DE4321008C1 - Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-Apparat - Google Patents
Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-ApparatInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Sicherheitsschaltung für einen
Hämodialyse-Apparat gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, und umfaßt auch ein Verfahren zum Spülen
des Rohleitungssystems einer solchen Hämodialyse-Apparatur.
Hämodialyse-Apparate haben in den vergangenen Jahrzehnten einen hohen
Entwicklungsstand erreicht und werden routinemäßig bei der Behandlung
Nierenkranker eingesetzt. Der prinzipielle Aufbau eines Hämodialyse-Apparates
ist aus der DE-PS 28 38 414 bekannt.
Während bei Hämodialyse-Apparaten, die als Einzelplatzgeräte ausgelegt sind
und im Haus eines nierenkranken Patienten aufgestellt werden, die
Dialyseflüssigkeit entweder aus Kanistern angesaugt wird oder aber lediglich ein
Dialyseflüssigkeitskonzentrat aus einem Kanister angesaugt und in dem
Dialyseapparat mit Wasser vermischt wird, um die zum Betrieb erforderliche
Dialyseflüssigkeit herzustellen, hat es sich bei Krankenhäusern mit mehreren
Dialyseplätzen als Stand der Technik durchgesetzt, das einzelne Dialysegerät
mittels eines Anschlusses mit einer Versorgungsleitung zu verbinden, die als
Ringleitung ausgebildet ist. Ein solcher Aufbau einer Mehrplatzanlage zur
gleichzeitigen Behandlung mehrerer Patienten ist aus der europäischen
Anmeldung EP 0 052 008 bekannt.
Dabei kann die Versorgungsringleitung entweder dazu gedacht sein, den
einzelnen Hämodialyse-Apparaten eine fertiggestellte Dialyseflüssigkeit
zuzuleiten, oder aber lediglich einzelne Komponenten einer im Dialyseapparat zu
mischenden Dialyseflüssigkeit, wie beispielsweise Säure und Bicarbonat.
Insbesondere im letzteren Fall kann auch vorgesehen sein, daß mehrere
Versorgungs- bzw. Ringleitungen vorgesehen sind, die einzelne Komponenten
führen, wobei von jeder Ringleitung zu jedem einzelnen Dialyseapparat eine
entsprechende Anzahl von Stichleitungen führt.
Die Versorgungsleitung wird üblicherweise mittels eines Anschlusses,
beispielsweise in Form einer Kupplung o. ä. mit dem Dialyseapparat verbunden.
Dabei ist in dem Leitungszug von der Versorgungsleitung bis zu den einzelnen
Komponenten des Dialyseapparates zumindest ein (erstes) Absperrorgan
vorgesehen, um einen Rückfluß von Flüssigkeit in die Versorgungsleitung zu
verhindern. Ein solcher Rückfluß ist insbesondere dann zu verhindern, wenn der
Hämodialyse-Apparat und das gesamte in ihm enthaltene Rohrleitungssystem mit
einer Reinigungs- und/oder Desinfektionslösung durchspült wird, was
üblicherweise nach jeder Behandlung durchgeführt wird. Die vergleichsweise
aggressive Reinigungs- und Desinfektionsflüssigkeit könnte bei einem Eintreten in
die Versorgungsringleitung anderen an die Leitung angeschlossenen
Dialyseapparaten zugeführt werden und dort unter Umständen Leben gefährden,
wenn an diesen Geräten gerade eine Dialysebehandlung durchgeführt werden
würde.
Während ein Rückfluß von Flüssigkeit aus dem Rohrleitungssystem eines
Dialyseapparates in die Versorgungsringleitung durch ein einfaches
Rückschlagventil verhindert werden könnte, ist es darüber hinaus auch
wünschenswert, daß während der Reinigung eines Dialyseapparates keine
Dialyseflüssigkeit aus der Versorgungsringleitung in das Rohrleitungssystem des
Dialyseapparates fließt, da ein Vermischen von Dialyseflüssigkeit und
Reinigungsflüssigkeit zu Reaktionen führen kann, die zu einer Beschädigung des
Dialyseapparates führen können.
Um das zuletzt genannte Problem zu lösen, ist es bei Dialyseapparaten gemäß
dem Stand der Technik üblich gewesen, anstelle eines einfachen
Rückschlagventils ein magnetisch gesteuertes Ventil in den Leitungszug zwischen
Versorgungsringleitung und Dialyseapparat einzubauen.
Dabei sperrt das Magnetventil den Leitungszug zwischen Ringleitung und
Dialyseapparat in beiden Richtungen und verhindert so ein Fließen von
Flüssigkeit. Da aber ein Rückfluß von Desinfektionsflüssigkeit in die
Versorgungsleitung Menschenleben gefährden würde und daher auf jeden Fall zu
verhindern ist, besteht die Förderung, einen Ausfall des die Leitung sperrenden
Magnetventils sofort zu erkennen. Aus Sicherheitsgründen wird daher der
Dialyseapparat während der Desinfektion von der Ringleitung getrennt, um eine
eventuell auftretende Undichtigkeit des Magnetventils sofort erkennen zu können
und einen Rückfluß von Desinfektionsflüssigkeit in die Dialyseflüssigkeit
führende Versorgungsringleitung zuverlässig auszuschließen.
