DE2417900C2 - Hämodialysevorrichtung mit einem einlumigen Gefäßanschluß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dialysieren des Blutes eines Patienten, die eine einzige, einlumige Kanüle, mit welcher ein Blutgefäß angestochen wird, eine sich in einen Arterien- und Venenzweig verzweigende Blutleitung, die mit der Kanüle in Verbindung steht, und Elemente zum abwechselnden öffnen und Verschließen des Arterienzweiges und des Venenzweiges zur regelbaien Zufuhr des Blutes des Patienten durch den Artierienzweig zu einem außerhalb des Körpers angeordneten Dialysator und zum Zurückführen des Blutes aus dem Dialysator durch den Il Venenzweig zu dem Patienten innerhalb eines geschlossenen Systems aufweist, wobei eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines zur Steuerung der Vorrichtung erforderlichen oszillierenden Druckes in dem geschlossenen System vorgesehen ist, die das Element zum abwechselnden öffnen und Verschließen des Arterienzweiges oder des Venenzweiges betätigt, nach Patent 22 36 433.

Der Wirkungsgrad einer Dialyse ist im wesentlichen von der Blutströmungsgeschwindigkeit (Milliliter pro Minute) geteilt durch die Anzahl der Zyklen pro Minute des Systems abhängig. Normalerweise ist die Blutströmungsgeschwindigkeit aus dem Patienten heraus im wesentlichen gleich der Blutströmungsgeschwindigkeit in der Rückführungsleitung. Durch einen Aufsatz in »Transactions American Society for Artificial Internal Organs«, Band 18, April 1972, Seite 74 bis 81, ist ein Verfahren bekannt, bei welchem mit Hilfe eines einstellbaren Zeitschalters die Frequenz der Zyklen eingestellt werden kann. Auch mit diesem Zeitschalter werden Halbzyklen, d. h. die Zeiten, in welchem das Blut weg vom Patienten bzw. zurück zum Patienten fließen kann, gleich lang eingestellt, so daß sich beispielsweise bei Halbzyklen von 0,5 Sekunden 60 Zyklen pro Minute ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand des Hauptpatents dahingehend zu verbessern, daß der Wirkungsgrad der Blutdialyse maximiert bzw. optimiert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber vorgesehen ist, mit dem die Dauer des Teilzyklus, in dem Blut \om Patienten abgezogen wird, derart eingestellt, daß diese größer ist als die Dauer des Teilzyklus, in dem Blut zurückgeführt wird. Der Teilzyklus, in dem die Venenleitung geöffnet ist, d. h. in welchem Blut in den Körper des Patienten zurückgeführt wird, wird mit Hilfe des Zeitgebers eingestellt und ist kürzer als der Teilzyklus, in welchem die Arterienleitung geöffnet ist, d. h. in welchem Blut aus dem Körper des Patienten entnommen wird, wobei dieser Teilzyklus durch den Druck gesteuert wird, welcher in dem geschlossenen extra-korporalen Blutkreislauf entsteht Wenn für den Er.tnahmezyklus beispielsweise 0,7 Sekunden erforderlich sind, können für den Zurückführungszyklus 0,5 Sekunden vorgesehen werden, so daß die Zeit für einen Gesamtzyklus 1,2 Sekunden beträgt. Damit können 50 Zyklen pro Minute durchgeführt werden. Durch Verkürzung des Rückleitungsteilzyklus kann eine Verlängerung des Entnahmezyklus erfolgen, so daß insgesamt eine größere Blutmenge pro Zeiteinheit behandelt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.

Es ist eine hohle Kanüle 24 vorgesehen, die in ein Blutgefäß eines Patienten eingesetzt werden kann. Vorteilhafterweise wird die Kanüle gemäß irgendeiner geeigneten Technik wie der Venenpunktur eingesetzt. Die Kanüle 24 kann von irgendeinem geeigneten Typ sein, wobei eine geeigente Kanüle ein Katheter mit etwa 0,35 mm mit einer Länge zwischen 2,5 und 5 cm ist. Genauso gut kann ebenfalls eine hohle Nadel oder irgendein anderes geeignetes hohles Instrument benutzt werden, das wirksam in einer Vene angeordnet werden kann. In der Beschreibung ist mit Kanüleneinrichtung irgendein hohler rohrförmiger Körper gemeint, der in ein Blutgefäß eines Patienten eingesetzt werden kann.

