DE2629717A1 - Vorrichtung zur steuerung des fluessigkeitsausgleichs bei der haemodiafiltration - Google Patents

Description

• ~Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-
• ausgleichs bei der Hämodiafiltration 1I Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsausgleichs bei der Hämodiafiltration, wobei das entnommene Blut über eine Pumpe einem Filter zugeführt wird, von dem aus das Filtrat abgeführt und das gereinigte Blut dem Patienten wieder zugeftihrt wird, und wobei eine der Filtratmenge entsprechende Menge einer Ersatzflüssigkeit dem Blut beigemischt wird, und die Steuervorrichtung die Beimischungsmenge und weitere Elemente zur Einhaltung einer vorgegebenen Durchflußmenge steuert, Neben die bereits länger bekannten Verfahren zur Entgiftung menschlichen Blutes - Dialyse an natürlichen und künstlichen Membranen (Peritoneal-und Hämodialyse) und Beseitigung im Blut gelöster Gifte durch Absorption an Aktivkohle oder ähnlichen Substanzen (Hämoperfusion) - tritt als weiteres Verfahren die sogenannte Hämodiafiltration.
• Hierbei wird, wie bei der Hämodialyse und Hämoperfusion, ein extracorporaler Blutkreislauf geschaffen. Das Blut, das dem Patienten durch einen Katheter mit angeschlossenem Schlauch kontinuierlich entnommen wird, passiert, gefördert durch eine Blutpumpe, die Oberfläche einer Filtermembran und wird dann dem Patienten über einen zweiten Katheter wieder zugeführt. Durch ein Druckgefälle zwischen der Blutseite und der Filtratseite der Filtermembran wird aus dem an der Membran vorbeiströmenden Blut kontinuierlich ein Filtrat ausgeschieden. Dieses Filtrat stellt bei entsprechenden Durchlässigkeitseigenschaften des Filters eine wässrige Lösung dar, die bis zu einer bestimmten Molekulargewichtsgrenze sämtliche im Blut gelösten Substanzen in annähernd gleicher Konzentration enthält wie das Blut selbst, Dadurch ist es möglich, gelöste Gifte, die nicht an Eiweiß oder korpuskuläre Bestandteile des Blutes gebunden sind, mit dem Filtrat auszuscheiden.
• Um eine hohe Wirksamkeit dieses Verfahrens zu erreichen, muß eine relativ große Menge Filtrat ausgeschieden werden, die im Verlaufe einer Behandlung gewöhnlich ein Vielfaches des menschlichen Blutvolumens beträgt. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die ausgeschiedene Flüssigkeitsmenge zumindest zum größten Teil zu ersetzen. Dies wird dadurch erreicht, daß man den extracorporalen Kreislauf gleichzeitig eine entsprechende Menge einer geeignet zusammengesetzten Infusionslösung zuführt.
• Es ist hierbei aus medizinischen Gründen sehr wichtig, daß der Entzug von Filtrat und die Zufuhr der Infusionslösung exakt aufeinander abgestimmt werden, um entweder die Flüssigkeitsmenge konstant zu halten oder - was häufiger der Fall ist - einen definierten, aber relativ geringen Flüssigkeitsentzug genau einzustellen.
• Die bisher hierzu angewendeten Verfahren sehen die Verwendung von Meßbehältern, Dosierpumpen und ähnlichen volumetrischen Einrichtungen vor. Sie sind, gemessen an den Anforderungen im Routinebetrieb eines Krankenhauses, relativ schwierig zu handhaben. Technische Störungen, die z.B. bei Dosierpumpen leicht auftreten können, werden nicht ohne weiteres erkannt und können für den behandelten Patienten zu einer lebensbedrohenden Situation führen. Beispiele für solche technischen Störungen sind das Leckwerden von Dichtungen an Ventilen und Kolben der Dosierpumpe oder das Eintreten von Luft anstelle von Flüssigkeit. Außerdem stellen stationäre Einrichtungen, wie Meßbehälter und Dosierpumpen üblicher Art, eine potentielle Infektionsquelle dar, so daß vor jeder Anwendung eine sorgfältige Reinigung und Sterilisation notwendig ist, die hohe Kosten verursachen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsausgleichs so zu gestalten, daß alle mit Flüssigkeit in Berührung kommenden Teile als Billige Einwegartikel ausgebildet werden können, so daß das Problem der Reinigung und Sterilisation entfällt.
