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1、(10)授权公告号 CN 102387739 B (45)授权公告日 2015.02.18 CN 102387739 B (21)申请号 201080016171.3 (22)申请日 2010.04.08 102009017304.8 2009.04.11 DE A61B 5/00(2006.01) A61M 1/16(2006.01) (73)专利权人 德国弗雷泽纽斯医疗保健股份有 限公司 地址 德国巴特洪堡 (72)发明人 张伟 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 李宝泉 周亚荣 WO 2007/140993 A1,2007.12.13, 权利要求。
2、 1 及说明书附图 3. WO 2004/057313 A1,2004.07.08, 说明书第 4 页第 1 行至第 5 页第 18 行, 说明书附图 1-5. CN 101282749 A,2008.10.08, US 5312550 A,1994.05.17, CN 1798520 A,2006.07.05, US 2004/0129616 A1,2004.07.08,说明书第 0029、 0040-0062 段及说明书附图 1、 3. EP 1389475 A2,2004.02.18, US 6493567 B1,2002.12.10, (54) 发明名称 用于体外血液处理装置的测量血液。
3、中血液成 分的装置 (57) 摘要 本发明涉及用于体外血液处理装置的测量 血液中血液成分的装置和方法, 其包括被半透膜 (2) 分隔成第一室 (3) 和第二室 (4) 的透析器 (1), 或包括过滤器, 并包括可穿透电磁辐射的软 管管线 (5, 7 ; 10, 11) 的软管管线系统 (I, II)。本 发明基于变化在软管管线系统 (I) 的一个软管管 线 (5) 中的测量部位处流动的液体的动力学的事 实。这可以通过改变软管管线中的测量部位处液 体的流动性质来实现, 特别是通过停止布置在所 述软管管线 (5) 中的血液泵 (6) 和 / 或通过闭合 所述软管管线中的关闭构件 (22) 来实现。。
4、根据 应用患者手指处压力套箍的已知方法, 然后进行 得到的测量数据的实际分析以确定血液成分的浓 度, 但是其中本发明分析进入软管管线 (5) 的测 量部位处的光的强度和离开软管管线的测量部位 处的光的强度。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2011.10.10 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2010/002188 2010.04.08 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2010/115621 DE 2010.10.14 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 薛艳华 权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国。
5、国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书8页 附图5页 (10)授权公告号 CN 102387739 B CN 102387739 B 1/1 页 2 1. 一种用于体外血液处理设备的测量血液中血液成分的装置, 所述体外血液处理设备 包括被半透膜分成第一室和第二室的透析器或过滤器、 和柔性管线系统, 所述柔性管线系 统具有通向所述透析器或过滤器的所述第一室的血液进给管线、 和从所述透析器或过滤器 的所述第一室引出的血液回流管线, 所述柔性管线系统具有可透过电磁辐射的柔性管线, 所述测量血液中血液成分的装置具有 : 测量机构, 其具有用于发射进入所述柔性管线系统的一个所述柔性管线。
6、的测量点处的 电磁辐射的装置、 和用于接收从所述柔性管线的所述测量点处出来的电磁辐射的装置, 所 述测量机构提供测量数据, 所述测量数据表征进入所述柔性管线的所述测量点处和从所述 柔性管线的所述测量点处出来的电磁辐射的强度, 用于改变所述柔性管线中的所述测量点处流动的流体的流体动力学行为的装置, 用于分析所述测量机构在流体动力学行为改变期间得到的所述测量数据并且用于从 所述测量数据确定血液成分的浓度的装置, 其特征在于 用于改变所述血液进给管线或血液回流管线中流动的血液的流体动力学行为的装置 具有布置在所述血液进给管线或血液回流管线中用于泵送血液的血液泵、 布置在所述血液 进给管线或血液回流管。
