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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dialysemaschine umfassend eine
Vorrichtung zur Herstellung einer Dialysebehandlung in einer Dialysemaschine.
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Im
allgemeinen sind Dialysemaschinen eingestellt, um spezifische Dialysebehandlungen
für an
Niereninsuffizienz leidende Patienten durchzuführen. Um es anders zu sagen,
weisen die Dialysemaschinen Steuervorrichtungen auf, die die Herstellung
einer Dialysebehandlung, die patientenspezifisch ist, nach den ärztlichen
Anweisungen ermöglichen.
In der Regel umfasst eine Vorschreibung für einen an Niereninsuffizienz leidenden,
einer Dialysebehandlung unterworfenen Patienten Anweisungen über den
Gewichtverlust, den der Patient haben sollte, und über die
Menge von Salzen, die der Patient als Ionen während der Dialysebehandlung
bekommen sollte. Andere Daten, die die Dialysebehandlung kennzeichnen,
wie z.B. der durch den Patienten tolerierte Maximalgewichtverlust
in der Zeiteinheit und die Dauer der Dialysebehandlung, ergeben
sich aus der allgemeinen Gesundheitslage und aus den physikalischen
Eigenschaften des Patienten. Der Gewichtverlust während einer
Dialysebehandlung ist durch die Ausscheidung eines Anteils der Blutflüssigkeit
verursacht.
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Zu
diesem Zweck umfasst eine bekannte Dialysemaschine einen extrakorporalen
Blutkreislauf, der bei der Verwendung mit dem Gefäßsystem
des Patienten verbunden ist, einen Dialysatkreislauf und einen Filter, durch
den der Blutkreislauf die Blutflüssigkeit
fördert
und der Dialysatkreislauf den Dialysat fördert. Der Filter umfasst eine
semipermeable Membran, die bei der Verwendung den Dialysat von der
Dialyseflüssigkeit
abtrennt und einen Ionenaustausch zwischen dem Dialysat und der
Blutflüssigkeit
und den Übergang
eines Anteils der Blutflüssigkeit
durch die Membran ermöglicht.
Die Maschine umfasst weiter eine Ultrafiltrationspumpe zur Ausscheidung
einer definierten Menge der Blutflüssigkeit des Patienten von
dem Dialysatkreislauf und durch die Membran, um den obengenannten
Gewichtverlust zu erreichen. Daher gibt es eine eineindeutige Korrelation
zwischen dem Gewichtverlust und der Menge von Blutflüssigkeit,
die während
der gesamten Behandlung ausgeschieden wird, und ähnlich zwischen dem Gewichtverlust
in der Zeiteinheit, als Rate von Gewichtverlust auch bezeichnet,
und der Fördermenge
der Ultrafiltrationspumpe. Diese Korrelation ist aber nicht gültig, wenn
der extrakorporale Kreislauf mit einem Infusionsbeutel ausgestattet
ist, der einen Fluss von Infusionsflüssigkeit in den Blutkreislauf
ausgibt. Dabei wird der Gewichtverlust in der Zeiteinheit gleich
dem Unterschied zwischen der Ultrafiltrationsfördermenge und der Infusionsfördermenge
sein.
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Der
Umfang des Ionenaustauschs hängt
von der Salzkonzentration in der Blutflüssigkeit und von der Natriämie der
Blutflüssigkeit
des Patienten ab. Um es anders zu sagen, ist die Menge von Salzen,
die zum Patienten übertragen
werden, von dem Dialysat bestimmt und hängt von der Ionenkonzentration
und von den Bendingungen der Blutflüssigkeit ab. Die Konzentration
des Dialysats wird durch Bestimmung der Leitfähigkeit gemessen und während der
Dialysebehandlung überwacht.
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Bei älteren Dialysemaschinen
waren die Werte des Gewichtverlusts in der Zweiteinheit und der
Dialysatleitfähigkeit
während
der Behandlung konstant und relativ gering gehalten, da der Patient
hohe Werte nicht tolerieren konnte, und daher waren Dialysebehandlungen
sehr lang.
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Die
neueren Dialysemaschinen sind mit Vorrichtungen zur Herstellung
der Behandlung ausgestattet, bei den die Werte des Gewichtverlusts
in der Zeiteinheit und der Salzkonzentration im Dialysat so eingestellt sind,
daß sie
sich abhängig
der Zeit ändern.