Von einem solchen Stand der Technik geht die Anwendung aus.
Die Trennung des Hämodialyse-Apparates von der Versorgungsringleitung ist
jedoch zeitraubend und aufwendig und für das Krankenhauspersonal darüber
hinaus lästig, so daß einerseits kostenträchtige Zeitverluste entstehen können, da
die nutzbare Betriebszeit des Hämodialyse-Apparates verkürzt wird, andererseits
das Krankenhauspersonal verführt sein könnte, auf das Abtrennen des
Dialyseapparates von der Versorgungsringleitung im Vertrauen darauf, daß das
sperrende Magnetventil ordnungsgemäß arbeitet, zu verzichten, wodurch der
angestrebte hohe Sicherheitsstandard gesenkt würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung für
einen mittels eines Anschlusses mit einer Versorgungsleitung zu verbindenden
Hämodialyse-Apparat zu entwerfen, die einen sehr hohen Sicherheitsstandard
ermöglicht und bei der während der Desinfektion ein Abtrennen des
Dialyseapparates von der Versorgungsleitung überflüssig ist, und ein Verfahren
zum Betreiben dieser Sicherheitsschaltung anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1
bzw. mit dem Verfahren nach dem Anspruch 18 gelöst.
Ausgestaltungen der Sicherheitsschaltung sind in den
Ansprüchen 2 bis 17 angegeben.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß das erste Absperrorgan ein
Magnetventil ist. Ebenso kann das zweite Absperrorgan ein Magnetventil sein.
Bevorzugt vorgesehen ist weiterhin, daß das zweite Absperrorgan ein Rückschlagventil ist,
und daß der im Puffervolumen eingeschlossene definierte Druck höher ist als der
in der Versorgungsleitung herrschende Druck sowie höher als der apparateseitig
vor dem Absperrorgan herrschende Spüldruck.
Eine so ausgebildete hydraulische Sicherheitsschaltung gestattet es auf einfache
Weise, die ordnungsgemaße Funktion des Absperrorgans zu überwachen. Bei
einer Ausgestaltung der hydraulischen Sicherheitsschaltung,
bei der sowohl das erste Absperrorgan wie das zweite Absperrorgan in Form von
elektrisch angesteuerten Magnetventilen ausgeführt ist, kann der zwischen diesen
beiden Magnetventilen im Puffervolumen eingeschlossene definierte Druck jeden
beliebigen Wert annehmen, sofern sich dieser von dem im Hämodialyse-Apparat
und in der Versorgungsringleitung herrschenden Druck unterscheidet.
Besonders vorteilhaft ist aber, wenn der für die Beaufschlagung des
Puffervolumens gewählte Druck höher ist, als der apparateseitig vor dem
Absperrorgan herrschende Spüldruck, sowie höher als der in der
Versorgungsleitung herrschende Druck. Bei einer solchen Ausführungsform kann
anstelle des zweiten Magnetventils ein Rückschlagventil vorgesehen sein, so daß
das Puffervolumen zwischen dem Rückschlagventil und dem ersten Absperrorgan,
das weiterhin vorzugsweise in Form eines Magnetventils ausgeführt ist,
eingeschlossen ist.
Bei einer solchen Ausführungsform ist ein Abfallen des Druck des
Puffervolumens gleichbedeutend mit einem Leck entweder des Absperrorgans in
Form des Magnetventils oder aber mit einem Leck des Rückschlagventils. Das
von dem Druckaufnehmer erzeugte elektrische Signal wird vorzugsweise mittels
eines Mikroprozessors verarbeitet, wodurch ein Absinken des Drucks schnell
erkannt werden kann und durch den Mikroprozessor ein Signal ausgegeben
werden kann, das die verschiedensten denkbaren Maßnahmen auslösen kann.
Neben der zuletzt geschilderten bevorzugten Ausführungsform ist es weiterhin
denkbar, daß der definierte Druck, unter dem das eingeschlossene Puffervolumen
steht, - sofern das Puffervolumen zwischen zwei Magnetventilen gebildet wird -
entweder niedriger ist als der apparateseitig vor dem Absperrorgan herrschende
Spüldruck, oder niedriger als der in der Versorgungsleitung herrschende Druck
oder aber niedriger als beide Drücke. Bei einer solchen Ausführungsform wird
ein Abweichen des Drucks von dem definierten Druckwert als Fehler interpretiert
und durch beispielsweise einen Mikroprozessor die geeigneten Maßnahmen
ausgelöst. Bei einer solchen Ausführungsform kann aber in seltenen Fällen,
beispielsweise wenn sowohl das erste wie das zweite Absperrorgan ein Leck mit
dem gleichen Strömungswiderstand aufweisen, eine Fehlersituation eintreten, die
nicht erkannt werden kann. Dies wird durch die erfindungsgemäß bevorzugte
Ausführungsform, bei der der in dem Puffervolumen eingeschlossene Druck
sowohl höher ist, als der in der Versorgungsleitung herrschende Druck, wie auch
höher als der apparateseitig vor dem ersten Absperrorgan herrschende Spüldruck,
vermieden.