7、线中的关闭构件、 和用于操作所述血液泵和所述关闭构件的装置, 所述装置被设计成改变所述血液进给管线或血液回流管线中的血液流速, 所述测量机构布 置在所述血液进给管线或血液回流管线上。 2. 根据权利要求 1 所述的装置, 其特征在于用于改变血液的流体动力学行为的所述装 置具有布置在所述血液进给管线中用于泵送血液的血液泵、 和布置在所述血液进给管线中 的关闭构件。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置, 其特征在于用于操作所述血液泵和所述关闭构件 的装置被设计成在停止所述血液泵时, 所述关闭构件多于一次至少部分闭合和至少部分打 开。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置, 其特征在于。
8、所述关闭构件是布置在所述血液进给 管线上的管夹。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置, 其特征在于用于发射电磁辐射的装置采取发射彼 此不同的第一波长和第二波长的电磁辐射的装置形式。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置, 其特征在于用于发射电磁辐射的装置采取在彼此 正交的不同方向发射电磁辐射的装置形式。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置, 其特征在于用于接收电磁辐射的装置采取从彼此 正交的不同方向接收电磁辐射的装置形式。 8.根据权利要求1或2所述的装置, 其特征在于所述电磁辐射是波长在385nm和950nm 之间的光。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置, 其。
9、特征在于所述血液成分是葡萄糖。 10. 一种体外血液处理设备, 其包括被半透膜分成第一室和第二室的透析器或过滤器、 和具有可透过电磁辐射的柔性管线的柔性管线系统, 所述体外血液处理设备具有根据权利 要求 1 至 9 任一项所述的测量血液中血液成分的装置。 权 利 要 求 书 CN 102387739 B 2 1/8 页 3 用于体外血液处理装置的测量血液中血液成分的装置 技术领域 0001 本发明涉及用于体外血液处理设备的测量血液中血液成分的装置和方法, 其包括 被半透膜分成第一室和第二室的透析器或过滤器, 和具有可透射电磁辐射的柔性管线的柔 性管线系统。 背景技术 0002 在慢性肾衰竭的情。
10、况下, 各种体外血液治疗或净化方法用于除去需要排泄的物质 和用于回收流体。血液透析中, 患者的血液在身体外部的透析器中净化。透析器具有被半 透膜隔开的血液室和透析流体室。处理期间, 患者的血液流过血液室。为了能够有效清除 血液中需要排泄的物质, 有新鲜的透析流体连续流过透析流体室。 0003 然而, 在血液透析 (HD) 中, 低分子物质运输过透析器的膜实质上是由透析流体和 血液之间的浓度差异决定的 ( 扩散 ), 在血液过滤 (HF) 中, 溶解在血浆的水中的物质, 特别 是分子量相当高的物质, 被高流量流过透析器的膜的流体除去(运流)。 这两种方法的组合 被称作血液透析过滤 (HDF)。 。
11、0004 在透析患者中, 在肾衰竭之外经常发生的是伴随疾病, 其中之一, 在所有病例中排 第三位的, 是糖尿病。 为了使任何进一步的损害性后遗症最小化, 有必要将糖尿病治疗到最 佳调整状态。糖尿病的诊断和治疗的监测通过测量血糖 ( 血液葡萄糖 ) 来执行。 0005 测量血糖的有创和无创方法是已知的。 测定血糖的已知无创方法是基于测量患者 血液中光的透射。在红外区中, 葡萄糖的吸收谱带是在 760nm、 920nm 和 1000nm 处。但是, 吸收少得简直不可检测。因此 应用了所谓的人工血液动力学。 0006 用于已知的无创方法以测量患者血液的葡萄糖浓度的是一种测量机构, 其具有加 在患者手。
