DE69822976T2

DE69822976T2 - Verfahren zur Bestimmung eines signifikanten Parameters für den Fortschritt einer extrakorporalen Blutbehandlung

Info

Publication number: DE69822976T2
Application number: DE69822976T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Goux; Jan Sternby
Original assignee: Hospal Industrie SAS; Gambro Lundia AB
Current assignee: Gambro Industries SAS; Gambro Lundia AB
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: EP0920877A1; ATE263590T1; FR2771931A1; JP2009183732A; FR2771931B1; CA2254018C; JPH11262521A; ES2218791T3; US6110384A; JP4335988B2; CA2254018A1; JP4972118B2; DE69822976D1; EP0920877B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines signifikanten Parameters für den Fortschritt einer extrakorporalen Blutbehandlung, insbesondere einer Reinigungsbehandlung, die die Niereninsuffizienz beheben soll, wie die Hämodialyse oder die Hämodiafiltration.
Zur Erinnerung sei erwähnt, dass die Hämodialyse darin besteht, beiderseits der semipermeablen Membran eines Austauschers das Blut eines Patienten und eine im wesentlichen zum Blut isotonische Behandlungsflüssigkeit zirkulieren zu lassen, so dass bei der Diffusionsübertragung, die durch die Membran für die Substanzen stattfindet, die unterschiedliche Konzentrationen beiderseits der Membran aufweisen, die Verunreinigungen des Blutes (Harnstoff, Creatinin, usw.) vom Blut zu der Behandlungsflüssigkeit wandern. Die Elektrolytkonzentration der Behandlungsflüssigkeit wird im Allgemeinen auch derart gewählt, dass die Elektrolytkonzentration des Blutes des Patienten korrigiert wird.
Bei der Behandlung durch Hämodiafiltration kommt zu der durch Dialyse erzielten Diffusionsübertragung eine konvektive Übertragung durch Ultrafiltration hinzu, die sich aus einem positiven Druckunterschied ergibt, der zwischen der Seite des Blutes und der Seite der Behandlungsflüssigkeit der Membran erzeugt wird.
Es ist von größtem Interesse, während der gesamten Behandlungsdauer einen oder mehrere signifikante Parameter für den Fortschritt der Behandlung bestimmen zu können, um gegebenenfalls die Bedingungen der Behandlung, wie sie ursprünglich zur Erreichung eines bestimmten therapeutischen Ziels festgelegt wurden, ändern zu können.
Die Parameter, deren Kenntnis es ermöglicht, den Fortschritt der Behandlung mitzuverfolgen, d. h. die Entsprechung der ursprünglich für das therapeutische Ziel festgelegten Behandlungsbedingungen, sind insbesondere die Konzentration des Blutes an einem gegebenen gelösten Stoff (Natrium beispielsweise), oder die tatsächliche Dialysierfähigkeit oder Ausscheidungsfähigkeit des Austauschers für den einen oder anderen gelösten Stoff (wobei die Dialysierfähigkeit und die Ausscheidungsfähigkeit die Reinigungsleistung des Austauschers darstellen) oder die nach einer Behandlungszeit t verabreichte Dialysedosis, die nach den Arbeiten von Sargent und Gotch dem Verhältnis ohne Dimension Kt/V gleichgesetzt werden kann, wobei K die tatsächliche Ausscheidungsfähigkeit für den Harnstoff, t die abgelaufene Behandlungszeit und V das Verteilungsvolumen des Harnstoffes ist, d. h. das Gesamtwasservolumen des Patienten (Gotch FA, Sargent SA. A mechanistic analysis of the National Cooperative Dialysis Study (NCDS). Kidney int 1985; 28: 526–34).
Diese Parameter bringen alle dasselbe Problem für ihre Bestimmung mit sich, das darin besteht, dass die genaue Kenntnis eines physikalischen oder chemischen Merkmals des Blutes erforderlich ist, während dieses Merkmal in der Praxis nicht durch direkte Messung an einer Probe aus therapeutischen, prophylaktischen und pekuniären Gründen erhalten werden kann: zuerst ist es ausgeschlossen, einem Patienten, der oft anämisch ist, die zahlreichen Proben zu entnehmen, die erforderlich wären, um die Wirksamkeit der Behandlung während ihrer Durchführung zu verfolgen; ferner besteht auf Grund der Gefahren, die mit der Manipulation von eventuell kontaminierten Blutproben verbunden sind, die allgemeine Tendenz darin, solche Manipulationen zu vermeiden; schließlich ist die Analyse einer Blutprobe im Labor sowohl kostspielig als auch relativ langwierig, was mit dem angestrebten Ziel unvereinbar ist.
Das Dokument EP 0 658 352 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Parameter der Hämodialyse in vivo, das es nicht erfordert, Messungen am Blut durchzuführen. Dieses Verfahren, dessen Einsatz Mittel zur Einstellung der ionischen Konzentration der Behandlungsflüssigkeit und Mittel zur Messung der Konzentration der Behandlungsflüssigkeit an Natrium oder ihrer Leitfähigkeit erfordert, umfasst die folgenden Schritte:

– nach und nach Zirkulation von mindestens einer ersten (d1) und einer zweiten (d2) Behandlungsflüssigkeit in dem Austauscher, die ein Merkmal (Cd) aufweist, das mit mindestens einem der signifikanten Parameter der Behandlung (Cb, D, K, Kt/V) verbunden ist, wobei sich der Wert des Merkmals in der ersten Flüssigkeit (d1) stromaufwärts zum Austauscher von dem Wert des Merkmals (Cd) in der zweiten Flüssigkeit (d2) stromaufwärts zum Austauscher unterscheidet,
– Messung zweier Werte (Cd1in, Cd1out; Cd2in, Cd2out) des Merkmals (Cd) in der ersten (d1) und zweiten (d2) Behandlungsflüssigkeit stromaufwärts bzw. stromabwärts zum Austauscher;
– Zirkulation einer dritten Behandlungsflüssigkeit (d3) in dem Austauscher, während das Merkmal (Cd) der zweiten Flüssigkeit (d2) keinen stabilen Wert stromabwärts zum Austauscher erreicht hat, wobei sich der Wert des Merkmals (Cd) in der dritten Flüssigkeit (d3) stromaufwärts zum Austauscher von dem Wert des Merkmals (Cd) in der zweiten Flüssigkeit (d2) stromaufwärts zum Austauscher unterscheidet;
– Messung zweier Werte (Cd3in, Cd3out) des Merkmals (Cd) in der dritten Flüssigkeit (d3) stromaufwärts bzw. stromabwärts zum Austauscher, und
– Berechnung von mindestens einem Wert von mindestens einem signifikanten Parameter des Fortschrittes der Behandlung (Cb, D, K, Kt/V) auf Basis der gemessenen Werte des Merkmals (Cd) in der ersten (d1), zweiten (d2) und dritten (d3) Behandlungsflüssigkeit.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung eines signifikanten Parameters für den Fortschritt einer extrakorporalen Blutbehandlung vorzuschlagen, das mindestens ebenso zuverlässig wie das oben erwähnte Verfahren ist, d. h. mit dem die für den Fortschritt der Behandlung repräsentativen Parameter häufig, exakt, und ohne, dass der Patient dauerhaft anderen Behandlungsbedingungen als den vorgeschriebenen Bedingungen ausgesetzt werden muss, bestimmt werden können.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Bestimmung eines signifikanten Parameters (D, K, Kt/V, Cbin) für die Wirksamkeit einer extrakorporalen Behandlung des Blutes vorgesehen, das darin besteht, beiderseits der semipermeablen Membran eines Membranaustauschers das Blut eines Patienten und eine Behandlungsflüssigkeit zirkulieren zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