Auf diese Weise wird eine sichere Möglichkeit geschaffen, ein Versagen des
Absperrorgans in kurzer Zeit zu erkennen und entsprechend zu reagieren,
weswegen der Dialyseapparat während des Desinfektions- und
Reinigungsdurchgangs nicht von der Versorgungsringleitung getrennt werden
muß.
Als konkrete Ausgestaltung des Druckaufnehmers sind verschiedene Varianten
denkbar. Bei einer Ausführungsform besteht der Druckaufnehmer aus einem
druckabhängigen Schalter, der zwischen zwei verschiedenen Schaltzuständen
durch Druck hin- und herschaltbar ist und so das Absinken des Druckes unter
einem bestimmten Grenzdruck registrieren kann. Der Vorteil einer solchen
Ausführungsform ist in erster Linie in geringen Herstellungskosten zu sehen.
Zwar können die Mittel für die Druckbeaufschlagung des zwischen dem
Rückschlagventil und dem Absperrorgan angeordneten Puffervolumens beliebig
ausgebildet sein, bevorzugt wird jedoch eine Pumpe verwendet. Weiterhin ist
bevorzugt vorgesehen, daß eine der in einem Dialyseapparat gemäß dem Stand
der Technik bereits vorhandenen Pumpen als Pumpe zur Erzeugung des Drucks
verwendet wird. Eine solche Pumpe kann beispielsweise eine Membranpumpe
sein, die zur Förderung der Dialyseflüssigkeit vorgesehen ist, oder aber
vorzugsweise eine als Zahnradpumpe ausgebildete Entgasungspumpe, die die für
die Behandlung notwendige Dialyseflüssigkeit durch eine Entgasungsstrecke
treibt.
Vorzugsweise ist dabei die Druckseite der Pumpe über ein Magnetventil direkt
oder indirekt mit dem apparateseitigen Anschluß des das Puffervolumen
einschließenden Absperrorgans, d. h. des ersten Magnetventils verbindbar. Das
erstgenannte Magnetventil wird im folgenden auch als "drittes" Magnetventil
bezeichnet werden, als Abgrenzung gegen das an der Schnittstelle zwischen
Versorgungsleitung und Dialyseapparat angeordnete "erste" Magnetventil, sowie
das gegebenenfalls anstelle des erwähnten Rückschlagventils vorhandene "zweite"
Magnetventil.
Durch eine solche Anordnung kann der von der Entgasungspumpe aufgebaute
Druck dazu verwendet werden, das Puffervolumen mit Druck zu beaufschlagen,
wodurch die Notwendigkeit zur Installation einer zweiten Pumpe entfällt.
Eine zusätzliche Pumpe oder eine andere Druckerzeugungsvorrichtung entfällt
somit.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß ein
Druckbegrenzungsventil direkt oder indirekt mit dem apparateseitigen Anschluß
des das Puffervolumen begrenzenden ersten Absperrorgans, d. h. dem ersten
Magnetventil, verbunden ist.
Weiterhin kann ein im folgenden als "viertes" bezeichnetes Magnetventil
vorgesehen sein, durch das die Saugseite der Entgasungspumpe direkt oder
indirekt mit dem apparateseitigen Anschluß des das Puffervolumen
abschließenden ersten Absperrorgans, d. h. des ersten Magnetventils verbindbar
bzw. von diesem trennbar ist. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin,
daß bei einer Betriebsweise der Sicherheitsschaltung bzw. des gesamten
Dialyseapparates, bei dem zur Bildung des Puffervolumens Osmoseflüssigkeit in
den ersten Abschnitt der Versorgungsleitung bis zu dem Rückschlagventil oder
bis zu dem gegebenenfalls statt dessen vorgesehenen "zweiten" Magnetventil
gedrückt wird, diese wieder abgesaugt werden kann, so daß sie sich bei einem
nachfolgenden Dialysevorgang nicht mit Dialyseflüssigkeit vermischt.
Wie bereits erwähnt, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die
Sicherheitsschaltung einen Mikroprozessor aufweist, der das von dem
Druckabnehmer generierte Signal überwacht und weiterverarbeitet. Der
Mikroprozessor kann vorteilhafterweise mit dem Motor der Pumpe bzw. mit
einer Motorsteuerung verbunden sein, so daß im Störfalle der Motor umgehend
abgeschaltet wird, wodurch eine weitere Förderung von Desinfektionsflüssigkeit
unterbunden wird.
Weiterhin ist vorgesehen, daß der Mikroprozessor elektrisch mit
den drei genannten (erstes, drittes, viertes) Magnetventilen verbunden ist und daß
Befehle zum Öffnen und Schließen der Magnetventile erzeugt und verarbeitet
werden können. Durch diese Ausführungsform der Erfindung läßt sich der
gesamte zum Betrieb der Sicherheitsschaltung notwendige Verfahrensablauf
einschließlich des Aufbauens des Drucks des Puffervolumens durch ein
entsprechendes im Mikroprozessor abgelegtes Programm automatisieren.
