DE69007342T2

DE69007342T2 - Verfahren zur Kontrolle der Ultrafiltration und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Info

Publication number: DE69007342T2
Application number: DE69007342T
Authority: DE
Inventors: Jacques Chevallet
Original assignee: Hospal Industrie SAS
Current assignee: Gambro Industries SAS
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2010-05-19
Also published as: FR2647546B1; DE69007342D1; EP0403401B2; ES2050410T5; DE69007342T3; EP0403401B1; ES2050410T3; EP0403401A1; FR2647546A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Blutbehandlung außerhalb des Körpers mit einer künstlichen Niere. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung die Kontrolle der mittels Ultrafiltration aus dem Blut extrahierten Flüssigkeitsmenge, aufgrund einer Kontrolle der Pumparbeit der aus einem Dialyse-Flüssigkeitskreislauf extrahierten Flüssigkeit.
Tatsächlich müssen während der Blutbehandlung eines an Nierenschäden leidenden Patienten von dem Blut einerseits die Unreinheiten, wie Harnstoff, und andererseits das Überschußwasser, dar sich während zwei Arbeitsperiode angesammelt hat, entfernt werden. Diese Blutbehandlung wird in einem Austauscher mittels einer Membran durchgeführt, wobei gleichzeitig die Dialyse und die Ultrafiltration möglich ist. Das zu behandelnde Blut zirkuliert auf der einen Seite der Membran, während die Behandlungsflüssigkeit, Dialyseflüssigkeit genannt, auf der anderen Seite der Membran zirkuliert. Wenn ein Druckunterschied zwischen den beiden Räumen des Austauschers besteht, kann Flüssigkeit die Membran aufgrund von Konvektion durchqueren, mit der Tendenz, das Druckgleichgewicht wiederherzustellen. Auf diese Weise durchläuft aufgrund des Erzeugens eines Unterdruckes in dem von der Dialyseflüssigkeit durchlaufenen Raum ein Bruchteil des flüssigen Teils des Blutes die Membran, und findet sich in der Dialyseflüssigkeit wieder. Es ist also bei diesem Verfahrenstyp notwendig, den in jedem der Räume ausgeübten Druck genauso zu kontrollieren, um infolgedessen die Ultrafiltration des Blutes zu kontrollieren.
Unter den möglichen Kontrollmitteln gehören die in dem Patent US 3 939 069 im Zusammenhang mit volumetrischer Kontrolle der Ultrafiltration beschriebenen zu den zuverlässigsten. Gemäß dieser Technik erzeugt die gesamte aus dem Kreislauf extrahierte Flüssigkeit einen Unterdruck in dem Kreislauf, wenn der Kreislauf der Dialyseflüssigkeit ein hinsichtlich des Druckes nicht verformbarer und fester Kreislauf ist. Dieser Unterdruck überträgt sich auf der Höhe des Austausches über einen Durchlaß für Blutflüssigkeit zu der Dialyseflüssigkeit bis zur Wiederherstellung des Gleichgewichts des Druckes, d.h. bis die Menge der ultrafiltrierten Blutflüssigkeit der Menge der aus dem Kreislauf extrahierten Flüssigkeit entspricht. Auf diese Weise erlaubt das Pumpen einer von einem geschlossenen Dialyse- Flüssigkeitskreislauf herrührenden Flüssigkeitsmenge, die Ultrafiltration des Blutes zu veranlassen. Daher wird im folgenden des vorliegenden Textes die Extraktion der Flüssigkeit aus dem Dialyse-Flüssigkeitskreislauf unter dem Gesichtspunkt, die Ultrafiltration des Blutes zu veanlassen, mit der Ultrafiltration des Blutes selbst gleichgestellt.
Das von der vorliegenden Erfindung zu lösende Problem betrifft somit die Kontrolle der Pumparbeit. Denn wenn man in der Kontrolle der Ultrafiltration des Blutes genau sein möchte, muß man zu allererst hinsichtlich der Kontrolle der Pumparbeit der aus dem Dialyse-Flüssigkeitskreislauf extrahierten Flüssigkeit genau sein. Dieses Erfordernis rührt von der Tatsache her, daß diese Kontrolle der Ultrafiltration für die Sicherheit und das Wohlbefinden des Patienten eine sehr große Bedeutung in der Blutbehandlung mit einer künstlichen Niere darstellt, da in dem Fall, in dem die Ultrafiltration des Blutes nicht richtig ausgeführt wird, der Patient wesentliche Beeinträchtigungen wie Übelkeit, Kopfschmerzen, Krämpfe, etc., die unter dem Begriff des Gleichgewichtsstörungssyndrom bekannt sind, erleiden kann.
