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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Blutdialyseeinheit.
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Ein Hauptproblem bei der Dialysebehandlung
ist das Festsetzen eines gegebenen Gewichtsverlustes des Patienten
während
der Behandlung.
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Die Ausrüstung, die normalerweise für diesen
Zweck verwendet wird, umfaßt
eine Anzahl nicht invasiver Schlauchradpumpen zum Zirkulierenlassen der
verschiedenen beteiligten Fluide, die fast immer mit einer Anzahl
von Vorrichtungen zur Bestimmung der Flußrate der Fluide verbunden
sind.
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Falls die Schlauchradpumpen präzise genug wären, könnten die
Hilfsvorrichtungen damit ausgegeben werden und der Gewichtsverlust
des Patienten einfach durch eine Bestimmung der Geschwindigkeiten
der verschiedenen Pumpen bestimmt werden. Momentan ist es jedoch
so, daß die
Präzision der
Schlauchradpumpen alles in allem unzureichend ist, um den Gewichtsverlust
des Patienten mit dem erforderlichen Grad an Genauigkeit festzulegen
und nachträglich
zu bestimmen, der, wie bereits gesagt, ein vitaler Parameter ist,
der während
der Dialysebehandlung sorgsam beobachtet werden muß, um jede Möglichkeit
einer Herzdysbalance zu verhindern.
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Die US-A-4676905 offenbart eine Einheit
zur Dialyse von Blut, die einen Dialysator umfaßt, in dem eine Membran zwei
Kanäle
definiert, einen ersten für eine
Dialyseflüssigkeit
und einen zweiten für
extracorporales Blut; eine erste Leitung, in der die Dialyseflüssigkeit
zum ersten Kanal des Dialysators fließt; eine zweite Leitung, in
der die Dialyseflüssigkeit
von dem ersten Kanal des Dialysators fließt; und wenigstens zwei Kolbenpumpen,
die jeweils in einem geschlossenen Dialysekreislauf angeordnet sind
und im Betrieb alternativ die Dialyseflüssigkeit zu der ersten Leitung
liefern und durch die zweite Leitung abtransportieren.
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Jedoch weist die in der US-A-4676905
offenbarte Einheit eine relativ geringe Präzision bei der Berechnung eines
Gewichtsverlustes eines Patienten auf, der sich einer Dialysebehandlung
unterzieht.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Dialyseeinheit zur Verfügung zu stellen, die so ausgebildet
ist, daß sie
die oben beschriebenen Nachteile vermeidet, d. h., die eine hochgenaue Kontrolle
des Gewichtsverlustes des Patienten ermöglicht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Dialyseeinheit wie in Anspruch 1 beschrieben zur Verfügung gestellt.
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Eine bevorzugte, jedoch nicht einschränkende Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird anhand eines Beispiels mit Bezug auf
die Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein
Gesamtdiagramm einer Einheit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
Seitenansicht einer Mehrzahl von Elementen zeigt, die einen Teil
der Einheit in 1 bilden;
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3 eine
ebene Ansicht der Elemente in 2 zeigt;
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4 eine
Seitenansicht von Mitteln zum Versetzen wenigstens einer Kolbenpumpe
um einen Winkel zeigt;
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5 eine
ebene Ansicht des Mittels zum Versetzen um einen Winkel in 4 zeigt.
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Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet insgesamt eine
Mehrzahl von Elementen, die einen Teil der Dialyseeinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung bilden.
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In 1 sind
alle Details, die nicht essentiell für das Verständnis der vorliegenden Erfindung
sind, weggelassen. Insbesondere zeigt 1 nicht
den ersten Bereich zum Präparieren
der Dialyseflüssigkeit,
der stromaufwärts
von einem Einlaß 2 und
von einer ersten Leitung 3 zum Einleiten der Dialyseflüssigkeit
in den Dialysator 4 angeordnet ist.