– Zirkulation einer Behandlungsflüssigkeit in dem Austauscher, die ein Merkmal (Cd) aufweist, das einen im Wesentlichen konstanten Nominalwert (CdOin) stromaufwärts zum Austauscher aufweist;
– Veränderung des Werts des Merkmals (Cd) stromaufwärts zum Austauscher während einer Dauer tc–ta, nach der das Merkmal (Cd) wieder auf seinen Nominalwert (CdOin) stromaufwärts zum Austauscher gebracht wird;
– Messung und Speicherung einer Vielzahl von Werten, die von dem Merkmal (Cd) der Behandlungsflüssigkeit stromabwärts zum Austauscher als Antwort auf die Veränderung des Wertes dieses Merkmals (Cd), die stromaufwärts zum Austauscher herbeigeführt wurde, genommen wurden;

– Bestimmung der Oberfläche (Sout) einer stromabwärtigen Störzone, die begrenzt ist durch:
– eine Basislinie, die durch zwei Werte geht, die von dem Merkmal (Cd) zu zwei Zeitpunkten, die die Störung umgeben, genommen wurden, zu denen das Merkmal (Cd) nicht bzw. nicht mehr von der Störung beeinflusst ist, und
– eine für die Entwicklung des Merkmals (Cd) im Verhältnis zur Zeit repräsentative Kurve, die auf Basis der Werte des Merkmals (Cd) erstellt wurde, die stromabwärts zum Austauscher zwischen zwei Zeitpunkten t1 und t3, die die Störung umgeben, genommen wurden, zu denen das Merkmal (Cd) nicht bzw. nicht mehr von der Störung beeinflusst ist; und
– Berechnung des Parameters (D, K, Kt/V, Cbin), der für die Wirksamkeit einer Behandlung signifikant ist, auf Basis der Oberfläche (Sout) der stromabwärtigen Störzone und der Oberfläche (Sin) einer stromaufwärtigen Störzone, die begrenzt ist durch:
– eine Basislinie, die von dem Nominalwert (CdOin) des Merkmals (Cd) gebildet ist, und
– eine Kurve, die für die Entwicklung des Merkmals (Cd) im Verhältnis zur Zeit während der Dauer tc–ta stromaufwärts zum Austauscher repräsentativ ist.

Dieses Verfahren ist im Hinblick auf die Möglichkeit einer genauen Bestimmung der signifikanten Parameter des Fortschrittes der Behandlung auf Basis von Messungen, die in nahen Zeitintervallen durchgeführt wurden, interessant. Auf diese Weise ist der Patient nur während einer sehr kurzen Zeit einer Behandlungsflüssigkeit ausgesetzt, die sich von der vorgeschriebenen Behandlungsflüssigkeit unterscheidet (beispielsweise zu reich oder zu arm an Natrium), und das Verfahren kann, so oft wie erforderlich, für eine entsprechende Verfolgung der Behandlungsdauer eingesetzt werden. Da überdies die Größen, die bei den gemäß diesem Verfahren durchgeführten Berechnungen zum Tragen kommen, Oberflächen und nicht isolierte Werte sind, ist dieses Verfahren für Vorfälle jeglicher Art wenig anfällig, die zum Zeitpunkt der Messung eines isolierten Wertes auftreten und die spätere Berechnungen durch Verwendung eines unregelmäßigen Wertes verfälschen können.
Nach einem Merkmal der Erfindung umfasst der Schritt der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd) der Behandlungsflüssigkeit stromaufwärts zum Austauscher die folgenden Schritte:

– während eines ersten bestimmten Zeitintervalls Einstellung des Merkmals auf einen ersten bestimmten Sollwert, der größer (bzw. kleiner) als der Nominalwert (CdOin) ist, und
– während eines zweiten Zeitintervalls Einstellung des Merkmals auf einen zweiten Sollwert, der kleiner (bzw. größer) als der Nominalwert (CdOin) ist.

Vorzugsweise werden die Dauer des zweiten Zeitintervalls sowie der Absolutwert des zweiten Sollwerts derart gewählt, dass das Merkmal (Cd) wieder seinen ursprünglichen Wert (CdOout) stromabwärts zum Austauscher innerhalb einer minimalen Zeit annimmt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst das Verfahren ferner vor dem Schritt der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd) die folgenden Schritte:

– Festlegung eines definierten Wertes für die Parameter der Veränderung, so dass die Oberfläche der stromaufwärtigen Störzone Sin konstant ist, wenn die vorbestimmten Parameter der Veränderung eingehalten werden;
– Bestimmung und Speicherung der Oberfläche der stromaufwärtigen Störzone Sin bei einer Veränderung mit den festgelegten Parametern.

