DE69731943T2

DE69731943T2 - VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG DER BLUTREZIRKULATION IN EINEm VASKULäREN ZUGANG

Info

Publication number: DE69731943T2
Application number: DE69731943T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Cavicchioli; Enrico Canini; Massimo Fava
Original assignee: Gambro Hospal Schweiz AG
Current assignee: Gambro Hospal Schweiz AG
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2017-10-18
Also published as: US20020062098A1; US6537240B2; CA2239097C; ITTO960855A1; ES2235255T3; CA2239097A1; ATE284720T1; JP2000502940A; JP4102444B2; EP0886529A1; WO1998017334A1; EP1449549A3; EP1449549A2; EP1449549B1; IT1288767B1; EP0886529B1; DE69731943D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung der Rezirkulation von Blut in einem Gefäßzugang.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Bestimmung der Rezirkulation von Blut in einem Gefäßzugang bei einer Dialysebehandlung, die im Folgenden in der Beschreibung als nicht beschränkendes Beispiel verwendet wird.
Bekanntlich setzt sich Blut aus einem flüssigen Anteil, dem Blutplasma, und einem teilchenförmigen Anteil zusammen, der von Zellen gebildet wird, darunter die roten Blutkörperchen, die das Hämoglobin enthalten. Im Fall einer Niereninsuffizienz findet man im Blut außerdem unerwünschte niedermolekulare Substanzen, die durch eine mithilfe einer Dialyseapparatur durchgeführte Dialysebehandlung beseitigt werden können.
Dialysebehandlungen zeigen eine Wirksamkeit, die als das Verhältnis zwischen dem im Verlauf der Dialysesitzung gereinigten Blutvolumen und dem gesamten Blutvolumen des Patienten definiert ist.
Ein vereinfachtes Modell der Blutströme in einem Patient-extrakorporaler-Kreislauf-System, in dem die Verbindung zwischen dem Patienten und dem extrakorporalen Kreislauf an einem Gefäßzugang des Typs einer Cimino-Brescia-Fistel erfolgt, ist in der 1 veranschaulicht, in der die Bezugszahl 1 das Herz, die Bezugszahl 2 den Lungenkreislauf, die Bezugszahl 3 den Gefäß- oder systemischen Kreislauf und die Bezugszahl 4 einen Dialysator bezeichnet, der mit dem systemischen Kreislauf 3 über einen Schlauch zur Abnahme von Blut 5 (arterieller Schlauch) und einen Schlauch zum Wiedereinführen von Blut 6 (venöser Schlauch) verbunden ist.
Wie 1 zeigt, stammt das im Verlauf einer Dialysesitzung behandelte Blut aus dem systemischen Kreislauf 3, in dem das Blut mit einem beschränkten Durchsatz fließt. Dadurch besitzen gegenwärtige Dialysebehandlungen eine beschränkte Wirksamkeit, und es gibt zum gegenwärtigen Zeitpunkt keine verbessernde Maßnahme, welche die Erhöhung des Werts ermöglicht.
Außerdem wird die Wirksamkeit von Dialysebehandlungen auch durch das Phänomen verringert, das im medizinischen Fachgebiet unter dem Begriff "Rezirkulation im Gefäßzugang" bekannt ist und dessen Größe von mehreren Faktoren, wie dem Blutdurchsatz im extrakorporalen Kreislauf, der Position der Kanülen und dem Grad der Stenose der Fistel, abhängt. Rezirkulation liegt vor, wenn ein Teil des im extrakorporalen Kreislauf behandelten Bluts durch den arteriellen Schlauch 5 wieder in diesen Kreislauf eingeleitet wird, sobald es durch den venösen Schlauch 6 in den Gefäßzugang 4 injiziert worden ist. Dieses Phänomen ist in der 2 veranschaulicht, in der die Bezugszahlen 7 und 8 die Kanülen zur Entnahme und zum Wiedereinführen von Blut bezeichnen, die jeweils mit dem arteriellen Schlauch 5 bzw. dem venösen Schlauch 6 verbunden sind.
Der Wert AR der Rezirkulation im Gefäßzugang ist durch den folgenden Ausdruck definiert:
worin QB der Durchsatz des im extrakorporalen Kreislauf zirkulierenden Bluts ist und QR der Durchsatz des Bluts ist, das unmittelbar nach der Dialysebehandlung über den arteriellen Schlauch 5 in den extrakorporalen Kreislauf zurückkehrt.
