DD213836A1 - Verfahren und vorrichtung zur fluessigkeitssubstitution bei der blutreinigung - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung werden zum Ausgleich des bei der Haemofiltration und Haemodifiltration auftretenden Fluessigkeitsverlusten angewendet. Dabei wird dem ineinem Dialysator gereinigten Blut ein Substituat zugesetzt. Ueber ein Steuersystem wird in Abhaengigkeit von dem aus dem Patientenkreislauf entfernten Filtratvolumen eine Schlauchpumpe geregelt, durch deren Pumpenkopf zwei zu verschiedenen Leistungssytemen gehoerende Schlaeuche gefuehrt sind, deren Innendurchmesser zumindest in den durch diesen Bereich gefuehrten Teilstuecken einander gleich sind. Das Foerdervolumen stimmt in beiden Leistungssystemen infolge der gleichen Schlauchteilstueckdurchmesser und des selben Schlauchpumpenkopfes exakt ueberein. Die Drehzahl der Schlauchpumpe wird von einem in einem Vergleichskreislauf liegenden Flussmesser ueber Signale gesteuert, die mit einem aus dem Filtratvolumen abgeleiteten Sollwert verknuepft sind. Somit besteht ein staendiger Ausgleich zwischen dem ausgeschiedenen Filtrat und dem zugefuehrten Substituat beim Patienten. Es ist moeglich, eine Programmierung so vorzunehmen, dass eine Differenz zwischen Filtratvolumen und Substituatvolumen erzielt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Flüssigkeltssubstitution bei der Blutreinigung;

Internationale Patentklassifikation: A 61 M 1/03 Anwendungsgebiet der Erfindung:

Das Verfahren und die Vorrichtung werden zum Ausgleich des bei der Hämofiltration und Hämodiafiltration auftretenden Flüssigkeitsverlustes, angewendet und zwar in der Form, daß dem gereinigten Blut eine Ersatzflüssigkeit, ein Substituat, zugesetzt wird.

Es ist aus medizinischen Gründen sehr wichtig, daß der Entzug von Filtrat und die Zufuhr des Substituats exakt aufeinander abgestimmt werden,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Bei der Hämofiltration wird dem Patienten über den Hämofilter eine erhebliche Menge Ultraxiltrat in der Größenordnung von 20 1 je Behandlung entzogen, so daß diese Menge abzüglich der gewünschten Entwässerungsmenge wieder durch eine sterile physiologische Lösung, ein Substituat, ersetzt werden muß«

Dabei ist. es erforderlich, eine Volumengleichheit zwischen den entzogenen und zugeführten Flüssigkeiten zu gewährleisten«

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Diese sogenannte Bilanzierung erfolgt bei der Hämofiltration üblicherweise durch exakte Wägungsprinzipien, wie Z₉ B₀ in der DS-OS 28 32 870 oder der US-PS 42 07 957 offenbart. Hier werden sowohl die entzogene als auch die zugeführte Menge gewogen und die festgestellte Mengendifferenz zur Steuerung der Substitutionspumpe genutzte

In der DS-OS 2 629 717 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsausgleiches bei der Hämofiltration beschrieben, die mit mehreren Pumpen einer Waage, Fühler, Steuerung, Stellmotor, Meßgefäß, Auffang- und Vorratsgefäß ausgerüstet ist.

Von der Waage wird die Gewichtsdifferenz der beiden Flüssigkeitsinengen (Filtrat und Substituat) erfaßt, danach von einem Fühler der Ausschlag des Waagebalkens übernommen und als Steuersignal an den Antrieb der Infusionspumpe so weitergegeben, daß diese für einen ständigen Flüssigkeitsausgleich sorgt,, Nachteilig hieran ist zum einen, daß nur eine reine Hämofiltration j aber keine gleichzeitige Dialyse durchführbar ist und zum anderen trotzdem ein großer apperativer Aufwand entsteht»