Diese Neuigkeit im Bereich der Dialysemaschinen ergab sich aus Forschungen,
bei den es gefunden wurde, daß ein
hoher Gewichtverlust in der Zeiteinheit von einem durchschnittlichen
Patienten in dem Anfangsschritt der Behandlung gut toleriert werden
kann, während
der kritische Schritt beim Gewichtverlust in der Zeiteinheit der
Endschritt der Behandlung ist, bei dem der Patient schon einen hohen
Anteil des Gewichts als Blutflüssigkeit
verloren hat und einen relativ geringen Gewichtverlust als den Anfangsgewichtverlust
in der Zeiteinheit tolerieren kann. Die Forschungen haben weiter
gezeigt, daß die Empfänglichkeit
des Patienten zur Verabreichung von Salzen als Ionen im Endschritt
der Behandlung als die Empfänglichkeit
des Patienten im Anfangsschritt der Behandlung höher ist. Daher haben sich die
Dateneinstellungsvorrichtung der neusten Maschinen zur Neuigkeiten
der ärztlichen
Forschung angepasst und ermöglichen
eine Definition der Funktion des Gewichtverlusts in der Zeiteinheit
abhängig
von der Zeit und der Funktion der Leitfähigkeit der Dialysatlösung abhängig von
der Zeit.
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Bestehende
Vorrichtungen zur Herstellung einer Dialysebehandlung stützen sich
auf verschiedene Verfahren, wobei einige die Eingabe von Daten über den
Gewichtverlust in der Zeiteinheit für eine Reihe von nacheinanderfolgenden
Zeitintervallen der Behandlung umfassen, so daß ein Histogramm wesentlich
definiert wird. Ähnlicherweise
werden Leitfähigkeitsdaten
für eine
Reihe von Zeitintervallen eingegeben, um ein Histogramm zu definieren.
Die Bestimmung des Histogramms ermöglicht die Definition der Parameter
der Dialysebehandlung mit zunehmender Genauigkeit, während die
Zeitintervallen kürzer
werden, so daß die
Dialysebehandlung sehr genau an die Erfordernisse eines vorgegebenen
Patienten angepasst werden kann. Diese Verfahren benötigen aber
die Eingabe eines Wertes für
jede Spalte des Histogramms und daher ist die Herstellung der Dialysebehandlung
sehr lang.
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Andere
weniger genauen Verfahren umfassen die Einstellung nur der Anfangs-
und Endwerten des Gewichtverlusts in der Zeiteinheit und der Leitfähigkeit
der Dialysatlösung
sowie der Dauer der Dialysebehandlung und eine konstante Änderung
des Gewichtverlusts in der Zeiteinheit und der Leitfähigkeit
zwischen dem Anfangs- und dem Endwert. Die Herstellungszeit ist
viel kürzer
für diese
Verfahren, aber sie ermöglichen
keine Herstellung von Optimalbehandlungen für jeden Patienten.
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US 4324663 beschreibt ein
Verfahren zur Einstellung der Ultrafiltration abhängig von
dem Unterschied zwischen dem aktuellen Gewicht des Patienten und
einem vorgegebenen Bereich von akzeptablen Gewichten bei jedem Schritt
der Hämodialyse.
EP 623357 beschreibt eine
Dialysemaschine umfassend einen Bildschirm zur Anzeige von Natrium- oder Ultrafiltrationsverläufen zur
Verbesserung der Dateneingabe von variablen Parametern.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dialysemaschine
ohne die Nachteile des Standes der Technik zu beschaffen, die insbesondere
genau ist, die Behandlungswirksamkeit erhöht und gleichzeitig eine einfache
und schnelle Implementierung aufweist.
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Dieses
Ziel wird durch eine Maschine nach Anspruch 1 erreicht.
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Nun
wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die eine nicht begrenzende Ausführungsform der Erfindung zeigen,
worin:
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1 eine
schematische Ansicht einer Dialysemaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 bis 7 Bilder
sind, die von einem Bildschirm der Dialysemaschine von 1 bei
der Herstellung einer Dialysebehandlung angezeigt werden; und
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8 ein
Blockschaltbild ist, das die Betriebsarten der Maschine von 1 bei
der Herstellung einer Dialysebehandlung zeigt.
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Mit
Bezug auf 1 wird die ganze Dialysemaschine
zur Ausführung
von Dialysebehandlungen für
an Niereninsuffizienz leidende Patienten mit 1 bezeichnet.
