DE2734075A1

DE2734075A1 - Haemodialyseverfahren und -geraet

Info

Publication number: DE2734075A1
Application number: DE19772734075
Authority: DE
Inventors: Pierre Bloch; Patrice Degoulet; Francois Goupy; Jean-Claude Prof Hirel
Original assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Current assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR2366023A1; GB1580916A; FR2366023B1; NL7708438A; US4324663A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Oipl.-Chem. Dipt -Ing. _

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser/ / 0 H U / 0

Ernsbergeisltasse 19

8 München 60

INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET 28. Juli 1977 DE LA RECHERCHE MEDICALE

3 rue Leon Bonnet

75016 Paris / Frankreich

Unser Zeichen: I 643

Hämodialyseverfahren und -gerät

Die Erfindung betrifft Verfahren und Geräte zur extrarenalen Reinigung durch extrakorporale Hämodialyse und, genauer gesagt, das Einstellen der Hämodialysebedingungen zur Verringerung der Unfailrisiken.

Chronische Niereninsuffizienz wird durch Verwendung von künstlichen Nieren oder Hämodialysatoren behandelt. Diese Geräte reinigen das Blut durch, vorzugsweise im Gegenstrom erfolgende, Zirkulation des Blutes des Patienten und einer Lösung, die durch eine Membran voneinander getrennt sind. Die Reinigung beruht auf Erscheinungen der Diffusion, Osmose und Ultrafiltration.

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Je nach der Anordnung der Kammern für Blut und für Lösung (Dlalysat) werden drei Arten von Dlalysatoren unterschieden: die Spulennieren, die Plattennieren und die kapillaren Nieren. Es sei auf den Aufsatz von A. BagHn und J.P. Fendler "L'hemodioalyse periodique", Revue de Medicine, Nr. 4, 28. Januar 1974, S. 107-111, verwiesen, der ausführlicher die Grunsätze der Hämodialyse und der benutzten künstlichen Nieren beschreibt.

Es kommt vor, daß Patienten im Verlauf einer Hämodialysesitzung, die beispielsweise 6 bis 8 h dauern kann, eine Hypotensionserscheinung zeigen. Diese Erscheinung kann schnell zu ernsten Folgen für den Patienten führen und aus diesem Grund wird jede geeignete Maßnahme ergriffen, um sie zu beseitigen.

Die US-PS 3 228 397 beschreibt eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Fluidstroms, der in einem Patienten zirkuliert, beispielsweise während einer Perfusion oder einer Hämodialyse. Diese Patentschrift beschreibt genauer eine Waage mit Waagebalken, deren Bewegungen einen Parameter steuern, der den Strom des Fluids ändert, damit das Gewicht des Körpers des Patienten praktisch konstant bleibt.

Die US-PS 3 441 136 beschreibt eine Blutdialyseanlage, die zur Kontrolle von gewissen Parametern des Dialysefluids und des Blutes und insbesondere des arteriellen

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Druckes bestimmt ist. Eine logische Einheit sorgt für die Programmierung des Betriebes des gesamten Systems, das eine Recheneinrichtung, ein Anzeigekonsol und eine Alarmeinrichtung enthält. Dieses System hat die Aufgabe, hinsichtlich der im Verlauf der Dialyse benutzten Fluids die passenden Bedingungen zu schaffen, es nimmt aber weder eine Kontrolle noch eine automatische Steuerung der Hämodialyse selbst vor.

Die FR-PS 2 242 994 und die DT-OS 1 566 661 beschreiben eine unblutige Art der Messung eines arteriellen Druckes. Die FR-PS'en 2 209 929 und 2 078 225 beschreiben Vorrichtungen, die das Wiegen eines Patienten gestatten.

J. A. Miller, E. Prescott und C. Carpenter beschreiben in dem Aufsatz "Automatic Fluid Replacement and Blood Pressure Control During Dialysis", Band XVI, Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs., 1970, das automatische Einstellen von Hämodialysebedingungen und dabei den Vergleich des Gewichts eines Patienten mit einem theoretischen Gewicht, das er haben sollte, das Ingangsetzen einer intravenösen Perfusion, wenn das wirkliche Gewicht kleiner als das theoretische Gewicht ist, das Anhalten der Perfusion, wenn das Gewicht wieder den Sollwert erreicht hat, das Verändern der Druckdifferenz im Dialysator, damit die Ultrafiltrationsgeschwindigkeit zunimmt, wenn das Gewicht einen zu hohen Wert annimmt, die Regulierung dieser Druckdifferenz, wenn das Sollgewicht erreicht ist, den Vergleich des Blutdruckes des Patienten mit einem vorbe-

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stimmten Alarmpunkt, die Reduzierung der Druckdifferenz im Dialysator auf einen Minimalwert, wenn der Blutdruck unter den Alarmpunkt abfällt, und das augenblickliche Auslösen einer Perfusion, das Auslösen einer Alarmschaltung, die dem Personal meldet, daß der Blutdruck abgefallen ist, und das Anhalten der Perfusion und das Zurückkehren zu der vorgesehenen Druckdifferenz im Dialysator, wenn der Blutdruck wieder oberhalb des Alarmpunktes angekommen ist.

