DE2654396A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere

Info

Publication number
DE2654396A1
DE2654396A1 DE19762654396 DE2654396A DE2654396A1 DE 2654396 A1 DE2654396 A1 DE 2654396A1 DE 19762654396 DE19762654396 DE 19762654396 DE 2654396 A DE2654396 A DE 2654396A DE 2654396 A1 DE2654396 A1 DE 2654396A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filtrate
solution
container
substitute
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762654396
Other languages
English (en)
Inventor
Bernd Dr Med Doht
Christoph Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AUGUST FISCHER KG FEINMECHANIK
Original Assignee
AUGUST FISCHER KG FEINMECHANIK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AUGUST FISCHER KG FEINMECHANIK filed Critical AUGUST FISCHER KG FEINMECHANIK
Priority to DE19762654396 priority Critical patent/DE2654396A1/de
Publication of DE2654396A1 publication Critical patent/DE2654396A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • A61M1/342Adding solutions to the blood, e.g. substitution solutions
    • A61M1/3441Substitution rate control as a function of the ultrafiltration rate
    • A61M1/3451Substitution rate control as a function of the ultrafiltration rate the difference in weight between both ultra-filtrate and substitution reservoir being used as control signal

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung des
  • Flüssigkeitsdurchflusses beim Betrieb einer künstlichen Niere Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Flüssigkeitsdurchflusses beim Betrieb einer sogenannten "künstlichen Niere", wobei dem, dem Körper entnommenen Blut laufend Blutwasser, in welchem sich die harnpflichtigen Substanzen befinden, abfiltriert und durch eine körperfremde Ersatzlösung ersetzt wird.
  • Gleichzeitig betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere ein Gerät zur Steuerung einer automatischen Bilanzierung zwischen Filtrat und Ersatzlösung.
  • Unter harnpflichtigen Stoffen sind solche Stoffe zu verstehen, die bei einem gesunden Menschen dem Blut durch die Nieren entzogen und in 1,5 bis 2 Liter Wasser gelöst in Form von Urin oder Harn ausgeschieden werden. Während ein gesunder Mensch in der Regel über die Nieren das wieder ausscheidet, was er an Flüssigkeit zu sich genommen hat, besitzt der niereninsuffiziente Patient diese Möglichkeit nicht mehr, d.h., daß mit Hilfe der "künstlichen Niere" neben den harnpflichtigen Substanzen auch der Ueberschuß an Flüssigkeit entzogen werden muß.
  • Mit einer künstlichen Niere" wurde bisher in Form der sogenannten Hämodialyse oder Peritonealdialyse in aller Welt gearbeitet. Hierbei wurden mindestens loo Liter oder mehr Spülflüssigkeit benötigt, was eine entsprechend aufwendige Wasseraufbereitung erforderte. Eine weitere Modifikation der "künstlichen Niere" ist die Hämofiltration, die sich u.a. dadurch auszeichnet, daß sie wasserfrei arbeitet.
  • Bei der Hämofiltration wird im Gegensatz zu herkömmlichen Dialyseverfahren unter Aufbietung eines hohen Druckes ein großer Teil des Blutwassers abfiltriert, in dem sich dann die harnpflichtigen Substanzen befinden und so dem menschlichen Organismus entzogen werden.
  • Auf diese Weise werden dem Körper im Verlauf einer fünfstündigen Behandlung bis zu Zo Liter Blutwasser entzogen, das zum größten Teil, vermindert um einen vom Arzt vorher festgelegten Anteil des über schußwassers (in der Regel 2 bis 4 Liter), durch eine körperfremde Ersatzlösung wieder aufgefüllt werden muß. Sowohl theoretisch als auch praktisch hat sich die Menge von 20 Litern Blutwasser als nötig erwiesen, um in ausreichendem Maße die Schadstoffe zu entfernen.
  • Der Entzug und der entsprechende Ersatz der Flüssigkeit darf nicht nacheinander erfolgen, sondern muß nebeneinander bzw. gleichzeitig geschehen, da der menschliche Kreislauf nur geringen Flüssigkeitsentzug in kurzer Zeit toleriert, ohne zusammenzubrechen Daraus erwächst die Forderung, daß, wenn dem Kreislauf Flüssigkeit (Filtrat) entzogen werden soll, diese aus den vorgenannten Gründen möglichst gleichmäßig über die gesamte Dauer der Behandlung verteilt ersetzt werden muß.
