現(xiàn)的。然而，因?yàn)镋C血液回路中的靜態(tài)壓力在多次處 理之間可能有變化，而且在一次處理期間例如由于主體移動(dòng)也有可能變化，因而難以設(shè)定 合適的閾值。此外，如果靜脈針?biāo)蓜?dòng)并且扎到被單中或主體的衣服中，則測(cè)得的靜態(tài)壓力等 級(jí)的變化可能不足以指示潛在的危險(xiǎn)情況。
[0005]W097/10013提出了基于靜脈壓力信號(hào)進(jìn)行VND監(jiān)控的替代技術(shù)。在一個(gè)可替代方 式中，VND監(jiān)控是基于壓力信號(hào)中心臟脈沖的檢測(cè)而進(jìn)行的。該心臟脈沖代表由病人的心 臟產(chǎn)生并從病人的循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)由血管接入點(diǎn)和靜脈針傳輸至靜脈壓力傳感器的壓力脈沖。 壓力信號(hào)中不存在心臟脈沖被看作是可能有VND事件的指示。
[0006]US2005/0010118、TO2009/156174 和US2010/0234786 公開了基于靜脈壓力信號(hào)中 心臟脈沖的檢測(cè)而進(jìn)行VND監(jiān)控的類似的或可替代的技術(shù)。
[0007]W02010/149726公開了基于靜脈壓力信號(hào)中生理脈沖而不是心臟脈沖的檢測(cè)來進(jìn) 行VND監(jiān)控的技術(shù)。這種生理脈沖源自人體，例如源自反射、自主肌肉收縮、非自主肌肉收 縮、呼吸系統(tǒng)、用于血壓調(diào)節(jié)的自主系統(tǒng)或用于體溫調(diào)節(jié)的自主系統(tǒng)。
[0008] 為了提供基于心臟脈沖或其他生理脈沖的一致且可靠的VND監(jiān)控，重要的是要 確保壓力信號(hào)基本上沒有可能干擾生理脈沖檢測(cè)的脈動(dòng)。例如，已知來自血液泵的強(qiáng)的 重復(fù)脈動(dòng)（"泵脈沖"）可能以與心臟脈動(dòng)類似的速率出現(xiàn)在壓力信號(hào)中。就此而言， W02009/156175提出了在時(shí)域中將壓力信號(hào)進(jìn)行濾波的技術(shù)，目的是消除（或抑制）泵脈沖 同時(shí)保留生理脈沖。這些技術(shù)涉及，通過在EC血液回路的相關(guān)操作情況下獲得"預(yù)測(cè)的信 號(hào)輪廓"并通過從壓力信號(hào)中減去該預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓來估計(jì)泵脈沖的形狀。在一種實(shí)施方 式中，在處理之前（例如，在充裝階段或在模擬處理階段），在EC血液回路的多個(gè)不同操作 情況下，由在基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)EC血液回路中的壓力傳感器來記錄預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓的庫。在另一 種實(shí)施方式中，通過使用EC血液回路的數(shù)學(xué)模型的模擬來生成預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓的庫?；?EC血液回路的當(dāng)前操作情況，預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓可以從庫中選擇并用于消除泵脈沖。作為使 用預(yù)先記錄或預(yù)先計(jì)算的信號(hào)輪廓的可替代方式，W02009/156175提出了，特別通過從位于 EC血液回路中的血液泵和透析儀之間的所謂的"系統(tǒng)壓力傳感器"獲得壓力信號(hào)，在EC血 液回路的正常操作期間記錄預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓。如果血液泵是蠕動(dòng)泵，則該系統(tǒng)壓力傳感器 可以基本上與心臟脈沖隔離，使得它的壓力信號(hào)包含泵脈沖而不包含心臟脈沖，或者心臟 脈沖受到了顯著的抑制。因而，在這一特殊情況下，泵脈沖的預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓可以從系統(tǒng)壓 力傳感器的壓力信號(hào)推斷出并用于對(duì)靜脈壓力傳感器生成的壓力信號(hào)進(jìn)行濾波。
[0009] 本發(fā)明的 申請(qǐng)人:已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，靜脈壓力傳感器還可能對(duì)于來源是EC血液回路之 外（尤其是來自連接為與透析儀流體連通的供應(yīng)系統(tǒng)）的壓力變化作出響應(yīng)。這種供應(yīng)系 統(tǒng)通常包括可能在透析流體中產(chǎn)生壓力變化的一個(gè)或多個(gè)閥以及一個(gè)或多個(gè)流體泵，并且 這些壓力變化經(jīng)由血液處理單元傳播到EC血液回路中，在EC血液回路中這些壓力變化可 以被靜脈壓力傳感器檢測(cè)到。依賴于供應(yīng)系統(tǒng)，壓力變化可以具有連續(xù)的、或多或少隨機(jī)變 化的壓力等級(jí)的形式，或者它們可能表現(xiàn)為以有規(guī)律的間隔或較沒有規(guī)律或者二者結(jié)合而 生成的可分辨的脈沖。實(shí)驗(yàn)表明，來自供應(yīng)系統(tǒng)的壓力變化可能嚴(yán)重干擾來自靜脈壓力傳 感器的壓力信號(hào)中生理脈沖的檢測(cè)。