Die Kenntnis des Wertes AR der Rezirkulation im Gefäßzugang liefert mehrere praktische Vorteile hinsichtlich der Dialysebehandlungen: Er zeigt, dass die Kanülen 7, 8 neu positioniert werden müssen, wenn der Wert AR der Rezirkulation zu hoch ist, und er ermöglicht es, im Hinblick auf eine größere Genauigkeit der Dialysetherapie zu arbeiten, die Stenose der Fistel langfristig zu kontrollieren und die durchschnittliche Lebensdauer der Fistel selbst zu verlängern.
Zur Bestimmung des Wertes AR der Rezirkulation im Gefäßzugang kennt man mehrere Messverfahren (siehe beispielsweise EP-A-0 693 297), die in zwei große Gruppen eingeteilt werden können, wobei die Erstere Messverfahren umfasst, die keine äußere Belastung einsetzen, und die zweite eine solche Belastung einsetzt.
Zu der ersten Gruppe gehören Messverfahren, die keine Belastung chemischer oder physikalischer Art des Bluts einsetzen, das der Dialysebehandlung unterworfen wird, und die nur physiologische Größen im Verlauf der Dialysesitzung quantifizieren.
Zu dieser Gruppe gehört zum Beispiel das Verfahren, welches das Messen der Harnstoffkonzentration von drei Blutproben, die im selben Moment aus dem arteriellen Schlauch, dem venösen Schlauch und dem Gefäßkreislauf des Patienten entnommen werden, und das Berechnen des Wertes AR der Rezirkulation im Gefäßzugang ausgehend von der folgenden Gleichung (entsprechend der Gleichung 1) umfasst:
worin CS der Wert der Harnstoffkonzentration im Gefäßkreislauf (systemische Konzentration) ist, CA der Wert der Harnstoffkonzentration im arteriellen Schlauch (arterielle Konzentration) und CV der Wert der Harnstoffkonzentration im venösen Schlauch (venöse Konzentration) ist.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es auf der Hypothese beruht, dass in Abwesenheit von Rezirkulation im Gefäßzugang der Wert der systemischen Konzentration CS gleich dem Wert der arteriellen Konzentration CA ist. Es ist aber vor kurzem gezeigt worden, dass eine solche Hypothese nicht unter allen Bedingungen gültig ist und von dem Punkt der Entnahme abhängt. So gibt es zwischen diesen Werten sogar in Abwesenheit von Rezirkulation im Gefäßzugang Unterschiede, welche die Verlässlichkeit der Messung bedrohen.
Zur zweiten Gruppe gehören Messverfahren, die Belastungen chemischer oder physikalischer Art des Bluts vorsehen, das einer Dialysebehandlung unterworfen wird.
Zu dieser zweiten Gruppe gehört beispielsweise das Messverfahren, das wie das vorstehende das Messen der Harnstoffkonzentration im Blut im arteriellen Schlauch, im venösen Schlauch und im Gefäßkreislauf des Patienten umfasst. Im Gegensatz zu dem vorstehend erwähnten Verfahren wird aber bei der Entnahme von Blut im arteriellen Schlauch zur Bestimmung des Wertes CS der systemischen Konzentration der Durchsatz QB des Bluts, das im extrakorporalen Kreislauf zirkuliert, auf ein Minimum eingestellt, um die Rezirkulation in der Fistel maximal zu beschränken und somit die Unterschiede zwischen den Werten CS und CA der systemischen Konzentration und der arteriellen Konzentration zu verringern.
Zu der zweiten Gruppe gehört ebenfalls das Verfahren, welches das Einbringen eines Tracers in das Blut des Patienten umfasst, um eine Verdünnung des Bluts chemischer oder physikalischer Art zu erhalten und mithilfe spezifischer Messfühler die Veränderung des Bluts im arteriellen Schlauch oder im venösen Schlauch oder in beiden Schläuchen gleichzeitig zu kontrollieren. Der Vergleich der Integrale der Signale, die durch die Messfühler nachgewiesen werden, ermöglicht die Bestimmung des Wertes AR der Rezirkulation im Gefäßzugang.