Nach der Zeichnung ist die Kanüle 24 an einer Kupplung 28 gabelförmig ausgebildet. Die Kupplung 28 weist einen Arterienzweig und einen Venenzweig auf, wobei der Arterienzweig in geeigneter Weise an einem Kautschuk- oder Kunststoffrohr 34 angebracht ist. Das Rohr 34 wird nachfolgend als Arterienleitung 34 bezeichnet.

Die Arterienleitung 34 ist über der Fläche einer Blutpumpe 38 angeordnet. Die Blutpumpe 38 ist eine herkömmliche Pumpe und umfaßt normalerweise eine drehbare Welle 40, auf der eine Querstange 42 angeordnet ist. Die Stange 42 weist an ihren jeweiligen Enden 44 und 46 drehbare Zylinder 48 und 50 auf.

Näherungsweise eine Hälfte der von den Zylindern 48 und 50 durchlaufenen Kreisbahn ist von einer Halbkreis-Führungsbahn 52 umrandet bzw. begrenzt. Die Arterienleitung 34 folgt der inneren Oberfläche der Führungsbahn 52. Wenn somit die Zylinder 48 und 50 ihre Kreisbahn um die Achse der Welle 40 folgen, wird die Arterienleitung 34 zwischen den jeweiligen Zylindern und der Führungsbahn 52 eingequetscht. Üblicherweise dreht sich die Stange 42 im Uhrzeigersinn um die Welle 40, so daß der zusammengequetschte Teil der Arterienleitung 34 zwischen dem Zylinder und der Führungsbahn 52 an dem vorderen Ende der Führungsbahn entwickelt wird und über die gesamte innere

Oberfläche der Führungsbahn zu deren hinteren Ende vorrückt Wenn der zusammengequetschte Teil der Arterienleitung 34 über die innere Oberfläche der Führungsbahn 52 vorrückt, wird Blut in der Arterienleitung 34 zu einem Dialysegerät 60 gedrückt Wenn der Zylinder 48 das hintere Ende der Führungsbahn 52 erreicht tritt der Zylinder 50 an dem vorderen Ende mit der Arterienleitung 34 in Eingriff, so daß ein konstanter Vorwärtsdruck auf das Blut ausgeübt und dieses von dem Blutgefäß 22 zu dem Dialysegerät 60 bewegt, wird, solange die Pumpe in Betrieb ist

Irgendein geeignetes herkömmliches Dialysegerät kann benutzt werden. Blut tritt aus dem Dialysegerät 60 in die Venenleitung 62 ein, die in einer herkömmlichen Weise mit einer Zweigleitung der Kupplung 28 verbunden ist Bevorzugt ist ein Blasenabscheider 64 in die Venenleitung 62 eingesetzt um zu verhindern, daß Blaren durch die Kanüle 24 in das Blutgefäß gelangen. Der Blasenabscheider 64 kann irgendein geeigneter Blasenabscheider sein, wie er beispielsweise bei einer Blutinfusionseinrichtung benutzt wird.

Eine Druckleitung 66 is! in die Venenleitung, bevorzugt in dem Blasenabscheider 64 oberhalb des Oberflächenpegels 68 des Blutes eingesetzt. Somit kann Druck in dem Blasenabscheider 64 und in der Venenleitung 62 durch die Leitung 66 zu einer Steuereinrichtung 70 übertragen werden. Die Steuereinrichtung 70 umfaßt

(a) einen Druckmonitor, der von irgendeinem geeigneten Typ sein kann, und

(b) eine Zeitschaltung bzw. Taktsteuerschaltung, die ebenfalls von irgendeinem geeigneten Typ sein kann.

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Die Steuereinrichtung 70 weist ein geeichtes Beobachtungsfenster bzw. eine geeichte Skala 82 auf, auf der die Kennziffern beispielsweise in mm Queksilber geeicht sind. Ein Zeiger 84 wird durch den Venenleitungsdruck in dem Leiter 66 gesteuert, so daß, wenn der Venenleitungsdruck im Leiter 66 ansteigt, der Zeiger 84 ansteigt, um den Druck in mm Quecksilber (mm Hg) anzuzeigen. In gleicher Weise fällt der Zeiger 84, wenn der Druck in dem Leiter 66 abnimmt, um den abnehmenden Druck in mm Quersilber anzuzeigen. Ein einstellbarer Markierungspunkt wird durch die Stellung einer Markierungseinrichtung 88 bestimmt. Beispielsweise wird mit der Markierungseinrichtung 88 die obere Grenze des Blutdruckes in der Venenleitung 62 eingestellt, wie es nachfolgend mehr in einzelnen ">° beschrieben wird.

