DD216630A1 - Vorrichtung fuer die single-needle-dialyse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung fuer die Haemodialyse unter Benutzung der Single-Needle-Technik. Ziel ist die Sicherung eines optimalen Behandlungsablaufes, die Verringerung der Belastung und Gefaehrdung des Patienten sowie die Vermeidung spezieller Blutschlauchsysteme. Die Aufgabe besteht in der Steuerung und Ueberwachung des extrakorporalen Blutvolumens sowie in der Einhaltung effektiver und zutraeglicher Druckverhaeltnisse. Erfindungsgemaess ist eine Blutflussmesseinheit entweder zwischen Blutpumpe und Dialysator oder unmittelbar vor oder hinter einem venoesen Klemmventil angeordnet. Das Ausgangssignal der Blutflussmesseinheit dient ueber eine zentrale Steuereinheit zur Ansteuerung des Klemmventils und/oder der Blutpumpe. Die Umschaltung der Steuerphasen erfolgt nach Erreichen eines vorher in sinnvollen Grenzen frei waehlbaren Blutvolumens. Als weitere Steuergroesse wird der venoese Blutdruck verwendet.

Description

Vorrichtung für die Single-TJeedle-Dialyse

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird auf dem Gebiet der Medizintechnik angewendet. Sie betrifft eine Vorrichtung für die Hämodialyse unter Benutzung der Single-tTeedle-Technik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen.

Zur extrskorporalen Behandlung des "Bluts nierenkranker Patienten sind' Verfahren bekannt, die als Hämodialyse, Hämoperfusion und Hämofiltration bezeichnet werden. Der :. zur Durchführung der Dialyse notwendige Zugang zu den Blutgefäßen des Patienten·erfolgt im allgemeinen- durch zweifache Punktion einer arterio-venösen Fistel. Bei der Anwendung der Single-Heedle-Technik wird das Gefäß mit nur einer Kanüle punktiert, durch welche das Blut wechselweise ein- und ausströmt. Dadurch wird das punktierte Gefäß geschont, was besonders bei chronisch nierenkranken Patien* ten von Bedeutung ist, d. h. eine längere Punktierbarkeit und eine Schmerzreduzierung, die für den Patienten eine ,erhebliche Erleichterung bedeutet, werden erreicht, Bei Patienten mit problematischen Gefäßverhältnissen, auch Kind ein, stellt die Single-lJeedle-Methode oftmals die einzige Möglichkeit zur .Schaffung eines effektiven Gefäßzugangs dar.

Zur Steuerung der abwechselnden Entnahme bzw. Rückführung des Blutes, d. h. des abwechselnden Schließens und Öffnens das Arterien- und Venenzweiges des extrakorporalen Blutkreislaufes, sind verschiedene Vorrichtungen bekennt. Dabei können die Elemente zum öffnen und Schließen des Arterien- bzw. Venenzweiges Klemmventile oder·die Blutpumpe im Zusammenspiel mit einem Klemmventil oder Blutpumpen (Doppelpumpenverfahren) sein. Eine einfache Vorrichtung ist die Zeit-Zeit-Steuerung, die aber mit einem erheblichen Nachteil behaftet ist, da die Druckverhältnisse im extrakorporalen Blutkreislauf unkontrollierten Schwankungen unterliegen. Eine echte Druck-Druck-Steuerung, wie sie z. B. in der DE-PS 22 36 433 beschrieben wird, legt im System einen definierten Druckbereich fest, d. h. der Druck, welchervorzugsweise in der Venenleitung gemessen wird, schwankt zwischen den vorher frei wählbaren oberen und unteren Grenzwerten. Bei dieser Vorrichtung ist die Größe des Blutvolumens, welches in den einzelnen Zyklen zwischen Patient und dem extrakorporalen Kreislauf ständig ausgetauscht wird, völlig unbekannt. Dieses Volumen ist von vielen Paktoren abhängig. Einmal ist.bei gleichen Druckverhältnissen die Compliance des verwendeten Blutschlauchsystems für das jeweils ausgetauschte Blutvolumen verantwortlich. Zum anderen besteht eine Abhängigkeit vom Füllstand des Blutes in den Tropfkammern, welcher je nach Bedienweise oder Menge angesammelter Luft sehr unterschiedlich sein kann. Außerdem besteht kein linearer Zusammenhang zwischen dem pro Zyklus geförderten Blutvolumen und dem sich einstellenden mittleren Blutdruck bei gleicher Differenz zwischen oberem und unterem Grenzwert. Bei der Druck-Druck-Steuerung ist immer die Gefahr gegeben, daß das ausgetauschte Blutvolumen entweder zu gering oder zu groß wird. Beide Extremwerte sind aus medizinischen Gründen zu vermeiden. Im ersten Fall kann das ausgetauschte Blutvolumen in die Größenordnung der im Single-Needle-