12、指上的压力套箍, 该压力套箍具有光源和测量透射的光学传感器。简单地向患者 手指上的压力套箍施加超过收缩压的压力, 从而停止手指中的血流, 借此产生所谓的人工 血液动力学。红血球聚集在一起成群, 从而增加了散射体的尺寸。用这种方法有可能浓缩 血液中的葡萄糖, 从而在测量透射的基础上进行测定。 0007 已知的测量方法提供了以不同方式分析的个体测量结果。然而, 所有测量方法的 共同之处在于, 向带有压力套箍的患者手指施加压力以产生人工血液动力学的同时, 在患 者手指处测量透射。 0008 上面描述的测量血液中葡萄糖浓度的方法详细记载于例如标题为 “Ilya Fine 等人 :Occlusion S。
13、pectroscopy as a New Paradigm for Non-Invasive Blood Measurement( 作 为 无 创 血 液 测 量 新 范 例 的 阻 塞 光 谱 术 ),Proceedings of SPIE,Vol.4263,pp.122-130,2001” 的论文中。 测量葡萄糖浓度的已知测量方法也详细记载 于 WO2006/006153A1、 WO2007/020647A1 和 WO2004/105596A1 中。 0009 WO2004/105596A1 描述了测量葡萄糖浓度的方法, 其中通过第一压力套箍停止手 指中的血流, 并通过布置在第一套箍和指尖。
14、之间的第二压力套箍调节指尖中的血流。用这 种手段在指尖中产生人工血液动力学, 这些实现了透射的测量并用来允许计算血红蛋白 说 明 书 CN 102387739 B 3 2/8 页 4 值。 0010 从 EP1 083 948B1 了解了在透析治疗期间测定透析流体中葡萄糖浓度的方法。然 而, 这种已知方法的前提是在透析治疗期间获取透析流体样品。 0011 测量葡萄糖的已知方法已经在实践中证明是成功的。 然而, 它的 缺点在于压力套 箍必须安装到患者的手指或者必须取样。 发明内容 0012 本发明的目的是提供一种装置, 通过它在利用血液处理设备进行体外血液处理期 间可以无创测量血液成分、 例如血。
15、液中葡萄糖的浓度。本发明的目的还在于指定在利用血 液处理设备进行体外血液处理期间用于无创测量血液中的血液成分的一种方法。 0013 依照本发明, 这些目标凭借权利要求 1 和 14 的特征实现。有利的实施例形成从属 权利要求的主题。 0014 本发明的装置和本发明的方法利用了以下事实 : 在已知的血液处理设备的部件中 使用的柔性管线系统通常是透射电磁辐射、 特别是透光的柔性管线。本发明基于改变在柔 性管线系统的至少一个柔性管线中的测量点处流动的流体的动力学。 这可以通过改变在柔 性管线系统的至少一个柔性管线的测量点处的流体的流体动力学行为来完成。 为了测定血 液成分的浓度, 然后通过利用患者手。
16、指上套箍的已知方法执行所得到的测量数据的实际分 析, 但是在这种情况下本发明分析的是进入柔性管线的测量点处并从柔性管线的该测量点 出来的电磁辐射的各种波长的强度。在柔性管线中流动的流体的流体动力学行为改变, 致 使能够通过测量透射、 反射和散射光来测定血液成分。 0015 除所述测量机构以外, 本发明的装置和本发明的方法能够利用已经存在于体外血 液处理设备的已知部件中的组件。这些包括例如中央控制和计算单元, 通过它们可以进行 测量需要的设置, 并可以执行所得到的测量数据的分析。本发明的装置和本发明的方法的 关键优势在于在体外血液处理前、 后或期间有可能无创测量血液成分, 但是不需要必须安 装到。
17、患者手指的压力套箍或者必须获取透析流体的样品。 0016 体外血液处理使得有可能做到连续访问患者血液。血液的各种成 分, 例如葡萄 糖, 能够通过体外血液处理设备的透析器或过滤器, 因此, 测量可以根本上在体外血液回路 和透析流体回路二者中进行。但是优选在体外血液回路的柔性管线系统的至少一个柔性 管线中进行测量, 特别是在通向所述血液处理设备的透析器或过滤器的血液室的血液进给 (infeed) 管线中进行。 0017 在体外血液回路的至少一个柔性管线中流动的流体的流体动力学行为可以用不 同的方式加以改变。在本发明的一种特别优选的实施例中, 提供了通过改变布置在体外血 液回路、 特别是在血液进给。
18、管线中的血液泵的泵送速度, 对在血液进给管线或血液返回管 线中流动的血液的流体动力学行为进行改变。优选将血液泵停止短暂的时间间隔, 例如 2 至20秒, 特别是812秒。 但是血液泵不需要彻底停止, 血流可以只是突然减少。 基本上讲, 也可能短暂改变血液泵的泵送速度, 特别是短暂提高和降低, 以便改变流体动力学行为。 血 流可以例如从250ml/min提高到400ml/min, 然后在血流再次设定到250ml/min之前降低到 100ml/min。 0018 在另一种特别优选的实施例中, 将血液泵停止预先设置的短暂时间间隔, 同时闭 说 明 书 CN 102387739 B 4 3/8 页 5。