Es sei angemerkt, daß dieser Aufsatz von Miller und Mitarbeitern angibt, daß der arterielle Druck durch einen Meßfühler gemessen wird, der in dem arteriellen Kanal angeordnet ist. Im Fall eines arteriellen Druckabfalls reduziert das bekannte Gerät den Transmembrandruck auf ein Minimum und beginnt sofort eine Perfusion. Es löst gleichzeitig einen äußeren Alarm aus. Wenn der Druck wieder über den Alarmpunkt ansteigt, hält das Gerät die Perfusion an und erhöht den Transmembrandruck.

Andererseits gibt dieser Aufsatz nicht an, wie das Gewicht des Patienten in Abhängigkeit von der Zeit und gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Änderung von verschiedenen Parametern im Verlauf einer Hämodialyse verändert werden soll.

Die Erfinder haben herausgefunden, daß die Durchführung einer automatischen Hämodialyse zwei Bedingungen erfüllen sollte, die durch das in dem vorgenannten Aufsatz von Miller

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beschriebene G_erät nicht erfüllL werden. Erstens ist es sehr wichtig, daß der arterielle Druck unblutig abgelesen wird, und zwar in Form des systolischen und/oder diastolischen Druckes.

Zweitens haben sie herausgefunden, daß es noch wichtiger ist, daß die Änderung des Gewichts des Patienten nicht zu sehr von einer idealen Gewichtskurve abweicht, die aufgrund einer mathematischen Formel genau festgelegt wird, in der die Anfangswerte der Dialyseparameter und das gewünschte Endgewicht vorkommen.

Die Hypotensionserscheinung, die besonders gefährlich ist, ist deshalb nicht die Ursache von festgestellten Unfällen, sondern ein einfacher Effekt. Die Gewichtsverluständerung im Verlauf der Zeit ist der Hauptparameter und soll sie daher im Verlauf einer Hämodialyse in sehr genauer Weise kontrollieren.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Einstellen der Bedingungen einer Hämodialyse durch Ultrafiltration des Blutes eines Patienten, der einer Perfusion unterzogen wird, welches umfaßt: die gleichzeitige Zirkulation des Blutes und einer Lösung beiderseits einer Membran eines Hämodialysators, die Kontrolle des Gewichts des Patienten, seines arteriellen Druckes und wenigstens eines Parameters, der die Ultrafiltration bestimmt und unter dem Gewicht der durch Ultrafiltration herausgezogenen Flüssigkeit, der Drücke des Blutes am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, der Drücke der

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Lösung am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, der Blutdurchflußleistung in letzterem, des Perfusionsdurchsatzes und dgl. ausgewählt wird, und die Veränderung der Hämodialyse durch Verstellen von wenigstens einem dieser Parameter. Gemäß diesem Verfahren erfolgt die Messung des arteriellen Druckes auf unblutige Weise und das Verfahren umfaßt die Berechnung einer idealen Kurve für die Änderung des Gewichts in Abhängigkeit von der Hämodialysezeit, die Bestimmung einer GUltigkeitszone, die durch die beiden Gewichtskurven festgelegt wird, welche die ideale Kurve einrahmen, und das Anzeigen eines Alarmzustandes, wenn der das Gewicht des Patienten darstellende Punkt außerhalb der Gültigkeitszone liegt.

Die Messung des Druckes auf unblutige Weise erfolgt vorzugsweise entweder durch Erfassung der Korotkoff-Geräusche mit Hilfe eines Mikrophons (das die Aufgabe eines Stethoskops hat) oder durch Doppler-Effekt.

Das Verfahren kann außerdem das Anzeigen von zusätzlichen Alarm umfassen, wenn einer der Parameter eine

vorbestimmte Gabel von Änderungen verläßt. Es kann auch die automatische Änderung eines der Parameter umfassen, wenn ein Alarmzustand angezeigt wird.