  • Die bekannten Verfahren haben den Mangel, daß eine, dem Abzug des Filtrates proportionale Zuführung der Ersatzlösung außerordentlich erschwert ist, weil während der Behandlungsdauer das Filtrat erfahrungsgemäß nicht kontinuierlich anfällt. Darüber hinaus sollen Filtratmenge und Ersatzlösungsmenge von Behandlungsbeginn an in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, so daß die gewünschte Gewichtsdifferenz im Moment des Behandlungsendes erreicht wird.
  • Der Differenzbetrag zwischen Filtrat und Ersatzlösung, also die Menge an überschußwasser, wird vor Behandlungsbeginn vom Arzt festgelegt und ist in der Regel identisch mit der gewünschten Gewichtsabnahme vom Patienten. Wichtig ist dabei, daß der Patient die gesamte geforderte Gewichtsabnahme erst am Ende der Behandlungsdauer erreicht.
  • Bei allen bekannten Verfahren erfolgt bisher die Anpassung der Infusionsmenge an die Filtratmenge allein durch Hilfspersonal, das die Filtrat- und Ersatzlösungsmenge ablesen, vergleichen und gegebenenfalls mehrfach von Hand einstellen und korrigieren muß. Trotz größter Aufmerksamkeit sind menschliche Fehler bei diesem System nicht auszuschließen, so daß eine optimale Bilanzierung und damit die gewünschte Gewichtsabnahme praktisch nie exakt oder nur zufällig erreicht wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung zu schaffen, mit denen es möglich ist, beim Betrieb einer künstlichen Niere laufend selbsttätig, d.h.
  • ohne Zuhilfenahme von Hilfskräften, die dem Patienten zuzuführende Ersatzlösung (Infusionsmenge) der Menge des laufend abzuziehenden Filtrates genauestens anzupassen und dabei ein vorher festzulegendes Verhältnis der jeweiligen Flüssigkeiten zueinander über die gesamte Behandlungsdauer hinweg aufrechtzuerhalten.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Menge des abgezogenen Filtrates mit der Menge der zuzuführenden Ersatzlösung laufend bilanziert wird, indem die Filtratmenge automatisch mittels eines Meßwertaufnehmers laufend gemessen und die Meßwerte benutzt werden, um selbsttätig laufend die zuzuführende Ersatzlösung einzusteuern.
  • Vorzugsweise erfolgt dabei die Einsteuerung der zuzuführenden Ersatzlösungsmenge automatisch laufend in einem vorher festzulegenden prozentualen Verhältnis von Ablauf- zur Zulaufmenge.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist mit einer das Filtrat abziehenden und einer die Ersatzlösung zufördernden Pumpe ausgestattet und erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein in den Abfluß des Filtrates eingeschaltetes, die Filtratmenge laufend messendes Gerät, dessen Ausschlag einen in den Zufluß der Ersatzlösung eingeschalteten Durchflußmengenregler steuert. Es ist ein zwischen den Filtratabfluß und den Zufluß für die Ersatzlösung eingeschaltetes Bilanzierungsgerät zum laufenden Anpassen des Ersatzlösungszuflusses an die abfließende Filtratmenge vorgesehen, wobei das Mengenverhältnis zwischen der dem Körper zugeführten und der dem Körper abgenommenen Flüssigkeit einstellbar ist.
  • Mit besonderem Vorteil ist das Bilanzierungsgerät aus einem an den Ablauf des Filters angeschlossenen Filtratbehälter und einem an die zum Patienten führende Zuleitung angeschlossenen Behälter für die Ersatzlösung gebildet, die unabhängig voneinander in einem einstellbaren Abstand von einem Meßwertgeber auf einem diesen beaufschlagenden Biegestab aufgehängt sind, wobei in die zum Patienten führende Leitung eine vom Meßwertgeber gesteuerte Pumpe eingeschaltet ist.