19、 合布置在体外血液回路、 特别是血液进给管线中血液泵上游点的关闭构件, 例如管夹, 在关 闭构件上游的柔性管线部分中执行测量。然后再次打开关闭构件, 血液泵恢复运行。关闭 构件也可能打开和关闭不止一次, 以造成血液动力学的人工改变。 关闭构件优选彻底闭合, 但是关闭构件也可能仅仅部分闭合, 使得柔性管线没有被彻底地夹闭。 唯一重要的事情是, 柔性管线中的血液动力学显著改变, 从而能够通过基于测量透射、 反射或散射光的已知测 量方法来测定血液成分。 附图说明 0019 本发明将在下文中参考附图详细说明。在附图中 : 0020 图 1 是示出体外血液处理设备的主要部件以及测量血液中血液成 分的装置。
20、的高 度简化示意图, 0021 图 2 是测量血液成分的装置中的测量机构的高度简化的立体示意图, 0022 图 3 是测量血液成分的装置的测量机构的示意平面图, 0023 图 4 是测量机构的截面图, 0024 图 5 示出了当血液泵停止时由测量机构测量的信号波形, 0025 图 6 示出了在测量透射的测量过程中测定的第一中间变量 Y1对葡萄糖浓度的依 赖性, 0026 图 7 示出了在测量反射的测量过程中测定的第一中间变量 Y1对葡萄糖浓度的依 赖性, 0027 图 8 示出了在测量透射的测量过程中测定的第二中间变量 Y2对葡萄糖浓度的依 赖性, 0028 图 9 示出了在测量透射的测量过程。
21、中测定的第三中间变量 Y3对葡萄糖浓度的依 赖性。 具体实施方式 0029 图1是可以作为血液透析设备和/或作为血液过滤设备操作的体外血液处理设备 的与本发明有关的那些组件的高度简化示意图。 因此体外血液处理设备在下面被称为血液 透析过滤设备。 0030 血液透析过滤设备具有透析器或过滤器1, 其被半透膜2分隔成血液室3和透析流 体室 4。血液室的入口 3a 与动脉血进给管线 5 的一端连接, 进给管线 5 中连接血液泵 6, 血 液室的出口 3b 与静脉血返回管线 7 的一端连接, 返回管线的后部中连接了滴注室 8。在动 脉和静脉血液管线 5 和 7 的另一端设置了动脉和静脉针头 ( 未显示。
22、 ) 供与患者连接。这部 分流体系统构成了血液透析过滤设备的体外血液回路 I。血液管线 5 和 7 是由充分透明的 材料制成的柔性管线, 其基本上可透光。 0031 血液透析过滤设备的透析流体系统 II 包括供应新鲜透析流体的部件 9, 其通过同 样透明的透析流体进给管线 10 与透析器 1 或过滤器的 透析流体室 4 的入口 4a 连接。通 向排放部件 12 的透明的透析流体返回管线 11 引导离开透析器 1 或过滤器的透析流体室 4 的出口 4b。布置在透析流体返回管线 11 中的透析流体泵 13 用来泵送透析流体。 0032 此外, 血液透析过滤设备还具有替代源14, 替代管线15从其通。
23、向静脉滴注室8, 替 说 明 书 CN 102387739 B 5 4/8 页 6 代管线 15 中连接替代泵 16。如果流体经过透析器 1 从血液回路流出的话, 来自替代源 14 的预置量的替代流体可以被替代泵 16 送入体外血液回路 I。 0033 所述透析过滤设备还包括中央控制和计算单元 17, 其通过控制线 6 、 13 、 16 与 血液泵 6、 透析流体泵 13 和替代泵 16 连接。所述控制和计算单元 17 向各组件发送控制命 令, 并从所述组件接收关于它们的运行状态的数据, 例如泵的泵送速率。 0034 下面将描述测量血液中的血液成分的本发明装置, 其可以形成独立的单元或可以 。
24、是体外血液处理设备的一部分。在本实施例中, 本发明的装置是体外血液处理设备的一部 分。 在这样的情况下, 本发明的装置用来测量患者血液中葡萄糖的浓度, 所述血液然后经动 脉血管线 5 流入透析器 1 的血液室 3。但是, 基本上讲, 用本发明的装置测量葡萄糖以外的 血液成分也是可能的。 0035 测量葡萄糖的装置具有测量机构 21( 在图 1 中仅大致显示 ), 布置在动脉血管线 5 的位于血液泵 6 上游的部分中。位于动脉血管线 5 的血液泵 6 和测量机构 21 之间的是关 闭构件18, 具体地是可电磁操作的管夹, 用它可以部分或完全夹闭柔性管线。 可电磁操作的 管夹 18 通过控制线 1。