[0010] 本 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)難以應(yīng)用前述W02009/156175中的教導(dǎo)來消除或抑制源自供應(yīng)系 統(tǒng)的壓力變化。例如，如果供應(yīng)系統(tǒng)是獨(dú)立于EC血液回路而操作的并且關(guān)于供應(yīng)系統(tǒng)的操 作狀態(tài)的信息不可獲得或不完整，則利用預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓的庫不尋常（non-trivial)。而 且，不管預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓是通過處理之前的基準(zhǔn)測(cè)量、通過在處理期間使用EC血液回路中 的系統(tǒng)壓力傳感器的基準(zhǔn)測(cè)量還是通過模擬生成的，使用預(yù)測(cè)的信號(hào)輪廓都可能導(dǎo)致不能 充分去除不重復(fù)或隨機(jī)的壓力變化。此外，還存在不具有系統(tǒng)壓力傳感器的EC血液回路。
[0011] 近年來，已經(jīng)表明，可以基于EC血液回路中的壓力記錄來監(jiān)控并分析諸如 心臟或呼吸系統(tǒng)之類的生理壓力發(fā)生器的行為。在W02010/149726、W02011/080189、 W02011/080190、W02011/080191 和W02011/080194 中可以發(fā)現(xiàn)各種應(yīng)用。
[0012] 而且，W02011/080188提出了一種技術(shù)，用于通過檢測(cè)并分析在EC血液回路中記 錄的壓力信號(hào)中的生理脈沖來識(shí)別并信號(hào)化在（signal)導(dǎo)管接入點(diǎn)中用于取出血液的裝 置和用于血液再引入的裝置的位置反接。
[0013] 所有這些監(jiān)控技術(shù)都假設(shè)在壓力信號(hào)中可以可靠地檢測(cè)到生理脈沖。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014] 本發(fā)明的目的是至少部分克服上文指出的現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)限制。
[0015] 另一目的是使得能夠在體外血液回路中獲得的壓力信號(hào)中對(duì)源自連接至體外血 液回路的主體（受驗(yàn)者，subject)的脈沖進(jìn)行強(qiáng)健可靠的檢測(cè)。
[0016] 又一目的是提供一種對(duì)監(jiān)控到的壓力信號(hào)中壓力變化的敏感度降低的監(jiān)控技術(shù)， 其中該壓力變化源自血液處理裝置中處理流體的供應(yīng)系統(tǒng)。
[0017] 再一目的是提供一種用于VND監(jiān)控的可靠的技術(shù)，該技術(shù)基于從靜脈壓力傳感器 獲得的壓力信號(hào)中的生理脈沖的檢測(cè)。
[0018] 將從以下描述中變得清晰的這些目的中的一個(gè)或多個(gè)以及其它目的是通過根據(jù) 獨(dú)立權(quán)利要求的監(jiān)控裝置、用于血液處理的裝置、監(jiān)控方法以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)至少部分 實(shí)現(xiàn)的，這些獨(dú)立權(quán)利要求的實(shí)施例通過從屬權(quán)利要求來限定。
[0019] 本發(fā)明的第一方案是一種監(jiān)控裝置，包括：第一輸入塊，被配置為獲得來自第一壓 力傳感器的第一壓力信號(hào)，所述第一壓力傳感器被布置在體外血液回路中以檢測(cè)被血液泵 送裝置泵送通過體外血液回路中的血液處理單元的血液中的壓力變化，其中，體外血液回 路連接至主體的心血管系統(tǒng)；第二輸入塊，被配置為獲得來自第二壓力傳感器的第二壓力 信號(hào)，所述第二壓力傳感器被布置在處理流體供應(yīng)系統(tǒng)中以檢測(cè)被處理流體供應(yīng)系統(tǒng)泵送 通過血液處理單元的處理流體中的壓力變化；模擬塊，被配置為根據(jù)第二壓力信號(hào)生成用 于模擬第一壓力傳感器的同時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)的模擬的第一壓力信號(hào)；濾波塊，被配置為 根據(jù)第一壓力信號(hào)和模擬的第一壓力信號(hào)生成濾波后的信號(hào)，從而與第一壓力信號(hào)相比， 在濾波后的信號(hào)中抑制源自處理流體供應(yīng)系統(tǒng)的信號(hào)干擾；以及脈沖檢測(cè)塊，被配置為處 理濾波后的信號(hào)以檢測(cè)源自主體的主體脈沖。
