Beschreibung
Dialysattank mit beheiztem Dialysatbehälter und entsprechendes Dialysesystem sowie Verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dialysattank gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Dialysesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern der Temperatur von Dialysat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8, ein Verfahren zum Herstellen eines Dialysattanks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 , sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Dialysesystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Aus der Praxis sind Dialysevorrichtungen bzw. -Systeme - wie sie bspw. in der WO 96/25214 beschrieben sind - bekannt mit einem Dialysattank, welcher in einem
Dialysatbehälter eine Dialysierflüssigkeit aufweist. Die hierbei verwendete
Dialysierflüssigkeit (Dialysat) wird dabei vor der Behandlung üblicherweise auf eine
Behandlungstemperatur erwärmt und im Dialysattank gespeichert. Für eine üblicherweise 4 bis 5 Stunden andauernde Dialysebehandlung des Patienten ist ein Auskühlen eines nicht aktiv gewärmten Dialysats, welches bei guter Wärmeisolierung des Dialysattanks bspw. durch einen Thermomantel auf ca. 0,5° Celsius pro Stunde beschränkt ist, akzeptabel.
Bei Langzeitbehandlungen von bis zu 24 Stunden, wie sie z. B. in der Intensivmedizin erforderlich sein können, ist ein solches Auskühlen jedoch nachteilig. Für solche Anwendungen ist ein aktives Erwärmen des Dialysats oder des Patientenbluts erforderlich.
Zum aktiven Erwärmen - im Sinne eines Warmhaltens - des Dialysats wird im Stand der Technik typischerweise ein Heizstab verwendet, welcher das Dialysat in direktem Kontakt mit diesem erwärmt. Da der Heizstab üblicherweise mit
Netzspannung betrieben und als sogenannte Schutzklasse I ausgeführt ist, ist eine erdfreie Auslegung des Anwendungsteils (jenen Teils des Dialysegeräts, der im — elektrisch leitenden - Kontakt mit dem Patienten steht) nicht möglich. Das Dialysegerät kann folglich nur unter Einschränkungen für Anwendungen wie solche am offenen Herzen eingesetzt werden.
Zum Erwärmen des Patientenbluts werden im Stand der Technik u. a. ein sogenannter Blutwärmer, welcher das venöse Blut mittels einer thermischen Kopplung über den Rücklaufschlauch erwärmt, oder Heizschläuche eingesetzt. Diese Verfahren sind mit einer erdfreien Auslegung des Anwendungsteils wiederum nicht vereinbar oder erfordern den Einsatz von zusätzlichen Wegwerfartikeln, was zu zusätzlichen Kosten fuhrt und einen nicht erwünschten Kontakt zwischen Blut und Wegwerfartikel bedingt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Dialysattank sowie ein hiermit ausgestaltetes Dialysesystem anzugeben. Ebenso soll ein Verfahren zum Herstellen eines Dialysattanks und/ oder eines Dialysesystems sowie ein verbessertes Verfahren zum Steuern oder Regeln (die Begriffe Steuern und Regeln werden in der vorliegenden Beschreibung austauschbar verwendet) der Temperatur von Dialysat angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch einen Dialysattank mit den
Merkmalen des Anspruchs 1, welcher zur Verwendung in einer Dialysevorrichtung bzw. einem Dialysesystem, beispielsweise einer Hämodialysevorrichtung (insbesondere unter Verwendung eines sog. Batch Systems), zur Dialysebehandlung, beispielsweise einer Hämodialyse, eines Patienten geeignet und vorgesehen ist. Der Dialysattank weist dabei wenigstens einen Dialysatbehälter auf, in welchem das - frische und/ oder gebrauchte, rückgeführte - Dialysat aufbewahrt wird. Der Dialysattank weist darüber hinaus wenigstens eine Wärmequelle auf, mittels welcher die Temperatur des Dialysats steuerbar bzw. regelbar ist. Die Wärmequelle ist dabei außerhalb des Dialysatbehälters angeordnet.
Der Dialysatbehälter ist dabei als Behälter für das Dialysat ausgestaltet und vorgesehen, also für eine Flüssigkeit, welche dem Patienten nicht infundiert wird, wodurch sich das Dialysat im Sinne der vorliegenden Erläuterungen von einer Substituatflüssigkeit oder einem „replacement fluid" unterscheiden. Der Dialysatbehälter kann femer ausgestaltet und vorgesehen sein für die gleichzeitige Aufnahme im Wesentlichen der Gesamtmenge des bei einer Dialysesitzung oder - behandlung verwendeten Dialsyats, womit er sich von einem Durchlauferwärmer oder einer Chargenerwärmer unterscheidet. Der Dialysatbehälter kann somit als Vorlagetank ausgestaltet und vorgesehen sein.
