DE102023104402A1

DE102023104402A1 - Blutbehandlungsvorrichtung mit Kompensation von Änderungen der Umgebungstemperatur

Info

Publication number: DE102023104402A1
Application number: DE102023104402.8A
Authority: DE
Inventors: Olaf Nicholas
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2023-02-23
Filing date: 2023-02-23
Publication date: 2024-08-29
Also published as: WO2024175661A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuer- oder Regelvorrichtung (150), konfiguriert zum Steuern oder Regeln des Betriebs einer Blutbehandlungsvorrichtung (100) zur Behandlung eines Patienten während einer Blutbehandlungssitzung, in welcher die Blutbehandlungsvorrichtung (100) mit einem extrakorporalen Blutkreislauf (300) und einer Blutbehandlungseinrichtung, z. B. Dialysator (303) oder Blutfilter, verbunden ist. Weiter umfasst die Blutbehandlungsvorrichtung (100) eine Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) und eine Dialysatablaufleitung (102), eine Heizvorrichtung (162) zum Erwärmen der Dialysierflüssigkeit sowie einen oder mehrere Temperatursensoren (165a, 165b), von denen wenigstens ein erster Temperatursensor (165a) stromab der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromab der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) angeordnet ist, zum Ermitteln eines ersten Temperaturwerts (T1) einer zuvor entlang der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) geführten ersten Flüssigkeit. Hierbei ist die Steuer- oder Regelvorrichtung (150) konfiguriert, um die Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung (162) basierend auf dem vom ersten Temperatursensor (165a) ermittelten ersten Temperaturwert (T1) zu erhöhen oder einzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuer- oder Regelvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Blutbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 16, ein digitales Speichermedium gemäß Anspruch 20, ein Computerprogramm-Produkt gemäß Anspruch 21 sowie ein Computerprogramm gemäß Anspruch 22 bzw. gemäß jeweils der Oberbegriffe oder Gattungsbegriffe dieser Ansprüche.
Aus der Praxis sind Blutbehandlungsvorrichtungen bekannt, welche mittels einer Pumpe eine Behandlungsflüssigkeit dem Patienten applizieren, oft, wie im Beispiel der Dialysevorrichtung, über den extrakorporalen Blutkreislauf. Bei Blutbehandlungsvorrichtungen wie etwa Dialysevorrichtungen, wird Behandlungsflüssigkeit ergänzend oder alternativ z. B. einem blutdurchströmten Blutfilter zugeführt. Da die Temperatur der geförderten Behandlungsflüssigkeit in beiden vorgenannten Fällen auf die Temperatur des dem Patienten zu reinfundierenden Blutes Einfluss haben kann, kann eine Heizvorrichtung zum Erwärmen oder Temperieren der Behandlungsflüssigkeit vorgesehen sein.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Steuer- oder Regelvorrichtung und eine weitere Blutbehandlungsvorrichtung anzugeben. Außerdem soll ein digitales Speichermedium, ein Computerprogramm-Produkt sowie ein Computerprogramm angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe kann mittels einer Steuer- oder Regelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder mittels einer Blutbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst werden. Zudem kann sie mittels eines digitalen Speichermediums mit den Merkmalen des Anspruchs 20, mittels eines Computerprogramm-Produkts mit den Merkmalen des Anspruchs 21 und/oder mittels eines Computerprogramms mit den Merkmalen des Anspruchs 22 gelöst werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuer- oder Regelvorrichtung, konfiguriert zum Steuern oder Regeln des Betriebs einer Blutbehandlungsvorrichtung zur Behandlung eines Patienten während einer Blutbehandlungssitzung, in welcher die Blutbehandlungsvorrichtung mit einem extrakorporalen Blutkreislauf und einer Blutbehandlungseinrichtung, z. B. einem Dialysator oder einem Blutfilter, verbunden ist.
Die Blutbehandlungsvorrichtung umfasst weiter eine Dialysierflüssigkeitszulaufleitung, welche angeordnet ist, um während der Blutbehandlungssitzung Dialysierflüssigkeit zur Blutbehandlungseinrichtung zuzuführen, und eine Dialysatablaufleitung, welche angeordnet ist, um während der Blutbehandlungssitzung Dialysat, also verbrauchte Dialysierflüssigkeit von der Blutbehandlungseinrichtung abzuführen.
Eine Heizvorrichtung zum Erwärmen der Dialysierflüssigkeit vor oder während der Blutbehandlungssitzung ist ebenfalls von der Blutbehandlungsvorrichtung umfasst.
Die Blutbehandlungsvorrichtung weist ferner einen oder mehrere Temperatursensoren auf. Dies können Temperaturmesser sein oder Vorrichtungen mittels welcher eine Temperatur abgeschätzt werden kann.
Wenigstens ein erster dieser Temperatursensoren, welcher stromab der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromab der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung angeordnet ist, dient zum Ermitteln eines ersten Temperaturwerts einer zuvor entlang der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung in Richtung der Blutbehandlungseinrichtung geführten ersten Flüssigkeit;
Hierbei ist die Steuer- oder Regelvorrichtung konfiguriert, um die Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung basierend auf dem ersten Temperaturwert, welcher vom ersten Temperatursensor ermittelt wurde, zu erhöhen oder einzustellen.
Erfindungsgemäß wird eine Blutbehandlungsvorrichtung vorgeschlagen, welche zur Verwendung mit einem extrakorporalen Blutkreislauf und einer Blutbehandlungseinrichtung, z. B. einem Dialysator oder einem Blutfilter, zur Behandlung des Bluts eines Patienten während einer Blutbehandlungssitzung vorbereitet ist.
Die erfindungsgemäße Blutbehandlungsvorrichtung umfasst wenigstens eine Aufnahme zum lösbaren Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des extrakorporalen Blutkreislaufs an der Blutbehandlungsvorrichtung.
Ferner umfasst die erfindungsgemäße Blutbehandlungsvorrichtung wenigstens eine Aufnahme zum lösbaren Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts der Blutbehandlungseinrichtung an der Blutbehandlungsvorrichtung.
Die erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung umfasst weiter eine Dialysierflüssigkeitszulaufleitung, welche angeordnet ist, um während der Blutbehandlungssitzung Dialysierflüssigkeit zur Blutbehandlungseinrichtung zuzuführen, und eine Dialysatablaufleitung, welche angeordnet ist, um während der Blutbehandlungssitzung Dialysat, also verbrauchte Dialysierflüssigkeit von der Blutbehandlungseinrichtung abzuführen.
Ferner umfasst sie einen oder mehrere Temperatursensoren, welche Temperaturmesser oder Vorrichtungen zum Abschätzen einer Temperatur sein können. Wenigstens ein erster Temperatursensor dieser Temperatursensoren ist stromab der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromab einer Dialysierflüssigkeitszulaufleitung angeordnet. Er dient zum Ermitteln eines ersten Temperaturwerts einer, die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung durchströmenden oder darin ruhenden, ersten Flüssigkeit.
Eine Heizvorrichtung dient zum Erwärmen der Dialysierflüssigkeit vor oder während der Blutbehandlungssitzung und ist ebenfalls von der erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung umfasst.
Ferner umfasst die erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung, mittels welcher der Betrieb der Blutbehandlungsvorrichtung gesteuert oder geregelt werden kann.
Ein erfindungsgemäßes digitales, insbesondere nichtflüchtiges, Speichermedium, insbesondere in Form eines maschinenlesbaren Trägers, insbesondere in Form einer Diskette, Speicherkarte, CD, DVD, EPROM, FRAM (Ferroelectric RAM) oder SSD (Solid-State-Drive), insbesondere mit elektronisch oder optisch auslesbaren Steuersignalen, kann derart mit einem programmierbaren Rechnersystem zusammenwirken, dass eine herkömmliche Steuer- oder Regelvorrichtung in eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung umprogrammiert wird. Alternativ oder ergänzend wird eine herkömmliche Blutbehandlungsvorrichtung in eine erfindungsgemäße Blutbehandlungsvorrichtung umprogrammiert.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm-Produkt weist einen volatilen, flüchtigen oder auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode oder eine Signalwelle auf, mittels welchem eine herkömmliche Steuer- oder Regelvorrichtung in eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung umprogrammiert wird, wenn das Computerprogramm-Produkt auf einem Rechner abläuft. Alternativ oder ergänzend wird eine herkömmliche Blutbehandlungsvorrichtung zu einer erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung umprogrammiert.
