DE3117561A1 - Verfahren und vorrichtung zur ultrafiltration bei haemodialyse und plasmapherese - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Ultrafiltration
• bei Hämodialyse und Plasmapherese Die Erfindung Jetrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ultrafiltration bei Hämodialyse und Pla#mapherese gemäß dem Oberbegriff des. Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4.
• Geräte zur Ultrafiltration dienen beispielsweise als "künstliche Nieren", bestehend aus einem Dialysator mit Durchläufen für Blut und Dialysat, welche durch semipermeable Sperren voneinander getrennt sind, um dem Blut eines Patienten auszuscheidende Stoffe zu entziehen,die in der durch die semipermeablen Sperten an das Dialysat Ubertragenen Fltissigkeit gelöst sind. Für die Wirksan.-keit des Dialyseverfahrens und für das allgemeine Wohlbefinden des Patienten ist es entscheidend, daß das sogenannte Ultrafiltrat, welches dem Blut des Patienten entzogen wird, in seiner Menge gemessen und in geeigneter Weise gesteuert wird.
• Nach der DE-OS 28 07 274 ist angestrebt, bei einem Gerät, das aus hygienischen Gründen nicht mit in ständigem Umlauf befindlichem Dialysat arbeitet, sondern bei welchem das dem Dialysator eingespeiste Dialysat nach einmaligem Durchfluß -durch das Gerät Uber eine Abflußleitung entnommen wird, eine äußerst genaue Bestimmung der extrahierten Ultrafiltratmenge unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Hierzu ist nach der genannten DE-OS vorgesehen, daß die Pumpeinrichtung für das Dialysat aus zwei Pumpaggrega- ten mit gleicher Pumpleistung besteht, welche an der Einlaß- und Aulaßseite des Durchlaufs für das Dialysat durch den Dialysator angeordnet sind, und daß der Durchlauf zwischen beiden Pumpen eine Anzapfung aufweist, welche mit einer die abgezapfte Flüssigkeitsmenge messenden Einrichtung verbunden ist. Da beide Pumpen die gleiche Pumpleistung haben, wird das Dialysat mit der gleichen Geschwindigkeit und in gleicher Menge vom Auslaß des Dialysators abgezogen, wie sie dem Einlaß des Dialysators zugepumpt wird. Infolgedessen wird die Flüssigkeitsmenge, welche durch die Anzapfung zwischen den beiden Pumpen abgezapft wird, der Menge an Ultrafiltrat entsprechen, welche dem Blut im Dialysator zwischen den beiden Pumpen entzogen wurde. Wird die Anzapfung mit einer einstellbaren Pumpe versehen, um die abgezapfte Flüssigkeitsmenge zu steuern, so wird dadurch auch der Innendruck in dem Dialysatdurchlauf durch den Dialysator und folglich die Ultrafiltratmenge, welche dem Blut in dem Dialysator entzogen werden kann, automatisch gesteuert.
• Nach der Theorie sind diese Überlegungen zur Messung und Steuerung der extrahierten Ultrafiltratmenge richtig.
• In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß trotz Verwendung von Pumpen mit - innerhalb der Toleranzgrenzen - gleicher Pumpleistung und selbst bei deren Antrieb mittels gemeinsamer#Antriebswelle eine befriedigend genaue Steuerung der angezapften Ultrafiltratmenge nicht möglich war. Die nach der DE-OS verwendeten Pumpaggregate waren peristaltische Pumpen oder Kolbenpumpen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur exakt zwangsvolumetrischen Steuerung der extrahierten Ultrafiltratmenge bei der Hämodialyse und Plasmapherese anzugeben.
• Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren bzw. mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie durch die Ansprüche 1 bzw. 4 gekennzeichnet sind.
• In dem Dialysator ist zwischen den Durchläufen für Blut und Dialysat eine Druckdifferenz aufrechtzuhalten, um einen Übertritt von Ultrafiltrat zu bewirken. Die dem Blut entzogene Ultrafiltratmenge ist also auf der Dialysatseite einem ge ingeren Druck ausgesetzt, was ein Freisetzen gelöster Gase zur- Folge hat. Diese freigesetzten Gase verfälschen die Pumpleistung des Pumpaggregats auf der Abflußseite, so daß auch die aus der Anzapfung abgezogene Flüssigkeitsmenge nicht mehr exakt der vom Blut in das Dialysat übergetretenen Ultrafiltratmenge entspricht.
