DE69834034T2

DE69834034T2 - Vorrichtung zum berechnen von der dialyseeffizienz

Info

Publication number: DE69834034T2
Application number: DE69834034T
Authority: DE
Inventors: Jan Sternby
Original assignee: Gambro Lundia AB
Current assignee: Gambro Lundia AB
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: CA2292717C; EP0986410A1; AU732784B2; BR9809718A; CA2292717A1; US6258027B1; JP2002514120A; SE9702074D0; ATE321580T1; AU8046698A; KR100518185B1; ES2260838T3; EP0986410B1; DE69834034D1; JP4148536B2; TW394692B; WO1998055166A1; KR20010013254A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Berechnen einer Gesamtkörpermasse eines gelösten Stoffes in einem Flüssigkeitsvolumen, wobei für die Berechnungen Werte verwendet werden, die von einem Harnstoffsensor erhalten werden. Die Berechnungen können auch bestimmte Bedingungen vorhersagen, die ein Eingreifen erfordern.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bei der Hämodialyse ist es heute üblich, bei einem Patienten dreimal pro Woche eine Dialyse während eines Zeitraums von drei bis vier Stunden pro Behandlung durchzuführen. Das Ziel der Behandlung ist es, dem Patienten eine angemessene Dialysedosis zu geben. Eine solche Behandlungsdosis kann auf verschiedene Arten definiert werden.
Eine allgemein verwendete Definition verwendet das Harnstoffmolekül als ein Markierungsmolekül und schreibt vor, dass die Dialyse-Clearance (K) geteilt durch das Verteilungsvolumen (V) des Harnstoffs mal der gesamten Behandlungsdauer (t) eine bestimmte Konstante übersteigen sollte, zum Beispiel Kt/V ist größer als Eins pro Behandlung. Die wöchentliche Dialysedosis ist dann Kt/V größer als Drei.
Eine übliche Art zum Messen von Kt/V ist durch Messen der Harnstoffkonzentration (c_b) im Plasma vor und nach der Behandlung. Das Verhältnis R = c_bpost/c_bpre ist korreliert mit Kt/V. Eine Anzahl verschiedener Gleichungen wurden für die Berechnung von Kt/V vorgeschlagen, wie etwa: Kt/V = –ln(R – 0,03) + (4 – 3,5·R)·UF/W (1)wobei UF = das entfernte Ultrafiltrationsvolumen in Litern und W = das Gewicht nach der Dialyse in kg.
Diverse klinische Studien wurden durchgeführt, bei denen Kt/V geschätzt wurde und bei denen der Harnstoff im Plasma nach der Dialyse c_bpost unmittelbar nach der Dialyse gemessen wurde, üblicherweise weniger als zwei Minuten nach Ende der Behandlung. Die meisten Patienten haben jedoch einen Rückfall von c_bpost. Wenn ein äquilibrierter c_bpost nach der Behandlung nach zum Beispiel 30 Minuten gemessen wird, kann ein "wahrerer" Kt/V-Wert gemessen werden.
Die Messung von c_b ist nicht unproblematisch. Es ist erforderlich, dass eine Blutprobe vor und nach der Dialysebehandlung genommen wird. Solche Proben werden dann vom Labor des Krankenhauses analysiert. Die Ergebniswerte werden mit einer wesentlichen Zeitverzögerung geliefert. Auf diese Weise ist es nicht möglich, die aktuelle Behandlung anzupassen, so dass eine vorgeschriebene Dosis erhalten wird.
Die Probe nach der Behandlung muss sorgfältig genommen werden, insbesondere in Bezug auf den richtigen Zeitpunkt, um falsche Werte aufgrund von Herzlungen- oder Zugangsrückfluss zu vermeiden. Eine andere Fehlerquelle ist der oben genannte Rückfall.
Wenn eine äquilibrierte Probe nach der Behandlung genommen werden soll, sollte so eine Probe 30 – 60 Minuten nach Beendigung der Behandlung genommen werden, was für den Patienten nicht praktisch ist. Die Menge des Rückfalls und die Rate des Rückfalls variiert erheblich von Patient zu Patient.
Diese Probleme sind in dem Stand der Technik auf verschiedene Arten angegangen worden.
WO 94/08641 beschreibt die Verwendung eines Harnstoffmonitors zum Abschätzen der Angemessenheit einer Dialysebehandlung. Der Harnstoffmonitor ist verbunden mit der Dialyseausflussleitung und misst die Konzentration des Harnstoffs in dem Dialysat, das den Dialysator verlässt.
Gemäß dieser Beschreibung ist es notwendig, den Harnstoffwert (c_bpre) im Plasma vor der Dialyse zu kennen oder zu messen. Solche Messungen können gemacht werden, indem die Harnstoffkonzentration in einer äquilibrierten Probe, die vor Einleitung der Behandlung genommen wurde, gemessen wird. Eine solche Anfangsmessung braucht jedoch Zeit und die Dialysemaschine muss speziell konstruiert sein, um solche Vordialyse-Harnstoffwerte zu erhalten.
Andere Indikatoren angemessener Dialyse sind URR und SRI: URR = 1 – R = 1 – cb post/cb pre (2) SRI = (murea pre – murea post)/murea pre (3)wobei m_{urea pre} und m_{urea post} die Harnstoffmengen im Körper vor bzw. nach der Dialyse sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Berechnen einer Gesamtkörpermasse (m) eines gelösten Stoffes in einem Flüssigkeitsvolumen mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 1 zur Verfügung zu stellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bestimmen des Wirkungsgrades einer Dialysebehandlung und zum prozessgekoppelten Überwachen der zugeführten Behandlungsdosis zur Verfügung zu stellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Überwachen des Dialysewirkungsgrades zur Verfügung zu stellen, um die Dialysebehandlung, wenn erforderlich, prozessgekoppelt anzupassen, zum Beispiel wenn der Dialysator verklebt ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abschätzen der zugeführten Dialysedosis zur Verfügung zu stellen, ohne das Erfordernis, Blutproben zu nehmen oder ohne dass die Dialysemaschine irgendwelche speziellen Anpassungen vornehmen muss, wie etwa das Messen einer äquilibrierten Harnstoffkonzentration im Plasma vor der Dialyse.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Harnstoffmonitor zum Messen der Harnstoffkonzentration c_d in dem vom Dialysator abfließenden Dialysat verwendet, um den gesamten während der Behandlung entfernten Harnstoff (U) zu bestimmen. Die gemessenen Werte werden von einem Berechnungscomputer verwendet, um eine Harnstoffmasse m₀ vor der Dialyse und den relativen Wirkungsgrad K/V abzuschätzen. Durch Verwenden dieser Werte kann prozessgekoppelt eine Angabe der Dialysedosis erhalten werden, zum Beispiel durch Integrieren des berechneten K/V über die Behandlungsdauer. Da die Harnstoffmassen vor und nach der Dialyse berechnet werden, kann SRI bestimmt werden. URR kann auch bestimmt werden, wenn das Verteilungsvolumen abgeschätzt wird, zum Beispiel mit der Watson-Formel, vergleiche oben Gleichungen (2) und (3). Auch die Gleichung (1) kann verwendet werden, da R bekannt ist. Es wird angemerkt, dass SRI und URR als äquilibrierte Werte erhalten werden.
Gemäß einem anderen Denkansatz der Erfindung wird angenommen, dass der relative Wirkungsgrad K/V zumindest über kleinere Zeitspannen vergleichsweise stabil ist und kontinuierlich abnimmt. Wenn eine plötzliche Änderung im Wirkungsgrad festgestellt wird, könnte es ein Anzeichen für einen fehlerhaften Zustand sein, der möglicherweise den Eingriff einer Krankenschwester erfordert, wie etwa das Verkleben des Dialysators oder eine Änderung des Blutflusses Q_b.
Gemäß noch einem weiteren Denkansatz der Erfindung wird die effektive Clearance des Dialysators bestimmt durch Einleiten einer Störung in den Dialysator und Analysieren des von dem Dialysator abfließenden Dialysats in Anbetracht der Störung. Die Störung kann eine Veränderung der Leitfähigkeit der Dialyseflüssigkeit sein. Durch die Analyse der Ergebnisse ist es möglich, die effektive Clearance des Dialysators zu bestimmen. Durch Kombinieren der Harnstoffkonzentration im Dialysat und der effektiven Clearance des Dialysators kann die Harnstoffkonzentration im Blut ohne irgendein invasives Verfahren bestimmt werden. Durch Kombination mit der Harnstoffmenge, die durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, kann das Verteilungsvolumen des Harnstoffs abgeschätzt werden.
Die gemessenen Harnstoffkonzentrationswerte in der abfließenden Dialysatlösung weisen aus vielen Gründen eine unregelmäßige Erscheinungs form auf. Durch Verwenden eines speziellen Kurvenadaptionsalgorithmus ist es jedoch möglich, den relativen Wirkungsgrad K/V über Zeiträume, in denen er relativ konstant ist, abzuschätzen, um relevante Dialyseparameter genau zu bestimmen.