Wenn das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer in der Behandlungsflüssigkeit und im Blut vorhandenen Substanz in der Behandlungsflüssigkeit ist, ist es erfindungsgemäß möglich, die Dialysierfähigkeit D des Austauschers für diese Substanz und/oder die Konzentration Cbin der Substanz im Blut des Patienten stromaufwärts zum Austauscher mit Hilfe der folgenden Formeln zu berechnen: D = (Qd + Quf) × (1 – Sout/Sin)
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der nachfolgenden Beschreibung hervor. Es ist auf die Zeichnungen Bezug zu nehmen, wobei:
1 eine schematische teilweise Darstellung eines Hämodialyse-/Hämofiltrationssystems ist, das an den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens angepasst ist;
2 ein Diagramm ist, das die Entwicklung der Leitfähigkeit der Behandlungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der Zeit beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;
3 ein Diagramm ist, das ein Beispiel von Leitfähigkeitssollwerten für eine Dialyseflüssigkeit ist, die für den Einsatz der Erfindung geeignet sind; und
4 ein Diagramm ist, das die Entwicklung der Leitfähigkeit einer Dialyseflüssigkeit stromaufwärts und stromabwärts zu einem Dialysator als Antwort auf die in 3 dargestellten Leitfähigkeitssollwerte darstellt.
Das in 1 dargestellte Hämodialysesystem umfasst einen Hämodialysator 1 mit zwei Abteilungen 2, 3, die durch eine semipermeable Membran 4 getrennt sind. Eine erste Abteilung 2 hat einen an eine Kanalisation 5 zur Blutentnahme angeschlossenen Eingang, an dem eine Zirkulationspumpe 6 angeordnet ist, und einen an eine Kanalisation 7 zur Blutwiedergabe angeschlossenen Ausgang, an dem ein Blasenfänger 8 angeordnet ist.
Die zweite Abteilung 3 des Hämodialysators 1 hat einen an eine Kanalisation 9 zur Zuführung von frischer Dialyseflüssigkeit angeschlossenen Eingang und einen an eine Kanalisation 10 zur Ableitung der gebrauchten Flüssigkeit (Dialyseflüssigkeit und Ultrafiltrat) angeschlossenen Ausgang.
Die Zuführkanalisation 9 verbindet den Hämodialysator 1 mit einer Vorrichtung zur Herstellung einer Dialyseflüssigkeit 11, umfassend einen Hauptkanal 12, dessen stromaufwärtiges Ende dazu vorgesehen ist, an eine Fließwasserquelle angeschlossen zu werden. An diesen Hauptkanal 12 sind ein erster und ein zweiter Nebenkanal 13, 14 angeschlossen. Der erste Nebenkanal 13, der eine Schleife zum Hauptkanal 12 bildet, ist mit Anschlussmitteln für die Montage einer Patrone 15 versehen, die Natriumbicarbonat in Form von Granulat enthält. Er ist ferner mit einer Dosierpumpe 16 für das Bicarbonat in der Dialyseflüssigkeit versehen, die stromabwärts zu der Patrone 15 angeordnet ist. Die Pumpe 16 wird in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen 1) einem ersten Wert des Leitfähigkeitsollwertes für die Lösung, die sich an der Verbindungsstelle des Hauptkanals 12 mit dem Nebenkanal 13 bildet, und 2) dem Wert der Leitfähigkeit dieser Mischung, die mit Hilfe einer ersten Leitfähigkeitssonde 17 gemessen wird, die auf dem Hauptkanal 12 direkt stromabwärts zu der Verbindungsstelle zwischen dem Hauptkanal 12 und dem ersten Nebenkanal 13 angeordnet ist, gesteuert.
Das freie Ende des zweiten Nebenkanals 14 ist dazu bestimmt, in einen Behälter 18 für eine konzentrierte Salzlösung, die Natriumchlorid, Calcium, Magnesium und Kalium sowie Essigsäure enthält, getaucht zu werden. Der zweite Kanal 14 ist mit einer Dosierpumpe 19 für das Natrium in der Dialyseflüssigkeit versehen, die in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen 1) einem zweiten Leitfähigkeitssollwert für die Lösung, die sich an der Verbindungsstelle des Hauptkanals 12 und des zweiten Nebenkanals 14 bildet, und 2) dem Wert der Leitfähigkeit dieser Lösung, der mit Hilfe einer zweiten Leitfähigkeitssonde 20 gemessen wird, die auf dem Hauptkanal 12 direkt stromabwärts zu der Verbindungsstelle zwischen dem Hauptkanal 12 und dem Nebenkanal 14 angeordnet ist, gesteuert wird.
Der Zuführungskanal 9 bildet die Verlängerung des Hauptkanals 12 der Vorrichtung 11 zur Herstellung einer Dialyseflüssigkeit. Auf diesem Zuführungskanal sind in Zirkulationsrichtung der Flüssigkeit ein erster Durchflussmesser 21, eine erste Zirkulationspumpe 22 und eine dritte Leitfähigkeitssonde 23 angeordnet. Einspritzmittel 24, die es ermöglichen, ein genaues Flüssigkeitsvolumen bei einer genauen Durchflussmenge einzuspritzen, wie beispielsweise eine Spritze, die in einem Spritzenschieber befestigt ist, sind an den Zuführungskanal 9 zwischen der ersten Zirkulationspumpe 21 und der dritten Leitfähigkeitssonde 2 angeordnet.
Das stromabwärtige Ende des Kanals 10 zur Ableitung der gebrauchten Flüssigkeit ist dazu vorgesehen, mit dem Ableitungsrohr verbunden zu sein. Auf diesem Kanal sind in Zirkulationsrichtung der Flüssigkeit eine dritte Leitfähigkeitssonde 25, eine zweite Zirkulationspumpe 26, ein zweiter Durchflussmesser 27 und eine Vorrichtung zur Messung des Harnstoffes 28 angeordnet. Eine Extraktionspumpe 29 ist mit dem Ableitungskanal 10 stromaufwärts zu der zweiten Zirkulationspumpe 26 verbunden.
Das in 1 dargestellte Hämodialysesystem umfasst auch eine Rechen- und Steuereinheit 30. Diese Einheit ist mit einem Bildschirm 31 und einer Tastatur 32 verbunden, mit der der Benutzer verschiedene Sollwerte eingibt: Durchflusssollwerte (Blutdurchflussmenge Qb, Durchflussmenge der Dialyseflüssigkeit Qd), Leitfähigkeitssollwerte, die für die Herstellung der Dialyseflüssigkeit verwendet wurden, Sollwerte der Behandlungsdauer T, Sollwert des Gewichtsverlustes WL.
Überdies empfängt die Rechen- und Steuereinheit 30 Informationen, die von den Messelementen des Systems gesendet wurden, wie beispielsweise Durchflussmesser 21, 27, Leitfähigkeitssonden 17, 20, 23, 25, Vorrichtung zur Messung des Harnstoffes 28. Sie steuert in Abhängigkeit von den empfangenen Informationen und Betriebsarten und programmierten Algorithmen die Antriebselemente des Systems, wie beispielsweise die Pumpen 6, 16, 19, 22, 26, 29.
Das soeben beschriebene Hämodialysesystem funktioniert folgendermaßen.
Nachdem der extrakorporale Blutkreislauf gespült und mit steriler Salzlösung gefüllt wurde, wird er an den Patienten angeschlossen, und die Blutpumpe 6 wird mit einer vorbestimmten Durchflussmenge Qb, beispielsweise von 200 ml/min, in Betrieb genommen.
Gleichzeitig werden die Pumpen 16 und 19 der Vorrichtung zur Herstellung der Dialyseflüssigkeit 11, die Zirkulationspumpen für die Dialyseflüssigkeit 22, 26 und die Extraktionspumpe 29 in Betrieb genommen. Die Durchflussmenge der Dosierpumpen 16, 19 wird mit Hilfe der Leitfähigkeitssonden 17, 20 eingestellt, so dass die Dialyseflüssigkeit die gewünschte Konzentration an Bicarbonat und Natrium aufweist. Die Durchflussmenge Qd der Zirkulationspumpe 22, die auf dem Zuführungskanal 9 angeordnet ist, wird auf einen feststehenden Wert (beispielsweise 500 ml/min) eingestellt, während die Durchflussmenge der Zirkulationspumpe 26, die auf dem Ableitungskanal 10 angeordnet ist, permanent derart angepasst wird, dass die von dem zweiten Durchflussmesser 27 gemessene Durchflussmenge gleich der von dem ersten Durchflussmesser 21 gemessenen Durchflussmenge ist. Die Durchflussmenge der Extraktionspumpe 29 wird derart eingestellt, dass sie gleich der Durchflussmenge des Gewichtsverlustes (berechnet aus dem Gewicht WL, das der Patient verlieren muss, und der Dauer T der Behandlungssitzung), eventuell erhöht um die Durchflussmenge einer an den Patienten perfundierten Flüssigkeit, ist.
Erfindungsgemäß wird die Wirksamkeit der dem Patienten mit Hilfe des soeben beschriebenen Systems verabreichten Behandlung entweder jederzeit nach Wahl des Arztes oder in programmierten Zeitintervallen mit Hilfe des folgenden Verfahrens bestimmt.