  • Andererseits ist es aber auch möglich, die beiden Behälter unabhängig voneinander an je einen Meßwertgeber in Form einer Kraftmeßdose aufzuhängen und diese in einer elektronischen Schaltung derart zusammenzuschließen, daß die Meßwerte zu einer Regelgröße für den Motor, der die Ersatzlösung zum Patienten führenden Pumpe (Infusionspumpe) umgewandelt werden. Als Meßwertgeber können dabei Dehnungsmeßstreifen in Brückenschaltung verwendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Meß- und Regelsystem ist in der Lage, zu jedem Zeitpunkt der Behandlungsdauer das jeweils angefallene Filtrat exakt zu erfassen, eine - um einen definierten Betrag geringere - Ersatzlösung dem Patienten zuzuführen, Abweichungen vom vorgewählten Verhältnis von Filtrat und Ersatzlösung sofort zu erkennen und dadurch einen entsprechenden Regelvorgang auszulösen, der diese Abweichungen wieder korrigiert. Alle diese Vorgänge erfolgen unter sterilen Bedingungen.
  • Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß während der gesamten Behandlungsdauer das Filtrat laufend auf Blutanteile (rote Blutkörperchen) überwacht wird. Dazu wird das Blutwasser hinter der Filtratpumpe durch eine Lichtschranke geleitet. Dieses Blutwasser kann, je nach Patienten, von intensiv gelb bis fast klar sein. Um diese Farbeinflüsse für die Lichtschranke zu eliminieren, ist diese selectiv aufgebaut, d.h. es sind spezielle Filter vorgesehen, so daß nur die Rotanteile, wenn sie in der Flüssigkeit enthalten sind, eine Differenz-Fotozelle mit Verstärker zum Ansprechen bringen. Durch das Ansprechen wird eine entsprechende Alarmvorrichtung mit ausgelöst und alle am Behandlungsvorgang beteiligten Pumpen werden stillgesetzt.
  • Andererseits ist dafür Sorge getragen, daß bei der Zuführung der Ersatzlösung die Temperatur dieser Flüssigkeit im Bereich der Körpertemperatur des Patienten liegt.
  • Während bisher die Ersatzlösung in einem Wasserthermostaten, in den ein zweckmäßig geformtes Schlauchsystem eingeführt ist, erwärmt wurde, was die Gefahr in sich schloß, daß im Schlauchsystem poröse Stellen auftraten und so Bakterien, Schadstoffe oder andere Fremdstoffe aus dem Wasserthermostaten dem Patienten mit der Ersatzlösung zugeführt wurden, erfolgt erfindungsgemäß die Erwärmung der Ersatzlösung unter sterilen Bedingungen. Zu diesem Zweck wird der Behälter mit der Ersatzlösung durch eine oder mehrere keramische Infrarotstrahler auf Körpertemperatur gebracht, wobei die Regelung der Infrarotstrahler vorzugsweise über einen Triac vermittels unmittelbar an der Infusionsförderleitung anliegender Temperaturfühler erfolgt.
  • Erfindungsgemäß sind der oder die Temperaturfühler unmittelbar an der die Infusionsleitung mit dem Behälter für die Ersatzlösung verbindenden und in den Behälter hineinreichenden metallenen Infusionskanüle außerhalb des Behälters angelegt.
  • Schließlich zeigt die Erfindung aber auch eine für den Betrieb der Anlage besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer leicht regelba#ren Schlauchpumpe zum Fördern der Infusionslösung. Erfindungsgemäß besteht diese im wesentlichen aus einer von einem Motor angetriebenen Kurbelwelle mit drei um 1200 zueinander versetzten Kurbeln, deren Zapfen frei drehbare Walzen oder Rollen tragen, um die gemeinsam der die Infusionslösung fördernde Schlauch mit einer solchen Spannung herumgeführt ist, daß beim Umlauf der Rollen der Schlauch gequetscht und die Flüssigkeit gefördert wird.
  • Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zuläßt, ist in der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung in Verbindung mit dem sogenannten Blutteil, Fig. 2 und 3 #schematische Darstellungen zur Versinnbildlichung der Arbeitsweise der Einrichtung, Fig. 4 ein Blockschaltbild des Systems, Fig. 5 und 6 Vorderansicht und Axialschnitt der bei der Einrichtung verwendeten Infusionspumpe und Fig. 7 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
  • In einem etwa rahmenartigen Gestell 1 sind ein Behälter 2 zur Aufnahme des vom Patienten abgezogenen Filtrates und ein weiterer, gleichgroßer Behälter 3 aufgehängt, welcher die im Austausch zum Filtrat in den Körper einzuführende Ersatzlösung enthält. Beide Behälter 2 und 3 sind mittels einer geeigneten Aufhängung 4 bzw. 5 auf einem Biegestab 6, vorzugsweise aus hochwertigem Federstahl, aufgehängt. Vermittels ihrer Aufhängung 4, 5 sind die Behälter 2 und 3 auf dem Biegestab unabhängig voneinander verschiebbar und vermittels einer ortsfesten Skala 7 einstellbar gegenüber den Auflagern 8 und 9 des Biegestabes 6.
  • In dem Biegestab 6 werden durch die Belastung der leeren und der gefüllten Behälter 2 und 3, deren Füllungsgrad sich im Laufe der Behandlung verändert, Biegespannungen erzeugt, die mittels Dehnungsmeßstreifen lo (DMS) erfaßt werden. Durch die Möglichkeit einer Verschiebung der Halterungen 4 und 5 auf dem Biegestab 6 wird der Kraftangriffspunkt des Filtratbehälters 2 bzw. des Infusionsbehälters 3 auf dem Biegestab 6 verändert, wodurch das Biegemoment beeinflußt wird. Damit ist die Möglichkeit gegeben, durch entsprechende Einstellung der Behälter ein bestimmtes Gewichtsverhältnis zwischen den beiden Flüssigkeitsanteilen vorzugeben.
  • Auf dem verfahrbaren Gestell 1 sitzt der erfindungsgemäße Bilanzierungsteil in einem besonderen Gehäuse 11, in welchem die Filtratpumpe 12 und die Infusionspumpe 13 sowie die Antriebsmotoren und Regeleinrichtungen für die beiden Pumpen 12 und 13 untergebracht sind.
  • Außerdem sitzen in dem Gehäuse il noch Meß- und Anzeigegeräte, wie beispielsweise ein Manometer 14 zur Anzeige des Unterdruckes, mit welchem das Filtrat aus dem Filter abgezogen wird, eine Anzeigevorrichtung 15 zur Anzeige der jeweiligen Temperatur der Ersatzlösung und eine weitere Anzeigevorrichtung 16 zum Eintarieren der Dehnungsmeßstreifen. Schließlich sitzt auf dem Gehäuse 11 der sogenannte Blutteil 17, welcher in seinem Aufbau bekannt ist und üblicherweise die Blutpumpe, den Dialysator, den Membranfilter usw. umschließt.
  • Von dem Filter führt die Filtratableitung 18 über die Filtratpumpe 12 zu einem sogenannten Blutleck 19. Dies ist eine Kontrolleinrichtung, die das ankommende Filtrat laufend auf Blutanteile (rote Blutkörperchen) überwacht. Dieses Gerät arbeitet mit einer Lichtschranke und entsprechenden Farbfiltern und einer Differenz-Fotozelle mit Verstärker, die so zusammengeschaltet sind, daß nur die Rotanteile, falls sie im Filtrat enthalten sind, die Fotozelle zum Ansprechen bringen, was die Betätigung einer Alarmvorrichtung auslöst und die Stillsetzung aller am Behandlungsvorgang beteiligter Pumpen veranlaßt. Von dieser Kontrolleinrichtung 19 führt schließlich eine Leitung 20 von unten her in den Filtratbehälter 2. Andererseits ist am Boden des Behälters 3 für die Ersatzlösung eine zur Infusionspumpe 13 und von da zum Blutteil 17 führende Leitung 21 angeschlossen. Dabei ist dafür Sorge getragen, daß die Ersatzlösung immer im Bereich der Körpertemperatur des Patienten liegt. Zu diesem Zwecke sind unterhalb des Behälters 3 ein oder mehrere keramische Infrarotstrahler 22 vorgesehen, während der Behälter selbst von einer wärmeisolierenden Ummantelung 23 umschlogsen ist.
  • Die Erwärmung der Ersatzlösung im Behälter 3 erfolgt unter sterilen Bedingungen, indem gemäß Fig. 7 in de Boden des Behälters 3 eine Metallkanüle 24 eingeführt ist, die entsprechend weit in den Behälter hineinreicht und an welche sich die Leitung 21 anschließt.
