DE2502267A1

DE2502267A1 - Blutkammer

Info

Publication number: DE2502267A1
Application number: DE19752502267
Authority: DE
Inventors: Donald Eugene Kettering
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1974-01-23
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1975-07-24
Also published as: JPS50107798A; FR2258192B1; US3908653A; FR2258192A1; CH586556A5; JPS6056498B2; IT1031070B

Description

MÜLLER-BORE . GROENING ÜE'JFEL . SCHÖN · HERTEL

PATENTANWÄLTE
MÜNCHEN · BRAUNSCHWEIG ■ KÖLN 2502267

S/S 89-26

Dr. W. Müller-Bora · Braunschwelg H. Groening, Dipl.-Ing. ■ München Or. P. Deufel, Dipl.-Chem. · München Dr. A. Schön, Dipl.-Chem. ■ München Werner Harte!, Dipl.-Phys. - Köln

SANDOZ-PATENT-GMBH

7850 Lörrach
HumboIdstraße 3

Blutkammer

Die Erfindung betrifft eine Blutkammer und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schaffung eines Zutritts zu einem Blutstrom und zur Steuerung des Blutstroms in einem außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystem.

Bei einem außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystem erfolgt der Zugang zu dem Blut bisher in der venösen Leitung, die als die außerhalb des Körpers liegende Blutleitung definiert ist, welche Blut von einer Blutbehandlungsvorrichtung zum Patienten zurückführt. Die Erlangung eines Zugangs zum Blut für eine Druckmessung, eine Probenahme oder eine Behandlung ist in der arteriellen Leitung infolge der darin auftretenden größeren Drucke und Druckschwankungen schwieriger. Die arterielle Leitung ist als die außerhalb des Körpers befindliche Blutleitung definiert, welche Blut von dem Körper zu einer Blutbehandlungsvorrichtung transportiert.

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Die Blutdruckmessung in einer arteriellen Blutleitung ist jedoch für bestimmte Verfahren der Hämodialyse von Bedeutung, da sich Druckmessungen beispielsweise als notwendig für die Steuerung außerhalb des Körpers befindlicher Systeme erwiesen haben, die eine einzige Nadel für das Abziehen und Rückführen des Blutes von einem Patienten verwenden.

Die Druckmessung des Blutes erfordert ein Druckübertragungsmedium, beispielsweise ein Gas, wie Luft, oder eine flexible Membran. Durch einen Druckwandler kann ein direkter Kontakt mit dem Blut hergestellt werden. Dies führt jedoch oft zu einer Sepsis. Außerdem ist der Wandler gegen eine Belagbildung empfindlich. Eine flexible Membran verhindert den direkten Kontakt zwischen dem Blut und dem Druckwandler. Bei der Verwendung der flexiblen Membran ergeben sich ähnliche Problinse, Wenn Luft als Druckübertragungsmedium verwendet wird, kann der Druckwandler in einem geeigneten Abstand von der Blutkammer angeordnet werden. Durch das Vorhandensein von Luft über der Oberfläche des Blutes wird jedoch oft die Neigung für das Auftreten einer Schaumbildung gesteigert. Der Schaum wird dann in die den Druck übertragende Luftleitung geführt, wo er zu Störungen des Druckfühlsystems führt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Blut Unterdrucken ausgesetzt ist.

Andere Vorrichtungen verwenden Sammelleitungen, in denen eine Vielzahl von Zugangsöffnungen zu dem Blut vorgesehen sind. Die Verwendung solcher Vorrichtungen ist dadurch begrenzt, daß sie nicht direkt in einen außerhalb des Körpers befindlichen Blutstrom eingesetzt sind, sondern nur einen Zugang zu dem Strom schaffen. Während einer langfristigen Benutzung kann sich in solchen Vorrichtungen eine Blutstockung und -gerinnung einstellen.