Beispielsweise kann insbesondere bei der zuletztgenannten Variante, bei der der
Mikroprozessor mit der Motorsteuerung der zum Aufbauen des Drucks
verwendeten Pumpe verbunden ist, vorgesehen sein, daß die zu Beginn des
Desinfektionsvorgangs, d. h. beim Aufbauen des Drucks des Puffervolumens,
geförderte Menge überwacht wird, beispielsweise indem die Umdrehungen der
Pumpenwelle gezählt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß
auch in dem Fall, daß das zweite Absperrorgan bzw. Rückschlagventil defekt ist,
nur eine begrenzte Menge von Osmoseflüssigkeit in das Puffervolumen gedrückt
wird.
Alternativ kann der Mikroprozessor auch dazu verwendet werden, die Phase des
Druckaufbaus im Puffervolumen zu Beginn des Spülprogramms zu überwachen.
Sollte der unwahrscheinliche Fall eintreten, daß bei geöffnetem ersten
Absperrventil das Rückschlagventil defekt ist, so kommt es zu keinem
Druckaufbau im Puffervolumen, da die geförderte Osmoseflüssigkeit in die
Versorgungsringleitung gedrückt wird. Der Druckschalter oder Drucksensor gibt
dementsprechend kein einem Druckaufbau entsprechendes Signal an den
Mikroprozessor. Während das Versagen des Rückschlagventils eine der
Möglichkeiten ist, warum der Drucksensor kein Drucksignal an den
Mikroprozessor liefert, kann eine zweite Möglichkeit sein, daß der Drucksensor
selbst defekt ist. Es kann daher vorgesehen sein, daß in der
Anfangsphase des Spülprogramms, d. h. wenn ein Druck im Puffervolumen
aufgebaut werden soll, ein Ausbleiben des Signal des Drucksensors zunächst als
Indiz für einen defekten Drucksensor gewertet wird. Auf eine entsprechende
Anzeige hin, die vom Mikroprozessor veranlaßt wird, kann dann in einem ersten
Schritt zunächst der Drucksensor ausgetauscht werden. Bleibt bei einem
neuerlichen Versuch, einen Druck im Puffervolumen während der Anfangsphase
des Spülprogramms aufzubauen, das entsprechende Drucksignal vom Drucksensor
weiterhin aus, so ist damit zu rechnen, daß das Rückschlagventil, oder bei einer
entsprechenden Ausführungsform der Erfindung, das zweite Magnetventil, d. h.
das zweite Absperrorgan, defekt ist.
In jedem Fall wird von dem Mikroprozessor das erste Absperrorgan geschlossen
und das Spülprogramm unterbrochen, wenn während des Aufbaus des Drucks im
Puffervolumen ein entsprechendes Drucksignal des Drucksensors ausbleibt.
Die Sicherheitsschaltung läßt sich darüber hinaus auch als
Druckminderer betreiben, falls der in der Versorgungsleitung herrschende
Versorgungsdruck Pv höher ist, als ein definierter Grenzwert. Hierzu kann das
mit dem Mikroprozessor verbundende erste Absperrorgan (erstes Magnetventil)
intermittierend angesteuert werden, so daß der im Puffervolumen sich
einstellende Druck gleich oder kleiner ist als der definierte Grenzwert. Die
Anpassung des in der Versorgungsleitung für Dialyseflüssigkeit herrschenden
Versorgungsdrucks Pv an einen wünschenswerten kleineren Druck kann auch
dazu verwendet werden, Fördercharakteristiken der in dem Dialyseapparat
angeordneten Membranpumpe zu beeinflussen.
Das bevorzugte Verfahren zum Spülen des Rohrleitungssystems eines
Hämodialyse-Apparates gemäß dem Anspruch 18 mit einer Reinigungs- und/oder
Desinfektionsflüssigkeit bei gleichzeitiger Überwachung der ordnungsgemäßen
Funktion des Absperrorgans (erstes Magnetventil) der Versorgungsleitung wird
weiter unten stehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung der für
die Erfindung wesentlichen hydraulischen und elektrischen
Schaltungskomponenten eines Hämodialyse-Apparates, wobei
nicht dargestellte Komponenten, die für die eigentliche Dialyse notwendig sind,
wie beispielsweise Membranen, Bilanzierkammern etc. durch ein schraffiertes
Feld lediglich angedeutet sind, um die Klarheit der Zeichnung zu bewahren.
