DE69623563T3

DE69623563T3 - Verfahren und vorrichtung zur spülung eines membranapparats

Info

Publication number: DE69623563T3
Application number: DE69623563T
Authority: DE
Inventors: Francesco Bardelli; Anna Puppini
Original assignee: Gambro Hospal Schweiz AG
Current assignee: Gambro Hospal Schweiz AG
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: EP0772469B1; ES2182976T5; WO1996038189A1; IT1279572B1; ITTO950442A1; US5893382A; ITTO950442A0; ES2182976T3; CA2196338A1; ATE223741T1; DE69623563D1; CA2196338C; EP0772469A1; DE69623563T2; EP0772469B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum anfänglichen Spülen einer Blutbehandlungsvorrichtung.
Es ist bekannt, dass es vor dem Beginn einer Dialysebehandlung erforderlich ist, den Dialysator zu spülen (ein als "Priming" oder Vorbereitung bezeichneter Schritt), indem man eine Spüllösung durch die Kammern des Dialysators fließen lässt. Um eine derartige Spülung durchzuführen, wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen. In dem Patent US-A-5 004 548 ist beispielsweise ein Verfahren beschrieben, das darin besteht, den Ausgang der Kammer des Dialysators für das Blut an den Eingang der Kammer für die Dialyseflüssigkeit anzuschließen und eine sterile physiologische Lösung aus einem Beutel hintereinander durch die Blutkammer und die Dialyseflüssigkeitskammer fließen zu lassen. Der Ausgang der Dialyseflüssigkeitskammer ist mit einem Beutel zur Sammlung und Abführung der Spülflüssigkeit verbunden.
Gemäß einem bekannten Spülverfahren, wird die Spülflüssigkeit nicht in einem Sammelbeutel aufgenommen, sondern durch die Abflussleitungen für verbrauchte Dialyseflüssigkeiten der Dialysemaschine abgeleitet. Hierzu ist das Auslassanschlussstück der Dialyseflüssigkeitskammer mittels einer Leitung und eines elektromagnetischen Ventils an eine in der Dialysevorrichtung in der Nähe des Ausgangs eines Ultrafilters vorgesehene Abflussleitung angeschlossen. Zugleich wird eine Dialyseflüssigkeit in dem Ultrafilter in Umlauf gebracht, so dass die Spülflüssigkeit des Dialysators und die Dialyseflüssigkeit in Vorbereitung gemeinsam in der Abflussleitung abgeführt werden.
Diese Lösung weist den Vorteil auf, es zu ermöglichen, aufgrund der Vermeidung des Sammelbeutels und dessen Entsorgungskosten eine merkliche Einsparung zu erreichen und die Spülung des Dialysators zu verbessern. Zudem besteht kein Risiko einer Kontamination des Dialysators oder der sterilen Teile der Vorrichtung durch nicht sterile Flüssigkeit, denn zwischen den sterilen und nicht sterilen Teilen der Vorrichtung ist eine komplette Trennung vorgesehen.
Um eine angemessene Spülung des Dialysators sicherzustellen, müssen eventuelle Luftblasen, die auf der Membran des Dialysators vorhanden sind, entfernt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, schlägt derzeit die Person, die mit der Durchführung der Dialyse beauftragt ist, leicht auf den Dialysator, damit die Blasen sich von der Membran ablösen und mit der Spülflüssigkeit abgeführt werden.
Druckschrift US5004548 zeigt ein Spülsystem für eine Blutbehandlungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind, das darin besteht: dass ein Spülkreislauf eingerichtet wird, indem ein Eingang der ersten Kammer mit einer Spülflüssigkeitsquelle verbunden wird, der Ausgang der ersten Kammer mit einem Eingang der zweiten Kammer verbunden wird und der Ausgang der zweiten Kammer mit Ableitungsmitteln verbunden wird; Spülflüssigkeit in dem Spülkreislauf mittels einer Pumpe zirkulieren gelassen wird, die im Spülkreislauf auf der Seite des Eingangs der Kammer angeordnet ist.