Das Pumpen der Ultrafiltration des Blutes kann mit einer Pumpe ausgeführt werden, deren Funktionsweise durch Emittieren von Impulsen zum Ausdruck gebracht wird, von denen jeder dem Durchlaß einer gewissen Flüssigkeitsmenge entspricht. Die Beziehung zwischen den emittierten Impulsen und der gepumpten Flüssigkeitsmenge ist eine Eigenschaft, die im allgemeinen durch die Pumpenausgestaltung gegeben ist. Dennoch kann diese Eigenschaft abhängig von der Abnutzung der Pumpe und abhängig von den Verwendungsbedingungen variieren. So übt z.B. der sich oberhalb der Pumpe ausbreitende Druck einen großen Einfluß auf das Leistungsvermögen der Pumpe aus. Oder der Kreislauf der Dialyseflüssigkeit wird im Fall des Pumpens für die Ultrafiltration variablen Unterdrucken unterworfen, welche hinsichtlich der Funktionsweise der Pumpe Störungen bewirken können.
Die bis zum jetzigen Zeitpunkt vorgeschlagenen Lösungen gemäß dem Stand der Technik zur Kontrolle der Ultrafiltration des Blutes sind die Gewichtskontrolle des Patienten mittels einer Waage oder eines Waagenbettes (lit balance) oder das Volumenmaß der mit der Ultrafiltrationspumpe mittels einem oder mehreren geeichten Behälter/n entnommenen Flüssigkeit, wie es in der Anmeldung EP 213050 beschrieben ist.
Derartige Verfahren sind indessen unzulänglich, da sie es nur erlauben, im nachhinein eine eventuelle Meßabweichung der Pumpe festzustellen, ohne daß es möglich ist, ihre Funktionsweise automatisch zu korrigieren; außerdem können derartige Methoden nicht mit einer ausreichenden Häufigkeit ausgeführt werden, um eine große Genauigkeit zu erlangen.
Das Patent US 4 831 866 beschreibt eine Vorrichtung, die es ermöglicht, einen Durchflußmesser in einem Flüssigkeitsverteiler zu eichen.
Der Verteiler umfaßt:
- eine Pumpe, die es ermöglicht, eine Substanz aus einem Behälter zu pumpen,
- einen mechanischen Strömungsmesser, der mit einem Impulssender drehbar verbunden ist,
- eine Anzeigevorrichtung, die es ermöglicht, die Korrespondenz zwischen den emittierten Impulsen und dem zur Verfügung stehenden Volumen aufgrund einer Multipikationsoperation zwischen der Anzahl der emittierten Impulse und einer einer Anzeige konstante, die für die Beziehung zwischen der Anzahl der empfangenen Impulse und dem zur Verfügung stehenden Volumen repräsentativ ist, auszuführen.
Zur Befreiung von den Variationen der Funktionsweise des Strömungsmessers schlägt dieses Patent eine Eichvorrichtung vor, die parallel zwischen der Pumpe und dem Strömungsmesser angeordnet ist. Diese Vorrichtung empfängt die von dem Impulssender kommenden Impulse und korrigiert sie, bevor sie auf die Anzeigeeinheit geschickt werden.
Die Eichvorrichtung umfaßt
- eine mit einem Kolben ausgestattete Eichvorrichtung, welcher sich im Inneren des Behälters aufgrund der sich in Bewegung befindenden Flüssigkeit verschiebt,
- ein Ventil, das es erlaubt, die Fließrichtung der Flüssigkeit in dem Behälter zu ändern,
- Niveaudetektoren, die es ermöglichen, ein im Behälterinneren bekanntes Volumen genau zu begrenzen und den Start und das Ende der Impulszählphase auszulösen,
- eine Zentraleinheit, die die Informationen des Impulssenders sowie des Kalibrierbehälters empfängt.
Das Korrigieren der Anderungen des Durchflußmeßbetriebes wird durch ein Zählen während der Eichphase von dem Sender emittierter Pd-Impulse während der Dauer bewirkt, die dem zur Verfügungstellen eines bekannten Eichvolumens entspricht, z.B. dem zwischen den zwei Niveaudetektoren liegenden Volumen. Die Anzahl Pd wird mit einer vorherbestimmten oder vorher erhaltenen Anzahl verglichen, die der Impulsanzahl Nr vor dem Enittieren während dem Pumpen des Eichvolumens entspricht. Diese Anzahl Nr wird verwendet, um einen Eichkoeffizienten Nr/Pd festzusetzen, mit dem dann die Anzahl der sich während der Phase des zur Verfügungstellens der Flüssigkeit angesammelten Impulse multipliziert wird.
