SE525639C2 - Bestämning av slaggprodukter i dialysvätska med hjälp av optisk sensor - Google Patents

Description

25 30 980603 P: 1574-035 Sl/lll 525 639 2 Kt/V(urea) anger minskningen av halten ureakväve i blodet och skall vid tre behandlingar per vecka vara likamed eller större än 1 (vid daglig behandling är faktorn lägre än 1), och med användning av denna faktor kan man beräkna behand- lingseffekten för patienten. Beräkningen av Kt/V(urea) är emellertid komplicerad och kräver noggrann bestämning av i synnerhet dialysatorns kapacitet men även av dialysma- skinens noggrannhet och av fördelningen av ureavolymen i patienten (Lindsay et al. Urea Monitoring During Dialysis: The wave of the Future, Vb. XXXVII Trans Am Soc Arif Intern Organs 1991). Kt/V(urea)-modellen användes men anses inte helt tillförlitlig på grund av inbyggda felkällor, som är relaterade till mätvärden och produktnoggrannheter.

Det har rekommenderats att kombinera Kt/V(urea)- modellen med kontinuerlig bestämning av den procentuella reduktionen av urea i patienten under dialysbehandlingen, och ett förslag i den riktningen utgör Dianalyzer från ParaDigm Biotechnologies, Toronto, Canada. Apparaten inne- fattar en dator, bl. a.

Kt/V(urea), som erfordras för beräkning av den procentuella reduktionen av urea (PRU) i patienten. Ett plasmaprov tages via ett plasmafilter från den extrakorporeala blodbanan och blandas med enzymlösning och reagens, varefter den erhållna blandningen undersökes optiskt för bestämning av mängden i vilken inmatas de storheter, urea i blodet, som i sin tur användes för bestämning av tidpunkten för avslutande av den pågående dialysbehand- lingen. I Dianalyzer sker ett visst antal provtagningar under dialysbehandlingen, och det är sålunda inte fråga om någon kontinuerlig mätning av ureareduktionen. Mätning av ureareduktionen i blodet kräver tillgång till parametrar, som antingen måste bestämmas genom blodanalys eller får uppskattas, vilket gör denna typ av mätning olämplig för tillämpning on-line. Utvecklingen av denna mätmetod har huvudsakligen fokuserats på framtagningen av lämpliga prov- G0 0 0 1000 000 0 00 10 15 20 25 30 35 00 0 0 0 I n 0000 0000 I 0 0 0 0 0 00 0 0000 u 0 g 0 0000 0000 0 0000 0 000000 0 0 I 000010 980603 P: 1574-035 Sl/ll tagningsapparater i kombination med traditionella analysinstrument.

En apparat, som arbetar pä likartat sätt med kemiska reagens för bestämning av Kt/v, är BioStat“Urea Monitor från Baxter. Övervakning av ureainnehället i det avgående flödet av dialysvätska ger större flexibilitet vad beträffar det använda mâtsystemet, men hittills har utvecklingen lett fram till manuell provtagning och användningen av tradi- tionell mätutrustning. Prov på dialysatet måste därför som regel skickas till laboratorium med erforderlig mätutrust- ning.

Det har sålunda föreslagits (IEEE Engineering in Medi- cine & Biology Society llm International Conference) att för kontinuerlig övervakning av hemodialys mäta enzymatiskt inducerade konduktivitetsändringar, förorsakade av hydrolys av urea (eller andra viktiga molekyler) i dialysvätskan, varvid användes för sådan mätning speciellt utvecklade sen- sorer. En nackdel med dessa sensorer är, att de är omständ- liga att kalibrera och att det kan vara svårt att kompen- sera för förekommande bakgrundskonduktivitet. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt för noggrann bestämning av mängden slaggprodukter i dia- lysvätskan under dialysbehandling, som medger tillämpningen av i och för sig känd teknik och användningen av beprövad apparatur och som medger att mätning sker på urea eller något annat ämne, som ingår i slaggprodukterna, så att man kan välja att utföra bestämningen genom mätning på de ämnen, som är bäst lämpade för val av dialysator och styr- ningen av dialysmaskinen för anpassning av dialysbehand- lingen efter patienten.

I angivet syfte föreslås enligt uppfinningen sättet enligt patentkravet 1.

