DE2552304B2

DE2552304B2 - Künstliche Niere

Info

Publication number: DE2552304B2
Application number: DE2552304A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Chem. Dr. Franken; Dietmar Dipl.-Chem. Dr. Nussbaumer; Horst Dipl.-Chem. Dr. Perl; Ludwig Weickhardt
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1979-06-21
Also published as: FR2332031A1; DK150446B; SE436470B; CH602120A5; US4204957A; IT1072622B; GB1563840A; SE7611247L; DK522376A; JPS5275093A; IL50798A; CA1082607A; DE2552304C3; IL50798A0; JPS5513731B2; DK150446C; FR2332031B3; DE2552304A1

Description

Die Erfindung betrifft eine künstliche Niere der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-AS 2101168 ist ein Dosiersystem für die Peritonealdialyse bekannt, bei dem die Volumina der ein- und auslaufenden Spüllösung durch gegenseitige Verdrängung miteinander verglichen werden. Dabei wird die entzogene Flüssigkeit in einem Meßbehälter aufgefangen und zur Steuerung der Pumpen der Füllzustand von flexiblen Dosierbeuteln herangezogen. Die Verwendung bei einer künstlichen Niere wird nicht erwähnt. Im Zusammenhang mit einem solchen System wird darauf verwiesen, daß eine gewichtsmäßige Erfassung wesentlich leichter vorgenommen werden könnte, jedoch den Nachteil hat, daß bei einem Wechsel der Zusammensetzung der Spüllösung rechnerisch Korrekturen angebracht werden müssen, die das spezifische Gewicht der Lösung berücksichtigen. Aus diesem Grunde wird die volumenmäßige Erfassung bevorzugt.

Weiterhin ist aus der US-PS 3483 867 eine künstliche Niere mit einem zwischen dem arteriellen und dem venösen Anschluß vorgesehenen Filter, mit einer

Sammeleinrichtung für das zu verwerfende Filtrat und mit einer Einrichtung zum dosierten Zuführen von Substituat zu dem gereinigten Blut bekannt.

Schließlich ist aus der DE-OS 2 235 928 ein Waagensystem bekannt, das für die medizinische Dialyse eingesetzt werden kann. Dabei wird das Gewicht der dem Patienten zuzuführenden Behandlungslösung kontinuierlich gemessen, so daß nach der Aufnahme einer vorgegebenen Menge Behandlungslösung die Zuführung unterbrochen werden kann. Außerdem wird das Gewicht der verbrauchten, vom Patienten zurückströmenden Lösung kontinuierlich gemessen, bis ein bestimmter Wert erreicht ist. Anschließend wird die verbrauchte Lösung Aufnahmebehältern zugeführt. Die Verwendung eines Filters wird in dieser Druckschrift nicht erwähnt, und auch auf die Art der Behandlungslösung wird nicht näher eingegangen. Schließlich wird auch die Zuführung bzw. Entnahme der Lösungen zu bzw. von dem Patienten nicht im einzelnen erläutert.

Die Verwendung eines Waagensystems, wie es aus der DE-OS 2235928 hervorgeht, bei einer künstlichen Niere der angegebenen Gattung, ist insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als eine Beeinflussung der Funktionsweise dieses Waagensystems in der Praxis nicht möglich ist. Denn dieses Waagensystem enthält nur drei, zu fest vorgegebenen Zeitpunkten ausgelöste Zeitschaltvorrichtungen, mit denen vor dem Betrieb ein bestimmter Zeitablauf festgelegt werden kann, bei dem die einzelnen Lösungen einfließen, zur Wirkung gebracht werden und wieder ausfließen. Nach der Einstellung, d. h., nach der Vorgabe dieses Zeitablaufs bzw. bestimmter Zeitspannen tür die einzelnen Funktionen, ergibt sich immer der gleiche Ablauf, und zwar unabhängig von etwaigen Änderungen der Betriebsparameter der einzelnen Bauteile.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine künstliche Niere der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der in Abhängigkeit von festgelegten Sollwerten die Substituatszuführung kontinuierlich gesteuert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf ,daß die mittels der ersten Waage ermittelte Filterleistung kontinuierlich mit einer oberen und einer unteren Toleranzgrenze verglichen wird. In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs wird eine zweite Pumpe eingeschaltet, die zwischen dem ersten Meßbehälter und einem Filteranschluß für das zu verwerfende Filtrat angeordnet ist. Auf diese Weise wird also die Filterleistung ständig überwacht und mit Toleranzgrenzen verglichen, so daß keine Überschreitung von vorher festgelegten Extremwerten möglich ist. Da durch die zweite Pumpe die Abzugsgeschwindigkeit gesteuert wird, kann diese künstliche Niere unabhängig vom Wirkungsgrad des Filters arbeiten, d. h., auch bei einer Verschlechterung des Filterwirkungsgrades, wie sie sich wegen des teilweise Zusetzens des Filters nicht vermeiden läßt, ändern sich die übrigen Betriebbedingungen nicht.