Diese korrigierte Impulszahl wird an einer Anzeigeeinheit übergeben, die aufgrund der Ahzeigekonstante, die die Beziehung zwischen den emittierten Impulsen und dem gelieferten Volumen darstellt, das tatsächlich gelieferte Volumen abbilden kann.
Da diese Eichvorrichtung auf einer Korrektur der von dem Sender emittierten Impulsanzahl basiert, ermöglicht es dieser Vorrichtung, im nachhinein mit einer gewissen erhöhten Genauigkeit im Verhältnis zur den Stoffpumpen gemäß dem Stand der Technik die tatsächlich gepumpte Flüssigkeitsmenge festzustellen.
Andererseits ist es mit einer derartigen Vorrichtung nicht möglich, die Pumpe direkt zu beeinflussen, um mit einer hohen Genauigkeit die Menge und/oder die Rate der gepumpten Flüssigkeit aufzuerlegen.
Oder es ist in Anbetracht der Bedeutung einer sehr genauen Kontrolle der Ultrafiltration in der Blutbehandlung außerhalb der Körpers und den möglichen Variationen der Funktionsweise einer Pumpe wesentlich, die Fehler der Verfahren und der Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zu beheben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und einer Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglichen, das Pumpen der Ultrafiltration von Blut mit einer hohen Genauigkeit zu kontrollieren.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und einer Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglichen, die Kontrollen des Pumpens der Ultrafiltration des Blutes so häufig wie es erwünscht ist, auszuführen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und einer Vorrichtung zur Kontrolle des Pumpens der Ultrafiltration des Blutes vorzuschlagen, die es ermöglichen, die Verwendungsbedingungen der Pumpe anzuzeigen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle des Pumpens der Ultrafiltration vorzuschlagen, das es nicht nur ermöglicht, die tatsächlich gepumpte Menge zu überprüfen, sondern gleichermaßen auf die Pumpe einzuwirken, um die Pumparbeit einzustellen.
Um diese verschiedenen Ziele zu erlangen, schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Kontrolle in einer künstlichen Niere vor, mit der gepumpten Flüssigkeitsmenge in einem Kreislauf, das umfaßt:
- Pumpen der Flüssigkeit mittels einer mit den Mitteln zum Emittieren von Impulsen, von denen jeder dem Durchlaß einer gewissen Flüssigkeitsmenge entspricht, verbundenen Pumpe,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zudem umfaßt: - Zählen der Anzahl der emittierten Impulse,
- Bestimmen der gepumpten Plüssigkeitsmenge auf der Grundlage der emittierten Impulse und der zwischen der Impulsanzahl und der gepumpten Flüssigkeitsinenge bestehenden Beziehung,
- automatisches Eichen der Pumpe und ohne ihren Betrieb anzuhalten:
- Zirkulierenlassen der gepumpten Flüssigkeit in einem Behälter der mit Genauigkeit bekannten Kapazität Vo,
- Zählen der Anzahl der zum Auffüllen des Behälters emittierten Impulse No,
- Festsetzen der genauen, zwischen der Anzahl der emittierten Impulse No und der Menge Vo der gepumpten Flüssigkeit bestehenden Beziehung.
Die vorliegende Erfindung hat gleichermaßen eine Vorrichtung zur Kontrolle in einer künstlichen Niere für eine in einem Kreislauf mit einer Pumpe gepumpten Flüssigkeitsmenge zum Gegenstand, die umfaßt:
- Mittel zum Emittieren von Impulsen, von denen jeder dem Durchlaß einer gewissen Flüssigkeitsmenge entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zudem umfaßt:
- Mittel zum Zählen der emittierten Impulse,
- Mittel zum Bestimmen der gepumpten Flüssigkeitsmenge auf der Grundlage der Anzahl der emittierten Impulse und der zwischen der Impulsanzahl und der gepumpten Flüssigkeitsmenge bestehenden Beziehung,
- Mittel zum automatischen Eichen der Pumpe, ohne ihren Betrieb anzuhalten, wobei die Mittel insbesondere umfassen:
- Mittel zum Messen eines genau bestimmten Volumens Vo der gepumpten Flüssigkeit,