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Bei einer Dialyse mit einer einzigen Nadel hat sich eine unzureichende Pumpenbeschickung als ernsthaftes Problem herausgestellt. Eine unzureichende Pumpenbeschickung ist als der Zustand definiert, der sich ergibt, wenn die verfügbare Blutmenge stromauf von der Pumpe geringer ist als die Förderkapazität der Pumpe. Bisher ergibt sich eine unzureichende Pumpenbeschickung bei Dialysesystemen mit einer einzigen Nadel dann, wenn die Zuführung von Blut vom Patienten zu einer laufenden Pumpe nicht ausreichend ist. Die Wirkung der Pumpe führt stromauf zu einem Unterdruck, wodurch die außerhalb des Körpers liegenden Blutleitungen kollabieren können. Von noch größerer Bedeutung ist, daß häufig das Blutgefäß des Patienten gegen die liegenbleibende Nadel oder den Dauerkatheter kollabiert. Wenn das Blutgefäß gegen die Nadelöffnung kollabiert, kann natürlich kein Blut vom Patienten her angesaugt werden.

Ein kollabiertes Blutgefäß kann sehr oft nicht in den Normalzustand, in welchem ein freier Blutstrom möglich ist, gebracht werden, bis der Druck in dem Blutgefäß und in der außerhalb des Körpers befindlichen Blutleitung ausgeglichen ist. Da im wesentlichen alle Blutpumpen in einer Richtung arbeiten, kann der Blutdruck gewöhnlich nicht ohne wenigstens eine teilweise Demontage des Blutbehandlungssystems normalisiert werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der arteriellen Leitung eines außerhalb des Körpers liegenden Systems eine Blutkammer vorgesehen wird, welche den Durchgang eines Blutstroms mit einer minimalen Schaumbildung ermöglicht und die gleichzeitig einen Blutspeicher zur Vermeidung einer unzureichenden Pumpenbeschickung bildet.

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Erfindungsgemäß werden so ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Erzielung eines Zugangs zu dem Blut und für die übertragung des Blutdrucks zu einer Meßvorrichtung in einem außerhalb des Körpers befindlichen BIutbehandlungssystem geschaffen.

Erfindungsgemäß wird eine Blutkammer für das Einsetzen in eine Blutleitung eines außerhalb des Körpers liegenden Blutbehandlungssystems geschaffen. Dieses System umfaßt eine Blutkairaner für die Aufnahme eines variablen Blutvolumens, welche einen Einlaß und einen Auslaß für das Blut für den Einsatz in die Blutleitung hat, wobei die Bluteinlaßöffnung und die Blutauslaßöffnung in die Blutkammer so liegen, daß sie mit Blut bedeckt sind, wenn Blut durch die Kammer geführt wird. Über dem Blutvolumen ist in der Blutkammer ein Gasvolumen bzw. ein Gasraum begrenzt. Der begrenzte Gasraum steht mit einer Druckübertragungsleitung in Verbindung. Die Blutkammer kann eine zylindrische Kammer sein, die aus einem transparenten, starren Kunststoff gebaut ist und eine mit Blut verträgliche Innenfläche hat.

Die Blutkammer kann mit einer Öffnung für den Zugang zu dem Blut versehen sein, die von einem durchbohrbaren, selbstdichtenden Verschluß abdichtend verschlossen ist. Die in die Blutkammer mündende öffnung für den Zugang zu dem Blut liegt so, daß sie von Blut abgedeckt ist, wenn Blut durch die Blutkammer geführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein außerhalb des Körpers befindliches Blutbehandlungssystem, welches eine vorstehend beschriebene Blutkammer aufweist, die in die Blutleitung des Systems eingesezt ist, insbesondere in eine arterielle Blutleitung und stromauf von einer Blutpumpe.

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Die Vorrichtung umfaßt eine Kammer mit einem Gaskissen über dem Blut. Der Zugang zu der Blutkammer dient zum Kuppeln eines Druckwandlers mit dem Gaskissen und für die Probenahme, Behandlung oder andere derartige Maßnahmen. Ein Schäumen des Blutes, wenn es durch die Kammer hindurchgeht, ist in beträchtlichem Maße dadurch reduziert, daß das Blut in die Kammer durch einen untergetauchten Einlaß eingeführt wird. Die Gefahr einer Blutstockung und -gerinnung ist ebenfalls in äußerstem Maße dadurch reduziert, daß die Einlaß- und Auslaßöffnung in geeigneter Weise so ausgerichtet sind, daß eine begrenzte Turbulenz unter der Oberfläche auftritt und sich niedrige Verweilzeiten des Blutes in der Kammer ergeben.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen, welche eine Blutkammer und ein außerhalb des Körpers befindliches Blutbehandlungssystem, insbesondere ein Blut-Dialysesystem _f zeigen, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Blutkammer.