Genauer gesagt, besteht ein erstes bekanntes Verfahren aus dem Messen der Bluttemperatur mithilfe von Temperaturmessfühlern, die in den venösen Schlauch und in den arterielle Schlauch eingebracht werden, um den Verlauf der jeweiligen Temperaturen in Reaktion auf eine Wärmemenge (hier als Tracer angesehen) zu überwachen, die mithilfe der Dialyseapparatur dem Blut verabreicht oder aus diesem entnommen wird.
Ein zweites bekanntes Messverfahren, das auf einer Blutverdünnung beruht, ist im Patent US 5 312 550 beschrieben. Diesem Patent zufolge ist vorgesehen, in den venösen Schlauch eine Substanz zu injizieren, welche andere physikalische Eigenschaften als Blut hat, und die Rezirkulation von Blut im Gefäßzugang mithilfe einer Messung der physikalischen Eigenschaften dieser Substanz stromaufwärts der Injektionsstelle der Substanz zu messen.
Ein drittes bekanntes Messverfahren, das auf einer Blutverdünnung beruht, ist im Patent US 5 510 717 beschrieben. Diesem Patent zufolge ist vorgesehen, einen Bolus einer hypertonischen Lösung (Tracer) in den venösen Schlauch zu injizieren und die Leitfähigkeit des Bluts mithilfe von zwei Messfühlern, die in den venösen Schlauch und in den arteriellen Schlauch eingebracht sind, zu messen, um die Veränderung der jeweiligen Leitfähigkeit in Reaktion auf die Bolusinjektion zu kontrollieren.
Ein viertes bekanntes Messverfahren, das auf einer Blutverdünnung beruht, umfasst das Injizieren eines Bolus einer isotonischen Lösung (Tracer) in den arteriellen Schlauch stromaufwärts einer Vorrichtung zur Messung der optischen Absorption, die in diesen Schlauch eingebracht ist. Der Wert AR der Rezirkulation im Gefäßzugang wird erhalten, indem die durch die optische Vorrichtung unmittelbar nach der Bolusinjektion durchgeführte Messung mit der Messung verglichen wird, die durchgeführt wird, nachdem der Bolus durch den arteriellen Zugang teilweise wieder im extrakorporalen Kreislauf in Zirkulation gebracht wurde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines Systems zur Bestimmung des Wertes der Rezirkulation von Blut in einem extrakorporalen Kreislauf, das einfach und völlig automatisch ist und es ermöglicht, Messfehler zu verringern und eine kleine Anzahl von Messfühlern zu verwenden, die gewöhnlich bereits Teil einer Dialyseapparatur sind.
Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß ein System zur Behandlung von Blut gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Die abhängigen Ansprüche 2–16 betreffen besondere Ausführungsformen der Erfindung.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung besser verstanden. Man bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
die 1 ein vereinfachtes Modell der Blutströme darstellt, die ihren Ursprung im Organismus eines Patienten haben, der mit einem Kreislauf zur extrakorporalen Zirkulation von Blut verbunden ist;
die 2 ein vereinfachtes Schema eines Gefäßzugangs und der darin zirkulierenden Blutströme ist;
die 3 ein vereinfachtes Schema eines Dialysesystems ist;
die 4 ein Fließschema der Arbeitsschritte ist, die durch das System der 3 durchgeführt werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen; und
die 5, 6 and 7 Diagramme sind, welche die Veränderung, bezogen auf die Zeit, von Größen zeigen, die während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemessen oder kontrolliert werden.
In der 3 bezeichnet die Bezugszahl 10 einen extrakorporalen Kreislauf zur Behandlung von Blut, der mit einer Fistel 11 (Gefäßzugang) eines Patienten, der einer Dialysebehandlung unterzogen wird, verbunden ist. Die 3 zeigt nur die Bestandteile eines Dialysesystems, die zum Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens nützlich sind.