Die Maschine 1 umfasst eine Einrichtung 2 zur
Vorbereitung des Dialysats, einen Dialysatkreislauf 3,
einen Blutkreislauf 4, einen Filter 5 und eine
Vorrichtung 6 zur Herstellung der Dialysebehandlung. Der
Dialysatkreislauf 3 fördert
den Dialysat entlang einem Weg P1 durch den Filter 5 und
ist mit der Einrichtung 2 verbunden, während der Blutkreislauf 4 bei
der Verwendung mit dem Gefäßsystem
eines Patienten verbunden ist und die Blutflüssigkeit entlang einem Weg
P2 durch den Filter 5 fördert,
worin die Dialysatflüssigkeit
und die Blutflüssigkeit
durch eine semipermeabel Membran 7 voneinander abgetrennt
sind, durch die die Ionen der Dialysatflüssigkeit zur Blutflüssigkeit übertragen
werden, während
die in der Blutflüssigkeit
enthaltenen Verunreinigungen zum Dialysat übertragen werden. Das Austauschniveau hängt von
der Ionenkonzentration des Dialysats und von der Natriämie der
Blutflüssigkeit
des Patienten ab. Entlang dem Kreislauf 3 gibt es abwärts vom
Filter 5 einen Zweig 8 zur Entnahme von Blutflüssigkeit
und eine Ultrafiltrationspumpe 9 zur Entnahme einer Fördermenge
Q von Blutflüssigkeit,
die durch den Filter 5 geht. Praktisch führt die
Ultrafiltrationspumpe 9 die Entnahme des Anteils der Blutflüssigkeit
aus, der die semipermeable Membran 7 durchgeht, und so
erzeugt den Gewichtverlust des Patienten. Die Einrichtung 2 führt die Konzentration
von Salzen als Ionen zum Dialysat zu, während ein am Dialysatkreislauf 3 montierter
Sensor 10 die elektrische Leitfähigkeit C des Dialysats aufnimmt,
wobei die elektrische Leitfähigkeit
C mit der Ionenkonzentration im Dialysat verbunden ist. Die Einrichtung 2 und
die Ultrafiltrationspumpe 9 werden von einer (nicht gezeigten)
Steuereinheit gesteuert, die die Änderung der Salzkonzentration
und der Fördermenge
Q der Ultrafiltrationspumpe 9 bestimmt.
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Die
Vorrichtung 6 umfasst einen Mikroprozessor 11,
eine Tastatur 12 und einen Interaktionsbildschirm 13 des „Touch
Screen"-Typs, der
in einen Bereich 14 enthaltend Berührungstasten 15 zum
Surfen und zum Auswahl der Seiten eines elektronischen Notebooks,
einen Bereich 16 mit Berührungstasten 17 zur
Steuerung der Einrichtung 2, und einen Bereich 18 zur
Anzeige der Werte zur Herstellung der Dialysebehandlung und die Kennlinien
der Dialysebehandlung aufgeteilt ist. Die Tastatur 12 enthält Tasten 19 umfassend
eine Taste 19 zum Zugang zu einem SET MODE zur Herstellung
der Dialysebehandlung, eine Taste 19 „+/–„ zur Änderung der Werte der Daten
zur Herstellung der Dialysebehandlung, und eine Taste 19 zur
Bestätigung
der Daten.
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Durch
Auswahl der Taste 19 zum Zugang zum SET MODE, werden die
Tasten 15 angezeigt, enthaltend PROFILING, „WL", d.h. die Option
zur Einstellung des Gewichtverlust, und „C", d.h. die Einstellung der Leitfähigkeit.
Zwei Tasten 17 ermöglichen
den Auswahl der Betriebsarten „PC" (PROGRESSIVE CURVE)
und „STEP" (Histogramm), die
den Zugang zu der Betriebsart zum Auswahl einer Änderungskurve der Gewichtverlustrate
von Gewichtverlust abhängig
von der Zeit ohne Unstetigkeiten in der ersten Ableitung bzw. zu
einer Betriebsart zur Einstellung eines bekannten Histogramms der Änderung
der Gewichtverlustrate abhängig
von der Zeit. Durch Auswahl der Taste 17 „PC" wird das in 2 dargestellte
Bild angezeigt, mit einem kartesischen System 20, das an
der Ordinate die Zeit t und an der Abszisse den Gewichtverlust pro
Stunde U in kg/h zeigt, ein Feld/eine Berührungstaste 21 zur
Eingabe der Zahl für
den Gesamtgewichtverlust TWL, ein Feld/eine Berührungstaste 22 zur
Eingabe der Dialysatzeit DT, ein Feld 23 zur Anzeige der
Progressiven Kurven-Betriebsart der Funktionsweise, ein Feld/eine
Berührungstaste 24 zur
Eingabe des Anfangwerts des Gewichtverlusts in der Zeiteinheit,
i.e. des Maximalgewichtverlusts U0, und
ein Feld/eine Berührungstaste 25 zur
Eingabe eines Parameters P, der die Form der progressiven Kurve
kennzeichnet. Bei der Verwendung berührt der Anwender das Feld/die
Taste 21, die aktiviert wird, und ändert durch die Taste 19 „+/–„ einen
vorgegebenen Wert des Gesamtgewichtverlusts TWL, bis das Feld/die
Taste 21 den durch die Therapie definierten Wert des Gesamtgewichtverlusts
TWL anzeigt, und der Anwender bestätigt den Wert durch die Bestätigungstaste 19. Ähnlicherweise,
durch die Felder/Berührungstasten 22 und 24 und
die Tasten 19 gibt der Anwender die Werte von DT bzw. von
U0 ein und bestätigt sie.