»För närmare beskrivning av uppfinningen hänvisas till bifogade ritningar, på vilka .. en a o o Q II. .I Û 'OQO UI: o n c o 0 0 0 0 Û oo oc; u; ca 00 'U u: o 00 00 in g g g .q Q n u I 0 I 10 15 20 25 30 b) UI 980603 P: 1574-035 SII/Ikl 525 639 *I FIG 1 är en schematisk vy av ett dialyssystem med kontinuerlig (on-line) mätning av mängden av ett eller flera ämnen, som ingår i de med dialysvätskan från dialysatorn bortförda slaggprodukterna, FIG 2 år ett diagram, som visar absorptionen av slaggprodukter under en dialysbehandling vid olika våglängder på UV-ljuset och vid olika tidpunkter efter dialysbehandlingens början, FIG 3 är ett diagram, som visar den kontinuerligt registrerade UV-absorptionen under en dialysbehand- ling för våglängden 280 nm, FIG 4 år ett diagram, vissa viktiga ämnen i slaggprodukterna, och som är som visar koncentrationen av framtaget genom mätning i kemiskt laboratorium, FIG 5 är ett diagram, som visar variationen i UV- absorption för urea vid olika våglängder på UV-lju- set, V 4 1 FIG 6 är ett motsvarande diagram som FIG 4 för krea- tinin, FIG 7 är ett motsvarande diagram som FIG 4 för hippursyra FIG 8 är en partiell schematisk vy i likhet med FIG 1 av ett modifierat utförande av dialyssystemet.

I det i FIG 1 visade dialyssystemet ingår en dialys- maskin 10, som tillföres vatten vid 11 och koncentrat A och B vid 12 resp 13, för framställning av dialysvätska, som tillföres en dialysator 14 på ena sidan av det däri före- fintliga membranet och avledes från dialysatorn från samma sida av membranet vid 15 för att via en ledning 16 tillfö- ras ett avlopp. Dialysatorn 14 år pá den andra sidan av membranet ansluten till en patients blodsystem genom en slang 17 för avledning av blod till dialysatorn. Blodet ledes från den nämnda andra sidan av membranet tillbaka till patienten genom en slang 18. Slangen 17, dialysatorn 14 och slangen 18 bildar sålunda en extrakorporeal blod- I I O I ÛII Û I I I Û I ß I oo oo oo ooo oo 10 15 20 25 30 35 o o o oo " ' ' o oo :'.o:..o: oo oo I : :zoo : :gogoo I 0I.': :°,.:."..g oo ooo ooozo: : oo o o o o : : : 'o- oo. 'oo- .oo- .oo. oo o I 0 o 950603 P:1S'I4~0J5 Stl/lll 525 659 bana, i vilken blodet via membranet i dialysatorn kommer i kontakt med dialysvätskan för att i blodet förekommande slaggprodukter skall passera genom membranet till dia- lysvätskan genom diffusion och konvektion.

För kontinuerlig mätning av mängden slaggprodukter i den avgående dialysvâtskan är någonstans på dialysatorns avloppsledningen 16 efter dialysatorn inuti eller efter dialysmaskinen insatt en genomskinlig mâtcell 19, som till- föres UV-ljus från en ljuskâlla 20 genom en optisk fiber 21. Ljus, som tillföres mätcellen och passerar genom denna och därigenom strömmande dialysvätska, absorberas och sprids i varierande grad av de i dialysvätskan förekommande slaggprodukterna, så att ökad koncentration av ett ämne i dialysvätskan minskar ljustransmissionen. Det genomslâppta ljuset avledes genom en optisk fiber 22 till en ' fotodetektor 23 för att där transformeras till en elektrisk signal, som via en algoritm i sin tur omvandlas till en signal, vars värde âr relaterat till koncentrationen av en enstaka slaggprodukt eller en kombination av flera slaggprodukter.

Signalen tillföres en dator 24 med display 25 för áskådliggörande av mätresultatet, och skrivare 26 för utskrivning av mätresultatet.

Med en prickstreckad linje 27 har i FIG 1 angetts att det erhållna mätresultatet kan vidarebefordras frán moni- torn till dialysmaskinen för modifiering av inställningen av denna i den mån som påkallas av mätresultatet.