Der extrakorporale Kreislauf 10 umfasst einen Dialysator 12 mit einem Blutkompartiment 12a und einem Kompartiment für Dialyseflüssigkeit 12b, die durch eine semipermeable Membran 12c getrennt sind. Ein arterieller Schlauch 13 verbindet die Fistel 11 des Patienten mit einem Eingang des Blutkompartiments 12a, und ein venöser Schlauch 14 verbindet einen Ausgang des Blutkompartiments 12a mit der Fistel 11. Der arterielle Schlauch 13 und der venöse Schlauch 14 sind mit der Fistel 11 mithilfe von Kanülen 16, 20 verbunden, wobei die arterielle Kanüle 16, bezogen auf die Zirkulationsrichtung des Bluts in der Fistel 11, stromaufwärts der venösen Kanüle 20 eingebracht ist. In den arteriellen Schlauch 13 sind in Zirkulationsrichtung des Bluts eine Blutpumpe 19 und eine Vorrichtung zur Messung von Hämoglobin 18 eingebracht.
Das Kompartiment für Dialyseflüssigkeit 12b des Dialysators 12 hat einen Eingang und einen Ausgang, die jeweils über eine Leitung zur Versorgung mit frischer Dialyseflüssigkeit 17 und eine Leitung zum Ausleiten von verbrauchter Lösung 21 mit einer Dialysemaschine 15 verbunden sind. Die Dialysemaschine 15 umfasst insbesondere eine (nicht gezeigte) Ultrafiltrationspumpe, wodurch Plasmawasser durch die Membran 12c des Dialysators 12 hindurch geleitet werden kann.
Das in der 3 gezeigte Dialysesystem umfasst ebenfalls eine Berechnungs- und Steuerungseinheit. Diese Einheit ist mit einer Benutzerschnittstelle verbunden, über die sie Instruktionen, wie verschiedene Stellwerte, erhält. Außerdem empfängt sie Informationen, die von den Messeinrichtungen des Systems, wie der Vorrichtung zur Messung von Hämoglobin 18, ausgesendet werden. Sie steuert in Abhängigkeit von den empfangenen Instruktionen und den programmierten Arbeitsweisen und Algorithmen die Antriebseinrichtungen des Systems, wie die Blutpumpe 19 und die Ultrafiltrationspumpe.
Die 3 zeigt ferner die Blutströme im Gefäßzugang.
Wenn das Dialysesystem in Betrieb ist, werden die nachstehend bezüglich 4 beschriebenen Arbeitsschritte ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Rezirkulation von Blut beruht auf der Veränderung eines Merkmals von Blut, die durch die Ultrafiltrationspumpe hervorgerufen wird, nämlich der Blutkonzentration.
Zu Beginn der Dialysesitzung stellt man, wie in der 4 gezeigt, einen Wert QB für den Durchsatz der Blutpumpe 19 ein (Block 30).
Das Hämoglobinmessgerät 18 wird dann zur Aufnahme und Speicherung des Signals der Konzentration CE während der gesamten zur Bestimmung der Rezirkulation notwendigen Dauer der Messung aktiviert (Block 31).
Anschließend wird die Zirkulation von Dialyseflüssigkeit im Dialysator 12 unterbrochen (Block 32), so dass nach einem anfänglichen Übergangszeitraum die Dialyseflüssigkeit im Dialysator die gleiche Elektrolytkonzentration wie das Blut aufweist. Die Zirkulation von Dialyseflüssigkeit im Dialysator 12 wird erst wieder aufgenommen, wenn die notwendigen Messungen zur Bestimmung der Rezirkulation durchgeführt sind.
Dieser Arbeitsschritt ermöglicht eine Beschränkung des unerwünschten Einflusses von eventuellen osmotischen Ungleichgewichten auf die Hämoglobinkonzentration, aufgrund derer gewöhnlich sogar in Abwesenheit von Ultrafiltration eine Veränderung des wertes der Hämoglobinkonzentration des Bluts aufgrund von Verschiebungen von Wasser erfolgt, das in den Blutzellen und interstitiellen Räumen enthalten ist.
Die Ultrafiltrationspumpe wird anschließend so gesteuert, dass der Wert QUF des Ultrafiltrationsdurchsatzes im Dialysator 12 im Wesentlichen null ist (Block 33); daraus ergibt sich, dass die Werte HGBA und HGBV der Hämoglobinkonzentrationen im arteriellen Schlauch 13 und im venösen Schlauch 14 gleich sind.
Dann bestimmt man in Abhängigkeit von dem Signal der Konzentration CE den momentanen Wert HGBA0 der Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13, der gleich dem wert HGBS der systemischen Hämoglobinkonzentration ist, wenn der Ultrafiltrationsdurchsatz null ist (Block 34). Somit stellt man die folgende Gleichheit her: HGBS = HGBA0.