Die Erfindung schafft ferner ein Gerät zur Hämodialyse durch Ultrafiltration, mit einem Hämodialysator, in welchem beiderseits von wenigstens einer Membran das Blut des Patienten und eine Dialyselösung zirkulieren, mit

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Meßfühlern für das Gewicht und den arteriellen Druck des Kranken und mit Meßfühlern für wenigstens einen Parameter, der die Ultrafriltration bestimmt und unter dem Gewicht von durch Ultrafiltration herausgezogener Flüssigkeit den Drücken des Blutes am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, den Drücken der Lösung am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, dem Blutdurchsatz in dem Hämodialysator, dem Durchsatz von Perfusionen im Verlauf der Hämodialyse und dgl. ausgewählt wird, Das Gerät enthält darüberhinaus eine Einrichtung zum Vergleichen des Istwertes des Gewichts des Patienten mit einer Gabel und das Anzeigen eines Alarmzustandes, wenn dieses Gewicht außerhalb der Gabel liegt, und der Meßfühler für den arteriellen Druck arbeitet auf unblutigem Wege.

Der Meßfühler für den arteriellen Druck erfaßt beispielsweise die Korotkoff-Geräusche mit Hilfe eines Mikrophons, das die Aufgabe eines Stethoskops erfüllt oder durch Doppler-Effekt.

Die Gabel wird in jedem Zeitpunkt durch zwei Kurven begrenzt, die in einem Gewichts-Zeitdiagramm eine ideale Kurve der Änderung des Gewichts mit der Hämodialysezeit einrahmen, wobei diese Kurve vor der Hämodialyse berechnet wird und gegebenenfalls im Verlauf derselben in Abhängigkeit von ihrem Ablauf modifiziert wird.

Das Gerät kann außerdem eine Einrichtung enthalten, die 70988ß/0766

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den Wert von wenigstens einem der Parameter mit einer Gabel vergleicht und einen zweiten Alarmzustand anzeigt, wenn dieser Parameter außerhalb dieser Gabel liegt.

Das Gerät kann außerdem eine Steuereinrichtung enthalten, die einen der Parameter in Gegenwart eines Alarmzustandes modifiziert, beispielsweise die Perfusionsgeschwindigkeit. Das Gerät kann außerdem vorzugsweise ein Anzeigekonsol aufweisen, das die wirkliche Kurve der Änderung des Gewichts im Verlauf der Hämodialyse, die die Gabeln der Gewichtsänderung begrenzenden Kurven, die den Patienten betreffenden Anfangsdaten und die Augenblickswerte von wenigstens einem Parameter anzeigt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

die Fig. 1 und 2 Gewichts-Zeitdiagramme, die Beispiele

von Idealkurven für die Gewichtsänderung im Verlauf einer Hämodialyse zeigen,

Fig. 3 ein weiteres Gewichts-Zeitdiagramm,

das eine Kurve der Gewichtsänderung im Verlauf einer Hämodialyse und die die Gültigkeitszone festlegenden Kurven darstellt,

Fig. 4 ein Gesamtschema eines Hämodialysegerätes

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nach der Erfindung,

^Fi8· ⁵ den Bildschirm des Anzeigekonsols des

Gerätes von Fig. 4 im Verlauf einer Hämodialyse, und

Fig. 6 ein Gesamtblockschaltbild eines Meß

fühlers nach der Erfindung zur unblutigen Messung des arteriellen Druckes.

Das Einstellen der Hämodialysebedlngungen nach der Erfindung umfaßt einerseits die Berechnung einer idealen Gewichtskurve aufgrund der Anfangswerte der Parameter der Dialyse und des gewünschten Endgewichts und andererseits die Berechnung des besten Weges, der das Erreichen der gewünschten Endwerte gestattet, mit Hilfe der Augenblickswerte der Parameter.

Die Erfindung umfaßt somit die Bestimmung der Idealkurve. Die hängt von der Art der Anfangsfüllung des benutzten Hämodialysators ab. Beispielsweise kann sie drei Teile umfassen, eine erste Dialyseperiode, eine zweite Dialyseperiode und eine Zurückgabeperiode. Im Verlauf der ersten Dialyseperiode ist die Geschwindigkeit des Gewichtsverlustes gering, wenn die künstliche Niere eine isotonische Salzlösung enthält. Die ideale Ultrafiltrationssteigung ist in diesem Fall ein Bruchteil der mittleren Steigung im Verlauf des übrigen Teils der Dialyse. Wenn der Dialysator nicht eine isotonische Salzlösung sondern eine makromolekulare Lösung enthält, kann die Gewichts-

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Verlustgeschwindigkeit im Verlauf der beiden Dialyseperioden konstant sein.