Fig. 2 zeigt schematisch ein außerhalb des Körpers befindliches Blut- Dialysesystem, in dessen Blutleitung die Blutkammer von Fig. 1 eingesetzt ist.

Die Blutkammer gemäß der Erfindung dient einer Vielzahl von Zwecken, beispielsweise der Blutdruckmessung, als Speicher zur Verhinderung einer unzureichenden Pumpenbeschickung, der Blutprobenahme, der Blutbehandlung und der Fluidzusetzung zu dem Blutstrom. Dies ist leicht mit der in Fig. 1 gezeigten Blutkammer zu erreichen.

Die in Fig. 1 gezeigte Blutkammer 1o ist als gerader Zylinder geformt und hat eine abdichtend darauf sitzende Kappe 12. Vorzugsweise ist die Kammer 1o aus einem im Handel verfügbaren, medizinischen Anforderungen genügenden Kunststoff geformt, der sterilisierbar und blutverträglich

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ist. Da eine visuelle Betrachtung des Blutpegels 26 und des evtl. Vorhandenseins von Schaum ebenfalls erwünscht ist, wird dementsprechend die Kammer 1o aus einem transparenten Kunststoff hergestellt.

Eine ausreichende Steifigkeit der Kammer 1o, um einer Biegung zu widerstehen, ermöglicht genaue Druckablesungen des Inhaltes der Kammer 1ο. Die Kappe 12 kann undurchsichtig sein, sollte jedoch einer Biegung widerstehen. Sie hat eine Vielzahl von Stutzen 14, 16 und 18 für den Zugang zum Inneren der Kammer. Es kann jede geeignete Anzahl von Stutzen bzw. Nippeln verwendet werden.

Eine Aufhängelasche 2o mit einer öffnung 22 dient zum Angreifen eines Hakens für das Aufhängen der Blutkammer an einem geeigneten I.V.-Gestell oder dergleichen, was nicht gezeigt: ist.

Dis Stutzen 14, 16 und 18 können beispielsweise für die Aufnahme von Rohren 15, 17 bzw. 19 dienen, die gestrichelt gezeichnet sind. Die Rohre 15, 17 und 19 geben einen Zugang zu dem Blut, beispielsweise für die Infusion von Heparin und einer physiologischen Kochsalzlösung sowie für eine Drucküberwachung. Selbstverstädnlich sind zahlreiche Kombinationen möglich.

Eine Öffnung 34 für die Probenahme von Blut, die mit einer Kautschukkappe 36 abgedichtet ist, ermöglicht das Abziehen von Blutproben auf herkömmliche Weise. Die Kautschukkappe 36 ist vorzugsweise ein Latex oder ähnliches Material, welches nach dem Durchstoßen selbstabdichtet. Durch die Kappe 36 kann auch eine Injektion in das Blut erfolgen.

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Die Kammer 1o hat beispielsweise bei einer bevorzugten Ausbildung ein Volumen von etwa 3o cm und ist für die Aufnahme einer Blutmenge 24 ausgelegt, die weniger als

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3o cm beträgt. Dementsprechend füllt das Blut die Kammer 1o nur teilweise, so daß sich ein Blutspiegel 26 mit einem darüber befindlichen Luftkissen 28 einstellt.

Das Blut geht durch die Kammer 1o von einem Einlaß 3o zu einem Auslaß 32. Der Einlaß 3o und der Auslaß 32 sind hintereinander in eine arterielle Blutleitung 48 eines außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystems (Fig. 2) eingesetzt.