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Nachdem
er Anwender die „Progressive
Curve"-Betriebsart
ausgewählt
hat, bezieht sich der Mikroprozessor 11 auf eine Gruppe
von vordefinierten Funktionen U(t, P), die den Gewichtverlust in
der Zeiteinheit kennzeichnen und mit dem Parameter P parametrisiert
sind. Die Gruppe von Funktionen U(t, P) umfasst eine Familie von
geraden Linien AA, eine Familie von Parabeln BB, deren Konvexität nach oben
weist, und eine Familie von Hyperbeln CC, deren Konvexität nach unten
weist. Als Beispiel werden in der Folge die Familie von Funktionen
U(t, P) aufgelistet, die die Gestalt der Kurven AA bze. BB bzw.
CC spiegeln.
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Funktionen
U(t, P) mit einer geradlinigen Relation entsprechend der Familie
von geraden Linien AA U = K·t + U0;
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Funktionen
U(t, P) mit einem Verlauf mit nach oben weisender Konvexität entsprechend
der Familie von Parabeln BB U = A·t2 + b·t
+ U0;
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Funktionen
U(t, P) mit einem Verlauf mit nach unten weisender Konvexität entsprechend
der Familie von Hyperbeln CC
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Die
vorauszuwählende
progressive Kurve AA, BB, CC entspricht einer Funktion U(t) der
oben genannten Gruppe und hängt
von dem am diskriminierenden Parameter P zugewiesenen Wert ab, der
die Krümmung der
Kurve angibt, die den Wert U
0 des Anfangsgewichtverlusts
mit einem Wert des Endgewichtverlusts U
f mit t
= DT, und mit dem Wert des Zwischengewichtverlusts U
i mit
t = DT/2 verbindet, nach der folgenden Relation:
worin P als Prozent angegeben
ist, und U
f eine Unbekannte ist und immer
weniger als U
0 beträgt, die den vom Patienten tolerierten
Maximalgewichtverlust darstellt. Um es anders zu sagen, ist der
Zwischenwert U
i des Gewichtverlusts durch
den Parameter P bestimmt.
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Obwohl
der Wert von Uf unbekannt ist, gibt der
Wert von P gleich fünfzig
Prozent an, daß die
Kurve der Familie von geraden Linien AA zugehört, und der Mikroprozessor 11 berechnet
den Wert von K, unter der folgenden Bedingung:
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Diese
Bedingung bedeutet, daß der
Gesamtgewichtverlust gleich der Fläche ist, die durch eine zur
Familie von geraden Linien AA zugehörende gerade Linie untergespannt
ist, zur Bestimmung des Koeffizienten K. Nachdem der Wert des Koeffizienten
K bekannt ist, berechnet der Mikroprozessor 11 den Wert
des Flusses U abhängig
von t und zeigt die gerade Linie in dem System von kartesischen
Achsen 20 an, wie in 3 gezeigt.
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Der
Parameter P ist in einem Veränderlichkeitsbereich
von zwanzig bis achtzig Prozent veränderlich, und bei Werten von
P, die höher
als fünfzig
Prozent sind, gehört
die Kurve zur Familie von Parabeln BB, während bei Werten von P, die
kleiner als fünfzig
Prozent sind, gehört
die Kurve zur Familie von Hyperbeln CC. Bei diesem Veränderlichkeitsbereich
sollte auch der Wert von Ui immer zwischen dem Wert U0 und
dem Wert Uf liegen.
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Der
Mikroprozessor 11 bestimmt die Koeffizienten A und B der
Parabel für
jeden Wert von P zwischen fünfzig
Prozent und achtzig Prozent, unter der folgenden Bedingungen: Ui = A·(DT/2)2 +
B·DT/2 + U0 mit
t = 0; Uf = A·DT2 + B·DT
+ U0 mit t = DT;
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In
dem System mit vier Gleichungen sind die Werte DT, TWL, U0 und P bekannt, während die Unbekannten Uf, Ui, A und B sind,
die sich mit der Änderung
des Koeffizienten P ändern.