Die Ultrafiltrationspumpe wird anschließend so gesteuert, dass der Ultrafiltrationsdurchsatz QUF gleich einem Wert ist, der während eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt wird. Zum Beispiel stellt man einen Ultrafiltrationsdurchsatz QUF gleich 3 l/Std. für 5 Minuten ein (Block 35); die Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes QUF bezogen auf die Zeit ist für dieses Beispiel in dem Diagramm der 5 dargestellt.
Die erste Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes QUF, von null auf den bestimmten Wert, hat eine Zunahme des Wertes der Hämoglobinkonzentration des Bluts zur Folge, das in die Fistel 11 des Patienten mithilfe des venösen Schlauchs 14 wieder eingeführt wird, während die zweite Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes QUF, von dem bestimmten wert auf null, eine Abnahme der Hämoglobinkonzentration bis auf ein Niveau nahe dem anfänglichen Hämoglobinwert hervorruft.
Aus dem Signal der Konzentration CE, das von dem Hämoglobinmessgerät 18 geliefert wird, lässt sich der wert der Rezirkulation in der Fistel 11 ableiten.
Wenn keine Rezirkulation im Gefäßzugang erfolgt, durchläuft das im Dialysator 12 während eines Ultrafiltrationsdurchgangs konzentrierte und mithilfe des venösen Schlauchs 14 in den Organismus des Patienten injizierte Blut eine lange Strecke im Inneren des Körpers des Patienten, bevor es erneut im Dialysator 12 zirkuliert.
Das konzentrierte Blut wird für die Dauer dieser Strecke einer solchen Verdünnung unterworfen, dass das von dem Hämoglobinmessgerät 18 erzeugte Signal der Konzentration CE zu Beginn keinerlei Erhöhung der Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13 zeigt (wie das Diagramm der 6 zeigt), und es erhöht sich leicht erst wenige Minuten nach Beginn der Stufe des Ultrafiltrationsdurchsatzes (in 6 nicht gezeigt, weil außerhalb des dargestellten Zeitintervalls).
Wenn dagegen Rezirkulation im Gefäßzugang 11 erfolgt, wird ein Teil des konzentrierten, in den Körper des Patienten injizierten Bluts sofort wieder in den arteriellen Schlauch 13 eingeleitet, und das vom Hämoglobinmessgerät 18 gelieferte Signal der Konzentration CE erhöht sich schnell, wie im Diagramm der 7 gezeigt. In dem betrachteten Beispiel kann diese Erhöhung etwa eine Minute nach Erzeugung eines Ultrafiltrationsabschnitts beobachtet werden, und sie erreicht nach etwa drei Minuten einen im Wesentlichen konstanten Wert.
Man berechnet den Wert AR der Rezirkulation in der Fistel 11 ausgehend von dem Wert des Signals der Konzentration CE, der im stabilisierten Zustand erhalten wird (Blöcke 36 bis 40).
Die Berechnung des Wertes AR der Rezirkulation in der Fistel 11 erfolgt, indem das Phänomen der "Plasmawiederauffüllung" berücksichtigt wird, demzufolge der Organismus des dieser Behandlung unterzogenen Patienten reagiert, wenn Plasmawasser durch Ultrafiltration aus dem Blut entnommen wird, und das Blut mit Wasser versorgt, das aus den Blutzellen selbst und aus den interstitiellen Räumen entnommen wird.
Tatsächlich umfasst das vom Hämoglobinmessgerät 18 erzeugte Signal der Konzentration CE infolge der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes eine Hauptkomponente, die der eingestellten Amplitude der Hämofiltration entspricht, und eine Komponente, die in der Regel mit der Zeit linear wächst und dem Unterschied zwischen dem Ultrafiltrationsdurchsatz und dem Durchsatz der Plasmawiederauffüllung entspricht.
Um diese Komponente in Abhängigkeit von dem gespeicherten Wert des Signals der Konzentration CE zu beseitigen, bestimmt man die Werte HGBA1 und HGBA2, die durch die Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13 zu den in der 7 als t1 und t2 bezeichneten Zeitpunkten erhalten werden, an denen sie bei Beginn des Ultrafiltrationsabschnitts zu wachsen beginnt bzw. am Ende des Ultrafiltrationsabschnitts abzunehmen aufhört (Block 36).