Die in der DE-OS 31 11 061 beschriebene auf volumetrischer Basis arbeitende Blutreinigungseinrichtung ist mit zwei Flüssigkeitsmeßeinrichtungen versehen, von denen die eine für das Filtrat, die andere für das Substituat bestimmt ist« Hat die Flüssigkeit in den Meßbehältern ein bestimmtes Hiveau erreicht, so erfolgt eine Entleerung der Behälter und zwar wechselweise· Die Meßeinrichtungen geben Signale an eine Steuerbzw, Eegeleinheit, wo der Flüssigkeitsdurchsatz über die Anstiegsgeschwindigkeit des Filtrats und die Absinkgeschwindigkeit des Substituats berechnet wird« Die Steuereinheit steuert dann die Pumpen für das Filtrat und das Substituat sowie Zufluß- und Abflußventile.

nachteilig an dieser Einheit sind der diskontinuierliche Zufluß von Substituat zum Patienten, die Gefahr des Auftretens

von Fehlern bei der Umschaltung der Flüssigkeitsströnie und das aufwendige Einmalgebrauchssystem. Alle vorgenannten Lösungen haben den gemeinsamen !Nachteil, daß nur reine Hämofiltrationen, nicht aber Hämodiafiltrationen möglich sind, da bei letzteren außer dem Entzug des Filtrats gleichzeitig eine normale Dialyse mit dem üblichen Dialysatdurchsatz von I50 1 Pi"o Behandlung erfolgt und keine . Trennung zwischen Dialysat und Piltrat möglich ist»

Es müßten, um diesen Nachteil auszuräumen, bei diesen Geräten auf der Dialysatseite Mittel zur Bestimmung der ültrafiltrationsrate vorgesehen werden, während auf der Substituatseite zusätzlich Mittel (Waagen) zur Steuerung der entsprechenden Pompe erforderlich wären· Diese bereits gerätetechnisch realisierte Lösung hat den Ifachteil, daß zwei sehr aufwendige unterschiedliche Verfahren und Gerätegruppen miteinander kombiniert werden müssen.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flüssigkeitssubstitution so zu gestalten, daß sie sowohl für die Hämofiltration, für die Hämodialyse als auch für deren Kombination geeignet sind, wobei gleichzeitig eine Reduzierung des technischen Aufwandes, ein exakter IPlüssigkeitsausgleich und ein kontinuierlicher Substituatzufluß gewährleistet werden sollen.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bei der Hämofiltration oder der Hämodiafiltration auftretenden Elüssigkeitsverluste ganz oder teilweise zu ersetzen, ohne daß dafür

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aufwendige Wägetechnik oder anderer apparativer Aufwand erforderlich sind.

Srfindungsgemäß wird dies erreicht, indem ein dem Volumen des Filtrat gleiches oder definiert abweichendes Volumen einer Vergleichsflüssigkeit in Abhängigkeit von dem abgeführten Filtratvolumen aeitgleich zu diesem durch einen eigenen geschlossenen nicht sterilen Vergleichskreislauf gepumpt und parallel zur Vergleichsflüssigkeit Substituat in gleicher Menge in einem weiteren aber sterilen Leitungssystem dem gereinigten Blut zugeführt wird« Dazu sind die Schläuche zweier Leitungssysteme, nämlich eines Vergleichskreislaufes und eines Substitutionsteiles, mindestens in einem ^eilstück parallel zueinander durch einen gemeinsamen Schlauchpumpenkopf geführt und die Leitungssysteme weisen zumindest im Teilstück gleiche Durchmesser auf. Das als Substitutionsteil ausgebildete Leitungssystem ist zwischen einem Vorratsbehälter und einem Blutzuführungsschlauch vorgesehen. Im Vergleichskreislauf ist einem Plußmesser ein Vergleichsflüssigkeit enthaltender Vorratsbehälter vorgeordnet. Dem Flußmesser ist eine Signalaufbereitungsstufe und dieser über eine mit einem am Dialysegerät angeschlossenen Sollwertgeber und einem Kontrollspeicher verbundene Meßwertverarbeitungsstufe nachgeordnet_? die mit einer der Schlauchpumpe vorgeordneten Ansteuerschaltung verbunden ist, Die durch den Schlauchpumpenkopf geführten Leitungssysteme sind in einem austauschbaren 'Teilstück zusammengefaßt und als Doppellumenschlauch ausgebildet» Die Erfindung wird im Folgenden an Hand einer Zeichnung erläutert, die eine, schematische Darstellung der Vorrichtung zeigt.