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In
einer wesentlich ähnlicher
Weise sind die Koeffizienten D, E und F der Hyperbel durch den Miroprozessor 1 für jeden
Wert des Parameters P zwischen fünfzig
und 20 Prozent mit der folgenden System von Gleichungen bestimmt: U0 = D/E mit t = 0;
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In
dem System mit fünf
Gleichungen sind die Werte DT, TWL, U0 und
P bekannt, während
die Unbekannten Uf, Ui,
D, E und F sind, die sich mit der Änderung des Koeffizienten P ändern.
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Praktisch
nach der Vordefinition der Gruppe von Funktionen U(t, P):
findet die Einstellung von
Grenzbedingungen TWL, U
0 statt, und DT wählt eine
Untergruppe der Gruppe von Funktionen U(t, P) aus, während die
Zuteilung eines definiertem Wertes am Parameter P eine einzige Funktion U(t)
aus der Untergruppe isoliert, so daß die Systeme von Gleichungen
definiert werden.
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Aus
einem betrieblichen Gesichtpunkt, nachdem die Werte TWL, U0 und DT zugewiesen worden sind, ändert der
Anwender den Parameter P durch das Feld/die Taste 25 und
die Taste 19 „+/–„, und
der Mikroprozessor 11 zeigt am Bildschirm 13 die
Kurve an, die zum am Parameter P zugewiesenen und im entsprechenden
Feld/Taste 25 angezeigten Wert entspricht. Mit Bezug auf 3 erfüllt jede
angezeigte Kurve die Werte TWL, U0 und DT,
die gemäß der ärztlichen
Vorschreibung gestegestellt worden sind, daher sind die therapeutischen
Werte aus einem quantitativen Gesichtpunkt erfüllt. Der Anwender kann den qualitativen
Verabreichungsverlauf für
jeden Patienten durch visuelle Selektion der Kurve auswählen, die
zu einer der Familien AA, BB, CC gehört und am besten die Merkmale
des vorgegebenen Patienten durch Änderung des Parameters P erfüllt. Zusammen
mit dem System von kartesischen Achsen 20 wird ein Strich 26 angezeigt,
der parallel zur Ordinate ist und zum Wert DT/2 entspricht und die
Kurve am Punkt Ui schneidet.
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Der
Verlauf der Konzentration C(t) des Dialysats abhängig von der Zeit wird in ähnlicher
Weise bestimmt. Dabei zeigt der Bildschirm 13 das Bild
von 4 an, das ein kartesisches System 27 zeigt,
umfassend eine Abszisse mit der Skala für die Zeit t und eine Ordinate
mit der Skala für
die Leitfähigkeit
C in mS/cm (Millisiemens pro Zentimeter), ein Feld/eine Taste 28 zur
Eingabe der Anfangs- und Maximalleitfähigkeit C0,
ein Feld/eine Taste 29 zur Eingabe der Endleitfähigkeit
Cf, ein Feld 30 zur Anzeige der
Progressive Kurve-Betriebsart, ein Feld/eine Taste 31 zur
Eingabe der Dialysezeit DT und ein Feld/eine Taste 32 zur
Eingabe des Parameters P.
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Bei
der Änderung
des Parameters P gehört
die progressive Kurve zu einer Familie von geraden Linien A1 mit
P gleich fünfzig
Prozent, zu einer Familie von Parabeln B1 mit nach oben weisender
Konvexität
mit P höher
als fünfzig
Prozent, und zu einer Familie von Hyperbeln C1 mit einem Wert von
P weniger als fünfzig Prozent.
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Die
Funktionen C(t) mit einem geradlinigen Verlauf entsprechend der
Familie von geraden Linien A1 mit P gleich 50% sind wie folgt: C = K·t
+ C0;die Funktionen C(t) entsprechend
der Familie von Kurven B1 sind wie folgt: C =
A·t2 + B·t
+ C0;die Funktionen C(t) entsprechend
der Familie von Kurven C1 sind wie folgt:
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Dabei
gibt es eine Änderung
der Grenzbedingungen zur Bestimmung der Unbekannten. Mit Bezug auf die
gerade Linie wird es vereinbart, daß: Cf = KDT + C0 mit
t = DT; worin die Unbekannte K ist, während Cf,
DT und C0 bekannt sind.
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Mit
einem Wert von P höher
als fünfzig
Prozent gehört
die Kurve zur Familie von Parabeln B1, wobei die folgenden Bedingungen
festgelegen werden:
Ci =
A·(DT/2)2 +
B·DT/2 + C0 mit
= DT/2;
Cf = A·DT2 + B·DT
+ C0 mit t = DT;
mit 50 < P < 80.
