CS220475B1 - Zařízení pro řízenou ultrafiltraci, zejména při dialýze - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro řízenou ultrafiltraci, zejména při dialýze, které obsahuje zdroj dlalyzátu, průtokové čerpadlo a podtlakové čerpadlo vzájemně propojené trubkami, přičemž měření a řízení ultrafiltrace nezávisí na kolísání průtoků vlivem pohonu.

Description

Vynález se týká zařízení pro řízenou ultrafiltraci, zejména při dialýze, které obsahuje zdroj dialyzátu, průtokové čerpadlo a podtlakové čerpadlo vzájemně propojené trubkami.

Dialyzačního přístroje se používá jako umělé ledviny pro dialýzu krve i k mnoha jiným účelům, například k čištění různých chemických a biologických produktů. Rozpuštěné látky v různých roztocích, které procházejí membránou rychlostí vztaženou na rozdíl koncentrace těchto látek na protilehlých stranách membrány. Voda však prochází dialyzaoními membránami způsobem, který závisí více na transmembránovém tlaku a méně na koncentraci. Podle toho například při dialýze krve závisí množství vody, která z krve pacienta přechází přes dialyzační membránu (tento jev je znám jako „ultrafiltrace“), na celkovém transmembránovém tlaku, který opět závisí na poklesu tlaku krve a na proudových drahách dialyzačního roztoku v dialyzátorech i na dalších .tlakových faktorech. Množství ultrafiltrátú ž'k'rve pacienta je důležitým kritériem při léčení urémie. Lékaři, kteří u svých pacientů dialýzu provádějí, si zpravidla přejí, aby při každé jednotlivé dialýze došlo k specifickému, předem stanovenému množství ultrafiltrace. Běžný způsob je ten, že se pacient zváží před a po dialýze a pro stanování množství ultrafiltrace se vypočítá váhový úbytek. Tato metoda je pracná a zdlouhavá, neboť je nutno sledovat i jiné faktory, které mohou způsobit změnu váhy jako je například přijímání potravy nebo vyměšování běheb 4 áž 8 hodin trvání dialýzy krve a úbytek váhy exspirací nelze podchytit vůbec. Dále je měření rychlosti ultrafiltrace velice důležité proto, že odstraňování přebytku vody příliš rychle, způsobuje u pacienta podrobeného dialýze krve ztrátu vědomí. Proto se ultrafiltrace provádí extrémně malou rychlostí. Měření množství ultrafiltrace je prováděno různými zařízeními nebo přístroji. Tyto přístroje nebo zařízení pro měření ultrafiltrace pracují v podmínkách, kde připravovaný čistý dialyzát přitéká do dialyzátoru a použitý dialyzát stále odtéká do odpadu, nebo cirkuluje daný určitý objem předem připraveného dialyzátu. Oba dva uvedené principy měření ultrafiltrace mohou být provozovány buď kontinuálně, nebo v libovolném čase. Kontinuální vyhodnocování může navíc obsahovat přesnou informaci o celkové ultrafiltraci a oba principy mohou vyhodnocovat okamžitou ultrafiltraci. Jsou známa zařízení pro měření ultrafiltrace, která obsahují jednopístové čerpadlo a pracují tak, že do nádoby na kterou je zapojeno v sérii průtokové čerpadlo a dialyzátor je dávkováno vždy stejné množství čistého dialyzátu a odebráno stejné množství zředěného dialyzátu. V nádobě pak dochází ke zřeďování čistého a použitého dialyzátu. Odchylky hladiny indikují množství ultrafiltrátu. Potřebného podtlaku je dosahováno pohybem pístu čerpadla při vyprazdňování. Jiná známá zařízení obsahují tři čerpadla a to průtokové pro dávkování dialyzátu, podtlakové pro vytvoření požadované ultrafiltrace a odtokové, přičemž je průtokové čerpadlo i odtokové čerpadlo připojeno na přesné měřiče průtoků, které zabezpečují přes regulace těchto derpadel přesné průtoky. Průtokové měřiče bývají ve většině případů regulovány pomocí tlákových nebo jiných snímačů. Regulační smyčky musí splňovat přísná kritéria nutná pro přesné ovládání akčních prvků. Nevýhodou je, že zde vyvstává problém přesného měření a sterilizace zařízení.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro řízenou ultrafiltraci, zejména při dialýze, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zdroj čistého dialyzátu je připojen přívodní trubkou přes jednu polovinu dvojitého čerpadla a trojcestný ventil na dialyzátor v místě vstupu dialyzátu, popřípadě přímo přes trojcestný ventil na výstup dialyzátu z dialyzátoru, který je připojen přes podtlakové čerpadlo propojovací trubkou do přečerpávací nádržky, ze které je vyvedena odtoková trubka zapojená přes druhou polovinu dvojitého čerpadla jednak na odpad a jednak přes ultrafiltrační čerpadlo zpět do přečerpávací nádržky, ke které je přiřazen snímač úrovně hladiny použitého dialyzátu propojený přes blok pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace S ultrafiltračním čerpadlem a blokem řízení podtlakového čerpadla, který je propojen s podtlakovým čerpadlem, přičemž mezi zidroj čistého dialyzátu a jednu polovinu dvojitého čerpadla je zapojen první ventil pro nastavení průtoku v přívodní trubce a mezi přečerpávací nádržku a druhou polovinu dvojitého čerpadla je zapojen druhý ventil pro nastavení průtoku odtokové trubce.

