DE2629717C2

DE2629717C2 - Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-Ausgleichs eines Patienten bei der Hämodiafiltration

Info

Publication number: DE2629717C2
Application number: DE2629717A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nen Verzicht
Original assignee: Dr Eduard Fresenius Chemisch Pharmazeutische Industrie KG Apparatebau KG
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1982-05-06
Also published as: DE2629717A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-Ausgleichs eines Patienten bei der Hämodiafiltration, mit einer Pumpe zur Weiterleitung und Rückführung des dem Patienten entnommenen Blutes, einem Auffanggefäß für das durch eine Filtermembran tretende Filtrat und einer zweiten Pumpe oder eirem Ventil, die bzw. das dem Blut eine der Filtratmenge angenähert gleiche Menge Ersatzflüssigkeit aus einem Vorratsgefäß dosiert beimischt.

Neben die bereits länger bekannten Verfahren zur Entgiftung menschlichen Blutes — Dialyse an natürlichen und künstlichen Membranen (Peritoneal- und Hämodialyse) und Beseitigung im Blut gelöster Gifte durch Absorption an Aktivkohle oder ähnlichen Substanzen (Hämoperfusion) — tritt als weiteres Verfahren die sogenannte Hämodiafiltration.

Hierbei wird, wie bei der Hämodialyse und Hämoperfusion, ein extrakorporaler Blutkreislauf geschaffen. Das Blut, das dem Patienten durch einen Katheter mit angeschlossenem Schlauch kontinuierlich entnommen wird, passiert, gefördert durch eine Blutpumpe, die Oberfläche einer Filtermembran und wird dann dem Patienten über einen zweiten Katheter wieder zugeführt. Durch ein Druckgefälle zwischen der Blutseite und der Filtratseite der Filtermembran wird aus dem an der Membran vorbeiströmenden Blut kontinuierlich ein Filtrat ausgeschieden. Dieses Filtrat stellt bei entsprechenden Durchlässigkeitseigenschaften des Filters eine wäßrige Lösung dar, die bis zu einer bestimmten

Molekulargewichtsgrenze sämtliche im Blut gelösten Substanzen in annähernd gleicher Konzentration

s enthält wie das Blut selbst Dadurch ist es möglich, gelöste Gifte, die nicht an Eiweiß oder korpuskulare

Bestandteile des Blutes gebunden sind, mit dem Filtrai

auszuscheiden.

Um eine hohe. Wirksamkeit dieses Verfahrens zu

ίο erreichen, muß eine relativ große Mengt Filtrat ausgeschieden werden, die im Verlaufe einer Behandlung gewöhnlich ein Vielfaches des menschlichen Blutvolumens beträgt Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die ausgeschiedene Flüssigkeitsmenge zumin- dest zum größten Teil τα ersetzen. Dies wird dadurch erreicht, daß man dem extrakorporalen Kreislauf gleichzeitig eine entsprechende Menge einer geeignet zusammengesetzten Infusionslösung zuführt

Es ist hierbei aus medizinischen Gründen sehr

wichtig, daß der Entzug von Filtrat und die Zufuhr der Infusionslösung exakt aufeinander abgestimmt werden, um entweder die Flüssigkeitsmenge konstant zu halten oder — was häufiger der Fall ist — einen definierten, aber relativ geringen Flüssigkeitsentzug genau einzu stellen.

In dem Aufsatz »Kinetics of Hemodiafiltration, II. Clinical Characterization of a new Blood Cleansing Modality«, von L W. Henderson et al. (in »The Journal of Laboratory and Clinical Medicine, Vol.85, März 1975« Seiten 372—391) wird eine Vorrichtung zur Hämodiafiltration der eingangs genannten Art beschrieben, bei der der Flüssigkeits-Ausgleich des Patienten, d. h. die Steuerung der Zufuhr von Infusionslösung entsprechend der Menge des entzogenen Filtrats, volumetrisch unter Verwendung von Dosierpumpen und Meßbehältern erfolgt Derartige Einrichtungen sind, gemessen an den Anforderungen im Routinebetrieb eines Krankenhauses, relativ schwierig zu handhaben. Technische Störungen, die z. B. bei Dosierpumpen leicht auftreten können, werden nicht ohne weiteres erkannt und können tür den behandelten Patienten zu einer lebensbedrohenden Situation führen. Beispiele für solche technischen Störungen sind das Leckwerden von Dichtungen an Ventilen und Kolben der Dosierpumpe oder das Eintreten von Luft anstelle von Flüssigkeit Außerdem stellen stationäre Einrichtungen, wie Meßbehälter und Dosierpumpen üblicher Art eine potentielle Infektionsquelle dar, so daß vor jeder Anwendung eine sorgfältige Reinigung und Sterilisation notwendig sind, die hohe Kosten verursachen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-Ausgleichs der eingangs genannten Art bei einfachstem Aufbau so zu gestalten, daß durch eine einfache und übersichtliche Funktion ein Höchstmaß an Betriebssicherheit und eine einfache Handhabung erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-Ausgleichs eines Patienten bei der Hämodiafiltration der eingangs genannten Art eine Vorrichtung zur Ermittlung der Zuführmenge der Ersatzflüssigkeit in Form einer Waage umfaßt, die das Filtratauffanggefäß und das Vorratsgefäß für die Ersatzflüssigkeit trägt und zur Ermittlung der Summe der Gewichte von Vorratsund Auffanggefäß einschließlich deren Inhalte ausgebildet ist, daß diese Waage die zweite Pumpe bzw. das

