DE3020756A1

DE3020756A1 - Messung des fluessigkeitsentzuges an einem dialysesystem

Info

Publication number: DE3020756A1
Application number: DE19803020756
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 6360 Friedberg Breitenfelder; Erwin 6231 Schwalbach Perrot
Original assignee: SALVIA REGEL und MEDIZINTECHNI
Current assignee: SALVIA REGEL und MEDIZINTECHNI
Priority date: 1980-05-31
Filing date: 1980-05-31
Publication date: 1981-12-10

Description

Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsentzuges
an einem Dialysesystem Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsentzuges an einem Dialysesystem mit einem ersten Kreis für die Flüssigkeit, an der die Dialyse und/oder der Flüssigkeitsentzug vorgenommen werden soll sowie einem zweiten Kreis, der normalerweise von einer Dialysierflüssigkeit durchströmt wird, wobei die Flüssigkeiten in den beiden Kreisen von einer semipermeablen Membrane getrennt sind, durch die die Dialyse bzw. der Flüssigkeitsentzug geschieht.
Bei der Hämodialyse werden in einem Dialysator das Blut des zu behandelnden Patienten und eine wäßrige Lösung geeigneter Zusammensetzung (Dialysat) im Gegenstrom an der Oberfläche einer die beiden Medien trennenden semipermeablen Membran vorbeigeleitet. Durch Diffusion und Filtration gelangen dabei harnpflichtige Substanzen und Wasser, die sonst durch die Niere ausgeschieden werden, aus dem Blut durch die Membrane in das Dialysat und werden mit diesem abgeführt.
Für die Behandlung von Patienten mit akutem oder chronischem Nierenversagen ist es von Bedeutung, daß zum Ausgleich des Flüssigkeitshaushaltes durch Ultrafiltration dem Körper eine bestimmte Flüssigkeitsmenge entzogen wird.
Dies geschieht praktisch Bei allen Hämodialysegeräten durch Herstellung einer Druckdifferenz (Transmembrandruck) zwischen Blut und Dialysatseite der semipermeablen Membrane.
Die Geschvsindigkeit der Ultrafiltration wird dabei im wesentlichen von der Größe des Transmembrandruckes sowie der Oberflächengröße und der Durchlässigkeit der Membrane bestimmt.
Da jedoch die Ultrafiltrations-Charakteristik der Membranen erheblichen Exemplarstreuungen unterliegt und außerdem die Durchlässigkeit der Membranen sich während der Behandlung durch Ablagerungen von Blutbestandteilen ständig ändert, muß bei diesem Verfahren trotz genau geregeltsein Transmembrandruck mit erhebii.chen Ungenaui gkeiten bei der Bestimmung des gesamten lUssigkei.tsentzuges über die Behandlungsdauer gerechnet werden. Bei Systemen, die nur den Dialysatunterdruck regeln, kommt der Einfluß der Blutdruckschwankungen, die eine entsprechende Transmembrandruckschwankung hervorrufen, noch hinzu Die Ultrafiltrationsrate ist eine der Xauptvariablen bei der Blutdia lyse und sollte aus diesem Grund sorgfältig auf einen den Anforderungen des Patienten entsprechenden Wert geregelt werden Bisher bestanden die vorherrschenden verfahren zur Bestimmung der Gewichtsabnahme des Patienten während der Behandlung darin, den Patienten entweder in Zeitintervallen zu wiegen, oder über eine Bettenwaage die Gewichtsabnahme kontinuierlich zu überwachen Das Wiegen in Zeitintervallen hat aber den Nachteil, daß die benötigte Information ia;.mer erst dann vorliegt, wenn die Behandlung bereits weit fortgeschritten ist, während der Einsatz einer Bettenwaage einen erhebt eichen Aufwand und hohe Kosten bedeutet. Der Preis für eine Bettenwaage entspricht in etwa dem eines Hämodialysegerätes.
Das Bedürfnis, die Messung des Flüssigkeitsentzuges funktionell in das Hämodialysegerät zu integrieren, hat daher immer bestanden, und einige diesbezügliche Vorschläge wurden auch zum Teil realisiert.
Eines dieser bekannten Verfahren gestattet es, durch Absperrung der Dialysatzuflußleitung zum Dialysator mit einem Ventil den aktuellen Wert des Flüssigkeitsentzuges dadurch anzuzeigen, indem der Transmembrandruck beibehalten wird und in die Dialysatabflußleitung ein Durchflußmesser eingefügt wird, an dem die augenblickliche Flüssigkeitsentzugsrate abgelesen werden kann. Da bei diesem Meßprinzip der normale Betrieb unterbrochen werden muß, ist eine kontinuierliche Messung nicht möglich.
