DE19540079A1 - Dialysegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Dialysegerät mit einer Zulaufleitung, die eine mit dem Blut eines Patienten zusammenwirkende Austauscheinheit mit frischem Dialysat versorgt, und mit einer Ablaufleitung, die ver­ brauchtes Dialysat aus der Austauscheinheit abführt.

Ein derartiges medizinisches Dialysegerät ist aus der Patentschrift DE 31 01 159 C2 bekannt. Dieses Dialyse­ gerät umfaßt ein Leitungssystem, das einen extrakorpora­ len Blutstrom von einem Blutgefäß zu einer Vene her­ stellt. In diesem Leitungssystem ist ein Hämodialysator angeordnet. Im Hämodialysator treten harnpflichtige Substanzen durch Diffusion über eine semipermeable Membran in ein Dialysat über, das einem Adsorptions­ system zugeführt ist. Das Adsorptionssystem adsorbiert die harnpflichtigen Substanzen und reinigt dadurch das Dialysat. Das gereinigte, frische Dialysat wird erneut dem Hämodialysator zugeführt.

Da das Dialysat bei diesem herkömmlichen Dialysegerät kontinuierlich wiederaufbereitet wird, entfällt die Notwendigkeit, frisches Dialysat aus einem Vorratsbe­ hälter dem Hämodialysator zuzuführen und das verbrauchte Dialysat in einem Sammelbehälter aufzunehmen. Insofern ist es leicht möglich, das bekannte Dialysegerät so zu konstruieren, daß sich eine tragbare künstliche Niere ergibt.

Ein Nachteil des bekannten Dialysegeräts ist jedoch, daß das Adsorptionsmittel nur bestimmte, im allgemeinen bekannte Nierengifte adsorbiert. Da verschiedene Adsorp­ tionsmittel nur bestimmte Substanzen adsorbieren, lassen sich auch durch eine Kombination von verschiedenen Ad­ sorptionsmitteln nicht sämtliche harnpflichtigen Sub­ stanzen aus dem Dialysat entfernen. Dementsprechend ist es immer möglich, daß Nierengifte, deren Existenz unbe­ kannt ist, das Adsorptionssystem durchlaufen, ohne adsorbiert zu werden, da für diese Nierengifte kein Ad­ sorptionsmittel im Adsorptionssystem vorgesehen ist, so daß diese Substanzen dem Blut des Patienten nicht ent­ zogen werden.

Weiterhin ist von Nachteil, daß die bekannten Adsorp­ tionsmittel selbst das Dialysat durch die Abgabe von Substanzen verunreinigen. Beispielsweise werden durch bekannte herkömmliche Adsorptionsmittel häufig Alu­ miniumionen ins Dialysat abgegeben.

Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Dialysatgeräts ist das große Volumen des Adsorptionssystems, das üb­ licherweise in der Größenordnung von einem oder mehreren Kubikdezimetern liegt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, ein tragbares medizinisches Dialysegerät zu schaffen, das sämtliche im Dialysat enthaltenen Nierengifte ohne Beimischung weiterer Verun­ reinigungen aus dem Blut des Patienten entfernt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ablaufleitung in einen Sammelbehälter mündet und daß die Zulaufleitung aus einem Vorratsbehälter mit einem Konzentrat aus frischem Dialysat gespeist ist, das in einem Osmosemodul entlang einer die Ablaufleitung und die Zulaufleitung trennenden, insgesamt nur für Wasser durchlässigen Mem­ brananordnung dem verbrauchten Dialysat Wasser entzieht.

Dadurch, daß das vom Vorratsbehälter in die Zulauf­ leitung eingespeiste Konzentrat aus frischem Dialysat dem verbrauchten Dialysat über die nur für Wasser durch­ lässige Membran Wasser entzieht, wird nur ein geringer Teil des Wassers in den Sammelbehälter abgegeben, während ein Großteil des Wassers zur Verdünnung des Dialysatkonzentrats wiedergewonnen wird. Während sich folglich das mit Nierengiften angereicherte Konzentrat des verbrauchten Dialysats im Sammelbehälter ansammelt, läuft die Wasserkomponente des Dialysats in einem Kreis­ lauf um. Dementsprechend ist es möglich, den Vorrats­ behälter für das Konzentrat des frischen Dialysats und den Sammelbehälter für das Konzentrat des verbrauchten Dialysats so klein zu konstruieren, daß sich eine trag­ bare künstliche Niere ergibt. Das ist selbst dann mög­ lich, wenn der Vorratsbehälter und der Sammelbehälter während einer Vielzahl von Stunden nicht ausgewechselt werden können.