Weitere Merkmale werden aus den angefügten Patentansprüchen ersichtlich.
Die Erfindung und ihre weiteren Ziele, Vorteile und Merkmale werden nachstehend genauer beschrieben mit Bezug zu Ausführungsformen der Erfindung, die in den Zeichnungen gezeigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Dialysemaschine, die für die Hämodialyse gedacht ist, einschließlich eines Harnstoffmonitors, bei der die Erfindung verwendet werden kann.
2 ist eine schematische Darstellung ähnlich 1, aber mit dem Harnstoffmonitor integriert in die Dialysemaschine.
3 ist eine schematische Darstellung ähnlich 1 einer Dialysemaschine, die für die Hämofiltration geeignet ist.
4 ist eine schematische Darstellung ähnlich 2 einer Dialysemaschine, die für die Hämofiltration geeignet ist.
5 ist ein Diagramm von Konzentrationswerten, die von dem Harnstoffmonitor in der Dialysemaschine gemäß irgendeiner der 1–4 erhalten wurden.
6 ist eine Abschätzung der Anfangsharnstoffmasse in dem Diagramm gemäß 5.
7 ist ein Diagramm ähnlich 5, zeigt aber eine Dialysebehandlung, die einen problematischen Teil aufweist.
8 ist eine Abschätzung der Anfangsharnstoffmasse in dem Diagramm gemäß 7.
9 ist eine schematische Darstellung ähnlich 2 und einschließlich eines Mittels zum Hervorrufen einer Störung in dem Dialysator.
10 ist ein Diagramm ähnlich 5 zum Bestimmen der Harnstoffkonzentration im Blut.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist gedacht dazu verwendet zu werden, Parameter für eine Dialysebehandlung, wie etwa Hämodialyse, Hämodiafiltration oder Hämofiltration, abzuschätzen. Sie kann auch für manche Arten der Peritonealdialyse verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die oben genannten Behandlungsarten beschränkt, sondern kann auch für nichtmedizinische Zwecke verwendet werden.
1 ist ein schematisches Diagramm einer Dialysemaschine, bei der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Die Dialysemaschine sieht Mittel zum Ersetzen der Nierenfunktion eines Säugers vor, wenn die Nierenfunktion beeinträchtigt ist oder vollständig fehlt.
Das Blut eines Patienten wird in einen extrakorporalen Kreislauf 2 hinausgeführt, der einen Filter oder Dialysator 1 mit einer semipermeablen Membran 3 umfasst. Das Blut fließt auf einer Seite der Membran. Auf der anderen Seite der Membran wird von der Dialysemaschine 4 eine Dialyseflüssigkeit in Umlauf gebracht.
Die Dialyseflüssigkeit wird von der Maschine üblicherweise aus einem oder mehreren Konzentraten und Wasser zubereitet, um eine Dialyseflüssigkeit zu bilden, die die erwünschten Eigenschaften aufweist. Somit umfasst die in 1 offenbarte Maschine einen Wassereinlass 5, zwei Konzentrateinlässe 6 und 7 und zwei Konzentratdosierpumpen 8 und 9. Eine erste Hauptpumpe 10 treibt die fertig zubereitete Dialyseflüssigkeit zu der Dialyseseite des Dialysators in Kontakt mit der Membran.
Eine zweite Hauptpumpe 11 leitet die von dem Dialysator abfließende Flüssigkeit, die Einlassdialyseflüssigkeit und jegliches Ultrafiltrat, das über den Filter aus dem Blut entfernt wurde, weiter zu einem Auslass 12 und zum Abfluss.
Eine Umgehungsleitung 13 ist zwischen der ersten 10 und der zweiten Pumpe 11 angeordnet. Verschiedene Ventile 14, 15, 16 sind angeordnet, um den Durchfluss der Dialyseflüssigkeit zu steuern. Die Ventile und die Pumpen werden von einem Computer 17 gesteuert, wie schematisch durch verschiedene Linien in 1 gezeigt wird. Natürlich ist die Dialysemaschine wie üblich mit verschiedenen anderen Mitteln ausgestattet.
Diese anderen Mittel sind nicht offenbart, da sie für die Funktion der vorliegenden Erfindung nicht relevant sind.
Die erste Hauptpumpe 10 wird mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, dass die Dialyseflüssigkeit, die zu dem Dialysator geführt wird, im Wesentlichen konstant ist, zum Beispiel 500 ml/min. Die zweite Hauptpumpe 11 wird mit einer etwas höheren Geschwindigkeit angetrieben, so dass die abfließende Flüssigkeit, Dialysat genannt, eine Durchflussrate von zum Beispiel 515 ml/min aufweist. Dieser Betrieb erzeugt einen Druck auf der Dialysat-Seite des Dialysators, der geeignet ist, 15 ml/min Ultrafiltrat-Flüssigkeit aus dem Blut zu entfernen, zum Beispiel Plasmawasser. Während einer Behandlung von 4 Stunden bedeutet eine solche Ultrafiltration eine Flüssigkeitsentfernung von dem Patienten von 3,6 Litern. Natürlich wird die Dialysemaschine so betrieben, dass die dem Patienten verschriebene Behandlung durchgeführt wird.
In der Abflussleitung der Dialysemaschine ist ein Harnstoffmonitor 18 angeordnet, der die Harnstoffkonzentration c_d in dem abfließenden Dialysat misst. Der Monitor kann innerhalb der Dialysemaschine angeordnet sein oder vollständig außerhalb der Dialysemaschine. Der Harnstoffmonitor kann von der Art wie in WO 96/04401 offenbart sein. Es ist anzumerken, dass der Harnstoffmonitor einen Leitfähigkeitssensor hat, so dass die Leitfähigkeit des Dialysats durch den Harnstoffmonitor bestimmt wird und die Harnstoffkonzentration berechnet wird, indem solche Leitfähigkeitsmessungen verwendet werden.
Der Harnstoffmonitor ist mit dem Computer 17 der Dialysemaschine verbunden gezeigt. Der Monitor kann jedoch einen eigenen Computer aufweisen.
Der Harnstoffsensor oder die Dialysemaschine beinhaltet auch Mittel zum Messen der Durchflussrate des abfließenden Dialysats Q_d. Der Computer 17 ist eingerichtet, Konzentrationswerte c_d zur Verfügung zu stellen sowie Werte der gesamten Harnstoffmasse U als das Integral von Q_d·c_d, die während der Behandlung entfernt wird. Die Konzentrationswerte werden kontinuierlich berechnet, so dass eine Konzentrationskurve c_d von dem Harnstoffsensor erhalten werden kann und auch eine Massekurve U.
2 offenbart eine ähnliche Dialysemaschine wie 1. Der Hauptunterschied ist, dass der Harnstoffmonitor 19 zwischen dem Dialysator 1 und der zweiten Hauptpumpe 11 und vor dem Auslass der Umgehungsleitung angeordnet ist.
3 offenbart eine ähnliche Dialysemaschine wie 1, die aber für die Hämofiltration oder Hämodiafiltration geeignet ist. Der einzige Unterschied ist, dass darin eine Infusionsleitung 20 einschließlich einer Infusionspumpe 21 beinhaltet ist. Die Infusionsleitung 20 beginnt bei dem Auslass der ersten Hauptpumpe 10 und endet an der Bluteinlassseite des Dialysators, um das Blut vor dem Dialysator mit einer Infusionsflüssigkeit zu versorgen, Vor-Infusion (preinfusion) genannt. Der Harnstoffmonitor 22 ist in der Dialysatabflussleitung nach der zweiten Pumpe 11 angeordnet.
Schließlich offenbart 4 eine ähnliche Dialysemaschine wie 2, die aber für die Hämofiltration oder Hämodiafiltration geeignet ist, und die das Blut nach dem Dialysator mit einer Infusionsflüssigkeit versorgt, Nach-Infusion (postinfusion) genannt. Der Harnstoffmonitor 23 ist vor der zweiten Hauptpumpe 11 und vor dem Auslass der Umgehungsleitung angeordnet.
5 offenbart eine typische Harnstoffkonzentrationskurve c_d, die von dem Harnstoffsensor erhalten wird. Wie aus der Abbildung deutlich wird, ist die Kurve sehr unregelmäßig und beinhaltet verschiedene Tiefpunkte. Diese Tiefpunkte werden erhalten, wenn die Dialysemaschine zur Selbstkalibrierung angeschlossen ist, wenn das Ventil 16 geöffnet und die Ventile 14 und 15 geschlossen sind.
6 ist eine graphische Darstellung von Harnstoffmassewerten, die gemäß dem Verfahren, das in weiteren Einzelheiten nachstehend offenbart wird, berechnet wurden.
7 ist eine Konzentrationskurve, die während einer Behandlung erhalten wurde, die einige problematische Abschnitte aufweist, wie ebenfalls nachstehend näher beschrieben wird.