„Außerhalb des Dialysatbehälters" bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass die Wärmequelle nicht in Kontakt mit dem Dialysat steht,
sodass die Wärmequelle nicht vom Dialysat befeuchtet oder benetzt werden kann. Insbesondere kann eine Leitung von Strom zwischen Dialysat und Wärmequelle nicht erfolgen. Dabei kann „außerhalb des Dialysatbehälters" auch als geometrisch „außerhalb" - also fern - eines inneren Bereichs des Dialysatbehälters zu verstehen sein. Dies kann beispielsweise in einer Seitenansicht oder einer Seitenprojektion beurteilt werden.
Unter einer Wärmequelle wird erfindungsgemäß jede geeignete Einrichtung verstanden, mittels welcher ein Erwärmen des Dialysats oder ein Verhindern oder Verzögern eines Abfallens der Temperatur des Dialysats gesteuert werden kann. Die Wärmequelle ist vorzugsweise zum dauerhaften Warmhalten des Dialysats während der - insbesondere gesamten - Dialysebehandlung des Patienten auf einer Dialysiertemperatur geeignet und vorgesehen. Die Wärmequelle kann derart ausgestaltet sein, dass ein Erhitzen des Dialysats bis zu dessen Sieden oder ein Sterilisieren mit ihr nicht möglich ist. Die Wärmequelle kann eine der dem Fachmann bekannten Einrichtungen sein, zu denen eine Infrarot- Wärmestrahlungseinrichtung und ein UV-Strahler zählen können, oder welche eine derartige Infrarot- Wärmestrahlungseinrichtung oder einen derartigen UV-Strahler ausdrücklich nicht umfassen.
Unter einem Steuern der Temperatur des Dialysats wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Temperatur des Dialysats erhöht oder ihr Absinken verhindert oder verzögert wird. Eine Rückkoppelung im Sinne einer Regelung auf die tatsächliche Temperatur bspw. des Dialysats zu einem bestimmten Zeitpunkt ist hierbei erfindungsgemäß nicht erforderlich. Das Vorsehen und Durchführen einer Regelung ist jedoch erfindungsgemäß optional möglich und damit auch von der vorliegenden Erfindung umfasst. Ein Beispiel einer solchen Regelung ist weiter unten im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.
Die Wärmequelle ist im erfϊndungsgemäßen Dialysattank derart angeordnet, dass sie vorzugsweise keinen Kontakt zum Dialysatbehälter aufweist. Unter Kontakt ist erfindungsgemäß insbesondere ein Wärmeleitkontakt oder ein elektrisch leitender Kontakt zu verstehen.
Unter „Kontakt" zwischen der Wärmequelle und dem Dialysattank wäre bspw. eine gegenständliche Berührung, insbesondere eine elektrisch leitende Berührung im Sinne einer elektrischen Verbindung, oder dergleichen zu verstehen. Diese Art eines
Kontakts liegt erfindungsgemäß jedoch nicht vor. Die Wärmequelle des erfindungsgemäßen Dialysattanks ist vielmehr ohne Berührung mit dem Dialysatbehälter vorgesehen. Jedoch erlaubt die kontaktlose Beziehung, dass eine von der Wärmequelle abgegebene Wärme ein Äußeres des Dialysatbehälters erreichen und dadurch - direkt oder indirekt - die Temperatur des Dialysats beeinflussen kann. Eine Wärmestrahlung ist somit von der Wärmequelle auf den Dialysatbehälter möglich, während eine Wärmeleitung, wie sie zwischen zwei Festkörpern stattfindet, bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Wärmequelle in Bezug auf den Dialysatbehälter nicht möglich ist.
Durch geeignetes Zufuhren von Wärme zu einem Raum oder Bereich um den Dialysatbehälter herum - z. B. ein den Dialysatbehälter umgebendes Luftpolster - wird die Abkühlung des Dialysatbehälters vorteilhaft verhindert. Ein Siedenlassen oder Sterilisieren ist hierbei nicht vorgesehen.