[0020] 本發(fā)明的技術(shù)進(jìn)行操作以在第一壓力信號(hào)中抑制源自處理流體供應(yīng)系統(tǒng)并且對(duì) 應(yīng)于經(jīng)由血液處理裝置進(jìn)入體外血液回路中的壓力波的擾動(dòng)。由于壓力波源自處理流體供 應(yīng)系統(tǒng)，因而它們將在來自處理供應(yīng)系統(tǒng)中的第二壓力傳感器的第二壓力信號(hào)中生成信號(hào) 分量。在本發(fā)明的技術(shù)中，根據(jù)第二壓力信號(hào)生成模擬的第一壓力信號(hào)以模擬第一壓力信 號(hào)的同時(shí)發(fā)生的（concurrent)信號(hào)響應(yīng)。換句話說，基于第二壓力信號(hào)中的信號(hào)分量來估 計(jì)第一壓力信號(hào)中擾動(dòng)的表現(xiàn)特征（樣子，appearance)。當(dāng)使用模擬的第一壓力信號(hào)來對(duì) 第一壓力信號(hào)進(jìn)行濾波時(shí)，在得到的濾波后的信號(hào)中這些擾動(dòng)將被抑制。這將提高在第一 壓力信號(hào)中檢測(cè)主體脈沖（如果存在的話）的能力。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的技術(shù)使得能夠在 第一壓力信號(hào)中抑制周期性和非周期性的擾動(dòng)，因而該技術(shù)基于第二壓力傳感器的信號(hào)響 應(yīng)動(dòng)態(tài)地模擬第一壓力傳感器的信號(hào)響應(yīng)。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，模擬的第一壓力信號(hào)被生成為模擬的信號(hào)值的時(shí)間序列，并且 其中，所述模擬塊被配置為生成每個(gè)模擬的信號(hào)值以將第一壓力傳感器的瞬時(shí)信號(hào)響應(yīng)表 示為第二壓力信號(hào)中一個(gè)或多個(gè)先前信號(hào)值的函數(shù)。所述模擬塊可以被配置為生成每個(gè)模 擬的信號(hào)值以將第一壓力傳感器的瞬時(shí)信號(hào)響應(yīng)表示為第二壓力信號(hào)中先前信號(hào)值的函 數(shù)以及第一壓力信號(hào)中先前信號(hào)值的函數(shù)。可替代地或附加地，所述濾波塊可以被配置為 從第一壓力信號(hào)的對(duì)應(yīng)信號(hào)值中減去每個(gè)模擬的信號(hào)值以生成濾波后的信號(hào)中的濾波后 的信號(hào)值。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述模擬塊被配置為，在模擬的第一壓力信號(hào)中，模擬第一壓力 傳感器對(duì)源自處理流體供應(yīng)系統(tǒng)的信號(hào)干擾的大小、形狀和時(shí)序的信號(hào)響應(yīng)。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述模擬塊被配置為使用包括模型參數(shù)集合的第一模型函數(shù)來 生成模擬的第一壓力信號(hào)，其中，所述模擬參數(shù)集合定義第二壓力信號(hào)中具有固定長(zhǎng)度的 移動(dòng)時(shí)間窗口內(nèi)的先前信號(hào)值以及可選的第一壓力信號(hào)中具有固定長(zhǎng)度的另一移動(dòng)時(shí)間 窗口內(nèi)的先前信號(hào)值的加權(quán)總和。所述第一模型函數(shù)可以是受控自回歸模型或受控自回歸 滑動(dòng)平均模型。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述模擬塊被配置為根據(jù)時(shí)間優(yōu)選地通過回歸方式更新所述模 型參數(shù)集合。
[0025] 在一個(gè)實(shí)際的實(shí)施方式中，所述監(jiān)控裝置被配置為重復(fù)執(zhí)行包括如下步驟的處理 序列：通過第一輸入塊獲得第一壓力信號(hào)的信號(hào)值；通過第二輸入塊獲得第二壓力信號(hào)的 信號(hào)值；通過模擬塊取出模擬的第一壓力信號(hào)的模擬信號(hào)值，模擬信號(hào)值是在先前處理序 列中被計(jì)算出的；通過濾波塊從第一壓力信號(hào)（y)的信號(hào)值減去模擬信號(hào)值生成濾波后 的信號(hào)值；通過模擬塊更新測(cè)量矢量CP(S)以包括第二壓力信號(hào)的信號(hào)值，使得測(cè)量矢量包 含用于后續(xù)處理序列的移動(dòng)時(shí)間窗口內(nèi)的先前信號(hào)值；通過模擬塊可選地更新測(cè)量矢量 cp(s)，以包括第一壓力信號(hào)的信號(hào)值，使得測(cè)量矢量包括用于后續(xù)處理序列的另一移動(dòng)時(shí) 間窗口內(nèi)的先前信號(hào)值；以及通過模擬塊根據(jù)模型參數(shù)集合以及更新后的測(cè)量矢量計(jì)算模 擬的信號(hào)值，以用于即將到來的處理序列。模擬塊可以被進(jìn)一步配置為，在每個(gè)處理序列 中，至少在監(jiān)控裝置的啟動(dòng)階段期間，以遞歸方式根據(jù)如下方程計(jì)算含有模型參數(shù)集合的 矢量Xe (S):
【權(quán)利要求】