Schließlich ist 8 eine graphische Darstellung von Harnstoffmassewerten, die gemäß dem nachstehend offenbarten Verfahren berechnet wurden.
Es gibt verschiedene Herangehensweisen an die Harnstoffkinetik. Eine übliche Herangehensweise beruht auf der Annahme, dass Harnstoff in einer einzigen Abteilung des Körpers verteilt ist, das Einzelpoolmodell. Es ist allgemein bekannt, dass die während Behandlungen gemessene Harnstoffkonzentration einem solchen Modell nicht folgt, speziell bei hochwirksamen Behandlungen.
Eine andere Herangehensweise nimmt an, dass Harnstoff in zwei verschiedenen Abfolgen von verbundenen Körper-Pools mit einem Diffusionsaustausch von Harnstoff zwischen diesen verteilt ist. Dieses Modell kann den bekannten Rückfall nach der Behandlung und die schnellere Entfernung von Harnstoff zu Beginn der Behandlung erklären.
Noch ein weiterer Denkansatz nimmt an, dass der Körper in verschiedene Abteilungen unterteilt ist, die mit dem Blut mit unterschiedlichen Zeitverzögerungen in Kontakt treten.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Harnstoffmonitor verwendet, um Harnstoffkonzentration in dem von einem Dialysator abfließenden Dialysat zu messen. Darüber hinaus wird die gesamte Menge des abfließenden Dialysats gemessen. Somit ist es möglich, die Harnstoffkonzentration c_d mal dem gesamten Dialysatdurchfluss Q_d zu bestimmen. Durch Integrieren des Produkts aus c_d·Q_d wird der gesamte entfernte Harnstoff U erhalten.
Wenn man annimmt, dass keine Akkumulation von Harnstoff im Körper vorliegt, muss die Gesamtmenge entfernten Harnstoffs (U) dem im Körper über einen bestimmten Zeitraum, zum Beispiel durchschnittlich über eine Woche, erzeugten Harnstoff (G) entsprechen. Dies kann zum Berechnen des Sättigungsgrades oder der Proteinabbaurate (protein catabolic rate, PCR) verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Harnstoffkonzentration, die von einem Harnstoffmonitor in der von dem Dialysator abfließenden Dialysatlösung gemessen wird, zum Bestimmen von Parametern der fortschreitenden Dialyse verwendet. Diese Parameter werden verwendet, um die Dialysebehandlung prozessgekoppelt zu beurteilen, um den Wirkungsgrad, die zugeführte Dosis, die gesamte Harnstoffmasse im Körper vor und nach der Dialyse, die Harnstofferzeugungsrate, das Harnstoffverteilungsvolumen im Körper (zum Beispiel durch Entnehmen einer Blutprobe zum Bestimmen der Harnstoffkonzentration im Blut) und noch weitere Parameter und Variablen zu beurteilen, wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden wird.
Diese Abschätzungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind unabhängig von irgenwelchen Annahmen über die Verteilung von Harnstoff im Körper.
Somit geht die vorliegende Erfindung von der Tatsache aus, dass keine Annahme über die Harnstoffverteilung im Körper gemacht werden sollte. Stattdessen wird die gesamte Harnstoffmenge (m) im Körper in jedem Moment berücksichtigt. Gemäß der Erfindung ist die Definition der mittleren Harnstoffkonzentration die mittlere Konzentration von Harnstoff im Körper über ein Verteilungsvolumen (V).
Weder das Verteilungsvolumen, noch die mittlere Harnstoffkonzentration können gemessen werden, aber wir können sie für Berechnungen verwenden. Sie können jedoch indirekt durch die in dem abfließenden Dialysat von dem Harnstoffmonitor gemessene Harnstoffkonzentration gemessen werden, wie unten erläutert wird.
Darüber hinaus wird gemäß der Erfindung die normalerweise verwendete Dialysator-Clearance ersetzt durch eine Gesamtkörper-Clearance K, die definiert ist als das Verhältnis zwischen der Entfernungsrate der Harnstoffmasse und der mittleren Harnstoffkonzentration cm im Körper. Die Entfernungsrate der Harnstoffmasse wird von dem Harnstoffmonitor gemessen und ist die Harnstoffkonzentration (c_d) in dem abfließenden Dialysat mal dem Durchfluss (Q_d) des abfließenden Dialysats. Dementsprechend sind diese Definitionen: K = Qd·cd/cm (4) m = cm·V (5)
Da die Änderungsrate der Harnstoffmasse im Körper die Harnstofferzeugungsrate (G) minus der Entfernungsrate der Harnstoffmasse Q_d·c_d ist, ist die folgende Gleichung gültig: dm/dt = G – Qd·cd = G – m·K/V (6)
Dies ist eine Differenzialgleichung erster Ordnung mit zeitlich variierenden Koeffizienten, die mittels Standardverfahren gelöst werden kann. Wenn wir annehmen, dass K und G konstant sind und dass V eine lineare Funktion von t(V = V₀ – UF·t) ist, stellen wir fest, dass:
Die Annahme, die gemacht wurde, um zur Gleichung (7) zu gelangen, ist, dass die Gesamtkörper-Clearance K während der Behandlung konstant ist. Alternativ kann angenommen werden, dass der relative Wirkungsgrad K/V konstant ist, was zu einer ähnlichen Gleichung führt:
Wir haben jedoch herausgefunden, dass K bzw. K/V nicht während der gesamten Behandlung konstant sind, sondern üblicherweise während einer Anfangsphase der Behandlung während der ersten 30–60 Minuten größer sind und dann annähernd konstant.
Darüber hinaus erfordern die Gleichungen (7) und (8) die Anfangsharnstoffmenge m₀, die vor der Dialysebehandlung gemessen werden muß, zum Beispiel durch eine Blutprobe oder ein äquilibriertes Dialysat wie in WO 94/08641 beschrieben und durch Abschätzen des Harnstoffverteilungsvolumens im Körper.
Das Erfordernis der Entnahme einer äquilibrierten Blutprobe 30–60 Minuten nach der Behandlung hat sich jedoch erübrigt, da die Gleichung den angesammelten Kt/V-Wert kontinuierlich berechnet, so dass die Behandlung beendet werden kann, wenn die erwünschte Dosis erreicht wurde.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiteren Schritt bei der Verwendung der von dem Harnstoffmonitor erhaltenen Daten zu unternehmen, um alle Daten zu erhalten, die zum Abschätzen wichtiger Parameter der gesamten Behandlung benötigt werden. Durch Verwenden der Idee der Gesamtkörper-Harnstoffmasse und der Gesamtkörper-Clearance K ist es möglich, Gleichungen zu entwickeln, die unabhängig von irgendeiner Annahme über eine konstante Clearance K oder einen konstanten relativen Wirkungsgrad K/V über die gesamte Behandlungsdauer sind.
Durch Kombinieren der Gleichungen (4) und (5) und durch Integrieren des linken Abschnitts der Gleichung (6) erhält man: m = (Qd·cd)/(K/V) (9)und m = m0 + G·t – U (10)wobei

G: = Harnstofferzeugung, die konstant angenommen wird
U: = gesamter entfernter Harnstoff, der dem Integral von Q_d·c_d entspricht, das von dem Harnstoffmonitor erhalten wird.

Durch Umstellen erhält man: K/V = (Qd·cd)/(m0 + G·t – U) (11)oder m0 + G·t = U + (Qd·cd)/(K/V) (12)
Die Gleichungen (11) und (12) sind unabhängig von irgendeiner Annahme über die Harnstoffverteilung im Körper oder irgendeiner Annahme eines konstanten K. Die einzige gemachte Annahme ist, dass G konstant ist. Wenn jedoch G nicht konstant ist, sollte das Produkt aus G·t ersetzt werden durch das Integral von G über t.
Die Gleichung (11) kann verwendet werden, um die Zeitabhängigkeit von K/ V abzuschätzen, die für manche Zwecke verwendet werden kann, die unten genauer zu erläutern sind.
Wie in den Gleichungen (7) und (8) ist es erforderlich, die Anfangsharnstoffmenge m₀ in dem Verteilungsvolumen V des Körpers für die Gleichungen (11) und (12) zu erhalten.
Es ist möglich, diesen Wert zu erhalten, indem man eine Blutprobe vor der Einleitung der Dialyse nimmt, und indem das Verteilungsvolumen abgeschätzt wird, beispielsweise durch Verwenden der Watson-Formel.
Ein anderes Verfahren besteht darin, zuzulassen, dass das Dialysat mit dem Blut bei der Einleitung der Dialysebehandlung äquilibriert wird, und die Dialysatkonzentration zu messen, wobei die Dialysatkonzentration der Konzentration in der Blutfüssigkeit entspricht. Durch Abschätzen des Verteilungsvolumens, zum Beispiel durch die Watson-Formel, kann die Anfangsharnstoffmasse m₀ erhalten werden.