Darüber hinaus ist bei dem Dialysegerät gemäß der Erfin­ dung sichergestellt, daß sämtliche Nierengifte, die aus dem Blut des Patienten ins Dialysat abgegeben wurden, vollständig in den Sammelbehälter abgeschieden werden, da die Membrananordnung im Osmosemodul nur für Wasser­ moleküle durchlässig ist. Folglich ist das frische Dialysat frei von Verunreinigungen und enthält lediglich das mit Wasser aus dem verbrauchten Dialysat verdünnte Konzentrat aus frischem Dialysat.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines zur Hämodialyse ver­ wendeten Dialysegeräts gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines zur Peritonealdialyse mit einem doppellumigen Katheter verwendeten Dialysegeräts;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zur Peritonealdialyse mit einem Einzellumenkatheter verwendeten Dialy­ segeräts; und

Fig. 4 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel des zur Hämodialyse verwendeten Dialysegeräts aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Patienten 1, dessen Blut von einer Blutpumpe 2 über eine arterielle Leitung 3 zu einem Hämodialysator 4 gepumpt wird. Der Hämodialysator 4 umfaßt Kapillaren 5, die an ihren Enden von einer die Kapillaren 5 umschließenden Verbundmasse 6 gehalten sind. Das von der Blutpumpe 2 durch die arterielle Leitung 3 gepumpte Blut tritt durch einen Eintrittsraum 7 in das Innere der Kapillaren 5 ein und verläßt den Hämodialysator 4 über einen Ausgangsraum 8 und eine venöse Leitung 9. In der venösen Leitung 9 befindet sich eine Luftdetektorglocke 10 und in Strömungsrichtung hinter der Luftdetektorglocke 10 eine Ventilklemme 11. Dringt unerwartet, beispielsweise durch ein Leck im Blutkreislauf, Luft in die arterielle Leitung 3 oder venöse Leitung 9 ein, so dehnt sich ein Luftvolumen 12 in der Luftdetektorglocke 10 aus und drängt ein Blut­ volumen 12′ so weit zurück, bis eine Lichtschrankenein­ richtung 13 anspricht, woraufhin die Ventilklemme 11 durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Steuer­ einrichtung geschlossen, die Blutpumpe 2 angehalten und eine Alarmmeldung ausgegeben wird, die den Patienten 1 oder zuständiges Personal veranlassen soll, den Blut­ kreislauf zu überprüfen und gegebenenfalls den Fehler zu beseitigen.

Außerdem ist in der arteriellen Leitung 3 ein arteriel­ ler Druckmesser 14 vorgesehen. Wenn die Blutpumpe 2 eine größere Blutmenge pro Zeiteinheit fördert als das Blut­ gefäß des Patienten 1 abgeben kann, fällt der Druck in der arteriellen Leitung 3 ab und der arterielle Druck­ messer 14 gibt entsprechende Meßwerte an die Steuer­ einheit aus, woraufhin die Steuereinheit die Blutpumpe 2 verlangsamt.

So wie in der arteriellen Leitung 3 ein arterieller Druckmesser 14 vorgesehen ist, ist in der venösen Leitung 9 ein venöser Druckmesser 15 vorhanden, der bei einer Behinderung des Blutrückflusses den Druckanstieg erfaßt und ein entsprechendes Signal an die Steuerein­ heit abgibt. Die Steuereinheit verlangsamt daraufhin die Blutpumpe 2.

Im Hämodialysator 4 fließt das Dialysat in Gegenstrom­ richtung zum Blut auf der Außenseite der Kapillaren 5 durch einen von den Verbundmassen 6 gegen den Eintritts­ raum 7 und den Ausgangsraum 8 abgedichteten Austausch­ raum 16. Während des Durchlaufs durch den Austauschraum 16 sättigt sich das frische Dialysat über die Membran der Kapillaren 5 durch Diffusion mit Nierengiften auf und nimmt durch Filtration auch Wasser aus dem Blut des Patienten 1 auf. Eine Dialysatablaufpumpe 17 fördert das mit Nierengiften aufgesättigte verbrauchte Dialysat durch eine Ablaufleitung 18 zum Osmosemodul 19. Wie der Hämodialysator 4 umfaßt das Osmosemodul 19 eine Reihe von Kapillaren 20, die an ihren Enden von einer die Kapillaren 20 umgebenden Verbundmasse 21 gehalten sind. Die eine semipermeable Membran aufweisenden Wände dieser Kapillaren 20 sind nur für Wassermoleküle, nicht aber für Ionen oder andere Moleküle, wie im Dialysat gelöste Salze oder Nierengifte, durchlässig. Das verbrauchte Dialysat tritt über einen Eingangsraum 22 in das Innere der Kapillaren 20 ein. Dort wird dem verbrauchten Dialy­ sat auf eine nachfolgend näher erläuterte Weise ein Großteil des Wassers entzogen. In einem Ausgangsraum 23 sammelt sich das restliche, stark konzentrierte, mit Nierengiften hoch angereicherte Dialysat und wird von einer Konzentratablaufpumpe 24 zu einem Sammelbehälter 25 gepumpt.