• Die Verfälschung des Meßergebnisses ist dabei einerseits eine Funktion des im Dialysator aufrechterhaltenen Unterdrucks und damit der extrahierten Ultrafiltratmenge und andererseits abhängig vom Blutzustand des jeweiligen Patienten, d.h. vom Ausmaß gelöster Gase im Blut.
• Nach der Erfindung wird die Messung und Steuerung der Ultrafiltratmenge unabhängig von den beim Übertritt freigesetzten Gasen gemacht, -indem die mit dem Ultrafiltrat in das Dialysat übertretenden Gase aus dem Dialysat entfernt werden, bevor sie die Pumpleistung des Pumpaggregats an der Abflußseite schädlich beeinflussen können. Damit ist eine exakt zwangsvolumetrische Steuerung des Dialysats und folglich eine exakte Steuerung der extrahierten Ultrafiltratmenge sichergestellt, .
• Voraussetzung für eine exakte Steuerung der extrahierten Ultrafiltratmenge ist nach wie vor eine gleiche Pumpleistung bei beiden Pumpaggregaten vor und nach dem Dialysator. Als besonders zweckmißig wegen geringer Leistungstoleranzen haben sich Turbinenpumpen mit teflonbe- schichteten Turbinenrädern erwiesen. Ihr Antrieb erfolgt, wie an sich bekannt, über eine gemeinsame Antriebswelle.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ultrafiltration, Fig. 2 den Ausschnitt II aus Fig. 1 und Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt II einer abgewandelten Ausführungsform.
• Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Ultrafiltration ist beispielsweise ein Dialysator 1 mit einem Blutdurchlauf 2 und einem Dialysatdurchlauf 3. Die Durchläufe sind, wie bekannt, durch semipermeable Sperren voneinander getrennt, die aufgrund osmotischer Einflüsse und aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Blut- und der Dialysatseite das gewünschte Ultrafiltrat vom Blut ins Dialysat übertreten lassen.
• Ein exakt zwangsvolumetrisch ges#euerter Dialysatdurchsatz wird durch zwei Pumpaggregate 4, 5 sichergestellt, die vor bzw. nach dem Dialysator 1 in den Dialysatdurchlauf 3 eingeschaltet sind. Um trotz unvermeidlicher Toleranzen gleiche Pumpleistungen zu gewährleisten, sind die Pumpaggregate 4, 5 zweckmäßig Turbinenpumpen mit Teflon oder dergleichen beschichteten Turbinenrädern auf einer gemeinsamen Antriebswelle 6. Was die Pumpe 4 arso zupumpt, wird von der Pumpe 5 abgepumpt, so daß, wenn kein Ultrafiltrat erwünscht ist, trotz ständigen Dialysatdurchsatzes Schadstoffe aus dem Blut nur aufgrund osmotischer Einflüsse in das Dialysat übertreten können.
• Zur zwangsvolumetrischen Steuerung der vom Blut in das Dialysat übertretenden Ultrafiltratmenge ist im Dialysatdurchlauf 3 vor dem Pumpaggregat 5 auf der Abflußseite eine Anzapfung 7 vorgesehen, in der eine einstellbare volumetrische Pumpe 4, zum Beispiel eine peristaltische Pumpe, Kol- benpumpe oder Turbinenpumpe, angeordnet ist. Die abgezapfte Flüssigkeitsmenge, die einen entsprechenden Übertritt von Ultrafiltrat im Dialysator 1 nach sich zieht, wird bei 9 einer Gewichtsmessung pro Zeiteinheit unterzogen. Durch Rückkopplung 10 der Gewichtsmeßeinrichtung 9 mit der Pumpe 8 kann die dem Patienten zu entziehende Ultrafiltratmenge exakt gesteuert werden. Von der Pumpe 8 mitgeförderte, aus dem übergetretenen Ultrafiltrat freigesetzte Gase beeinflussen diese Steuerung unwesentlich, da sie nicht in die Gewichtsmessung eingehen.