Durch diese Verfahren ist es möglich, einen Wert der Anfangsharnstoffmasse m₀ zu erhalten, der in der Gleichung (11) verwendet werden kann, um den momentanen relativen Wirkungsgrad K/V zu erhalten. Durch Integrieren von K/V über die Zeit, wird eine Abschätzung über die zugeführte Dosis Kt/V erhalten.
Im Durchschnitt gibt die Watson-Formel eine gute Abschätzung des Verteilungsvolumens für einen Bestand an Patienten. Für einen spezifischen Patienten kann der Fehler jedoch groß sein und schwer vorherzusagen. Dies kann zu einem großen Fehler bei der Abschätzung der Anfangsmasse m₀ führen Andererseits und gemäß der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die Anfangsmasse m₀ berechnet werden kann, indem nur die Daten verwendet werden, die von einem Harnstoffmonitor erhalten werden, der die Harnstoffkonzentration c_d in dem von einem Dialysator abfließenden Dialysat und den Durchfluss des Dialysats Q_d misst.
Man kann sehen, dass der linke Abschnitt der Gleichung (12) eine gerade Linie mit der Steigung G ist. Die Variablen c_d und Q_d sowie U (dU/dt = Q_d·c_d) werden von dem Harnstoffmonitor gemessen. Wenn wir K/V in zumindest zwei Punkten kennen, ist es möglich, die Konstanten m₀ und G zu berechnen.
Es ist auch möglich, G aus dem gesamten innerhalb einer Woche entfernten Harnstoff zu bestimmen, der der Erzeugung entsprechen sollte, wenn ein stabiler Zustand angenommen wird, d.h. die Erzeugung entspricht der Entfernung. Wenn an dem Patienten dreimal pro Woche eine Dialyse durchgeführt wird, kann der während einer solchen Dialysebehandlung entfernte Harnstoff verwendet werden, um die Erzeugung abzuschätzen, wie von Garred et al. offenbart wurde.
Wenn die Konstante m₀ aus verschiedenen gemessenen Werten berechnet wird, ist es möglich, einen genaueren m₀-Wert zu erhalten, indem der Mittelwert oder Medianwert oder ein anderer statistischer Wert aus allen berechneten Werten der Konstanten m₀ verwendet wird.
Um weiter fortzufahren, ist es nötig, eine Annahme über die Zeitabhängigkeit von K/V zu machen.
Erstens wird angenommen, dass der momentane relative Wirkungsgrad K/V zumindest über eine gewisse Zeitdauer während der Behandlung konstant ist. Die Dialysekurven, die man erhält, scheinen zu bestätigen, dass es zumindest gewisse Phasen mit konstantem K/V geben sollte, zumindest bei einer Dialyse mit geringer Ultrafiltration UF. Es kann angenommen werden, dass V eine lineare Funktion der Zeit mit konstanter Ultrafiltration ist. Es scheint jedoch, dass die Clearance K auch in ähnlicher Weise über die Zeit variiert, zumindest über bestimmte Zeitabschnitte.
Bildet man die Ableitung der Gleichung (12) mit konstantem K/V, erhält man: G = dU/dt + Qd·(V/K)·dcd/dt (13)
Durch Einsetzen von dU/dt = Q_d·c_d erhält man:
Durch Integrieren und Verwenden des Logarithmus der Gleichung (14) erhält man: ln(cd – G/Qd) = ln(c0 – G/Qd) – Kt/V (15)
Die Kurve der Gleichung (15) ist eine gerade Linie mit der Steigung K/V. Wie aus der Gleichung (15) deutlich wird, muss der Dialysatkonzentrationswert c_d um einen Verschiebungsterm G/Q_d bezogen auf die Erzeugung reduziert werden.
Somit kann durch Verwenden der Gleichung (15) in einer Phase, in der die Steigung der Kurve konstant ist, der momentane relative Wirkungsgrad K/V in einer Anzahl von Punkten bestimmt werden. Deshalb kann m₀ durch Verwenden der Gleichung (12) für jeden Punkt berechnet werden und ein durchschnittlicher (Mittel- oder Median-)Wert von m₀ kann abgeschätzt werden.
Zweitens wird angenommen, dass K zumindest über einen gewissen Zeitraum während der Behandlung konstant ist. Die Dialysekurven, die man erhält, scheinen zu bestätigen, dass es zumindest gewisse Phasen mit konstantem K geben sollte. Wir nehmen auch an, dass während dieses Zeitraums das Harnstoffverteilungsvolumen im Körper V eine lineare Funktion der Zeit t mit einer konstanten Ultrafiltration UF ist: V = V0 – UF·t (16)
Durch Bilden der Ableitung der Gleichung (12) erhält man: G = dU/dt + (Qd·V/K)·dcd/dt – (Qd·cd/K)·dV/dt (17)was in dcd/dt + cd·(K – UF)/V = (K/V)·G/Qd (18)resultiert.
Die Gleichung (18) kann gelöst werden:
Der Ausdruck G/[Q_d(1 – UF/K)] = c_k ist ein Verschiebungsterm für die gemessene Dialysatkonzentration c_d aufgrund der Harnstofferzeugung G. Die Dialysekonzentration c_d wird sich dieser Verschiebung c_k für lange Behandlungszeiten asymptotisch annähern.
Somit: ln(cd – ck) = ln(c0 – ck) + [(K – UF)/V0]·[(V0/UF)ln(V/V0)] (20)wobei [(V0/UF)ln(V/V0)] = (V0/UF)ln(1 – t·UF/V0) ≅ –t (21)
Durch Auftragen des linken Teils der Gleichung (20) über [(V₀/UF)ln(V/V₀)] ist es möglich, die Steigung [(K-UF)/V₀] zu bestimmen.
Die Ultrafiltration UF ist konstant und bekannt. Somit kann der relative Wirkungsgrad K/V₀ bestimmt werden, wenn UF/V₀ abgeschätzt wird. Durch Verwenden der Gleichung (12) kann m₀ bestimmt werden, wenn die Harnstofferzeugung (G) bekannt ist. Anderenfalls kann die Harnstofferzeugung als die zeitlich variierende Komponente des bestimmten m₀ bestimmt werden.
Die Bestimmung von m₀ wird nur über den Zeitraum gemacht, für den herausgefunden wurde, dass K bzw. K/V konstant sind, d.h. für den die gemessenen Daten gut genug die Gleichungen (15) oder (20) erfüllen.
Wie aus dem angefügten Diagramm 3 über eine Dialysatkonzentrationskurve eines typischen Patienten erkennbar ist, ist c_d sehr unregelmäßig, unter anderem aufgrund von Umleitungsphasen, Prüfungen von Zelle zu Zelle in dem Harnstoffmonitor, Rauschen und Änderungen in dem Wirkungsgrad (K/V) der Behandlung aus verschiedenen Gründen.
Es ist nicht einfach, eine Kurve zu finden, die am besten für einen bestimmten Zeitraum passt, in dem K oder K/V konstant sein sollten. Die Hough-Transformation ( US 3069654 ), die verwendet wird, um Linien in Bildern zu finden, ist jedoch ein Verfahren, das in der Lage ist, mit Störungen solcher Art umzugehen. Die Hough-Transformation sucht gerade Linien, die durch die größte Anzahl von Punkten verlaufen. Wenn also auch eine große Anzahl von Punkten außerhalb der Linie liegt, kann dieses Verfahren dennoch funktionieren. Es wird auch verschiedene Linien finden, wenn Änderungen im Wirkungsgrad der Behandlung auftreten.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Schritte durchgeführt.
Aus Patientendaten, zum Beispiel der während einer Woche entfernten Harnstoffmenge, wird die Harnstofferzeugungsrate G abgeschätzt.
Eine kontinuierliche Messung der Harnstoffkonzentration c_d wird in dem abfließenden Dialysat durchgeführt. Gleichzeitig wird die Harnstoffkonzentration c_d mal der Dialysatdurchflussrate Q_d integriert, um den gesamten entfernten Harnstoff U zu ermitteln.
Die Messung wird zum Zeitpunkt Null begonnen, der definiert ist als der Zeitpunkt, an dem die Messung der Harnstoffkonzentration einen bestimmten Level während mehr als fünf Minuten übersteigt.
Vom Zeitpunkt Null ab wird die Harnstoffkonzentration c_d über die Zeit aufgetragen und der gesamte entfernte Harnstoff U wird durch Integrieren der Harnstoffkonzentration c_d mal Q_d berechnet.
Dann gibt es eine Wartezeit von zum Beispiel 60 Minuten, wo angenommen wird, dass K oder K/V sich ändern können.