- Mittel zum Zählen der Anzahl der während des Pumpens des Volumens Vo emittierte Impulse No,
- Mittel zum Feststellen der genauen zwischen der Anzahl der emittierten Impulse No und der Menge Vo der gepumpten Flüssigkeit bestehenden Beziehung.
Andere Gegenstände und Vorteile werden in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen, die anhand von Beispielen und ohne Einschränkung verschiedene Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung beschreiben.
Die Figur 1 zeigt ein schematisch dargestelltes, vereinfachtes Ausführungsbeispiel des Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 2 zeigt mit mehr Einzelheiten, aber schematisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit verschiedenen Elementen zur Kontrolle der Ultrafiltration.
Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf klassische Art eine Hauptleitung 1, in der von einer Pumpe 2 in Zirkulation gesetzte Flüssigkeit umläuft. Ein Ventil 3 ist in der Leitung 1 stromabwärts der Pumpe 2 angeordnet. Gemäß der Erfindung ist eine Nebenleitung 4 stromabwärts von der Pumpe 2 und stromaufwärts von dem Ventil 3 angeordnet. Diese Leitung 4 führt zu einem mit einem Niederniveau-Detektor 6 und einem Hochniveau-Detektor 7 ausgestatteten Behälter 5. Die Pumpe 2, das Ventil 3 sowie die Niveaudetektoren 6 und 7 sind mit einem Kontrollorgan 8 verbunden. Die Kontrolle der Arbeitsweise der Pumpe 2 wird auf die im folgenden beschriebene Weise bewirkt. Die Pumpe 2 ist eine Verschlußpumpe, wie eine peristaltische Pumpe, eine Membran-, Zahnrad-, oder Flügelpumpe, deren Arbeitsweisen durch Impulsemission zum Ausdruck kommt, wobei jeder Impuls dem Durchfluß einer bestimmten Flüssigkeitsmenge entspricht. Die von der Pumpe emittierten Impulse stellen im Fall einer peristaltischen Pumpe einen gewissen Rotationswinkel des Rotors dar, während sie im Fall einer Membranpumpe eine gewisse Auslenkung der Membran darstellen.
Diese Impulse werden zum Zählen einem Kontrollorgan 8 übergeben, welches vorzugsweise ein Mikroprozessor ist. Der Mikroprozessor 8 kann gleichermaßen die Rechnungen, die die Menge oder die Rate der gepumpten Flüssigkeit betrifft, auf der Grundlage der Anzahl der gespeicherten Impulse und des Wertes, der zwischen den emittierten Impulsen und der gepumpten Flüssigkeitsmenge in ml bestehenden Beziehung ausführen. Das Ziel des Verfahrens der Arbeitskontrolle der Pumpe 2 besteht darin, diesen Wert der gepumpten Flüssigkeitsmenge mit den emittierten Impulsen ständig zu reaktualisieren. Um dieses Kontrollverfahren zu bewerkstelligen, wirkt das Kontrollorgan 8 auf das Ventil 3 ein, um sein Schließen zu verursachen. Die von der Pumpe 2 gepumpte Flüssigkeit fließt also in den Nebenkanal 4, um den Behälter 5 zu füllen. Der Flüssigkeitskanal bewirkt auf der Höhe des Niedrigniveau-Detektors 6 ein Starten des Impulszählens mit dem Kontrollorgan 8. Das Zählen dauert fort, bis die Flüssigkeit bis zu dem Niveau des Hochniveau-Detektor 7 gelangt, welcher auf der Höhe des Organes 8 einerseits ein Anhalten des Impulszählens und andererseits eine Betätigung des Ventils 3 auslöst, um dessen Öffnung zu bewirken und somit den Ablauf der gepumpten Flüssigkeit zum Ablauf oder zu anderen Entsorgungsmitteln zu ermöglichen.
Die Kapazität Vo des Behälters 5 zwischen den beiden Detektoren 6 und 7 ist vollständig bekannt und bildet einen der von dem Organ 8 gespeicherten Datenwerte, das auf der Grundlage der Anzahl der der während der Füllzeit des Behälters 5 gezählten Impulswerte No den Wert Vo/No der tatsächlich gepumpten Flüssigkeitsmenge mit dem emittierten Impuls berechnen kann.
Selbstverständlich ist es möglich, anstatt das Verhältnis Vo/No zu bestimmen, daß das Organ 8 die Arbeitsweise der Pumpe 2 durch Berechnen des Verhältnisses No/Vo kontrolliert, das heißt, die Anzahl der emittierten Impulse für eine gewisse gepumpte Flüssigkeitsmenge, z.B. pro ml der gepumpten Flüssigkeit.
