用于預(yù)測透析中參數(shù)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及用于預(yù)測諸如血壓的透析中參數(shù)的一種裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止，已通過回顧性控制減少或糾正醫(yī)療中的問題，例如像透析中低血壓情 況。因此，僅在低血壓發(fā)作的情況下才進行干涉，如降低超濾速率（UF速率）。
[0003] 癥狀性透析中低血壓情況屬于透析治療期間的最常見的并發(fā)癥。這些低血壓情況 的主要原因之一是UF速率與回注過程（即，來自細胞內(nèi)間隙和間質(zhì)的水隨后流入到血管內(nèi) 間隙中）之間的失衡。為了達到減少和避免此類低血壓情況的目的，已開發(fā)出基于生物反 饋系統(tǒng)的各種技術(shù)。用于穩(wěn)定患者的血液動力學(xué)循環(huán)的可能的控制參數(shù)是例如血壓BD和 相對血容量RBV。可調(diào)節(jié)參數(shù)的候選參數(shù)是透析液體溫度DT、超濾速率UFR或UF速率以及 透析液體導(dǎo)電性LF。所有這些控制參數(shù)或調(diào)節(jié)參數(shù)以不同組合相結(jié)合并且具有不同相互作 用。
[0004] EP 0 956 872 A2、EP 1 226 838 A2 以及 EP 1 844 800 Bl 中所描述的生物反饋 系統(tǒng)控制低血壓情況的直接原因，即血壓。
[0005] WO 2011/080185和WO 2011/080190描述了用于預(yù)測血壓下降的測量設(shè)備。在所 述專利中，心率幅值借助于由機器記錄和/或直接在患者身上測得的各種信號來計算，所 述幅值產(chǎn)生方差。通過所述方差可以深入了解低血壓事件的發(fā)生情況。
[0006] EP 2 061 532 Bl描述了具有支持存儲器的控制裝置的治療設(shè)備，就與當(dāng)前時間 點的當(dāng)前血壓進展的任何相似性對來自先前治療單元的血壓的進展進行檢查。在具有最大 相似性的那些曲線之中，選擇示出血壓下降的至少一條曲線，并且所述曲線將成為預(yù)期血 壓控制的先導(dǎo)變量。然而，如此一來，有可能在測試中選擇具有非常小相似性且仍應(yīng)用為當(dāng) 前治療單元的先導(dǎo)曲線的曲線。
[0007] 然而，上述生物反饋系統(tǒng)僅示出回顧性反應(yīng)，即，僅在出現(xiàn)低血壓發(fā)作之后才做 出反應(yīng)。以此方式無法預(yù)測血壓的下降。
[0008] 在血容量被控制時，將繼續(xù)測量所述血容量，并且借助于控制UF和LF來強制使 所述血容量遵循預(yù)定血容量進展；血容量可能僅在預(yù)定時間間隔內(nèi)在所述預(yù)定進展附近波 動。這使用自適應(yīng)MMO(多輸入多輸出）控制來實現(xiàn)。
[0009] 在另一生物反饋系統(tǒng)中，通過安裝在機器內(nèi)的溫度傳感器記錄動脈溫度和靜脈溫 度。通過改變透析液體的溫度對所記錄的動脈溫度與靜脈溫度之間的差值進行控制，以使 得它采用目標值。這種控制的結(jié)果是，靜脈溫度或體外溫度存在變化。實際上，這允許實現(xiàn) 患者體內(nèi)的穩(wěn)定狀態(tài)，但對溫度的控制并未傳遞有關(guān)患者的當(dāng)前狀態(tài)的任何直接信息。
[0010] EP 0 956 872 A2 (EP 0956 872 BI)描述了基于在預(yù)定時間間隔內(nèi)對患者血壓進 行監(jiān)測來控制血壓。根據(jù)血壓進展和當(dāng)前血壓，并且取決于兩個預(yù)定限制，對UF速率進行 調(diào)節(jié)。這種生物反饋系統(tǒng)還涉及回顧性反應(yīng)。在檢測到血壓下降之前不調(diào)節(jié)UF速率。