Betrieb zwangsläufig rezirkulierenden Blutmenge>gelan- : gen und somit die Effektivität senken. Im änderen Fall werden die Volutnenscfawankungen im inneren Kreislauf des Patienten zu stark.

In der DE-OS 26 36 290 wird eine drucklos arbeitende Vorrichtung vorgestellt, die eine indirekte .'Blutfluß-· messung realisiert. Dabei wird der Füllstand in einer speziellen Meßkammer abgetastet und daraus die Umschaltung der Abklemmelemente abgeleitet. Diese Meßkammer muß auf Grund der Tatsache, daß sie unmittelbaren Kontakt mit dem Blut des Patienten hat, als eine sterilisierte Einheit ^v- für den einmaligen Gebrauch ausgeführt werden. Die erfahrungsgemäß zu erwartenden Toleranzen bei der Fertigung der einzelnen Blutschlauchsysteme und damit auch der Meßkammer bedingen zwangsläufig Fehler in der Ableitung des ausgetauschten Blutvolumens aus der Füllstandsdifferenz in der Meßkammer. Ein weiterer Nachteil aus ökonomischen Gesichtspunkten besteht in der Notwendigkeit, mit zwei Blutpumpen zu arbeiten. Dies wird erforderlich, da an der Meßkammer eine Druckausgleichsvorrichtung angeordnet ist, um die Eiriflüsse der Druckverhältnisse auf das ausgetauschte Blutvolumen zu beseitigen. Für die Druckausgleichskammer zur Realisierung des drucklosen· Single-'. . Needle-Betriebes werden in der DE-OS 26 36 290 zwei Varianten beschrieben. Zum einen kann es sich um einen Beutel oder Ballon handeln, der durch seine Nachgiebigkeit schon bei sehr geringem Druckanstieg ein größeres Luftvolumen aufnimmt. Da diese Tatsache eine gewisse ' Größe des Beutels bzw. Ballons erfordert, die erheblich über der einer normalen Tropfkammer liegt, und zum anderen dieser Beutel bzw. Ballon als vorsterilisierte Einheit für einmaligen Gebrauch gestaltet werden muß, ist der ökonomische Aufwand nicht vertretbar.

Bei Anwendung einer Trennkammer für den Druckausgleich ist die Sterilität fraglich, da der Luftaustausch in beiden/Richtungen erfolgt, d. h. in einem der beiden

Steuerzyklen wird atmosphärisch Luft in das System gesaugt, und es nicht als sicher gilt, ob alle Krankheits- ^: keime zurückgehalten werden. Eine große Gefahr besteht im Falle eines Fehlers (Mveausensoren an der Meßkammer sprechen nicht an), da hier ständig Blut aus dem Patienten gepumpt wird, ohne daß eine Alarmvorrichtung anspricht, da auf Grund des drucklosen Betriebes keine Drucküber- ' wacliung wirksam ist. ',