Somit wird gemäß der Erfindung ständig die zwischen den von der Pumpe emittierten Impulsen und der gepumpten Flüssigkeitsmenge bestehende Beziehung reakualisiert, man mißt und korrigiert somit die Anderungen, die während dem Arbeitszustand der Pumpe 2 gemäß ihren Verwendungsbedingungen auftreten können. Dadurch wird es möglich, Leistungsschwankungen zu beseitigen, die während des Betriebs der Pumpe oder des stromaufwärts der Pumpe ausgeübten Druckes auftreten können.
Die Figur 2 stellt auf detailliertere Weise eine Ausführungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung dar, die in die Funktionsweise der Ultrafiltrationspumpe 2 integriert ist. Diese Pumpe 2 wird auf herkömmliche Art über einen Motor 9 in Gang gesetzt, dessen Umdrehung mittels eines Systems 10 das Impulse entsprechend eines gewissen Rotationswinkels des Motors emittiert, kontrolliert. Ein solches System umfaßt zum Beispiel ein Zahnrad, dessen Rotationsachse die gleiche ist wie die des Motors 9. Ein optischer Detektor 11 kontrolliert die Rotation des Rades über Messen eines Lichtstrahls, der von den Zähnen des Rades entsprechenden Bereichen unterbrochen wird und durch die leeren, zwischen zwei Zähnen liegenden Teilen übertragen wird.
Die Pumpe 2 wird mit Dialyseflüssigkeit versorgt, die von dem Dialyse-Flüssigkeitskreis (nicht gezeigt), vorzugsweise stromabwärts des Austauschers herkommt. Die gepumpte Flüssigkeit fließt in dem Kanal 1 in die mit dem Pfeil dargestellte Richtung. Diese Leitung 1 ist mit einem Ventil 3 ausgestattet, von dessen aus stromaufwärts eine Leitung 4 angeordnet ist, die zu dem Behälter 5 führt. Diese Behälter ist mit Niveadetektoren 6 und 7 versehen; er ist über eine Leitung 12 mit einer Luftquelle (nicht gezeigt) verbunden, die seine Entleerung sicherstellt. Diese Leitung 12 ist stromabwärts des Ventils 3 mit der Leitung 1 verbunden, die die gepumpte Flüssigkeit (nicht gezeigten) Entsorgungsmitteln über eine mit einem Ventil 14 ausgestattete Leitung zuführt. Die Ventile 3 und 14 werden von dem Kontrollorgan 8 gesteuert.
Die verschiedenen Elemente des Steuerorgans 8, die für die Funktionsweise des Gegenstands der Erfindung notwendig sind, sind schematisch durch mit Nummern versehende Rechtecke dargestellt; die Funktionen, die sie gewährleisten, sind in der unten folgenden Beschreibung genau beschrieben.
Das Element 15 lieferte eine Schnittstelle zwischen dem Kontrollorgan 8 und dem Anwender; es kann aus einem Schirm und einer Tastatur, aus einem Knopf oder ganz anderen Mitteln bestehen, die das Eingeben der Daten in das Organ 8 erlauben, welches vorzugsweise einen Mikroprozessor umfaßt.
Die Schnittstelle 15 erlaubt es dem Bediener, in den Mikroprozessor 8 den Wert als Rate oder als Menge (als Volumen oder als Gewichte) des gewünschten Gewichtsverlusts des Patienten einzugeben. In dem Fall, in dem der Patient während der Behandlung keinen Stoff aufnimmt und in dem keine Flüssigkeit wieder in das Blut injiziert wird, das ihm wieder zurückgegeben werden muß, entspricht dieser gewünschte Gewichtsverlust direkt der Ultrafiltration des Blutes, die man durchführen möchte. In dem Fall, in dem im Gegensatz dem Patienten eine gewisse Menge Flüssigkeit reinjiziert wird, wie es bei der Blutdiafiltration üblich ist, oder auch in dem Fall, in dem der Patient während der Durchführung der Behandlung ißt und/oder trinkt, wird der Wert dieser Zusätze in den Mikroprozessor 8 eingegeben, der somit die Ultrafiltration des Blutes berechnet, die notwendig ist, um am Ende der Behandlung den gewünschten Gewichtsverlust zu erhalten. Es ist gleichermaßen möglich, die Ultrafiltration durch Durchführen außerhalb des Mikroprozessors und direktes Eingeben dieses Wertes der Ultrafiltration zur Durchführung mit dem Schnittstellenmittel 15 zu berechnen. In bestimmten Fällen, wie bei der volumetrischen Kontrolle der Ultrafiltration bedeutet