Druckschrift « Blutreinigungsverfahren – Georg Thieme Verlag Stuttgart. New York – 1981 – 5. Technik der Hämodialyse » zeigt ein Spülsystem für eine Blutbehandlungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind, wobei das System darin besteht, dass Spülflüssigkeit in dem Spülkreislauf zirkulieren gelassen wird, in dem Spülkreislauf in Zeitintervallen Druckwellen erzeugt werden, so dass an einer Innenwand der Blutbehandlungsvorrichtung anhaftende Luftblasen abgelöst werden, und die Luftblasen in der Spülflüssigkeit abgeführt werden, wobei die Druckwellen erzeugt werden, indem abwechselnd Verschlussmittel geöffnet und geschlossen werden, die im Spülkreislauf angeordnet sind.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, das oben angegebene Spülverfahren zu verbessern, um es vollständig zu automatisieren, während gleichzeitig die Vorteile des weiter oben beschriebenen, bekannten Spülverfahrens beibehalten werden.
Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Spülen einer Blutbehandlungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind, nach Anspruch 2 vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist auch eine Vorrichtung zum Spülen einer Blutbehandlungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind, nach Anspruch 1 vorgesehen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden beim Studium der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung offenbar werden, die keine Einschränkung darstellen soll und unter Bezug auf folgende beigefügte Zeichnungen erfolgt:
1 gibt schematisch den Hydraulikkreis einer Dialysemaschine wieder,
2 veranschaulicht den Verlauf der Kurven bestimmter Größen, die in dem Kreislauf der 1 gemessen werden.
In 1 ist auf schematische Weise der Hydraulikkreis einer Dialysemaschine 1 dargestellt, der für den Spülschritt mit einem Dialysator 2 verbunden ist. In der Figur wurden die Anschlüsse und die Elemente, die im erfindungsgemäßen Spülverfahren nicht vorkommen weggelassen.
Der Dialysator 2 umfasst eine Blutkammer 3 und eine Dialyseflüssigkeitskammer 4, die durch eine semipermeable Membran 5 getrennt sind. Die Blutkammer 3 umfasst einen Eingang 7 und einen Ausgang 8; die Dialyseflüssigkeitskammer 4 umfasst einen Eingang 9 und einen Ausgang 10. Der Eingang 7 der Blutkammer 3 ist mittels einer arteriellen Leitung 11, die mit einer peristaltischen Pumpe 12 (Blutpumpe) und einer Expansionskammer 13 versehen ist, mit einem Beutel 14 für Spülflüssigkeit (sterile physiologische Lösung) verbunden; der Ausgang 8 der Blutkammer ist mittels einer venösen Leitung 15, die mit einer Blasenfalle 16 versehen ist, und eines Leitungsteils 17 mit dem Eingang 9 der Dialyseflüssigkeitskammer verbunden. Der Ausgang 10 der Dialyseflüssigkeitskammer ist mittels einer Anschlussleitung 18, die mit einem Aufnehmer 20 für den Druck Pi und einem elektromagnetischen Ventil 21 versehen ist, mit dem Ausgang eines Ultrafilters 22 (Anschlussstelle 19) verbunden.
Das Ultrafilter 22 ist durch eine semipermeable Membran 23 in zwei Kammern unterteilt: eine Eintrittskammer 24 und eine Austrittskammer 25. Die Eintrittskammer 24 umfasst einen Eingang 26, die mit einer Einheit zur Präparation der Dialyseflüssigkeit 28 verbunden ist, und einen Ausgang 30, der mit einer Zweigleitung 31 verbunden ist, die mit einem elektromagnetischen Ventil 32 versehen ist. Die Austrittskammer 25 um fasst einen Ausgang 33, der mit der Anschlussleitung 18 und mit einer Abflussleitung 34 verbunden ist.
Die Abflussleitung 34 umfasst einen ersten Leitungsabschnitt und einen zweiten Leitungsabschnitt, die durch ein Verbindungsstück 48 verbunden sind. Der erste Abschnitt, der direkt mit dem Ausgang 33 des Ultrafilters 22 verbunden ist, ist mit einem ersten elektromagnetischen Ventil 35 versehen. Der zweite Abschnitt ist mit einer Zahnradpumpe 36 und einem zweiten elektromagnetischen Ventil 40 versehen. Ein Leitungsteil, das mit einem Aufnehmer für den Druck P0 und einem dritten elektromagnetischen Ventil 38 versehen ist, ist im Nebenschluss zur Pumpe 36 angebracht.