Ventil steuert und daß das Ventil als Schlauchklemmventil ausgebildet ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Peritonealdialyse (DE-OS 24 46 598) dient eine Waage dazu, zu kontrollieren, ob unter der Einwirkung der Dialyseflüssigkeit Flüssigkeit aus der Peritonealhöhle des Patienten abgeleitet wird. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Anzeige des Flüssigkeitsdurchsatzes (US-PS 32 28 397) wird nicht wie bei der vorliegenden Erfindung die Summe der Gewichte ermittelt, vielmehr dient die Waage dazu, die Durchflußrate der Gewichtsänderung des Patienten entsprechend anzupassen oder die Dnrchflußgeschwindigkeiten von zwei in gleicher Menge dem Blut zuzuführenden flüssigen Komponenten in Übereinstimmung zu bringen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Waage ermöglicht es, die Summe von Vorratsflüssigkeit und ausgeschiedener Flüssigkeit konstant zu halten.

Aus dtr DE-OS 17 66 778 ist außerdem ein von einem Waagebalken direkt betätigtes Klemmventil bekannt, welches eine Schlauchleitung schlagartig abklemmt, sobald ein vorgegebenes Gewicht eines an dem Waagebalken aufgehängten Infusionsbehäl'.ers oder dergl. samt Inhalt unterschritten wird. Für die Zwecke der Erfindung müßte jedoch eine geeignete Umkonstruktion vorgenommen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten.

Es ist möglich, die zur Aufnahme und zum Durchfluß von Flüssigkeit vorgesehenen sowie die Durchflußrate bestimmenden Elemente als Bestandteile der Schlauchpumpen bzw. Klemmventile als austauschbare Einheiten auszubilden.

Wenn das Schiebegewicht der Waage motorisch verstellbar ist, kann auch die Ultrafihrationsrate während der Behandlung eingestellt und gegebenenfalls verändert werden, wobei eine von der Waage gesteuerte Pumpe zum Abpumpen des Filtrats zweckmäßig ist

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt

F i g. 1 ein Leitungsschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels.

Der extrakorporale Blutkreislauf enthält als Hauptelement eine Blutpumpe 1 und ein Filter 2. Die Filtration wird entweder durch einen erhöhen Druck auf der Biutseite der Membran oder Unterdruck auf der Filtratseite der Membran oder durch eine Kombination von beiden erreicht Zur Erzeugung eines Unterdruckes auf der Filtratseite kanp eine Saugpumpe 3 in Form einer Schlauchpumpe benutzt werden. Das Filtrat fließt in ein Auffinggefäß 4. Dieses befindet sich gemeinsam mit einem Vorratsbehälter 5 für eine Ersatzflüssigkeit auf einer Waage 6. Aus dem Vorratsbehälter wird Infusionslösung duich eine als Schlauchpumpe ausgebildete Infusionspumpe 7 dem extrakorporalen Blutkreislauf beigemischt

Die Förderrate der die Beimischung steuernden Infusionspumpe 7 wird durch eine Waage 6 automatisch geregelt, indem der Ausschlag des Waagebalkens 8 von einem Fühlefelement 9 erfaßt wird, das den Antrieb der Infusionspumpe so beeinflußt, daß diese bei steigender Belastung der Waage beschleunigt und bei sinkender Belastung verzögert wird.

Diese Beeinflussung kann im einfachsten Falle derart geschehen, daß die Infusionspumpe zwischen zwei Betriebszuständen (ein/p.'« oder langsam/schnell) umgeschaltet wird,

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die mittlere Infusionsrate automatisch den gleichen Betrag hat wie die Filtrationsrate, Der Waagebalken schwankt nur innerhalb eines sehr kleinen Bereiches in der Umgebung seiner Ruhelage, Die Genauigkeit kann dabei weit unter 1 % gehalten werden.

Das Fühlerelement ist mit zwei zusätzlichen Grenzwertfühlern oberhalb und unterhalb dieses Bereiches versehen, um ein durch eventuelle Betriebsstörungen verursachtes übermäßiges Ungleichgewicht der Waage selbsttätig zu erkennen und ein Warnsignal auszulösen.

Eine andere Ausführung des gleichen Funktionsprinzips ergibt sich dadurch, daß zur Beeinflussung der Zufuhr von Infusionslösung ein Schlauchklemmventil 10 eingesetzt wird, das entweder elektromagnetisch oder direkt von den Bewegungen des Waagebalkens 8 betätigt wird. In diesem Falle kann die Infusionspumpe 7 eingespart werden, da auf der Eingangsseite der Blutpumpe 1 ein negativer Druck herrscht, der nun zum Ansaugeir der Infusionslösung ausgenutzt wird.