In einem durch die Verbundmasse 21 gegen den Eingangs­ raum 22 und den Ausgangsraum 23 abgetrennten Aus­ tauschraum 26, der an eine Zuleitung 27 angeschlossen ist, fließt in Gegenstromrichtung zum verbrauchten Dialysat auf der Außenseite der Kapillaren 20 ein Kon­ zentrat aus frischem Dialysat, das von einer Konzen­ tratzulaufpumpe 28 über eine Zuleitung 27 aus einem Vorratsbehälter 29 in den Austauschraum 26 gepumpt wird. Bei dem Konzentrat aus frischem Dialysat handelt es sich im allgemeinen um eine Lösung aus Elektrolyten, Glukose, Laktat oder Bikarbonat. Da das im Austauschraum 26 fließende Konzentrat aus frischem Dialysat eine höhere Osmolarität als das im Inneren der Kapillaren 20 fließende, und durch das Wasser aus dem Blut des Patienten 1 etwas verdünnte verbrauchte Dialysat hat, nimmt das Konzentrat aus frischem Dialysat auf seinem Weg entlang den Kapillaren 20 das Wasser auf, das vom verbrauchten Dialysat aus dem Inneren der Kapillaren 20 durch die Wände der Kapillaren 20 hindurch abgegeben wird. Auf seinem Weg durch das Innere der Kapillaren 20 gibt also das verbrauchte Dialysat Wasser durch die Wand der Kapillaren 20 an den Austauschraum 26 ab. Das Volumen des verbrauchten Dialysats nimmt laufend ab, während seine Osmolarität zunimmt. Dagegen nimmt das Volumen des Konzentrats an frischem Dialysat laufend zu, seine Osmolarität nimmt jedoch ab. Da die Flüssigkeiten in Gegenstromrichtung aneinander vorbeifließen, herrscht längs der Kapillare 20 ein osmotischer Druckunterschied, der den Übertritt von Wasser vom Inneren der Kapillaren 20 in den Austauschraum 26 fördert.

Falls der osmotische Druckunterschied zwischen dem Inneren der Kapillaren 20 und dem Austauschraum 26 nicht genügt, um eine ausreichende Menge an Wasser aus dem Inneren der Kapillaren 20 in den Austauschraum 26 über­ treten zu lassen, läßt sich beispielsweise mit Hilfe der Dialysatablaufpumpe 17 und der Konzentratablaufpumpe 24 ein zusätzlicher hydraulischer Druck erzeugen. Dieser hydraulische Druck ergibt sich zum Beispiel daraus, daß die Dialysatablaufpumpe 17 schneller als die Konzentrat­ ablaufpumpe 24 läuft. Diese unterschiedlichen Pumpge­ schwindigkeiten führen zu einer hydraulischen Druck­ erhöhung im Innern der Kapillaren 20, die den Wasserübertritt durch die Wand der Kapillaren 20 fördert.

Damit ein möglichst geringer Druckunterschied zwischen den Innenräumen der Kapillaren 20 und dem Austauschraum 26 ausreicht, um genügend Wasser übertreten zu lassen, sollte die Membranfläche der Kapillaren 20 möglichst groß sein. Typischerweise findet in einem Behälter von einem bis zwei Zentimeter Durchmesser und ungefähr zwanzig Zentimeter Länge eine Membranfläche von mehreren Quadratmetern Platz. Dementsprechend ist nur ein ge­ ringer Druckunterschied zwischen den Innenräumen der Kapillaren 20 und dem Austauschraum 26 notwendig, um unter typischen Betriebsverhältnissen die notwendige Menge an Wasser aus den Innenräumen der Kapillaren 20 in den Austauschraum 26 gelangen zu lassen.

Das den Austauschraum 26 verlassende frische Dialysat wird durch eine Dialysatzulaufpumpe 30 durch die Zu­ laufleitung 27 zum Hämodialysator 4 gepumpt, wo es mit Nierengiften und im allgemeinen auch Wasser aus dem Blut des Patienten aufgesättigt wird.

In Strömungsrichtung hinter der Dialysatzulaufpumpe 30 zweigt eine Rücklaufleitung 31 ab, die in Strömungs­ richtung vor dem Ausgang der Zulaufleitung 27 in den Austauschraum 26 des Osmosemoduls 19 mündet. Zwischen dem Osmosemodul 19 und der Dialysatzulaufpumpe 30 ist in der Zulaufleitung 27 ein Konzentrationsmeßgerät 32 angeordnet, das beispielsweise ein Leitfähigkeitsmesser ist. Das Konzentrationsmeßgerät 32 überprüft die Konzen­ tration des frischen Dialysats. Wenn die Konzentration im Toleranzbereich liegt, öffnet die mit dem Konzentra­ tionsmeßgerät 32 verbundene Steuereinheit ein Zulaufven­ til 33 und schließt ein Rückleitungsventil 34, und die Dialysatzulaufpumpe 30 pumpt das frische Dialysat zum Hämodialysator 4. Ist die Konzentration abnormal, wird das Zulaufventil 33 geschlossen und das Rückleitungs­ ventil 34 geöffnet, so daß die Dialysatzulaufpumpe 30 das frische Dialysat mit abnormalen Konzentrationswerten zum Osmosemodul 19 zurückpumpt. Die Konzentratzulauf­ pumpe 28 wird dabei angehalten. Die Dialysatzulaufpumpe 30 dagegen arbeitet ununterbrochen weiter und pumpt frisches Dialysat im Kreis zum Osmosemodul 19 zurück, so daß ständig frisches Dialysat aus dem Osmosemodul 19 vom Konzentrationsmeßgerät 32 auf seine Konzentration über­ prüft werden kann. Bei zu hoher Konzentration muß noch mehr Wasser aus dem Inneren der Kapillaren 20 über­ treten. Die Dialysatablaufpumpe 17 arbeitet daher mit beispielsweise gleicher Pumpleistung weiter, während die Konzentratablaufpumpe 24 langsamer arbeitet. Dadurch erhöht sich der Druck im Inneren der Kapillaren 20 und Wasser tritt vermehrt in das frische Dialysat über. Bei zu niedriger Konzentration muß dagegen Wasser ins Innere der Kapillaren 20 zurückgedrängt werden. Dazu wird Förderleistung der Dialysatablaufpumpe 17 verringert und die der Konzentratablaufpumpe 24 erhöht. Dies erniedrigt den Druck im Inneren der Kapillaren 20 und fördert den übertritt von Wasser aus dem frischen Dialysat ins Innere der Kapillaren 20 bis die Konzentration des frischen Dialysats wieder innerhalb der Normgrenzen liegt.

