DE2754810C3 - Hämofiltrationsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hämofiltrationsgerät, bei ^ welchem sowohl die Blutpumpe als auch die Filtratpumpe als Schlauchpumpe ausgebildet ist.

Mit einem solchen Gerät wird als Ersatz der natürlichen Nierenfunktion in einem extracorporalen Blutkreislauf das Blut des Patienten an der Oberfläche *o einer Filtermembran entlanggeführt und anschließend zum Patienten zurückgeleitet Durch einen negativen Druck auf der anderen Seite der Membran wird ein Filtrat gewonnen, das u. a. die normalerweise über die Nieren auszuscheidenden harnpflichtigen Substanzen *5 enthält. Gleichzeitig wird dem Blut entsprechend der anfallenden Filtratmenge eine Ersatzflüssigkeit beigemischt, um die Volumenbilanz aufrechtzuerhalten.

Zur Erzeugung einer ausreichenden Druckdifferenz zwischen beiden Seiten der Membran ist es üblich, mit einem Unterdruck auf der Filtratseite zu arbeiten. Z. B. ist aus der Literatur (L.W. Henderson et al: Kinetics of Hämofiltration; »The Journal of Laboratory and Clinical Medicine«, Vol.85; März 1975, Seite 372-391) die Anwendung einer nicht näher spezifizierten einstellbaren Vakuumquelle bekannt, die aus einem Gefäß, in das das Filtrat hineinfließt, Luft absaugt. Bei anderen bekannten Vorrichtungen (DE-OS 25 52 304) für die Hämofiltration werden zur Erzeugung des Unterdrukkes Schlauchpumpen benutzt, die das Filtrat absaugen 6ö und in ein Sammelgefäß abfördern. Die Pumpengeschwindigkeit wird dabei über einen elektronischen Regler automatisch so eingestellt, daß entweder eine bestimmte Volumenzunahme pro Zeiteinheit im Sammelgefäß resultiert oder ein bestimmter vorgewählter Druck am Eingang der Pumpe aufrechterhalten wird. Bei letzterem Verfahren, das wegen seiner einfacheren Anwendbarkeit für verschiedene Filtertypen — ohne Rücksicht auf deren Durchlässigkeit — allgemein als günstiger angesehen wird, kann entweder eine kontinuierliche Druckregelung oder eine Zweipunkt-Druckregelung angewendet werden. In beiden Fällen werden Meßvorrichtungen für den Eingangsdruck der Pumpe benöiigt, die einen elektrischen Ausgang haben, entweder in Form eines Schaltorgans zum Ein- und Ausschalten der Pumpe (Zweipunkt-Regelung) oder in Form eines Analog-Signalgebers für die kontinuierliche Regelung des Druckes über einen vor den Pumpenmotor geschalteten elektronischen Regler.

Der Gesamtaufwand ist bei den genannten Vorrichtungen erheblich und besteht mindestens aus der Pumpe, einem Druck-Meßorgan mit elektrischem Ausgang und dem Regler für den Pumpenantrieb.

In Figur 2 der Veröffentlichung »Trans. Amer. Soc. Artif. Int Organs«, Bd. 17,1971, Seite 259 bis 265 ist eine Doppelschlauchpumpe in Verbindung mit einem Gerät zur Diafiltration dargestellt Dies ist jedoch die einzige Gemeinsamkeit mit dem Erfindungsgegenstand. Die Funktion der bekannten Vorrichtung ist jedoch gänzlich anders. Bei ihr werden beide Teile als Blutpumpen verwendet und zwar die eine in der sogenannten arteriellen Leitung (Entnahmeleitung) und die andere in der venösen Leitung (Rückführungsleitiing). Damit ist lediglich beabsichtig?, die Blutflüsse in Entnahme- und Rückführungsleitung anzugleichen.

Beim Anmeldungsgegenstand wird dagegen nur der eine Teil der Doppelschlauchpumpe als Blutpumpe (in der arteriellen Leitung) benutzt während der andere Teil als Filtratpumpe verwendet wird.