Der Sollwert der Markierungseinrichtung 88 repräsentiert ein Druckmaximum in der Venenleitung 62, was, wenn dieser Wert erreicht wird, dazu führt, daß die Klemmeinrichtung 150 betätigt wird, die Venenleitung 62 zu öffnen und die Arterienleitung 34 zu schließen, wie es nachfolgend mehr im einzelnen beschrieben wird. Die Venenleitung 62 wird nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls wieder geschlossen. Das Zeitintervall wird durch die Einstellung eines Einstellknopfes 86 auf der Steuereinrichtung 70 bestimmt. Obgleich irgendein geeigneter Zeitbereich gewählt werden kann, haben sich Intervalle zwischen 0,5 Sekunden und 1,5 Sekunden für die meisten Einzel-Fistel-Geräte als geeignet erwiesen.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Doppel-Klemmeinrichtung 150 vorgesehen. Die Klemmeinrichtung 150 weist sich kreuzende Kanäle 152 und 154 auf, durch die die Venenleitung 02 bzw. die Arterienleitung 34 hindurchgeführt Die Klemmeinrichtung 150 weist eine Klinke bzw. einen Sperrhebel 156 auf, der zwischen den Kanälen 152 und 154 angeordnet ist und selektiv in alternative Weise in den Kanal 152 oder den Kanal 154 geschoben werden kann, um dadurch die Arterienleitung und die Venenleiiung abzuklemmen. Eine Steuerung des Sperrhsbels ist durch elektrische Leiter 160 und 162 vorgesehen, die die Klemmeinrichtung 150 mit der Steuereinrichtung 170 verbinden.

Anfänglich wird der Sollwert an der Steuereinrichtung 70 eingestellt, indem die Markierungseinrichtung 88 so eingestellt wird, daß sie den gewünschten Venendruck anzeigt. Die Arterien- und Venenleitung werden betriebsbereit gemacht, indem die Leitungen mit isotonischer Salzlösung gefüllt werden. Wenn eine einzige Venenpunktur ausgeführt oder eine Kanülenverbindung hergestellt worden ist, wird die Salzlösung in den Arterien- und Venenleitungen 34 und 62 durch Blut ersetzt.

Die Pumpe 38 arbeitet kontinuierlich, um Blut zu dem Dialysegerät 60 zu drücken. Die Drehzahl der Blutpumpe wird so gewählt, um eine maximale Rate bzw. einen maximalen Durchsatz zu erreichen, der nicht zu einem Kollabieren oder Zusammfallen der Arterienleitung 34 oder des Blutgefäßes des Patienten führt.

Wenn vorausgesetzt wird, daß die Venenleitung 62 durch die Klemmeinrichtung 150 verschlossen ist, wird Blut aus dem Blutgefäß des Patienten durch die Kanüle 24 und die Arterienleitung 34 zum Dialysegerät 60 abgesaugt. Bei fortdauernder Pumptätigkeit der Pumpe 38 wird der Druck in der Venenleitung 62 erhöht, da die Venenleitung in dem Kanal 152 abgesperrt bzw. abgeklemmt ist. Wenn der Druck ansteigt, steigt der Zeiger 84 bis zu dem durch die Markierungseinrichtung 88 angegebenen Sollwert an. Wenn der Sollwert erreicht wird, wird die Klemmeinrichtung 150 betätigt, die Venenleitung 62 zu öffnen und im wesentlichen gleichzeitig, die Arterienleitung 34 zu schließen. Es ist von wesentlicher Bedeutung, daß die Arterienleitung 34 für ein vorbestimmtes Zeitintervall verschlossen bzw. abgeklemmt wird, das an der Wähleinrichtung 86 so vorgewählt ist, daß es gerade lang genug ist, um den Venendruck durch Einspritzen von Blut in den Patienten durch die Kanüle 24 zu reduzieren. Es wurde gefunden, daß die zum Rückführen einer Blutmenge durch die Venenleitung zu dem Patienten erforderliche Zeit proportional zu dem Druck über dem Blut in dem Venen-Blasenabscheider 64 ist. Infolgedessen sind höhere Druckeinstellungen durch die Markierungseinrichtung 88 kürzeren Zeitintervallen für das öffnen der Venenleitung angemessen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist bevorzugt das Zeitintervall, während dem die Venenleitung offen ist, kürzer als das Zeitintervall, während dem die Venenleitung verschlossen ist. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird beispielsweise die Öffnungszeit der Arterienleitung im Vergleich zur Öffnungszeit der Venenleitung in einem Verhältnis von 2 : 1 gehalten. Die Strömungsratt bzw. der Strömungsdurchsatz durch die Venenleitung zum Patienten hängt ab von dem in dem Venen-Tropfenabscheider 64 entwickelten Druck, während die Venenleitung abgeklemmt ist.

Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform als bedeutend betont ist. eine größere Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit in der Venenleitung 62 als in der Arterienleitung 34 zu entwickeln, ist es

manchmal wünschenswert, niedrige Drücke in dem Dialysegerät 60 aufrechtzuerhalten. Unter diesen Umständen ist es wünschenswert, daß die Geschwindigkeit des ausströmenden Blutes durch die Arterienleitung 34 größer ist als die durch die Venenleitung 62. Dies kann leicht erreicht werden, wenn ein Niederdruck-Dialysegerät benutzt wird, indem nur ein größeres Zeitintervall an der Wähleinrichtung 86, beispielsweise bis zu mehreren Sekunden, gewählt wird, und es dadurch dem Blut ermöglicht wird, langsamer zurückzukehren. Der kleine Druckgradient in der Venenleitung 62, der aufgrund des Niederdruck-Dialysegerätes gegeben ist, gewährleistet, daß die Blut-Rückströmungsgeschwindigkeit geringer ist als die Blutabsauggeschwindigkeit.

Die Drehzahl der Pumpe 38 ist so zu steuern, daß das Blut nicht so schnell von dem Patienten abgesaugt wird, daß die Arterienleitung oder die Vene des Patienten kollabiert bzw. zusammenfällt. Jedoch wird durch eine größere BlutrückfiJhr-Strömungsgeschwindigkeit keine Gefahr für ein Kollabieren bzw. Zusammenfallen der Venenleitung oder der Vene des Patienten heraufbe-•5 schworen, weshalb die größere Geschwindigkeit bei der Rückführungsströmung den Vorteil aufweist, daß der Wirkungsgrad des Systems maximiert werden kann.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß eine vorteilhafte Dialyse bei dem Blut eines Patienten mit

ίο einer einzigen Venenpunktur erhalten werden kann, wobei das Hubvolumen erhöht ist, indem Blut von dem Patienten mit einer vergleichsweise langsamen Geschwindigkeit abgesaugt und das Rückführblut mit einer relativ schnellen Geschwindigkeit eingespritzt wird.

Dieses System führ zu dem Überraschenden Effekt, daß eine Vermischung von Blut an der Gabelkupplung 28 beachtlich verringert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Patentanspruch:

Vorrichtung zum Dialysieren des Blutes eines Patienten, die eine einzige, einlumige Kanüle, mit welcher ein Blutgefäß angestochen wird, eine sich in einen Arterien- und Venenzweig verzweigende Blutleitung, die mit der Kanüle in Verbindung steht, und Elemente zum abwechselnden öffnen und Verschließen des Arterienzweiges und des Venenzweiges zur regelbaren Zufuhr des Blutes des Patienten durch den Arterienzweig zu einem außerhalb des Körpers angeordneten Dialysator und zum Zurückführen des Blutes aus dem Dialysator durch den Venenzweig zu dem Patienten innerhalb eines geschlossenen Systems aufweist, wobei eine Einrichtung zur Aufrechterhütung eines zur Steuerung der Vorrichtung erforderlichen oszillierenden Druckes in dem geschlossenen System vorgesehen ist, die das Element zum abwechselnden öffnen und Verschließen des Arterienzweiges oder des Venenzweiges betätigt, nach Patent 22 36 433, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber (86) vorgesehen ist, mit dem die Dauer des Teilzyklus, in dem Blut vom Patienten abgezogen wird, derart eingestellt wird, daß diese größer ist als die Dauer des Teilzyklus, in dem Blut zurückgeführt wird.