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden zwei fest montierte Präzisionsdurchflußmesser mit Schwebekörper so in den Dialysatfluß eingefügt, daß sich einer vor und einer hinter dem Dialysator befindet. In dieser Anordnung ist die unterschiedliche Lage der Schwebekörper ein Maß für den Flüssigkeitsentzug.
Dieses Verfahren hat zum einen den Nachteil, daß der genaue Lageunterschied der Schwebekörper durch die räumliche Distanz der Meßrohre nur ungenau abgelesen werden kann und zum anderen den, daß die Exemplarstreuungen in der Genauigkeit der Meßrohre auch durch aufwendiges paarweises Aussuchen nicht ganz eliminiert werden können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vermeidung der genannten Nachteile und hat zum Ziel, eine relativ einfache Vorrichtung zu schaffen, mit der der Flüssigkeitsentzug ständig genau gemessen und kontrolliert werden kann. Die Erfindung geht dabei von einem Dialysesystem aus mit einem ersten Kreis für die Flüssigkeit, an der die Dialyse und/oder der Flüssigkeitsentzug vorgenommen werden soll sowie einem zweiten Kreis, der normalerweise von einer Dialysierflüssigkeit durchströmt wird, wobei die Flüssigkeiten in den beiden Kreisen von einer semipermeablen Membrane getrennt sind, durch die die Dialyse bzw. der Flüssigkeitsentzug geschieht.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabenstellung sieht die Erfindung vor, daß in dem zweiten Kreis vor dem Dialysator mit seiner semipermeablen Membrane ein Durchflußmesser mit einem Schwebekörper zur Messung des Dialysatzuflusses zum Dialysator und ein Durchflußmesser mit einem Schwebekörper hinter dem Dialysator zur Messung der Dialysatabflußmenge vorgesehen sind, wobei die beiden Durchflußmesser parallel nebeneinander angeordnet und zueinander in Richtung ihrer Längsachsen ver schiebbar sind, derart, daß ein aus einer Flußdifferenz resultierender Lageunterschied der beiden Schwebekörper durch Verschiebung der beiden Durchflußmesser in ihren Längsrichtungen ausgeglichen werden kann und die notwendige Verschiebung zum Lagenausgleich der beiden Schwebekörper ein direktes Maß für die Flußdifferenz, d.h. für den Flüssigkeitsentzug ist.
Auf diese Weise ist es möglich, bei einem konstanten Durchfluß, wie er sich einstellt, wenn man anstelle des Dialysators eine Schlauchverbindung in den Dialysatkreis einfügt, die exemplarische Meßungenauigkeit der Durchflußmesser durch Verschiebung der Durchflußmesser auszugleichen. Durch eine Markierung kann die Position, bei der der exemplarbedingte Meßfehler ausgeglichen ist, auf einfache Weise angezeigt und damit aus der Differenzflußmessung eliminiert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der bewegliche Teil mit einer Zahnstange fest verbunden, in die zur Verstellung ein Zahnrad mit einer Welle und einem Drehknopf eingreift, und der Betrag der Verstellung an einer Skala ablesbar. Dabei wurde die Skala so ausgeführt, aß der aktuelle Betrag des FlUssigkeitsentzugs (Ultrafiltrationsrate) bei abgeglichenem Meßsystem, d.h. bei kantengl ei ch eingestellten Schwebekörpern ablesbar ist.
Zur Vermeidung von Ablesefehlern aufgrund der räumlichen Distanz der Meßrohre ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwischen den Durchflußmessern ein Prismenspiegel angeordnet, in dem die Schwebekörper optisch als Teilbilder zu sehen sind, die durch die Dachkante des Prismas getrennt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Schnittansicht quer zur Längsachse durch die beiden Meßrohre der Durchflußmesser und dem dahinter liegenden Spiegel prisma.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Dialysierflüssigkeit über die Leitung 1 und Druckeinstell- bzw. Druckregelventil 2, einer Leitung 3, dem Durchflußmesser 4 und einer Leitung 6 zum Dialysator 7 hingeleitet und dahinter über Leitung 8, Durchflußmesser 9, einer Leitung 10 sowie einer Saugpumpe 11 zu einem nicht gezeigten Abfluß geführt.