Ein Dialysegerät 10 ist an eine Versorgungsringleitung 12
angeschlossen, von der eine Stichleitung 14 abgeht und an einer Anschlußstelle
16 mit dem Dialyseapparat 10 verbunden ist. Wie durch eine zweite gestrichelte
Versorgungsringleitung 18 angedeutet, kann der Dialyseapparat 10 an mehrere
Versorgungsringleitungen in der erwähnten Art und Weise angeschlossen sein,
wobei beispielsweise eine erste Versorgungsringleitung 12 eine saure Lösung und
eine zweite Versorgungsringleitung 18 Bicarbonat-Lösung führt. Stromabwärts
der Stichleitung 14 schließt sich hinter der Anschlußstelle 16 apparateseitig ein
Rückschlagventil 20 an, das von einem ersten Magnetventil 22 gefolgt wird. Wie
bereits ausgeführt, kann jedoch anstelle des Rückschlagventils 20 auch ein
zweites Magnetventil vorgesehen sein. Zwischen dem Rückschlagventil 20 und
dem ersten Magnetventil 22 ist ein Puffervolumen 24 eingeschlossen, das in
Form eines Rohrleitungsabschnitts oder eines widerstandsfähigen Schlauchs
ausgeführt ist und ein Volumen von wenigen Millilitern umfaßt. An das
Puffervolumen 24 angeschlossen ist ein Drucksensor P, der den im
Puffervolumen herrschenden Druck aufnimmt und in ein elektrisches Signal
umsetzt, das über eine Leitung 26 einem Mikroprozessor 28 zugeführt wird. Das
erste Magnetventil 22 ist ebenfalls über eine Leitung 30 mit dem Mikroprozessor
verbunden. Sollte anstelle des Rückschlagventils 20 ein zweites Magnetventil
vorgesehen sein, so ist dies ebenfalls über eine Leitung mit dem Mikroprozessor
verbunden. Hinter dem ersten Magnetventil 22 ist eine Membranförderpumpe 32
angeschlossen, die die in der Versorgungsringleitung 12 geförderte Flüssigkeit,
sei es Dialyseflüssigkeit oder ein Dialyseflüssigkeitsbestandteil, in das nicht näher
dargestellte Rohrleitungssystem 34 pumpt, das insgesamt aus dem Stand der
Technik bekannt ist.
Eine zweite Pumpe 36 dient als sogenannte Entgasungspumpe und saugt über eine
Leitung 38 aus dem nicht näher erläuterten Rohrleitungssystem 34 des
Dialyseapparates Dialyseflüssigkeit an und treibt diese über eine Rohrleitung 40
zu einer nicht näher dargestellten Entgasungsstrecke. Bei der
dargestellten Ausführungsform eines Hämodialyse-Apparates
wird hierzu ein 3/2-Wegeventil 42 in die entsprechende Stellung geschaltet. Das
3/2-Wegeventil ist über eine Leitung 44 ebenfalls mit dem Mikroprozessor 28
(CPU) verbunden.
In einer anderen Stellung verbindet das 3-Wegeventil 42 die Ansaugleitung 38 der
Entgasungspumpe 36 mit einer Zufuhrleitung 46 für Reinigungs- und/oder
Desinfektionsflüssigkeit.
Ein Motor 48 der Pumpe 36 ist über eine Leitung 50 mit dem Mikroprozessor 28
verbunden.
Über ein drittes Magnetventil 52 und eine Leitung 54 ist die Druckseite der
Entgasungspumpe 36 mit dem apparateseitigen Anschluß des ersten Magnetventils
22 verbunden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem ersten Magnetventil 22 in Serie
geschaltet ist ein viertes Magnetventil 56, das zur Saugseite der Entgasungspumpe
36 führt. Erstes, drittes und viertes Magnetventil 22, 52 und 56 sind über
elektrische Leitungen 30, 58 und 60 mit dem Mikroprozessor verbunden.
An die von der Druckseite der Entgasungspumpe 36 über das dritte Magnetventil
52 zum ersten Magnetventil 22 führende Leitung 54 ist ein Überdruckventil 62
angeschlossen, das beispielsweise bei einem Druck von etwa 1,2 bar öffnet.
Symbolisch angedeutet ist, daß der gesamte Dialyseapparat 10 über einen Abfluß
64 verfügt. Ebenso wie durch das symbolhaft dargestellte Rohrleitungssystem 34
soll dadurch angedeutet werden, daß der gesamte hydraulische Schaltungsaufbau
des Hämodialyse-Apparates wesentlich komplexer ist, als hier
dargestellt.
Während des normalen Betriebes, d. h. während der Dialyse, ist das erste
Magnetventil 22 durchgeschaltet, das vierte Magnetventil 56 ist gesperrt, das 3-
Wege-Ventil 42 ist so geschaltet, daß die Ansaugleitung 38 der Entgasungspumpe
36 mit dem dafür vorgesehenen, hier nicht naher dargestellten Teil des
Rohrleitungssystems 34 in Verbindung steht und das dritte Magnetventil 52 ist
ebenfalls gesperrt.
Die Dialyseflüssigkeit oder eine ihrer Komponenten gelangt aus der
Versorgungsringleitung 12 über die Stichleitung 14 und den Anschluß 16 durch
das Rückschlagventil 20 in den das Puffervolumen bildenden Rohrleitungsteil 24,
von dort aus über das geöffnete erste Magnetventil 22 zur Ansaugseite der
Membranförderpumpe 32. Die Membranförderpumpe 32 drückt die
Dialyseflüssigkeit in das Rohrleitungssystem 34, 38, wo der hier nicht näher
beschriebene Dialyseprozeß gemäß dem Stand der Technik ausgeführt wird. Nach
erfolgter Dialyse verläßt das belastete Dialysat den Dialyseapparat über die
Entsorgungsleitung 64.