• Gleichzeitig soll durch eine einfache und übersichtliche Funktion ein Höchstmaß an Betriebssicherheit und eine einfache Handhabung erreicht werden.
• Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuervorrichtung eine Waage umfaßt, die einerseits ein Vorratsgefäß für die Ersatzflüssigkeit und andererseits ein Filtrat-Auffanggefäß trägt und daß sie zur Ermittlung der Summe der Gewichte von Vorratsgefäß und Auffanggefäß einschließlich deren Inhalte gegenüber einem einstellbaren Gewicht ausgebildet ist und ein Element zum Abtasten der entstehenden Gewichts-Differenzen aufweist, welches entsprechende Signale an die Steuervorrichtung abgibt.
• Es ist ersichtlich, daß auf Grund der genannten Merkmale der Erfindung die oben genannte Aufgabenstellung vollständig gelöst wird. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt: Fig.1: ein Leitungsschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig.2: eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles.
• Der extracorporale Blutkreislauf enthält als Hauptelement eine Blutpumpe 1 und ein Filter 2. Die Filtration wird entweder durch einen erhöhten Druck auf der Blutseite der Membran oder Unterdruck auf der Filtratseite der Membran oder durch eine Kombination von beiden erreicht.
• Zur Erzeugung eines Unterdruckes auf der Filtratseite kann eine Saugpumpe 3 in Form einer Schlauchpumpe benutzt werden.
• Das Filtrat fließt in ein Auffanggefäß 4. Dieses befindet sich gemeinsam mit einem Vorratsbehälter 5 für eine Ersatzflüssigkeit auf einer Waage 6. Aus dem Vorratsbehälter wird Infusionslösung durch eine als Schlauchpuwpe ausgebildete Iniusionspuarpe 7 dem extracorporalen Blutkreislauf zugefUhrt bzw. beigemischt.
• Die Förderrate der die Beimischung steuernden Infusionspumpe 7 wird durch eine Waage 6 automatisch geregelt, indem der Ausschlag des Waagebalkens 8 von einem FUhlerelement 9 erfaßt wird, das den Antrieb der Infusionspumpe so beeinflußt, daß diese bei steigender Belastung der Waage beschleunigt und bei sinkender Belastung verzögert wird. Diese Beeinflussung kann im einfachsten Falle derart geschehen, daß die Infusionspumpe zwischen zwei Betriebszuständen (ein/aus oder langsam/schnell) umgeschaltet wird.
• Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die mittlere Infusionsrate automatisch den gleichen Betrag hat wie die Filtrationsrate. Der Waagebalken schwankt nur innerhalb eines wehr kleinen Bereiches in der Umgebung seiner Ruhelage. Die Genauigkeit kann dabei weit unter 1 % gehalten werden.
• Das Fühlerelement ist mit zwei zusätzlichen Grenzwertfühlern oberhalb und unterhalb dieses Bereiches versehen, um ein durch eventuelle Betriebsstörungen verursachtes übermäßiges Ungleichgewicht der Waage selbsttätig zu erkennen und ein Warnsignal auszulösen.
• Eine andere Ausführung des gleichen Funktionsprinzips ergibt sich dadurch, daß zur Beeinflussung der Zufuhr von Infusionslösung ein Schlauchklemmventil 1o eingesetzt wird, das entweder elektromagentisch oder direkt von den Bewegungen des Waagenbalkens 8 betätigt wird. In diesem Fal7e kann die Infusionspumpe 7 eingespart werden, da auf der Eingangsseite der Blutpumpe 1 ein negativer Druck herrscht, der nun zum Ansaugen der Infusionslösung ausgenutzt wird.
• Der bisher beschriebene Teil des Steuergerätes gewahrleistet nur eine Gleichheit von Infusionslösungszufuhr und Filtratabfuhr. Soll dagegen den Patienten im Verlaufe der Behandlung eine definierte Flüssigkeitsmenge fortlaufend entzogen werden, so wird dies erfindungsgemäß durch eine absichtliche Beeinflussung des Gleichgewichtszustandes bewirkt. Diesem Zweck dient bei der in Fig.1 gezeigten Anordnung die Abförderpumpe 11, die stetig eine bestimmte Gewichtsmenge an Flüssigkeit pro Zeiteinheit aus dem System entfernt und in den Abfluß oder - zum Zwecke einer zusätzlichen Kontrolle - in ein Meßgefäß fördert. Die Filtratmenge, die in den Filtratbehälter 4 gelangt, ist um diese Menge vermindert, und somit wird auch nur eine in gleichem Maße verxinderte Menge Infusionslösung dem extracorporalen Kreislauf zugefügt.
• Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung dieses Prinzips besteht darin, daß der Gleichgewichtszustand auf direktem mechanischer Wege an der Waage beeinflußt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß durch einen auf dem Waagenbalken fest angeordneten Elektromotor 12 mit Hilfe einer Gewindespindel 13 ein Gewicht 14 auf dem Waagebalken 8 im Sinne einer Entlastung der Waage mit gleichmäßiger, geringer Geschwindigkeit verschoben wird. Die Abförderpumpe 11 ist in diesem Falle nicht erforderlich.
• Ein Ausführungabeispiel des Steuergerätes ist in Fig.2, perspektivisch dargestellt. Der Vorratsbehälter 5 und der Sammelbehälter 4 - ein gebrauchter Vorratsbehälter - befinden sich gemeinsam in einen Gestell, das zugleich die Waagenplattform darstellt. Während das Filtrat in den Sammelbehälter 4 fließt, pumpt die Abförderpumpe 11 einen Teil davon mit einstellbarer Förderrate in das an der Frontseite befindliche Meßge!äß 15, so daß dieser Teil des Filtrates aus der Bilanzierung ausscheidet. Die Infusionspumpe 7, die die Infusionslösung aus dem Vorratsbehälter 5 in den extracorporalen Blutkreislauf pumpt, wird von dem Fühlerelement 9 gesteuert. Dieses Fühlerelement tastet die Lage des Waagebalkens 8 ab.
• Waage, FUhlerelement und Infusionspumpe bilden einen geschlossenen Regelkreis, so daß der Waagebalken in seiner Ruhelage stabilisiert wird. Störungen dieses Regelkreises führen zu einem übermäßigen Ausschlag des Waagebalkens, der durch die im Fühlerelement 9 enthaltenen zusätzlichen Grenzwertfühler ein Alarmsignal auslöst. Die Bedienung des Gesamtgerätes erfolgt von einer Schalttafel 16 aus.
• Aus der obigen Beschreibung und der Darstellung nach Fig.2 ergibt sich, daß die genannten Elemente 4,5, 7 und 11 mit den zugehörigen Schlauchleitungen sehr leicht ausgetauscht werden können. Da die Schläuche und Pumpen in einfacher Bauweise herstellbar sind, können sie, zur Einsparung einer Desinfektion, auch als Wegwerfartikel konstruiert sein.
• Das Vorratsgefäß 5 für die Ersatzflüssigkeit wird nach einer Behandlung direkt als Auffanggefäß 4 verwendet und kann nach durchgeführter Analyse im Labor ebenfalls vernichtet werden.
• Die Schlauchenden a und b werden an die an sich bekannte Filtervorrichtung angeschlossen.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr können Einzelheiten dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden, ohne vom grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (7)

1. A n 5 p r ü c h e: 1. Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsausgleichs bei der Hämodiafiltration, wobei das entnommene Blut über eine Pumpe einem Filter zugeführt wird, von dem aus das Filtrat abgeführt und das gereinigte Blut dem Patienten wieder zugeführt wird, und wobei eine der Filtratmenge entsprechende Menge einer Ersatzflüssigkeit dem Blut beigemischt wird, und die Steuervorrichtung die Beimischungsmenge und weitere Elemente zur Einhaltung einer vorgegebenen Durchflußmenge steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Waage (6) zunfaßt, die einerseits ein Vorratsgefäß (5) für die Ersatzflüssigkeit und andererseits ein Filtrat-Auffanggefäß (4) trägt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Ermittlung der Summe der Gewichte von Vorratsgefäß und Auffanggefäß einschließlich deren Inhalte gegenüber einem einstellbaren Gewicht (14) ausgebildet ist und ein Element zum Abtasten der entstehenden Gewichts-Differenzen aufweist, welches entsprechende Signale an die Steuervorrichtung abgibt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Beimischmenge eine Pumpe (7) vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Beimischmenge ein Ventil (11) vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Elemente (1,7,10 usw.) als austauschbare Einheiten ausgebildet sind.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage ein motorisch verstellbares Schiebegewicht (14) aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Pumpe (11) zum Abpumpen des Filtrats steuert.