Die Rücklaufleitung 31 des Dialysats zum Osmosemodul 19 dient der Sicherheit, um zu vermeiden, daß die Konzen­ tration des frischen Dialysats Konzentrationswerte er­ reicht, die den Patienten 1 gefährden. Kleinere Regelab­ weichungen des Meßwerts des Konzentrationsmeßgeräts 32 von einem Sollwert lassen sich durch eine Regel­ schaltung, die beispielsweise die Fördermenge der Kon­ zentratablaufpumpe 24 und damit den Druck im Inneren der Kapillaren 20 regelt, ausgleichen.

Ein der Ablaufleitung 18 und der Zulaufleitung 27 zu­ geordneter Flußmesser 35 mißt den Fluß des Dialysats in der Ablaufleitung 18 und der Zulaufleitung 27. Mit Hilfe des Flußmessers 35 läßt sich die Förderleistung der Dialysatablaufpumpe 17 und der Dialysatzulaufpumpe 30 sowie der Konzentratablaufpumpe 24 und der Konzentratzu­ laufpumpe 28 so einstellen, daß dem Patienten 1 Flüssig­ keit entzogen oder zugeführt wird. Wenn die Förder­ leistung der Dialysatablaufpumpe 17 und der Konzentrat­ ablaufpumpe 24 größer ist als die Förderleistung der Dialysatzulaufpumpe 30 und der Konzentratzulaufpumpe 28, wird dem Patienten Flüssigkeit entzogen. Im umgekehrten Fall wird dem Patienten Flüssigkeit zugeführt.

Die Dialysat- und Konzentratzulaufpumpen 30 und 28 sowie die Dialysat- und Konzentratablaufpumpen 17 und 24 erfüllen also jeweils verschiedene Aufgaben. Aufgabe der Dialysatzulaufpumpe 30 ist es, den Hämodialysator 4 mit einer ausreichenden Menge an frischem Dialysat zu ver­ sorgen. Die typische Flußrate beträgt beispielsweise 25 Milliliter pro Minute. Die Dialysatzulaufpumpe 28 ge­ währleistet, daß in der Menge von 25 Milliliter Dialy­ sat, die pro Minute dem Hämodialysator 4 zugeführt werden, eine ausreichende Menge von Konzentrat aus frischem Dialysat enthalten ist. Falls das frische Dialysat beispielsweise etwa 10 Prozent an Konzentrat enthalten soll, beträgt die Förderleistung der Konzen­ tratzulaufpumpe 28 2,5 Milliliter pro Minute. Die 22,5 Milliliter an Flüssigkeit, die die restlichen 90 Prozent des frischen Dialysats ausmachen, treten im Osmosemodul 19 über die nur für Wasser durchlässige Membran zum frischen Dialysat über.

Die Dialysatablaufpumpe 17 pumpt das von der Dialysat­ zulaufpumpe 30 in den Hämodialysator 4 gepumpte Wasser einschließlich dem vom Blut des Patienten in das Dialy­ sat übergetretene Wasser vom Hämodialysator 4 zum Os­ mosemodul 19 zurück. Falls kein Wasser vom Blut in das Dialysat übertritt, ist die Förderleistung der Dialysat­ ablaufpumpe 17 gleich der Förderleistung der Dialysat­ zulaufpumpe 30 und beträgt beispielsweise ebenfalls 25 Milliliter pro Minute. Im Osmosemodul wird ein Großteil des Wassers an das frische Dialysat abgegeben. Am Aus­ gang der Kapillaren 20 sammelt sich das restliche, jetzt stark konzentrierte, mit Nierengiften hoch angereicherte verbrauchte Dialysat und wird von der Konzentratablauf­ pumpe 24 mit einer Flußrate von 2,5 Milliliter pro Minute zum Sammelbehälter 25 gepumpt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Dialysegeräts weist also vier Stellgrößen auf: die Förderleistung der Dialysatablaufpumpe 17 und der Kon­ zentratablaufpumpe 24 sowie die Förderleistung der Dialysatzulaufpumpe 30 und der Konzentratzulaufpumpe 28. Mit diesen vier Stellgrößen ist es möglich, die Werte von vier Regelgrößen zu bestimmen. Im einzelnen sind dies: die Flußrate und die Konzentration des dem Hämo­ dialysator 4 zugeführten frischen Dialysats, die Fluß­ rate des vom Hämodialysator 4 abgepumpten verbrauchten Dialysats und die Filtrationsrate des Wassers, das vom Blut des Patienten ins Dialysat übertritt. Folglich ist es mit diesem Dialysegerät möglich, den Dialysevorgang sehr genau zu steuern.