Soll der Dialyseapparat nach erfolgter Dialyse desinfiziert und gereinigt werden,
so wird auf entsprechende Veranlassung des Mikroprozessors (CPU) 28 hin
folgendes Verfahren automatisch ausgeführt:
Zunächst bleibt das vierte Magnetventil 56 geschlossen und das 3-
Wegeventil 42 bleibt so geschaltet, daß die Ansaugseite der Entgasungspumpe 36
über die Leitung 38 mit dem Rohrleitungssystem 34 verbunden ist. Das dritte
Magnetventil 52 wird nun geöffnet, und Osmoseflüssigkeit aus dem
Rohrleitungssystems 34 angesaugt und über die Leitung 54 durch das erste
Magnetventil 22 in das Puffervolumen 24 bis zum Rückschlagventil 20 gedrückt.
Während dieser Phase des Druckaufbaus im Puffervolumen 24 wird das vom
Drücksensor P gelieferte Signal 26 durch den Mikroprozessor 28 überwacht.
Bleibt ein Druckanstieg aus, so wird zunächst vermutet, daß der Drucksensor P
defekt ist und das Spülprogramm unterbrochen. Eine entsprechende
Fehlermeldung wird ausgegeben, die darauf hinweist, daß der Drucksensor
auszutauschen ist.
Nach Austauschen des Drucksensors wird der Vorgang des Druckaufbaus mittels
von Entgasungspumpe 36 geförderter Osmoseflüssigkeit wiederholt. Kommt es
wiederum zu einem Ausbleiben eines den Druckaufbau signalisierenden Signals
vom Drucksensor P, so wird diesmal vermutet, daß das Rückschlagventil 20
defekt ist und ebenfalls das Spülprogramm unterbrochen.
In dem Fall, daß ein ordnungsgemäßer Druckanstieg vorliegt, fördert die
Entgasungspumpe 36 solange Osmoseflüssigkeit über das geöffnete dritte
Magnetventil 52, bis das Druckbegrenzungsventil 62 öffnet und weiterhin
geförderte Osmoseflüssigkeit über die sich daran anschließende Leitung abfließt.
Der Drucksensor P meldet nun das Erreichen des definierten Drucks an den
Mikroprozessor 28, woraufhin das erste Absperrorgan, d. h. das erste
Magnetventil 22 geschlossen wird. Im Puffervolumen 24 herrscht nun ein
definierter Druck, der höher ist, als der in der Versorgungsleitung 12 bzw.
Stichleitung 14 herrschende Versorgungsdruck Pv, sowie höher ist, als der später
zum Spülen des Systems verwendete Spüldruck Ps. Kommt es im nun folgenden
Desinfektionsvorgang zu einem Abfallen dieses Drucks Ppv, so kann davon
ausgegangen werden, daß Flüssigkeit entweder über das erste Magnetventil 22 oder
über das Rückschlagventil 20 abfließt, gleichbedeutend mit einem Leck bzw. mit
einem Fehler.
Zur Durchführung des eigentlichen Spülvorgangs wird das 3-Wegeventil 42
getaktet. Zunächst wird es so geschaltet, daß die Ansaugseite der
Entgasungspumpe 36 über die Rohrleitung 38 und das 3-Wegeventil 42 mit der
Desinfektionsflüssigkeits-Ansaugleitung 46 verbunden ist. Es wird
Desinfektionsflüssigkeit angesaugt und bei geschlossenem ersten Absperrorgan,
d. h. erstem Magnetventil über die Leitung 54 und die Membranpumpe 32 in das
zu desinfizierende Rohrleitungssystem 34 gefördert. Das 3-Wegeventil 42 schließt
nun wieder, so daß die Ansaugseite der Entgasungspumpe 36 über die Leitung 38
mit dem Rohrleitungssystem 34 in Verbindung steht. Die Membranpumpe 32
fördert die Desinfektionsflüssigkeit durch das zu desinfizierende
Rohrleitungssystem 34. Bei Bedarf kann der Vorgang wiederholt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform eines
Hämodialyse-Apparates ist es weiterhin möglich, das dritte Magnetventil 52 und das
vierte Magnetventil 56 gegenläufig abwechselnd zu schließen und zu öffnen. Durch
dieses Takten der beiden genannten Magnetventile wird sichergestellt, daß die
umgepumpte Desinfektionsflüssigkeit sowohl das Rohrleitungssystem 34 wie auch
die Leitung 54 durchspült, so daß der gesamte Hämodialyse-Apparat desinfiziert
wird.