Durch den Wegfall der Notwendigkeit einer direkten Heizung der Dialysatflüssigkeit, wie sie im Stand der Technik mittels eines Heizstabs, der mit Netzspannung versorgt wird, erfolgt, bleibt die bisherige erdfreie Auslegung des Anwendungsteils (Typ CF) erfindungsgemäß vorteilhaft erhalten. Dadurch kann das entsprechende Dialysegerät weiterhin uneingeschränkt für Anwendungen wie z. B. am offenen Herzen, bei welchen spezielle Anforderungen gelten, eingesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dialysattanks besteht darin, dass aufgrund des Wegfalls der Notwendigkeit eines Blutwärmers für den venösen Rücklaufschlauch ebenfalls die erdfreie Auslegung des Anwendungsteils (Typ CF) nicht beeinflusst ist und zudem auch keine zusätzlichen Wegwerfartikel wie Schlauchverlängerungen, wie sie für CF-Blutwärmer oftmals erforderlich sind, benötigt werden. Letzteres trägt zur Senkung des logistischen Aufwandes, zur Verringerung der verwendeten Materialien, zur Minderung von Sicherheits- und Hygieneproblemen aufgrund fehlerhafter Teile und damit jeweils verbunden zur Senkung der aufzubringenden Kosten vorteilhaft bei.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind dabei jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
So wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, den Dialysatbehälter mit einer Ummantelung zu versehen, welche einen Wärmeverlust vom
Dialysat an die Umgebung vermindert. Diese Ummantelung kann -wie in einer wiederum weiter bevorzugten Ausfuhrungsform vorgeschlagen wird - bspw. als Thermomantel ausgestaltet sein. Die Ummantelung kann dabei lediglich die Seitenflächen - oder andere Flächen - des Dialysatbehälters umgeben, sie kann jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass sie den Dialysatbehälter - sieht man von Aussparungen für Zu- und Ableitungen einmal ab - vollständig umgibt.
Die Ummantelung des Dialysatbehälters fuhrt zu einem Stau oder einem Polster von Luft oder eines anderen geeigneten gasformigen Mediums und bewirkt bereits dadurch eine Minderung des Wärmeverlusts und eine Minderung des Abfalls der Temperatur des im Dialysatbehälter vorliegenden Dialysats. Zudem verringert sich bei dieser Ausfuhrungsform der Raum und der Rauminhalt, dessen Temperatur mittels der Wärmequelle zu steuern ist. Es lässt sich somit vorteilhaft Energie einsparen, indem die erforderliche Heizleistung minimiert wird.
Der Dialysatbehälter kann aus allen den Fachmann bekannten Materialien gefertigt sein oder diese aufweisen. Das Material kann ein Glas, ein Polymer, ein Metall oder dergleichen umfassen. Als Material kommt insbesondere auch ein blick- oder lichtundurchlässiges Material in Frage, insbesondere ein für UV- und/oder Infrarotlicht im Wesentlichen undurchlässiges Material.
Die Wärmequelle kann eine elektrisch isolierende Ummantelung aufweisen. Diese Ummantelung kann ebenfalls blickdicht sein.
Wenn, wie in einer weiter bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, die
Wärmequelle ganz oder teilweise als Heizkordel ausgestaltet ist, so zeichnet sich diese Lösung durch eine besonders klein bauende Anordnung aus. Zudem kann die Heizkordel - im Gegensatz zu anderen Wärmequellen — besonders gut durch eine eigene, elektrisch isolierende Ummantelung - z. B. mittels Silikon - geschützt werden. Dadurch kann die Wärmequelle wiederum ohne Gefahr, die angestrebte elektrische Trennung zwischen dem Dialysat und der Wärmequelle aufzuheben, dichter am Dialysatbehälter angeordnet werden als andere Wärmequellentypen. Auch dies trägt vorteilhaft zu einer kleinen und damit räum- und materialsparenden Bauweise bei, sowie zur erforderlichen Einhaltung eines nur kleinen Abstands zwischen Dialysatbehälter und Wärmequelle. Letzteres trägt zum Einsparen von Energie beim Erwärmen der Umgebung des Dialysatbehälters und damit des Dialysats bei.