Unter einem Computerprogramm-Produkt kann erfindungsgemäß beispielsweise ein auf einem Träger gespeichertes Computerprogramm, ein Embedded System als umfassendes System mit einem Computerprogramm (z. B. elektronisches Gerät mit einem Computerprogramm), ein Netzwerk von computerimplementierten Computerprogrammen (z. B. Client/Server-system, Cloud Computing System, etc.) oder ein Computer, auf dem ein Computerprogramm geladen ist, abläuft, gespeichert ist, ausgeführt oder entwickelt wird, verstanden werden.
Der Begriff „maschinenlesbarer Träger“, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Träger, der von Software und/oder Hardware interpretierbare Daten oder Informationen enthält. Der Träger kann ein Datenträger, wie eine Diskette, eine CD, DVD, ein USB-Stick, eine Flashcard, eine SD-Karte und dergleichen, sowie jeder andere hierin genannte Speicher oder jedes andere hierin genannte Speichermedium sein.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfasst einen Programmcode, mittels welchem eine herkömmliche Steuer- oder Regelvorrichtung zu einer erfindungsgemäßen Steuer- oder Regelvorrichtung umprogrammiert wird, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Alternativ oder ergänzend wird eine herkömmliche Blutbehandlungsvorrichtung zu einer erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung umprogrammiert.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können manche, einige oder alle der folgenden Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, soweit dies für den Fachmann nicht erkennbar technisch unmöglich ist.
Bei allen oben gemachten und bei allen folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutern.
Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte.
Wann immer hierin von Raumangaben, wie z. B. von „oben“, „unten“, „links“ oder „rechts“, die Rede ist, versteht der Fachmann hierunter die Anordnung in den hier angehängten Figuren und/oder im Gebrauchszustand. „Unten“ ist dem Erdmittelpunkt oder dem unteren Rand der Figur näher als „oben“.
Wenn hierin von einem „Ermitteln“ die Rede ist, insbesondere von Daten und/oder Temperaturwerten, so kann dies ein Untersuchen einer Existenz oder Nicht-Existenz, ein Messen, ein Bestimmen, ein Erfassen, ein Aufnehmen, ein Sammeln, ein Auswerten, ein Verarbeiten, ein Vergleichen, ein Schätzen, Einschätzen oder Abschätzen, ein Erschließen, ein Berechnen, ein Erhalten, ein Erreichen und/oder ein Erkennen sein oder umfassen.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen.
Wenn hierin von einer Ausführungsform die Rede ist, so stellt diese eine erfindungsgemäße, beispielhafte Ausführungsform dar, die nicht als beschränkend zu verstehen ist.
Wenn hierin offenbart ist, dass der erfindungsgemäße Gegenstand ein oder mehrere Merkmale in einer bestimmten Ausführungsform aufweist, so ist hierin jeweils auch offenbart, dass der erfindungsgemäße Gegenstand genau dieses oder diese Merkmale in anderen, ebenfalls erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausdrücklich nicht aufweist, z. B. im Sinne eines Disclaimers. Für jede hierin genannte Ausführungsform gilt somit, dass die gegenteilige Ausführungsform, beispielsweise als Negation formuliert, ebenfalls offenbart ist.
Wenn hierin von programmiert oder konfiguriert die Rede ist, so können diese Begriffe in manchen Ausführungsformen gegeneinander austauschbar sein.
Wenn hierin von einer Signal- oder Kommunikationsverbindung zweier Komponenten die Rede ist, so kann hierunter eine im Gebrauch bestehende Verbindung zu verstehen sein. Ebenso kann hierunter zu verstehen sein, dass eine Vorbereitung zu einer solchen (kabelgebundenen, kabellosen oder auf andere Weise umgesetzten) Signalverbindung besteht, beispielsweise durch eine Kopplung beider Komponenten, etwa mittels pairing, usw.
Unter pairing versteht man einen Prozess, der im Zusammenhang mit Rechnernetzwerken erfolgt, um eine anfängliche Verknüpfung zwischen Rechnereinheiten zum Zwecke der Kommunikation herzustellen. Das bekannteste Beispiel hierfür ist das Herstellen einer Bluetooth-Verbindung, mittels welcher verschiedene Einrichtungen (z. B. Smartphone, Kopfhörer) miteinander verbunden werden. Pairing wird gelegentlich auch als bonding bezeichnet.
Die Steuer- oder Regelvorrichtung kann die Ausführung aller oder im Wesentlichen aller Verfahrensschritte veranlassen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Wesentlichen oder vollständig von der Steuervorrichtung ausgeführt werden. Es kann teilweise von der Steuervorrichtung ausgeführt werden, insbesondere können jene Schritte von der Steuervorrichtung ausgeführt werden, welche ein menschliches Zutun und/oder ein Bereitstellen nicht erfordern oder betreffen. Die Steuervorrichtung kann als reine Steuervorrichtung oder auch als Regelvorrichtung dienen.
In einigen Ausführungsformen liegt die Steuer- oder Regelvorrichtung in oder an der Blutbehandlungsvorrichtung vor, etwa gemeinsam mit weiteren Komponenten oder Vorrichtungen der Blutbehandlungsvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse der Blutbehandlungsvorrichtung.
In manchen Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung konfiguriert, um die Temperatur mittels der Heizvorrichtung zusätzlich basierend auf einem zweiten Temperaturwert zu erhöhen oder einzustellen. Der zweite Temperaturwert kann mittels eines zweiten Temperatursensors der mehreren Temperatursensoren an der ersten Flüssigkeit stromauf der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromauf der Dialysatablaufleitung ermittelt werden oder ermittelt worden sein.
In einigen Ausführungsformen werden oder wurden der erste und/oder der zweite Temperaturwert vor Beginn der Blutbehandlungssitzung ermittelt.
Der erste und/oder der zweite Temperaturwert können in der Steuer- oder Regelvorrichtung oder in einer hierzu geeigneten oder vorgesehenen Speichervorrichtung hinterlegt sein.
In manchen Ausführungsformen werden oder wurden der erste und/oder der zweite Temperaturwert während der Blutbehandlungssitzung ermittelt.
In einigen Ausführungsformen werden oder wurden der erste bzw. der zweite Temperaturwert ermittelt, während die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung und die Dialysatablaufleitung unter Ausschluss oder unter Umgehung der Blutbehandlungseinrichtung miteinander in Fluidverbindung verbunden sind oder waren, beispielsweise mittels einer Kurzschlussleitung.
In manchen Ausführungsformen werden oder wurden der erste und/oder der zweite Temperaturwert ermittelt, während die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung und die Dialysatablaufleitung nicht unter Ausschluss oder Umgehung der Blutbehandlungseinrichtung angeordnet sind oder waren, sondern mit der Blutbehandlungsvorrichtung beispielsweise in Fluidkommunikation jeweils verbunden sind.
In einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuer- oder Regelvorrichtung, strömen beim oder zum Ermitteln des ersten und/oder des zweiten Temperaturwerts keine zwei voneinander verschiedenen Flüssigkeiten durch die Blutbehandlungseinrichtung oder ruhen darin. Insbesondere strömt oder ruht darin kein Blut als zweite Flüssigkeit.
In manchen Ausführungsformen der Steuer- oder Regelvorrichtung wird eine Abweichung des ersten Temperaturwerts der ersten Flüssigkeit von einem Sollwert für diese Flüssigkeit an dieser Stelle ermittelt.
In einigen Ausführungsformen der Steuer- oder Regelvorrichtung ist diese konfiguriert, um einen rechnerischen Temperaturwert zu errechnen, welcher sowohl auf dem ersten Temperaturwert als auch auf dem zweiten Temperaturwert der ersten Flüssigkeit basiert, um eine Abweichung des rechnerischen Temperaturwerts an der Blutbehandlungseinrichtung von einem Sollwert für die Temperatur an dieser Stelle zu ermitteln und um die Erhöhung oder die Einstellung der Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung basierend auf der Abweichung des rechnerischen Temperaturwerts an der Blutbehandlungseinrichtung von einem Sollwert für die Blutbehandlungseinrichtung zu veranlassen.