Die Zweigleitung 31, deren eines Ende an den Ausgang 30 der ersten Kammer des Ultrafilters 22 angeschlossen ist, ist an ihrem anderen Ende stromabwärts von dem zweiten elektromagnetischen Ventil 40 mit der Abflussleitung 31 verbunden.
In 1 sind ebenso schematisch verschiedene Verschlussklemmen (clamps) und verschiedene Verbindungsstücke dargestellt, die in den Rohrleitungen angeordnet sind. Insbesondere ist in der arteriellen Leitung 11 zwischen der Blutpumpe 12 und dem Beutel 14 eine Verschlussklemme 43 vorgesehen und eine analoge Klemme 44 ist in der venösen Leitung 15 stromabwärts von der Blasenfalle 16 angeordnet. Ein Verbindungsstück 45 ist vorgesehen, um die venöse Leitung 15 mit dem Leitungsteil 17 zu verbinden; ein Verbindungsstück 46 ist vorgesehen, um das Leitungsteil 17 am Eingang 9 der Dialyseflüssigkeitskammer des Dialysators 2 anzuschließen; ein Verbindungsstück 47 ist vorgesehen, um den Ausgang 10 der Dialyseflüssigkeitskammer 4 mit der Verbindungsleitung 18 zu verbinden; und das Verbindungsstück 48, das in der Abflussleitung 34 angeordnet ist, ist vorgesehen, um am Ende des Spülschritts den zweiten Abschnitt der Abflussleitung 34 an den Eingang 9 der Dialyseflüssigkeitskammer anzuschließen, um die Dialyse durchzuführen.
Ein Aufnehmer 50 für den Druck PA ist mit der Expansionskammer 13 verbunden und ein Aufnehmer 51 für den Venendruck PV ist mit der Blasenfalle 16 verbunden.
Das Ventil 21 der Verbindungsleitung 18 hat die Funktion, während des Spülschritts den globalen Schutz des Dialysators 2 gegen jegliche eventuelle Kontamination von Seiten der Dialyseflüssigkeit sicherzustellen. Das Ventil 21 wird derart gesteuert, dass der Druck in der Verbindungsleitung 18 immer über dem Druck in der Abflussleitung 34 bleibt und ein Rückfluss der Dialyseflüssigkeit zum Dialysator 2 während der Präparation nicht auftreten kann. Hierzu werden die Drücke Pi und P0, die mittels der Druckaufnehmer 20, 37 in der Verbindungsleitung 18 und in der Abflussleitung 34 gemessen werden, ständig durch eine Steuer- und Kontrolleinheit 55 kontrolliert und das Ventil 21 in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Werte geöffnet und geschlossen. Das erste elektromagnetische Ventil 35 ist während des Spülschritts konstant offen, um die Ableitung der Dialyseflüssigkeit in Präparation zu ermöglichen, und es ist geschlossen, wenn die Dialyse am Laufen ist. Die Ventile 32, 38 und 40 dienen dazu, die entsprechenden Leitungen in Abhängigkeit von vorbestimmten Sicherheitsbedingungen zu schließen und zu öffnen. Die Steuereinheit 55, die die von den Aufnehmern 20 und 37 gemessenen Drücke Pi und P0 empfängt, steuert alle Ventile des Kreislaufs (insbesondere das Ventil 21).
Das Spülverfahren läuft folgendermaßen ab. Zu Beginn ist das elektromagnetische Ventil 21 geschlossen und das erste Ventil 35 der Abflussleitung 34 ist offen. Nach dem Anschluss des Hydraulikkreislaufs auf die beschriebene und dargestellte Weise, wird die arterielle Pumpe 12 in Betrieb genommen; sie saugt die Spülflüssigkeit (physiologische Lösung) aus dem Beutel 14 an und fördert sie in die arterielle Leitung 11 und in die Blutkammer 3 des Dialysators 2, wie durch die Pfeile in 1 dargestellt ist. Die Flüssigkeit fließt dann in die venöse Leitung 15 und den Leitungsteil 17 und tritt durch den Eingang 9 in die Dialyseflüssigkeitskammer ein. Die Flüssigkeit zirkuliert somit in den zwei Kammern 3 und 4 des Dialysators in der gleichen Richtung von unten nach oben, wodurch die Abführung der in dem Dialysator 2 enthaltenen Luft erleichtert wird.