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Der Dialysator 4 repräsentiert,
wie bekannt, was als das "Herz" der Einheit 1 bezeichnet
werden könnte,
indem er tatsächlich
das Blut eines Patienten reinigt und eine permeable Membran 5 beinhaltet, durch
die longitudinal in der Strömungsrichtung
in zwei Teile geteilt wird, die einen ersten Kanal 6, durch den
die hereinkommende Dialyseflüssigkeit
von der ersten Leitung 3 fließt, und einen zweiten Kanal 7 bildet,
durch den das Blut des Patienten von einer zweiten Leitung 8 fließt, und
von dem das gereinigte Blut in eine dritte Leitung 9 ausgeführt wird.
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Die unerwünschten Substanzen im Blut
des Patienten diffundieren durch die permeable Membran 5 in
die Dialyseflüssigkeit,
durch die sie durch eine vierte Leitung 10 in einen Abfluß 11 geleitet
werden.
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Die wesentlichen Elemente der vorliegenden Erfindung
umfassen zwei Kolbenpumpen 12, 13, die jeweils
auf die Dialyseflüssigkeit
wirken, die vor der Behandlung durch die erste Leitung 3 fließt und nach der
Behandlung durch die vierte Leitung 10 fließt.
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Damit das System optimal arbeitet,
ist es essentiell, daß,
während
die erste Kolbenpumpe 12 komprimiert, d. h., die Dialyseflüssigkeit
"schiebt", die zweite Kolbenpumpe 13 die Dialyseflüssigkeit
einsaugt, die die unerwünschten
Substanzen enthält, die
aus dem Blut entfernt wurden, das durch den Dialysator 4 fließt.
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Um das Problem der Festlegung des
Gewichtsverlustes des Patienten zu lösen, sind die Elemente zur
Realisierung der obigen Funktionen wie in den 2 und 3 gezeigt
angeordnet.
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Wie anhand der 2 und 3 zu
erkennen, sind die Kolbenpumpen 12 und 13 auf
beiden Seiten eines elektrischen Motors 14 angeordnet,
der über
jeweilige Kurbeln 15 bzw. 16 auf jeweilige Universalgelenke 17 bzw. 18 wirkt,
die die Kolbenpumpen 12 bzw. 13 mit den Kurbeln 15 bzw. 16 verbinden.
Wie in 3 gezeigt bildet
die longitudinale Symetrieachse 19 des Elektromotors 14 einen
Winkel α mit
der longitudinalen Symetrieachse 20 der ersten Kolbenpumpe 12 und
einen Winkel ß mit
der longitudinalen Symetrieachse 21 der zweiten Kolbenpumpe 13.
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Aufgrund der Winkel α und ß übertragen
die Universalgelenke 17, 18 nicht nur eine Drehbewegung
auf die Kolben (nicht dargestellt) der jeweiligen Pumpen 12 bzw. 13,
sondern bewegen die Kolben auch in die Richtungen, die durch die
longitudinalen Symetrieachsen 20 bzw. 21 der jeweiligen
Pumpen 12 bzw. 13 bezeichnet sind, wobei diese
gegenüber der
longitudinalen Symetrieachse 19 des Elektromotors 14 versetzt
sind, so daß,
während
die erste Kolbenpumpe 12 die Flüssigkeit komprimiert, die zweite Kolbenpumpe 13 die
Flüssigkeit
einsaugt, wodurch ein kontinuierlicher Fluß zwischen den Pumpen 12 und 13 und
durch den Dialysator 4 sichergestellt wird.
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Um die Kolbenpumpen 12 und 13 zu
waschen, wird die Dialyseflüssigkeit,
die in jede Pumpe eintritt (in 3 nur
relativ zur Kolbenpumpe 13 dargestellt) längs einer
Röhre 22 in
den Zylinder eingeführt,
und längs
einer Röhre 23 aus
dem Zylinder ausgeführt,
nachdem sie der Wirkung der aktiven Oberfläche des Kolbens (nicht dargestellt)
ausgesetzt worden ist, und wird dann durch Röhren 24 und 25 geführt, um
die hintere Kammer zu waschen, die durch die Kolbenoberfläche definiert
ist, die der aktiven Oberfläche
gegenüberliegt.