Wenn der Durchsatz der Plasmawiederauffüllung gleich dem Ultrafiltrationsdurchsatz ist, sind die Werte HGBA1 und HGBA2 gleich. Dagegen sind die Werte HGBA1 und HGBA2 verschieden, wenn der Durchsatz der Wiederauffüllung null oder kleiner als der Ultrafiltrationsdurchsatz ist, wobei HGBA2 größer als HGBA1 ist.
So bestimmt man die Gleichung der Interpolationsgeraden, die durch die Punkte HGBA1 und HGBA2 der 7 geht, welche die Veränderung, bezogen auf die Zeit, der unerwünschten Komponente des Signals der Konzentration CE darstellt, wobei diese Komponente in der Regel in Abhängigkeit von der Zeit linear wächst (Block 37).
Anschließend wird das Signal der Konzentration CE bezüglich des Effekts des Plasmawiederauffüllungsphänomens korrigiert, indem die Interpolationsgerade vom Signal der Konzentration CE, das vom Hämoglobinmessgerät 18 während des Hämofiltrationsabschnitts erzeugt wird, subtrahiert wird, und in der Steuerungs- und Berechnungseinheit gespeichert (Block 38).
Man bestimmt dann den Wert HGBA3 der Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13 in Abhängigkeit von dem Wert, der im bestehenden Zustand durch die korrigierte Konzentration CE erhalten wird. Zum Beispiel kann dieser Wert der Wert sein, der an einem bestimmten Zeitpunkt (zum Beispiel 3 Minuten) nach Beginn des Ultrafiltrationsabschnitts gemessen wird (Block 39).
Der Wert HGBA3 der Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13 kann auch auf folgende Weise berechnet werden: Ausgehend von einer Reihe von Werten der Blutkonzentration, die ausgehend von t1 getestet werden, bestimmt die Berechnungseinheit die Gleichung der Kurve, welche die Veränderung der Blutkonzentration wiedergibt, und berechnet dann die Asymptote. Die Hämoglobinkonzentration HGBA3 wird gleich dieser Asymptote gewählt. Der Nutzen dieser Art der Bestimmung von HGBA3 liegt darin, dass sie eine erhebliche Verringerung der Dauer des Hämofiltrationsabschnitts ermöglicht.
Schließlich berechnet man den Wert AR der Rezirkulation in der Fistel 11 mithilfe der folgenden Gleichung (Block 40):
worin QB der Durchsatz der Blutpumpe 19 ist (in Block 30 eingestellt), QUF der Ultrafiltrationsdurchsatz ist (in Block 35 eingestellt), HGBS die systemische Konzentration ist (in Block 34 berechnet) und HGBA3 die arterielle Konzentration ist (in Block 39 berechnet).
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Messverfahrens sind die folgenden.
Vor allem ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach durchzuführen, im Gegensatz zu Verfahren, die nicht auf einer äußeren Belastung beruhen, die Blutentnahmen und Laboruntersuchungen erfordern, und auch im Gegensatz zu Verfahren, die auf einer äußeren Belastung beruhen, die manuelles Eingreifen (Injektion von Kochsalzlösung) erfordern.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren auf völlig automatisierte Weise durchgeführt werden.
Außerdem verwendet das Verfahren einen einzigen Tracer, das Hämoglobinmessgerät 18, anstelle von zwei, wie eine Mehrzahl der vorstehend beschriebenen Verfahren, und ermöglicht somit eine Verringerung von Messfehlern.
Schließlich erfordert das Verfahren keinerlei Modifikation der Dialyseapparatur 10, weil die gegenwärtigen Dialysesysteme gewöhnlich ein Hämoglobinmessgerät 18 und eine Ultrafiltrationspumpe 15 umfassen.
Schließlich ist deutlich ersichtlich, dass es möglich ist, an dem hier beschriebenen und veranschaulichten Verfahren Modifikationen und Varianten vorzunehmen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise hat bei einer Variante des Verfahrens der anfängliche Ultrafiltrationsdurchsatz einen bestimmten Wert, der von null verschieden ist, und die Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes, die zur Messung der Blutrezirkulation im Gefäßzugang hervorgerufen wird, kann positiv oder negativ sein (Zunahme oder Verringerung des Ultrafiltrationsdurchsatzes um ein bestimmtes Ausmaß).