  • Unmittelbar außerhalb des Behälters 3 liegt an der metallenen Kanüle 24 ein Temperaturfühler 25 an, der über die Leitung 26 mit einem Triac (elektronischer Regelschalter) verbunden ist zur Regelung der Infrarotstrahler 22.
  • Anhand der Fig. 2 bis 4 ist das erfindungsgemäße Bilanzierungsverfahren erläutert. Die dazu notwendigen Anordnungen bestehen im wesentlichen aus der bereits oben beschriebenen Erfassungseinrichtung für die Gewichte des Filtrates und der Ersatzlösung, die die Regelspannung für ein nachfolgend angeordnetes Regelsystem abgibt. Von diesem Regelsystem werden die Pumpen 12, 13 so gesteuert, daß die in den Behältern 2 und 3 enthaltenen Flüssigkeiten so auf die Erfassungseinrichtung wirken, daß dort der am Beginn der Behandlung eingestellte Gleichgewichtszustand herrscht, bei dessen Erreichung die Regelspannung gleich Null ist, wobei selbstverständlich in den einzustellenden Gleichgewichtszustand die vom Arzt vor der Behandlung festzulegende Flüssigkeitsmengendifferenz mit einbezogen ist, so daß ein für die Durchführung der Dialyse notwendiges Verhältnis der beiden Flüssigkeiten zueinander für die Gewichtsabnahme des Patienten vorgegeben werden kann.
  • Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß wegen der besseren räumlichen Unterbringung zwei Filtratbehälter 2' von je etwa lo Liter Inhalt und zwei gleichgroße Ersatzlösungsbehälter 3' über jeweils eine gemeinsame Halterung 4 bzw. 5 verstellbar auf dem Biegestab 6 aufgehängt sind. Dabei ergeben die Filtratbehälter eine Belastung P1, die in einer Entfernung H1 vom Dehnungsmeßstreifen bzw. dessen Meßbrücke lo und die Gewichte der Behälter 3' eine Belastung P2, die in einer Entfernung H2 wirksam werden. Die sich aus dem Produkt Kraft und Hebelarm ergebenden Momente werden dabei gegeneinander ausgeglichen.
  • Dieser am Beginn der Behandlung herbeizuführende Nullabgleich der Gesamtanlage (elektrischer Gleichgewichtszustand), der an dem Anzeigeinstrument abzulesen und einzustellen ist, wird beim Einlaufen des Filtrates verändert (verstimmt). Dadurch tritt am Ausgang der zum Dehnungsmeßstreifen gehörigen Meßbrücke eine der mechanischen Verstimmung proportionale Spannung auf, die als Regelspannung im Antriebsmotor der jeweiligen Pumpe wirksam wird.
  • Bei der Anordnung gemaß Fig. 3 hängen die Behälter 2' bzw. 3' an Kraftmeßdosen 27 bzw. 28, deren Ausschlag über einen Operationsverstärker wirksam wird und schließlich wiederum zur Veränderung der Regelspannung für den Pumpenmotor führt. Die Kraftmeßdosen geben dem jeweiligen Gewichtsanteil proportionale Ausgangssignale ab. über eine nachgeschaltete Meßbrücke werden diese Pegel verstärkt und kalibriert. Um eine Spannung für die Durchführung der Regelung zu erhalten, muß die Differenz aus beiden Signalen gebildet werden.
  • Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung in einem Blockschaltbild, wobei den DMS-Brücken lo Operationsverstärker 29 und 30 mit Schaltern und Widerständen 31 zur Gegenkopplung bzw. Referenzspannungseinstellung 32 nachgeschaltet sind. Vom Operationsverstärker wird eine Regelspannung an einen Analog-Frequenz-Wandler 33 an die Motoransteuerung 34 bzw. Stromversorgung 35 und von dort an einen Schrittmotor 36 abgegeben, der schließlich die Infusionspumpe 13 antreibt.
  • Zweckmäßig werden ganz allgemein zu der Differenzbildung die erwähnten Operationsverstärker verwendet.