Ausführungsbeispiel:

Die Volumina des Stromes des bei einer Blutreinigung mittels Hämofiltration oder Hämodiafiltration abzuführenden Filtrats und der innerhalb eines geschlossenen Kreis-

laufes geförderten Vergleichsflüssigkeit werden zeitgleich gemessen und verglichen. Der gewonnene Vergleichswert ^rd danach zur Steuerung des die Vergleichsflüssigkeit und das in einem Leitungssystem strömende .Substituat fördernden Organs herangezogen, wobei die Förderung gemeinsam, aber in getrennten Schläuchen gleichen Durchmessers streckenweise parallel zueinander erfolgt, so daß die Ströme aller Flüssigkeiten ständig ein gleiches oder wenn vorher festgelegt, die Yergleichsflüssigkeit und das Substituat ein vom Filtrat definiert unterschiedliches Durchlaufvolumen aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet damit eine pulsationsfreie, der Filtratabführung zeitgleiche Zuführung von Substituat zum gereinigten Blut.

Die erfin'dungsgemäße Vorrichtung setzt sich im wesentlichen aus den Leitungssystemen 1 und 2, zu denen der Substitutionsteil 3 und der Vergleichskreisiauf 4 gehören, der Schlauchpumpe 5 slit dem Schlauchpumpenkopf 6, der Wärmeaustauscherpatrone 7» dem Vorratsbehälter S und einigen im folgenden aufgeführten Meß- und Steuergeräten zusammen. Der zum Substitutionsteil 3 gehörende Schlauch 9 ist einerseits mit dem Vorratsbehälter IO für das Substituat und andererseits mit dem Blutführungsschlauch 12 der nicht näher dargestellten künstlichen Niere 19 verbunden.

Von dem zum Vergleichskreislauf 4 gehörenden Wasser, enthaltenden Vorratsbehälter 8, führt der Schlauch 13 zum Flußmesser 14 und von diesem weiter in den Vorratsbehälter 8 zurück. Der Vorratsbehälter 8 des Vergleichskreislaufes 4 bildet mit der Wärmeaustauscherpatrone 7 eine konstruktive Einheit. Sr ist über die Verbindungsleitungen 11, 23 niit dem hydraulischen Kreislauf der künstlichen Niere verbunden und wird von auf 37°C erwärmten Wasser durchflossen. Der Fluß durch die Leitungen 11, 23 ist um 5 bis 10 Maß größer als der zu erwartende Substituatfluß im Substitutionsteil 3, so daß die Wärmekapazität des

Wassers ausreicht₉ um die sterile Infusionsflüssigkeit (Substituat) auf Körpertemperatur zu erwärmen. Sowohl-der Schlauch 9 des Substitutionsteiles 3 als auch der Schlauch 13 bestehen aus jeweils mehreren Teilstücken, wobei die beiden parallel zueinander durch den Schlauchpumpenkopf 6 geführten Schlauchteilstücke 15? 16 des Substitutionsteiles 3 und des Yergleichskreislaufes 4 den gleichen Durchmesser besitzen und aus derselben Charge der Schlauchproduktion ausgewählt sind*

Angeschlossen an den Ausgang des Flußmessers 14 ist die Signalaufbereitungsstufe 17, deren Ausgang mit dem ersten Eingang der Meßwertverarbeitungsstufe. 18 verbunden ist· An den zweiten. Eingang der Meßwertverarbeitungsstufe 18 ist der Sollwertgeber 20 angeschlossen, der seine Signale in Abhängigkeit von der im Dialysegerät 19 vorgenommenen Entwässerung liefert«