Nachdem der Spülvorgang abgeschlossen ist, kann von dem Mikroprozessor 28
ein Signal generiert werden, daß das vierte Magnetventil 56 öffnet, ebenso wie
das erste Absperrorgan bzw. das erste Magnetventil 22. Bei geschlossenem
dritten Magnetventil 52 kann dann die im Puffervolumen 24 enthaltene
Flüssigkeit abgesaugt werden, im vorliegenden Fall mittels der Entgasungspumpe
36, bevor der Hämodialyse-Apparat wieder auf den Standardbetrieb umgeschaltet
wird, bei dem Dialyseflüssigkeit aus der Ringleitung 12 über die Stichleitung 14,
das Rückschlagventil 20, das Puffervolumen 24 und das erste Magnetventil 22
gefördert wird und durch das Rohrleitungssystem 34 fließt.
Während des gesamten Spülvorgangs wird das von dem Drucksensor P generierte
Signal überwacht und somit sichergestellt, daß das erste Absperrorgan in Form
des ersten Magnetventils 22 ordnungsgemäß arbeitet und eine strikte Trennung
zwischen Versorgungsleitung 12 und Hämodialyse-Apparat gewährleistet ist,
solange sich in diesem Desinfektionsflüssigkeit befindet. Die Sicherheit der
Anlage wird auf diese Weise deutlich gesteigert, ohne daß es notwendig wäre,
den Hämodialyse-Apparat vollständig vom Versorgungsnetz zu trennen, um den
Desinfektionsvorgang durchzuführen.
Bezugszeichenliste
10 Dialyseapparat
12 Versorgungsringleitung
14 Stichleitung
16 Anschlußstelle
20 zweites Absperrorgan (Rückschlagventil oder zweites Magnetventil)
22 erstes Absperrorgan (erstes Magnetventil)
24 Puffervolumen
26 Leitung (von P)
28 Mikroprozessor (CPU)
30 Leitung (zwischen CPU und 22)
32 Membranförderpumpe
34 Rohrleitungssystem
36 Entgasungspumpe
38 Ansaugleitung (von 36)
40 Entgasungsstrecke
42 3/2-Wegeventil
44 Leitung (zwischen CPU und 42)
46 Zufuhrleitung für Desinfektionsflüssigkeit
48 Motor (von 36)
50 Leitung (zwischen CPU und 48)
52 drittes Magnetventil
54 Druckleitung
56 viertes Magnetventil
58 Leitung (zwischen CPU und 52)
60 Leitung (zwischen CPU und 56)
62 Rückschlagventil
64 Abflußleitung
12 Versorgungsringleitung
14 Stichleitung
16 Anschlußstelle
20 zweites Absperrorgan (Rückschlagventil oder zweites Magnetventil)
22 erstes Absperrorgan (erstes Magnetventil)
24 Puffervolumen
26 Leitung (von P)
28 Mikroprozessor (CPU)
30 Leitung (zwischen CPU und 22)
32 Membranförderpumpe
34 Rohrleitungssystem
36 Entgasungspumpe
38 Ansaugleitung (von 36)
40 Entgasungsstrecke
42 3/2-Wegeventil
44 Leitung (zwischen CPU und 42)
46 Zufuhrleitung für Desinfektionsflüssigkeit
48 Motor (von 36)
50 Leitung (zwischen CPU und 48)
52 drittes Magnetventil
54 Druckleitung
56 viertes Magnetventil
58 Leitung (zwischen CPU und 52)
60 Leitung (zwischen CPU und 56)
62 Rückschlagventil
64 Abflußleitung
Claims (18)
1. Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-Apparat (10)
der mittels eines ersten Anschlusses (16) mit einer Versorgungsleitung (12)
zu verbinden ist, der apparateseitig vor dem Anschluß (16) ein erstes
Absperrorgan (22) sowie ein sich daran anschließendes verzweigtes
Rohrleitungssystem (34) aufweist, das über einen zweiten Anschluß (46) mit
einer Reinigungs- und/oder Desinfektionsflüssigkeit durchspült
werden kann,
gekennzeichnet durch
ein zwischen dem ersten Anschluß (16) und dem ersten Absperrorgan (22)
angeordnetes zweites Absperrorgan (20), das in Richtung von dem
Hämodialyse-Apparat (10) zur Versorgungsleitung (12) sperrt, so daß ein
zwischen dem Rückschlagventil (20) und dem ersten Absperrorgan (22)
angeordnetes Puffervolumen (24) gebildet wird,
Mittel (36, 54, 62) zur Beaufschlagung des Puffervolumens (24) mit einem definierten Druck,
einen mit dem Puffervolumen (24) verbundenen Druckaufnehmer (P),
und eine Auswerteeinheit (28) für ein von dem Druckaufnehmer (P) erzeugtes Signal.
Mittel (36, 54, 62) zur Beaufschlagung des Puffervolumens (24) mit einem definierten Druck,
einen mit dem Puffervolumen (24) verbundenen Druckaufnehmer (P),
und eine Auswerteeinheit (28) für ein von dem Druckaufnehmer (P) erzeugtes Signal.
2. Hydraulische Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Absperrorgan (22) ein Magnetventil
(erstes Magnetventil) ist.