  • Die Ausgangsposition (elektrischer Gleichgewichtszustand) kann sowohl mit den Meßbrücken als auch mit einem nachgeschalteten Verstärker auf Null abgeglichen (tariert) werden, so daß während des gesamten Meßvorganges dieser mit der Tarierung eingestellte Wert als Bezugswert dient.
  • In einem Kreis - bevorzugt im Filtratkreis - kann durch Anderung der Gegenkopplung des Operationsverstärkers der Verstärkungsfaktor verändert werden. Durch entsprechende Auslegung dieses Verstärkungsfaktors wird damit auch das Verhältnis zwischen Filtrat und Ersatzlösung zur Gewichtsabnahme des Patienten gesteuert. Am Ausgang des Sunimenverstärkers 30 wird hier eine - der mechanischen Verstimmung proportionale - Spannung auftreten (Regelspannung).
  • Diese Regelsignale werden über einen nachgeschalteten Verstärker, der zur Eliminierung höherfrequenter Störanteile mit Tiefpasscharakter aufgebaut ist, der Infusionspumpe 13 zugeleitet, die durch den Schrittmotor 36 angetrieben wird. Je nach Größe der zur Ansteuerung verwendeten S#pannung wird der Schrittmotor schneller oder langsamer laufen Bei einer Eingangspannung von Null Volt steht der Motor still, d.#. bei Vorherrschen eines elektrischen Gleichgewichtes arbeitet der Motor nicht. Solange ein Steuerungssignal von der Meßbrücke oder dem Operationsverstärker abgegeben wird, also die Meßgeber verstimmt sind, wird der Motor der Infusionspumpe laufen und Ersatzlösung aus den Behältern 3, 3' abpumpen. Die Pumpe ist also bestrebt, den vorher abgeglichenen Gleichgewichtszustand zwischen Filtrat und Ersatzlösung wieder herzustellen. Wenn der Gleichgewichtszustand (der abgeglichene Zustand oder der Bezugspegelwert) erreicht ist, ist die Ausgangsspannung der Meßbrücke ode#r des Operationsverstärkers gleich Null. Das heißt, es herrscht keine Steuerspannung mehr vor und der Motor der Infusionspumpe steht still. Die Infusionspumpe ist mit einem Regler im Steuerungsverstärker auf eine gewünschte Verzögerung (Hysterese) der Meßanordnung einstellbar.
  • Die Pumpe für das Filtrat wird auf eine feste Drehzahl eingestellt und nicht von dieser Regelung mitgesteuert.
  • Die von den Meßwertgebern (Biegestab oder Kraftmeßdosen) abgegebenen und verarbeiteten Signale stellen einen, der mechanischen Verstimmung proportionalen Spannungspegel zur Verfügung. Um die Pumpen feinfühlig regeln zu können, erfolgt der Antrieb durch Schrittmotore. Diese Schrittmotore haben die Eigenschaft, daß sie eine festgelegte Anzahl Impulse pro Umdrehung benötigen. Um diese, für den Betrieb der Schrittmotore notwendigen Impulse bereitzustellen, steuert der Spannungspegel den Analog-Frequenz-Wandler 13, der die Aufgabe hat, pro Spannungseinheit eine bestimmte kalibrierbare Anzahl Impulse zu liefern. Vorzugsweise werden Analog-Frequenz-Wandler mit hohen Umsetzungsraten verwendet, so daß geringe Spannungspegel bereits zu einer relativ hohen Drehzahl verarbeitet werden können.
  • Durch die hohe Auflösung des Regelspannungspegels in eine große Anzahl Impulse kann ein sehr differenzierter Betrieb der Schrittmotore erreicht werden.
  • Mit besonderem Vorteil gelangen für den Betrieb der Einrichtung Pumpen zur Anwendung, wie sie in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind.