In diesem Fall sieht das Verfahren vor:

– den momentanen Wert HGBA0 der Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13 zu messen, wenn der Ultrafiltrationsdurchsatz gleich seinem anfänglichen bestimmten Wert ist,
– eine negative Stufe des Ultrafiltrationsdurchsatzes einzuregulieren, den Wert HGBA3 der Hämoglobinkonzentration im arteriellen Schlauch 13 zu bestimmen,
– den Wert HGBS der systemischen Hämoglobinkonzentration dem wert HGBR3 anzugleichen, wenn der Ultrafiltrationsdurchsatz im Verlauf dieses Schritts einen Wert von null einnimmt (HGBS = HGBA3),
– diesen Wert in Abhängigkeit von der Interpolationsgeraden auf die vorstehend beschriebene weise zu korrigieren und
– den Wert AR der Rezirkulation im Gefäflzugang mithilfe der folgenden Gleichung zu berechnen:

Ferner kann das vorliegende Verfahren mit vergleichbarer Genauigkeit auch angewendet werden, wenn das Phänomen der Plasmawiederauffüllung aufgrund verschiedener Faktoren, wie Wasser- und osmotische Bewegungen und Ungleichgewichte, zu einer Zufuhr von Wasser in das Blut von mehr als dem ultrafiltrierten Plasmawasser, d. h. zu einer Verminderung der Hämoglobinkonzentration im Blut, führt. In diesem Fall zeigt die unerwünschte Komponente des Konzentrationssignals, das vom Hämoglobinmessgerät 18 erzeugt wird, einen mit der Zeit linear abnehmenden Verlauf.

Claims

System zur Behandlung von Blut, das Folgendes umfasst – eine Apparatur (12) mit semipermeabler Membran zur Behandlung von Blut, – einen arteriellen Schlauch, der zur Verbindung eines Gefäßzugangs (11) eines Patienten mit einem Eingang der Behandlungsapparatur (12) bestimmt ist, – einen venösen Schlauch (14), der zur Verbindung eines Ausgangs der Behandlungsapparatur (12) mit dem Gefäßzugang (11) bestimmt ist, – Vorrichtungen zum Bewirken einer Filtration von Plasmawasser durch die Membran der Behandlungsapparatur (12) hindurch, – Vorrichtungen zur Bestimmung eines signifikanten Parameters der Blutkonzentration, die in den arteriellen Schlauch (13) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass es Berechnungs- und Steuerungseinheiten umfasst, um: • die Vorrichtungen zum Bewirken einer Filtration von Plasmawasser so zu steuern, dass eine momentane Veränderung der Blutkonzentration in der Behandlungsapparatur (12) durch momentanes Verringern oder Erhöhen des Anteils an Blutplasmawasser, der in der Membranapparatur in Zirkulation gebracht wird, bewirkt wird, • Werte des signifikanten Parameters der Blutkonzentration zu speichern und • die Rezirkulation von Blut ausgehend von den Werten zu berechnen, die durch den Parameter in Abhängigkeit von einer bestimmten Steuerung der Vorrichtungen zum Bewirken einer Blutkonzentration erhalten werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: – Vorrichtungen (19) zum Steuern des Blutdurchsatzes im extrakorporalen Kreislauf auf einen bestimmten Wert (Q_B), – Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines. ersten Werts (HGBA0) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im extrakorporalen Kreislauf, – Vorrichtungen zum Bewirken einer ersten Veränderung der bestimmten Amplitude (Q_UF) des Ultrafiltrationsdurchsatzes in der Behandlungsapparatur (12), – Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines zweiten Wertes (HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13), – Vorrichtungen zur Berechnung der Rezirkulation (AR) von Blut im extrakorporalen Kreislauf in Abhängigkeit vom Blutdurchsatz (Q_B), der bestimmten Amplitude (Q_UF) der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes und von dem ersten und zweiten Wert (HGBA0, HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13).