Fig. 2 zeigt ein anders geartetes Ausführungsbeispiel, das zur Peritonealdialyse verwendbar ist. Bei diesem Dialyseverfahren erfolgt die Reinigung des Körpers von Nierengiften, indem das durch die Blutgefäße in einer Bauchhaut 36 des Patienten 1 fließende Blut die Nieren­ gifte durch Diffusion an das in einem Bauchraum 37 eingebrachte Dialysat abgibt. Der Hämodialysator 4 in Fig. 1 ist also bei diesem Ausführungsbeispiel durch den Bauchraum 37 des Patienten 1 ersetzt. Dieses Aus­ führungsbeispiel eignet sich daher besonders gut für eine Verwendung als tragbares Dialysegerät.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Dialysegerät ist auf chirurgischem Wege ein Ablaufkatheter 38 und ein Zulauf­ katheter 39 in den Bauchraum 37 des Patienten 1 einge­ bracht. Das Ende des Ablaufkatheters 38 befindet sich im unteren Teil des Bauchraums 37, wohingegen das Ende des Zulaufkatheters 39 in den oberen Teil des Bauchraumes 37 mündet.

Der Zulaufkatheter 39 und der Ablaufkatheter 38 können auch als ein einzelner doppellumiger Katheter ausge­ bildet sein.

An den Ablaufkatheter 38 ist die Ablaufleitung 18 ange­ schlossen. Eine Katheterpumpe 40 pumpt das mit Nieren­ giften gesättigte verbrauchte Dialysat aus dem unteren Teil des Bauchraums 37 zu einem Eiweißfilter 41 mit einer Eiweißfiltermembran 42. Durch die Eiweißfilter­ membran 42 werden Eiweißbestandteile, die die Poren der Membran der Kapillaren 20 im Osmosemodul 19 verstopfen können, zurückgehalten. Der durch die Eiweißfilter­ membran 42 hindurchgetretene Teil des verbrauchten Dialysats wird weiter durch die bereits aus der Fig. 1 bekannte Dialysatablaufpumpe 17 zum Osmosemodul 19 und von dort durch die Konzentratablaufpumpe 24 in den Sammelbehälter 25 gepumpt. Der andere Teil des ver­ brauchten Dialysats dient lediglich dazu, die Eiweiß­ filtermembran 42 freizuspülen und wird zu diesem Zweck durch eine in Strömungsrichtung vor der Eiweißfiltermem­ bran 42 abzweigende Querleitung 43 der an den Zulauf­ katheter 39 angeschlossenen Zulaufleitung 27 zugeführt. Um das Freispülen der Eiweißfiltermembran 42 zu erleich­ tern, ist die Eiweißfiltermembran 42 schräg zur Strömungsrichtung des durch die Eiweißfiltermembran 42 hindurchtretenden Dialysats ausgerichtet, so daß die Eiweißbestandteile seitlich zu dem in Strömungsrichtung am weitesten vorne gelegenen Teil der Eiweißfiltermem­ bran 42 transportiert und von dort in die Querleitung 43 gespült werden.

Bei einer abgewandelten Ausgestaltung fehlt die Kathe­ terpumpe 40. Dafür ist in der Querleitung 43 eine Pumpe angeordnet, die das Dialysat vom Eiweißfilter 41 zur Ablaufleitung 18 pumpt.

Im übrigen entspricht das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel dem in der Fig. 1 dargestellten zur Hämodialyse verwendbaren Dialysegerät. So ist die Zu­ laufleitung 27 wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel aus dem Vorratsbehälter 29 mit dem Konzentrat aus frischem Dialysat gespeist. Das Konzen­ trat wird durch die Konzentratzulaufpumpe 28 in das Osmosemodul 19 und von dort durch die Dialysat­ zulaufpumpe 30 zum Zulaufkatheter 39 gepumpt. Der Fluß­ messer 35, dessen Ausgangssignal dazu verwendet wird, die Menge des dem Patienten entzogenen oder zugeführten Wassers einzustellen, mißt wie bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel die Flußmenge in der Zu­ laufleitung 27 und der Ablaufleitung 18.