Nachdem sie die Dialyseflüssigkeitskammer 4 gespült hat, fließt die Flüssigkeit in die Verbindungsleitung 18, wodurch eine Zunahme des Drucks in dieser Leitung hervorgerufen wird, da das Ventil 21 geschlossen ist. Wenn der in dieser Verbindungsleitung 18 herrschende Druck, der durch den Aufnehmer 20 gemessen wird, einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet (zum Beispiel 80 mm Hg) wird durch die Einheit 55 die Öffnung des Ventils 21 gesteuert. Die Spülflüssigkeit fließt dann in die Abflussleitung 35, wo sie durch die Pumpe 36 mit der Dialyseflüssigkeit in Vorbereitung in Umlauf gebracht wird. Im folgenden bleibt das Ventil 21 druckgesteuert, aber sein Zustand (offen/geschlossen) hängt nicht mehr vom absoluten Wert des Drucks In der Verbindungsleitung 18 ab: Er wird nun eine Funktion der Druckdifferenz ΔP zwischen dem Druck Pi, der in der Verbindungsleitung 18 herrscht, und dem Druck P0, der in der Abflussleitung 34 herrscht, so dass die Spülflüssigkeit dauerhaft in die Abflussleitung 34 fließt (wodurch das Risiko beseitigt wird, dass die Dialyseflüssigkeit in Vorbereitung in Kontakt mit dem Dialysator 2 kommt).
In der Praxis ist das Ventil 21 geschlossen, wenn ΔP = Pi – P0 < 30 mm Hg, und wenn ΔP > 50 mm Hg, ist das Ventil 21 offen. Die Kurve der Drücke Pi und P0 in den Rohrleitungen 18 und 34, die aus dieser Steuerung resul tieren, sind in 2 zu sehen, in der man (ab t ≈ 350 s) einen wellenförmigen Verlauf der zwei Drücke aufgrund des andauernden Öffnens und Schließens des Ventils 21 sehen kann. In 2 ist auch der Verlauf der Kurve des Drucks PV in der venösen Leitung 15 angegeben.
Die Steuerung des Ventils 21 auf die gerade dargelegte Weise ruft eine Folge von Druckwellen im Innern des Dialysators 2, in der venösen Leitung 15 und in der Verbindungsleitung 18 hervor, wodurch die Ablösung der an der Dialysatormembran und den Leitungswänden hängenden Luftblasen und ihre Abführung erleichtert wird.
Am Ende des Spülverfahrens wird der Rezipient 14 von der arteriellen Leitung 11 abgetrennt, die dann mittels einer Kanüle mit dem Blutkreislauf eines Patienten verbunden werden kann. Das Leitungsteil 17 wird von dem Dialysator 2 getrennt und von der venösen Leitung 15 abgelöst, die dann mittels einer Kanüle mit dem Blutkreislauf eines Patienten verbunden werden kann. Das erste Ventil 35 wird geschlossen, der Anschluss 48, der dazu dient, die zwei Abschnitte der Abflussleitung 34 zu verbinden, wird geöffnet und der zweite Abschnitt der Abflussleitung 34 wird mit der Öffnung der Dialyseflüssigkeitskammer verbunden, an der zuvor das Leitungsteil 17 angeschlossen war. Auf diese Weise fließt während der Dialysesitzung die aus der zweiten Kammer des Ultrafilters 22 austretende Dialyseflüssigkeit in die Verbindungsleitung 18, in die Kammer 4 (in einer zum Pfeil der 1 entgegengesetzten Richtung) und in die Abflussleitung 34.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen begrenzt und kann variiert werden. Das beschriebene Verfahren kann insbesondere ebenso gut eingesetzt werden, wenn zwei unabhängige Spülkreisläufe für die Spülung der zwei Kammern des Dialysators verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zum Spülen einer Blutbehandlungsvorrichtung (22) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (3, 4), die durch eine semipermeable Membran (5) getrennt sind, mit einem Spülkreislauf der folgendes umfasst: – Mittel zur Versorgung (14) zumindest einer Kammer (3; 4) mit Spülflüssigkeit; – Mittel zur Abführung (18, 34) der gebrauchten Spülflüssigkeit; – Mittel (21, 55) zur Erzeugung von Druckwellen bei Zeitintervallen in dem