• Zu vermeiden ist jedoch, daß freigesetzte Gase in das Pumpaggregat 5 gelangen und damit dessen Pumpleistung verringern, was zur Folge hätte, daß die Relation zwischen abgezapfter Flüssigkeitsmenge und Ubergetretener Ultrafiltratmenge nicht mehr stimmt. Nach der Erfindung ist deshalb # vorgesehen, vor dem Pumpaggregat 5 eine Entgasung des Dialysatstroms vorzunehmen. Hierzu ist in die Dialysatlei tung an einer höchsten Stelle vor dem Pumpaggregat 5 eine Abzweigung 11 eingefügt, in der ein einstellbares Ventil 12 und/oder eine einstellbare Pumpe angeordnet ist. Unterhalb des Ventils 12 ist ein Gassammelraum 13 gebildet, in den die in dem Dialysatstrom freigesetzten Gasbläschen aufsteigen können. Um ein ungestörtes Aufsteigen der Gasbläschen sicherzustellen, ist die Dialysatströmung unterhalb des Gassammelraums 13 durch Verbreiterung der Dialysatleitung und gemäß Fig. 3 durch eine 1800-Umlenkung der Dialysatleitung beruhigt. Das angesammelte G#asvolumen wird beispielsweise durch einen optischen Sensor 14 überwacht, indem durch entsprechendes Öffnen des Ventils 12 bzw. der Gaspumpe angesammeltes Gas abgeleitet wird, um den Dialysatspiegel 15 im wesentlichen konstant zu halten.
• Der Gassammelraum 13 hat vorteilhaft ein kleines Volumen, um zu vermeiden, daß zum Beispiel bei geschlossener Anzapfung 7, wenn also kein Ultrafiltrat vom Blut des Patienten extrahiert werden soll, eine Dialysatmenge in den Gassammelraum hinein verdrängt wird und damit ein dem Kompressionsvolumen entsprechender Volumenentzug aus dem Blut erfolgt.

Claims (8)

1. Patent ans p r ü c h e: Verfahren zur Ultrafiltration bei Hämodialyse und Plasmaphereset indem das Ultrafiltrat in einen Zwangs vclul.letrisch gesteuerten Flüssigkeitsstrom entzogen und der der übergetretenen Ultrafiltratmenge entsprechende Flüssigkeitsüberschuß aus dem Flüssigkeitsstrom entfernt und gemessen wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die mit dem Ultrafiltrat in den Flüssigkeitsstrom übertretenden Gase aus dem Flüssigkeitsstrom entfernt werden, um eine exakt zwangsvolumetrische Steuerung des Flüssigkeitsstroms sicherzustellen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Gase aus dem Flilssigkeitsstrom in einer Gasblase gesammelt werden und Gas im wesentlichen unter Konstanthaltung des Gasblasenvolumens aus der Gasblase abgeleitet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das Gasblasenvolumen zu jeder Zeit klein gehalten wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ultrafiltration bei Hämodialyse und Plasmapherese, mit einem durch die Ultrafiltrationseinrichtung geleiteten, durch gleiche Pumpaggregate vor und nach der Ultrafiltrationseinrichtung zwangsvolumetrisch gesteuerten Flüssigkeitsstrom, in den das Ultrafiltrat entzogen wird, mit einer eine einstellbare Pumpe aufweisenden Anzapfung zwischen beiden Pumpaggregaten zum Entfernen des der übergetretenen Ultrafiltratmenge entsprechenien Flüssigkeitsdberschusses aus den Flüssigkeitsstrom, sowie mit einer Meßeinrichtung zur Messung des entfernten Flüssigkeitsüberschusses, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung (11 bis 14) zum Entfernen der mit den Ultrafiltrat in den Flüssigkeitsstrom übertretenden Gase aus dem Flüssigkeitsstrom vor dem Pumpaggregat (5) auf der Flüssigkeitsauslaßseite.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Entfernen der Gase einen in die Flüssigkeitsleitung eingeschalteten Gassammelraum (13) aufweist, von dem aus eine Leitung (ii) zum gesteuerten Ableiten angesammelten Gases abgeht.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g 5 k e n nz e i c h n e#t, daß der Gassammelraum (13) ein geringes Volumen aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß unterhalb des Gassamelraums (13) die Flüssigkeitsströmung verzö-gert ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Punpaggregate (4,5) Turbinenpumpen mit Teflon oder dergleichen beschichteten Turbinenrädern auf einer gemeinsamen Antrieb welle (6) sind.