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In
dem System mit drei Gleichungen sind A, B und Ci Unbekannten
und C0, Cf, DT und
P sind bekannt und werden vom Anwender eingegeben.
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Mit
einem Wert von P kleiner als fünfzig
Prozent gehört
die Kurve zur Familie C1 und die folgenden Bedingungen werden festgelegen:
C0 = D/E mit t = 0;
mit 20 < P < 50.
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In
dem System mit vier Gleichungen sind D, E, F und Ci Unbekannten
und C0, Cf, DT und
P sind bekannt und werden vom Anwender eingegeben.
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Ähnlich wie
bei dem vorherigen Fall wird bei jedem Parameter P ein Bild für die einer
der Familien A1, B1 und C1 zugehörende
jeweilige Kurve angezeigt, wie in 5 gezeigt.
Alle angezeigten Kurven erfüllen
die vom Anwender festegelegten Bedingungen, der die Kurve visuell
auswählen
kann, die am geeignetsten für
den zur Dialysebehandlung unterworfenen Patienten ist.
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Nach
einer Variante in 6 und 7 enthält das untergeordnete
Menü, das
durch Selektion von „SET
MODE" aktiviert
wird, die Optionen „WL" und „CS", was den „C"-estriebsart ersetzt
und eine Festlegung der Gesamtmenge von Salzen, die zum Patienten übertragen
werden sollten, vorsieht. Die Selektion der Option „CS" führt zur
Anzeige des Bildes von 6, die ein kartesisches System 34 zeigt,
das eine Abszisse zur Darstellung der Zeit t und eine Ordinate zur
Darstellung der elektrischen Leitfähigkeit C, ein Feld/eine Taste 35 zur
Eingabe von Daten über
die Menge von zum Patienten zu übertragenden
Salzen CS, ein Feld/eine Taste 36 zur Eingave der Dialysezeit
DT, ein Feld 37 zur Anzeige der Progressive Curve-Betriebsart,
ein Feld/eine Tastre 38 zur Eingabe der Anfangs- und Maximalleitfähigkeit
C0, ein Feld/eine Taste 39 zur
Eingabe des diskriminierenden Parameters P, und ein Feld/eine Taste 40 zur
Eingabe einer Funktion FF aufweist.
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Die
Funktion FF ist eine Absorptionsfunktion auf Basis von Algorithmen
bekannten Typs, die sich auf die Merkmale des Filters 5 und
auf die äquivalente
Leitfähigkeit
gemäß den allgemeinen
Merkmalen eines gegebenen Patienten, der die Behandlung benötigt, bezieht.
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Bei Änderung
des Parameters P sind die Kurven z.B. durch die Kurven A1, B1 und
C1 dargestellt.
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Wenn
P gleich fünfzig
Prozent ist, gehört
die Kurve zur Familie A1 und die festgelegten Bedingungen sind wie
folgt:
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Wenn
P zwischen fünfzig
und achtzig Prozent ist, gehört
die Kurve zur Familie von Kurven B1 und die festgelegten Bedingungen
sind wie folgt: Ci =
A·(DT/2)2 +
B·DT/2 + C0 mit
t = DT/2; Cf = A·DT2 + B·DT
+ C0 mit t = DT;
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In
dem System mit vier Gleichungen sind die Unbekannten Cf,
Ci, A und B, während P, DT, CS, C0 und die
Funktion FF(t) bekannt sind.
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Wenn
P zwischen zwanzig und fünfzig
Prozent ist, gehört
die Kurve zur Familie von Kurven C1 und die Grenzbedingungen sind
wie folgt: C0 = D/E mit t = 0;
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In
dem System mit fünf
Gleichungen sind die Unbekannten Cf, Ci, D, E und F, während CS, P, C0,
DT und FF(t) bekannt sind.
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Nachdem
die Koeffizienten der Kurve entsprechend dem zugewiesenen Wert von
P bekannt sind, zeigt der Mikroprozessor 11 die Kurve in 7 an
und der Anwender überwacht
visuelle den Kurvenverlauf mit Zeitänderung. Je nach der visuellen Überwachung
und der Merkmalen des Patienten ändert
der Anwender den Wert von P, wenn er hält, daß der Verlauf korrigiert werden
soll, oder er bestätigt
mit der Taste 19 der Tastatur 12, wenn der Kurvenverlauf
zu den Merkmalen eines gegebenen Patienten angepasst sind.