Výhodou tohoto řešení podle vynálezu je docílení jednoduché konstrukce. Přesnost měření ultrafiltrace nikterak nezávisí na měření přesnosti průtoků ani při kolísání průtoku vlivem pohonu. Přesnost navrhovaného zařízení je srovnatelná s přesností zařízení předních výrobců. Zařízení může pracovat jak s vnějšími sety určenými pro jedno použití tak s trvale propojovacími trubkami, které je pak nutné sterilizovat. Vlastní způsob vyhodnocení ultrafiltrace je libovolný; lze odečítat okamžitou ultrafiltraci nebo průběžnou ultrafiltraci. Popsané zařízení pracuje kontinuálně a je naprosto nezávislé na přesném měření průtoků vstupní a výstupní strany dialyzátoru.

Příklad provedení zařízení pro řízenou ultrafiltraci zejména při dialýze podle vynálezu je znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je základní schéma zařízení a na obr. 2 je jeho další varianta.

Zařízení pro řízenou ultrafiltraci, zejména při dialýze tvořené zdrojem 1 čistého dialyzátu, který je připojen přívodní trubkou [přes jednu polovinu dvojitého čerpadla 5, spojeného s pohonnou jednotkou 19, a trojcestný 'ventil 15 na dialyzátor 6 v místě vstupu dialyzátu nebo přímo přes trojcestný ventil 15 a zkratovací vedení 1S na výstup dialyzátu z dialyzátoru 6. Dialyzátor 6 je dále napojen přes podtlakové čerpadlo 8 propojovací trubkou 7 do přečerpávací nádržky 9, ze které je vyvedena odtoková trubka 10 zapojená přes druhou polovinu dvojitého čerpadla 5, spojeného s pohonnou jednotkou 19, jednak na odipad a jednak přes ultrafiltrační čerpadlo 17 a vedení 18 pro odvod ultrafiltrátu zpět do přečerpávací nádržky 9. K této nádržce je přiřazen snímač 11 úrovně hladiny použitého dialyzátu propojený přes blok 12 pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace s ultrafiltračním čerpadlem 17 a blokem 13 řízení podtlakového čerpadla propojeným s podtlakovým čerpadlem 8. Dále je mezi zdroj 1 čistého dialyzátu a jednu polovinu dvojitého čerpadla zapojen privní ventil 3 a mezi přečerpávací nádržku 9 a druhou polovinu dvojitého čerpadla 5, spojeného s pohonnou jednotkou 19, je zapojen druhý ventil 4, přičemž dále může být s výhodou zapojen mezi dvojité čerpadlo 5, spojené s pohononu jednotkou 19, a trojcestný ventil 15 oddělovací stupeň, který je tvořen oddělovací nádržkou 21 a oddělovacím čerpadlem 14, které je spojeno přes blok 20 řízení oddělovacího čerpadla 14 se snímačem 22 úrovně hladiny čistého dialyzátu. Dále bude popsána funlkce zařízení, které je propojeno pomocí trubek nebo setů pro jedno použití. Čistý dialyzáít je veden ze zásobníku 1 tohoto dialyzátu přes ventil 3, který slouží k libovolnému omezování průtoku v přívodní trubce 2 na jednu polovinu dvojitého čerpadla 5, které nasává a vede dialyzát přes trojcestný ventil 15 buď přímo přes dialyzátor v běžném pracovním provozu, nebo přes zkratovací potrubí 16 za dialyzátor 6 při nastavování počátečních podmínek, nutných pro správnou a přesnou činnost zařízení. Dále je dialyzát nasáván podtlakovým čerpadlem 8, které vytváří žádoucí podtlak daný blokem 13 řízení podtlakového čerpadla a je veden propojovací trubkou 7 do přečerpávací nádržky 9. Z této přečerpávací nádržky 9 je dále použitý dialyzát nasáván odtolkovou trubkou 10 přes ventil 4 a druhou polovinou dvojitého čerpadla 5 do odpadu, přičemž do přečerpávací nádržky 9 je dále zapojeno vedení 18 pro odvod