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Sicherung eines optimalen Behandlungsablaufes bei der Single-Needle-Dialyse, die Verringerung der Belastung und Gefährdung des Patienten sowie die Vermeidung der Abhängigkeit von der Verwendung eines speziellen Blutschlauchsystems ohne Erhöhung des gerätetechnischen Aufwandes gegenüber Hämodialysegeräten für die Doppel-Nadel-Dialyse.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Single-Ueedle-Dialyse zu realisieren, mit der eine Steuerung und Überwachung des extrakorporalen Blutvolumens sowie, eine Einhaltung der für eine effektive Behandlung erforderlichen und für den Patienten zuträglichen Druckverhältnisse ermöglicht wird. Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung u. a. aus einer Blutpumpe, die den extrakorporalen Blutkreislauf aufrechterhält, einem Dialysator, einer Tropfkammer auf venöser Seite, die mit der venösen Druckmeßeinrichtung einer zentralen Steuereinheit des Hämodialysegerätes verbunden ist sowie einer arteriellen und einer venösen Lei-

tung und gegebenenfalls ein weiteres in der arteriellen Leitung..Eine Blutflußmeßeinheit ist entweder zwischen Blutpumpe und Dialysator oder unmittelbar vor oder hinter dem venösen Klemmventil angeordnet, wobei diese Blutflußmeßeinrichtung den extrakorporalen Blutkreislauf weder unterbricht noch auf irgend eine andere Weise beeinflußt und somit kein spezielles Blutschlauchsystem bedingt· Das Ausgangssignal der. Blutflußmeßeinheit di-ent über die.zentrale Steuereinheit zur Ansteuerung der Klemmventile und/oder der Blutpumpe. Die Klemmventile und die Blutpumpe sind von der zentralen Steuereinheit getrennt ansteuerbar. .

Der Blutfluß während einer Steuerphase wird durch das Blutflußmeßgerät in einen proportionalen elektrischen Meßwert umgesetzt. In der zentralen Steuereinheit erfolgt die zeitliche Aufsummierung der aktuellen Blutflußwerte und somit die Bestimmung des während einer Steuerphase ausgetauschten Blutvolumens. Nach Erreichen eines vorher in sinnvollen Grenzen fre'i wählbaren Blutvolumens erfolgt die Umschaltung der Steuerphasen. Bei Anordnung der Blutflußmeßeinheit zwischen Blutpumpe und Dialysator wird der Blutfluß während der arteriellen Püllphase des Schlauchsystems gemessen. Im Gegensatz dazu .erfolgt die Messung des Blutflusses bei Anordnung der

,· ..'..

' Blutflüßmeßeinheit unmittelbar vor oder nach dem venösen Klemmventil während der venösen Rückströmphase. Als Steuergröße für die Beendigung der venösen Rückströmphase und dem daraus resultierenden Beginn der arteriellen KiIl-.'.phase dient der venöse Blutdruck, wenn er einen in der . zentralen Steuereinheit gespeicherten, unter Umständen' einstellbaren, kleinstmöglichen Wert unterschreitet. Die .Größe dieses minimalen venösen Blutdrucks muß um einen sinnvollen Betrag größer sein als der größtmögliche ''FiBteIdruck des Patienten, wenn die Blutpumpe während der venöser. Rückströmphase angehalten wird.' Die Messung des venösen Blutdruckes erfolgt mittels üblicher mechano- ' elektrischer Druckwandler über eine Druckleitung der

venösen Tropfkammer, die mit der zentralen Steuereinheit verbunden ist. Während des Single-Heedle-Betriebes wird der Venöse Blutdruck auch auf Überschreiten eines Maximalwertes überwacht» Weiterhin besteht die Möglichkeit, aus venösem Blutdruck und Dialysatdruck den resultierenden Transmembrandruck zu bestimmen,.so daß auch die Überschreitung dieses Wertes überwacht werden kann. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine optimale Durchführung einer Single-leedle-Dialyse, da ein für ,jeden Patienten und für jede Behandlungsform optimales Verhältnis zwischen dem ausgetauschten Blutvolumen und den sich im extrakorporalen Blutkreissystem einstellenden Druckverhältnissen hergestellt werden kann.