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Mittels einer Vorrichtung 26,
die im Detail in den 4 und 5 dargestellt ist, kann wenigstens
eine der Kolbenpumpen 12, 13 um einen Winkel versetzt werden,
um den jeweiligen Winkel α, ß so zu
variieren, wie es der Bediener vorgibt.
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Da die jeweiligen Vorrichtungen 26 der
Kolbenpumpen 12 und 13 identisch sind, befaßt sich
die folgende Beschreibung nur mit der Vorrichtung 26, die
auf die Kol- benpumpe 13 integral mit einem Abstütztisch 27 wirkt,
der bei 28 mit einer Basis 29 gelenkig verbunden
ist. Eine Schnecke 30, die durch einen Schrittmotor 32 über ein
Reduziergetriebe 31 angetrieben wird, bewegt einen Gleitblock 33,
der sich über
eine schwalbenschwanzförmige
Verbindung 34 zusammen mit der Basis 29 bewegt.
Die obere Oberfläche
des Gleitblocks 33 stützt
einen Stift 35, der in einen Schlitz 36 eingreift,
welcher in dem Abstütztisch 27 ausgebildet
ist. Wenn sich der Gleitblock 33 bewegt, drückt der
Stift 35 gegen die longitudinalen seitlichen Oberflächen des
Schlitzes 36, um so den Abstütztisch 27 zu drehen,
der, wie beschrieben, bei 28 mit der Basis 29 gelenkig
verbunden ist. Eine Versetzung des Abstütztisches 27 um einen
Winkel, d. h., eine Variation im Winkel ß, dreht auch die Kolbenpumpe 13 zusammen
mit Tisch 27 und ermöglicht
es dem Bediener somit, daß Ansaugen
der Dialyseflüssigkeit,
die durch die vierte Leitung 10 fließt, durch die Kolbenpumpe 13 zu
regulieren.
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Die in den 4 und 5 dargestellte
Vorrichtung 26 ist nur exemplarisch dargestellt. Es versteht sich,
daß jeder äquivalente
Mechanismus in alternativen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, solange er eine
schrittweise Versetzung von wenigstens einer der Kolbenpumpen 12 und 13 um
einen Winkel ermöglicht.
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Auf ähnliche Weise können, obwohl
die Lösung
gemäß den 1 bis 3 einen elektrischen Motor 14 zur
Betätigung
der Kolben der beiden Pumpen 12 und 13 umfaßt, offensichtlich
beide Kolbenpumpen 12, 13 durch einen jeweiligen Elektromotor
betätigt
werden. In diesem Fall werden die Winkel α und ß durch die longitudinalen
Symetrieachsen 20, 21 der Kolbenpumpen 12, 13 definiert,
die die longitudinalen Symetrieachsen der jeweiligen Elektromotoren schneiden
(in den Zeichnungen nicht dargestellt).
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Der Gewichtsverlust des Patienten
wird durch den Bediener wie folgt festgelegt.
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- (a) zunächst
muß die
Flußrate
der Dialyseflüssigkeit
in der ersten Leitung 3 gleich der in der vierten Leitung 10 gemacht
werden. Falls ein einzelner Elektromotor 14 für die zwei
identischen Kolbenpumpen 12, 13 verwendet wird,
wird dies erreicht, in dem einfach bestimmt wird, daß die longitudinalen
Symetrieachsen 20, 21 gleiche Winkel α und ß zur longitudinalen
Symetrieachse 19 des Elektromotors 14 bilden,
so daß die
Menge an Dialyseflüssig keit,
die durch Kolbenpumpe 13 angesaugt wird, definitiv gleich
der durch die durch die Kolbenpumpe 12 komprimierten Menge
ist.