Die US-PS 35 20 298 behandelt ein Peritonealdialysegerät, bei dem eine Doppelschlauchpumpe dazu benutzt wird, um eine Spülflüssigkeit in die Bauchhöhle zu pumpen und sie wieder aus der Bauchhöhle zu entfernen. Auch, wenn in der Bauchhöhle gewisse Veränderungen der Flüssigkeit eintreten, weil sie sich mit Abfallstoffen anreichert, so bändelt es sich im wesentlichen jedoch um dieselbe Flüssigkeit Diese Flüssigkeit wird in einem durchgehenden Flüssigkeitsweg gefördert, in dem die Bauchhöhle als eine Art Zwischenbehälter liegt. Die vorhandenen Ventile sind nicht an die Leitungen angeschlossen, sondern liegen im Zuge der Leitungen und können also nur zur Drosselung oder zum Absperren des Flüssigkeitsstromes dienen.

Ferner ist es bekannt und vielfach üblich (DE-OS 15 66 562), die Leistungen von Pumpen durch ein NebenschluDventil zu steuern. Hierbei läßt man durch dieses Ventil einen Teil des geförderten Mediums wieder zurückströmen. Diese Arbeitsweise wird jedoch beim Erfindungsgegenstand nicht angewandt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes und damit billigeres und besonders betriebssicheres Hämofiltrationsgerät zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß bei einem Hämofiltrationsgerät, bei welchem sowohl die Blutpumpe als auch die Filtratpumpe als Schlauchpumpe ausgebildet ist, dadurch erreicht, daß die beiden Pumpen zu einer Doppelschlauchpumpe vereinigt sind und daß an die Saugseite der Filtratpumpe ein Ventil angeschlossen ist, durch welches die Filtratpumpe eine ihre effektive Förderleistung herabsetzende, den Filtrations-Unterdruck bestimmende, regelbare Menge Luft ansaugt

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß für die Durchführung der Hämofiltration in jedem Falle eine als Schlauchpumpe ausgebildete Blutpumpe verwendet wird, wobei einige solcher Blutpumpen je nach Bauart auch das Einlegen von zwei Pumpenschläuchen

erlauben. Ein zweiter in den Pumpenkopf eingelegter Pumpenschlauch kann somit prinzipiell zum Pumpen eines zweiten Mediums, im vorliegenden Falle des Filtrats, benutzt werden.

Allerdings ist dies für die gestellte Aufgabe nicht ohne weiteres nutzbar, denn die optimalen Förderleistungen für Blut und Filtrat stehen nicht in festem Verhältnis zueinander, sondern variieren je nach den besonderen Umständen unabhängig voneinander innerhalb gewisser Grenzen. Der einzustellende Blufluß richtet sich u. a. nach der Ergiebigkeit der Gefäßanschlüsse des Patienten und liegt typischerweise im Bereich zwischen 150 und 350 ml/min. Der FiltratHuß, der bei den verfügbaren Filtern unter den üblichen Druckverhältnissen erreicht wird, beträgt 60 bis 120 ml/min.

Es ist daher erforderlich, die Förderleistung der durch das Einlegen eines zweiten Schlauches erhaltenen Filtratpumpe unabhängig von der entsprechend dem erforderlichen Blutfluß eingestellten Drehzahl so anzupassen, daß ein bestimmter Fikrations-Unterdruck erhalten wird. Dies geschieht durch Anschl::3 eines Ventils an die Saugseite der Filtratpumpe. Durch dieses Ventil saugt die Filtratpumpe eine ihre effektive Förderleistung herabsetzende und damit den Filtrationsunterdruck bestimmende regelbare Menge Luft an. Das Ventil kann im einfachsten Fall ein einstellbares Nadelventil sein. Eine höhere Konstanz des Unterdrukkes ist mit einem selbstregelnden Druckregelventil zu erreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Abbildung beschrieben. Diese zeigt in schematischer Darstellung den Blut- und Filtratkreislauf eines Hämofiltrationsgerätes mit den wesentlichen Funktionselementen.

Zum gleichzeitigen Fördern von Blut und Filtrat dient ^ die Doppel-Schlauchpumpe 1. Der obere Teil Ia dieser Pumpe fördert das Blut des Patienten, das durch den Schlauch 2 zufließt, zu dem Filter 3, wo es an der Oberfläche Czr Filtermembran 4 entlangfließt, um danach durch die Leitung 5 in die Luftfalle 6 zu gelangen. Die Luftfalle hat den Zweck, etwa eingedrungene Luft abzuscheiden und vom Patienten fernzuhalten. Das Blut fließt von der Luftfalle durch den Schlauch 7 zum Patienten zurück. Um den durch den Filtratentzug entstandenen Volumenverlust zu ersetzen, wird dem Blut eine sterile Substitutionslösung zugeführt, z. B. mittels der Schlauchpumpe 8, die diese Substitutiopslösung in die Luftfalle 6 fördert, wo sie sich mit dem Blut vermischt.