In manchen Ausführungsformen werden eine Solltemperatur für den Temperaturwert am Dialysator, welche für das Bestimmen einer Abweichung des Temperaturwerts am Dialysator von dieser erforderlich ist, und/oder eine Solltemperatur für den Temperaturwert am ersten Temperatursensor, welche für das Bestimmen einer Abweichung des gemessenen ersten Temperaturwerts von der Solltemperatur am ersten Temperatursensor erforderlich ist, vom Nutzer, beispielsweise über eine Eingabeschnittstelle der Blutbehandlungsvorrichtung, eingegeben. Alternativ sind diese Sollwerte in einer hierfür vorgesehenen Speichervorrichtung hinterlegt und können von dort von der Steuer- oder Regelvorrichtung abgerufen werden.
In manchen Ausführungsformen wird oder wurde der rechnerische Temperaturwert an der Blutbehandlungseinrichtung basierend auf dem ersten und/oder zweiten Temperaturwert sowie einem Temperaturkoeffizienten, ermittelt für die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung oder eine, insbesondere außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung verlaufende, erste Leitungsstrecke, insbesondere deren Länge, und/oder für die Dialysatablaufleitung, oder eine, insbesondere außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung verlaufende, zweite Leitungsstrecke, insbesondere deren Länge, ermittelt bzw. berechnet.
Die Berechnung des rechnerischen Temperaturwerts an der Blutbehandlungseinrichtung oder dem Dialysator ergibt einen Schätzwert der tatsächlichen Temperatur der ersten Flüssigkeit beim Durchströmen der Blutbehandlungseinrichtung. Diese kann zum Ermitteln einer Abweichung zwischen der geschätzten Temperatur an der Blutbehandlungseinrichtung und deren Sollwert an dieser Stelle genutzt werden. Die Abweichung wird herangezogen, um erfindungsgemäß die Erhöhung oder die Einstellung der Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung basierend auf der Abweichung des rechnerischen Temperaturwerts von dessen Sollwert zu veranlassen.
Dabei gilt für einen rechnerischen Temperaturwert T_rech im Dialysator in einer Ausführungsform $T_{r e c h} = T 2 - L 1 * T_{k}$
oder $T_{r e c h} = T 1 + L 2 * T_{k}$
und für die Temperatur am ersten Temperatursensor $T 1 = T 2 - ((L 1 + L 2) * T_{k}) .$
In einigen Ausführungsformen ist die Steuer- oder Regelvorrichtung zum Ermitteln des Temperaturkoeffizienten T_k konfiguriert.
Wird ein linearer Temperaturabfall zur jeweiligen Leitungslänge der Leitungsstrecken L1, L2 vorausgesetzt, so lässt sich für diese ein Temperaturkoeffizient T_k in der Einheit [°C/m] z. B. wie folgt festlegen: $T_{k} = \frac{(T 2 - T 1)}{L 1 + L 2},$
wobei gilt:

T1 gemessener erster Temperaturwert vom ersten Temperatursensor stromab des Dialysators
T2 gemessener zweiter Temperaturwert vom zweiten Temperatursensor stromauf des Dialysators
L1 Länge der Leitung vorzugsweise außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung stromauf des Dialysators
L2 Länge der Leitung vorzugsweise außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung stromab des Dialysators

In manchen Ausführungsformen ist die Steuer- oder Regelvorrichtung konfiguriert, um den Temperaturkoeffizienten bezogen auf eine, zwei oder mehr, insbesondere vorbestimmte, Strömungsgeschwindigkeiten der ersten Flüssigkeit durch die Blutbehandlungseinrichtung hinein oder hindurch zu ermitteln. Alternativ werden oder wurden unter Ausschluss oder Umgehung der Blutbehandlungseinrichtung der Temperaturkoeffizient für jeweils eine, zwei oder mehr, insbesondere vorbestimmte, Strömungsgeschwindigkeiten der ersten Flüssigkeit durch einen Kurzschluss, beispielsweise durch eine Kurzschlussleitung, zwischen Dialysierflüssigkeitszulaufleitung und Dialysatablaufleitung, ermittelt.
Wird ein linearer Zusammenhang zwischen Temperaturabfall und Fluss angenommen, so gilt bei einem Referenzfluss von 500 ml/min: $T_{k f l u s s k o m p e n s i e r t} = T_{k} * (\frac{500 m l / m i n}{I s t f l u s s})$
Der Einfluss einer Umgebungstemperatur T_Umg wird bei diesen Berechnungen in bestimmten Ausführungen als homogen angenommen.
In manchen Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung konfiguriert, um die Temperatur der Dialysierflüssigkeit, auf welche die Dialysierflüssigkeit während oder vor der Blutbehandlungssitzung mittels der Heizvorrichtung erwärmt wird, um die Differenz zwischen dem ersten Temperaturwert oder dem rechnerischen Temperaturwert und jeweils dem Sollwert für die Temperatur an diesen Stellen zu erhöhen oder abzusenken.
In einigen Ausführungsformen der Steuer- oder Regelvorrichtung wird nur der erste Temperaturwert stromab der Blutbehandlungseinrichtung ermittelt.
In manchen Ausführungsformen ist die Steuer- oder Regelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche konfiguriert, um beim Erhöhen oder Einstellen der Temperatur, die Temperatur der Dialysierflüssigkeit, auf welche die Dialysierflüssigkeit während oder vor der Blutbehandlungssitzung mittels der Heizvorrichtung erwärmt wird, weiter eine ermittelte Umgebungstemperatur zu berücksichtigten. Die Umgebungstemperatur kann beispielsweise mittels eines Umgebungstemperatursensors, z. B. eines Temperatursensors der Blutbehandlungsvorrichtung, ermittelte werden oder worden sein.
In einigen Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Blutbehandlungsvorrichtung weiter einen zweiten Temperatursensor unter den mehreren Temperatursensoren auf, welcher zum Ermitteln eines zweiten Temperaturwerts der ersten Flüssigkeit stromauf der Blutbehandlungseinrichtung oder stromauf der Dialysatablaufleitung dient.
In manchen Ausführungsformen weist Blutbehandlungsvorrichtung weiter einen Umgebungstemperatursensor auf oder ist mit einem solchen verbunden. Der Umgebungstemperatursensor ist geeignet und/oder vorgesehen zum Ermitteln einer Umgebungstemperatur der Blutbehandlungsvorrichtung.
In bestimmten Ausführungsformen steht der Umgebungssensor mit der Steuer- oder Regelvorrichtung in Signalverbindung und kann die gemessene Umgebungstemperatur an diese übermitteln. Alternativ kann mittels der Steuer- oder Regelvorrichtung diese Temperatur vom Umgebungstemperatursensor abgerufen werden.
In einigen Ausführungsformen ist die Blutbehandlungsvorrichtung ausgestaltet als Dialysevorrichtung, Hämodialysevorrichtung, Hämofiltrationsvorrichtung oder Hämodiafiltrationsvorrichtung, insbesondere als eine Vorrichtung für die akute, die chronische Nierenersatztherapie oder für die kontinuierliche Nierenersatztherapie (CKRT = continuous kidney replacement therapy).
In manchen Ausführungsformen ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz einer Blutbehandlungsvorrichtung, welche zur Blutbehandlung einen Dialysator verwendet, beschränkt. Auch ihr Einsatz in anderen Bereichen der Medizintechnik, welche nicht der Behandlung von Nierengeschädigten dient, ist von ihr umfasst.
In manchen Ausführungsformen gehen weiter geräteinterne Einflüsse, insbesondere Temperatureinflüsse in die Berechnung wie hierin beschrieben ein, in anderen werden diese vernachlässigt. Eine solche Berücksichtigung kann beispielsweise beim Ermitteln des Temperaturkoeffizienten T_k erfolgen. So können eine Reihe von Temperaturkoeffizienten T_k bei jeweils unterschiedlichen, vorbestimmten Umgebungsbedingungen und vor allem -temperaturen ermittelt und optional in z. B. der Speichervorrichtung hinterlegt werden.
In einigen Ausführungsformen können hierin offenbarte Werte, Sollwerte, Koeffizienten und dergleichen optional von der Steuer- oder Regelvorrichtung ermittelt oder berechnet werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung, etwa mittels einer entsprechenden Rechenvorrichtung, welche von der Steuer- oder Regelvorrichtung umfasst oder mit dieser verbunden ist. Sie können jeweils von dieser alternativ einer Speichervorrichtung entnommen werden. Dort können diese Werte, Sollwerte, Koeffizienten und dergleichen gespeichert worden sein, nachdem sie zunächst von der Steuer- oder Regelvorrichtung oder der Rechenvorrichtung in einem vorangegangenen Schritt oder zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt wurden.