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Auch
bei der Bestimmung der Leitfähigkeitsfunktion
C(t) wird die Kurve aus einer Gruppe von Funktionen C(t, P), die
mit dem Parameter P parametrisiert sind, ausgewählt und eine Untergruppe von
Funktionen C(t, P) wird ausgewählt,
wobei die Grenzbedingungen DT, C0 und Cf oder CS, FF(t), DT und C0 eingestellt
werden, und endlich wird die Funktion C(t) durch Selektion eines
definierten Wertes des Parameters P vorausgewählt.
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Gemäß einer
anderen Variante, nachdem die Funktion U(t) und die entsprechende
Kurve, i.e. die Änderung
des Gewichtverlusts abhängig
von der Zeit t, bestimmt worden sind, zeigt der Bildschirm eine
Taste 17, die die Option „MIRRORING" zur Bestimmung der Funktion C(t) und
der entsprechenden Kurve, i.e. der Änderung der Leitfähigkeit
C abhängig
von der Zeit, anbietet, nur unter Verwendung von den Daten, die
in Verbindung mit der Bestimmung der Kurve U(t) eingegeben wurden,
und von zwei Konstanten M und N, die in den Speicher des Mikroprozessors 11 vorher
eingegeben wurden.
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Die
Option „MIRRORING" stellt die Bedingung
ein, nachdem der Unterschied zwischen dem Anfangsfluss U0 und dem Endfluss Uf in
Litern/Stunde gleich dem Unterschied zwischen der Anfangsleitfähigkeit
C0 und der Endleitfähigkeit Cf in
mS/cm (Millisiemens pro Zentimeter) für einen bekannten Proportionalitätsfaktor
N ist. Diese Relation wird durch die Gleichung NN erläutert: [Uo – UF]l/h = N·[C0 – Cf]]mS/cm.
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Die
Option „MIRRORING" setzt auch voraus,
daß der
Anfangsfluss U in Litern/Stunde gleich der Anfangsleitfähigkeit
C in mS/cm für
eine Konstante M ist. Diese Relation wird durch die Gleichung MM
erläutert: [Uo]l/h =
M·[C0]mS/cm.
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Die
Option „MIRRORING" setzt weiter voraus,
daß die
Kurve C(t) denselben qualitativen Verlauf wie die Kurve U(t) aufweisen
sollte, d.h. daß der
Parameter P derselbe für
die beiden Kurven sein sollte. Natürlich ist die Behandlungszeit
DT dieselbe. Daher können
die Werte von C0 und Cf aus
den Gleichungen NN und MM erhalten werden, während DT und P bekannt sind,
und entsprechend kann man die Bedingungen zur Bestimmung der Koeffizienten
der Kurve einstellen, wie es vorher erläutert wurde.
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Praktisch
wurden drei unterschiedliche Mittel zur Bestimmung des Verlaufs
der Funktion C(t) und der entsprechenden Kurve beschrieben. Diese
unterschiedlichen Mittel können
in der Vorrichtung 6 zur Herstellung der Dialysebehandlung
nebeneinander bestehen.
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Mit
Bezug auf 8 werden die Operationen von
Herstellung der Dialysebehandlung schematisch als Blockschaltbild
gezeigt. Der Block 100 gibt die Selektion der Taste 19 „SET MODE" an, die den Zugang
zu den Optionen „WL" (Block 110),
der Option „C" (CONDUCTIVITY) und
CS (CONDUCTIVITY/SALT), die im Block 220 gruppiert sind,
ermöglicht.
Die Selektion der Option WL ermöglicht
den Zugang zur Selektion zwischen der Option „PROGRESSIVE CURVE" (Block 120)
und der Option „STEP
KURVE" (Block 115).
Die Selektion der Option „PROGRESSIVE
CURVE" ermöglicht den
Zugang zum Block 130 zur Eingabe der Daten U0,
DT und TWL und zum Block 140 zur Eingabe/Änderung
von P. Die Zuweisung eines Wertes von P führt zur Ausführung der
Prüfung
(Block 150), ob P höher,
als, gleich wie oder kleiner als 50. Wenn P gleich 50 ist, berechnet
der Mikroprozessor 11 den Koeffizienten K einer der Familien
von geraden Linien AA (Block 160). Wenn P > 50 ist, berechnet
der Mikroprozessor 11 die Koeffizienten A und B einer Parabel
der Familie BB (Block 170), und wenn P kleiner als 50 ist,
berechnet der Mikroprozessor 11 die Koeffizienten D, E
und F einer Hyperbel der Familie CC (Block 180). Nachdem
die Koeffizienten der Funktion entsprechend einem gegebenen Wert
von P und einer gegebenen Kurve berechnet worden sind, zeigt der
Mikroprozessor 11 die Kurve an, die durch den an P zugewiesenen
Wert am Bildschirm 13 mit Bezug auf ein kartesisches System 20 an.