Der Einlaß 3o befindet sich unter dem Blutspiegel 26. Diese Anordnung schließt aus, daß in die Kammer 1o am Einlaß mit hohem Druck eintretendes Blut an die Oberfläche 26 sprudelt und so Schaum erzeugt. Erzeugter Schaum würde dazu neigen, in die Stutzen 14, 16 und 18 einzudringen und sie sogar zu verschließen. Dadurch, daß der Einlaß untergetaucht ist, erzeugt der Blutstrom mit relativ hohem Druck eine begrenzte Turbulenz unter der Oberfläche in dem Blut 24, wodurch eine Gerinnselbildung verhindert und gegebenenfalls für eine Vermischung gesorgt wird, wenn dem Blut durch die Ansatzstücke 16 und 18 oder die Probenahmeöffnung 34 Fluide zugesetzt werden. Der Auslaß 32 ist ebenfalls untergetaucht, um zu verhindern, daß Luft aus der Kammer 1o abtransportiert wird. Obwohl bei der gezeigten Ausführungsform der Einlaß und der Auslaß senkrecht zur Bodenwand der Kammer 1o angeordnet sind, kann jede geeignete Ausrichtung des Einlasses und des Auslasses vorgesehen werden, bei welcher die Innenöffnung unter der normalen Höhe des Blutes bzw. unter dem normalen Blutspiegel liegt.

In Fig. 2 ist ein außerhalb des Körpers befindliches Hämodialysesystem mit einer einzigen Nadel schematisch gezeigt, in welches die Blutkammer von Fig. 1 eingesetzt

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ist, und zwar vorzugsweise stromauf von der Pumpe 38. Wenn die Blutkammer 1o in der arteriellen Leitung 48 auf der Niederdruckseite oder der stromauf gelegenen Seite der Pumpe 38 vorgesehen ist, steht der Pumpe 38 kontinuierlich ein Blutreservoir zur Verfügung, so daß eine unzureichende Beschickung der Pumpe bzw. ein Pumpentrockenlauf verhindert wird. Gewünschtenfalls kann die Kammer 1o stromab von der Pumpe 38 zur überwachung des Hochdrucks angeordnet werden.

Die Pfeile in der schematischen Darstellung zeigen die Richtung des Blutstroms an. Eine Steuereinrichtung 42, die mit der Pumpe 38 zusammenwirkt, steuert die Richtung des Blutstroms durch das außerhalb des Körpers befindliche System und durch eine Kanüle 4o für den Blutzugang. Das Blut wird abwechselnd von dem nicht gezeigten Patienten durch die Kanüle 4o mittels der Steuereinrichtung 42 abgezogen bzw. zum Patienten zurückgeführt. Die Steuereinrichtung 42 ist an sich bekannt (Vital Assists, Inc., Salt Lake City, Utah, UNIPUNCTüRE).

Das Blut geht von dem Patienten zur Blutkammer 1o, von da zur Pumpe 38 und von dort in den Dialysator 44. In die venöse Leitung 47 kann eine herkömmliche Blasenfalle eingesetzt werden. Die Steuereinrichtung 42 führt das Blut zu dem Patienten zurück. Obwohl das Hämodialysesystem mit einer einzigen Nadel hier gezeigt ist, um die Anordnung und Funktion der Blutkammer gemäß der Erfindung zu demonstrieren, kann die Blutkammer vorteilhafterweise bei jedem außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystem verwendet werden.

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Entsprechend dem bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung ist die Kammer 1o in die arterielle Leitung 48 eingesetzt, vorzugsweise stromauf von der Pumpe 38 (Fig. 2). Eines der Anschlußstücke 14, 16 oder 18 wird für eine direkte Verbindung mit einer Druckfühleinrichtung ausgewählt. Die übrigen Anschlußstücke können mit Kappen versehen werden oder alternativ direkt mit einer Versorung für ein Medikament, Blut oder ein anderes gewünschtes Fluid verbunden werden.

Die Probenahmeöffnung 34 hat eine Kappe 36, die einen zufälligen Abstrom von Blut 24 aus der Kammer 1o verhindert. Gleichzeitig ist die Kappe 36 von einer Nadel einer Subkutanspritze oder dergleichen durchdringbar, um die Probenahme des Blutes 24 zu erleichtern.

In Betrieb wird bei dem System von Fig. 2 die venöse Leitung 47 abgeklemmt. Die Blutpumpe 38 zieht Blut von der Nadel 4o in die Kammer 1o durch den Einlaß 3o, wodurch in der Kammer 1o ein Unterdruck erzeugt wird. Da der Einlaß 3o untergetaucht ist, ist in der Kammer 1o eine Turbulenz und ein inniges Durchmischen des Blutes möglich, so daß eine Gerinnselbildung verhindert und gleichzeitig unterbunden wird, daß das einströmende Blut beträchtliche Luftmengen in das Blut bringt, die sonst Blasen und ein übermäßiges Schäumen erzeugen würden. Bei der erreichten Reduzierung der Schäumung wird die Verbindung zwischen dem Luftkissen 28 und dem Drucksensor 49 sauber und frei von verfestigtem Blutschaum gehalten.