Ljusabsorptionen på grund av slaggprodukter i den från dialysmaskinen utgående dialysvätskan har registrerats under en dialysbehandling vid olika våglängder på UV-ljuset inom intervallet 180-380 nm, företrädesvis 200-320 nm, med användning av en spektrofotometer av fabrikatet Kontron.

Registreringen har skett vid olika tidpunkter efter dialysbehandlingens början, och resultatet är åskådliggjort i FIG 2. Det framgår, att absorptionen är hög, dvs mängden OO Ii ICO' 0 0 0 0 0 O ICO IC Û U O I O O O .O 00 000 00 00 00 10 15 20 25 » so» 35 0 0000 00 0 0 0 0 0 000 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0000 0 0 0 0 0000 0000 0 0 0 I 0 0 00 0 0000 g 0 5 0 0000 0000 0 0000 0 000010 0 0 0 000000 525 639 900603 P:15'H-03S SIM/m slaggprodukter i dialysvätskan är stor, i början av dialysbehandlingen för att därefter minska kontinuerligt under 240 min. Den kontinuerligt registrerade UV-absorptio- nen under en dialysbehandling är visad i FIG 3 för vågläng- den 280 nm.

I kemiskt laboratorium uppmättes koncentrationen av vissa viktiga ämnen i slaggprodukterna, bl a kreatinin och urea, och mätresultatet är åskådliggjort i FIG 4. I det däri återgivna diagrammet, som visar hur koncentrationen av de angivna ämnena varierar över tiden, är även UV-absorp- tionen vid 280 nm inritad, och det framgår, att det före- ligger en god korrelation mellan kurvorna för urea och kre- atinin och kurvan för UV-absorptionen.

De ämnen, som förekommer som slaggprodukter i dia- lysvâtskan, har tillsatts rent dialysat en i taget i kon- centrationer, som motsvarar dem som förekommer i dia- lysvätskan vid dialys, eller högre, och spektrofotometriska kurvor har registrerats. Som exempel visas i FIG 5 varia- tionen av UV-absorptionen för urea, i FIG 6 för kreatinin och i FIG 7 för hippursyra. Som framgår av figurerna, skif- tar absorptionen för olika ämnen. Sålunda är absorptionen högre för urea mellan 200 och 220 nm, för kreatinin mellan 200 och 260 nm och för hippursyra mellan 200 och 280 nm.

Detta innebär, att det föreligger möjlighet att differen- tiera mellan olika ämnen i dialysvâtskan och att erhålla specifik känslighet för visst ämne, som man vill övervaka för bestämning av halten slaggprodukter i dialysvätskan.

Uppfinningen syftar i första hand till att på enkelt och tillförlitligt sätt bestämma halten av slaggprodukter i dialysvätskan vid dialysbehandling, för att man med ledning därav skall kunna ge patienten en adekvat dialysbehandling, men det är också möjligt att i beroende av mätresultatet justera inställningen av dialysmaskinen (feedback) för att anpassa dialysbehandlingen efter patientens speciella behov. Genom möjligheten att välja visst ämne för 0 00 00 0000 00 II I I C Û g n ocoo :nu q o 0 o n uno 00 OI IG " UI .Û IQ 0 0 0 o 0 IC 0 0 0 0 0G 00 00 10 15 20 25 525659 æaaßsæaaassfiæ 900603 mun-oss sus/ms 7 övervakningen av dialysbehandlingen kan man välja just det ämne, som är bäst anpassat för patienten och lämpat för val av dialysator och styrningen av dialysmaskinen.

I det beskrivna utföringsexemplet enligt FIG 1 mätes absorptionen av UV-ljus, som passerar genom den utgående dialysvätskan, men det är möjligt att enligt känd teknik i stället mäta det UV-ljus, som reflekteras från dialysvåts- kan. Ljuskällan 20, mätcellen 19 och fotodetektorn 23 kan vara hopbyggda till en enhet med uteslutande av de optiska' fibrerna 21 och 22.