Wenn hierin Verfahrensschritte genannt sind, so ist in einigen Ausführungsform vorgesehen, dass diese vor oder nach einer Behandlung des Patienten ablaufen, etwa während der Patient nicht mit der Vorrichtung verbunden ist, z. B. mittels extrakorporalem Blutkreislauf oder dergleichen, oder dass eine Behandlung noch nicht begonnen hat oder bereits beendet ist.
Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass die Heizleistung der Heizvorrichtung einer temperaturbasierten Regelung unterworfen ist, somit kann sichergestellt sein, dass die Temperatur an der vorbestimmten Stelle eine maximale Temperatur nicht übersteigt und/oder eine Solltemperatur nicht unterschreitet. Entsprechende Anpassungen von Förderraten der Pumpe zum Fördern der Behandlungsflüssigkeit mit Blick auf vorstehende Temperaturwerte können unterbleiben und der Patient kann vor den Folgen des Gebrauchs einer Behandlungsflüssigkeit von ungeeigneter Temperatur geschützt werden.
Erfindungsgemäß ist die Temperatur an den Temperatursensoren bzw. ein Wärmeverlust der Behandlungsflüssigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatursensor mit einfachen Mitteln ermittelbar und dann bekannt, somit können Temperaturdifferenzen vorteilhaft erkannt und die Heizvorrichtung entsprechend geregelt werden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass bestehende Systeme einfach mittels eines Softwareupdates nachgerüstet werden können, da bereits vorhandene Sensoren der Blutbehandlungsvorrichtung sowie deren Steuer- oder Regelvorrichtung verwendet werden können.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren rein exemplarisch beschrieben. In ihnen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten. Es gilt:

1 zeigt schematisch vereinfacht einen Fluidleitungsaufbau einer erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt einen Ausschnitt des Fluidleitungsaufbaus der 1, bei welchem statt der Blutbehandlungseinrichtung eine Kurzschlussleitung Dialysierflüssigkeitszulaufleitung und Dialysatablaufleitung miteinander verbindet; und
3 zeigt schematisch vereinfacht eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung mit Temperatur-Datenströmen.

1 zeigt einen Fluidleitungsaufbau einer erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung 100 in einer ersten Ausführungsform. Die Blutbehandlungsvorrichtung ist in 1 nur durch einzelne, schematisch zum Teil stark vereinfachte Komponenten dargestellt.
Die Blutbehandlungsvorrichtung 100, die in einem zumindest teilweise aufgerüsteten Gebrauchszustand gezeigt ist, ist verbunden mit einem extrakorporalen Blutkreislauf 300, welcher zu einer Behandlung mittels Double-Needle-Zugangs, oder unter Verwendung z. B. eines zusätzlichen Y-Verbinders (Bezugszeichen Y) wie in 1 gezeigt, mittels Single-Needle-Zugangs mit dem Gefäßsystem des nicht dargestellten Patienten verbunden werden kann und optional nicht zur Blutbehandlungsvorrichtung 100 zählt, in anderen Ausführungsformen hingegen schon. Der Blutkreislauf 300 kann optional in Abschnitten hiervon in oder auf einer Blutkassette vorliegen.
Pumpen, Aktoren und/oder Ventile im Bereich des Blutkreislaufs 300 sind mit der erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung 100 bzw. mit einer von dieser z. B. umfassten Steuer- oder Regelvorrichtung 150 in Signalverbindung verbunden, wo zur Steuerung oder Regelung erforderlich.
Der Blutkreislauf 300 weist eine arterielle Patientenschlauchklemme 302 und eine arterielle Konnektionsnadel (in 1 nicht gezeigt) eines arteriellen Abschnitts oder einer arteriellen Patientenleitung, Blutentnahmeleitung oder ersten Leitung 301 auf (oder ist hiermit verbunden).
Der Blutkreislauf 300 weist ferner eine venöse Patientenschlauchklemme 306 und eine venöse Konnektionsnadel (in 1 nicht gezeigt) eines venösen Abschnitts, einer venösen Patientenleitung, Blutrückgabeleitung oder zweiten Leitung 305 auf (oder ist hiermit verbunden).
Eine Blutpumpe 101 ist in oder an der ersten Leitung 301 vorgesehen, eine optionale Substituatpumpe 111 ist z. B. mit einer Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 zum Fördern von frischer Dialysierflüssigkeit, welche in einer Filterstufe (Filter F2) gefiltert wird (Substituat), verbunden.
Eine optionale Substituatleitung 105 kann fluidisch z. B. mit einer Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 verbunden sein. Mittels der Substituatpumpe 111 kann Substituat per Prädilution, über ein optionales Prädilutionsventil 107, oder per Postdilution, über ein optionales Postdilutionsventil 109, über optionale, zugehörige Leitungen 107a bzw. 109a in Leitungsabschnitte, beispielsweise in den arteriellen Leitungsabschnitt 301 bzw. in den venösen Leitungsabschnitt 305 (hier zwischen einer Blutkammer 303b eines Blutfilters 303 und einer venösen Luftabscheidekammer bzw. einem venösen Blasenfänger 329) des Blutkreislaufs 300 eingebracht werden.
Der Blutfilter 303 weist die mit dem arteriellen Leitungsabschnitt 301 und mit dem venösen Leitungsabschnitt 305 verbundene Blutkammer 303b auf. Eine Dialysierflüssigkeitskammer 303a des Blutfilters 303 ist mit der zur Dialysierflüssigkeitskammer 303a führenden Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 und einer von der Dialysierflüssigkeitskammer 303a wegführenden Dialysatablaufleitung 102, welche Dialysat, also verbrauchte Dialysierflüssigkeit, leitet, verbunden. Hierzu dienen geeignete Verbinder 104a, 102a an der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 bzw. an der Dialysatablaufleitung 102 einerseits und Dialysatports 304a, 304b des Blutfilters 303 andererseits, welche, insbesondere lösbar, miteinander verbunden werden können.
Dialysierflüssigkeitskammer 303a und Blutkammer 303b sind durch eine zumeist semi-permeable Membran 303c voneinander getrennt. Sie stellt die Trennscheide zwischen der Blutseite mit dem extrakorporalen Blutkreislauf 300 und der Maschinenseite mit dem Dialysierflüssigkeits- bzw. Dialysatkreislauf dar, die in 1 links der Membran 303c gezeigt ist.
Die Anordnung der 1 umfasst einen optionalen Detektor 315 zum Detektieren von Luft und/oder Blut. Die Anordnung der 1 umfasst optional ferner einen oder zwei Drucksensoren PS1 (stromauf der Blutpumpe 101) und PS2 (stromab der Blutpumpe 101, er misst den Druck stromauf des Blutfilters 303 („prä-Hämofilter“)) an den in 1 gezeigten Stellen. Weitere Drucksensoren können vorgesehen sein, z. B. der Drucksensor PS3 stromab des venösen Blasenfängers 329.
Eine optionale Single-Needle-Kammer 317 kommt in 1 als Puffer- und/oder Ausgleichsbehälter bei einem Single-Needle-Verfahren zum Einsatz, bei welchem der Patient mittels nur einer der zwei Blutleitungen 301, 305 mit dem extrakorporalen Blutkreislauf 300 verbunden ist.
Eine Zugabestelle 325 für Heparin oder ein anderes, insbesondere lokales, Antikoagulans, kann optional vorgesehen sein.
Links in 1 ist eine optionale Anmischvorrichtung 163 gezeigt, welche aus den Behältern A (für A-Konzentrat über die Konzentratversorgung 166) und B (für B Konzentrat über die Konzentratversorgung 168) eine vorbestimmte Mischung für die jeweilige Lösung zur Verwendung durch die Blutbehandlungsvorrichtung 100 bereitstellt. Die Lösung enthält Wasser aus der Wasserquelle 155 (online, z. B. als Umkehrosmosewasser oder aus Beuteln), welches z. B. in der Heizvorrichtung 162 angewärmt wird.