Weiterhin wird ständig das Gewicht der Filtrat-Sollmenge mit dem Gewicht des Substituates im Meßbehälter verglichen, so daß in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleiches die Filtration beendet werden kann. Auch dies trägt dazu bei, eine bestimmte, vorgegebene Filterleistung aufrechtzuerhalten, so daß die künstliche Niere insgesamt in einem

genau definierten Betriebsbereich arbeitet, wie er beispielsweise vorher von dem zuständigen Arzt anhand der Diagnosedaten des Patienten festgelegt worden ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird als zweite Pumpe eine Unterdruckpumpe verwendet, um zu gewährleisten, daß bei Beschädigungen der Filtermembran während des Betriebs die Pumpe aufgrund eines Signals eines der Pumpe nachgeschalteten Blutdetektors abgestellt werden und sich nur der Raum zwischen der Pumpe und dem Filter mit dem Blut des Patienten füllen kann, bis der Prozeß unterbrochen wird. Ein zu starker Blutentzug beim Patienten wird auf diese Weise verhindert.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Meßsystem eine Einrichtung zur Bildung des Quotienten aus dem Gewicht des ersten Meßbehälters und dem des zweiten Meßbehälters auf, der eine Einrichtung zum Vergleichen des Quotienten mit wenigstens einem Sollwert nachgeschaltet ist. Diese Vergleichseinrichtung betätigt unabhängig von dem Vergleichsergebnis über zugeordnete Schalter die erste Pumpe. Auch dies dient dazu, die Proportionalität zwischen der abgeführten FUtratmenge und der zugeführten Substituatmenge beizubehalten und eine bestimmte Filterleistung aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform einer künstlichen Niere nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Ausführungsform des Meßsystems der künstlichen Niere nach Fig. 1.

In einem Schlauch 1 wird das arterielle Blut über eine Schlauchpumpe 2 dem Filter 3 zugeführt, aus welchem das gereinigte Blut über den Schlauch 4 venenseitig zugeführt wird. Aus dem Filter 3 führt ein Schlauch das zu verwerfende Filtrat über eine Schlauchpumpe 6 und einen Blutdetektor 14 zu einem ersten Meßbehälter 7, dem eine erste Waage 8 zugeordnet ist. Die Pumpe 6 hält in dem Leitungsabschnitt bis zum Filter 3 einen Unterdruck aufrecht.

Ein zweiter Meßbehälter 9, dem eine zweite Waage 10 zugeordnet ist, ist über eine Schlauchpumpe 11 und einen Schlauch 12 an den Schlauch 4 für die Rückführung des gereinigten Blutes angeschlossen.

Die Waage 8 und die Waage 10 sind über ein schematisch gezeigtes Meßsystem 13 derart miteinander gekoppelt, daß abhängig von dem Gewicht der dem Meßbehälter 7 zugeführten Filtratmenge dem gereinigten Blutstrom über die Schlauchpumpe 11 und die Leitung 12 aus dem zweiten Meßbehälter 9 Substituat in einem bezüglich der entzogenen Filtratmenge festgelegten Anteil zugeführt wird.

In dem Meßsystem 13 werden, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ein Wert für das von der Waage 8 ermit

telte Gewicht der Filtratmenge und ein Wert für das von der Waage 10 ermittelte Gewicht der Substituatmenge über einen Meßstellenwähler 15 und ein Digitalvoltmeter 16 zu einem Speicher 17 bzw. 18 übertragen.

Der Wert für die Substituatmenge und der Wert für die Filtratmenge werden in einen Quotientenbildner 19 übernommen, in dem der Quotient berechnet wird. In einem Komparator 20 wird der jeweils anstehende Quotient mit festen Werten verglichen oder auch mit Werten, die vom Arzt über die Eingabeeinheit 21 vorgewählt wurden.