1. 一種監(jiān)控裝置，包括： 第一輸入塊（50)，被配置為獲得來自第一壓力傳感器（6a)的第一壓力信號(hào)（y)，所述 第一壓力傳感器（6a)被布置在體外血液回路（la)中以檢測(cè)被血液泵送裝置（4)泵送通過 所述體外血液回路（la)中的血液處理單元（5)的血液中的壓力變化，其中，所述體外血液 回路（la)連接至主體的心血管系統(tǒng)； 第二輸入塊（51)，被配置為獲得來自第二壓力傳感器（6b)的第二壓力信號(hào)（u)，所述 第二壓力傳感器（6b)被布置在處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)中以檢測(cè)被所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng) (lb)泵送通過所述血液處理單元（5)的處理流體中的壓力變化； 模擬塊（56)，被配置為根據(jù)所述第二壓力信號(hào)（u)生成模擬的第一壓力信號(hào)0)，所述 模擬的第一壓力信號(hào)模擬所述第一壓力傳感器（6a)的同時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)； 濾波塊（53)，被配置為根據(jù)所述第一壓力信號(hào)（y)和所述模擬的第一壓力信號(hào)(^)生 成濾波后的信號(hào)（yf)，從而與所述第一壓力信號(hào)（y)相比，在所述濾波后的信號(hào)（yf)中抑 制源自所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)的信號(hào)干擾；以及 脈沖檢測(cè)塊（54)，被配置為處理所述濾波后的信號(hào)（yf)以檢測(cè)源自所述主體的主體脈 沖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬的第一壓力信號(hào)〇?)被生成為模擬 的信號(hào)值的時(shí)間序列，并且其中，所述模擬塊（56)被配置為生成每個(gè)模擬的信號(hào)值以將所 述第一壓力傳感器（6a)的瞬時(shí)信號(hào)響應(yīng)表不為所述第二壓力信號(hào)（u)中一個(gè)或多個(gè)先前 信號(hào)值的函數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為生成每個(gè)模擬的 信號(hào)值以將所述第一壓力傳感器（6a)的瞬時(shí)信號(hào)響應(yīng)表不為所述第二壓力信號(hào)（u)中先 前信號(hào)值的函數(shù)以及所述第一壓力信號(hào)（y)中先前信號(hào)值的函數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的監(jiān)控裝置，其中，所述濾波塊（53)被配置為從所述第一 壓力信號(hào)（y)的對(duì)應(yīng)信號(hào)值中減去每個(gè)模擬的信號(hào)值以生成所述濾波后的信號(hào)（y f)中的 濾波后的信號(hào)值。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為，在 所述模擬的第一壓力信號(hào)(y)中，模擬所述第一壓力傳感器（6a)對(duì)于源自處理流體供應(yīng)系 統(tǒng)（lb)的信號(hào)干擾的大小、形狀和時(shí)序的信號(hào)響應(yīng)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為使用 包括模型參數(shù)集合的第一模型函數(shù)來生成所述模擬的第一壓力信號(hào)G)，其中，所述模型參 數(shù)集合定義所述第二壓力信號(hào)（u)中具有固定長(zhǎng)度的移動(dòng)時(shí)間窗口（W1)內(nèi)的先前信號(hào)值 以及可選的所述第一壓力信號(hào)（y)中具有固定長(zhǎng)度的另一移動(dòng)時(shí)間窗口（W2)內(nèi)的先前信 號(hào)值的加權(quán)總和。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)控裝置，其中，所述第一模型函數(shù)是受控自回歸模型或受 控自回歸滑動(dòng)平均模型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為根據(jù)時(shí)間來 更新所述模型參數(shù)集合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為以遞歸方式更新 所述模型參數(shù)集合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6到9中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，被配置為重復(fù)執(zhí)行包括如下步驟的 處理序列： 通過所述第一輸入塊（50)獲得所述第一壓力信號(hào)（y)的信號(hào)值； 通過所述第二輸入塊（51)獲得所述第二壓力信號(hào)（u)的信號(hào)值； 通過所述模擬塊（52)取出所述模擬的第一壓力信號(hào)0)的模擬信號(hào)值，所述模擬信號(hào) 值是在先前處理序列中被計(jì)算出的； 通過所述濾波塊（53)從所述第一壓力信號(hào)（y)的信號(hào)值減去所述模擬信號(hào)值來生成 濾波后的信號(hào)值； 通過所述模擬塊（56)更新測(cè)量矢量以包括所述第二壓力信號(hào)（u)的信號(hào)值，使得所述 測(cè)量矢量包含用于后續(xù)處理序列的移動(dòng)時(shí)間窗口內(nèi)（W1)的先前信號(hào)值； 通過所述模擬塊（56)可選地更新所述測(cè)量矢量以包括所述第一壓力信號(hào)（y)的信號(hào) 值，使得所述測(cè)量矢量包括用于后續(xù)處理序列的另一移動(dòng)時(shí)間窗口（W2)內(nèi)的先前信號(hào)值； 以及 通過所述模擬塊（56)并根據(jù)所述模型參數(shù)集合以及更新后的測(cè)量矢量來計(jì)算用于即 將到來的處理序列的模擬信號(hào)值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為，在每個(gè)處理序 列中，至少在所述監(jiān)控裝置的啟動(dòng)階段，以遞歸方式根據(jù)如下方程計(jì)算含有所述模型參數(shù) 集合的矢量x e(s):