Allgemein definiert besteht das Verfahren zur Bestimmung eines signifikanten Parameters für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Behandlung 1) darin, eine Störung im Austauschregime, das in dem Hämodialysator 1 erstellt wurde, zu erzeugen, indem während eines kurzen Zeitraumes (zwei bis drei Minuten beispielsweise, während die Hämodialysesitzung ungefähr vier Stunden dauert) ein stabiles Merkmal der Dialyseflüssigkeit verändert wird, 2) eine signifikante Größe für die dem Merkmal der Dialyseflüssigkeit stromaufwärts zu dem Hämodialysator auferlegte Veränderung zu bestimmen, 3) eine signifikante Größe für die Veränderung des Merkmals, wie es stromabwärts zum Hämodialysator 1 durch die für dieses Merkmal in dem Hämodialysator 1 stattfindenden Austausche verformt erscheint, zu bestimmen und 4) einen signifikanten Parameter für die Wirksamkeit der verabreichten Behandlung auf Basis der signifikanten Größe der Veränderung des Merkmals stromaufwärts zum Hämodialysator und der signifikanten Größe der Veränderung des Merkmals stromabwärts zum Hämodialysator zu berechnen.
Detailliert können die Schritte des Verfahrens folgendermaßen durchgeführt werden.
1 – Erzeugung einer Störung in dem im Hämodialysator 1 erstellten Austauschregime
Die Konzentration einer Substanz, die während des gewöhnlichen Betriebs des Systems auf einen stabilen Wert CdOin in der Dialyseflüssigkeit eingestellt wurde, wird verändert.
Diese Substanz kann das Natrium sein, in welchem Fall die Veränderung der Konzentration des Natriums in der Dialyseflüssigkeit entweder durch Veränderung der Durchflussmenge der Dosierpumpe für das Natrium 19 nach einer programmierten Sequenz oder durch Einspritzen eines bestimmten Volumens einer Natriumchloridlösung in die frische Dialyseflüssigkeit mit Hilfe des Spritzenschiebers 24 mit einer höheren oder niedrigeren Konzentration als die für die Dialyseflüssigkeit vorgeschriebene Natriumkonzentration CdOin erzielt werden kann.
Die Veränderung der Natriumkonzentration der Dialyseflüssigkeit, d. h. auch ihrer Leitfähigkeit, kann in einer momentanen Erhöhung der Konzentration, in einer momentanen Verringerung der Konzentration oder in einer momentanen Erhöhungs-/Verringerungssequenz der Konzentration oder umgekehrt bestehen (eine solche Sequenz kann nur mit Hilfe der Natriumdosierpumpe 19 eingesetzt werden, oder es müssen zwei Spritzenschieber angeordnet werden, die Natriumchloridlösungen enthalten, deren Konzentration höher bzw. geringer als die Konzentration der Dialyseflüssigkeit CdOin ist).
Obwohl dieser Schritt des Verfahrens eingesetzt werden kann, indem in den Zuführungskanal 9 ein unbestimmtes Volumen mit einer mehr oder weniger variablen Durchflussmenge einer Natriumchloridlösung eingespritzt wird, deren Natriumkonzentration nicht genau bekannt ist, ist es vorteilhaft, die Parameter der Veränderung in der Steuereinheit 30 zu programmieren. Falls die Veränderung durch die Natriumdosierpumpe 19 hervorgerufen wird, wird die Veränderung nun durch eine spezifische Durchflussmenge der Pumpe (höher oder geringer oder höher dann geringer oder umgekehrt, als die Nominaldurchflussmenge der Pumpe) und das Zeitintervall (oder die Intervalle), währenddessen die Pumpe 19 auf dieser spezifischen Durchflussmenge (oder diesen Durchflussmengen) gesteuert wird, definiert. Falls die Veränderung durch den Spritzenschieber 24 hervorgerufen wird, wird die kalibrierte Veränderung durch die Natriumkonzentration dieser Lösung, durch das eingespritzte Lösungsvolumen und die Einspritzmenge definiert.
Nach einer Einsatzvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an Stelle der Veränderung der Konzentration einer im Blut und der Dialyseflüssigkeit vorhandenen Substanz in der Dialyseflüssigkeit die Konzentration einer im Blut vorhandenen und in der Dialyseflüssigkeit fehlenden Substanz verändert, wie beispielsweise des Harnstoffes. Es wird nun der Spritzenschieber 24 verwendet, um in die Dialyseflüssigkeit eine zum Blut isotonische Lösung, die den Harnstoff enthält, einzuspritzen.
Wie später deutlicher wird, liefert das erfindungsgemäße Verfahren umso zuverlässigere Informationen, als es während eines sehr stabilen Betriebsstadiums des Hämodialysesystems abläuft, in dem alle Betriebsparameter des Systems mit Ausnahme des Merkmals der Dialyseflüssigkeit, das beschlossen wurde zu verändern, im Wesentlichen konstant bleiben (Durchflussmengen des Blutes und der Dialyseflüssigkeit insbesondere). Es ist somit interessant, danach zu trachten, dass der Einsatz des Verfahrens kurz ist, d. h. dass die in der frischen Dialyseflüssigkeit vorgenommene Veränderung derart beschaffen ist, dass die Leitfähigkeit der Dialyseflüssigkeit stromabwärts zum Hämodialysator 1 möglichst rasch wieder den ursprünglichen Wert CdOout annimmt, den sie vor der Störung hatte.
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, eine Veränderung der Leitfähigkeit zu programmieren, die eine erste Stufe bestimmter Intensität und Dauer umfasst (beispielsweise +1 mS/cm in Bezug auf die Nominalleitfähigkeit CdOin, während 60 Sekunden), gefolgt von einer Stufe entgegengesetzter Richtung mit bestimmter Intensität (beispielsweise –1 mS/cm in Bezug auf die Nominalleitfähigkeit CdOin). Die Dauer der zweiten Stufe kann auf einen bestimmten Wert (beispielsweise 30 Sekunden) festgelegt werden, der empirisch auf Basis von Tests gewählt wird, die an verschiedenen Typen eines Hämodialysators für Durchflussmengen von Dialyseflüssigkeit und Blut, die sich innerhalb der üblicherweise in der Hämodialyse verwendeten Bereiche befinden, durchgeführt wurden. Die Dauer der Gegenstufe kann auch durch die Steuereinheit 30 in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit der gebrauchten Flüssigkeit angepasst werden, die durch die Leitfähigkeitssonde 25, die am Ableitungskanal 10 vorgesehen ist, gemessen wurde. Bei einer ausgeklügelteren Variante des Verfahrens passt die Steuereinheit 30 in Abhängigkeit von der Entwicklung der Leitfähigkeit stromabwärts zum Hämodialysator 1, die sich aus der Stufe ergibt, sowohl die Intensität als auch die Dauer der Gegenstufe an, so dass die von der Sonde 25 gemessene Leitfähigkeit möglichst rasch nach der Störung wieder ihren ursprünglichen stabilen Leitfähigkeitswert CdOout annimmt.
2 – Bestimmung einer signifikanten Größe für die Veränderung, die an dem gewählten Merkmal der Dialyseflüssigkeit vorgenommen wurde
In der Folge wird als Beispiel angenommen, dass dieses Merkmal die Natriumkonzentration der Dialyseflüssigkeit ist, d. h. auch ihre Leitfähigkeit. Erfindungsgemäß ist das gewählte Merkmal die Oberfläche Sin einer Zone, die „stromaufwärtige Störzone" genannt und folgendermaßen bestimmt wird.
Da das Hämodialysesystem mit einem stabilen Austauschregime im Hinblick auf die Natriumkonzentration, die Leitfähigkeit CdOin der frischen Dialyseflüssigkeit, wie von der Sonde 23 gemessen, die gleich der vorgeschriebenen Leitfähigkeit (oder Nominalleitfähigkeit) ist, und die Leitfähigkeit CdOout der gebrauchten Dialyseflüssigkeit, wie von der Sonde 25 gemessen, die im Wesentlichen konstant ist, funktioniert, ruft die Steuereinheit 30 zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Veränderung der Leitfähigkeit der Dialyseflüssigkeit hervor, indem die Pumpe 19 oder der Spritzenschieber 24 auf die oben beschriebene Weise gesteuert wird. Die Leitfähigkeitssonde 23 misst kontinuierlich die Veränderung der Leitfähigkeit der frischen Dialyseflüssigkeit, während die Steuereinheit 30 in bestimmten Zeitintervallen Δt eine Vielzahl von Leitfähigkeitswerten Cdiin solange bemustert und speichert, bis die Leitfähigkeit wieder ihren Nominalwert CdOin angenommen hat.
2 stellt schematisch die zeitabhängige Entwicklung der Leitfähigkeit einer Dialyseflüssigkeit als Antwort auf eine Erhöhung der Natriumkonzentration der Dialyseflüssigkeit während einer bestimmten Zeit tb–ta (Leitfähigkeitsstufe) dar. Der Graph in einer vollen Linie stellt die Leitfähigkeit stromaufwärts zum Hämodialysator 1 dar, wie von der Leitfähigkeitssonde 23 gemessen, und der Graph in einer unterbrochenen Linie stellt die Leitfähigkeit stromabwärts zum Hämodialysator 1 dar, wie von der Leitfähigkeitssonde 25 gemessen.
Wenn die Leitfähigkeit der frischen Dialyseflüssigkeit wieder ihren Nominalwert CdOin angenommen hat, berechnet die Steuereinheit 30 die Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone, die begrenzt ist durch:

– eine Basislinie, die von dem Nominalwert der Leitfähigkeit (CdOin) der frischen Dialyseflüssigkeit gebildet ist, und
– einer Kurve, die für die Entwicklung der Leitfähigkeit während der Dauer der Störung bezogen auf die Zeit tc–ta repräsentativ ist, wobei diese Kurve auf Basis von Werten Cdiin erstellt wird, die von der Sonde 23 gemessen und von der Steuereinheit 30 bemustert und gespeichert werden.

Nach einer Ausführungsart der Erfindung besteht die Berechnung der Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone darin, die Summe einer Vielzahl von n elementaren Flächen zu erstellen, wobei jede elementare Fläche gleich dem Produkt des Zeitintervalls der Bemusterung Δt mal jedem bemusterten Wert Cdiin, verringert um den Wert der Nominalleitfähigkeit CdOin ist.
Nach einer weiteren Ausführungsart berechnet die Steuereinheit 30 die Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone in den folgenden Schritten:

– Bestimmung einer Gleichung der Kurve, die für die zeitabhängige Veränderung der bemusterten Werte Cdiin der Leitfähigkeit repräsentativ ist;
– Berechnung der Integralität dieser Gleichung zwischen dem Beginn und dem Ende der Veränderung der Leitfähigkeit; und
– Berechnung der Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone, indem von der berechneten Integralität eine Oberfläche gleich dem Produkt der Dauer der Störung tc–ta mal den Nominalwert der Leitfähigkeit CdOin abgezogen wird.

Die Methode zur Bestimmung der Gleichung der Kurve muss natürlich in Abhängigkeit von der Form der Veränderung gewählt werden. Wenn sich zum Beispiel die Leitfähigkeit aus der Erhöhung (oder Verringerung) der Nominalleitfähigkeit CdOin einer gegebenen Menge während eines gegebenen Zeitraumes, gefolgt von einer Rückkehr zur Nominalleitfähigkeit (Leitfähigkeitsstufe) ergibt, setzt sich die für die zeitabhängige Veränderung der bemusterten Werte Cdiin repräsentative Kurve aus zwei exponentiellen Abschnitten zusammen, wie dies deutlich in 2 zu sehen ist. Die Gleichung jeder Exponentialgröße kann berechnet werden, bevor für die erste Exponentialgröße EA der Verbindungspunkt der Exponentialgröße EA an der zweiten Exponentialgröße EB, der zum Zeitpunkt tb auftritt, erreicht ist, und bevor für die Exponentialgröße EB die Leitfähigkeit zu ihrem Nominalwert CdOin zurückkehrt, was zum Zeitpunkt tc eintritt.
Wenn das Beispiel der ersten Exponentialgröße EA herangezogen wird, wird ihre Gleichung zwischen ta und tb, y_A = c + a × e^–bt aus 3n aufeinander folgenden Werten Cbiin der Leitfähigkeit, die zwischen dem Zeitpunkt ta und dem Zeitpunkt td bemustert wurden, folgendermaßen berechnet:

– Erstellung der drei folgenden Summen:
– Berechnung der Zeitkonstante b aus der folgenden Gleichung:
– Berechnung des asymptotischen Wertes c aus der folgenden Gleichung:
– wenn c bekannt ist, wird der Koeffizient a sofort erhalten: a = CdOin – c