Festlegen des Wertes der Ultrafiltration Festlegen der Menge oder der Rate der Flüssigkeit, die die Pumpe 2 aus dem Dialyse-Flüssigkeitskreis extrahieren muß. Diese Daten werden in ein Register 16 des Mikroprozessors eingegeben, das als ein Speicher betrachtet werden kann, und das auf Grundlage bekannter Pumpeneigenschaften oder vorher überprüfter Eigenschaften dieses Erfordernis der Ultrafiltration auf Weisung der Rotationsfrequenz des Motors 9 der Pumpe 2 umwandeln. Diese Weisung wird dem Regelungsorgan 17 übergeben, welches gleichermaßen von dem Detektor 11 kommenden Informationen im Zusammenhang mit der Rotationsfrequenz des Zahnrades 10 empfängt und somit die Rotationsfrequenz des Motors 9 überträgt. Somit hat man eine Regelschleife des Motors der Pumpe 2.
Gemäß der Erfindung wird die zwischen den von der Pumpe 2 gelieferten Flüssigkeitsmengen und den emittierten Impulsen bestehende Beziehung mit dem Eichelement 18 des Mikroprozessors kontrolliert. Um die Eichung der Pumpe 2 zu bewerkstelligen, befiehlt das Element 18 das Schließen des Ventils 3 und das Öffnen des Ventils 14, wodurch es der sich in der Leitung 12 befindenden Luft möglich wird, über die Leitung 1 zu den (nicht dargestellten) Entsorgungsmitteln, wie dem Abfluß, evakuiert zu werden. Die von der Pumpe 2 gepumpte Dialyseflüssigkeit fließt also in den Nebenkanal 4 und in den Behälter 5. Wenn die Flüssigkeit vor den Niederniveau-Detektor 6 gelangt, überträgt dieser ein Signal an des Eichorgan 18, das somit beginnt, die von dem Detektor 11 kommenden Impulse zu zählen. Das Zählen dauert fort, bis die Flüssigkeit das hohe durch den Detektor 7 markierte Niveau erreicht, der also ein Signal an das Eichorgan 18 ausgibt, das sogleich das Zählen stoppt, das Öffnen des Ventils 3 und das Schließen des Ventils 14 befiehlt, das Leeren des Behälters 5 verursacht. Die zum Entleeren des Behälters 5 notwendige Luft kann von ganz gleich welcher geeigneten Quelle geliefert werden. Indessen verwendet man auf besonders vorteilhafte Weise in der vorliegende Erfindung die von dem Entgasen der Flüssigkeit der ausgeführten Dialyse stromaufwärts des Austauschers herrührende Luft. Die Kapazität Vo des Behälters 5 zwischen den beiden Detektoren 6 und 7 ist von dem Organ 18 vollständig festgehalten und bekannt, welches auf der Grundlage der Anzahl No der während der Zählzeit gespeicherten Impulse einen Eichkoeffizienten K=Vo/No berechnen kann, der der pro emittierten Impuls gepumpten Flüssigkeitsmenge entspricht. Bei jedem Eichverfahren, das wie das gerade beschriebene ausgeführt wird, wird der Wert des Eichkoeffizienten somit wieder erneuert.
Der Wert dieses Koeffizienten K wird dem Multiplikator 19 übergeben, der gleichermaßen die die Anzahl der von dem Rad emittierten Impulse betreffenden Informationen erhält. Jeder Impuls wird mit einem vorher berechneten Eichkoeffizienten bestimmt, welcher einen Wert der gepumpten Flüssigkeitsmenge angibt, welcher einem Summenzähler 20 übergeben wird, der diese gepumpte Flüssigkeitsmenge der vorher gespeicherten Flüssigkeitsmenge hinzufügt. Somit wird der Summenzähler 20 mit jedem Impuls oder jeder Gruppe von Impulsen um Inkremente vergrößert; man kann tatsächlich auswählen, die Impulsmultiplikation mit dem Eichkoeffizienten nicht für jeden emittierten Impuls durchzuführen, sondern nur für jede Impulsgruppe, z.B. für alle 50, 100 oder 1000 Impulse.
Der so erhaltene neue Wert der gepumpten Flüssigkeitsmenge, das heißt der durchgeführten Ultrafiltration, kann also angezeigt werden, sei es direkt, sei es nach Umwandeln aufgrund des Gewichtsverlusts unter Berücksichtigung der an dem Patienten vorgenommenen verschiedenen Handlungen in Form von Nahrungsmitteln oder Injektion, wodurch es sogleich dem Patienten und dem ärztlichen Personal möglich wird, sicherzustellen, daß sich die Durchführung wie gewünscht abwickelt.