Eine optionale Pumpe 171, welche als Konzentratpumpe oder Natriumpumpe bezeichnet werden kann, ist mit der Anmischvorrichtung 163 und einer Quelle mit Natrium, etwa dem Behälter A, fluidisch verbunden und/oder fördert hieraus. Eine optionale Pumpe 173, welche dem Behälter B, etwa für Bicarbonat, zugeordnet ist, ist zu erkennen.
Weiter ist in 1 ein Abfluss 153 für das Effluent zu erkennen. Ein optionaler Wärmetauscher 157 und eine optionale erste Flusspumpe 159, die zur Entgasung geeignet ist, ergänzen die gezeigte Anordnung.
Der optionale Drucksensor PS4 stromab des Blutfilters 303 auf der Wasserseite, jedoch vorzugsweise stromauf einer optionalen Ultrafiltrationspumpe 131 in der Dialysatablaufleitung 102 kann zum Messen des Filtratdrucks oder Membrandrucks des Blutfilters 303 vorgesehen sein.
Die Ultrafiltrationspumpe 131 stellt ein Mittel zum exakten Entfernen eines durch den Anwender und/oder durch die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 vorgegebenen Flüssigkeitsvolumens aus dem bilanzierten Kreislauf dar.
Blut, das den Blutfilter 303 verlässt, durchströmt einen optionalen venösen Blasenfänger 329, welcher eine Entlüftungseinrichtung 318 aufweisen und mit dem Drucksensor PS3 in Fluidverbindung stehen kann.
Die in 1 gezeigte exemplarische Anordnung weist die erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung 150 auf. Letztere kann mit jeder der hierin genannten Komponenten - jedenfalls oder insbesondere mit der Blutpumpe 101 - in kabelgebundener oder kabelloser Signalverbindung zur Steuerung oder Regelung der Blutbehandlungsvorrichtung 100 stehen.
Mittels der Vorrichtung zur Online-Mischung der Dialysierflüssigkeit ist eine Variation deren Natriumgehalts, gesteuert durch die Steuer- oder Regelvorrichtung 150, in bestimmten Grenzen möglich. Hierzu können insbesondere die mittels Leitfähigkeitssensoren 163a, 163b ermittelten Messwerte einbezogen werden. Sollte sich dabei eine Anpassung des Natriumgehalts der Dialysierflüssigkeit (Natriumkonzentration) oder des Substituats als erforderlich oder gewünscht ergeben, so kann dies durch Anpassen der Förderrate der Natriumpumpe 171 erfolgen.
Darüber hinaus umfasst die Blutbehandlungsvorrichtung 100 Mittel zur Förderung von frischer Dialysierflüssigkeit sowie von Dialysat. Ein optionales erstes Ventil V24 kann zwischen der ersten Flusspumpe 159 und dem Blutfilter 303 vorgesehen sein, welches eingangsseitig den Zulauf zum Blutfilter 303 öffnet bzw. schließt. Eine zweite, optionale Flusspumpe 169 ist z. B. stromabwärts des Blutfilters 303 vorgesehen, welche Dialysat zum Abfluss 153 fördert. Ein zweites Ventil V25 kann zwischen dem Blutfilter 303 und der zweiten Flusspumpe 169 vorgesehen sein, welches ausgangsseitig den Ablauf öffnet bzw. schließt.
Weiterhin umfasst die Blutbehandlungsvorrichtung 100 optional eine Vorrichtung 161 zur Bilanzierung des in den Dialysator 303 ein- und ausströmenden Flusses auf der Maschinenseite. Die Vorrichtung 161 zur Bilanzierung ist vorzugsweise in einem Leitungsbereich zwischen der ersten Flusspumpe 159 und der zweiten Flusspumpe 169 angeordnet.
Sensoren wie die optionalen Leitfähigkeitssensoren 163a, 163b dienen der Bestimmung der, in manchen Ausführungsformen temperaturkompensierten, Leitfähigkeit sowie des Flüssigkeitsstroms stromauf und stromab des Dialysators 303.
Temperatursensoren, unter ihnen der erste Temperatursensor 165a und/oder der zweite Temperatursensor 165b können einzeln oder zu mehreren vorgesehen sein. Von ihnen gelieferte Temperaturwerte können während der Behandlung des Patienten zum Ermitteln einer temperaturkompensierten Leitfähigkeit, während der Blutbehandlung zum Ermitteln von wenigstens einem Temperaturwert des Dialysats (stromab des Dialysators 303) und/oder wenigstens einem Temperaturwert der Dialysierflüssigkeit (stromauf des Dialysators 303, oder erfindungsgemäß zum Ermitteln von wenigstens einem ersten Temperaturwert T₁ der stromab des Dialysators und aus diesem heraus strömenden Flüssigkeit (die man während der Blutbehandlung als Dialysat bezeichnen könnte, was hierin hiermit übereinstimmend ebenso geschieht) und/oder wenigstens einem zweiten Temperaturwert T₂ der stromauf des Dialysators und in diesen hinein strömenden Flüssigkeit (die man während der Blutbehandlung als Dialysierflüssigkeit bezeichnen könnte, was hierin hiermit übereinstimmend ebenso geschieht).
Ein Leckagesensor 167 ist optional vorgesehen. Er kann alternativ auch an anderer Stelle vorgesehen sein.
Weitere Flusspumpen, ergänzend oder alternativ zu z. B. jener mit dem Bezugszeichen 169, können ebenfalls vorgesehen sein.
Eine Reihe von optionalen Ventilen ist in 1 jeweils mit V bezeichnet. Bypassventile sind mit VB bezeichnet.
Ein Drucksensor PS5 zum Messen des Drucks in der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 kann vorgesehen sein.
Basierend auf den Messwerten der vorgenannten, optionalen Sensoren ermittelt in einigen Ausführungsformen die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 die Elektrolyt- und/oder Flüssigkeitsbilanz.
Filter F1 und F2 können in Serie geschaltet vorgesehen sein.
Der Filter F1 dient hier exemplarisch dazu, mittels der Anmischvorrichtung 163 selbst unter Nutzung von nicht-reinem Wasser ausreichend reine Dialysierflüssigkeit zu erzeugen, welche anschließend, z. B. im Gegenstromprinzip, durch den Blutfilter 303 strömt.
Der Filter F2 dient hier exemplarisch dazu, aus der ausreichend reinen Dialysierflüssigkeit, welche den ersten Filter F1 verlässt, durch Filtern von z. B. pyrogenen Stoffen steriles oder ausreichend gefiltertes Substituat zu generieren, welches bedenkenlos dem extrakorporal strömenden Blut des Patienten und damit letztlich dem Körper des Patienten zugeführt werden kann.
Ein optionaler Umgebungstemperatursensor 165c, welcher Teil der Blutbehandlungsvorrichtung 100 sein kann, kann mit der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 derselben in Signalkommunikation verbunden sein, um eine Umgebungstemperatur T_Umg (siehe 3) zu ermitteln. Die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 kann derart konfiguriert sein, um beim Erhöhen oder Einstellen der Temperatur weiter diese ermittelte Umgebungstemperatur T_Umg zu berücksichtigen.
Der Umgebungstemperatursensor 165c kann auch getrennt von der Blutbehandlungsvorrichtung 100 vorgesehen sein, aber dennoch mit deren Steuer- oder Regelvorrichtung 150 in Signalverbindung stehen.
Die Blutbehandlungsvorrichtung 100 ist in 1 zwar optional als Vorrichtung zur Hämo(dia)filtration gezeigt. Hämodialysevorrichtungen fallen jedoch ebenfalls unter die vorliegende Erfindung, obgleich nicht eigens mittels Figur dargestellt.
Die in 1 gezeigten Pfeilspitzen geben in 1 allgemein jeweils die Strömungsrichtung an.
2 zeigt einen Ausschnitt des Fluidleitungsaufbaus der 1, bei welchem statt der Blutbehandlungseinrichtung 303 eine Kurzschlussleitung 350 Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 und Dialysatablaufleitung 102 verbindet, was einer Umgehung des Blutfilters 303 gleichkommt. Ein solcher Kurzschluss kann beispielsweise im Vorfeld einer anstehenden Blutbehandlung zum Einsatz kommen, um zunächst alle relevanten Komponenten der Blutbehandlungsvorrichtung 100 auf ihre Funktionsfähigkeit zu prüfen.
Es wird auf die Beschreibung zu 1 Bezug genommen.