In der ersten Dialyseperiode werden 5 bis 10 min der Prüfung der Eigenschaften der Membran des Dialysators gewidmet. Darüberhinaus werden die Blutdurchflußleistung und der Gegendruck (Austrittsdruck des Blutes) auf kleine Werte festgesetzt, um Unfälle am Anfang der Dialyse zu vermeiden (Zerreißen des Blutkreislaufes). Diese Versuchszeit ist zu kurz, als daß sie einen nennenswerten Einfluß auf die theoretische Kurve hätte, und man kan sie daher vernachlässigen.

Im Verlauf der zweiten Dialyseperiode ändert sich der Gewichtsverlust linear mit der Zeit.

Die Zurückgabeperiode, die beginnt, wenn die eigentliche Dialyse beendet ist, dauert 5 min und im Verlauf derselben wird der Blutinhalt des Hämodialysators und der Verbindungsleitungen dem Patienten zurückgegeben, gegebenenfalls mit einem Flüssigkeitsvolumen (isotonische Salzlösung oder makromolekulare Lösung). Das Sollgewicht wird nach dieser Zurückgabe bestimmt.

Die Berechnung der idealen Kurve erfordert die Kenntnis einer gewissen Anzahl von Parametern, und zwar vor dem Beginn der Sitzung. Manche können gegebenenfalls im Verlauf der Dialyse verändert werden, beispielsweise das gewünschte Endgewicht, die Dauer der Hämodialyse, das Gesamt-

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volumen der Perfusionen und die vorgesehene Perfusionszeit (die kleiner oder gleich der Dialysezeit ist).

Die festen Parameter sind vor allem das Anfangsgewicht, der Anfangsinhalt des Hämodialysators und das Rückgabevolumen am Ende der Dialyse. Dieses Volumen ist gleich der Summe des Volumens des Diaiysators, das konstant ist, und des Volumens des zum Leeren desselben benutzten Fluids, wenn dieses Fluid eine Lösung ist.

Es wird jetzt die eigentliche Berechnung einer Idealkurve unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 betrachtet, die alle drei Kurven der Änderung des Gewichts mit der Hämodialysezeit darstellen, und zwar lediglich zu Erläuterungszwecken.

In dem Fall der Füllung des Diaiysators mit einer isotonischen Salzlösung kann die ideale Kurve, die in Fig. 1 als Beispiel dargestellte Form haben, d. h. sie umfaßt drei Streckenabschnitte, und zwar mit negativer Steigung a/n im Verlauf der ersten Dialyseperiode, mit negativer Steigung a im Verlauf der zweiten Dialyseperiode und mit positiver Steigung im Verlauf der dritten oder Zurückgabeperiode.

Fig. 2 zeigt eine ideale Kurve für eine Hämodialyse, bei der das Gerät mit einer makromolekularen Lösung gefüllt ist. Es sei angemerkt, daß in diesem Fall die Kurve im Verlauf der beiden Dialyseperioden durch einen Strecken-

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abschnitt mit negativer Steigung a dargestellt werden kann.

Die Kurven 1 und 2, die als Beispiel angegeben sind, entsprechen folgenden Gleichungen:

Pd - Vr- Pt
^a

Td - Tl(l-b) - bt

, _L Vp - Vt

^u - -^{ab +} τίΓ-τ-ΐ

in denen bedeuten

Vp: Gewicht des Gesamtvolumens der vorgesehenen Perfusionen,

Vt: Gewicht des bereits perfundierten Volumens, Vr: Gewicht des Zurückgabevolumens, pt: Istgewicht des Patienten, pd: Sollgewicht

Td: Dauer der Hämodialyse,

Tl: Dauer der ersten Dialyseperiode, Tp: vorgesehene Dauer der Perfusionen,

t : die Zeit, die ab dem Anfang der Dialyse gezählt wird,

u : Solldurchflußleistung der Ultrafiltration,

a : Geschwindigkeit des Gewichtsverlusts im Verlauf der zweiten Dialyseperiode, und

b : ein Berechnungsparameter.

Es wird angenommen, daß das Gesamtvolumen der vorgesehenen Perfusionen gleich dem bereits perfundierten Volumen ist,

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wenn gilt Vp>Vt oder wenn t > Tp gilt, b stellt den Koeffizienten der Verringerung der Steigung dar, wenn t kleiner als Tl ist und wenn der Dialysator mit Salzlösung gefüllt ist. In den anderen Fällen ist b = 1. Darüberhinaus wird angenommen, daß der Bruchteil des Ausdruckes für u einen Wert Null hat, wenn gilt t ^ Tp.