Auf dieselbe Weise wird die Gleichung y_B = c' + a' × e^–b't der zweiten Exponentialgröße EB zwischen tb und tc berechnet.
Die Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone, die zwischen den Exponentiellen EA und EB und der Basislinie, die von dem Nominalwert der Leitfähigkeit CdOin gebildet ist, begrenzt ist, kann nun durch folgende Formal berechnet werden: Sin = ∫tbta (c + a × e–bt)dt + ∫tctb (c' + a' × e–b't)dt – (c + a) × (tc – ta)oder durch folgende Formel: Sin = ∫tbta a × (e–bt – 1)dt + ∫tctb a' × (e–b't – 1)dt
Wie oben erwähnt, erfolgt nach einer Variante der Erfindung der Schritt der Bestimmung der Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone ein für allemal für eine kalibrierte Variation des Merkmals der Dialyseflüssigkeit, deren Parameter (Intensität, Dauer, Profil) in der Steuereinheit 30 gespeichert werden. Die Oberfläche Sin kann auf Basis der gemessenen Werte der Leitfähigkeit berechnet werden, oder sie kann auf Basis von Sollwerten berechnet werden, die die Störung definieren. Wenn die Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone bestimmt wurde (entweder vor einer besonderen Behandlungssitzung oder zu Beginn einer besonderen Behandlungssitzung), wird diese Größe in der Steuereinheit 30 gespeichert, und immer, wenn das Verfahren später eingesetzt wird, kann diese Größe verwendet werden.
3 – Bestimmung einer signifikanten Größe für die Veränderung des Merkmals stromabwärts zum Hämodialysator 1, wie es durch die im Hämodialysator 1 stattfindenden Austausche verformt erscheint
Erfindungsgemäß ist die gewählte Größe die Oberfläche Sout der sogenannten „stromabwärtigen Störzone", die folgendermaßen bestimmt wird.
Da die Leitfähigkeit der stromaufwärtigen Dialyseflüssigkeit des Hämodialysators 1 (CdOin) konstant ist, verändert sich die Leitfähigkeit der gebrauchten Flüssigkeit, wie von der Sonde 25 gemessen, entweder langsam auf exponentielle Weise oder bleibt im Wesentlichen konstant (Fall der 2), je nachdem, ob ein nennenswerter Leitfähigkeitsunterschied zwischen dem Blut und der Dialyseflüssigkeit besteht, oder ob dieser Unterschied gleich Null oder quasi Null ist. In der Folge wird angenommen, dass die Leitfähigkeit der gebrauchten Flüssigkeit im Wesentlichen konstant und gleich CdOout bleibt. Dieser Wert, der von der Sonde 25 gemessen wird, wird gespeichert.
Nachdem eine Veränderung der Leitfähigkeit der frischen Dialyseflüssigkeit, wie oben erwähnt, ausgelöst wurde, misst die vierte Leitfähigkeitssonde 25, die auf dem Ableitungskanal 10 angeordnet ist, kontinuierlich die Leitfähigkeit, und die Steuereinheit 30 bemustert eine Vielzahl von Werten der Leitfähigkeit Cdjout der gebrauchten Dialyseflüssigkeit, die von der ursprünglichen Leitfähigkeit CdOout abweichen.
Wenn die Leitfähigkeit der gebrauchten Dialyseflüssigkeit wieder ihren ursprünglichen Wert CdOout angenommen hat, berechnet die Steuereinheit 30 die Oberfläche Sout der stromabwärtigen Störzone, die begrenzt ist durch:

– eine Basislinie, die von dem ursprünglichen Wert CdOout der stromabwärtigen Leitfähigkeit des Hämodialysators 1 gebildet ist, entsprechend dem Nominalwert CdOin der stromaufwärtigen Leitfähigkeit des Hämodialysators 1, und
– eine Kurve, die für die zeitbezogene Entwicklung der Leitfähigkeit der gebrauchten Flüssigkeit während der Dauer der Störung t3–t1 repräsentativ ist, wobei diese Kurve aus Werten Cdjout erstellt wird, die von der Sonde 25 gemessen und von der Steuereinheit 30 bemustert wurden.