Nach der Wartezeit werden die Daten der Harnstoffkonzentrationskurve durch Subtrahieren des Verschiebungsterms G/Q_d von der Harnstoffkonzentration c_d und Eintragen des Logarithmus der korrigierten Harnstoffkonzentration verarbeitet. Dann wird die Kurve verarbeitet, um einen Abschnitt zu finden, in dem K/V im Wesentlichen konstant ist, wie oben im Zusammenhang mit Gleichung (15) erörtert wurde. Dies wird durch Anwenden der Hough-Transformation zum Finden einer Linie, die durch die größte Anzahl von Punkten auf dem Logarithmus der korrigierten Harnstoffkonzentrationskurve verläuft, durchgeführt. Wenn ein Abschnitt von genügender Länge gefunden wurde, wird die Steigung der Kurve bestimmt, um K/V zu berechnen.
Dann wird eine Anzahl von Messwerten der Harnstoffkonzentration c_d ausgewählt, die innerhalb einer bestimmten Abweichung von der durch die Hough-Transformation erhaltenen Linie, zum Beispiel innerhalb 1 % von der Linie, liegen. Für diese Punkte wird die momentane Harnstoffmasse durch Verwenden der Gleichung (9) berechnet. Schließlich werden diese momentanen Massewerte in Beziehung gesetzt zum Zeitpunkt Null, wie er oben definiert wurde, durch Verwenden der Gleichung (10), um verschiedene berechnete Werte von m₀ zu erhalten. Der Medianwert dieser berechneten Anfangsmassewerte wird als die beste Abschätzung der Anfangsmasse m₀ des Körpers angesehen.
Unsere Forschung hat gezeigt, dass die Abschätzung der Anfangsharnstoffmasse sehr genau ist. Somit sind die Abschätzung des Wirkungsgrades und der Dosis der Behandlung basierend auf dieser Erfindung ebenfalls sehr genau.
Wenn die Anfangsharnstoffmasse m₀ erhalten wurde, kann sie auf viele verschiedene Arten zum Abschätzen des Wirkungsgrades der Behandlung verwendet werden.
Die Dosis der Behandlung kann durch Verwenden der Gleichung (11) berechnet werden, um K/V zu jedem Zeitpunkt zu erhalten. Dann wird K/V über die Zeit integriert, um Kt/V zu erhalten. Wenn die gewünschte Dosis erreicht wurde, wird die Dialysebehandlung beendet.
Wenn das Verteilungsvolumen V₀ von Harnstoff im Körper abgeschätzt wird, kann die Anfangskonzentration von Harnstoff im Blut c_{b pre} im Körper erhalten werden, ohne das Erfordernis, irgendeine Blutprobe zu nehmen, indem die abgeschätzte Masse m₀ durch das Verteilungsvolumen V₀ dividiert wird. Da der gesamte entfernte Harnstoff U kontinuierlich berechnet wird, ist die Harnstoffmasse nach der Dialysebehandlung bekannt und die Harnstoffkonzentration im Blut nach der Behandlung C_{b post} kann abgeschätzt werden, da die Ultrafiltration ebenfalls bekannt ist. Die Harnstoffkonzentration nach der Behandlung ist die äquilibrierte Harnstoffkonzentration, da das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Basis der gesamten Harnstoffmasse im Körper berechnet.
Somit können URR oder SRI gemäß den Gleichungen (2) oder (3) berechnet werden. Darüber hinaus kann die Gleichung (1) verwendet werden, um die Dialysedosis Kt/V abzuschätzen.
Die erhaltene Bestimmung der Anfangsmasse m₀ kann verwendet werden, um das Harnstoffverteilungsvolumen V des Patienten zu berechnen, zum Beispiel nach Beendigung der Dialysesitzung. Zuerst wird die Anfangskonzentration von Harnstoff im Blut c_b
pre vor der Dialyse gemessen, um einen Wert der mittleren Harnstoffkonzentration vor der Dialyse zu erhalten, zum Beispiel durch eine Blutprobe oder eine Messung des äquilibrierten Dialysats. Diese Harnstoffkonzentration entspricht der "mittleren" Harnstoffkonzentration gemäß der vorliegenden Erfindung, da Harnstoff anfangs gleichmäßig im Körper eines Patienten verteilt ist. Dann kann das Verteilungsvolumen V_pre (V₀) berechnet werden, indem die Anfangsharnstoffmasse m₀, die gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet wurde, durch die gemessene Konzentration c_b
pre im Blut dividiert wird. Schließlich wird das Ultrafiltrationsvolumen, das während der Behandlung entfernt wurde, subtrahiert, um V_post, zu erhalten, d.h. das Verteilungsvolumen von Harnstoff nach der Dialysebehandlung. Dieses Verteilungsvolumen nach der Dialysebehandlung V_post sollte bei einem normalen Patienten in einem stabilen Zustand relativ konstant sein und kann als ein zusätzlicher klinischer Parameter verwendet werden.
Es ist gibt viele alternative Verfahren, die Prinzipien dieser Erfindung zu verwenden. Zum Beispiel ist es möglich, das alternative Verfahren zu verwenden, wo K als konstant angenommen wird, wie in Bezug auf die Gleichungen (16) bis (19) erörtert wurde.
Anstatt die Harnstoffkonzentrationswerte zu verwenden, die innerhalb 1 % der Hough-Transformationslinie liegen, kann die Linie selbst für die Berechnungen verwendet werden. Darüber hinaus kann die Kurve des gesamten entfernten Harnstoffs U mit einer oder verschiedenen exponentiellen Kurven angenähert werden, indem die Hough-Transformation verwendet wird.
Andere Arten von Kurvenadaptionsalgorithmen können verwendet werden. Somit ist es möglich, die Methode der kleinsten Quadrate zu verwenden. In diesem Fall ist es nötig, die Datenteile zu entfernen, in denen die Dialysemaschine irgendeine Selbstkalibrierung etc. durchgeführt hat. Dies kann in einer schrittweisen Art und Weise getan werden, in der eine erste Annäherung gemacht wird und alle Datenteile außerhalb einer bestimmten Grenze, wie etwa 10 %, entfernt werden und das Vorgehen wiederholt wird.
Bei bestimmten Arten von Dialysemaschinen wird die Dialysebehandlung regelmäßig zur Selbstkalibrierung der Maschine unterbrochen. In diesem Modus ist das Ventil 16 geöffnet, während die Ventile 14 und 15 geschlossen sind, siehe 1. Somit endet die Dialyse des Blutes nach einer kurzen Zeit, wenn die Dialyselösung innerhalb des Dialysators ein Äquilibrium mit dem Blut erreicht hat. In den Harnstoffkonzentrationskurven sind solche Selbstkalibrierungsphasen als regelmäßige Tiefpunkte in der Kurve sichtbar, siehe 5, wo eine solche Selbstkalibrierung in 30-minütigen Abständen durchgeführt wird. Nach jeder solchen Selbstkalibrierung beginnt die Dialyse auf einem etwas höheren Niveau erneut.
Um solche zeitweiligen Stopps in der Dialyse zu berücksichtigen, sollte die Zeitskala angepasst werden, um einen Teil der Stopp-Phase zu entfernen, da offensichtlich zumindest während eines Teils der Stopp-Phase keine Dialyse stattfindet. Wir haben herausgefunden, dass die beste Annäherung an die Realität erreicht wird, wenn die Stopp-Phase durch eine Phase von 30 Sekunden ersetzt wird. Dies ist im Wesentlichen unabhängig von der tatsächlichen Länge der Stopp-Phase, die irgendwo zwischen 35 Sekunden und mehreren Minuten liegen kann.
Wie oben erläutert ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, einen Wert der Anfangsharnstoffmasse im Körper eines Patienten zu erhalten. Die Erfindung kann auch in anderen Bereichen verwendet werden, wo es von Interesse ist, die Masse einer Substanz oder Zusammensetzung zu kennen, wie etwa in einer Bierbrauerei.
Andere Substanzen als Harnstoff können überwacht werden, wie etwa Kreatinin, Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Bicarbonat, Glucose, β₂-Mikroglobulin, etc. Es ist auch möglich, die Leitfähigkeit des Plasmawassers oder Blutes zu überwachen oder deren Osmolarität. Es ist auch möglich, die Prinzipien der Erfindung in Verbindung mit Gasen, wie etwa Sauerstoffgas, Stickstoffgas oder Kohlendioxidgas, zu verwenden.
Wenn die Erfindung für Zusammensetzungen im Körper verwendet werden soll, die irgendeinen in den Körper eingreifenden aktiven Mechanismus aufweisen, wie etwa für Natrium- oder Kaliumionen, sollte solche Wechselwirkung berücksichtigt werden.