Am Ausgang der Meßwertverarbeitungsstufe 18 ist die der Schlauchpumpe 5 vorgeschaltete Ansteuerschaltung 21 angeschlossen« Gleichfalls mit der Meßwertverarbeitungsstufe 18 verbunden ist der Kontrollspeicher 22. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Nachdem die beiden mit übereinstimmenden Innendurchmesser versehenen Schlauchteile 15j 16 des Substitutionsteiles 3 und des Vergleichskreislaufes 4 in den Kopf 6 der Schlauchpumpe 5 parallel zueinander eingelegt und in bekannter Weise entlüftet sind, erhält die Schlauchpumpe 3 vom Sollwertgeber über die Ansteuerschaltung 21 ein Vorgabesignal für die momentane notwendige Fördermenge. Das vom Sollwertgeber 20 abgegebene Vorgabesignal steht in Abhängigkeit von der im Dialysator ausgeschiedenen Filtratmenge. Der Start der Schlauchpumpe 3 erfolgt durch die Meßwertverarbeitungsstufe 18 über die Ansteuerschaltung 21·

Im Substitutionsteil 3 wird nun steriles Substituat von der Schlauchpumpe 5 aus dem Vorratsbehälter 10 über den Schlauch 9,

das Schlauchteilstück 15, in den zum Dialysegerät 19 führenden Blutzuführungsschlauch 12 gefördert.

Zeitg.leich hierzu wird von der Schlauchpumpe 5 die gleiche Menge Wasser aus dem Vorratsbehälter 8 angesaugt, durch den Flußmesser 14- gedrückt und in den Vorratsbehälter 8 zurückgeführt. Der Flußmesser 14 liefert der momentanen Flußmenge proportionale Signale an die Signalaufbereitungsstufe 17» von der sie aufbereitet und an die Meßwertverarbeitungsstufe 18 gegeben werden.

Hier erfolgt die Verknüpfung des vom Flußmesser 14 gelieferten Istwertes mit dem vom Sollwertgeber 20 eingespeisten Sollwert·

Stimmt die Fördermenge im Vergleichskreislauf 4 mit der vorgegebenen Sollwertmenge überein, so erfolgt keine Änderung der Drehzahl der Pumpe 5· Stellt der Flußmesser 14 dagegen Abweichungen von der vorgegebenen Fördermenge fest, wird über die Meßwertverarbeitungsstufe 18 und die Ansteuersehaltung 21 die Drehzahl der Pompe 5 erhöht bzw, reduziert bis wieder Gleichheit zwischen Ist- und Sollwert erreicht ist.

Auf diese Weise wird die Fördergeschwindigkeit und damit das Fördervolumen dem momentan geforderte! Wert entsprechend eingestellt« D. h_e, das Volumen des dem Blutzuführungsschlauch zugeführten Substituats ist gleich dem Volumen des Filtrats. Wenn vom Arzt festgelegt, kann das zugeführte Substituat volumenmäßig auch unter dem Filtratvolumen liegen. Hierzu wird das Ausgangssignal des Sollwertgebers 20 entsprechend verringert.

Die Signale des Flußmessers 14 werden so im Kontrollspeicher 22 summiert, daß für Kontrollzwecke jederzeit eine Angabe über die insgesamt infundierte Substitutiönslösungsmenge zur Verfügung steht,, Ändert sich das Volumen des dem