  • Auf der Achse 37 des Schrittmotors 36 sitzt dabei ein mit einer Kreisscheibe 38 und einer Deckscheibe 39 ausgestatteter Pumpenkörper 40. Zwischen den Scheiben 38 und 39 lagern um 1200 gegeneinander versetzt in Kugellagern 41 Laufrollen oder Walzen 42, um die der aus hochelastischem Material bestehende Schlauch, welcher die Infusionsleitung 21 bildet, unter Spannung herumgelegt ist. Beim Drehen des Pumpenkörpers 40 in der eingezeichneten Pfeilrichtung wird der Schlauch 21 um ein gewisses Maß zusammengequetscht und dadurch die in ihm enthaltene Flüssigkeit weiterbefördert. Mit Hilfe des Schlauchdurchmessers, der Schlauchspannung und der Drehzahl des Pumpenkörpers ist es möglich, das geförderte Flüssigkeitsvolumen genau zu kalibrieren, was gerade für den erfindungsgemäßen Zweck von besonderer Bedeutung ist.

Claims (11)

  1. Patentansprüche f) 1./ Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Flüssigkeitsdurchflusses beim Betrieb einer künstlichen Niere, wobei dem, dem Körper entnommenen Blut laufend Blutwasser, in welchem sich die harnpflichtigen Substanzen befinden, abfiltriert und durch eine körperfremde Ersatzlösung ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des abgezogenen Filtrates mit der Menge der zuzuführenden Ersatzlösung laufend bilanziert wird, indem die Filtratmenge automatischmittels eines Meßwertaufnehmers laufend gemessen und die Meßwerte benutzt werden, um selbsttätig laufend die zuzuführende Ersatzlösung einzusteuern.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdie Einsteuerung der zuzuführenden Ersatzlösungsmenge automatisch laufend in einem vorher festzulegenden prozentualen Verhältnis von Ablauf- zur Zulaufmenge erfolgt.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 2 mit einer das Filtrat abziehenden und einer die Ersatzlösung zufördernden Pumpe, gekennzeichnet durch ein in den Abfluß des Filtrates eingeschaltetes, die Filtratmenge laufend messendes Gerät, dessen Ausschlag einen in den Zufluß der Ersatzlösung eingeschalteten Durchflußmengenregler steuert.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 2 mit einer das Filtrat abziehenden und einer die Ersatzlösung zufördernden Pumpe, gekennzeichnet durch ein zwischen den Filtratabfluß und den Zufluß für die Ersatzlösung eingeschaltetes Bilanzierungsgerät zum laufenden Anpassen des Ersatzlösungszuflusses an die abfließende Filtratmenge, wobei das Mengenverhältnis zwischen der dem Körper zugeführten und der dem Körper abgenommenen Flüssigkeit einstellbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilanzierungsgerät aus einem an den Ablauf (18) des Filters angeschlossenen Filtratbehälter (2) und einem an die zum Patienten führende Zuleitung (21) angeschlossenen Behälter (3) für die Ersatzlösung gebildet ist, die unabhängig voneinander in einem einstellbaren Abstand von einem Meßwertgeber (Io) auf einem diesen beaufschlagenden Biegestab (6) aufgehängt sind, wobei in die zum Patienten führende Leitung (21) eine vom Meßwertgeber (lo) gesteuerte Pumpe (13) eingeschaltet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilanzierungsgerät aus einem an den Ablauf (18) des Filters angeschlossenen Filtratbehälter (2) und einem an die zum Patienten führende Zuleitung (21) angeschlossenen Behälter (3) für die Ersatzlösung gebildet ist, die unabhängig voneinander an je einen Meßwertgeber in Form einer Kraftmeßdose (27, 28) aufgehängt sind und diese in einer elektronischen Schaltung derart zusammengeschlossen sind, daß die Meßwerte zu einer Regelgröße für den Motor(32 der die Ersatzlösung zum Patienten fördernden Pumpe (13) (Infusionspumpe) umgewandelt werden.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertgeber (lo) Dehnungsmeßstreifen in Brückenschaltung sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle des Filtrates auf etwa enthaltene rote Blutkörperchen hinter der Filtratpumpe (12) eine Lichtschranke (19) mit vorgeschalteten Farbfiltern vorgesehen und diese mit einer Alarmvorrichtung derart zusammengeschaltet ist, daß beim Auftreten roter Blutkörperchen im Filtrat der Behandlungsvorgang abgebrochen wird.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) mit der Ersatzlösung durch eine oder mehrere keramische Infrarotstrahler (22) unter sterilen Bedingungen auf Körpertemperatur gebracht wird, wobei die Regelung der Infrarotstrahler (22) vorzugsweise über einen Triac vermittels unmittelbar an der Infusionsförderleitung anliegender Temperaturfühler (25) erfolgt.