Im Verlauf einer Hämodialyse wird nämlich nicht die Ultrafiltrationsdurchflußleistung verfolgt, sondern die mittlere Druckdifferenz in dem Dialysator, d.h. die Differenz zwischen dem Mittelwert der Eingangs- und Ausgangsdrücke des Dialysats. Die Beziehung zwischen dieser Druckdifferenz P und der Ultrafiltrationsdurchfiußleistung u ist durch folgende Gleichung gegeben:

P - au + ß

wobei α und ß Werte sind, die durch den Konstrukteur des Hämodialysegerätes angegeben werden.

Die so berechneten Kurven gestatten das Einstellen der Hämodialysebedingungen.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Gesamtaufbau eines Gerätes nach der Erfindung betrachtet. Der Patient 10 liegt auf einem Bett 12. Es ist mit einem Hämodialysator 14 verbunden, der eine Blutkammer 16 und eine Dialysatkammer 18 aufweist. Der Blutkreis, der den Patienten 10 mit der Kammer 16 verbindet, enthält gegebenenfalls eine Pumpe 20, Druckmeßfühler 22 und 24, die am Eingang und am Ausgang des Dialysators angeordnet sind, und einen

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Durchflußleistungsmeßfühler 26. Der Dialysatkreis enthält Druckmeßfühler 28 und 30 am Eingang und am Ausgang und einen Ultrafiltrationsmeßfühler 32. Wenn die Rückleitung des Dialysatkreises auf Atmosphärendruck ist, kann der Meßfühler 30 offenbar weggelassen werden.

Eine Steuereinrichtung 34 reguliert die Perfusionsdurchflußleistung.

Das Bett 12 des Patienten ist auf einer elektronischen Analogwaage 36 montiert, die mit einem Analog-Digital-Wandler 38 verbunden ist.

Außerdem trägt der Patient an seinem Arm einen Meßfühler 40 für den arteriellen Druck, der ausführlich im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben ist.

Die Meßfühler 22, 24, 26, 28, 30 und 40, die Steuereinrichtung 34 und der Analog-Digital-Wanlder 38 übertragen Signale zu einem Rechner oder zu einer verdrahteten oder mikroprogrammierten Logikeinheit 42. Diese tauscht Informationen mit einem Sichtanzeigekonsol 44 aus, das eine Dateneingabetastatur aufweisen kann.

Die verschiedenen Elemente des Gerätes von Fig. 4 werden jetzt ausführlicher betrachtet.

Die Meßfühler 22, 24, 28 und 30 können Meßfühler des Typs Nr. 8 805 von Endevco sein, die einen Anwendungsbereich

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von - 500 Torr haben. Diese Meßfühler haben einen nach Gebrauch wegzuwerfenden oder zu sterilisierenden Teil und einen festen Teil.

Der Blutdurchflußleistungsmeßfühler 26 kann ein Doppler-Effekt-Flußtnesser sein, der den Fluß und daher die Durchflußleistung in der Blutzirkulationsleitung mißt. Es kann sich um ein Gerät handeln, das einen Meßbereich von

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30 bis 500 cm /min hat und eine analoge Gleichspannung liefert, die in digitale Form umgewandelt werden kann, um direkt durch den Rechner 42 verarbeitet zu werden.

Die Bezugszahl 32 bezeichnet einen Ultrafiltrationsmeßfühler, der in dem Fall von gewissen Hämodialysatoren, wie beispielsweise dem "RP6" von Rhone-Poulenc die Form eines Überlaufrohres hat, das über einem Reagenzglas mündet, welches auf einer Waage angeordnet ist, die ein Analogsignal liefert. Die Empfindlichkeit dieses Meßfühlers beträgt wenigstens 50 ρ und das zu messende Maximalgewicht liegt in der Größenordnung von 8 kp.

Die Steuereinrichtung 34 für das Einstellen der Perfusion umfaßt ein automatisches Perfusionsgerät "Infusomat" der Fa. Braun. Das Gerät enthält eine peristaltische Pumpe, die durch einen Schrittmotor angetrieben wird, welcher seinerseits durch einen Impulsgenerator gesteuert wird. Die DurchflußIeistung ist beispielsweise kontinuierlich zwischen 5 und 1000 cm /h einstellbar.

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Die Waage 36 ist eine elektronische Waage des Typs "Fresenius" mit einer beweglichen Plattform, die über ein Kabel mit einem Monitor verbunden ist. Ihre Empfindlichkeit beträgt 50 ρ über einen Bereich von 200 kp. Sie gestattet, Änderungen von - 10 kp gegenüber dem Anfangsgewicht zu folgen und sendet ein Analogsignal zu dem Analog-Digital-Wandler 38.