Der Dialysator 7 weist eine schematisch gezeigte semipermeable Membrane 12 auf, deren eine Seite den von der Dialysierflüssigkeit durchströmenden Raum 13 (Dialysatseite) und deren andere Seite den vom Blut durchströmten Raum 14 (Blutseite) begrenzt.
Das Blut wird im Gegenstrom zur Dialysierflüssigkeit über Leitung 15 dem Dialysator 7 zu- und über Leitung 16 von diesem weggeführt.
Bei einem negativen Druckgefälle (Transmembrandruck) zwischen der Blutseite 14 und der Dialysatseite 13 des Dialysators 7 tritt in Abhängigkeit von der Größe des Transmembrandruckes sowie von der Oberflächengröße und der Durchlässigkeit der semipermeablen Membran 12 eine bestimmte Flüssigkeitsmenge von der Blutseite 14 durch die semipermeable Membran 12 auf die Dialysatseite 13 über.
Dieser Flüssigkeitsübertritt von der Blutseite 14 auf die Dialysatseite 13 erhöht den Dialysatabfluß hinter dem Dialysator 7 gegenüber dem Dialysatzufluß und bewirkt, daß der Schwebekörper 17 im Durchflußmesser 9 eine höhere Lage als der Schwebekörper 5 im Durchflußmesser 4 einnimmt, der nur mit dem geringeren Dialysatzufluß beaufschlagt wird.
Der Lageunterschied der beiden Schwebekörper 5 und 17 ist ein Maß für den aktuellen Flüssigkeitsentzug, d.h. für die Ultrafiltration.
Zur Verbesserung der Ablesemöglichkeit des Lageunterschiedes der beiden Schwebekörper 5 und 17 ist zwischen den beiden Durchflußmessern 4 und 9 ein Spiegel prisma 18 so angeordnet, daß die Teilbilder 20 und 21 der beiden Schwebekörper 5 und 17 im Spiegel prisma 18 durch dessen Dachkante 19 getrennt zu sehen sind. Mit einem Drehknopf 22, der über die Welle 23 mit dem Zahnrad 24 in die Zahnstange 25 greift, kann der Durchflußmesser 9 in Richtung seiner Längsachse in einem so großen Bereich auf und ab verschoben werden, daß bei jedem möglichen Lageunterschied der beiden Schwebekörper 5 und 17 ihre Teilbilder 20 und 21 im Prisma 18 kantengleich zur Deckung gebracht werden können. Der Betrag der Verstellung kann dann erfindungsgemäß entweder an einer Längsskala 26 über den mit dem beweglichen Durchflußmesser 9 verbundenen Zeiger 27 oder an der Skala 28 über den Zeiger 29 am Drehknopf 22 abgelesen werden. Der Betrag der Verstellung ist proportional dem aktuellen Flüssigkeitsentzug, d.h. der Ultrafiltration.
In Fig. 2, die die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt mit dem Durchflußmesser 4 und 9 und dem Spiegel prisma 18 zeigt, ist der schematische Strahlengang für die Abbildung der beiden Schwebekörper 5 und 9 als Teilbilder 20 und 21 im Prisma 18 in Bezug auf die normale Blickrichtung beim Einstellen und Ablesen der Meßeinrichtung dargestellt.
Erfindungsgemäß haben bei der Einstellung und Ablesung Gesamtflußschwankungen keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Messung, da die beiden Schwebekörper 5 und 17 und damit ihre zur Deckung gebrachten Spiegelbilder 20 und 21 praktisch gleichmäßig, d.h. synchron mit der Flußschwankung mitgehen und damit die kantengleiche Deckung der beiden Spiegelbilder 20 und 21 erhalten bleibt.
Zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit kann erfindungsgemäß der gesamte Meßbereich der beiden Durchflußmesser 4 und 9 so gewählt werden, daß bei mittlerem Durchfluß des betreffenden Hämodialysegerätes sich die Schwebekörper 5 und 17 etwa im unteren Drittel der Meßstrecke der beiden Durchflußmesser 4 und 9 befinden und die beiden restlichen Drittel der Meßbereiche ganz für die Messung des möglichen Flüssigkeitsentzuges zur Verfügung stehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl integrierter Bestandteil eines Hämodialysegerätes sein oder aber als Zusatzgerät zur Hämodialysegeräten Verwendung finden.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind weitere Ausführungsbeispiele möglich,ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können Form und Konstruktion der zugehörigen Details in weiten Grenzen und im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche verändert werden.