  10. lo. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Temperaturfühler (25) unmittelbar an der die Infusionsleitung (21) mit dem Behälter (3) für die Ersatzlösung verbindenden und in den Behälter (3) hineinreichenden metallenen Infusionskanüle (24) außerhalb des- Behälters (3) angelegt sind.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis lo, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Schlauchpumpe zur regelbaren Förderung der Infusionslösung, die im wesentlichen aus einer von einem Motor angetriebenen Kurbelwelle (40) mit drei um 1200 zueinander versetzten Kurbeln besteht, deren Zapfen frei drehbare Walzen oder Rollen (42) tragen, um die gemeinsam der die Infusionslösung fördernde Schlauch (21) mit einer solchen Spannung herumgeführt ist, daß beim Umlauf der Kurbelwelle der Schlauch (21) von den Rollen (42) gequetscht und die Flüssigkeit gefördert wird.
DE19762654396 1976-12-01 1976-12-01 Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere Pending DE2654396A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762654396 DE2654396A1 (de) 1976-12-01 1976-12-01 Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762654396 DE2654396A1 (de) 1976-12-01 1976-12-01 Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2654396A1 true DE2654396A1 (de) 1978-06-15

Family

ID=5994374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762654396 Pending DE2654396A1 (de) 1976-12-01 1976-12-01 Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2654396A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743272C1 (de) * 1987-12-19 1989-06-22 Fresenius Ag Haemodiafiltrationsvorrichtung und Verfahren zum UEberwachen einer Haemodiafiltration

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743272C1 (de) * 1987-12-19 1989-06-22 Fresenius Ag Haemodiafiltrationsvorrichtung und Verfahren zum UEberwachen einer Haemodiafiltration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2754894C2 (de) Vorrichtung zum Bilanzieren einer einem Patienten entnommenen Flüssigkeit mit einer Ersatzflüssigkeit
DE3313421C2 (de) Einrichtung zum Regeln der Ultrafiltrationsrate bei Vorrichtungen zum extrakorporalen Reinigen von Blut
EP0093259B1 (de) Vorrichtung zur Bilanzierung des Flüssigkeitsaustausches bei Hämofiltrationen
EP0373455B1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Hämofiltration und Hämodiafiltration
DE69534830T3 (de) Verfahren zur Bestimmung der Alterung eines Flüssigkeitsfilter
DE2838414C2 (de) Vorrichtung zur Hämodialyse und zum Entziehen von Ultrafiltrat
EP0097366B1 (de) Dialysevorrichtung mit geregelter Zusammensetzung der Dialysierlösung
DE3416955C2 (de) Hämodialysevorrichtung
DE69733657T2 (de) System zur vermeidung intradialytischer symptomatologie
DE2754809C2 (de) Vorrichtung zur periodischen Spülung von Körperhöhlen, insbesondere der Bauchhöhle und der Harnblase
DE3784186T2 (de) Kuenstliche niere mit einer anordnung zur kontrolle der im dialysatkreislauf fliessenden fluessigkeitsmengen.
EP1539271A1 (de) Verfahren zur blutrückgabe aus einer blutbehandlungsvorrichtung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE2944136A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum automatischen steuern der haemodialyse bei einer vorgewaehlten ultrafiltrationsgeschwindigkeit
DE3111061A1 (de) Blutreinigungseinrichtung
DE2027087A1 (de) Vorrichtung zur Pentonaaldialyse
DE2926681A1 (de) Dialysegeraet und verfahren zur einstellung der ultrafiltrationsmenge
DE2754810C3 (de) Hämofiltrationsgerät
DE2506039A1 (de) Blutdialysesystem
DE69118715T2 (de) Hämodialyseapparat
DE3132790A1 (de) Kuenstliche niere
DE2654396A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und steuerung des fluessigkeitsdurchflusses beim betrieb einer kuenstlichen niere
DE4116178C1 (de)
DE19702213A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Dialysierflüssigkeit
DE3439661C2 (de)
DE2629717C2 (de) Vorrichtung zur Steuerung des Flüssigkeits-Ausgleichs eines Patienten bei der Hämodiafiltration

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
OHW Rejection