[0011] EP 1 844 800 Bl描述了血壓的彈性時間控制，所述彈性時間控制從先前限定時 間點的患者特異性血壓進展接收取代的血壓值。這允許減少治療單元內(nèi)血壓測量結(jié)果的數(shù) 量。
[0012] EP 0956 872 A2 (EP 0956 872 BI)、EP 1 844 800 Bl 以及 EP 2 061 532 Bl 均 要求一定數(shù)量的當(dāng)前血壓測量結(jié)果以便允許開始與先前治療單元進行比較。這導(dǎo)致在那之 前可能已發(fā)生血壓下降的缺點。
[0013] WO 2011/080185和WO 2011/080190描述了由警告信號指示的血壓下降的預(yù) 后。這個信號通知工作人員采取應(yīng)對措施。如果低血壓預(yù)后是錯誤的，那么工作人員 被不必要地通知，從而造成時間的浪費，并且如果采取應(yīng)對措施（如特倫德倫伯臥位 (Trendelenburg position))，那么會使患者處于壓力之下。 【實用新型內(nèi)容】
[0014] 本實用新型的目的在于提供能夠提高治療期間的治療質(zhì)量的一種裝置。
[0015] 借助于本實用新型，可獲得如權(quán)利要求1所述的裝置。
[0016] 本實用新型的示例性實施方案涉及諸如血壓BD的透析中參數(shù)的預(yù)后。預(yù)后可以 借助于學(xué)習(xí)算法（例如使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）進行。這種預(yù)后允許工作人員查看患者參數(shù)的未來 表現(xiàn)，以使得可以在早期采取措施，或者可以通過機器及時進行自動干涉。
[0017] 根據(jù)本實用新型的一個方面，可獲得用于諸如血壓的透析中參數(shù)的預(yù)后的一種裝 置，提供了至少一種學(xué)習(xí)算法和/或至少一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。存儲器裝置能夠存儲患者個體透 析中參數(shù)，實驗室參數(shù)和/或機器參數(shù)，這些參數(shù)可以在透析治療期間患者特異性參數(shù)進 展的預(yù)后中使用。
[0018] 患者個體透析中參數(shù)可以是例如血壓和/或相對血容量RBV。實驗室參數(shù)是例如 白蛋白和/或尿素。機器參數(shù)是例如靜脈壓力PV和/或動脈壓力PA。
[0019] 例如以視覺方式或以聽覺方式顯示所需參數(shù)的進展的趨勢是有利的，以使得治療 工作人員可以立即得到通知。
[0020] 使用預(yù)后作為輸入的生物反饋系統(tǒng)允許自動且盡可能快速地采取應(yīng)對措施，例如 以減小UF、改變LF、改變透析液體的溫度或注射等滲溶液的形式。
[0021] 優(yōu)選地，可以提供用于檢測或存儲諸如靜脈壓力PV、動脈壓力PA、跨膜壓力TMP、 透析液體導(dǎo)電性LF、透析液體溫度DT的機器參數(shù)和/或另外參數(shù)的至少一個傳感器或存儲 器布置，和/或用于檢測諸如尿毒癥毒素吸收率、血細胞比容HCT的患者參數(shù)的傳感器布置 或存儲器布置，和/或用于檢測或存儲諸如白蛋白、尿素等實驗室參數(shù)的傳感器布置或存 儲器布置。
[0022] 所提供的訓(xùn)練單元和預(yù)后單元允許確定預(yù)后準確度，所述訓(xùn)練單元優(yōu)選被設(shè)計來 首先執(zhí)行學(xué)習(xí)階段，之后所述訓(xùn)練單元將訓(xùn)練算法的相應(yīng)訓(xùn)練后的（即，相應(yīng)調(diào)整后的）值 轉(zhuǎn)發(fā)給預(yù)后單元。然后，整合的訓(xùn)練算法允許預(yù)后單元基于外推或其他計算來進行預(yù)測，以 用于有待確定或監(jiān)測的參數(shù)的未來進展的預(yù)后。可以評價預(yù)后參數(shù)，將所述預(yù)后參數(shù)與閾 值進行比較和/或顯示所述預(yù)后參數(shù)，以使得可實現(xiàn)優(yōu)化快速的評價并且獲得信息。