Der Dialysator oder Blutfilter 303 liegt zusammen mit dem extrakorporalen Blutkreislauf 300 und dessen Pumpen, Aktoren und/oder Ventilen im Beispiel der 2 in einem noch nicht aufgerüsteten Zustand vor und ist deshalb getrennt von der Hydraulik der Blutbehandlungsvorrichtung 100 gezeigt.
Eine Gehäusewand 360 der Blutbehandlungsvorrichtung 100 ist mittels eines Doppelstrichs angedeutet. Es wird erfindungsgemäß davon ausgegangen, dass sich eine Temperatur der Dialysierflüssigkeit bzw. des Dialysats innerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung 100 (also links der Gehäusewand 360) nicht ändert, während die Dialysierflüssigkeit bzw. das Dialysat entlang der Schlauchleitungen oder Leitungsstrecken L1 und L2, welche außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung 100 verlaufen (rechts der Gehäusewand 360 in 2) einer Umgebungstemperatur ausgesetzt sind. Letzter kann eine Temperaturänderung der Dialysierflüssigkeit bzw. des Dialysats bewirken. Eine Änderung der Temperatur der Dialysierflüssigkeit (also der auf den Dialysator zu bzw. in diesen hinein fließenden Flüssigkeit) innerhalb der Behandlungsvorrichtung 100 liegt unter realen Bedingungen natürlich vor, ist aber so gering, dass sie für die Überlegungen zur vorliegenden Erfindung vernachlässigbar ist.
In manchen Ausführungsformen erfolgt ein Einmessen der Blutbehandlungsvorrichtung 100. Hierzu sollen optional ein vorbestimmter Sollfluss durch den Dialysator 303, in jedem Fall aber eine vorbestimmte Solltemperatur T_{D_soll} für die Temperatur der Dialysierflüssigkeit oder des Dialysats am Dialysator 303, oder bei dessen Durchströmen, vorgegeben werden. Letztere kann in einer Speichervorrichtung für die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 hinterlegt sein oder vom Nutzer an z. B. der Blutbehandlungsvorrichtung 100 eingegeben werden.
Nach einer Anlaufphase können beispielsweise eine erste Temperatur T₁ (hier mittels des ersten Temperatursensors 165a in der Dialysatablaufleitung 102) und/oder eine zweite Temperatur T₂ (hier mittels des zweiten Temperatursensors 165b in der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 ermittelt, z. B. gemessen, werden. Die Temperaturdifferenz T₂-T₁ spiegelt den Einfluss der Umgebungsbedingungen, in der Regel der Umgebungstemperatur T_Umg, auf die Temperatur der Dialysierflüssigkeit bzw. des Dialysats wider.
Das Einmessen erfolgt im Beispiel der 2 ohne Dialysator 303. In manchen Ausführungsformen kann das Einmessen auch mit dem Dialysator 303 erfolgen, sollte vorzugsweise aber ohne Patient durchgeführt werden, da dessen Bluttemperatur das Messergebnis verfälschen würde.
Die oben ausgeführte Einmessung mit Kurzschlussleitung 350 ist am schnellsten und aus risikotechnischer Sicht unkritischsten, da hierbei nur das Abstrahlverhalten der Schläuche in die Messung eingeht.
Am genausten wäre die Messung, wenn der Dialysator 303 ebenfalls angeschlossen wäre, da dann dessen Abstrahlverhalten ebenfalls kompensiert werden würde. Dies würde einen Mehraufwand während der Vorbereitungsphase bedeuten, ist aber ebenfalls von der Erfindung umfasst.
3 zeigt schematisch vereinfacht eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung 150 mit Temperatur-Datenströmen.
Ein Dialysierflüssigkeitsstrom entlang der Heizvorrichtung 162, dem zweiten Temperatursensor 165b, durch den Dialysator 303 hindurch bzw. der sich hieraus ergebende Dialysatstrom in Richtung zum ersten Temperatursensor 165a ist mittels eines durchgehenden Pfeils dargestellt.
Ermittelte Temperaturen sind im Beispiel der 3 mittels Strich-Punkt-Pfeilen repräsentiert.
Die für das Bestimmen einer Abweichung des Temperaturwerts T_rech von der relevanten oder erforderlichen Solltemperatur T_{D_soll} am Dialysator 303 und/oder die für das Bestimmen einer Abweichung des ersten Temperaturwerts T₁ von der Solltemperatur T_{1_soll} am ersten Temperatursensor 165a werden vom Nutzer eingegeben oder sind in einer hierfür vorgesehenen Speichervorrichtung 151 hinterlegt und können von dort von der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 abgerufen werden.
Neben den Komponenten der Blutbehandlungsvorrichtung 100 steht im Beispiel der 3 die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 außerdem mit einem Umgebungstemperatursensor 165c in Signalverbindung, welcher optional vorgesehen und geeignet ist, die Umgebungstemperatur T_Umg, welcher die Blutbehandlungsvorrichtung 100 ausgesetzt ist, zu ermitteln und an die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 zu übermitteln. Alternativ kann mittels der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 diese Temperatur vom Umgebungstemperatursensor 165c abgerufen werden.
Ebenso stehen die beiden Temperatursensoren 165a und 165b, sofern beide vorhanden oder erforderlich, zur Ermittlung der Temperaturwerte T₁, T₂ (siehe vorhergehende Figuren) mit der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 direkt oder indirekt in Signalverbindung.
Im Beispiel der 3 ist die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 in einer Ausgestaltung konfiguriert, um den rechnerischen Temperaturwert T_rech am Dialysator 303 zu errechnen. Dieser kann auf dem ersten Temperaturwert T₁ und/oder auf dem zweiten Temperaturwert T₂ jeweils der ersten Flüssigkeit basieren, er kann zudem auf dem Temperaturkoeffizienten basieren.
Die Berechnung des rechnerischen Temperaturwerts T_rech an der Blutbehandlungseinrichtung oder dem Dialysator 303 ergibt einen Schätzwert der tatsächlichen Temperatur der ersten Flüssigkeit beim Durchströmen der Blutbehandlungseinrichtung. Ihre Kenntnis wird zum Ermitteln einer Abweichung zwischen der geschätzten Temperatur an der Blutbehandlungseinrichtung und deren Sollwert T_{D_soll} an dieser Stelle genutzt. Die Abweichung wird herangezogen, um die Erhöhung oder die Einstellung der Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung 162 basierend auf der Abweichung des rechnerischen Temperaturwerts T_rech vom Sollwert T_{D_soll} zu veranlassen.
Beispielhaft sei der Einfluss der Umgebungstemperatur T_Umg homogen.
Wird ein linearer Temperaturabfall zur jeweiligen Leitungslänge der Leitungsstrecken L1, L2 vorausgesetzt, so lässt sich für diese ein Temperaturkoeffizient T_k in der Einheit [°C/m] z. B. wie folgt festlegen: $T_{k} = \frac{(T 2 - T 1)}{L 1 + L 2},$
wobei gilt:

T1 gemessener erster Temperaturwert vom ersten Temperatursensor 165a stromab des Dialysators 303
T2 gemessener zweiter Temperaturwert vom zweiten Temperatursensor 165b stromauf des Dialysators 303
L1 Länge der Leitung vorzugsweise außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung 100 stromauf des Dialysators 303
L2 Länge der Leitung vorzugsweise außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung 100 stromab des Dialysators 303

Wird ein linearer Zusammenhang zwischen Temperaturabfall und Fluss angenommen, so gilt bei einem Referenzfluss von 500 ml/min: $T_{k f l u s s k o m p e s i e r t} = T_{k} * (\frac{500 m l / m i n}{I s t f l u s s})$
Anhand der angegebenen Formel kann die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 den Temperaturkoeffizienten T_k und über diesen berechnen, um wieviel Grad die Temperatur, auf welche die Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung 162 bislang gebracht wurde, angepasst werden muss, um den Einfluss der Umgebungstemperatur zu kompensieren. Dies kann zu einer Verringerung oder einer Erhöhung der Heizleistung führen.