Dabei werden im einzelnen die folgenden drei Vei> gleiche durchgeführt:

1. der Quotient Q wird mit dem Wert 0,98 verglichen,

2. Der Quotient Q wird mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und

3. der Quotient Q wird mit dem mit einem Faktor multiplizierten Sollwert verglichen.

Der Sollwert wird, beispielsweise von dem Arzt, über die Eingabeeinheit 21 eingegeben und in einem Multiplikator 22 mit dem Faktor multipliziert.

Das Produkt aus Sollwert X Faktor sowie der SoIlwert werden in dem Komparator 20 mit dem jeweils ermittelten Quotienten verglichen. Ist der Quotient kleiner als 0,98 bzw. größer als das Produkt aus Sollwert und Faktor, so wird über einen Schalter 23 eine Quelle 24 für ein wahrnehmbares Signal eingeschaltet und die Pumpen 6 und 11 von einem Schalter 25 abgeschaltet. Ist der Quotient gleich dem oder kleiner als der eingegebene Sollwert, so wird die Pumpe 11 von einem Schalter 26 abgeschaltet.

Außerdem wird von dem Meßsystem 13 die Filterleistung ermittelt. Zu diesem Zweck werden der Wert für die Substituatmenge aus dem Speicher 17 und die Zeit aus einer Einheit 27 zu einem Rechner 28 übertragen, der die Gewichtsänderung pro Zeiteinheit, d. h., Δ G/t ermittelt.

Dieser Wert AG/t wird zu einem Komparator 29 übertragen und mit festen Toleranzgrenzen verglichenen diesem Fall mit einer unteren Toleranzgrenze für die Filterleistung T_VF, mit einer ersten, oberen Toleranzgrenze für die Filterleistung T_0F sowie mit einer zweiten, oberen Toleranzgrenze T_o„.

Ist 4G/t < T_UF bzw. > T_0F2, so werden über Schalter 30 und 31 Quellen 32 und 33 für wahrnehmbare Signale ausgelöst und die Pumpen 6 und 11 abgeschaltet. Ist AG/t> T_or so wird von einem Schalter 34 die Pumpe 6 abgeschaltet.

Schließlich wird eine vorgegebene Substituat-Sollmenge 35 mit dem Wert der tatsächlich substituierten Menge aus dem Speicher 17 in einem Komparator 36 verglichen, so daß bei Gleichheit die Diafiltration mittels eines Schalters 37 beendet werden kann.

Ein von einer Quelle 38 abgegebenes, wahrnehmbares Signal zeigt das Ende der Diafiltration an.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Künstliche Niere mit einem zwischen dem arteriellen und dem venösen Anschluß angeordneten Filter, mit einer Sammeleinrichtung für das zu verwerfende Filtrat, mit einer eine Pumpe enthaltenden Einrichtung für die dosierte Zuführung von Substituat zu dem gereinigten Blut und mit einem zwei Waagen aufweisenden Meßgerät, bei dem eine Waage das Gewicht der Menge an zu verwerfendem Filtrat mißt und eine zweite Waage die Zuführung des Substituates steuert, gekennzeichnet durch eine zwischen einem der ersten Waage (8) zugeordneten ersten Meßbehälter (7) und einem Filteranschluß (S) für das zu verwerfende Filtrat angeordnete zweite Pumpe (6), die in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis zwischen der mittels der ersten Waage (8) ermittelten Filterleistung und einer oberen und unteren Toleranzgrenze betätigt wird, und durch eine Einrichtung (29) zur Beendigung der Filtration in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Gewicht der Filtrat-Sollmenge und dem mittels der zweiten Waage (10) ermittelten Gewicht des Substituates im Meßbehälter (9).

2. Künstliche Niere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pumpe (6) eine Unterdruckpumpe ist.

3. Künstliche Niere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (13) eine Einrichtung (19) zur Bildung des Quotienten aus dem Gewicht des ersten Meßbehälters (7) und dem des zweiten Meßbehälters (9) aufweist, der eine Einrichtung (20) zum Vergleichen des Quotienten mit wenigstens einem Sollwert nachgeschaltet ist, und daß die Vergleichseinrichtung (20) abhängig von dem Vergleichsergebnis über zugeordnete Schalter (25 bzw. 26) die erste Pumpe (11) betätigt.