Aufgrund der besonderen Membranstruktur der Bauchhaut 36 werden erfahrungsgemäß bei der Peritonealdialyse im Vergleich zur Hämodialyse geringere Flußmengen an Dialy­ sat benötigt. So fördert die Katheterpumpe 40 bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ungefähr 20 Milliliter pro Minute an verbrauchtem Dialysat vom unteren Teil des Bauchraums 37 zum Eiweißfilter 41. Die Hälfte dieses Fördervolumens spült lediglich die Eiweiß­ filtermembran 42 frei und fließt durch die Querleitung 43 zur Zuleitung 27 und von dort über den Zulaufkatheter 39 in den Bauchraum 37 zurück. Die restlichen zehn Milliliter pro Minute werden von der Dialysatablaufpumpe 17 durch die Eiweißfiltermembran 42 gesaugt und zum Osmosemodul 19 geführt. Auf dem Weg durch das Innere der Kapillaren 20 gibt das verbrauchte Dialysat neun Milli­ liter Wasser pro Minute durch die Wände der Kapillaren 20 in den Austauschraum 26 und damit an das mit einer Geschwindigkeit von einem Milliliter pro Minute aus dem Vorratsbehälter 29 in das Osmosemodul 19 gepumpte Kon­ zentrat aus frischem Dialysat ab. Die Konzentratablauf­ pumpe 24 pumpt das eingedickte, mit Nierengiften hoch angereicherte Konzentrat mit einem Milliliter pro Minute in den Sammelbehälter 25. Während also das Konzentrat aus frischem Dialysat aus dem Vorratsbehälter 29 in das Osmosemodul 19 mit einem Milliliter pro Minute einläuft, werden bei diesem Ausführungsbeispiel kontinuierlich ein Milliliter pro Minute an Konzentrat aus verbrauchtem Dialysat in den Sammelbehälter 25 abgegeben. Somit nimmt das Volumen des Konzentrats aus frischem Dialysat im Vorratsbehälter 29 ab. Gleichzeitig wächst das Volumen des Konzentrats an verbrauchtem Dialysat im Sammelbe­ hälter 25 an.

Für eine durch den Patienten 1 tragbare Ausgestaltung des Dialysegeräts verwendet man zweckmäßigerweise für den Vorratsbehälter 29 und den Sammelbehälter 25 Beutel, deren Gesamtvolumen konstant bleibt. Die als Vorrats­ behälter 29 und Sammelbehälter 25 dienenden Beutel können beispielsweise als auf der Hüfte des Patienten 1 aufsitzende Beckengurte ausgestaltet sein. Da pro Minute nur ein Milliliter an Konzentrat aus frischem Dialysat benötigt wird, beläuft sich das für einen Zeitraum von acht Stunden benötigte Gesamtvolumen auf etwa einen halben Liter.

Fig. 3 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel des Dialysegeräts gemäß der Erfindung, das an einen in den unteren Teil des Bauchraumes 37 mündenden Einzellumen­ katheter 44 anschließbar ist. Vom Einzellumenkatheter 44 führt eine Katheterleitung 45 über eine Katheterpumpe 46, deren Pumprichtung umkehrbar ist, zu einem Eiweiß­ filter 47 mit einer Eiweißfiltermembran 48. An das Eiweißfilter 47 ist die mit einem Ablaufventil 49 ver­ schließbare Ablaufleitung 18 angeschlossen, deren Fil­ tratausgang am Eiweißfilter 47 durch die Eiweißfilter­ membran 48 abgedeckt ist.

Beim Betrieb des Dialysegeräts pumpt die Katheterpumpe 46 das im Bauchraum 37 enthaltene Dialysat über den Einzellumenkatheter 44 und die Katheterleitung 45 durch das Eiweißfilter 47 und die Ablaufleitung 18 in das Osmosemodul 19, in dem das verbrauchte Dialysat ein Großteil des Wassers an das frische Dialysat abgibt. Die Konzentratablaufpumpe 24 pumpt schließlich das sich im Ausgangsraum 23 sammelnde Konzentrat aus verbrauchtem Dialysat in den Sammelbehälter 25. Das frische Dialysat wird von der Dialysatzulaufpumpe 30 über die Zulauf­ leitung 27 und eine von der Zulaufleitung 27 abzweigende Speicherleitung 50 solange in einen Zwischenspeicher 51 gepumpt, bis ein aus beispielsweise Lichtschranken be­ stehender Füllstandsanzeiger 52 die vollständige Füllung des Zwischenspeichers 51 der Steuereinheit meldet. Das Dialysat im Zwischenspeicher 51 ist von einer schwim­ menden Abdeckung 53, die sich bei zunehmender Füllung des Zwischenspeichers 51 nach oben verschiebt, luftdicht abgedichtet. Die aus dem Zwischenspeicher 51 verdrängte Luft kann durch eine Öffnung 54 im oberen Bereich des Zwischenspeichers 51 entweichen.

Nachdem der Zwischenspeicher 51 gefüllt ist, schließt die Steuereinheit das Ablaufventil 49 sowie das Zulauf­ ventil 33 und öffnet ein die Zulaufleitung 27 zum Ei­ weißfilter 47 versperrendes Zwischenspeicherablaufventil 55. Die Katheterpumpe 46 läuft nun in umgekehrte Rich­ tung und pumpt das im Zwischenspeicher 51 enthaltene Dialysat durch die Speicherleitung 50 und die Zulauf­ leitung 27 sowie das Zwischenspeicherablaufventil 55 zum Eiweißfilter 47 und von dort über die Katheterleitung 45 und den Einzellumenkatheter 44 in den Bauchraum 37 des Patienten 1 zurück. Dabei spült das frische Dialysat die Eiweißfiltermembran 42 im Eiweißfilter 41 frei.