Dabei gilt für einen rechnerischen Temperaturwert T_rech im Dialysator 303 in einer Ausführungsform: $T_{r e c h} = T 2 - L 1 * T_{k}$
oder $T_{r e c h} = T 1 + L 2 * T_{k}$
und für die Temperatur am ersten Temperatursensor 165a: $T 1 = T 2 - ((L 1 + L 2) * T_{k})$
Soll für den Dialysator 303 beispielsweise eine Solltemperatur im Sinne einer „Wunschtemperatur“ von T_{D_soll} = 37°C herrschen, und wird vom zweiten Temperatursensor 165b stromauf der Blutbehandlungseinheit ein Temperaturwert T₂ von 37°C gemessen und über die - hier einmal als gleich lang angenommene - Längen L1 und L2 der Leitungsabschnitte L1, L2 jeweils ein Temperaturverlust von 1°C ermittelt, da der vom ersten Temperatursensor 165a ermittelte erste Temperaturwert T₁ 35°C beträgt, dann beträgt der berechnete Temperaturwert T_rech für den Dialysator 303 36°C.
Um die Differenz zwischen T_rech und T_{D_soll} auszugleichen, muss die Heizvorrichtung 162 veranlasst werden, die Dialysierflüssigkeit um eben diese Differenz stärker aufzuheizen, damit im Dialysator 303 die gewünschten 37°C erreicht werden. Die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 kann programmiert sein, die Heizvorrichtung 162 entsprechend anzusteuern oder zu regeln.
Das Beispiel der 3 offenbart jedoch noch eine weitere Ausgestaltung, in welcher die Steuer- oder Regelvorrichtung 150 konfiguriert ist, um den ersten Temperaturwert T₁ der ersten Flüssigkeit mittels des ersten Temperatursensors 165a zu ermitteln, um eine Abweichung des ermittelten Temperaturwerts T₁ vom Sollwert T_{1_soll} für die Soll- oder Wunschtemperatur an dieser Stelle zu ermitteln, und um die Erhöhung oder die Einstellung der Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung 162 basierend auf der Abweichung zwischen dem ersten Temperaturwert T₁ und dem Sollwert T_{1_soll} zu veranlassen. Dies kann in Form einer Regelung erfolgen, indem nach einer Änderungen der Heizleistung durch die Heizvorrichtung 162 erneut der erste Temperaturwert T₁ ermittelt und mit dem Sollwert T_{1_soll} verglichen wird, usw. Bei diesem Vorgehen kann auf die Berücksichtigung einer Umgebungstemperatur T_Umg verzichtet werden, ebenso auf die Berücksichtigung des zweiten Temperaturwerts T₂.
Wie vorstehenden Ausführungen entnommen wird, werden geräteinterne Einflüsse auf die Temperatur, welche z. B. die Dialysierflüssigkeit nach Vorbeiströmen am zweiten Temperatursensor 165b beeinflussen, hier vernachlässigt. Dies ist in erster Näherung unschädlich. In anderen Ausführungsformen als den vorstehend diskutierten werden solche geräteinterne Einflüsse jedoch ebenfalls berücksichtigt. Dies kann z. B. beim Ermitteln des Temperaturkoeffizienten T_k erfolgen.
Hierin offenbarte Werte, Sollwerte, Koeffizienten und dergleichen können optional von der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 ermittelt oder berechnet werden im Rahmen vorstehender Offenbarung, etwa mittels einer entsprechenden Rechenvorrichtung, welche von der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 umfasst oder mit dieser verbunden ist. Sie können von dieser jeweils alternativ einer Speichervorrichtung 151 entnommen werden. Dort können diese Werte, Sollwerte, Koeffizienten und dergleichen gespeichert worden sein, nachdem sie zunächst von der Steuer- oder Regelvorrichtung 150 oder der Rechenvorrichtung in einem vorangegangenen Schritt oder zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt wurden.
Obgleich die vorliegende Erfindung hier schwerpunktmäßig am Beispiel einer Blutbehandlungsvorrichtung erläutert wurde, welche zur Blutbehandlung einen Dialysator nutzt, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Auch ihr Einsatz in anderen Bereichen der Medizintechnik, welche nicht der Behandlung von Nierengeschädigten dient, ist von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Bezugszeichenliste

100: Blutbehandlungsvorrichtung
101: Blutpumpe
102: Dialysatablaufleitung
102a: Verbinder
104: Dialysierflüssigkeitszulaufleitung
104a: Verbinder
105: Substituatleitung
107: Prädilutionsventil
107a: zum Prädilutionsventil gehörige Leitung
109: Postdilutionsventil
109a: zum Postdilutionsventil gehörige Leitung
111: Substituatpumpe
131: Ultrafiltrationspumpe
150: Steuer- oder Regelvorrichtung
151: Speichervorrichtung
153: Abfluss
155: Wasserquelle
157: Wärmetauscher
159: erste Flusspumpe
161: Vorrichtung zur Bilanzierung
162: Heizvorrichtung
163: Anmischvorrichtung
163a: Leitfähigkeitssensor
163b: Leitfähigkeitssensor
165a: erster Temperatursensor
165b: zweiter Temperatursensor
165c: Umgebungstemperatursensor
166: Konzentratversorgung
167: Leckagesensor
168: Konzentratversorgung
169: zweite Flusspumpe
171: Pumpe, Natriumpumpe
173: Pumpe, Bicarbonatpumpe
300: extrakorporaler Blutkreislauf
301: erste Leitung (arterieller Leitungsabschnitt)
302: (erste) Schlauchklemme
303: Blutfilter oder Dialysator
303a: Dialysierflüssigkeitskammer
303b: Blutkammer
303c: semi-permeable Membran
304a: Dialysatport
304b: Dialysatport
305: zweite Leitung (venöser Leitungsabschnitt)
306: (zweite) Schlauchklemme
315: Detektor
317: Single-Needle-Kammer
318: Entlüftungseinrichtung
319: Detektor
325: Zugabestelle für Heparin
329: venöse Blutkammer (optional)
350: Kurzschlussleitung; Kurzschluss
360: Gehäusewand
F1: Filter
F2: Filter
A: Behälter; A-Konzentrat; Natrium
B: Behälter; B-Konzentrat; Bicarbonat
K: Druckluftquelle, Kompressor
L1: Leitungsstrecke
L2: Leitungsstrecke
P: Druckmessstellen
PS1: arterieller Drucksensor (optional)
PS2: arterieller Drucksensor (optional)
PS3: Drucksensor (optional)
PS4: Drucksensor zum Messen des Filtratdrucks (optional)
PS5: Drucksensor zum Messen des Drucks in der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung
T1: erster Temperaturwert
T2: zweiter Temperaturwert
TD: Temperatur im Dialysators
Tk: Temperaturkoeffizient
Trech: rechnerischer Temperaturwert
TD_soll: Sollwert für die Temperatur an der Blutbehandlungseinrichtung
T1_soll: Sollwert für die Temperatur am ersten Temperatursensor
TUmg: Umgebungstemperaturwert
V: Ventile
V24: Ventil
V25: Ventil
VB: Bypassventile
Y: Y-Verbinder

Claims

Steuer- oder Regelvorrichtung (150), konfiguriert zum Steuern oder Regeln des Betriebs einer Blutbehandlungsvorrichtung (100) zur Behandlung eines Patienten während einer Blutbehandlungssitzung, in welcher die Blutbehandlungsvorrichtung (100) mit einem extrakorporalen Blutkreislauf (300) und einer Blutbehandlungseinrichtung, z. B. Dialysator (303) oder Blutfilter, verbunden ist, und wenn die Blutbehandlungsvorrichtung (100) weiter umfasst: - eine Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) und eine Dialysatablaufleitung (102), angeordnet, um während der Blutbehandlungssitzung Dialysierflüssigkeit zur Blutbehandlungseinrichtung (303) zu- bzw. von dieser abzuführen; - eine Heizvorrichtung (162) zum Erwärmen der Dialysierflüssigkeit vor oder während der Blutbehandlungssitzung; - einen oder mehrere Temperatursensoren (165a, 165b), von denen wenigstens ein erster Temperatursensor (165a) stromab der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromab der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) angeordnet ist, zum Ermitteln eines ersten Temperaturwerts (T₁) einer zuvor entlang der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) geführten ersten Flüssigkeit; wobei die Steuer- oder Regelvorrichtung (150) konfiguriert ist, um die Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung (162) basierend auf dem vom ersten Temperatursensor (165a) ermittelten ersten Temperaturwert (T₁) zu erhöhen oder einzustellen.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach Anspruch 1, konfiguriert, um die Temperatur mittels der Heizvorrichtung (162) zusätzlich basierend auf einem zweiten Temperaturwert (T₂) zu erhöhen oder einzustellen, welcher mittels eines zweiten Temperatursensors (165b) der mehreren Temperatursensoren (165a, 165b) an der ersten Flüssigkeit stromauf der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromauf der Dialysatablaufleitung (102) ermittelt wird oder wurde.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste und/oder der zweite Temperaturwert (T₁, T₂) vor Beginn der Blutbehandlungssitzung ermittelt werden oder wurden.