DE19510759A1

DE19510759A1 - Vorrichtung zur Hämodialyse

Info

Publication number: DE19510759A1
Application number: DE19510759A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dietrich Dr Polaschegg
Original assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-02
Also published as: WO1996030062A1; AU5107096A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hämodialyse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte bilanzierende Hämodialysesysteme arbeiten entweder gravimetrisch oder volumetrisch. Bei den bekannten volumenbilanzierenden Vorrichtungen mit nur einem Dialysatbehälter kommt es zu einer Vermischung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit. Der Dialysatbehälter ist mit einem Ein- und Auslaß versehen, um sowohl frische Dialysierflüssigkeit für den Dialysator bereitzustellen, als auch die durch den Dialysator gelaufene Flüssigkeit wieder aufzunehmen (DE 34 16 955 A1). Zur Überwachung der Funktionen und Vorgänge der Hämodialyse sind noch geeignete Monitore vorgesehen.

Die Hämodialyse ist im allgemeinen mit einem verhältnismäßig großen apparativen Aufwand verbunden. Insbesondere die gravimetrischen Hämodialysesysteme erfordern einen erhöhten technischen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Hämodialyse zu schaffen, die mit geringem technischen Aufwand realisierbar ist und dabei eine optimale Ausnutzung der Dialysierflüssigkeit erlaubt.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hämodialyse besteht im wesentlichen aus einem Behälter, einem Dialysator und einem Schlauchsystem. Der Behälter zur Aufnahme der Dialysierflüssigkeit, der ein einfacher Kunststoffbehälter aus Polyäthylen sein kann, weist eine flexible Trennwand in Form eines Kunststoffsacks auf, die den Behälter in zwei Kammern aufteilt. Die frische Dialysierflüssigkeit wird aus der einen Kammer des Behälters in den Dialysator gepumpt oder angesaugt, während die verbrauchte Dialysierflüssigkeit in die andere Kammer des Behälters zurückgeführt wird.

Die wesentliche Vereinfachung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Hämodialyse ergibt sich daraus, daß die Aufteilung des Behälters in zwei Kammern durch den Kunststoffsack erfolgt. Der Kunststoffsack legt sich beim Befüllen des Behälters mit Dialysierflüssigkeit eng an die Behälterwandung an und kleidet den Behälter vollständig aus. Er ermöglicht es, daß das Volumen der die frische Dialysierflüssigkeit aufnehmenden Kammer abnimmt und das Volumen der die verbrauchte Dialysierflüssigkeit aufnehmenden Kammer während des Betriebes der Vorrichtung zunimmt. Eine Durchmischung der verbrauchten und der frischen Dialysierflüssigkeit findet in dem Behälter nicht statt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt also ein mit einfachen technischen Mitteln realisierbares Hämodialysesystem dar, das die volumetrische Bilanzierung durch Verdrängung der frischen durch verbrauchte Dialysierflüssigkeit ausnutzt, ohne daß es zu einem Kontakt von frischer und gebrauchter Dialysierflüssigkeit kommt.

Vorteilhaft ist, daß die frische Dialysierflüssigkeit nicht mit der Behälterwandung, sondern ausschließlich mit dem Kunststoffsack in Berührung kommt. Da mit der Wandung des Behälters lediglich die verbrauchte Dialysierflüssigkeit in Kontakt kommt, sind an den Behälter keine allzu hohen Anforderungen zu stellen. Es kann ein gewöhnliches an seiner Oberseite offener Kunststoffbehälter verwendet werden, in den der Kunststoffsack eingehängt wird, wobei der Kunststoffsack an dem oberen Behälterrand befestigt werden kann. Von besonderem Vorteil ist, wenn der Kunststoffsack nicht mit Dialysierflüssigkeit befüllt wird, sondern ein Kunststoffsack als Einwegartikel Verwendung findet, der bereits ein werksseitig eingefülltes Konzentrat enthält. Der mit dem Konzentrat befüllte Kunststoffsack wird in den Behälter eingelegt und anschließend mit Wasser aufgefüllt.