Wird die Wärmequelle, wie in einer weiter bevorzugten Ausfuhrungsform vorgeschlagen, über die Niederspannungsversorgung des verwendeten Dialysesystems (bspw. des Genius® 90 Therapy Systems der Firma Fresenius Medical Care) versorgt, so trägt dies weiter vorteilhaft zur Sicherstellung der Erdfreiheit bei. Diese Niederspannung kann ihrerseits erdfrei ausgelegt sein. Sie kann die Wärmequelle mit bspw. 30 V und 40 W versorgen.
Derselbe Vorteil kann durch das Ausgestalten von Wandabschnitten des Dialysatbehälters aus Glas erreicht werden, wie in einer weiter bevorzugten Ausfuhrungsform vorgesehen ist.
In einer wiederum weiter bevorzugten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform weist der Dialysattank wenigstens einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur auf, welche in einem Bereich oder Raum außerhalb des Dialysatbehälters vorliegt.
Mittels der Messungen mit dem Temperatursensor kann auf die Temperatur des im Inneren des Dialysatbehälters vorliegenden Dialysats geschlossen und diese gesteuert oder geregelt werden. So kann die Erwärmung bspw. ausgesetzt werden, wenn eine Temperatur von 370C gemessen wurde. Somit ist eine Überwachung der Temperatur - deren Steuerung wie weiter unten diskutiert sowohl in Richtung warm als auch in Richtung kalt erwünscht sein kann - möglich, ohne in direkten Kontakt mit der Dialysatflüssigkeit treten zu müssen. Dies trägt zur angestrebten elektrischen Trennung zwischen dem Dialysat und der Wärmequelle bei und erlaubt weiterhin eine erdfreie Auslegung. Zudem erlaubt auch die Beschränkung der Regelung auf z. B. 370C eine weitere Minimierung der erforderlichen Heizleistung.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner auch durch das Dialysesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst, welches einen Dialysattank aufweist wie er oben diskutiert ist. Dabei können alle oben diskutierten Vorteile ungeschmälert erzielt werden. Zur Vermeidung einer Wiederholung der erzielbaren Vorteile wird daher an dieser Stelle auf deren obige Diskussion verwiesen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum
Steuern der Temperatur von Dialysat, welches innerhalb eines Dialysatbehälters vorliegt, wobei eine äußere Umgebung bzw. ein Bereich oder Raum des
Dialysatbehälters erwärmt wird. Unter Erwärmen wird in diesem Zusammenhang auch eine Maßnahme verstanden, welche zu keinem Anstieg einer Temperatur führt, sondern
nur ein Abfallen oder ein unerwünscht starkes Abfallen der Temperatur verhindert. Dabei kann ein erfindungsgemäßer Dialysattank und/ oder ein erfindungsgemäßes Dialysesystem verwendet werden. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile umfassen alle oben Genannten. Daher kann an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen auf deren obige Diskussion verwiesen werden.
In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Weiterbildung bzw. Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens wird die von der Wärmequelle abgegebene Wärme derart gesteuert - oder optional auch geregelt -, dass die Temperatur des den Dialysatbehälter umgebenden Raums gleich oder niedriger als die ursprüngliche Temperatur des Dialysats (d. h. die Temperatur des Dialysats bspw. zu Beginn der Dialysesitzung) im Dialysatbehälter ist. Dies hält die Ausbildung einer Trennung von frischem und verbrauchtem bzw. rückgeführtem Dialysat im Dialysatbehälter aufrecht. Die Ausbildung der Trennschicht wird somit vorteilhaft nicht gestört.
Schließlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch gelöst durch ein Herstellverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind wiederum Gegenstand der Unteransprüche. Dabei können erneut alle oben diskutierten Vorteile ungeschmälert erzielt werden. Zur Vermeidung einer Wiederholung der erzielbaren Vorteile wird daher an dieser Stelle ein weiteres Mal auf deren obige Diskussion verwiesen. Dasselbe gilt für das ebenfalls angegebene Verfahren zum Herstellen eines Dialysesystems mit den Merkmalen des Anspruchs 17.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht ausschließlich im
Zusammenhang mit der Dialyse einsetzbar ist. Vielmehr ist auch ein Erwärmen oder Warmhalten von anderen Flüssigkeiten bzw. Fluiden als einem Dialysat in einem Behälter, welcher kein Dialysatbehälter - sondern allgemein ein Flüssigkeits- bzw. Fluidbehälter - ist, von der vorliegenden Erfindung umfasst. Insbesondere betrifft die Erfindung damit jede Art von - insbesondere medizinischer - Vorrichtung mit einem entsprechenden Behälter mit darin vorgehaltenem Fluid. Die in der Beschreibung sowie den angehängten Ansprüchen verwendeten Begriffe „Dialysat", „Dialysevorrichtung", „Dialysattank" und „Dialyse" sind daher entsprechend breit und auch ohne Bezug zur Dialyse zu verstehen. Dies betrifft sowohl die Vorrichtungs- als auch die Verfahrensansprüche. Die Anmelderin behält sich vor, entsprechend umformulierte Ansprüche aufzustellen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung anhand einer exemplarischen, erfindungsgemäßen Ausführungsform detaillierter erläutert. In der Zeichnung gilt:
Fig. 1 zeigt in Querschnittsansicht ein schematisch vereinfachtes, nur teilweise dargestelltes erfindungsgemäßes Dialysesystem mit einem Dialysattank, welcher ebenfalls vereinfacht dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt Ausschnitte eines schematisch vereinfacht dargestellten Dialysesystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Dialysesystem 1 weist einen erfindungsgemäßen Dialysattank 3 auf, welcher wiederum einen Dialysatbehälter 5 mit einer Ummantelung 7 und einem Inneren 9 aufweist. Der Dialysatbehälter 5 kann ungeachtet anderer Ausgestaltungsmerkmale in einem Inneren des Dialysattanks 3 angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 rein exemplarisch gezeigt ist. Das Dialysesystem 1 weist neben dem Dialysattank 3 innerhalb und außerhalb des Dialysattanks 3 angeordnete Leitungen auf, welche keinen Bezug zur vorliegenden Erfindung haben und daher in Fig. 1 angedeutet, nicht aber bezeichnet sind.
Der Dialysattank 3 weist eine als einen das Innere 9 umgebenden Mantel ausgestaltete Struktur 11 auf. Die Struktur 11 ist aus einem wärmedämmenden Material gefertigt, oder weist ein solches auf, und umgibt sowohl den Dialysatbehälter 5 mit dessen Inneren 9, als auch einen zwischen dem Dialysatbehälter 5 und der Struktur 11 vorgesehenen Raum 13.
Im Raum 13 ist eine untere Wärmequelle 15 angeordnet, welche als eine in einem unteren Bereich des Dialysatbehälters 5 waagrecht umlaufende Heizkordel ausgestaltet ist. Die Heizkordel verläuft außerhalb des Dialysatbehälters 5 und ist dabei derart von der Ummantelung 7 des Dialysebehälters 5 beabstandet, dass eine elektrische Leitung zwischen der Heizkordel als Wärmequelle 15 und dem Dialysatbehälter 5 nicht zustande kommt. Die Wärmequelle 15 kann dabei als einfacher Ring ausgestaltet sein. Sie kann bspw. aber auch zweiteilig ausgestaltet sein und neben der im unteren Bereich geschnitten dargestellten Heizkordel bspw. auch eine im oberen Bereich des Dialysatbehälters 5 vorgesehene, zweite Heizkordel 17 aufweisen. Sie kann sich darüber hinaus auch gewindeähnlich bzw. spiralförmig entlang einer horizontalen Erstreckung des Dialysatbehälters 5 in mehreren Gängen schlingen, oder auf jede andere, dem Fachmann geeignete Weise ausgestaltet sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch Zuleitungen der Wärmequelle - welche in Fig. 1 nicht dargestellt sind - derart in bzw. aus dem Dialysattank 3 geführt werden, dass auch sie keinen Kontakt mit dem Dialysatbehälter 5 haben müssen.
Mittels der Wärmequelle 15, 17 wird somit der Raum 13 auf eine geeignete
Temperatur erwärmt oder auf dieser oder einer anderen, beispielsweise niedrigeren oder mit der Zeit abfallenden Temperatur jeweils gehalten. Eine Überwachung der im Raum 13 herrschenden Temperatur kann bspw. mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren 19 erfolgen. Eine Rückmeldung von den Temperatursensoren zum Steuern der Wärmequelle 15, 17 ist ebenfalls möglich.
Die vorliegende Erfindung schlägt somit erstmals eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum kontaktlosen Steuern der Temperatur eines in einem Dialysatbehälter eines Dialysattanks eines Dialysesystems vorliegenden Dialysats vor. Sie gibt ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen erfindungsgemäßen Dialysatbehälters und
-Systems an.