Spülkreislauf, um an einer Innenwand der Blutbehandlungsvorrichtung (2) anhaftende Luftblasen abzutrennen und diese Luftblasen in der Spülflüssigkeit abzuführen; – Pumpmittel (12) zum Zirkulieren der Spülflüssigkeit im Spülkreislauf, – wobei die Mittel zur Erzeugung von Druckwellen Verschlussmittel (21) zum selektiven Unterbinden der Zirkulation von Flüssigkeit im Spülkreislauf umfassen, wobei diese Verschlussmittel (21) sich stromabwärts bzw. stromaufwärts von der Membranvorrichtung (2) befinden, während die Pumpmittel (12) stromaufwärts bzw. stromabwärts von der Membranvorrichtung (2) liegen; dadurch gekennzeichnet, dass: – die Abführungsmittel eine Leitung zur Verbindung (18) eines Ausgangs einer Kammer (3; 4) der Membranvorrichtung (2) mit einer Abflussleitung (34) eines Behandlungsflüssigkeitsgenerators (1) umfassen, – Steuermittel (55) zur Steuerung der Öffnung und des Schließens der Verschlussmittel (21) vorgesehen sind, um Druckwellen innerhalb des Spülkreislaufs zu erzeugen; – sie erste Druckmessmittel (20) zur Messung des Drucks Pi innerhalb eines zwischen den Pumpmitteln (12) und den Verschlussmitteln (21) liegenden Teils des Spülkreislaufs, und zweite Druckmessmittel (37) zur Messung des Drucks P0 innerhalb der Abflussleitung (34) umfasst, – die Steuermittel (55) zur Steuerung der Öffnung und des Schließens der Verschlussmittel (21) abhängig von den gemessenen Drücken vorgesehen sind; – die Steuermittel (55) vorgesehen sind zur Steuerung der Öffnung der Verschlussmittel (21), wenn die Druckdifferenz Pi – P0 = ΔP größer als ein erster vorgegebener Grenzwert ist, und des Schließens der Verschlussmittel (21), wenn der Druckdifferenz ΔP kleiner als ein zweiter vorgegebener Grenzwert ist.
Verfahren zum Spülen einer Blutbehandlungsvorrichtung (2) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (3, 4), die durch eine semipermeable Membran (5) getrennt sind, umfassend die folgenden Schritte: – Anordnung eines Spülkreislaufs durch Verbinden eines Eingangs der ersten Kammer (3) mit einer Spülflüssigkeitsquelle (14) und eines Ausgangs dieser Kammer (3) mit Ableitungsmitteln (18, 34); – Zirkulieren von Spülflüssigkeit innerhalb des Spülkreislaufs durch Pumpmittel (12), die im Spülkreislauf an der Eingangs- bzw. Ausgangsseite dieser Kammer (3) angeordnet sind; – Erzeugung von Druckwellen bei Zeitintervallen innerhalb des Spülkreislaufs durch abwechselndes Öffnen und Schließen der Verschlussmittel (21), die im Spülkreislauf an der Ausgangs- bzw. Ein gangsseite dieser Kammer (3) angeordnet sind, um an einer Innenwand der Blutbehandlungsvorrichtung (2) anhaftende Luftblasen abzulösen und diese Luftblasen in die Spülflüssigkeit abzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass: – der Spülkreislauf durch Anschließen des Ausgangs der ersten Kammer (3) mit einer Abflussleitung (34) eines Behandlungsflüssigkeitsgenerators (1) ausgelegt ist; und dass – das Öffnen und Schließen der Verschlussmittel (21) abhängig von einem Druck, der in einem Teil des Spülkreislaufs zwischen den Pumpmitteln (12) und den Verschlussmitteln (21) gemessen wird, gesteuert werden.
Spülverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass: – der Druck Po in der Abflussleitung (34) gemessen wird: – die Differenz ΔP = Pi – P0 zwischen den Drücken im Spülkreislauf und in der Abflussleitung (34) berechnet wird; und – die Öffnung der Verschlussmittel (21) gesteuert wird, wenn die Druckdifferenz ΔP größer als ein erster vorgegebener Grenzwert ist, und das Schließen der Verschlussmittel gesteuert wird, wenn die Druckdifferenz ΔP kleiner als ein zweiter vorgegebener Grenzwert ist.