Wenn das Blut in die Kammer 1o gezogen wird, bildet sich ein Blutreservoir, welches eine ausreichende Versorgung für die Pumpe 38 darstellt. Eine fortgesetzte Betätigung der Pumpe auch gegen einen Unterdruck in der Kammer 1o reduziert die Gefahr einer Blutgefäßkollabierung beim Patienten beträchtlich. Wenn ein System mit einer einzigen Nadel verwendet wird,

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schaltet der Unterdrucksensor die Steuereinrichtung 42 bei einem vorher festgelegten Höhenniveau so, daß die Leitung 48 geschlossen wird und Blut 24 durch den Dialysator 44 sowie durch den venösen Zweig 47 zur Nadel 4o durchströmen kann. Dementsprechend wird das von dem System von Fig. 2 geförderte Blut zwangsweise in Richtung der in Fig. 2 gezeigten Pfeile bewegt. Das Blutvolumen in der Kammer 1o wird abwechselnd verringert und erhöht und zwar ansprechend auf die Änderung bezüglich der Blutverfügbarkeit und den Klemmzustand der Steuereinrichtung 42.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, wird erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung zum überwachen des Drucks außerhalb des Körpers, zur Verringerung des Pumpentrockenlaufs und zur Schaffung eines Zugangs zum Blut in einem arteriellen Blutstrom in einem außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystem geschaffen, wobei die Schaum- und Gerinnselbildung auf ein Minimum reduziert wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1J Blutkammer für den Einsatz in eine Blutleitung ^ eines außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutkammer (1o) für die Aufnahme eines variablen Blutvolumens (14) vorgesehen ist und einen Bluteinlaß (3o) und einen Blutauslaß (32) für den Einsatz in die Blutleitung hat, wobei die Bluteinlaß- und Blutauslaßöffnung in die Blutkammer (1o) so angeordnet sind,daß sie von Blut bedeckt sind, wenn Blut durch die Blutkammer (1o) geführt wird, daß ein Gasvolumen (28) in der Blutkammer (1o) über dem Blutvolumen (24) eingeschlossen ist und daß eine Druckübertragungsleitung (16) mit dem eingeschlossenen Gasvolumen (28) verbunden ist.
2. Blutkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutkammer (1o) eine zylindrische Kammer aus einem transparenten, starren Kunststoff mit einer blutverträglichen Innenfläche ist.
3. Blutkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutkammer (1o) mit einer Blutzugangsöffnung (34) versehen ist, die von einem durchstechbaren selbstdichtenden Verschluß (36) dicht verschlossen ist, wobei die Blutzugangsöffnung in die Blutkammer (1o) mündet und so' angeordnet ist, daß sie durch Blut abgedeckt ist, wenn Blut durch die Blutkammer (1o) geführt wird.

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4. Blutkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in die Blutleitung eines außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystems eingesetzt ist.
5. Blutkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in eine arterielle Blutleitung des Systems eingesetzt ist.
6. Blutkammer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in die Blutleitung stromauf von einer Blutpumpe (38) eingesetzt ist.
7. Blutkammer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das außerhalb des Körpers befindliche Blutbehandlungssystem ein außerhalb des Körpers befindliches Blut-Dialysesystem ist.
8. Verfahren zum überwachen des Blutes in einer Blutleitung eines außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystems mit einer Blutkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutkammer in eine Blutleitung des außerhalb des Körpers befindlichen Blutbehandlungssystems eingesetzt wird, daß Blut durch ein Blutvolumen in der Kammer von einem untergetauchten Einlaß zu einem untergetauchten Auslaß geführt wird, daß ein Gaskissen über dem Blutvolumen in der Kammer aufrechterhalten wird und daß der in dem Gaskissen durch das Blut entwickelte Druck auf eine Druckfühleinrichtung übertragen wird.

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