Ausführungsbeispiel .

Pig. ¹T zeigt den Prinzipaufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dargestellt sind nur die für die Erfindung relevanten Elemente des extrakorporalen Blutkreislaufes. So sind z. B. die für ein Hämodialysegerät zum unumgänglichen Stand der Technik gehörenden Überwachungselemente für den extrakorporalen Blutkreislauf (z. B. arterielle Blutdruckmessung, Luftdetektor) nicht dargestellt. Über die Kanüle 1, das Y-Stück 2 und die arterielle Leitung 3 des ,extrakorporalen Blutkreislaufes saugt die Blutpumpe 4 während der arteriellen Füllphase das Blut aus der arterio-venösen Fistel des Patienten und pumpt es in den Dialysator 5> die venöse Tropfkammer 6 und die venöse Leitung 7. Während der Füllphase ist das venöse Klemmventil 8 geschlossen, so, daß kein Blut in die Kanüle 1 zurückfließt. Der Blutfluß wird mit der Blutflußmeßeinheit 9 gemessen, in einen proportionalen elektrischen Meßwert umgewandelt und der zentralen Steuereinheit 10 des Hämodialysegerätes zugeführt. Für die Blutflußmeßeinheit 9 finden Meßverfahren bekannter¹ Art, wie Ultraschallverfahren nach dem Doppler-

Prinzip oder induktive Verfahren Anwendung. In der zentralen Steuereinheit 10 erfolgt die Auf summier ung der .' ' Meßwerte und somit die Bildung des während der Füllphase geförderten Blutvolumens. Weiterhin wird ein Vergleich mit dem eingegebenen gewünschten Wert des Blutvolumensi das 'je. Zyklus ausgetauscht, werden soll, durchgeführt. Dabei sind Blutvolumen in der Größenordnung 5 ... 25 ml sinnvoll, um einerseits wesentlich höher als die zwangsläufig rezirkulierende Blutmenge zu sein und andererseits den venösen Blutdruck in passablen Grenzen zu halten. Nachdem das Blutvolumen den eingegebenen Wert erreicht hat, erfolgt die Umschaltung der Steuerphasen, die Blutpumpe 4 wird gestoppt, und das venöse Klemmventil 3 geöffnet. Es ist vorteilhaft, zwischen dem Stopp der Blutpumpe 4 und dem Öffnen des venösen Klemmventils 8 eine Zeitdifferenz zu legen, um ein sicheres Halten der Blutpumpe 4 sicherzustellen und damit die Rezirkulation zu verringern. Wach Öffnen des venösen Klemmventils 3 strömt .-das Blut auf Grund des im extrakorporalen System aufgebauten Druckes aus dem Dialysator 5 uⁿd der venösen Tropfkammer 6 über die venöse Leitung 7, das Y-Stück 2 und die Kanüle 1 zum Patienten zurück. ITach Erreichen eines Unteren venösen Blutdruckwertes, der entweder in der zentralen Steuereinheit'10 fest programmiert oder vom Bedienungspersonal einstellbar ist und der größer sein muß als.der maximal mögliche Pisteldruck des Patienten, erfolgt die erneute Umschaltung der Steuerphasen, d. <h. die Blutpumpe 4 wird eingeschaltet und das venöse Klemmyentil 3 wird geschlossen. Hiermit beginnt die .Einfüllphase wieder. Pur einen maximalen oberen venösen Blutdruckwert 'bzw. oberen Transmembrandruck ist in der zentralen Steuereinheit 10 ein Wert abgespeichert, dessen Überschreiten signalisiert wird und mit der Aufforderung, die Größe des ausgetauschten Blutvolumens zu ändern, verbunden ist. Somit wird über die Parameter ausgetauschtes Blutvolumen und venöser Blutdruck eine optimale ''Single-' Heedle-Dialyse möglich, die abgestimmt ist auf jeden Pa-