- (b) dadurch, daß der
Winkel ß auf
Basis eines nicht dargestellten Korrelationsdiagramms geeignet vergrößert wird
und der Winkel α unverändert gelassen
wird, wird das Ansaugen durch die Kolbenpumpe 13 bezüglich der
Komprimierung durch die Kolbenpumpe 12 vergrößert; die
Kolbenpumpe 13 saugt daher mehr Flüssigkeit vom Dialysator 4 durch
die vierte Leitung 10 an, als durch die erste Lei- tung 3 in
den Dialysator zugeführt
wird; und ein Vakuum wird im Dialysator 4 erzeugt, damit
die toxischen Substanzen in dem Blut, das durch den zweiten Kanal 7 fließt, vom
Kanal 7 durch die permeable Membran 5 in den ersten
Kanal 6 diffundieren.
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Je mehr der Winkel ß bezüglich des
Winkels α vergrößert wird,
desto größer wird
der Gewichtsverlust des Patienten sein, indem das Ansaugen von toxischen
Substanzen, die in dem in dem zweiten Kanal 7 fließenden Blut
enthalten sind, vergrößert wird.
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Jede Änderung des Winkels ß kann hierzu durch
die Aktivierung des Schrittmotors 32 erfolgen, der das
Reduziergetriebe 31 dreht, das seinerseits den Gleitblock 33 mittels
der Schnecke 30 bewegt, so daß der Stift 35 zusammen
mit dem Gleitblock 33 auf die seitlichen Wände des
Schlitzes 36 wirkt, der in dem Abstütztisch 27 der zweiten
Kolbenpumpe 13 ausgebildet ist, wodurch die Pumpe 13 gedreht
wird.
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Eine Einheit 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
auch eine elektronische zentrale Kontrolleinheit 37 zum
automatischen Kontrollieren all der oben beschriebenen Operationen.
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Der strichpunktierte Block 38 in 1 repräsentiert eine Hilfswiegevorrichtung
zum Abzweigen der Dialyseflüssigkeit.
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Die Hilfswiegevorrichtung 38 umfaßt eine fünfte Leitung 39,
die bei 40 mit der vierten Leitung 10 verbunden
ist, um die Dialyseflüssigkeit
mittels einer Schlauchradpumpe 42 in einen Kessel 41 zu
fördern. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 43 ein
elektronisches Wiegemittel zu Wiegen des Kessels 41 und
seines Inhalts, und 44 bezeichnet ein Magnetventil, das
in einer sechsten Leitung 45 zu einem Ausfluß 46 angeordnet
ist.
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Nachdem die Ströme durch die beiden Kolbenpumpen 12 und 13 einander
gleich gemacht worden sind, aktiviert der Bediener die Hilfswiegevorrichtung 38,
um einen vorgegebenen Gewichtsverlust des Patienten mittels der
Schlauchradpumpe 42 festzulegen. Eine Erhöhung der
Geschwindigkeit der Schlauchradpumpe 42 erhöht offensichtlich
den Gewichtsverlust des Patienten. Das elektronische Wiegemittel 43 dient
zur rückwirkenden
Kontrolle des durch den Bediener festgelegten Gewichtsverlustes.
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Die oben beschriebene Einheit 1 ermöglicht einen
maximalen Freiraum bei der Verwirklichung der besten Bedingungen,
wobei der Gewichtsverlust des Patienten in jedem individuellen Fall
bestimmbar ist.
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Es sei betont, daß Block 38 in Verbindung
mit den Kolbenpumpen 12, 13 verwendet werden kann, die
nur als Stromvergleichmäßiger arbeiten,
oder die Kolbenpumpen 12, 13 können alleine verwendet werden,
wie oben beschrieben. In diesem Fall fungiert die Schlauchradpumpe 42 als
ein Ventil zum Schließen
der fünften
Leitung 39.