3. Hydraulische Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrorgan (20) ein
Magnetventil (zweites Magnetventil) ist.
4. Hydraulische Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrorgan (20) ein
Rückschlagventil ist und daß der in dem Puffervolumen (24) erzeugte
definierte Druck höher ist als der in der Versorgungsleitung (12)
herrschende Druck sowie höher als der apparateseitig vor dem
ersten Absperrorgan (22) herrschende Spüldruck.
5. Sicherheitsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer (P) ein analoger
Drucksensor ist.
6. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer (P) ein druckabhängiger
Schalter ist.
7. Sicherheitsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Druckbeaufschlagung
des Puffervolumens (24) eine Pumpe (36) ist.
8. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (36) eine Membranpumpe des Dialyseapparates (10) ist.
9. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine in dem Dialyseapparat (10) angeordnete Entgasungspumpe (36) zum
Treiben der Dialyseflüssigkeit durch eine Entgasungsstrecke als
Pumpe zur Druckbeaufschlagung des Puffervolumens (24) schaltbar ist.
10. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckseite der Pumpe (36) über ein drittes
Magnetventil (52) direkt oder indirekt mit dem apparateseitigen
Anschluß des das Puffervolumen (24) einschließenden ersten
Absperrorgans (22) verbindbar ist.
11. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein
mit dem apparateseitigen Anschluß des das Puffervolumen (24)
begrenzenden ersten Absperrorgans (22) verbundenes
Druckbegrenzungsventil (62).
12. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslösewert des Druckbegrenzungsventils 1,2 bar beträgt.
13. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Saugseite der Pumpe (36) direkt oder indirekt
über ein viertes Magnetventil (56) mit dem apparateseitigen Anschluß
des das Puffervolumen (24) abschließenden Absperrorgans (22) verbindbar
ist.
14. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (28) mit dem Motor (48) der
Pumpe (36) verbunden ist.
15. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Mikroprozessor (28) mit dem dritten Magnetventil (52) elektrisch
verbunden ist.
16. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Mikroprozessor (28) mit dem vierten Magnetventil (56) elektrisch
verbunden ist.
17. Hydraulische Sicherheitsschaltung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (28) mit dem ersten
Magnetventil (22) verbunden ist und die Kombination aus
Druckaufnehmer (P), Magnetventil (22) und Mikroprozessor (28) als
Druckminderer arbeitet, wenn der Hämodialyse-Apparat im
regulären Dialyseverfahren betrieben wird und der Druck Pv in der
Versorgungsleitung der Dialyseflüssigkeit höher liegt als ein
vorgegebener Grenzwert.
18. Verfahren zum Spülen des Rohrleitungssystems eines Hämodialyse-
Apparates mit einer hydraulischen Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 unter Verwendung
einer Reinigungs- und/oder Desinfektionsflüssigkeit bei
gleichzeitiger Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des
Absperrorgans (20) der Versorgungsleitung, gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte:
- - Öffnen des ersten Magnetventils (Absperrorgans) (22),
- - Öffnen des dritten Magnetventils (52),
- - Ansaugen von Osmoseflüssigkeit mittels der Entgasungspumpe (36) aus dem Rohrleitungssystem des Hämodialyse-Apparates,
- - Füllen des Puffervolumens (24) und Aufbauen eines Vordrucks Ppv, bis ein Druckregelventil (62) öffnet,
- - Schließen des ersten Magnetventils (22),
- - Umschalten der Ansaugseite der Entgasungspumpe (36) von dem Rohrleitungssystem auf eine Zufuhrleitung (46) für Desinfektionsflüssigkeit,
- - Ansaugen von Desinfektionsflüssigkeit,
- - Umschalten der Ansaugseite der Entgasungspumpe (36) von der Zufuhrleitung (46) für Desinfektionsflüssigkeit auf das Rohrleitungssystem (34)
- - Umwälzen der Desinfektionsflüssigkeit und Spülen des Rohrleitungssystems (34) mit einem Spüldruck Ps < Ppv,
- - Überwachung des von dem Druckaufnehmer (P) gelieferten Signals und Abschalten der die Desinfektionsflüssigkeit treibenden Pumpe (36), sobald der Druck Ppv des Puffervolumens (24) unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt,
- - Öffnen des ersten Magnetventils (22),
- - Absaugen des Puffervolumens (24),
- - und Ansaugen von Dialyseflüssigkeit aus der Versorgungsleitung (12).
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4321008A DE4321008C1 (de) | 1993-04-28 | 1993-06-24 | Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-Apparat |
US08/233,294 US5624551A (en) | 1993-04-28 | 1994-04-26 | Hydraulic safety circuit for a hemodialysis apparatus |
DE59401876T DE59401876D1 (de) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-Apparat |
EP19940106556 EP0622086B1 (de) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-Apparat |
ES94106556T ES2101381T3 (es) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Circuito de seguridad hidraulico para un aparato de hemodialisis. |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE59401876T Expired - Lifetime DE59401876D1 (de) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Hydraulische Sicherheitsschaltung für einen Hämodialyse-Apparat |
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