Der Auslaß des Behälters, der über die Zuführleitung mit dem Dialysierflüssigkeitseinlaß des Dialysators in Verbindung steht, ist vorzugsweise im Bereich des Behälterdeckels angeordnet, während der Einlaß des Behälters, durch den die verbrauchte Dialysierflüssigkeit in den Behälter zurückströmt, sich im Bereich des Behälterbodens befindet. Wenn die Dialysierflüssigkeit nun aus dem Auslaß des Behälters über die Zuführleitung in den Dialysator strömt, wird der Kunststoffsack entleert. Da die verbrauchte Dialysierflüssigkeit von unten wieder in den Behälter zurückgeführt wird, werden die entstehenden Zwischenräume zwischen der Behälterwand und dem Kunststoffsack aufgefüllt, wobei sich der Kunststoffsack zusammenlegt.

Um ultrafiltrierte Flüssigkeit, die das Volumen des Systems erhöht, abführen zu können, ist unterhalb des oberen Behälterrandes vorzugsweise ein weiterer Auslaß vorgesehen, der über eine Schlauchleitung an ein Meßgefäß angeschlossen sein kann.

Von besonderem Vorteil ist, daß die Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit mit einer Doppelschlauchpumpe erfolgt, wobei der eine Pumpenteil der Doppelschlauchpumpe im Blutkreislauf liegt, während der andere Pumpenteil die Dialysierflüssigkeit ansaugt. Eine optimale Entfernung von Stoffwechselschlacken und Flüssigkeit aus dem Blut bei beschränkter Dialysierflüssigkeitsmenge wird dann erzielt, wenn das Verhältnis zwischen der Menge des durch den Dialysator strömenden Blutes und der Durchflußmenge der Dialysierflüssigkeit etwa 2/3 beträgt. Die Doppelschlauchpumpe erlaubt nun mit einfachen konstruktiven Mitteln ein derartiges Durchflußmengenverhältnis einzustellen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, eine Doppelschlauchpumpe vorzusehen, deren Schläuche ein Querschnittsflächenverhältnis von 2/3 aufweisen.

Ferner erweist sich als vorteilhaft, daß bei einem eventuellen Ausfall der Doppelschlauchpumpe sowohl der Blutfluß als auch der Dialysierflüssigkeitsfluß sofort zum Stillstand kommt. Damit besteht nicht die Gefahr, einer ungewollten Infusion oder einer exzessiven Ultrafiltration beim Ausfall der Pumpe.

Der die Dialysierflüssigkeitspumpe bildende Teil der Doppelschlauchpumpe kann stromauf oder stromab des Dialysators angeordnet sein. Wenn die Dialysierflüssigkeitspumpe in der Zuführleitung stromauf des Dialysators und eine Einrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses, z. B. eine Schlauchklemme, in der Rückführleitung stromab des Dialysators angeordnet ist, wird im Dialysierflüssigkeitskompartement des Dialysators ein gegenüber der Atmosphäre positiver Druck hergestellt. Dies wird dann notwendig sein, wenn auch auf der Blutseite mit einem entsprechend hohen venösen Druck zu rechnen ist. Für den Fall, daß ein Dialysator mit einem kleinen Ultrafiltrationskoeffizienten Verwendung findet, sollte die Dialysierflüssigkeitspumpe stromab und die Schlauchklemme stromauf des Dialysators angeordnet sein. Dann ist allerdings mit Nachentgasung der Dialysierflüssigkeit zu rechnen.

Die Erwärmung der Dialysierflüssigkeit kann mit einer externen Heizung erfolgen. In dem Behälter kann aber auch eine Temperiereinrichtung integriert sein, die die Dialysierflüssigkeit auf einer bestimmten Temperatur hält. Der Blutkreislauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Hämodialyse kann entsprechend den Sicherheitsbedürfnissen des Anwenders ferner mit Monitoreinheiten wie Manometern oder Luftdetektoren ausgestattet sein.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine besondere Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung.