ultrafiltrátu a ultrafiltrační čerpadlo 17, které slouží pro udržování konstantní hladiny v přečerpávací nádržce 9. Kontrola konstantní hladiny je zabezpečena snímačem 11 úrovně hladiny použitého dialyzátu a blokem 12 pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace, který řídí nejen otáčky ultrafiltračního čerpadla 17, ale ovlivňuje i otáčky podtlakového čerpadla 8, které je řízeno z bloku 13 říasní ipoúUaKQYého čerpadla. Tímto blokem se dá tedy řídit a nastavovat řízená ultrafiltrace. Vlastní podstata řízené ultrafiltrace spočívá v tom, že v přípravné fázi je nutné zařízení nastavit do počátečních podmínek. To znamená, že dialyzátor 6 je vyřazen z činnosti tím, že čistý dialyzát protéká přes trojcestný ventil 15 a zkratovací potrubí 16 a pomocí prvního ventilu 3 a druhého ventilu 4 je omezen tak, aby hladina v přečerpávací nádržce 9 byla konstantní. Po dosažení tohoto ustáleného stavu je poloha prvního a druhého ventilu 3 a 4 zafixována a mimo opětovné nastavování pracovních podmínek výše uvedeným způsobem z důvodu kontroly nebo případné korekce nejsou dále v pracovní době ovládány. Tím je bez nutnosti přesného měření průtoku dosaženo nastavení zařízení na nulovou ultrafiltraci, tedy do počátečních podmínek. Další fáze je pracovní a znamená, že trojcestný ventil 15 uzavře zkratovací vedení 16 a připojí do obvodu dialyzátor 6. Vzhledem k tomu, že v této pracovní fázi dochází k ultrafiltraci v závislosti na podtlaku nastaveném podtlakovým čerpadlem 8, je množství čistého dialyzátu obohaceno o ultrafiltrát a tento použitý dialyzát je čerpán do přečerpávací nádržky 9. Vzhledem ík tomu, že dvojité čerpadlo 5 nasává oběma polovinami stejná množství čistého a použitého dialyzátu hromadí se v přečerpávací nádržce 9 objem odpovídající množství ultrafiltrátu. K přečerpávací nádržce 9 je přiřazen snímač 11 úrovně hladiny použitého dialyzátu, který společně s blokem 12 pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace řídí ultrafiltrační čerpadlo 17 tak, aby byla v přečerpávací nádržce 9 konstantní hladina. V bloku 12 pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace je z řídicího signálu pro otáčky ultrafiltračního čerpadla 17 případně zpětnou vazbou otáček ultrafiltračního čerpadla 17 do bloku 12 pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace zpracována informace o průměrném výkonu ultrafiltračního' čerpadla 17, která je úměrná okamžité ultrafiltraci. Tento signál současně ovlivňuje činnost podtlakového čerpadla 8 a jemně doregulovává nastavenou ultrafiltraci v bloiku 13 řízení podtlakového čerpadla. Zařízení si prostřednictvím bloku 13 řízení podtlakového čerpadla 8 doreguluje automaticky podtlak tak, aby bylo dosaženo požadované ultrafiltrace. Činnost zařízení lze zlepšit oddělovacím stupněm, který tvoří oddělovací nádržka 21 a oddělovací čerpadlo 14, blok 20 řízení oddělovacího čerpadla a snímač 22 hladiny čistého dialyzátu. Přídavný oddělovací stupeň má za úkol vytvořit stejné tlakové poměry na obou polovinách dvojitého čerpadla 5, neboť při změnách ultrafiltrace v průběhu pracovního režimu dialýzy by bylo nutno provést korekci nastavení prvního i druhého ventilu 3 a 4, což v případě zapojení oddělovacího stupně do obvodu není zapotřebí, neboť změna ultrafiltrace během pracovního režimu neznamená změnu tlakových poměrů na dvojitém čerpadle 5.