Die Berechnung der Oberfläche der Störzone Sout kann beispielsweise durch die Methode der Elementarflächen oder durch die Integrationsmethode erfolgen, wie sie im Detail in Zusammenhang mit der Berechnung der Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone beschrieben wurden.
Falls die Steuereinheit 30 die Berechnung nach der Methode der Elementarflächen durchführt, wird die Oberfläche Sout der stromabwärtigen Störzone durch folgende Formel erhalten:
Falls die Steuereinheit 30 die Berechnung nach der Integrationsmethode durchführt, wird die Oberfläche Sout der stromabwärtigen Störzone durch folgende Formel erhalten: Sout = ∫t2t1 q × (e–rt – 1)dt + ∫t3t2 q' × (er't – 1)dtwobei die für die Entwicklung der Leitfähigkeit der gebrauchten Dialyseflüssigkeit repräsentative Kurve von zwei Abschnitten von Exponentialgrößen E_C und E_D mit den Gleichungen y_C = p + q × e^–rt (zwischen t1 und t2) und y_D = p' + q' × e^–r't (zwischen t2 und t3) gebildet ist.
Im vorhergehenden wird angenommen, dass bei einem selben Wert der Leitfähigkeit CdOin stromaufwärts zum Hämodialysator 1 die Leitfähigkeit der gebrauchten Flüssigkeit im Wesentlichen konstant bleibt. Wenn sich diese Leitfähigkeit nennenswert ändert, wird in den Berechnungen eine Basislinie verwendet, die entweder von einem Abschnitt einer Exponentialgröße oder von einem Abschnitt einer Geraden mit positivem oder negativem Gefälle gebildet ist, die eine Annäherung an diese Exponentialgröße darstellt. Die Gleichung dieses Geradenabschnitts kann beispielsweise auf Basis eines ersten Wertes Cd1out, der zu einem Zeitpunkt t1 direkt vor der Störung gemessen wurde, und eines zweiten Wertes Cd2out, der zu einem Zeitpunkt t3 gemessen wurde, zu dem die Leitfähigkeit stromaufwärts zum Hämodialysator 1 den Wert CdOin wieder angenommen hat und die Störung aufgehört hat, stromabwärts zum Hämodialysator 1 ihre Wirkungen zu erzeugen, bestimmt werden.
4 – Berechnung eines signifikanten Parameters für die Wirksamkeit der verabreichten Behandlung
Erfindungsgemäß wird der für die Wirksamkeit der Behandlung signifikante Parameter von der Steuereinheit 30 auf Basis der Oberfläche Sin der stromaufwärtigen Störzone und der Oberfläche Sout der stromabwärtigen Störzone berechnet.
Wenn das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer in der Dialyseflüssigkeit und dem Blut vorhandenen Substanz in der Dialyseflüssigkeit ist, wie beispielsweise Natrium, berechnet die Steuereinheit die Dialysierfähigkeit D des Hämodialysators für diese Substanz mit Hilfe folgender Formel: D = (Qd + Quf) × (1 – Sout/Sin),wobei Qd die Durchflussmenge der Behandlungsflüssigkeit und Quf die Ultrafiltrationsmenge ist.
Der gleichzeitige wiederholte Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens und des in dem oben erwähnten Dokument EP 0 658 352 beschriebenen Verfahrens, das es insbesondere ermöglicht, die Dialysierfähigkeit D zu berechnen, ermöglichte es, die große Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu überprüfen.
Die Steuereinheit 30 kann nun auch die Konzentration Cbin des Natriums im Blut des Patienten stromaufwärts zum Hämodialysator mit Hilfe folgender Formel berechnen:
Wenn das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer in dem Blut vorhandenen und in der Dialyseflüssigkeit fehlenden Substanz in der Dialyseflüssigkeit ist, wie beispielsweise Harnstoff, berechnet die Steuereinheit die Ausscheidungsfähigkeit K des Hämodialysators für diese Substanz mit Hilfe folgender Formel: K = (Qd + Quf) × (1 – Sout/Sin),wobei Qd die Durchflussmenge der Behandlungsflüssigkeit und Quf die Ultrafiltrationsmenge ist.
Die Steuereinheit 30 kann nun auch die Konzentration Cbin des Harnstoffes im Blut des Patienten stromaufwärts zum Hämodialysator mit Hilfe folgender Formel berechnen:
Beispiel
3 stellt die Sollwerte dar, die an die Steuereinheit 30 weitergegeben wurden, um die Leitfähigkeit der Dialyseflüssigkeit auf einen Nominalbehandlungswert einzustellen und die Leitfähigkeit in bestimmten Zeitintervallen oder auf Befehl zu verändern, um eine Störung hervorzurufen, die es ermöglicht, die Wirksamkeit einer Dialysesitzung nach dem oben dargestellten Verfahren zu bestimmen.
Der Nominalsollwert wurde auf 14,1 mS/cm festgelegt. Die programmierte Störung umfasst eine Leitfähigkeitsstufe von +1,6 mS/cm während 100 s, gefolgt von einer Gegenstufe von –0,6 mS/cm während 38 s ausgehend vom Nominalsollwert.
Es wurde einem Patienten eine Dialysebehandlung mit Hilfe des in 1 dargestellten Systems zuteil, das mit einem Dialysator mit flacher Membran AN69 des Typs CRYSTAL 4000, hergestellt von der Firma HOSPAL INDUSTRIE, Meyzieu, Frankreich, versehen war. Die verschiedenen Pumpen des Systems wurden derart gesteuert, dass die Durchflussmenge des Blutes Qb gleich 200 ml/min, die Durchflussmenge der Dialyseflüssigkeit Qd gleich 500 ml/min und die Ultrafiltrationsmenge Quf gleich 20 ml/min war.
Während der Behandlung wurde von der Steuereinheit 30 die Auslösung der programmierten Störung. der Leitfähigkeit gefordert.
Auf dem Graphen der 4 sind in unterbrochenen Linien die Entwicklung der Leitfähigkeit stromaufwärts zum Dialysator 1, wie von der Sonde 23 alle 2 s (Δt = 2 s) gemessen, und in einer durchgehenden Linie die Entwicklung der Leitfähigkeit stromabwärts zum Dialysator dargestellt, wie von der Sonde 25 alle 2 s gemessen. Der gemessene Wert der Leitfähigkeit CdOin stromaufwärts zum Dialysator vor und nach der Störung ist gleich 14,113 mS/cm und der gemessene Wert der Leitfähigkeit CdOout stromabwärts zum Dialysator vor und nach der Störung ist gleich 14,28 ms/cm. Mit anderen Worten findet bei Normalfunktion eine Übertragung von ionisierten Substanzen im Dialysator vom Blut zu der Dialyseflüssigkeit statt. Die Dauer tc–ta der Störung stromaufwärts zum Austauscher ist gleich 185 s, und die Dauer der Störung t3–t1 stromabwärts zum Austauscher ist gleich 168 s. Die Oberfläche (Sin) der stromaufwärtigen Störzone, berechnet durch die Flächenmethode, ist gleich: Sin = Δt × Σ[Cdiin – CdOin] = 2 × Σ[Cdiin – 14,113] = 174,45 mS/cm × s.
Die Oberfläche (Sout) der stromabwärtigen Störzone, berechnet durch die Flächenmethode, ist gleich: Sout = Δt × Σ[Cdjout – CdOout] = 2 × Σ[Cdjout – 14,281] = 114,984 mS/cm × s.
Die Dialysierfähigkeit D des Systems ist gleich: D = (Qd + Quf) × (1 – Sout/Sin) = 177 ml/min.
Es ist anzumerken, dass der Patient einer Dialyseflüssigkeit mit einer anderen Leitfähigkeit als der Nominalleitfähigkeit nur während einer sehr kurzen Zeit (168 s, die auf vier Stunden, die die herkömmliche Dialysesitzung dauert, zu beziehen sind) ausgesetzt ist. Es ist auch anzumerken, dass die erforderliche Zeit für die Bestimmung der Dialysierfähigkeit D des Dialysesystems, die annähernd gleich der Zeit t3–ta ist, die für die Durchführung der Messungen notwendig ist, ebenfalls sehr kurz ist, nämlich 216 s, so dass mehrere Bestimmungen der Dialysierfähigkeit D pro Stunde, falls erforderlich, durchgeführt werden können.
Die Erfindung ist nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und gestattet Varianten.