Der Meßfühler 40, der den arteriellen Druck auf unblutigem Wege mißt, enthält ein Tensiometer 46 (Fig. 6), beispielsweise des Typs "Diasyst " von Siemens, eine Steuereinrichtung 48 und ein gasgefülltes Ventil 50. Die Steuereinrichtung 48 reguliert das Aufblasen und Entlüften der Armbinde des Tensioaeters 46 unter der Steuerung des Rechners und kann die Messung des Pulses, des eysto-Iisehen Druckes und des diastolischen Druckes nach Art eines herkömmlichen Tensiometers gestatten. Dieses Gerät arbeitet vorzugsweise vollkommen automatisch.

Der Rechner 42 empfängt alle Signale der Meßfühler und tauscht Informationen mit dem im folgenden beschriebenen Sichtanzeigekonsol 44 aus. Außerdem sendet er Befehle, die in Fig. 4 durch mit einem kleinen Kreis versehene Pfeile angegeben sind.

Das Konsol 44 hat beispielsweise einen Bildschirm, dessen Aussehen in Fig. 5 angegeben ist. Der Bildschirm hat eine erste Zone 52, die den Namen des Patienten, die Nummer der Sitzung, die Nummer des Bettes, die Uhrzeit und andere

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Informationen dieser Art angibt. Die Zone 54 gibt die Anfangsdaten bezüglich des Hämodialysators, der vorgesehenen Dauer der Sitzung, des Anfangsgewichts, des Sollgewichts und verschiedener Gefahrenfaktoren an. Die Zone 56 gibt evolutive Daten an, wie die Gewichtsdifferenz, die Spannung, den Puls, die Blutdurchflußleistung und die Ultrafiltrationsdurchflußleistung. Die Zone gestattet das Anzeigen eines Alarmzustandes oder das Melden eines Alarmzustandes flir ein anderes Bett, mit welchem das Gerät verbunden ist. Die Zone 60 ist eine Dialogzone.

Die Zone 62, die einen wichtigen Teil des Bildschirms darstellt, zeigt die Kurve der Änderung des wirklichen Gewichts des Patienten in Abhängigkeit von der Zeit. Diese Kurve 64 ist zwischen zwei Kurven 66 und 68 dargestellt, welche die Gewichtsgabeln begrenzen und in der zuvor beschriebenen Weise berechnet werden.

Im Verlauf einer Operation gibt eine Bedienungsperson über die dem Konsol zugeordnete Tastatur die Nummer der Akte des Patienten, beispielsweise in Form von 7 alphanumerischen Zeichen, oder seinen Namen oder seinen abgekürzten Namen, das Datum usw. ein. Alle diese Parameter können in einem sequentiellen oder nichtsequentiellen Massenperipheriegerät angeordnet sein, um später benutzt zu werden.

Gewisse Parameter, wie etwa das Anfangsgewicht und der arterielle Druck werden direkt mit Hilfe der Melifühler

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- ψ.

aufgezeichnet. Weitere werden mit Hilfe des Konsols aufgerufen und dann während der Dauer der Überwachung in einen Speicher eingegeben, beispielsweise das Sollgewicht, die Art des benutzten Hämodialysators und sein Inhalt, das Zurückgabevolumen, die Dauer der Sitzung, die Überwachungsfrequenz, der Grad der überwachung, das heißt, die Abweichung der Kurven, die die Gabeln begrenzen, sowie das Volumen und die Geschwindigkeit der vorgesehenen Perfusionen.

Das Gerät zeigt Alarmzustände an. Zuerst kann es sie in kleinere und größere Alarmzustände einteilen. Die kleineren Alarmzustände erfordern kein unmittelbares Tätigwerden und sie ändern beispielsweise nicht die Frequenz der Datenerfassung. Sie werden durch eine optische Meldung angezeigt, beispielsweise durch ein Blinklicht des Konsols.

Die größeren Alarmzustände erfordern ein unmittelbares Tätigwerden des medizinischen Personals und sie können eine Änderung der Datenerfassungfrequenz hervorrufen. Sie lassen darüberhinaus Daten in der Alarmzone 58 des Konsols erscheinen.

Die verschiedenen Alarmursachen betreffen beispielsweise das Gewicht, die arterielle Spannung und den Puls, die Blutdurchflußleistung, die Drücke in den verschiedenen Kreisen des Hämodialysators und die Bedingungen der Ultrafiltration.