25、8 与中央控制和计算单元 17 连接。测量机构 21 因此被布置在动脉 血管线 5 中的关闭构件 18 的上游。 0036 测量葡萄糖的装置还具有分析单元 24, 其通过数据线 19 与测量机构 21 连接。分 析单元 24 分析来自测量机构 21 的测量数据, 并确定血 液中葡萄糖的浓度, 所述浓度显示 在显示单元上 ( 未显示 )。 0037 如何分析测量机构得到的测量数据对于本发明不重要。 但重要的事实是由于不是 在患者手指而是在动脉血管线 5 中人为改变血液动力学, 所以用已知的方法进行测量是可 能的。用来测量血液成分的方法可以例如是记载于 WO2006/006153A1 或 WO20。
26、07/020647A1 中的方法, 它们的公开内容在此明确并入作为参考。 0038 图 2 至 4 是示出测量机构 21 的放大示意图。该测量机构与 WO2004/057313A1 中 详细描述的相同, 所述申请的公开内容在此明确并入作为参考。 0039 测量期间, 充满着血液的动脉血管线 5 在测量机构 21 处被夹住。为了这种目的, 测量机构 21 具有夹紧装置 22, 其具有四个彼此垂直定位的平面接触面 22A、 22B、 22C、 22D, 在它们之间可以夹紧柔性管线5。 夹紧装置22的尺寸要使得柔性管线5能够以它优选具有 平坦的外表面和内表面 5A、 5B 的方式来变形。此外, 测量。
27、机构 21 还具有发射电磁辐射的发 射器 24, 其具体包括多个光源 E1、 E2、 E3、 E4, 并具有电磁辐射接收器 25, 其具体包括多个光 检测器 D11、 D21、 D31、 D41、 D12、 D22、 D32、 D42。与光检测器一起, 光源形成测量透射的测量 装置、 测量散射光的测量装置和测量反射的测量装置。 0040 在顶部和底部以及沿着纵向侧面, 夹紧装置 22 分别具有彼此等距离排列的三孔 系列, 光源和光检测器布置在相应的孔中。所述电磁辐射是波长在 385nm 和 950nm 之间的 光。 0041 图 2 示出的光源 E1、 E2、 E3、 E4 具体是 LED, 。
28、布置在流动方向的第一个相应孔中, 而 光检测器 D11、 D12、 D21、 D22、 D31、 D32、 D41、 D42 具体是光电二极管, 布置在流动方向的第 二和第三个相应的孔中。光源和光检测器在流动方向的位置互换同样是可能的。 0042 LED 的 E1、 E2、 E3、 E4 发射两种不同波长的光, 优选 1 610nm/670nm 和 2 805nm, 所述光作为透过充满血液的柔性管线的光 ( 透射测量 )、 作为在充满血液的柔性管 说 明 书 CN 102387739 B 6 5/8 页 7 线中散射的光 ( 散射光测量 )、 和作为在充满血液的柔性管线中反射的光 ( 反射测量。
29、 ), 被 光电二极管 D11、 D12、 D21、 D22、 D31、 D32、 D41、 D42 检测。 0043 为了允许测量葡萄糖, 在充满血液的柔性管线中的测量点处产生人工血液动力 学。在本发明优选的实施例中, 中央控制和计算单元 17 运行血液泵 6, 致使血液泵停止短 暂的时间间隔, 特别是 10 秒。然后再次开动血液泵。因此, 血液动力学被最大化, 由此得到 提高的信噪比。 当由于血液泵停止使得重力停止作用时, 红血球自身再次取向, 并主要是沉 降。 0044 为了允许血液动力学改变, 替选的实施例提供了中央控制和计算单元 17 来操作 血液泵 6, 致使血液泵的泵送速度从 2。
30、50ml/min 增加到例如 400ml/min, 保持短暂的第一个 时间间隔, 然后降低到例如 100ml/min, 保持短暂的第二个时间间隔, 然后再次回到原来的 泵送速度。 0045 代替完全停止血液泵 6, 另一种替选实施例提供了仅仅大幅度降低血液泵的泵送 速度。血液泵的泵送速度例如从 250ml/min 降低到至少 100ml/min。但是, 用该实施例得到 的信噪比没有完全停止泵的情况中的好。 0046 在另一种替选实施例中, 中央控制和计算单元17操作血液泵6和可电磁操作的管 夹 18, 致使血液泵 6 停止预置的短暂时间间隔, 然后在所述预置的短暂时间间隔期间闭合 管夹18, 。