Zur Erzeugung eines Unterdruckes und zum Abfördern des Filtrates ist der untere Teil \b der Doppel-Schlauchpumpe 1 über den Schlauch 9 mit der Filtratseite des Filters 3 verbunden. Das abgeförderte Filtrat gelangt durch den Schlauch 10 z. B. in einen Sammelbehälter. Die Konstanthaltung eines vorgewählten Druckes auf der Filtratseite wird im gezeigten Beispiel durch das einstellbare Druckhalteventil 11 bewirkt. Dieses Druckhalteventil enthält in seinem Gehäuse eine in ihrem Mittelteil durch eine Platte versteifte Membran 12, die über einen Stift !3 den Ventilkegel 14 betätigt Im Ruhezustand wird der Ventilkegel durch die Stellschraube 15 über die Feder 115 gegen seinen Sitz im Gehäuse gepreßt, so daß der Zutritt von Luft über den Eintrittsstutzen 17 in den Raum an der Unterseite der Membran verhindert ist Erst wenn der Unterdruck, der durch die Saugwirkung der Pumpe \b erzeugt wird, einen bestimmten Wert erreicht hat, vermag die dadurch f.· ί die Membran ausgeübte Kraft die Kraft der Feder V& zu überwinden. Dadurch wird der Ventilkegel 14 von seinem Sitz abgehoben und Luft durch den Eintrittsstutzen 17 angesaugt. Dies wirkt einem weiteren Anstieg des Unterdmckes entgegen und führt somit zu einer Stabilisierung eines bestimmten Druckwertes. Mit der Stellschraube 15 kann dieser Druckwert unter Beobachtung des Manometers 18 verstellt werden.

Der Raum oberhalb der Membran ίϊ kann entweder direkt mit der Atmosphäre in Verbindung stehen oder in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens, über eine Leitung 19 mit der Luftfalle 6 verbunden sein. Dadurch ist nicht mehr ausschließlich der Filtrat-Unterdruck an der Membran 12 wirksam, sondern die Differenz zwischen diesem und dem Druck, der in der Lufttalle 6 herrscht. Unter Vernachlässigung der strömungsbedingten Druckabfälle ist diese Differenz identisch mit dem Transmembrandruck, d. h. dem Druckunterschied zwischen Blut- und Filtratseite der Filtermembran 4. Da dieser Transmembrandruck die eigentlich maßgebende Größe für die Filtrationsleistung wie auch für die mechanische Belastung der Filtermembran darstellt, ist diese Anordnung als besonders vorteilhaft anzusehen.

Die beschriebene Bauart des Druckhalteventil stellt lediglich ein Beispiel für eine mögliche Gestaltung dar. Auch andere druckgesteuerte Ventile können für diesen Zweck verwendet werden. Im einfachsten Fall kann zur Einstellung des Unterdruckes ein Nadelventil das selbststeuernde Druckhalteventil ersetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hämofiltrationsgerät, bei welchem sowohl die Blutpumpe als auch die Filtratpurupe als Schlauchpumpe ausgebildet ist, dadurch gekenn- zeichnet, daß die beiden Pumpen (la, lty zu einer Doppelschlauchpumpe (1) vereinigt sind und daß an die Saugseite der Filtratpumpe (löj ein Ventil (11) angeschlossen ist, durch welches die Filtratpum-

pe eine ihre effektive Förderleistung herabsetzende, den Filtrations-Unterdruck bestimmende, regelbare Menge Luft ansaugt

2. Hämofiltrationsgerät nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (11) ein durch die Filtratpumpe(lb)über eine Membran (12)gesteuer- '5 tes, federbelastetes (16) Kegelventil (14) mit Lufteintrittsstutzen (1?) ist.

3. Hämofiltrationsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventil (14) abgewandte Raum des Membrangehäuses mit der Atmosphäre durch eine Leitung (19) verbunden ist.

4. Hämofiltrationsgerät nach Anspruch 2 mit einer Luftfalle im Blutrücklauf, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventil (14) abgewandte Raum des Membrangehäuses mit der Luftfalle (6) durch eine Leitung (19) verbunden ist

5. Hämofiltrationsgerät nach einem der Ansprüche 2—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Ventilfeder (16) durch eine Stellschraube (15) regelbar ist ω