Claims

Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsentzuges an einem Dia7ysesystem PatentansprLche: 1. Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsentzuges an einem Dialysesystem mit einem ersten Kreis für die Flüssigkeit, an der die Dialyse undtoder der Flüssigkeitsentzug vorgenommen werden soll sowie einem zweiten Kreis der normalerweise von einer DialysierflUssigkeit durchströmt wird, wobei die Flüssigkeiten in den beiden Kreisen von einer semipermeablen Membrane getrennt sind, durch die die Dialyse bzw. der Flüssigkeitsentzug geschieht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Kreis vor dem Dialysator (7) mit seiner semipermeablen Membrane (12) ein Durchflußmesser (4) mit einem Schwebekörper (5) zur Messung des Dialysatzuflusses zum Dialysator und ein Durchflußmesser () mit einem Schwebekörper (17) hinter dem Dialysator zur messung der Dialysatabflußmenge vorgesehen sind, wobei die beiden DurchfluUmesser (4 und 9) parallel nebeneinander angeordnet und zueinander in Richtung ihrer Längsachsen verschiebbar sind, derart, daß ein aus einer Flußdifferenz resultierender Lageunterschied der beiden Schwebekörper (5 und 17) durch Verschiebung der beiden flurchfluI3messer (4 und 9) in ihren Längsrichtungen ausgeglichen werden kann und die notwendige Verschiebung zum Lagenausgleich der beiden Schwebekörper (5 und 17) ein direktes Maß für die Flußdifferenz, d.h. für den Flüssigkeitspntzug ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der beiden Durchflußmesser (4 und 9j in Richtung seiner Längsachse nach beiden Seiten verschiebbar und der andere fest montiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Durchflußmesser (4 oder 9) mit einer Zahnstange (25) fest verbunden ist, in die zur Verstellung ein Zahnrad (24) mit einer Welle (23) und einem Drehknopf (22) eingreift, und daß der Betrag der Verstellung an einer Skala ablesbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnetg daß die Skala (28) so ausgerührt ist, daß der aktuelle Betrag des Flüssigkeitsentzugs (Ultrafiltrationsrate) bei abgeglichenem meßsystem, d.h. bei kantengleich eingestellten Schtiebekörpern (5 und 17l ablesbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Durchflußmessern (4 und 9) ein Prismenspiegel (18) angeordnet ist, in dem die beiden Schwebekörper (5 und 17) optisch als Teilbilder (20 und 21) zu sehen sind und die durch die Dachkante (19) des Prismas (18) getrennt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Durchflußmesser (4 und 9) mit Meßrohren ohne Skalierung ausgeführt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich der Durchflußmesser (4 und 9) nur für den durchschnitt lichen Dialysatfluß plus/minus einem Betrag, der etwa dem maximal möglichen FlLissigkeitsentzug (Ultrafiltrationsrate) entspricht, ausgelegt ist.