Patienten entzogenen Filtrats, so erhält der Sollwertgeber 2o vom Dialysegerät 19 ein entsprechendes Signal« Daraufhin erfolgt eine Änderung des in die Meßwertverarbeitungsstufe 18 eingegebenen Sollwertes der zu einer entsprechenden Korrektur in der Ansteuerung und der Drehzahl der Schlauchpumpe 5 führt. Damit wird eine sofortige Anpassung des zugeführten Substituatvolumens an das Piltratvolumen erreicht. Im vorliegenden Beispiel sind die MeJB-wertverarbeitungsstufe 18, Sollwertgeber 20 und Kontrollspeicher 22 durch einen Mikrorechner verkörpert. Die Verwendung von Schläuchen 9; 13, die zumindest in den Schlauchteilstücken 15» 16 im Bereich der Schlauchpumpe 5 einen einheitlichen Innendurchmesser aufweisen, garantiert, daß die Fördermenge in beiden Leitungssystemen 1 *, 2 stets die gleiche ist. Damit wird gewährleistet, daß ohne aufwendige Meßtechnik (wie die gravimetrische Bilanzierung) und ohne Erhöhung des Aufwandes (wie die Füllstandsmessung auf volumetrischer Basis) stets eine Information über die infundierte Flüssigkeitsmenge zur Verfügung steht. Die Möglichkeit der Torgabe eines elektrischen Sollwertes für die gewünschte Substitutionsmenge erlaubt die programmgesteuerte Behandlungsführung und damit den nahtlosen Übergang von der Hämofiltration zur Hämodiafiltration bis zur reinen Dialyse und umgekehrt.

Bach Abschluß jeder Behandlung sind nur das konfektionierte Leitungssystem 1 und das Schlauchteilstück 16 mit wenigen Handgriffen auszutauschen und ein mit Substituat aufgefüllter Vorratsbehälter 10 anzuschließen, um den nächsten Patienten behandeln zu können.

Claims (3)

Erfindangsanspruchi

1. Verfahren zur Flüssigkeitssubstitution bei der Blutreinigung mittels Hämofiltration oder Hämodiafiltration, mit dem dem gereinigten Blut Substituat zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Volumen des Filtrats gleiches oder definiert abweichendes Volumen einer Vergleichsflüssigkeit in Abhängigkeit von dem abgeführten Filtratvolumen zeitgleich zu diesem durch einen eigenen geschlossenen Vergleichskreislauf gepumpt und parallel zur Vergleichsflüssigkeit Substituat in zu dieser gleich großem Volumen in einem weiteren getrennten Leitungssystem dem gereinigten Blut zugeführt wird,

2· Vorrichtung zur Flüssigkeitssubstitution, bei der Blutreinigung mittels Hämofiltration oder Hämodiafiltration, mit der dem gereinigten Blut Substituat mit einem vorbestimmten Volumen zugesetzt wird, welche einen Vorratsbehälter für Substituat, mehrere Leitungssysteme für unterschiedliche Flüssigkeiten, eine Pumpe und eine Steuerung mit peripheren Geräten besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche zweier Leitungssysteme (1; 2), eines Vergleichskreislaufes (4) und eines Substitutionsteiles (3), mindestens in einem Teilstück (15; 16) parallel zueinander durch einen gemeinsamen Schlauchpumpenkopf (6) geführt sind; die Leitungssysteme (1; 2) zumindestens in den Teilstücken (15; 16) gleiche Durchmesser aufweisen; das als Substitutionsteil (3) ausgebildete Leitungssystem (1) zwischen einem Vorratsbehälter (10) und einem Blutzuführungsschlauch (12) angeordnet ist und einem im Vergleichskreislauf (4) vorgesehenen Ifluß-. messer (14), der mit einem Vergleichsflüssigkeit enthaltenden Vorratsbehälter (8) in Reihe liegt, eine Signalaufbereitungsstufe (17) und dieser über eine mit einem am Dialy— segerät (19) angeschlossenen Sollwertgeber (20) und einem

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Kontrollspeicher (22) verbundene Meßwertverarbeitungsstufe (18) eine mit der Schlauchpumpe (5) verbundene Ansteuerschaltung (21) nachgeordnet sind.

3· Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Schlauchpumpenkopf (6) geführten Schlauchteilstücke (15? 16) der Leitungssysteme (1; 2) in einem Teilstück zusammengefaßt und als Doppellumenschlauch ausgebildet sind*

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