Die Vorrichtung zur Hämodialyse besteht im wesentlichen aus einem Behälter 1 zur Aufnahme der Dialysierflüssigkeit, einem Dialysator 2 und einer Doppelschlauchpumpe 3.

In den Dialysator 2 gelangt das Blut des Patienten über ein arterielles Schlauchsystem 4. Nachdem das Blut den Dialysator 2 durchströmt hat, wird es über ein venöses Schlauchsystem 5 zurückgeführt. Der Blutkreislauf, der zur Überwachung noch mit verschiedenen Monitoreinheiten versehen sein kann, ist in der Figur nur andeutungsweise dargestellt.

Der im wesentlichen zylindrische, an seiner Oberseite offene Behälter 1 zur Aufnahme der Dialysierflüssigkeit mit einem Fassungsvermögen von ca. 80 l besteht aus Kunststoff und ist mit einer Isolierschicht 6 versehen. Die Zuführöffnung 20 zum Befüllen des Behälters 1 mit Dialysierflüssigkeit ist mit einem abnehmbaren Deckel 7 verschlossen, der mit einer Entlüftungsöffnung 21 versehen ist, die mit einem Sterilfilter 22 verschlossen ist. Der Deckel weist als Auslaß 8 ein in das Behälterinnere kurz eintauchendes Ansaugrohr 9 auf, das über eine Zuführleitung 10 mit dem Dialysierflüssigkeitseinlaß des Dialysators 2 in Verbindung steht. Der Dialysierflüssigkeitsauslaß des Dialysators 2 steht über eine Rückführleitung 11 mit einem unmittelbar oberhalb des Behälterbodens angeordneten Einlaß 12 des Behälters 1 in Verbindung. In den Behälter ist ein Kunststoffsack 13 aus Polyäthylen eingehängt, der in seinen Ausmaßen etwa den Ausmaßen des Behälterinnenraums entspricht. Der Kunststoffsack 13 ist am oberen Behälterrand 14 befestigt und teilt den Behälter in zwei Kammern 15, 16 variablen Volumens, von denen die eine Kammer 15 mit dem Behälterauslaß 8 und die andere Kammer 16 mit dem Behältereinlaß 12 in Verbindung steht. Unterhalb des oberen Behälterrandes 14 ist ein zweiter Auslaß 17 vorgesehen, der mit einer Leitung verbunden ist, die in ein Meßgefäß 18 zur Aufnahme ultrafiltrierter Flüssigkeit mündet. Die Ansaugöffnung des Ansaugrohres 9 sollte nicht oberhalb des zweiten Auslasses 17 angeordnet sein, sondern befindet sich auf der Höhe des Auslasses 17 oder vorzugsweise unterhalb des Auslasses, wie in der Figur dargestellt ist. Ferner muß zwischen dem oberen Behälterrand 14 und dem zweiten Auslaß 17 ein ausreichender Abstand vorhanden sein, um die Kammer 15 bei der nachfolgend im einzelnen beschriebenen Inbetriebnahme der Vorrichtung über das Niveau des Auslasses 17 mit Dialysierflüssigkeit auffüllen zu können. Ansonsten könnte der Pegel durch das Füllen des Dialysators, der Schläuche und der wenn auch anfangs nur kleinen Kammer 16 mit Dialysierflüssigkeit unter das Niveau des zweiten Auslasses 17 fallen. Dann würde die gesamte Dialysierflüssigkeit während der Inbetriebnahme vor Vorrichtung von der Kammer 15 zur Kammer 16 laufen, ohne daß Flüssigkeit durch den zweiten Auslaß 17 austreten würde.