其中，\(s-l)是在先前處理序列中計(jì)算的含有所述模型參數(shù)集合的值的矢量，y(s) 是在當(dāng)前處理序列中獲得的第一壓力信號(hào)的信號(hào)值，q>(S)是在所述更新之前的測(cè)量矢量， P(s)是矩陣，λ是小于或等于1的全局權(quán)重因子，R是常數(shù)半正定矩陣。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為，通過在當(dāng)前處 理序列中獲得由所述濾波塊（53)生成的濾波后的信號(hào)值來估計(jì)[y(s)-cp(S)T'xe(S-l)]。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的監(jiān)控裝置，其中，所述全局權(quán)重因子小于1，λ〈1。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的監(jiān)控裝置，其中，至少R中的常數(shù)值的子集是非零 的。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述模擬塊（56)被配置為通 過使用FIR(有限沖擊響應(yīng)）濾波器或IIR(無限沖擊響應(yīng)）濾波器來生成所述模擬的第一 壓力信號(hào)。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述第一輸入塊和所述第二輸 入塊（50, 51)被配置為執(zhí)行預(yù)備濾波以分別在所述第一壓力信號(hào)（y)和所述第二壓力信號(hào) (u)中基本消除源自所述血液泵（4)的壓力脈動(dòng)。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述體外血液回路（la)和所 述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)包括在用于體外血液處理的裝置（1)中，并且其中，所述第一輸 入塊和所述第二輸入塊（50, 51)被配置為執(zhí)行預(yù)備濾波以分別在第一第二壓力信號(hào)（y)和 所述第二壓力信號(hào)（u)中基本消除源自用于體外血液處理的裝置（1)中的周期性壓力脈 動(dòng)。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述第二壓力傳感器^b)被 布置為感測(cè)所述主體脈沖，其中，所述監(jiān)控裝置還包括第三輸入塊（71)，所述第三輸入塊 (71)用于獲得來自第三壓力傳感器（6c)的第三壓力信號(hào)（V)，所述第三壓力傳感器（6c) 被布置在所述體外血液回路（la)中從而感測(cè)主體脈沖，并且基本上與源自所述處理流體 供應(yīng)系統(tǒng)（lb)的壓力變化隔離，并且其中所述模擬塊（56)包括：第一子塊（72)，被配置為 根據(jù)所述第三壓力信號(hào)（v)生成模擬的第二壓力信號(hào)⑷)，所述模擬的第二壓力信號(hào)(幻模 擬所述第二壓力傳感器（6b)的同時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)；第二子塊（73)，被配置為通過從所述 第二壓力信號(hào)（u)減去所述模擬的第二壓力信號(hào)⑷)來生成濾波后的第二壓力信號(hào)（u f); 以及第三子塊（52)，被配置為根據(jù)所述濾波后的第二壓力信號(hào)（uf)生成所述模擬的第一壓 力信號(hào)ω。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的監(jiān)控裝置，其中，所述第一子塊（73)被配置為，在所述模擬 的第二壓力信號(hào)(句中模擬所述第二壓力傳感器^b)對(duì)于所述主體脈沖的信號(hào)響應(yīng)。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控裝置，其中，所述體外血液回路（la)從血 液抽取裝置（2'）延伸至血液返回裝置（2")，所述血液抽取裝置（2'）連接至主體的心血管 系統(tǒng)，所述血液返回裝置（2"）連接至主體的心血管系統(tǒng)，其中，所述第一壓力傳感器（6a) 被布置在所述體外血液回路（la)中所述血液泵送裝置（4)和所述血液處理單元（5)的下 游，所述監(jiān)控裝置被配置為，基于由所述脈沖檢測(cè)塊（54)在所述濾波后的信號(hào)中檢測(cè)到不 存在主體脈沖，以信號(hào)通知所述血液返回裝置（2"）脫出。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的監(jiān)控裝置，其中，所述體外血液回路（la)從血液抽 取裝置（2'）延伸至血液返回裝置（2"），所述血液抽取裝置（2'）連接至主體的心血管系 統(tǒng)，所述血液返回裝置（2"）連接至主體的心血管系統(tǒng)，其中，所述第一壓力傳感器（6a)被 布置在所述體外血液回路（la)中所述血液泵送裝置（4)和所述血液處理單元（5)的下游， 所述第三壓力傳感器（6c)布置在所述體外血液回路（la)中所述血液泵送裝置（4)和所述 血液處理單元（5)的上游，所述監(jiān)控裝置被配置為，基于由所述脈沖檢測(cè)塊（54)在所述濾 波后的信號(hào)（y f)中檢測(cè)到不存在主體脈沖，以信號(hào)通知所述血液返回裝置（2"）脫出。