Der Wert der Ultrafiltration wird dem Teiler 21 übergeben, der aufgrund eines abgelaufenen Zeitraumes die Ultrafiltrationsrate berechnet. Dieser Wert der Rate der durchgeführten Ultrafiltration wird von dem Element 22 mit einem von der Schnittstelle 15 kommenden Wert einer von dem Bediener gewünschten Rate verglichen. In dem Fall, in dem der Unterschied zwischen den zwei Raten außerhalb eines festgelegten Bereiches liegt, erneuert das Element 22 wieder das Register 16, um die Weisung der Rotationsfrequenz des Pumpenmotors auf die gewünschte Rate einzustellen. Somit werden gemäß der Erfindung die Schwankungen, die während dem Betrieb der Pumpe 2 auftreten können, nicht nur festgestellt, sondern gleichzeitig korrigiert und der angezeigte Ultrafiltrationswert ist der tatsächlich realisierte Ultrafiltrationswert. Im übrigen erlaubt das Reaktualisieren der Frequenzweisung der Motorpumpe mit der gewünschten Ultrafiltrationsrate die Ultrafiltrationsdurchführung mit hoher Genauigkeit zu bewirken und sich nicht einfach damit zufriedenzugeben, die verwirklichte Ultrafiltration im nachhinein zu bestimmen.
Die Eichung kann auf Verlangen des Bedieners oder ständig ausgeführt werden, sobald ein Füll- oder ein Entleerungszyklus mit einer Sicherheitsverzögerungszeit indessen durchgeführt wird, damit man sehr sicher sein kann, den Behälter 5 vollständig geleert zu haben. In dem Fall, in dem man einen Behälter von 10 ml auswählt, wird, wenn die Pumpe 2 derart arbeitet, daß eine Ultrafiltration von 100 ml/Stunde durchgeführt wird, die Füllzeit des Behälters sechs Minuten betragen. Wenn die Entleerungszeit, entsprechend der zur Verfügung stehenden Luft, in der Größenordnung von zwei Minuten liegt, wird die Eichung somit ungefähr alle 8 bis 10 Minuten durchgeführt. Wenn jedoch die gewünschte Ultrafiltration 1 l/Stunde beträgt, was einen üblichen Wert darstellt, beträgt die Füllzeit des Behälters nicht mehr als 36 Sekunden. Somit wird man also ungefähr alle drei Minuten eine Eichung durchführen.
Zahlreichen Varianten der Verwendung der Wiedererneuerung des Eichkoeffizienten liegen im Können des Fachmanns ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Es ist gleichermaßen möglich, die von der Eichvorrichtung kommenden Daten zum Ausführen gewisser Sicherheitskontrollen zu verwenden. Tatsächlich können die von den Niveaudetektoren 6 und 7 kommenden Daten einem Mikroprozessor 30 übergeben werden und spezieller einem Element 25 dieses Mikroprozessors, das die notwendige Füllzeit des Behälters zwischen den Niveaus 6 und 7 mißt. Dieses Element enthält den Wert Vo des Behältervolumens zwischen den beiden Detektoren gespeichert und kann somit die Pumprate der Flüssigkeit Vo/t berechnen. Dieser Ratenwert wird dem Rechner 26 übergeben, der diesen Wert mit dem von der Schnittstelle 15 gelieferten vergleicht, welcher die von dem Bediener gewünschte Rate darstellt. In dem Fall, in dem der Unterschied zwischen den beiden Werten größer als eine vorbestimmte Grenze ist, löst der Mikroprozessor 30 einen Alarm aus, wodurch es ermöglicht wird, das ärztliche Personal, das mit der Überwachung der Behandlungsdurchführung beauftragt ist, zu alarmieren.
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Kontrolle des Pumpens der Flüssigkeit mit der Pumpe 2 ermöglicht es somit, wie es weiter oben beschrieben wurde, einerseits mit einer großen Genauigkeit die tatsächlich gepumpte Flüssigkeitsmenge zu bestimmen, und andererseits mit dem Wiedererneuern der Weisung der Motorfrequenz als Funktion der gewünschten Rate auf die Pumpe 2 einzuwirken, damit die tatsächlich gepumpte Flüssigkeitsmenge genau der gewünschten Menge entspricht.
Diese Möglichkeit, die gepumpte Flüssigkeitsmenge aufzuerlegen und nicht nur festzustellen, stellt ein spezielles Interesse in dem Fall dar, in dem die gepumpte Flüssigkeit dem Dialyse- Flüssigkeitskreislauf entzogen wird und der aus dem Blut mit der Ultrafiltration extrahierten Flüssigkeitsmenge entspricht.