Für Natrium und Kalium und manche anderen gelösten Stoffe ist es üblich, der frischen Dialyselösung eine gewisse Konzentration dieser Ionen hinzuzufügen und deshalb ist es nötig, die Differenz zwischen der Anfangskonzentration und der Endkonzentration in dem vom Dialysator abfließenden Dialysat zu berechnen. Eine Herangehensweise ist, den Konzentrationswert c_d durch die Konzentrationsdifferenz c_dout minus c_din und die mittlere Konzentration cm durch die Differenz zwischen der mittleren Konzentration und der Anfangskonzentration in der Dialyseflüssigkeit zu ersetzen, d.h. c_m minus c_din. Dementsprechend wird die Gleichung (4) auf Seite 14 im Wesentlichen ersetzt durch: K = Qd·(cdout – cdoin)/(cm – cdin) (22)
Wenn die Behandlung gemäß einer Standardbehandlung ohne erkennbare Komplikationen verlaufen ist, kann die Dialysedosis berechnet werden, indem die Anfangs- und Endkonzentrationen von Harnstoff im Dialysat c_dpre und c_dpost verwendet werden und die Gleichung verwendet wird: URR = 1 – cd post/cd pre (23)
Wenn das durch Verwenden der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung berechnete URR erheblich von dem URR abweicht, das mit Gleichung (23) erhalten wird, ist dies ein Anzeichen für Probleme während der Dialyse, wie etwa Verkleben des Dialysators, die andernfalls unentdeckt hätten geschehen können.
Um die Harnstoffmasse durch die Gleichungen (15) oder (19) zu bestimmen, wird angenommen, dass die Konzentration einer exponentiellen Kurve über zumindest einen Teil der Kurve folgt. Da die entfernte Harnstoffmasse U das Integral der Konzentration c_d multipliziert mit dem Durchfluss des Dialysats Q_d (der konstant ist) ist, folgt daraus, dass auch U zumindest eine exponentielle Kurve über einen Teil davon ist. Dementsprechend ist es möglich, U anstelle von c_d zu verwenden, um den momentanen relativen Wirkungsgrad zu berechnen.
Alternativ kann U verwendet werden, um zu verifizieren, dass die Berechnungen, die die Konzentration c_d verwenden, korrekt sind. Somit kann angenommen werden, dass U sich einer Asymptote annähert, die lautet: Asy = m0 + G·t – G/(K/V) (24)
Da alle diese Konstanten über die oben angegebenen Gleichungen erhalten werden, ist es leicht U minus Asy zu berechnen, um zu sehen, ob diese Kurve eine exponentielle Kurve mit demselben Exponenten wie der der Konzentrationskurve ist. Wenn dies nicht der Fall ist, gibt es wahrscheinlich irgendeinen Fehler.
Gemäß der Erfindung wird die Anfangsharnstoffmasse bestimmt und verschiedene klinische Parameter werden daraus berechnet. Die Konzentration von Harnstoff im Blut kann jedoch nicht erhalten werden, sondern muss gemessen werden, indem eine Blutprobe entnommen und später analysiert wird oder durch eine äquilibrierte Ultrafiltration bevor die Dialysebehandlung begonnen wird. Es ist jedoch möglich, die effektive Clearance des Dialysators mit einer Methode zu bestimmen, bei der eine Störung in den Dialysator eingeleitet wird und die resultierende Wirkung auf das abfließende Dialysat analysiert wird.
Eine solche Ausführungsform ist in 9 gezeigt, die eine schematische Darstellung ähnlich 2 ist. In den Dialysekreislauf ist eine Pumpe 24 hinzugefügt, die mit dem Einlass des Dialysators zwischen dem Ventil 14 und dem Dialysator 1 verbunden ist. Mit der anderen Seite der Pumpe 24 ist ein Beutel 25 verbunden, der einen Stoff beinhaltet, der dem Dialysekreislauf über die Pumpe 24 hinzugefügt werden soll.
Darüber hinaus zeigt 9 eine Pumpe 26, die mit dem Blutkreislauf am Einlass des Dialysators 1 verbunden ist, um einen Stoff einzuführen, der in einem Beutel 27 enthalten ist, der mit der anderen Seite der Pumpe 26 verbunden ist.
Jede dieser Vorrichtungen kann verwendet werden, um eine Störung am Einlass des Dialysators einzuleiten. Es ist auch möglich, eine Störung hervorzurufen, indem die Konzentratpumpen 8 und/oder 9 betrieben werden.
Die Störung ist eine Änderung eines Parameters der Dialyseflüssigkeit oder des Blutes. Die Störung kann eine Änderung der Leitfähigkeit oder eine Änderung der Harnstoffkonzentration sein. Es ist anzumerken, dass der Harnstoffmonitor sowohl die Harnstoffkonzentration als auch die Leitfähigkeit in dem abfließenden Dialysat messen kann. Wenn ein anderes Messinstrument verwendet wird, kann jede andere Substanz als Störung verwendet werden, vorausgesetzt sie ist verträglich mit dem Körper, wie etwa Natrium, Bicarbonat, etc.
Der Einfluss des Dialysators auf die Störung wird unterströmig von dem Dialysator gemessen, zum Beispiel durch den Harnstoffsensor. Ein Teil des störenden Stoffes wird durch die Membran von dem Dialysat ins Blut übergehen oder umgekehrt. Die Menge, die durch die Membran fließt, hängt von der Dialysierfähigkeit der Membran ab.
Wenn die Störung eine Stufenänderung in der Leitfähigkeit ist, verursacht durch die Pumpen 8, 9, kann die Dialysierfähigkeit des Dialysators gemäß der Gleichung De – Qd[1 – (cdout2 – cdout1)/(cdin2 – cdin1]) (25) bestimmt werden, wobei

D_e: = effektive Dialysierfähigkeit des Dialysators
Q_d: = Durchfluss des abfließenden Dialysats
c_dout1 und c_dout2: = Konzentration im abfließenden Dialysat
c_din1 und c_din2: = Konzentration in der eingeführten Dialyseflüssigkeit.

Die Indizes 1 und 2 zeigen vor und nach der Stufenänderung an. Die eingeführte Konzentration kann gemessen werden oder bestimmt werden durch die Einstellwerte der Konzentrationspumpen.
Es ist auch möglich, die effektive Dialysierfähigkeit des Dialysators zu bestimmen durch das Verfahren, das in EP 658352 offenbart wurde, wo drei Konzentrationen gemessen werden und die Dialysierfähigkeit wie in der Patentbeschreibung offenbart bestimmt wird, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
In einem alternativen Verfahren wird die Dialysierfähigkeit bestimmt durch die Formel: De = Qd × (1 – Sout/Sin) (26)wobei:

D_e: = effektive Dialysierfähigkeit des Dialysators
Q_d: = Durchfluss des Dialysats, das vom Dialysator ausgegeben wird
S_out: = Integral von Qd × (cd(t) – cd0) während der Störung in dem Durchfluss, der vom Dialysator ausgegeben wird
S_in: = Integral von Qd × (cd(t) – cd0) während der Störung in dem Durchfluss, der in den Dialysator eingetreten ist

Die Störung kann eine Änderung der Leitfähigkeit oder eine Änderung der Harnstoffkonzentration oder irgendeiner anderen Substanz sein, die gemessen werden kann und die mit dem Körper verträglich ist.
Nachdem die effektive Clearance des Dialysators mit irgendeinem der vorgenannten Verfahren erhalten wurde, ist zu beachten, dass der Harnstoffmonitor die Harnstoffkonzentration in der abfließenden Flüssigkeit kontinuierlich misst. Somit kann die Harnstoffkonzentration zu Beginn der Behandlung extrapoliert werden von den ersten 5 bis 20 Minuten der Behandlung, wie in 10 gezeigt ist. Dann kann die Harnstoffkonzentration im Körper im Plasmawasser zu Beginn der Behandlung bestimmt werden gemäß der Formel: cpw = Qd × cd/Ke (27)wobei

c_pw: = Harnstoffkonzentration im Plasmawasser bei Einleitung der Dialyse
Q_d: = Durchflussrate des abfließenden Dialysats
c_d: = Harnstoffkonzentration wie extrapoliert zu der Einleitung
K_e: = effektive Clearance des Dialysators für Harnstoff.

Da die Harnstoffkonzentration im Plasmawasser wie oben gezeigt berechnet werden kann und die Harnstoffmenge zu Beginn der Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung abgeschätzt wird, kann das Verteilungsvolumen V von Harnstoff im Körper berechnet werden. Dieses Verteilungsvolumen V ist ein wichtiger klinischer Parameter, der jetzt mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.
Die Erfindung wurde in Verbindung mit dem Entfernen einer Substanz aus dem Körper, wie etwa Harnstoff, beschrieben. Dasselbe Prinzip ist gültig für das Hinzufügen einer Substanz zum Körper, wie etwa Bicarbonat, Acetat oder Lactat, etc.
Die Erfindung wurde in Verbindung mit einem Harnstoffmonitor beschrieben, der die Harnstoffkonzentration im Dialysat kontinuierlich misst. Es ist auch möglich, eine Messvorrichtung zu verwenden, die die Konzentration in Intervallen misst, zum Beispiel mit einem Abstand von einer oder ein paar Minuten.