Der bishtr beschriebene Teil -des Steuergerätes gewährleistet nur eine Gleichheit von h.fusionslösungszufuhr und Filtratabfuhr. Soll dagegen dem Patienten im Verlaufe der Behandlung eine definierte Flüss'gkeitsmenge fortlaufend entzogen werden, so wird dies durch eine absichtliche Beeinflussung des Gleichgewichtszustandes bewirkt Diesem Zweck dient bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung die Abförderpumpe 11, die stetig eine bestimmte Gewichtsmenge an Flüssigkeit pro Zeiteinheit aus dem System entfernt und in den Abfluß oder — zum Zwecke einer zusätzlichen Kontrolle — in ein Meßgefäß fördert Die Filtratmenge, die in den Filtratbehälter 4 gelangt, ist um diese Menge vermindert, und somit wird auch nur eine in gleichem Maße verminderte Menge Infusionslösung dem extrakorporalen Kreislauf zugefügt

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung dieses Prinzips besteht darin, daß der Gleichgewichtszustand auf direktem mechanischen Wege an der Waage beeinflußt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß durch einen auf dem Waagebalken fest angeordneten Elektromotor 12 mit Hilfe einer Gewindespindel 13 ein Gewicht 14 auf dem Waagebalken 8 im Sinne einer Entlastung der Waage mit gleichmäßiger, geringer Geschwindigkeit verschoben wird. Die Abförderpumpe 11 ist in diesem Falle nicht erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel des Steuergerätes ist in F i g. 2 perspektivisch dargestellt. Der Vorratsbehälter 5 und das Auffanggefäß 4 — ein gebrauchter Vorratsbehälter — befinden sich gemeinsam in einem Gestell, das zugleich die Waagenplattform darstellt. Während das Filtrat in das Auffanggefäß 4 fließt, pumpt die Abförderpumpe 11 einen Teil davon mit einstellbarer Föroer;ate in das an der Frontseite befindliche Meßgefäß 15, so daß dieser Teil des Filtrates aus der Bilanzierung ausscheidet Die Infusionspumpe 7, die die Infusionslösung aus dem Vorratsbehälter 5 in den extrakorporalen Blutkreislauf pumpt, wird von dem Fühlerelement 9 gesteuert. Dieses Fühlerelement ermittelt die Lage des Waagebalkens 8.

Waage. Fühlerelement und Infusiönspumpe bilden einen geschlossenen Regelkreis, so daß der Waagebalken in seiner Ruhelage stabilisiert wird. Störungen dieses Regelkreises führen zu einem übermäßigen Ausschlag des Waagebalkens, der durch die im Fühlerelement 9 enthaltenen zusätzlichen Grenzwertfühler ein Alarmsignal auslöst. Die Bedienung des

Gesamtgerätes erfolgt von einer Schalttafel 16 aus.

Aus der obigen Beschreibung und der Darstellung nach F i g. 2 ergibt sich, daß die genannten Elemente 4, 5,7 und 11 mit den zugehörigen Schlauchleitungen sehr leicht ausgetauscht werden können. Da die Schläuche und Pumpen in einfacher Bauweise herstellbar sind, können sie, zur Einsparung einer Desinfektion, auch als Wegwerfartikel konstruiert sein. Das Vorratsgefäß 5 für die Ersatzflüssigkeit wird nach einer Behandlung direkt als Auffanggefäß 4 verwendet und kann nach durchgeführter Analyse im Labor ebenfalls vernichtet werden. Die Schlauchenden a und b werden an die an sich bekannte Filtervorrichtung angeschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkejts-Ausgleichs eines Patienten bei der Hämodiafiltration, mit einer Pumpe zur Weiterleitung und Rückführung des dem Patienten entnommenen Blutes, einem Auffanggefäß für das durch eine Filtermembran tretende Filtrat und einer zweiten Pumpe oder einem Ventil, die bzw. das dem Blut eine der Fikratmenge angenähert gleiche Menge Ersatzflössigkeit aus einem Vorratsgefäß dosiert beimischt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung zur Ermittlung der Zuführmenge der Ersatzflüssigkeit in Form einer Waage (6) umfaßt, die das Filtratauffanggefäß (4) und das Vorratsgefäß (5) für die Ersatzflüssigkeit trägt und zur Ermittlung der Summe der Gewichte von Vorrats- und Auffanggefäß einschließlich deren Inhalte ausgebildet ist, daß diese Waage die zweite Pumpe (7) bzw. das Ventil (10) steuert und daß das Ventil (10) als Schlauchklemmventil ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage ein verstellbares Gewicht (14) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Gewicht der Waage motorisch verstellbar ist

4. Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre mit dem Blut, dem Filtrat und der Ersatzflüssigkeit in Berührung kommenden Elemente (4, 5, 7, 10, 11) als austauschbare Einheiten ausgebildet sind.

5. Vorriciiung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gskennzi'xhnet, daß die Vorrichtung zur Ermittlung der Zuführmenge der Ersatzflüssigkeit eine dritte Pumpe (U) zum Abpumpen des Filtrats steuert