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines signifikanten Parameters (D, K, Kt/V, Cbin) für die Wirksamkeit einer extrakorporalen Behandlung des Blutes, das darin besteht, beiderseits der semipermeablen Membran (4) eines Membranaustauschers (1) das Blut eines Patienten und eine Behandlungsflüssigkeit zirkulieren zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: – Zirkulation einer Behandlungsflüssigkeit in dem Austauscher (1), die ein Merkmal (Cd) aufweist, das einen im Wesentlichen konstanten Nominalwert (CdOin) stromaufwärts zum Austauscher (1) aufweist; – Veränderung des Werts des Merkmals (Cd) stromaufwärts zum Austauscher (1) während einer Dauer tc–ta, nach der das Merkmal (Cd) wieder auf seinen Nominalwert (CdOin) stromaufwärts zum Austauscher (1) gebracht wird; – Messung und Speicherung einer Vielzahl von Werten, die von dem Merkmal (Cd) der Behandlungsflüssigkeit stromabwärts zum Austauscher (1) als Antwort auf die Veränderung des Wertes dieses Merkmals (Cd), die stromaufwärts zum Austauscher (1) herbeigeführt wurde, genommen wurden; dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: – Bestimmung der Oberfläche (Sout) einer stromabwärtigen Störzone, die begrenzt ist durch: – eine Basislinie, die durch zwei Werte geht, die von dem Merkmal (Cd) zu zwei Zeitpunkten, die die Störung umgeben, genommen wurden, zu denen das Merkmal (Cd) nicht bzw. nicht mehr von der Störung beeinflusst ist, und – eine für die Entwicklung des Merkmals (Cd) im Verhältnis zur Zeit repräsentative Kurve, die auf Basis der Werte des Merkmals (Cd) erstellt wurde, die stromabwärts zum Austauscher (1) zwischen zwei Zeitpunkten t1 und t3, die die Störung umgeben, genommen wurden, zu denen das Merkmal (Cd) nicht bzw. nicht mehr von der Störung beeinflusst ist; und – Berechnung des Parameters (D, K, Kt/V, Cbin), der für die Wirksamkeit einer Behandlung signifikant ist, auf Basis der Oberfläche (Sout) einer stromabwärtigen Störzone und der Oberfläche (Sin) einer stromaufwärtigen Störzone, die begrenzt ist durch: – eine Basislinie, die von dem Nominalwert (CdOin) des Merkmals (Cd) gebildet ist, und – eine Kurve, die für die Entwicklung des Merkmals (Cd) im Verhältnis zur Zeit während der Dauer tc–ta stromaufwärts zum Austauscher (1) repräsentativ ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd) der Behandlungsflüssigkeit den Schritt der Einstellung des Merkmals auf einen bestimmten Sollwert, der größer oder kleiner als der Nominalwert (CdOin) ist, während eines bestimmten Zeitintervalls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd) der Behandlungsflüssigkeit stromaufwärts zum Austauscher (1) die folgenden Schritte umfasst: – während eines ersten bestimmten Zeitintervalls Einstellung des Merkmals auf einen ersten bestimmten Sollwert, der größer (bzw. kleiner) als der Nominalwert (CdOin) ist, und – während eines zweiten Zeitintervalls Einstellung des Merkmals auf einen zweiten Sollwert, der kleiner (bzw. größer) als der Nominalwert (CdOin) ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt der Wahl der Dauer des zweiten Zeitintervalls sowie des Absolutwertes des zweiten Sollwerts umfasst, so dass das Merkmal (Cd) wieder seinen ursprünglichen Wert (CdOout) stromabwärts zum Austauscher (1) innerhalb einer minimalen Zeit annimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner vor dem Schritt der Berechnung des signifikanten Parameters für die Wirksamkeit der extrakorporalen Behandlung den Schritt der Bestimmung der Oberfläche (Sin) der stromaufwärtigen Störzone umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner vor dem Schritt der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd) die folgenden Schritte umfasst: – Festlegung eines definierten Wertes für die Parameter der Veränderung, so dass die Oberfläche der stromaufwärtigen Störzone Sin konstant ist, wenn die vorbestimmten Parameter der Veränderung eingehalten werden; – Bestimmung und Speicherung der Oberfläche der stromaufwärtigen Störzone Sin bei einer Veränderung mit den festgelegten Parametern.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner vor dem Schritt der Bestimmung der Oberfläche der stromaufwärtigen Störzone Sin den Schritt der Messung einer Vielzahl von Parametern umfasst, die von dem Merkmal (Cd) der Behandlungsflüssigkeit stromaufwärts zum Austauscher (1) während der Dauer tc–ta genommen wurden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung der Oberfläche Sin (Sout) der stromaufwärtigen (bzw. stromabwärtigen) Störzone die folgenden Schritte umfasst: – Bestimmung einer Gleichung der Kurve, die für die zeitabhängige Veränderung der gemessenen Werte des Merkmals (Cd) stromaufwärts (bzw. stromabwärts) zum Austauscher (1) repräsentativ ist; und – Berechnung des Integrals dieser Gleichung zwischen dem Beginn und dem Ende der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd); und – beim Integral der Gleichung Abziehen einer Oberfläche gleich dem Produkt der Dauer der stromaufwärtigen (bzw. stromabwärtigen) Störung mal den Nominalwert CdOin (bzw. den ursprünglichen Wert CdOout) des Merkmals stromaufwärts (bzw. stromabwärts) zum Austauscher (1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung der Oberfläche (Sin, Sout) einer Störzone die folgenden Schritte umfasst: – Messung des Wertes des Merkmals Cd in Zeitintervallen Δt während der gesamten Dauer der Störung; – Berechnung einer Reihe von elementaren Oberflächen, indem jeder gemessene Wert, vermindert um den Nominalwert (CdOin) (bzw. den ursprünglichen Wert CdOout) des Merkmals Cd mit dem Zeitintervall Δt multipliziert wird; – Summieren der elementaren Oberflächen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer in der Behandlungsflüssigkeit und im Blut vorhandenen Substanz in der Flüssigkeit ist, und dass die Dialysierfähigkeit D des Austauschers (1) für diese Substanz mit Hilfe folgender Formel berechnet wird: D = (Qd + Quf) × (1 – Sout/Sin), wobei Qd die Durchflussmenge der Behandlungsflüssigkeit und Quf die Ultrafiltrationsmenge ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer in der Behandlungsflüssigkeit und im Blut vorhandenen Substanz in der Behandlungsflüssigkeit ist, und dass die Konzentration Cbin der Substanz im Blut des Patienten stromaufwärts zum Austauscher (1) mit Hilfe folgender Formel berechnet wird:
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer im Blut vorhandenen und in der Behandlungsflüssigkeit fehlenden Substanz in der Behandlungsflüssigkeit ist, und dass die Ausscheidungsfähigkeit K des Austauschers (1) für diese Substanz mit Hilfe der folgenden Formel berechnet wird: K = (Qd + Quf) × (1 – Sout/Sin),wobei Qd die Durchflussmenge der Behandlungsflüssigkeit und Quf die Ultrafiltrationsmenge ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das der Veränderung unterzogene Merkmal die Konzentration einer im Blut vorhandenen und in der Behandlungsflüssigkeit fehlenden Substanz in der Behandlungsflüssigkeit ist, und dass die Konzentration Cbin der Substanz im Blut des Patienten stromaufwärts zum Austauscher (1) mit Hilfe der folgenden Formel berechnet wird:
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Veränderung des Wertes des Merkmals (Cd) darin besteht, in die Behandlungsflüssigkeit stromaufwärts zum Austauscher (1) ein die Substanz enthaltendes Flüssigkeitsvolumen einzuspritzen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Menge der Substanz in die Behandlungsflüssigkeit eingespritzt wird, so dass die Oberfläche der stromaufwärtigen Störzone Sin vorbestimmt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Veränderung der Konzentration einer Substanz in der Behandlungsflüssigkeit darin besteht, die Durchflussmenge einer Pumpe (19) für eine konzentrierte Lösung eines Erzeugers (11) von Behandlungsflüssigkeit zu verändern oder eine konzentrierte Lösung mit Wasser oder einer verdünnten Lösung zu mischen, um die Behandlungsflüssigkeit herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz Natrium ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz Harnstoff ist.