Claims

1. Verfahren zur Kontrolle der in einem Kreislauf gepumpten Flüssigkeitsmenge in einer künstlichen Niere, welches umfaßt

- Pumpen der Flüssigkeit mit einer Pumpe (2), die mit Mitteln (10) verbunden ist, welche Impulse emittieren, von denen jeder dem Durchfluß einer gewissen Flüssigkeitsmenge entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich folgendes umfaßt:

- Zählen der Anzahl emittierter Impulse,

- Bestimmen der gepumpten Flüssigkeitsmenge auf der Grundlage der Anzahl emittierter Impulse und der zwischen der Impulsanzahl und der gepumpten Flüssigkeitsmenge bestehenden Beziehung,

- automatisches Eichen der Pumpe, und ohne ihren Betrieb anzuhalten,

- Zirkulierenlassen der gepumpten Flüssigkeit in dem Behälter (5) der genau bekannten Kapazität Vo,

- Zählen der Anzahl der emittierten Impulse No, um den Behälter (5) zu füllen,

- Einrichten der genauen, zwischen der Anzahl der emittierten Impulse No und der Menge der gepumpten Flüssigkeit Vo bestehenden Beziehung.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zudem umfaßt:

- Bestimmen der tatsächlichen Rate der Flüssigkeitspumparbeit,

- Vergleichen der tatsächlichen Rate mit der gewünschten Rate,

- Festlegen der Zulässigkeitsgrenzen des Vergleichsprodukts der tatsächlichen Rate mit der gewünschten Rate,

- Korrigieren der Betriebsgeschwindigkeit der Pumpe in dem Fall, in dem das Vergleichsprodukt zwischen der tatsächlichen Rate und der gewünschten Rate außerhalb der festgelegten Grenzen liegt.

3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gepumpte Flüssigkeit eine Dialyseflüssigkeit ist, die in gleicher Menge wie die Flüssigkeitsmenge, die mit der Ultrafiltration aus dem Blut extrahiert werden soll, gepumpt wird.

4. Vorrichtung zur Kontrolle der Menge der gepumpten Flüssigkeit in einem Kreislauf mit einer Pumpe (2) in einer künstlichen Niere, die umfaßt:

- Mittel (10) zum Emittieren von Impulsen, von denen jeder dem Durchlaß einer gewissen Flüssigkeitsmenge entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß sie zudem folgendes umfaßt:

- Mittel (18) zum Zählen der emittierten Impulse,

- Mittel zum Bestimmen der Menge der gepumpten Flüssigkeit auf der Grundlage der Anzahl der emittierten Impulse und der zwischen der Impulsanzahl und der gepumpten Flüssigkeitsmenge bestehenden Beziehung,

- Mittel zum automatischen Eichen der Pumpe (2) ohne den Betrieb der Pumpe anzuhalten, wobei die Mittel insbesondere umfassen:

- Mittel (5, 6, 7) zum Messen eines genau bestimmten Volumens Vo der gepumpten Flüssigkeit,

- Mittel (18) zum Zählen der Anzahl No der während des Pumpens des Volumens Vo emittierten Impulse,

- Mittel (18) zum Einrichten der genauen zwischen der Anzahl der emittierten Impulse No und der Menge Vo der gepumpten Flüssigkeitsmenge bestehenden Beziehung.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich umfaßt:

- Mittel (21) zum Bestimmen der tatsächlichen Rate der gepumpten Flüssigkeit,

- Mittel (22) zum Vergleichen der tatsächlichen Rate mit der gewünschten Rate,

- Mittel (16) zum Korrigieren der Arbeitsgeschwindigkeit der Pumpe im Zusammenhang mit dem Vergleichsprodukt zwischen der tatsächlichen Rate und der gewünschten Rate.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (5, 6, 7) zum Messen eines genau bestimmten Volumens Vo der gepumpten Flüssigkeit stromabwärts der Mittel zum Pumpen (2) in bezug auf die Fließrichtung der gepumpten Flüssigkeit angeordnet sind.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gepumpte Flüssigkeit eine Dialyseflüssigkeit ist, die in gleicher Menge wie die Menge der Flüssigkeit gepumpt wird, die mit der Ultrafiltration aus dem Blut extrahiert werden soll.