31、优选完全闭合或至少部分闭合。 从而在动脉血管线5的位于管夹18上游的部分中 的测量点处改变支配流动的条件。然后让血液泵 6 恢复运行并再次打开管夹 18。 在血液 泵 6 停止时的测量期间可以连续进行管夹的闭合和打开, 即在血液泵停止时, 管夹在时间 t1n时闭合和管夹在时间 t2n时打开, 如此往复。 0047 首先以一般形式描述测量方法。 在血液动力学正在被上面描述的方法中的一个人 工改变时, 测量机构在波长 1和 2处进行下面说明的测量。 0048 测量机构 21 测量前向散射 / 透射、 后向散射 / 反射和 90侧向散射。所有的测量 在波长 1和 2处进行。 0049 FS1(t)-。
32、 波长 1下的前向散射 / 透射, 0050 SS1(t)- 波长 1下的 90侧向散射, 0051 FS2(t)- 波长 2下的前向散射 / 透射, 0052 SS2(t)- 波长 2下的 90侧向散射, 0053 BS1(t)- 波长 1下的后向散射 / 反射, 0054 BS2(t)- 波长 2下的后向散射 / 反射, 0055 其中 t (t1,t2)。 0056 分析单元 24 从得到的前向散射、 后向散射和侧向散射的测量数据计算以下中间 变量中的至少一个 : 0057 x S1(t)/S2(t),S FS,BS,SS 0058 说 明 书 CN 102387739 B 7 6/8 。
33、页 8 0059 0060 然后通过已知的方法从计算的中间变量确定患者血液中葡萄糖的浓度 : 0061 G葡萄糖(t) g1(x), 或 0062 G葡萄糖(t) g2(y), 或 0063 G葡萄糖(t) g3(z)。 0064 与当测量葡萄糖时患者的血红蛋白几乎保持恒定相反, 在透析治疗过程中, 透析 患者的血红蛋白可以由于超滤作用而变动。 在实践中观察到血红蛋白的变化高达20。 血 红蛋白的这些变化对测量葡萄糖的准确性具有比较大的影响。 因此测量葡萄糖的本发明装 置提供了适当的补偿。 0065 透析治疗期间, 优选连续测量血红蛋白。血红蛋白的测量可以用与测量葡萄糖相 同的测量机构21进行。
34、。 但是, 用已知的方法测量血红蛋白CHB(t)是在给定波长下测量90 侧向散射的基础上进行的, 血液动力学没有被改变。 0066 CHB(t) f(SS(t) t (t1,t2)。 0067 血红蛋白 CHB(t) 已经被确定, 通过上面描述的方法确定的葡萄糖值作为血红蛋白 的函数进行补偿。 0068 为此目的, 提供了适当的校正因子, 其凭经验确定并存储在属于分析单元 24 的存 储器中。 0069 下面将详细描述本发明的实施例和本发明方法的实施例。 0070 在实验室试验中, 利用温度控制到37的牛血, 用上面描述的从WO2004/057313A1 了解的测量机构21进行测量。 通过短暂。
35、停止血 液泵6, 产生测量点处血液动力学的人工改 变。 0071 用测量机构 21 进行下面指定的测量, 以下中间变量 y1(t)、 y2(t)、 y3(t) 已经由分 析单元 24 计算出。这种情况下仅用单一波长或用两种波长执行葡萄糖的测量。 0072 在用单一波长测量的情况下, 给出与葡萄糖相关性的中间变量定义如下 : 0073 y1(t1) s(t1)s(t2) (1) 0074 其中 t1停止血液泵之前不久 0075 t2停止血液泵之后不久 0076 s信号类型可以是透射/前向散射(FS)、 侧向散射(SS)和反射/后向散射(BS)。 0077 在所述变量和血糖浓度之间得到的关系可以由。
36、试验确定, 该关系如下 : 0078 C葡萄糖(t1) f1(y1(t1)。 0079 在用两种波长测量的情况下, 给出与葡萄糖相关性的中间变量定义如下 : 0080 0081 或 0082 说 明 书 CN 102387739 B 8 7/8 页 9 0083 在所述变量和血糖浓度之间得到的关系可以由试验确定, 该关系如下 : 0084 C葡萄糖(t1) f2(y2(t1) 0085 或 0086 C葡萄糖(t1) f3(y3(t1)。 0087 测量可以例如在不同波长 1 610nm/670nm 和 2 805nm 下进行。 0088 可以从利用经验得到的相关性所确定的中间变量来确定葡萄糖。
37、含量。 为了允许调 节分析单元24和测量机构21, 以规定的方式人工改变人类献血者血液的葡萄糖浓度。 然后 将确定的中间变量与已知的葡萄糖含量关联。 将用这种方式作出的中间变量对葡萄糖含量 的映射作为函数存储在属于分析单元 24 的存储器中, 用于后续在每次测量之后能够计算 葡萄糖含量。为此目的所需要的通常是线性等式。但是也可能是以表 ( 查找表 ) 的形式储 存的相关性, 在所述表中用于测定的中间变量和变量彼此相映射。 0089 本发明装置的校准不需要对每个装置单独执行。在实践中, 对参考装置确定中间 变量和葡萄糖含量的相关性就足够了。但是, 为了能够补偿个体制造公差, 例如测量机构 21 。