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste und/oder der zweite Temperaturwert (T₁, T₂) während der Blutbehandlungssitzung ermittelt werden oder wurden.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste bzw. der zweite Temperaturwert (T₁, T₂) ermittelt werden oder wurden, während die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) und die Dialysatablaufleitung (102) unter Ausschluss oder unter Umgehung der Blutbehandlungseinrichtung miteinander in Fluidverbindung verbunden sind oder waren.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste und/oder der zweite Temperaturwert (T₁, T₂) ermittelt werden oder wurden, während die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) und die Dialysatablaufleitung (102) nicht unter Ausschluss oder Umgehung der Blutbehandlungseinrichtung angeordnet sind oder waren.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach Anspruch 6, wobei beim oder zum Ermitteln des ersten und/oder des zweiten Temperaturwerts (T₁, T₂) keine zwei voneinander verschiedenen Flüssigkeiten durch die Blutbehandlungseinrichtung geströmt sind oder darin vorhanden waren.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Abweichung des ersten Temperaturwerts (T₁) der ersten Flüssigkeit von einem Sollwert (T_{1_soll}) für die Temperatur am ersten Temperatursensor (165a) ermittelt wird.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, konfiguriert, um - aus sowohl basierend auf dem ersten Temperaturwert (T₁) als auch auf dem zweiten Temperaturwert (T₂) der ersten Flüssigkeit einen rechnerischer Temperaturwert (T_rech) zu errechnen; um - eine Abweichung des rechnerischen Temperaturwerts (T_rech) an der Blutbehandlungseinrichtung von einem Sollwert (T_{D_soll}) zu ermitteln; und um - die Erhöhung oder die Einstellung der Temperatur der Dialysierflüssigkeit mittels der Heizvorrichtung (162) auf der Abweichung des rechnerischen Temperaturwerts (T_rech) von dem Sollwert (T_{D_soll}) basierend zu veranlassen.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach Anspruch 9, wobei der rechnerische Temperaturwert (T_rech) an der Blutbehandlungseinrichtung basierend auf dem ersten und/oder dem zweiten Temperaturwert (T₁, T₂) sowie einem Temperaturkoeffizienten (T_k) ermittelt wird oder wurde, wobei der Temperaturkoeffizient (T_k) für die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104), oder eine, insbesondere außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung (100) verlaufende erste Leitungsstrecke (L1), insbesondere deren Länge, und/oder für die Dialysatablaufleitung (102), oder eine, insbesondere außerhalb der Blutbehandlungsvorrichtung (100) verlaufende zweite Leitungsstrecke (L2), insbesondere deren Länge, ermittelt wird oder wurde.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach Anspruch 10, konfiguriert zum Ermitteln des Temperaturkoeffizienten (T_k).
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach Anspruch 10 oder 11, konfiguriert, um den Temperaturkoeffizienten (T_k) bezogen auf eine, zwei oder mehr Strömungsgeschwindigkeiten (Q₁, Q₂, Q₃) der ersten Flüssigkeit durch die Blutbehandlungseinrichtung, oder durch einen Kurzschluss von Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) und Dialysatablaufleitung (102) unter Ausschluss oder Umgehung der Blutbehandlungseinrichtung, hindurch oder hinein, zu ermitteln.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, konfiguriert, um die Temperatur der Dialysierflüssigkeit, auf welche die Dialysierflüssigkeit während oder vor der Blutbehandlungssitzung mittels der Heizvorrichtung (162) gebracht wird, um die Differenz zwischen dem ersten Temperaturwert (T₁) und dem Sollwert (T_{1_soll}) für die erste Temperatur, oder um die Differenz zwischen dem rechnerischen Temperaturwert (T_rech) und dem Sollwert (T_{D_soll}) für die Temperatur an der Blutbehandlungseinrichtung, oder um mindestens diese Differenz, zu erhöhen oder abzusenken.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nur stromab der Blutbehandlungseinrichtung der erste Temperaturwert (T₁) ermittelt wird.
Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorangehenden Ansprüche, konfiguriert, um beim Erhöhen oder Einstellen der Temperatur, auf welche die Dialysierflüssigkeit während oder vor der Blutbehandlungssitzung mittels der Heizvorrichtung (162) gebracht wird, weiter die mittels eines Umgebungstemperatursensors (165c), z. B. der Blutbehandlungsvorrichtung (100), ermittelte Temperatur (T_Umg) zu berücksichtigen.
Blutbehandlungsvorrichtung (100), vorbereitet zur Verwendung mit einem extrakorporalen Blutkreislauf (300) und einer Blutbehandlungseinrichtung, z. B. Dialysator (303) oder Blutfilter zur Behandlung des Bluts eines Patienten während einer Blutbehandlungssitzung, umfassend - wenigstens eine Aufnahme zum lösbaren Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des extrakorporalen Blutkreislaufs (300) an der Blutbehandlungsvorrichtung (100); - wenigstens eine Aufnahme zum lösbaren Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts der Blutbehandlungseinrichtung an der Blutbehandlungsvorrichtung (100); - eine Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) und eine Dialysatablaufleitung (102), angeordnet, um während der Blutbehandlungssitzung Dialysierflüssigkeit zur Blutbehandlungseinrichtung (100) oder einer Aufnahme hierfür zu- bzw. von dieser abzuführen; - einen oder mehrere Temperatursensoren (165a, 165b), von denen wenigstens ein erster Temperatursensor (165a) stromab der Blutbehandlungseinrichtung und/oder stromab einer Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) angeordnet ist, zum Ermitteln eines ersten Temperaturwerts (T₁) einer die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung (104) durchströmenden oder darin ruhenden ersten Flüssigkeit; - eine Heizvorrichtung (162) zum Erwärmen der Dialysierflüssigkeit vor oder während der Blutbehandlungssitzung; - eine Steuer- oder Regelvorrichtung (150) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Steuern oder Regeln des Betriebs der Blutbehandlungsvorrichtung (100).
Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 16, weiter aufweisend einen zweiten Temperatursensor (165b) unter den mehreren Temperatursensoren (165a, 165b) zum Ermitteln eines zweiten Temperaturwerts (T₂) der ersten Flüssigkeit stromauf der Blutbehandlungseinrichtung oder stromauf der Dialysatablaufleitung (102).
Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 16 oder 17, weiter aufweisend oder verbunden mit einen/m Umgebungstemperatursensor (165c) zum Ermitteln einer Umgebungstemperatur (T_Umg).
Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, ausgestaltet als Dialysevorrichtung, Hämodialysevorrichtung, Hämofiltrationsvorrichtung oder Hämodiafiltrationsvorrichtung, insbesondere als eine Vorrichtung für die akute, die chronische Nierenersatztherapie oder für die kontinuierliche Nierenersatztherapie (CRRT = continuous renal replacement therapy).
Digitales Speichermedium, insbesondere in Form einer Diskette, Speicherkarte, CD oder DVD, EPROM, FRAM oder SSD, mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, konfiguriert, um derart mit einem programmierbaren Rechnersystem zusammenzuwirken, dass eine herkömmliche Steuer- oder Regelvorrichtung in eine Steuer- oder Regelvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder eine herkömmliche Blutbehandlungsvorrichtung in eine Blutbehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19 umprogrammiert wird.
Computerprogramm-Produkt, als Signalwelle oder mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode, um derart mit einem programmierbaren Rechnersystem zusammenzuwirken, dass eine herkömmliche Steuer- oder Regelvorrichtung in eine Steuer- oder Regelvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder eine herkömmliche Blutbehandlungsvorrichtung in eine Blutbehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19 umprogrammiert wird.
Computerprogramm mit einem Programmcode, dass eine herkömmliche Steuer- oder Regelvorrichtung in eine Steuer- oder Regelvorrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder eine herkömmliche Blutbehandlungsvorrichtung in eine Blutbehandlungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19 umprogrammiert wird, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.