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Bestimmung eines zweiten Wertes (HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch Folgendes umfassen: – Vorrichtungen zum Bewirken einer zweiten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes in der Behandlungsapparatur mit einer zur Amplitude der ersten Veränderung entgegengesetzten Amplitude, – Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines dritten und eines vierten Wertes (HGBA1, HGBA2) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) vor der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes bzw. nach der zweiten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes, – Vorrichtungen zur Bestimmung einer Interpolationsgeraden zwischen dem dritten und vierten Wert (HGBA1, HGBA2) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration, – Vorrichtungen zur Bestimmung eines Wertes im bestehenden Zustand des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch nach der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes, – Vorrichtungen zum Korrigieren des Wertes des bestehenden Zustands des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) in Abhängigkeit von der Interpolationsgeraden, um den zweiten Wert (HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch zu erhalten.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines signifikanten Parameters der Blutkonzentration bereitgestellt werden, um Folgendes zu bestimmen: – den dritten Wert (HGBA1) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) in dem Moment, in dem die Blutkonzentration in Reaktion auf die erste Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes sich zu verändern beginnt und – den vierten Wert (HGBA2) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) in dem Moment, in dem die Blutkonzentration in Reaktion auf die zweite Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes sich zu verändern aufhört.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines signifikanten Parameters der Blutkonzentration bereitgestellt werden, um den zweiten Wert (HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) nach einer bestimmten Zeit nach Beginn der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes zu bestimmen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines signifikanten Parameters der Blutkonzentration bereitgestellt werden, um den zweiten Wert (HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) im stabilisierten Zustand nach Beginn der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes zu bestimmen.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Bewirken einer ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes vor dem Schritt des Bewirkens einer ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes den Ultrafiltrationsdurchsatz in der Behandlungsapparatur auf im Wesentlichen gleich null regulieren.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Bewirken einer ersten Veränderung der vorbestimmten Amplitude (Q_UF) des Ultrafiltrationsdurchsatzes in der Behandlungsapparatur bereitgestellt werden, um den Ultrafiltrationsdurchsatz zu erhöhen.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Berechnung der Rezirkulation (AR) des Bluts im extrakorporalen Kreislauf bereitgestellt werden, um die folgende Gleichung zu lösen:
worin: – Q_B der Durchsatz von Blut im extrakorporalen Kreislauf ist, – Q_UF die vorbestimmte Amplitude der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes ist, – HGBS der wert der systemischen Blutkonzentration und gleich dem ersten Wert (HGBA0) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) ist und – HGBA3 der zweite Wert des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) ist.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Bewirken einer ersten Veränderung der vorbestimmten Amplitude (Q_UF) des Ultrafiltrationsdurchsatzes in der Behandlungsapparatur bereitgestellt werden, um einen bestehenden Ultrafiltrationsdurchsatz zu verringern, bis dieser im Wesentlichen gleich null wird.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Berechnung der Rezirkulation (AR) des Bluts im extrakorporalen Kreislauf bereitgestellt werden, um die folgende Gleichung anzuwenden:
worin: – Q_B der Durchsatz von Blut im extrakorporalen Kreislauf ist, – Q_UF die vorbestimmte Amplitude der ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes ist, – HGBA0 der erste Wert des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) ist, – HGBS der Wert der systemischen Blutkonzentration und gleich dem zweiten wert (HGBA3) des signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch (13) ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsapparatur ein Dialysator (12) ist, in dem eine Dialyseflüssigkeit in Zirkulation gebracht werden kann, und dadurch, dass das System Vorrichtungen (15) zum Unterbrechen der Zirkulation der Dialyseflüssigkeit vor dem Schritt der Bestimmung eines ersten Werts des signifikanten Parameters der Konzentration (HGBA0) des Bluts im extrakorporalen Kreislauf umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das System Vorrichtungen (15) zum Wiedereinleiten der Zirkulation von Dialyseflüssigkeit umfasst, wenn die notwendigen Messungen zur Bestimmung der Rezirkulation durchgeführt worden sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (18) zur Bestimmung eines signifikanten Parameters der Blutkonzentration im arteriellen Schlauch bereitgestellt werden, um das Konzentrationssignal während der gesamten zur Bestimmung der Rezirkulation notwendigen Messung aufzunehmen und zu speichern.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Bewirken einer ersten Veränderung des Ultrafiltrationsdurchsatzes bereitgestellt werden, um einen Ultrafiltrationsdurchsatz gleich drei Litern pro Stunde für fünf Minuten einzustellen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der signifikante Parameter der Blutkonzentration die Hämoglobinkonzentration des Bluts ist.