Dieses Ausführungsbeispiel des Dialysegeräts gemäß der Erfindung eignet sich besonders für Patienten, denen bereits der Einzellumenkatheter 44 auf chirurgischem Wege eingepflanzt wurde und bei denen der Einzellumen­ katheter 44 nicht rasch durch den Ablaufkatheter 38 und den Zulaufkatheter 39 ersetzt werden kann.

Es sei angemerkt, daß der Zwischenspeicher 51 nicht notwendigerweise an die Zulaufleitung 27 angeschlossen sein muß. Genauso denkbar ist, einen Zwischenspeicher an die Ablaufleitung 18 anzuschließen und zunächst beim Entleeren des Bauchraums 37 den an die Ablaufleitung 18 angeschlossenen Zwischenspeicher mit dem verbrauchten Dialysat zu füllen, um dann den Bauchraum 37 unmittelbar mit dem vom Osmosemodul 19 erzeugten frischen Dialysats zu füllen.

Fig. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des zur Hämodialyse verwendeten Dialysegeräts aus Fig. 1, bei dem das Osmosemodul 19 im Vergleich zu den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen anders gestaltet ist. Bei diesem Osmosemodul 19 ist der Ein­ gangsraum 22 durch eine Trennwand 56 in eine Ablaufein­ gangskammer 57 und eine Zulaufausgangskammer 58 aufge­ teilt. In analoger Weise ist der Ausgangsraum 23 durch eine Trennwand 59 in eine Ablaufausgangskammer 60 und eine Zulaufeingangskammer 61 aufgeteilt. Die Ablauf­ leitung 18 mündet am Osmosemodul 19 in die Ablaufein­ gangskammer 57 und verläßt das Osmosemodul über die Ablaufausgangskammer 60. Die Zulaufleitung 27 mündet dagegen am Osmosemodul 19 in die Zulaufeingangskammer 61 und verläßt das Osmosemodul 19 über die Zulaufausgangs­ kammern 58. Die Ablaufeingangskammer 57 ist mit der Ablaufausgangskammer 60 über eine Gruppe von den Aus­ tauschraum 26 durchquerenden Ablaufkapillaren 62 ver­ bunden, wohingegen die Zulaufeingangskammer 61 mit der Zulaufausgangskammer 58 durch eine zweite Gruppe von den Austauschraum 26 durchquerenden Zulaufkapillaren 63 ver­ bunden ist. Durch die Ablaufkapillaren 62 fließt das verbrauchte Dialysat, während die Zulaufkapillaren 63 vom frischen Dialysat durchflossen werden. Im Aus­ tauschraum 26 dagegen befindet sich lediglich reines Wasser. Ist die Osmolarität im Konzentrat aus frischem Dialysat höher als im verbrauchten Dialysat, so tritt Wasser aus dem Austauschraum 26 in das Innere der Zu­ laufkapillaren 62 über. Dieser Vorgang erzeugt einen starken Unterdruck im Austauschraum 26, der aus den Ablaufkapillaren 62 Wasser in den Austauschraum 26 übertreten läßt.

Diese abgewandelte Ausgestaltung des Osmosemoduls 19 ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Außenseiten der Ablaufkapillaren 62 und Zulaufkapillaren 63 schneller durch Ionen verstopft werden als die Innenseite, da das ionenhaltige Dialysat bei dieser Ausgestaltung lediglich in den Innenräume der Ablaufkapillaren 62 und der Zu­ laufkapillaren 63 fließt. Außerdem ist es bei dieser Ausgestaltung des Osmosemoduls 19 nicht notwendig, daß das frische Dialysat in Gegenstromrichtung zum ver­ brauchten Dialysat fließt.

Abschließend sei erwähnt, daß es sich bei den ver­ schiedenen Pumpen nicht notwendigerweise um durch Elek­ tromotoren angetriebene Pumpen handeln muß. Insbesondere bei einem tragbaren Dialysegerät kommen auch auf mecha­ nischem Wege, beispielsweise durch einen uhrwerkartigen Antrieb angetriebene Pumpen in Frage.

Claims (22)

1. Medizinisches Dialysegerät mit einer Zulaufleitung (27), die eine mit dem Blut eines Patienten (1) zu­ sammenwirkende Austauscheinheit (4, 37) mit frischem Dialysat versorgt, und mit einer Ablaufleitung (18), die verbrauchtes Dialysat aus der Austauscheinheit (4, 37) abführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung (18) in einen Sammelbehälter (25) mündet und daß die Zulaufleitung (27) aus einem Vorratsbehälter (29) mit einem Konzentrat aus frischem Dialysat gespeist ist, das in einem Os­ mosemodul (19) entlang einer die Ablaufleitung (18) und die Zulaufleitung (27) trennenden, insgesamt nur für Wasser durchlässigen Membrananordnung (20, 62, 63) dem verbrauchten Dialysat Wasser entzieht.

2. Dialysegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Membrananordnung des Osmosemoduls (19) eine Vielzahl von Kapillaren (20, 62, 63) umfaßt.

3. Dialysegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenräume einer ersten Gruppe von Zulaufkapillaren (63) der Zulaufleitung (27) und die Innenräume einer zweiten Gruppe von Ablaufkapillaren (62) der Ablaufleitung (18) zugeordnet sind, und daß die Zulaufkapillaren (63) und die Ablaufkapillaren (62) über einen gemeinsamen, mit einer Flüssigkeit gefüllten Außenraum (26) zusammenwirken.

4. Dialysegerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenräume der Kapillaren (20) der Ablaufleitung (18) zugeordnet sind und deren gemein­ samer Außenraum (26) der Zulaufleitung (27) zugeord­ net ist, und daß das frische Dialysat im Außenraum (26) in Gegenstromrichtung zu dem in den Innenräumen der Kapillaren (20) fließenden verbrauchten Dialysat fließt.

5. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverhältnisse im Osmosemodul (19) durch wenigstens eine Dialysatpumpe (17, 24, 28, 30, 40, 46) einstellbar sind.

6. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (27) in Strömungsrichtung vor dem Osmosemodul (19) eine Konzentratzulaufpumpe (28) angeordnet ist.

7. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablaufleitung (18) in Strömungsrichtung vor dem Osmosemodul (19) eine Dialysatablaufpumpe (17) angeordnet ist.

8. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Ablauf­ leitung (18) in Strömungsrichtung hinter dem Osmose­ modul (19) eine Konzentratablaufpumpe (24) befindet.

9. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (27) in Strömungsrichtung hinter dem Osmosemodul (19) eine Dialysatzulaufpumpe (30) angeordnet ist.

10. Dialysegerät nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der Dialy­ satzulaufpumpe (30) eine Rückleitung (31) abzweigt, die in das Osmosemodul (19) in Strömungsrichtung vor dem Ausgang der Zulaufleitung (27) mündet.

11. Dialysegerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konzentration im frischen Dialysat durch ein in der Zulaufleitung (27) hinter dem Osmosemodul (19) und vor der Dialysatzulaufpumpe (30) angeordnetes Konzentrationsmeßgerät (32) meßbar ist, dessen Meßsignal zum Steuern des Flusses in der Rückleitung (31) und des Druckes im Osmosemodul (19) verwendbar ist.

12. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Flußmeßan­ ordnung (35) der Fluß in der Zulaufleitung (27) und in der Ablaufleitung (18) meßbar ist und daß die Ausgangssignale der Flußmeßanordnung (35) zur Rege­ lung des Flusses in der Zulaufleitung (27) im Ver­ hältnis zum Fluß in der Ablaufleitung (18) für eine Entwässerung des Patienten (1) verwendet ist.

13. Dialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (27) und die Ablaufleitung (18) an einen als Austausch­ einheit dienenden Hämodialysator (4) angeschlossen sind.

14. Dialysegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (27) an einen in den oberen Teil des Bauchraumes (37) des Patienten (1) mündenden Zulaufkatheter (39) und die Ablaufleitung (18) an einen in den unteren Teil des Bauchraumes (37) des Patienten (1) mündenden Ablauf­ katheter (38) angeschlossen ist.

15. Dialysegerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ablaufkatheter (38) und der Zulauf­ katheter (39) zu einem doppellumigen Katheter zu­ sammengefaßt sind.

16. Dialysegerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablaufleitung (18) in Strömungsrichtung vor dem Osmosemodul (19) ein Eiweißfilter (41) mit einer Eiweißfiltermembran (42) angeordnet ist.

17. Dialysegerät nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eiweißfiltermembran (42) durch eine in Strömungsrichtung vor der Eiweißfiltermem­ bran (42) abzweigende und in die Zulaufleitung (27) mündende Querleitung (43) sowie durch eine in der Ablaufleitung (18) in Strömungsrichtung vor dem Eiweißfilter (41) angeordnete Spülpumpe (40) spülbar ist.

18. Dialysegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (27) und die Ablaufleitung (18) jeweils über ein Ablauf­ ventil (49) und ein Zulaufventil (55) verschließbar sind und gemeinsam über eine Verzweigung (47) an einen in den unteren Teil des Bauchraumes (37) des Patienten (1) mündenden Einzellumenkatheter (44) angeschlossen sind.

19. Dialysegerät nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verzweigung von einem Eiweißfilter (47) gebildet ist, dessen Filtratausgang an die Ab­ laufleitung (18) angeschlossen ist und dessen Ei­ weißfiltermembran (48) durch das frische Dialysat aus der Zulaufleitung (27) spülbar ist.

20. Dialysegerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einzellumenkatheter (44) eine Katheterpumpe (46) mit umkehrbarer Pumprichtung zugeordnet ist.

21. Dialysegerät nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte Dialysat in einem hinter dem Ablaufventil (49) an die Ablauf­ leitung (18) angeschlossenen Zwischenspeicher (51) speicherbar ist.

22. Dialysegerät nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Dialysat in einem in Strömungsrichtung vor dem Zulaufventil (55) an die Zulaufleitung (27) angeschlossenen Zwischen­ speicher (51) speicherbar ist.