Im Prinzip kann die Erfindung auch für die Peritonealdialyse verwendet werden, wo das abfließende Dialysat im Hinblick auf eine bestimmte Substanz oder Zusammensetzung überwacht wird. Speziell bei der automatischen Tidalperitonealdialyse, wo das Dialysat im Patienten periodisch teilweise ersetzt wird, könnten die Prinzipien dieser Erfindung angewendet werden.
Die Erfindung wurde oben mit Bezug zu den Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, beschrieben. Die verschiedenen Bestandteile und Merkmale können jedoch auf andere Arten kombiniert werden, als in den Zeichnungen gezeigt wurde, und andere Kombinationen sind im Schutzumfang der Erfindung inbegriffen. Die Erfindung ist nur durch die angefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

Vorrichtung zum Berechnen einer Gesamtkörpermasse (m) eines gelösten Stoffes in einem Flüssigkeitsvolumen (V), mit: einem Dialysator (1) zum Durchführen einer Dialysebehandlung, indem eine Flüssigkeit, die den gelösten Stoff umfasst, der in dem Flüssigkeitsvolumen (V) aufgelöst ist, auf eine Seite einer semipermeablen Membran (3) des Dialysators geleitet wird, und eine Dialyseflüssigkeit auf die andere Seite der Membran, wobei die Dialyseflüssigkeit zu einem abfließenden Dialysat führt, das den Dialysator (1) verlässt, ein Mittel (17, 18, 19, 22, 23) zum Bestimmen oder Messen einer Durchflussrate (Q_d) des abfließenden Dialysats; eine Messvorrichtung (18, 19, 22, 23) zum wiederholten Messen der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes in dem abfließenden Dialysat, um eine Konzentrationskurve des gelösten Stoffes zu erhalten, ein erstes Berechnungsmittel (17) zum Anpassen einer Näherungskurve an mindestens einen Abschnitt der Konzentrationskurve, wo der Logarithmus der Näherungskurve eine im Wesentlichen gerade Linie ist, gekennzeichnet durch ein zweites Berechnungsmittel (17) zum Bestimmen einer Steigung der Näherungskurve, wobei die Steigung einem relativen Dialysewirkungsgrad (K/V) entspricht, wobei K eine Gesamtkörper-Clearance des gelösten Stoffes ist; und ein drittes Berechnungsmittel (17) zum Berechnen der Masse (m) des gelösten Stoffes in dem Flüssigkeitsvolumen (V) durch die Formel: m = (Qd·cd)/(K/V) (I)
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Bestimmen einer Durchflussrate (Q_d) des abfließenden Dialysats; ein viertes Berechnungsmittel zum Berechnen der angesammelten Masse (U) des gelösten Stoffes in dem abfließenden Dialysat aus der Durchflussrate (Q_d) des abfließenden Dialysats und der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes, indem das Produkt aus der Durchflussrate (Q_d) des abfließenden Dialysats und der Konzentration (ca) des gelösten Stoffes über die Zeit integriert wird; und ein fünftes Berechnungsmittel zum Berechnen eines Reduktionsindex des gelösten Stoffes (SRI) gemäß der Formel: SRI = (U – G·t)/(m + U – G·t) (II)in der G die Produktion des gelösten Stoffes über die Zeit t ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: der gelöste Stoff Harnstoff ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein Durchflussraten-Messmittel zum Messen der Durchflussrate (Q_d) des abfließenden Dialysats, und das vierte Berechnungsmittel zum Berechnen der angesammelten Masse des gelösten Stoffes in dem abfließenden Dialysat, indem das Produkt aus der Durchflussrate (Q_d) und der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes über die Zeit integriert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dialyseflüssigkeit, die in den Dialysator eintritt, eine Anfangskonzentration von nicht Null des gelösten Stoffes umfasst, und dass die Messvorrichtung eine Konzentrationsdifferenz über den Dialysator hinweg misst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um einen Kompensationsterm (G/Q_d) von der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes zu subtrahieren, um eine kompensierte Konzentration zu erhalten, wobei der Logarithmus der kompensierten Konzentration genommen wird und eine gerade Linie an den Logarithmus der kompensierten Konzentration angepasst wird, wo der Kompensationsterm die Erzeugung (G) des gelösten Stoffes kompensiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um Daten auszuschließen, die während eines Anfangszeitraums von beispielsweise 60 Minuten erhalten werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um die Zeitskale einzustellen, wenn der Durchfluss der Dialyseflüssigkeit für einen ersten Zeitraum unterbrochen ist, indem der erste Zeitraum durch einen Ersatzzeitraum ersetzt wird, der kürzer ist als der erste Zeitraum.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel die Steigung (K/V) in Bezug auf die Zeit (t) der folgenden Gleichung berechnet: ln(cd – G/Qd) = ln(c0 – G/Qd) – Kt/V (III)wobei c_d = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t G = Erzeugung des gelösten Stoffes Q_d = Durchflussrate des abfließenden Dialysats c₀ = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt Null K/V = relativer Dialysewirkungsgrad t = Zeit von Zeitpunkt Null ab
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Berechnungsmittel eine momentane Masse (m₁) gemäß der folgenden Gleichung berechnet, m1 = (Qd·cd1)/(K/V) (IV)wobei (K/V)₁ gemäß Gleichung (III) bestimmt wird, und dass der momentane relative Wirkungsgrad (K/V)₂ zu irgendeinem Zeitpunkt gemäß der folgenden Gleichung bestimmt wird: (K/V)2 = (Qd·cd2)/m2 (V)wobei m2 = m1 – (U2 – U1) + G(t2 – t1) (VI)und c_d1 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₁ c_d2 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₂ U₁ = angesammelte Masse bis zum Zeitpunkt t₁ U₂ = angesammelte Masse bis zum Zeitpunkt t₂.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel ausgebildet ist, um den momentanen relativen Wirkungsgrad (K/V) über die Zeit zu integrieren, um eine Abschätzung der Gesamtdialysedosis Kt/V zu liefern.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um die Näherungskurve anzupassen, indem eine Linie berechnet wird, die durch die größte Anzahl von Punkten im Logarithmus der Konzentrationskurve, die möglicherweise kompensiert ist, verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel ausgebildet ist, um alle Konzentrationswerte, die innerhalb einer bestimmten Grenze von der Linie liegen, zum Berechnen der momentanen Massen m_n zu verwenden, die dann zum Berechnen der Anfangsmassen m_0n verwendet werden, und dass die berechneten Anfangsmassen m_0n zum Abschätzen der aktuellen Anfangsmasse m₀ verwendet werden, beispielsweise indem der Medianwert oder Mittelwert der Anfangsmassen m_0n genommen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Bestimmen einer momentanen Masse m₁ auf eine andere Weise, beispielsweise indem eine Blutprobe analysiert wird oder durch Äquilibrierung von Dialyseflüssigkeit mit Blut und Bestimmen der aktuellen Konzentration des gelösten Stoffes und durch Abschätzen oder Messen des Verteilungsvolumens des gelösten Stoffes.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Abschätzen des Verteilungsvolumens (V) der Flüssigkeit mit dem gelösten Stoff, beispielsweise durch die Watson-Formel, und dadurch, dass die Konzentration des gelösten Stoffes in der Flüssigkeit bestimmt wird, indem die berechnete Masse durch das Volumen dividiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–14, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Messen der Konzentration des gelösten Stoffes in der Flüssigkeit, und dadurch, dass das Verteilungsvolumen bestimmt wird, indem die berechnete Masse und die Konzentration dividiert werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–14, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Messen der Konzentration des gelösten Stoffes in der Flüssigkeit, umfassend ein Mittel zum Einleiten einer Störung in den Dialysator und ein Mittel zum Messen der resultierenden Wirkung in dem abfließenden Dialysator, und ein Mittel zum Berechnen der effektiven Clearance des Dialysators aus diesen resultierenden Messwerten und ein Mittel zum Berechnen einer Plasmawasser-Konzentration des gelösten Stoffes durch die folgende Formel: cpw = Qd × cd/Ke wobei c_pw = Plasmawasser-Konzentration des gelösten Stoffes bei Einleitung der Dialyse, Q_d = Durchflussrate des abfließenden Dialysats c_d = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat wie bis zur Einleitung extrapoliert K_e = effektive Clearance des Dialysators für den gelösten Stoff und ein Mittel zum Bestimmen des Verteilungsvolumens V des gelösten Stoffes durch die folgende Formel: V = m0/cpw wobei m₀ gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–17, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Bestimmen einer Abweichung der Konzentrationskurve von der Näherungskurve nach Herstellen der Näherungskurve und Ausgeben eines Alarms bei einer Abweichung über oder unter einem vorbestimmten Schwellenpegel.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel den Parameter als die Steigung [(K – UF)/V₀] von ln(c_d – c_k) als Funktion von (V₀/UF)ln(V/V₀) in der folgenden Gleichung berechnet: ln(cd – ck) = ln(c0 – ck) + [(K – UF)/V0]·[(V0/UV)ln(V/V0)] (VII)wobei c_d = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t c_k = G/[Q_d(1 – UF/K)] G = Erzeugung des gelösten Stoffes Q_d = Durchflussrate des abfließenden Dialysats c₀ = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt Null K = Gesamtkörper-Clearance V₀ = Anfangsverteilungsvolumen UF = Ultrafiltration pro Zeit