Die Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit erfolgt mit der Doppelschlauchpumpe 3. Die nur schematisch angedeutete Doppelschlauchpumpe 3 bekannter Bauart zur Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit weist eine rotierende Scheibe auf, die planetenartig umlautende Rollen trägt. Diese laufen auf zwei am inneren Umfang eines zylindrischen Gehäuses geführten Schläuchen aus elastischem Material. Die Rollen drücken die beiden Schläuche in regelmäßigen Abständen so zusammen, daß das zwischen jeweils zwei Rollen befindliche Schlauchvolumen von der Saugseite abgetrennt und zur Druckseite gefördert wird. Da die Pumpschlauchsegmente der Abnutzung unterliegen, ist das Schlauchsystem derart ausgebildet, daß sich die Schlauchsegmente leicht auswechseln lassen.

Während der die Dialysierflüssigkeitspumpe 3′ bildende Teil der Doppelschlauchpumpe stromab des Dialysators in der Rückführleitung 11 angeordnet ist, liegt der die Blutpumpe 3′′ bildende Teil der Doppelschlauchpumpe im Blutkreislauf. Das Verhältnis der Fördermengen der Blutpumpe 3′′ zu der Dialysierflüssigkeitspumpe 3′ beträgt etwa 2/3, so daß eine optimale Stoffentfernung bei beschränkter Dialysierflüssigkeitsmenge erzielt und die Dialysierflüssigkeit optimal ausgenutzt wird. Das obige Verhältnis ist auf einfache Weise dadurch eingestellt, daß das Verhältnis der Querschnittsflächen der beiden Schläuche der Doppelschlauchpumpe 2/3 beträgt. Ferner ist als Einrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses eine manuell zu betätigende Schlauchklemme 19 vorgesehen, die an der Zuführleitung 10 stromauf des Dialysators 2 angeordnet ist.

Die Funktionsweise der Vorrichtung zur Hämodialyse wird nachfolgend beschrieben. Zunächst wird der Deckel 7 des Behälters abgenommen und der Kunststoffsack 13 wird, sofern dieser nicht mit dem Behälter fest verbunden ist, in den Behälter eingehängt. Daraufhin wird bis zum oberen Behälterrand 14 in das Innere des Kunststoffsacks 13 eine Dialysierflüssigkeit der gewünschten Konzentration oder Wasser gefüllt, sofern ein bereits mit Konzentrat gefüllter Kunststoffsack Verwendung findet. Die Flüssigkeit kann vortemperiert sein, oder mit einer in der Figur nicht dargestellten Temperiereinrichtung auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Die Überwachung der Konzentration der Dialysierflüssigkeit kann mit Leitfähigkeitssensoren erfolgen. Der Behälter 1 wird nun mit dem Deckel 7 verschlossen. Daraufhin wird die Doppelschlauchpumpe 3 in Betrieb gesetzt, so daß die Dialysierflüssigkeit angesaugt wird und durch die Zuführleitung 10, den Dialysator 2 und die Rückführleitung 11 in die untere Kammer 16 des Behälters strömt. Da das Einfüllniveau für die frische Dialysierflüssigkeit oberhalb des Auslasses 17 liegt, werden die verbleibenden Zwischenräume zwischen dem Kunststoffsack 13 und der Behälterwand aufgefüllt, was dadurch kontrolliert werden kann, daß die Dialysierflüssigkeit aus dem Auslaß 17 austritt. Sobald durch den Umpumpvorgang keine Dialysierflüssigkeit mehr aus dem Auslaß 17 austritt, ist das System gefüllt und betriebsbereit. Die Belüftungsöffnung 22 verhindert, daß die Doppelschlauchpumpe 3 während des Befüllungsvorganges zu stark beansprucht wird und daß nahezu der gesamte Beutelinhalt von der Kammer 15 zur Kammer 16 überläuft, ohne daß Flüssigkeit durch den Auslaß 17 austritt. Das Blutschlauchsystem kann gleichzeitig mit den bekannten Verfahren gefüllt werden.