Nachdem die Kurve angezeigt ist, entscheidet der Anwender (Block 200),
entweder die Kurve durch Eingabe eines neuen Wert von P (Block 140)
zu ändern,
so daß der
Mikroprozessor 11 die in den Blöcken 150 bis 190 schematisch
gezeigten Operationen zur Anzeige der Kurve entsprechend dem an
Parameter P zugewiesenen neuen Wert wiederholt, oder die Kurve zu
bestätigen
(Block 210). Die Änderung
des Parameters P wird wiederholt, bis der Anwender hält, daß die Kurve
zur Herstellung der Dialysebehandlung geeignet ist. Die Bestätigung (Block 210)
findet durch eine Bestätigungstaste
(HARD KEY) 19 statt. Nachdem die Kurve entsprechend der
Funktion U(t) bestätigt
worden ist, hat der Anwender drei Optionen zur Definition des Verlaufs
der Leitfähigkeitsfunktion
C(t) bei Änderung
der Zeit t. Die Optionen C und CS wurden schon beschrieben und sind
im Block 220 zusammengestellt, da die nur in den durch
den Anwender eingegebenen Daten voneinander unterschiedlich sind.
Die Option „MIRRORING" (Block 330)
verhindert die Eingabe von Daten, die aus den angebotenen Daten
zur Definition der Kurve U(t) und aus den experimentell erhaltenen
Konstanten M und N erhalten wurden. Die Selektion der Option C/CS
bietet die Optionen „PROGRESSIVE
CURVE" and „STEP CURVE" an. Die Selektion
der „PROGRESSIVE
CURVE" führt zur
Anzeige der Eingabe der Daten (Block 240), die im Fall
von der Option „C" wesentlich C0 und Cf sind, da
DT bekannt ist, und im Fall der Option „CS" wesentlich CS, C0 und
FF(t) sind, da DT bekannt ist. Der Parameter P wird eingegeben (Block 250)
und mit dem diskriminierenden Wert 50' (Block 260) zur Bestimmung
der Koeffizienten der Funktionen entsprechend der Familien von Kurve
A1, B1 und C1 verglichen. Die Kurve der Funktion C(t) entsprechend
dem Wert von P wird am Bildschirm 13 angezeigt (Block 300),
und der Anwender kann entscheiden (Block 310), entweder
den Wert von P zu ändern
(Block 250) oder die angezeigte Kurve durch eine Taste 19 zu
bestätigen
(Block 320).
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Die
Selektion der Option „MIRRORING" führt zur
Berechnung von C0 und Cf (Block 340),
dann werden die Koeffizienten einer Funktion C(t) entsprechend einer
Kurve der Familien A1, B1 und C1 berechnet, die Kurve wird angezeigt
und es wird bestätigt
(Blöcken 260 bis 320),
wie bei der Option C. Wenn die durch eine der MIRRORING-Operationen
angezeigte Kurve nicht den Erfordernissen des Anwenders erfüllt, wird
die Kurve durch Änderung
von P (Block 250) geändert,
und der Mikroprozessor wiederholt die Operationen der Blöcken 260 bis 310.
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Nach
einer anderen Variante, wenn der Anwender hält, daß einige Werte der Kurve die
therapeutischen Erfordernisse nicht erfüllt, ändert er auch die Werte der
Anfangsleitfähigkeit
C0, der Endleitfähigkeit Cf und
die Menge von zum Patienten zu übertragenden
Salzen CS.
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Um
es anders zu sagen, kann die „MIRRORING"-Operation eine per
se akzeptable Kurve oder eine der akzeptablen Kurven nahe Basenkurve
anbieten, und sie kann geändert
werden, um die Kurve zu den therapeutischen Erfordernissen anzupassen.
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Im
beschriebenen Beispiel entspricht nämlich die Funktion U(t) des
Gewichtverlusts in der Zeiteinheit zur Fördermenge Q(t) der Ultrafiltrationspumpe 9,
und die Einstellung des Gewichtverlusts entspricht der Einstellung
der Wirkungsweise der Ultrafiltrationspumpe während der Dialysebehandlung.
Nach einer anderen nicht gezeigten Variante ist der extrakorporale
Kreislauf mit einem Infusionsbeutel ausgestattet, der einen Fluss
I von Infusionsflüssigkeit
in den extrakorporalen Kreislauf zuführt. Dabei ist der Ultrafiltrationsfluss
gleich der Summe des Gewichtverlusts U in der Zeiteinheit und des
Infusionsflusses.
mit 20 < P < 50.