22. -種監(jiān)控裝置，包括： 用于獲得來自第一壓力傳感器（6a)的第一壓力信號(hào)（y)的裝置（50)，所述第一壓力 傳感器（6a)被布置在體外血液回路（la)中以檢測(cè)被血液泵送裝置（4)泵送通過所述體外 血液回路（la)中的血液處理單元（5)的血液中的壓力變化，其中，所述體外血液回路（la) 連接至主體的心血管系統(tǒng)； 用于獲得來自第二壓力傳感器（6b)的第二壓力信號(hào)（u)的裝置（51)，所述第二壓力傳 感器（6b)被布置在處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)中以檢測(cè)被所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)泵送 通過所述血液處理單元（5)的處理流體中的壓力變化； 用于根據(jù)所述第二壓力信號(hào)（U)生成模擬的第一壓力信號(hào)(JO的裝置（56)，所述模擬 的第一壓力信號(hào)C0用于模擬所述第一壓力傳感器（6a)的同時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)； 用于根據(jù)所述第一壓力信號(hào)（y)和所述模擬的第一壓力信號(hào)(；'）生成濾波后的信號(hào) (yf)的裝置（53)，從而與所述第一壓力信號(hào)（y)相比，在所述濾波后的信號(hào)（yf)中抑制源 自所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)的信號(hào)干擾；以及 用于處理所述濾波后的信號(hào)（yf)以檢測(cè)源自所述主體的主體脈沖的裝置（54)。
23. -種用于體外血液處理的裝置，所述裝置包括：體外血液回路（la)，用于連接至主 體的心血管系統(tǒng)；血液處理單元（5)，位于所述體外血液回路（la)中；血液泵送裝置（4)， 位于所述體外血液回路（la)中，可操作為將血液泵送通過所述血液處理單元（5);處理流 體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)，可操作為將處理流體泵送通過所述血液處理單元（5);第一壓力傳感器 (6a)，布置在所述體外血液回路（la)中，以檢測(cè)被泵送通過所述血液處理單元（5)的血液 中的壓力變化；第二壓力傳感器^b)，布置在所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)中，以檢測(cè)被泵 送通過所述血液處理單元（5)的處理流體中的壓力變化，所述裝置還包括在任一前述權(quán)利 要求中闡明的監(jiān)控裝置。
24. -種監(jiān)控方法，包括： 獲得來自第一壓力傳感器（6a)的第一壓力信號(hào)（y)，所述第一壓力傳感器（6a)被布置 在體外血液回路（la)中以檢測(cè)被泵送通過所述體外血液回路（la)中的血液處理單元（5) 的血液中的壓力變化，其中，所述體外血液回路（la)連接至主體的心血管系統(tǒng)； 獲得來自第二壓力傳感器（6b)的第二壓力信號(hào)（u)，所述第二壓力傳感器（6b)被布置 在處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)中以檢測(cè)被所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)泵送通過所述血液處理 單元（5)的處理流體中的壓力變化； 根據(jù)所述第二壓力信號(hào)（u)生成模擬的第一壓力信號(hào)σ')，所述模擬的第一壓力信號(hào) CP')用于模擬所述第一壓力傳感器（6a)的同時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)； 根據(jù)所述第一壓力信號(hào)（y)和所述模擬的第一壓力信號(hào)G)生成濾波后的信號(hào)（yf)，從 而與所述第一壓力信號(hào)（y)相比，在所述濾波后的信號(hào)（yf)中抑制源自所述處理流體供應(yīng) 系統(tǒng)（lb)的信號(hào)干擾；以及 處理所述濾波后的信號(hào)（yf)以檢測(cè)源自所述主體的主體脈沖。