Während des Betriebs der Vorrichtung zur Hämodialyse wird der Kunststoffsack 13 entleert, wobei die verbrauchte Dialysierflüssigkeit wieder in den Behälter 1 zurückfließt. Der Kunststoffsack 13, der die obere Kammer 15 zur Aufnahme der frischen Dialysierflüssigkeit von der unteren Kammer 16 zur Aufnahme der verbrauchten Dialysierflüssigkeit trennt, verhindert, daß sich die frische Dialysierflüssigkeit und die verbrauchte Dialysierflüssigkeit miteinander vermischen. Die das Volumen des System erhöhende ultrafiltrierte Flüssigkeit tritt aus dem Auslaß 17 aus und wird in dem Meßgefäß 18 aufgefangen. In Abhängigkeit von der Menge der ultrafiltrierten Flüssigkeit wird die Schlauchklemme 19 verstellt. Die Regelung kann aber auch mit einer geeigneten Regeleinrichtung erfolgen, die die Schlauchklemme 19 in Abhängigkeit von der Menge der ultrafiltrierten Flüssigkeit automatisch betätigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hämodialyse stellt ein System dar, das sich auf einfache Weise aufbauen läßt und eine optimale Ausnutzung der Dialysierflüssigkeit erlaubt.

Claims

1. Vorrichtung zur Hämodialyse mit
einem Behälter (1) zur Aufnahme der Dialysierflüssigkeit, der einen Auslaß (8) für die frische und einen Einlaß (12) für die verbrauchte Dialysierflüssigkeit aufweist,
einer Zuführleitung (10), über die der Auslaß (8) des Behälters (1) mit dem Dialysierflüssigkeitseinlaß eines Dialysators (2) in Verbindung steht,
einer Rückführleitung (11), über die der Dialysierflüssigkeitsauslaß des Dialysators (2) mit dem Einlaß (12) des Behälters (1) in Verbindung steht,
einer Einrichtung (3) zur Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit, und
einer flexiblen, den Behälter in zwei Kammern (15, 16) aufteilenden Trennwand (13), wobei die eine frische Dialysierflüssigkeit aufnehmende Kammer (15) mit dem Auslaß (8) und die andere verbrauchte Dialysierflüssigkeit aufnehmende Kammer (16) mit dem Einlaß (12) des Behälters (1) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Behälter (1) eine Zuführöffnung (20) zum Befüllen des Behälters (1) mit Dialysierflüssigkeit aufweist, die mit einem Deckel (7) verschließbar ist, und die flexible Trennwand durch einen in den Behälter (1) eingehängten und sich beim Befüllen des Behälters mit frischer Dialysierflüssigkeit an die Behälterwandung anlegenden Kunststoffsack (13) gebildet ist.

2. Vorrichtung zur Hämodialyse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand des Kunststoffsacks (13) am Behälterrand (14) befestigt ist.

3. Vorrichtung zur Hämodialyse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (8) des Behälters (1) im Bereich des Behälterdeckels (7) und der Einlaß (12) des Behälters (1) im Bereich des Behältersbodens angeordnet ist.

4. Vorrichtung zur Hämodialyse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit eine Doppelschlauchpumpe (3) ist, deren eine Teilpumpe (3′′) im Blutkreislauf liegt und deren andere Teilpumpe (3′) die Dialysierflüssigkeit ansaugt.

5. Vorrichtung zur Hämodialyse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Schlauchquerschnittsflächen der beiden Schläuche der Doppelschlauchpumpe etwa 2/3 beträgt.

6. Vorrichtung zur Hämodialyse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des oberen Behälterrandes (14) ein weiterer Auslaß (17) zum Austreten von ultrafiltrierter Flüssigkeit vorgesehen ist.

7. Vorrichtung zur Hämodialyse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) thermisch isoliert ist.

8. Vorrichtung zur Hämodialyse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) zur Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit in der Zuführleitung (10) stromauf des Dialysators (2) und eine Einrichtung (19) zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses in der Rückführleitung (11) stromab des Dialysators angeordnet sind.

9. Vorrichtung zur Hämodialyse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) zur Förderung des Blutes und der Dialysierflüssigkeit in der Rückführleitung (11) stromab des Dialysators (2) und eine Einrichtung (19) zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses in der Zuführleitung (10) stromauf des Dialysators (2) angeordnet sind.