I det beskrivna utförandet sker mätningen pá dia- lysvätskan kontinuerligt under dialysbehandlingen, men det är också möjligt att med intervall ta ut en mindre kvanti- tet av dialysvätskan och mäta pá denna kvantitet, som sedan får gå till avloppet. Denna provtagning satsvis kan vara helt automatiserad. Ett sådant utförande âr visat i FIG 8.

Mätcellen 19 är anordnad i en shuntledning 27, som är ansluten till avloppsledningen 16 via en ventil 28 på mät- cellens inloppssida och en ventil 29 pà mätcellens utlopps- sida. Med ventilen 28 öppen och ventilen 29 stängd intages en kvantitet av den avgående dialysvätskan från avloppsled- ningen 16 i mätcellen. Efter mätning på dialysvätskan i mätcellen pá tidigare beskrivet sätt, öppnas ventilen 29 för avtappning av dialysvätskan i mätcellen till avlopps- ledningen. Ventilerna kan styras automatiskt liksom mät- ningen pà dialysvätskan i mätcellen.

Claims (15)

52 ß 6 w izš-:zfiifë b* PATENTKRAV

1. Sätt för att vid dialysbehandling bestämma halten av slaggprodukter i den från dialysatorn utgående dialysvätskan, kännetecknat av att mätningen av koncentrationen av ett i slaggprodukterna ingående visst ämne eller en kombination av ämnen genomföres spektrofotometriskt direkt på den från dialysatorn utgående dialysvâtskan och att med det erhållna mätvärdet åstadkommes via en algoritm bestämning av halten av det nämnda ämnet eller den nämnda kombinationen av ämnen i den från dialysatorn utgående dialysvätskan.

2. Sätt enligt krav 1, kånnatecknat av att mätningen utföres kontinuerligt på flödet av dialysvätska.

3. Sätt enligt krav 1, kånnetecknat av att mätningen utföres regelbundet på ett från flödet av dialysvätska uttaget prov på dialysvätskan.

4. Sätt enligt något av krav 1 - 3, kännetecknat av att den spektrofotometriska mätningen genomföres med användning av UV-ljus.

5. Sätt enligt krav 4, kännetecknat av att UV-ljusets våglängd ligger i området 180-380 nm.

6. Sätt enligt krav 5, kânnetecknat av att UV-ljusets våglängd ligger i området 200-320 nm.

7. Sätt enligt något av krav 1 - 6, kännetecknat av att mätresultatet presenteras på display och/eller skrivare.

8. Sätt enligt något av krav 1 - 7, kännetecknat av att en eller flera parametrar för dialysbehandlingen justeras i beroende av mâtresultatet.

9. Sätt enligt krav 8, kännetecknat av att justeringen sker manuellt.

10. Sätt enligt krav 8, kännetecknat av att justeringen sker automatiskt.

11. Sätt enligt något av krav 8 - 10, kännetecknat av att den parameter, som justeras, är blodflödet i den extrakorporeala blodbanan. 990921 P:\lS74-035s.doc TS 0rg.nl'.556l02-2707 5 2 5 6 23 9 a: =::@ "za : ' : a. nu. nu. . geo: ' 0::o .oo- ä S

12. Sätt enligt något av krav 8 -10, kånnetecknat av att inställningen av parametrarna för den dialysmaskin, varmed dialysbehandlingen genomföres, justeras kontinuerligt i beroende av mätresultatet.

13. Dialysmaskin med anordning för bestämning av halten slaggprodukter i den fràn dialysatorn utgående dialysvätskan vid dialysbehandlingen, kännetecknad av att efter dialysatorn i eller efter dialysmaskinen är anordnad en mätcell för spektrofotometrisk mätning av koncentra-tionen av ett visst ämne eller kombination av ämnen, som ingår i slaggprodukterna, på den från dialysatorn utgående dialysvätskan.

14. Dialysmaskin enligt krav 13, kånnetecknad av att mätcellen är anordnad att kontinuerligt genomströmmas av den utgående dialysvätskan.

15. Dialysmaskin enligt krav 13, kânnetecknad av att mätcellen är anordnad i en shuntledning till en avloppsledning för den utgående dialysvätskan och att medel är anordnade för periodisk inledning av ett prov av dialysvätskan i mätcellen och för avtappning av provet därifrån efter genomförd mätning. 990921 P2\I$74-03Ss.doc TS OfgJfl-j 56102-2107