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述模擬的第一壓力信號(hào)(/'）被生成為模擬的 信號(hào)值的時(shí)間序列，其中，每個(gè)模擬的信號(hào)值被生成以將所述第一壓力傳感器^a)的瞬時(shí) 信號(hào)響應(yīng)表示為所述第二壓力信號(hào)（u)中一個(gè)或多個(gè)先前信號(hào)值的函數(shù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，每個(gè)模擬的信號(hào)值被生成以將所述第一壓力 傳感器^a)的瞬時(shí)信號(hào)響應(yīng)表示為所述第二壓力信號(hào)（u)中先前信號(hào)值的函數(shù)以及所述 第一壓力信號(hào)（y)中先前信號(hào)值的函數(shù)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的方法，其中，生成濾波后的信號(hào)（yf)的步驟包括：從 所述第一壓力信號(hào)（y)的對(duì)應(yīng)信號(hào)值中減去每個(gè)模擬的信號(hào)值以生成所述濾波后的信號(hào) (yf)中的濾波后的信號(hào)值。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24到27中任一項(xiàng)所述的方法，其中，生成模擬的第一壓力信號(hào)G)的 步驟包括：在所述模擬的第一壓力信號(hào)(J0中，模擬所述第一壓力傳感器^a)對(duì)于源自所 述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)的信號(hào)干擾的大小、形狀和時(shí)序的信號(hào)響應(yīng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24到28中任一項(xiàng)所述的方法，其中，生成模擬的第一壓力信號(hào)G)的 步驟包括：使用包括模型參數(shù)集合的第一模型函數(shù)來生成模擬的第一壓力信號(hào)G)，使得所 述模擬參數(shù)集合定義所述第二壓力信號(hào)（u)中具有固定長(zhǎng)度的移動(dòng)時(shí)間窗口（W1)內(nèi)的先 前信號(hào)值以及可選的所述第一壓力信號(hào)（y)中具有固定長(zhǎng)度的另一移動(dòng)時(shí)間窗口（W2)內(nèi) 的先前信號(hào)值的加權(quán)總和。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述第一模型函數(shù)是受控自回歸模型或受控 自回歸滑動(dòng)平均模型。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的方法，還包括：根據(jù)時(shí)間更新所述模型參數(shù)集合。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，以回歸方式更新所述模型參數(shù)集合。
33. 根據(jù)權(quán)利要求29到32中任一項(xiàng)所述的方法，重復(fù)執(zhí)行包括如下步驟的處理序列： 在獲得所述第一壓力信號(hào)的步驟中獲得所述第一壓力信號(hào)（y)的當(dāng)前信號(hào)值； 在獲得所述第二壓力信號(hào)的步驟中獲得所述第二壓力信號(hào)（u)的當(dāng)前信號(hào)值； 在生成所述模擬的第一壓力信號(hào)的步驟中取出所述模擬的第一壓力信號(hào)〇?)1的當(dāng)前模 擬信號(hào)值，所述當(dāng)前模擬信號(hào)值是在先前處理序列中被計(jì)算出的； 在生成所述濾波后的信號(hào)的步驟中從第一壓力信號(hào)（y)的當(dāng)前信號(hào)值減去當(dāng)前模擬 信號(hào)值生成當(dāng)前的濾波后的信號(hào)值； 更新測(cè)量矢量以包括所述第二壓力信號(hào)（u)的當(dāng)前信號(hào)值，使得所述測(cè)量矢量包含用 于后續(xù)處理序列的移動(dòng)時(shí)間窗口（W1)內(nèi)的先前信號(hào)值； 可選地更新所述測(cè)量矢量以包括所述第一壓力信號(hào)（y)的當(dāng)前信號(hào)值，使得所述測(cè)量 矢量包含用于后續(xù)處理序列的另一移動(dòng)時(shí)間窗口（W2)內(nèi)的先前信號(hào)值；以及 在生成所述模擬的第一壓力信號(hào)的步驟中根據(jù)所述模型參數(shù)集合以及更新后的測(cè)量 矢量計(jì)算用于即將到來的處理序列的模擬的信號(hào)值。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括：在每個(gè)處理序列中，至少在所述方法的啟動(dòng) 階段，以遞歸方式根據(jù)如下方程計(jì)算含有所述模型參數(shù)集合的矢量\(s):
其中，\(s-l)是在先前處理序列中計(jì)算的含有模型參數(shù)集合的值的矢量，y(s)是第一 壓力信號(hào)的當(dāng)前信號(hào)值，tp(S):是在所述更新之前的測(cè)量矢量，P(s)是矩陣，λ是小于或等 于1的全局權(quán)重因子，R是常數(shù)半正定矩陣。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，用當(dāng)前濾波后的信號(hào)值來替換
36. 根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的方法，其中，所述全局權(quán)重因子小于1，λ〈1。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34、35或36所述的方法，其中，至少R中的常數(shù)值的子集是非零的。