38、的 LED 和光电二极管之间的距离不同, 可以在工厂中通过测量具有规定的特征的参考标 准, 来个别校准每个葡萄糖测量装置。人血可以用于此目的, 但是也可以是替代流体, 特别 是牛血。 0090 当测量透射时, 图 5 示出了血液泵 6 停止时用测量机构 21 测量的信号的波形。可 以看出, 当血液泵停止时, 信号突然下降。为了允许确定葡萄糖浓度, 分析单元 24 估算血液 泵停止之前例如时间间隔期间t1的信号水平, 和泵停止之后例如时间间隔t2期间的信号水 平, 以便确 定中间变量。 0091 图 6 示出了测量机构 21 在仅一个波长 670nm 和仅一个波长 805nm 下 测量透射的情况。
39、下的测量结果 ( 单波长测量 )。在波长 670nm 下的透射测量结果显示 为圆点, 在波长 805nm 下的显示为圆圈。根据血液泵停止之前不久的时间间隔 t1期 间的信号水平和血液泵停止之后即刻的时间间隔 t2期间的信号水平, 从等式 (1) 计算中间 变量。在这种情况下, 血液泵在 300ml/min 血流量时停止。相关系数在波长 670nm 下 是 0.9735, 在 805nm 下是 0.9805。 0092 图 7 示出了在仅一个波长 670nm 和仅一个波长 805nm 下测量反射的情 况下的测量结果 ( 单波长测量 )。在波长 670n 下测量反射的结果显示为圆点, 在波 长 8。
40、05nm 下的显示为圆圈。根据血液泵停止之前不久的时间间隔 t1期间的信号水平 和血液泵停止之后即刻的时间间隔 t2期间的信号水平, 从等式 (1) 计算中间变量。在这种 情况下, 血液泵在 300ml/min 血流量时停止。相关系数在波长 670nm 下是 0.9771, 在 805nm 下是 0.9735。 0093 图 8 示出了在两个波长 1 670nm 和 2 805nm 下两次测量透射的情况下的 测量结果 ( 双波长测量 )。根据血液泵停止之前不久的时间间隔 t1期间的信号水平和血液 泵停止之后即刻的时间间隔t2期间的信号水平, 从等式(2)分别计算1670nm和2 805nm 的。
41、第一和第二波长的中间变量。在这种情况下, 血液泵在 200ml/min 血流量下停止。 相关系数是 0.9713。 说 明 书 CN 102387739 B 9 8/8 页 10 0094 图 9 示出了在两个波长 1 670nm 和 2 805nm 下两次测量透射的情况下的 测量结果 ( 双波长测量 )。根据血液泵停止之前不久的时间间隔 t1期间的信号水平和血液 泵停止之后即刻的时间间隔 t2期间的信号水平, 现在从等式 (3) 分别计算 1 670nm 和 2 805nm 的第一和第二波长的中间变量。在这种情况下, 血液泵在 200ml/min 血流量下 停 止。相关系数是 0.9927。。
42、 0095 发现葡萄糖含量的测定可以用单波长测量和双波长测量两种方式进行, 用测量机 构测量透射、 反射和 / 或侧向散射是可能的。可以看出, 利用等式 (3) 时, 中间变量和变量 对于测定 ( 葡萄糖浓度 ) 的相关性最佳。鉴于血红蛋白浓度或氧饱和度的影响, 优选以两 种不同波长测量。 说 明 书 CN 102387739 B 10 1/5 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102387739 B 11 2/5 页 12 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102387739 B 12 3/5 页 13 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102387739 B 13 4/5 页 14 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102387739 B 14 5/5 页 15 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 102387739 B 15 。