Beispielsweise prüft der Rechner die Zugehörigkeit des

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Istgewichts zu der vorgesehenen Gabel und meldet gegebenenfalls einen Alarmzustand. Er kann jedoch eine zu große Gewichtsänderung zwischen zwei Datenerfassungen außer acht lassen, beispielweise nachdem ein Buch auf das Bett des Patienten gelegt worden ist.

Minimal- und Maximalwerte der arteriellen Spannung, die von dem arteriellen Druck am Anfang der Dialyse abhängig sind, werden am Anfang der Sitzung in Abhängigkeit von dem Gefahrengrad und dann bei jeder Änderung des Gefahrengrades berechnet.

Eine Alarmgabel des Pulses kann außerdem in bezug auf den Anfangswert des Pulses festgelegt werden.

Die Extremwerte der Blutdurchflußleistung sind konstante Parameter,die in einem Speicher gespeichert sein können und ebenfalls zu Ausbildung eines Alarmzustandes führen können.

Vier Drücke des Hömodialysators können zur Ausbildung eines Alarmzustandes führen. Diese vier Drücke sind der Eingangs- und der Ausgangsdruck des Blutes und des Dialysats. In den Spulendialysatoren sind der Eingangsdruck des Dialysats und der Ausgangsdruck des Dialysats beide praktisch Null. Die Alarmgabeln, die diese Drücke betreffen, werden gespeichert. Dagegen wird eine Alartnzustand jedesmal dann angezeigt, wenn die Druckdifferenz im Innern des Dialysators sich von einem berechneten Wert entfernt.

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Diese Druckdifferenz im Innern des Dialysators ist gleich der Differenz zwischen dem Mittelwert der Eingangs- und Ausgangsdrücke des Blutkreises und dem Mittelwert der Eingangs- und Ausgangsdrücke des Dialysatkreises. Der Arzt kann diese Druckdifferenz durch Erhöhung des Gegendruckes, d. h. des Austrittsdruckes des Blutes oder durch Erhöhung der Blutdurchflußleistung erhöhen.

In dem Fall der künstlichen Niere "RP6" wird mit dieser Druckdifferenz nicht gearbeitet und der kontrollierte Parameter ist die Geschwindigkeit der Änderung der Ultrafiltrationsdurchflußleistung, die in bezug auf die empfohlenen Werte gemessen wird.

Die Datenerfassung kann mit unterschiedlichen Frequenzen erfolgen. Beispielsweise wird das Gewicht jede Minute gemessen, ungeachtet der Zustände. Dagegen können die arterielle Spannung und der Puls, die zu normalen Zeiten jede Viertelstunde gemessen werden, alle fünf Minuten oder sogar jede Minute gemessen werden. Die Parameter der Blutdurchflußleistung und der Perfusionsdurchflußleistung, die Drücke und die Ultrafiltrationsdurchflußleistung, die normalerweise alle fünf oder zehn Minuten gemessen werden, können bei Alarmzuständen jede Minute gemessen werden.

Die Hämodialysebehandlung wird häufig bei Diabetikern angewandt, die darüberhinaus eine Behandlung mit einem "künstlichen Pankreas" benötigen. Es handelt sich in

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Wirklichkeit um eine Behandlung, die die Dosierung des Insulins in dem Blut des Diabetikers beinhaltet, ihren, vorzugsweise automatischen, Vergleich mit einem Sollwert und die Reinjektion von Insulin in das Blut des Diabetikers. Das Gerät nach der Erfindung gestattet automatische Korrekturen in Abhängigkeit von den Operationen des künstlichen Pankreas. Diese Daten können deshalb auch für die Berechnung der Kurve benutzt werden, denn diese Daten sind mit den Gewichtsänderungen korreliert.

Es ist zwar ein Gerät beschrieben worden, das die Kontrolle einer großen Anzahl von Parametern vornimmt, es sei jedoch angemerkt, daß die Gewichtsänderungen den Hauptparameter darstellen, auf dem die Kontrolle der Hämodialyse beruht. Diese Gewichtsänderungen werden vorzugsweise aufgrund einer genauen Gewichtsmessung bestimmt, die beispielsweise auf 50 ρ genau ausgeführt wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1. Verfahren zum Einstellen der Bedingungen einer Hämodialyse durch Ultrafiltration des Blutes eines Patienten, der einer Perfusion unterzogen wird, welches umfaßt: die gleichzeitige Zirkulation des Blutes und einer Lösung beiderseits einer Membran eines Hämodialysators, die Kontrolle des Gewichts des Patienten, seines arteriellen Druckes und wenigstens eines Parameters, der die Ultrafiltration bestimmt und unter dem Gewicht der durch Ultrafiltration herausgezogenen Flüssigkeit, der Drücke des Blutes am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, der Drücke der Lösung am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, der Blutdurchflußleistung in letzterem, des Perfusionsdurchsatzes und dgl. ausgewählt wird, und die Veränderung des Betriebes des Hämodialysators durch Verstellen von wenic stens einem dieser Parameter, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des arteriellen Druckes unblutig erfolgt und daß etne Idealkurve der Änderung des Gewichts in Abhängigkeit von der Hämodialysezeit berechnet wird, daß eine Gültigkeitszone bestimmt wird,die durch zwei Gewichtskurven