38. 根據(jù)權(quán)利要求24到37中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過使用FIR (有限沖擊響應(yīng)） 濾波器或IIR(無限沖擊響應(yīng)）濾波器來生成所述模擬的第一壓力信號(hào)(/)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求24到38中任一項(xiàng)所述的方法，其中，獲得所述第一壓力信號(hào)和所述 第二壓力信號(hào)的步驟包括各自的濾波步驟以分別在所述第一壓力信號(hào)（y)和所述第二壓 力信號(hào)（u)中基本消除源自所述血液泵（4)的壓力脈動(dòng)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求24到39中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述體外血液回路（la)和所 述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)包括在用于體外血液處理的裝置（1)中，并且其中，獲得所述第 一壓力信號(hào)和所述第二壓力信號(hào)的步驟包括各自的濾波步驟，以分別在第一第二壓力信號(hào) (y)和所述第二壓力信號(hào)（u)中基本消除源自用于體外血液處理的裝置（1)中的周期性壓 力脈動(dòng)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求24到40中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二壓力傳感器^b)被布 置為感測(cè)所述主體脈沖，其中，所述方法還包括獲得來自第三壓力傳感器^c)的第三壓力 信號(hào)（v)的步驟，所述第三壓力傳感器^c)被布置在所述體外血液回路（la)中從而感測(cè) 所述主體脈沖，并且基本上與源自所述處理流體供應(yīng)系統(tǒng)（lb)的壓力變化隔離，并且其中 生成所述模擬的第一壓力信號(hào)G)的步驟包括：根據(jù)所述第三壓力信號(hào)（v)生成模擬的第 二壓力信號(hào)(幻的步驟，所述模擬的第二壓力信號(hào)(幻模擬所述第二壓力傳感器（6b)的同 時(shí)發(fā)生的信號(hào)響應(yīng)；通過從所述第二壓力信號(hào)（u)減去所述模擬的第二壓力信號(hào)(幻來生 成濾波后的第二壓力信號(hào)（uf)的步驟；以及根據(jù)所述濾波后的第二壓力信號(hào)（uf)生成所述 模擬的第一壓力信號(hào)(V)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，生成所述模擬的第二壓力信號(hào)⑷）的步驟包 括：在所述模擬的第二壓力信號(hào)(幻中模擬所述第二壓力傳感器^b)對(duì)于所述主體脈沖的 信號(hào)響應(yīng)。
43. 根據(jù)權(quán)利要求24到42中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述體外血液回路（la)從血液 抽取裝置（2'）延伸至血液返回裝置（2"），所述血液抽取裝置（2'）連接至主體的心血管 系統(tǒng)，所述血液返回裝置（2"）連接至主體的心血管系統(tǒng)，其中，所述第一壓力傳感器（6a) 被布置在所述體外血液回路（la)中所述血液泵送裝置（4)和所述血液處理單元（5)的下 游，所述方法包括：基于在所述濾波后的信號(hào)（y f)中檢測(cè)到不存在主體脈沖，以信號(hào)通知所 述血液返回裝置（2"）脫出的步驟。
44. 根據(jù)權(quán)利要求41或42所述的方法，其中，所述體外血液回路（la)從血液抽取裝置 (2'）延伸至血液返回裝置（2"），所述血液抽取裝置（2'）連接至主體的心血管系統(tǒng)，所述 血液返回裝置（2"）連接至主體的心血管系統(tǒng)，其中，所述第一壓力傳感器（6a)被布置在所 述體外血液回路（la)中所述血液泵送裝置（4)和所述血液處理單元（5)的下游，所述第三 壓力傳感器（6c)布置在所述體外血液回路（la)中所述血液泵送裝置（4)和所述血液處理 單元（5)的上游，所述方法包括：基于在所述濾波后的信號(hào)（y f)中檢測(cè)到不存在主體脈沖， 以信號(hào)通知所述血液返回裝置（2"）脫出的步驟。
45. -種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)被處理器執(zhí)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)指令促使 所述處理器執(zhí)行權(quán)利要求22到44中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】A61M1/36GK104302332SQ201380025919
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月18日
【發(fā)明者】揚(yáng)·斯坦貝, 馬蒂斯·霍爾默, 布·奧爾德, 克里斯蒂安·索雷姆, 安德斯·瓦倫伯格, 佩爾·漢松 申請(qǐng)人:甘布羅倫迪亞股份公司