[0023] 優(yōu)選地，訓(xùn)練單元、預(yù)后單元和/或用于形成預(yù)后參數(shù)的裝置均可以設(shè)計為人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。作為替代或除此之外，可以使用支持向量機。
[0024] 作為一個可選項，可以提供用于例如以聽覺和/或視覺形式和/或以顯示器形式 輸出警告的報警單元，在所述顯示器上可以呈現(xiàn)預(yù)后參數(shù)的當(dāng)前進展，以及預(yù)期的未來估 計進展。
[0025] 在一個或多個示例性實施方案中，提供了控制器，所述控制器能夠基于預(yù)后參數(shù) 以及當(dāng)前參數(shù)（例如血壓或相對血容量）來采取控制干涉，以使得在有需要時可以執(zhí)行快 速精確的糾正性干涉。
[0026] 在初始階段期間，可以調(diào)整和訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括具有至少 兩個輸入的輸入層、包括至少三個神經(jīng)元的至少一個隱藏層以及具有至少一個輸出的至少 一個輸出層，并且可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)調(diào)整所述輸出。
[0027] 在這個過程中，可以計算和更新預(yù)定網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重。
[0028] 也可以自動改變網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，例如神經(jīng)元或隱藏層的數(shù)量，以便確保使用現(xiàn)有數(shù) 據(jù)記錄的優(yōu)化學(xué)習(xí)過程并且調(diào)整學(xué)習(xí)算法。
[0029] 所述網(wǎng)絡(luò)可以使用貝葉斯規(guī)則反向傳播（Bayesian Regulation Backpropagation)和Levenberg-Marquardt反向傳播算法作為訓(xùn)練算法進行訓(xùn)練。NAR或 NARX網(wǎng)絡(luò)可以用于訓(xùn)練算法。
[0030] 預(yù)后的進一步改進可以通過包括除了血壓之外的以下輸入?yún)?shù)中的至少一種或 多種和/或另外的學(xué)習(xí)技術(shù)來實現(xiàn)，所述輸入?yún)?shù)即超濾速率，UF速率；超濾容量；動脈壓 力和靜脈壓力；血細胞比容；相對血容量；氧飽和度；血紅蛋白；心跳；尿毒癥毒素吸收率； 收縮血壓；透析液體導(dǎo)電性（酸和堿導(dǎo)電性，pH值），和/或透析液體溫度。
[0031] 本實用新型的另一方面涉及一種用于預(yù)測諸如血壓的透析中參數(shù)的方法，提供至 少一種學(xué)習(xí)算法和/或至少一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，存儲患者個體透析中參數(shù)、實驗室參數(shù)和/或機 器參數(shù)，并且使用所述參數(shù)用于透析治療期間的患者特異性參數(shù)進展的預(yù)后。患者個體透 析中參數(shù)可以是血壓和/或相對血容量RBV。實驗室參數(shù)是例如白蛋白和/或尿素，和/或 機器參數(shù)是例如靜脈壓力PV和/或動脈壓力PA?？梢岳缫砸曈X方式或聽覺方式顯示所 需參數(shù)的進展的趨勢或進展本身。
[0032] 通過存儲患者個體透析中參數(shù)（例如，BD、RBV……）、實驗室參數(shù)（例如，白蛋白、 尿素……）以及機器參數(shù)（例如，靜脈壓力PV、動脈壓力PA……），可以預(yù)測