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begrenzt wird, welche die Idealkurve einrahmen, und daß ein Alarmzustand angezeigt wird, wenn der Punkt, der das Gewicht des Patienten darstellt, außerhalb der Gültigkeitszone liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der arterielle Druck auf unblutigem Weg durch Erfassung der Korotkoff-Geräusche gemessen wird.

3. Verfahren nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der arterielle Druck auf unblutigem Weg durch den Doppler-Effekt gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Idealkurve der Änderung des Gewichts in Abhängigkeit von der Hämodialysezeit nach folgenden Formeln ausgeführt wird:

Pd-Vr- Pt
^a " Td - Tl(l-b) - bt

. _L Vp - Vt
^{U =} "^{ab +} TpTT"

in denen Vp, Vt und Vr die Gewichte des Gesamtvolumens der vorgesehenen Perfusionen bzw. des bereits perfundierten Volumens bzw. des ZurückgabeVolumens darstellen; Pt und Pd das Istgewicht und das Sollgewicht für den Patienten; Td die Hämodialysedauer; Tl die Dauer einer ersten Hämodialyseperiode; Tp die Dauer der Perfusionen; t die ab dem Anfang der Hämodialyse gemessene Zeit; u die Sol!Stundenleistung für die Ultrafiltration; a die Geschwindigkeit des Gewichtsverluste nach der ersten

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Hämodialyseperiode; und b einen Berechnungsparameter.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Alarmbedingungen angezeigt werden, wenn wenigstens einer der Parameter eine vorbestimmte Gabel von Änderungen verläßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Parameter im Fall der Anzeige eines Alarmzustandes geändert wird.

7.JGerät zur Hämodialyse durch Ultrafiltration, mit einem Hämodialysator, in welchem beiderseits von wenigstens einrr Membran das Blut des Patienten und eine Hämodialyselösung zirkulieren, mit Meßfühlern für das Gewicht und den arteriellen Druck des Patienten und mit Meßfühlern für wenigstens einen Parameter, der die Ultrafiltration bestimmt und unter dem Gewicht der durch Ultrafiltration herausgezogenen Flüssigkeit, den Drücken des Blutes am Eingang und am Ausgang und den Drücken der Lösung am Eingang und am Ausgang des Hämodialysators, der Durchflußleistung des Blutes in dem Hämodialysator, der Perfusionsdurchfluß Ie istung im Verlauf der Hämodialyse und dgl. ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler für den arteriellen Druck einen Meßwert auf unblutigem Wege liefern und daß eine Einrichtung vorgesehen ist zum Vergleichen des Istwertes des Gewichts des Patienten mit einer Gabel und zum Anzeigen eines Alarmzustandes, wenn dieses Gewicht außerhalb der Gabel liegt.

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8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler zum Messen des arteriellen Druckes auf unblutigen» Wege die Korotkoff-Geräusche erfaßt.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler für die Messung des arteriellen Druckes auf unblutigem Wege die Messung mit Hilfe des Doppier-Effekts ausführt.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel in jedem Zeitpunkt durch zwei Kurven begrenzt ist, die in einem Gewichts-Zeitdiagramm eine Idealkurve der Änderung des Gewichts mit der Hätnodialysezeit einrahmen, wobei diese Idealkurve vor der Hämodialyse berechnet und gegebenenfalls während derselben modifiziert wird.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vergleichen des Wertes von wenigstens einem der Parameter mit einer Gabel und zum Anzeigen eines zweiten Alarmzustandes, wenn dieser Parameter außerhalb dieser Gabel liegt.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Verändern eines der Parameter bei Vorhandensein eines Alarmzustandes.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der geänderte Parameter die Perfusionsgeschwindigkeit ist.

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14. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch ein Sichtanzeigekonsol zum Anzeigen der wirklichen Kurve der Änderung des Gewichts im Verlauf der Hämodialyse, der die Gabeln der Gewichtsänderung begrenzenden Kurven, der den Patienten betreffenden Anfangsdaten und der Augenblickswerte von wenigstens einem Parameter.

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