ti ent en und die gewünschte Behandlungsart. In die arterielle Leitung 3 vor der Blutpumpe 4 ist ein Einbringen eines arteriellen Klemmventils 11 möglich, welches entweder zusammen mit der Blutpumpe 4 oder anstelle dei¹ Blutpumpe 4, wenn diese dauernd, auch während der Rückströmphase'läuft, gesteuert wird. Für den zweiten beschriebenen Pail kann der untere venöse Blutdruckwert kleiner als der Pisteidruck des Patienten gewählt werden-, da bei ständig laufender Blutpumpe die Rückführung des Blutes während der, venösen Rückströmphase nach Unterschreiten des Fisteldruckes; des Patienten zwangsläufig erfolgt, in Pig. 2 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform dargestellt.Die Blutflußmeß'einheit 9 befindet sich hierbei unmittelbar vor dem venösen Klemmventil 8 an der venösen Leitung 7. Hierbei erfolgt die Messung des Blutflusses während der venösen Rückströmphase· Als Parameter für die arterielle Füllphase dient der für das gewünschte auszutauschende Blutvolumen notwendige positive venöse Blutdruck. Über die zentrale Steuereinheit 10 wird die Grenze für den oberen Grenzwert des venösen Blutdruckes schrittweise erhöht, ohne einen maximalen oberen venösen Blutdruckwert zu überschreiten, bis sich das gewünschte Blutvolumen einstellt. Der kleinstmögliche venöse Blutdruck, der als Steuergröße für die Beendigung der Rückströriiphase dient, wird vom System so einreguliert, daß ein bestimmtes sinnvolles zeitliches Limit für die Rück-,Strömphase nicht überschritten wird. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich um ein selbstreguliereiides System, welches den für das gewünschte BiutVolumen notwendigen venösen Blutdruck automatisch einstellt. Dabei werden Unterschiede im Dialysator 5, in der arteriellen Leitung 3, der venösen Leitung 7 und verschiedener Füllstandsniveaus in der venösen Tropfkammer, 6 ausgeregelt und die Single-Ueedle-Dialyse exakt nach dem vorgegebenen extrakorporalen Blutvolumen durchgeführt. . '

Claims (2)

1. -Erfindungsanspruch

   1. Vorrichtung für die Single-Needle-Dialyse mit einem Dialysator, einer Blutpumpe, einer venösen Tropfkammer, einer venösen und einer arteriellen leitung, die über ein Y-Stück mit einer Kanüle verbunden sind, sowie einem Klemmventil in der venösen Leitung, gekennzeichnet dadurch, daß eine Blutflußmeßeinheit zur Messung des Blutflusses während der arteriellen Füllphase zwischen Blutpumpe und Dialysator angeordnet · ist, die den Blutkreislauf weder unterbricht noch

   .· beeinflußt, und daß die Blutpumpe, die Blutflußmeßeinheit, das Klemmventil und eine Druckleitung der Tropfkammer mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sind. :. -'
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

   daß eine Blutflußmeßeinheit zur Messung des Blutflus- : ses während der venösen Rückströmphase vor oder hinter dem Klemraventil angeordnet ist, die den Blutkreislauf weder unterbricht noch beeinflußt, und daß die Blutpumpe, die Blutflußmeßeinheit, das Klemmventil und eine Druckleitung der Tropfkammer'mit einer zentralen Steuereinheit in der Weise zu einer Regeleinheit verbunden sind, daß sich durch schrittweise Erhöhung der Grenze des venösen Blutdrucks ein dem gewünschten Blutvolumen entsprechender maximaler venöser Blutdruck einstellt. , *

   Hierzu 1 Seite Zeichnung