Claims (2)

1. předmEt

   1. Zařízení pro řízenou ultrafiltraci, zejména při dialýze, které obsahuje zdroj dialyzátu, průtokové čerpadlo a podtlakové čerpadlo, vzájemně propojené propojovacími trubkami, vyznačující se tím, že zdroj (1) čistého diályzátu je připojen přívodní trubkou (2) přes jednu polovinu dvojitého čerpadla (5) spojeného s pohonnou jednotkou (19) a trojcestný ventil (15) na dialyzátor (6) v místě vstupu diályzátu, popřípadě přímo přes trojcestný ventil (15) na výstup diályzátu z dialyzátoru (6), který je připojen přes podtlakové čerpadlo (8) propojovací trubkou (7) do přečerpávací nádržky (9), ze které je vyvedena odtoková trubka (10) zapojená přes druhou polovinu dvojitého čerpadla (5), spojeného s pohonnou jednotkou (19), jednak na odpad a jednak přes ultrafíltrační čerpadlo (17) zpět do přečerpávací nádržky (9), ke které je přiřazen snímač (11) úrovně hladiny použitého diályzátu propojený přes blok (12) vynalezu pro kontinuální měření okamžité ultrafiltrace s ultrafiltračním čerpadlem (17) a blokem (13) řízení podtlakového čerpadla (8), který je spojen s podtlakovým čerpadlem (8), přičemž mezi zdroj (1) čistého dlalýzátu a jednu polovinu dvojitého čerpadla (5), spojeného s pohonnou jednotkou (19), je zapojen první ventil (3] pro nastavení průtoku v přívodní trubce (2) a mezi přečerpávací nádržku (9) a druhou polovinu dvojitého čerpadla (5) spojeného s pohonnou jednotkou (19) je zapojen druhý ventil (4) pro nastavení průtoku v odtokové trubce (10).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi dvojité čerpadlo (5), spojené s pohonnou jednotkou (19), a trojcestný ventil (15) je zapojena oddělovací nádržka (21) a oddělovací čerpadlo (14), které je propojeno přes blok (20) řízení oddělovacího čerpadla se snímačem (22) úrovně hladiny čistého diályzátu.