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel eine momentane Masse (m₁) gemäß der folgenden Gleichung berechnet: m1 = (Qd·cd1)/(K/V)1 (VIII)wobei (K/V)1 = (K/V0)/(1 – t1·UF/V0) (IX)wobei (K/V₀) gemäß Gleichung (VII) bestimmt wird und UF/V₀ abgeschätzt wird, und dass der momentane relative Wirkungsgrad (K/V)₂ zu jedem beliebigen Zeitpunkt gemäß folgender Gleichung bestimmt wird: (K/V)2 = (Qd· cd2)/ m2 (X)wobei m2 = m1 – (U2 – U1) + G(t2 – t1) (XI)und c_d1 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₁ c_d2 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t2 U₁ = angesammelte Masse bis zum Zeitpunkt t₁ U₂ = angesammelte Masse bis zum Zeitpunkt t₂.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um einen Kompensationsterm (G/Q_d) von der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes zu subtrahieren, um eine kompensierte Konzentration zu erhalten, wobei der Logarithmus der kompensierten Konzentration genommen und eine gerade Linie an den Logarithmus der kompensierten Konzentration angepasst wird, wo der Kompensationsterm die Erzeugung (G) des gelösten Stoffes kompensiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 21, gekennzeichnet durch ein viertes Berechnungsmittel zum Berechnen der angesammelten Masse (U) des gelösten Stoffes in dem abfließenden Dialysat, indem das Produkt aus der Durchflussrate (Q_d) und der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes über die Zeit integriert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel die Steigung (K/V) in Bezug auf die Zeit (t) mit folgender Gleichung berechnet: ln(cd – G/Qd) = ln(c0 – G/Qd) – Kt/V (III)wobei c_d = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t G = Erzeugung des gelösten Stoffes Q_d = Durchflussrate des abfließenden Dialysats c₀ = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt Null K/V = relativer Dialysewirkungsgrad t = Zeit von Zeitpunkt Null ab
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Berechnungsmittel eine momentane Masse (m₁) gemäß der folgenden Gleichung berechnet, m1 = (Qd·cd1)/(K/V)1 (IV)wobei (K/V)₁ als die Steigung der Näherungskurve bestimmt wird, und dass der momentane relative Wirkungsgrad (K/V)₂ zu jedem beliebigen Zeitpunkt gemäß der folgenden Gleichung bestimmt wird: (K/V)2 = (Qd·cd2)/m2 (V)wobei m2 = m1 – (U2 – U1) + G(t2 – t1) (VI)und c_d1 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₁ c_d2 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₂ U₁ = angesammelte Masse bis zum Zeitpunkt t₁ U₂ = angesammelte Masse bis zum Zeitpunkt t₂.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel die Steigung gemäß (K/V) aus einer Steigung [(K – UF)/V₀] von ln(c_d – c_k) als Funktion von (V₀/UF)ln(V/V₀) in der folgenden Gleichung berechnet: ln(cd – ck) = ln(c0 – ck) + [(K – UF)/V0]·[(V0/UV)ln(V/V0)] (VII)wobei c_d = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t c_k = G/[Q_d(1 – UF/K)] G = Erzeugung des gelösten Stoffes Q_d = Durchflussrate des abfließenden Dialysats c₀ = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt Null K = Gesamtkörper-Clearance V₀ = Anfangsverteilungsvolumen UF = Ultrafiltration pro Zeit
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Berechnungsmittel eine momentane Masse (m₁) gemäß der folgenden Gleichung berechnet: m1 = (Qd·cd1)/(K/V)1 (VIII)wobei (K/V)1 = (K/V0)/(1 – t1·UF/V0) (IX)wobei (K/V₀) über Gleichung (VII) bestimmt wird und UF/V₀ abgeschätzt wird, und dass der momentane relative Wirkungsgrad (K/V)₂ zu jedem beliebigen Zeitpunkt gemäß der folgenden Gleichung bestimmt wird: (K/V)2 = (Qd·cd2)/m2 (X)wobei m2 = m1 – (U2 – U1) + G(t2 – t1) (XI)und c_d1 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₁ c_d2 = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat zum Zeitpunkt t₂ U₁ = angesammelte Masse zum Zeitpunkt t₁ U₂ = angesammelte Masse zum Zeitpunkt t₂.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 24 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel ausgebildet ist, um alle Konzentrationswerte, die innerhalb einer bestimmten Grenze von der Linie liegen, zur Berechnung der momentanen Massen (m_n) Zu verwenden, die dann zum Berechnen der Anfangsmassen (m_0n) verwendet werden, und dass die berechneten Anfangsmassen (m_0n) zum Abschätzen der tatsächlichen Anfangsmasse (m₀) verwendet werden, beispielsweise indem der Medianwert oder Mittelwert der Anfangsmassen (m_0n) genommen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der momentane relative Wirkungsgrad (K/V) zu jedem beliebigen Zeitpunkt gemäß der folgenden Gleichung bestimmt wird: K/V = (Qd·cd)/(m0 + G·t – U)
Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 26 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Berechnungsmittel ausgebildet ist, um den momentanen relativen Wirkungsgrad (K/V) über die Zeit zu integrieren, um eine Abschätzung der Gesamtdialysedosis (Kt/V) zu liefern.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder einem beliebigen der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein fünftes Berechnungsmittel zum Berechnen eines Reduktionsindex des gelösten Stoffes (SRI) gemäß der folgenden Formel umfasst: SRI = (U – G·t)/(m + U – G·t) (II)wobei G die Produktion des gelösten Stoffes über die Zeit t ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein fünftes Berechnungsmittel zum Berechnen eines Reduk tionsindex für den gelösten Stoff (SRI) gemäß der folgenden Formel umfasst: SRI = (U – G·t)/(m0)wobei G die Produktion des gelösten Stoffes über die Zeit t ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–31, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um die Näherungskurve anzupassen, indem eine Linie berechnet wird, die durch die größte Anzahl von Punkten in dem Logarithmus der Konzentrationskurve, die möglicherweise kompensiert ist, verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–32, dadurch gekennzeichnet, dass der gelöste Stoff Harnstoff ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–33, dadurch gekennzeichnet, dass die Dialyseflüssigkeit, die in den Dialysator eintritt, eine Anfangskonzentration des gelösten Stoffes von nicht Null umfasst, und dass die Messvorrichtung eine Konzentrationsdifferenz über den Dialysator hinweg misst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–34, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um Daten auszuschließen, die während eines Anfangszeitraums von beispielsweise 60 Minuten erhalten werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–35, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Berechnungsmittel ausgebildet ist, um die Zeitskala einzustellen, wenn der Durchfluss von Dialyseflüssigkeit für einen ersten Zeitraum unterbrochen ist, indem der erste Zeitraum durch einen Ersatzzeitraum ersetzt wird, der kürzer ist als der erste Zeitraum.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–36, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Abschätzen des Verteilungsvolumens (V) des in der Flüssigkeit gelösten Stoffes beispielsweise durch die Watson-Formel, und dadurch, dass die Konzentration des gelösten Stoffes in der Flüssigkeit durch Dividieren der berechneten Masse (m) durch das Volumen (V) bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–36, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Messen der Konzentration (c_d) des gelösten Stoffes in der Flüssigkeit, und dadurch, dass das Verteilungsvolumen (V) bestimmt wird, indem die berechnete Masse (m) durch die Konzentration (c_d) dividiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 27–38, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Messen der Konzentration des gelösten Stoffes in der Flüssigkeit, umfassend ein Mittel zum Einleiten einer Störung in den Dialysator und ein Mittel zum Messen der resultierenden Wirkung in dem abfließenden Dialysat, und ein Mittel zum Berechnen der effektiven Clearance des Dialysators aus diesen resultierenden Messwerten und ein Mittel zum Berechnen einer Plasmawasser-Konzentration (c_pw) des gelösten Stoffes durch die folgende Formel: cpw = Qd × cd/Ke wobei c_pw = Plasmawasser-Konzentration des gelösten Stoffes bei Einleitung der Dialyse, Q_d = Durchflussrate des abfließenden Dialysats c_d = Konzentration des gelösten Stoffes im abfließenden Dialysat wie zur Einleitung extrapoliert K_e = effektive Clearance des Dialysators für den gelösten Stoff und ein Mittel zum Bestimmen des Verteilungsvolumens V des gelösten Stoffes durch die folgende Formel: V = m0/cpw.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 21–39, gekennzeichnet durch eine Mittel zum Bestimmen einer Abweichung der Konzentrationskurve von der Näherungskurve nach dem Herstellen der Näherungskurve und zum Ausgeben eines Alarms bei einer Abweichung über oder unter einem vorbestimmten Schwellenpegel