DE3736712C2 - Dialysat-Zubereitungs- und Versorgungsgerät - Google Patents
Dialysat-Zubereitungs- und VersorgungsgerätInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die automatische Steuerung
oder Regelung und Überwachung von Fluidparametern in einem von
einem Fluid durchströmten Gerät (Durchflußgerät), und insbesondere
ein Dialysat-Zubereitungs- und Versorgungsgerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei vielen Durchflußgeräten, wie z. B. Dialysat-Zubereitungs-
und Versorgungsmaschinen, werden Fluid- bzw. Flüssig
keitsparameter (z. B. Zusammensetzung, Temperatur, Druck und
Durchsatz) durch verschiedene Steuereinrichtungen oder Stell
glieder (z. B. Pumpen, Heizer, Ventile und Druckregler)
gesteuert bzw. geregelt und durch Fluidzustandsgeber (z. B.
Leitfähigkeits-, pH-, Flüssigkeitsstand-, Temperatur-, Druck-,
Luftblasen- und Blut-Geber oder -Fühler) überwacht. Die Fluid
zustands- oder Fluidparametergeber werden sowohl zur Steuerung
der verschiedenen Fluidsteuereinrichtungen oder -mechanismen
verwendet, um einen bestimmten Fluidzustand zu erreichen, als
auch zur Überwachung der betreffenden Zustandsparameter, um
sicher zu gehen, daß sie sich in sicheren Grenzen bewegen.
Es sind Dialysat-Zubereitungs- und Versorgungsmaschinen
bekannt, bei denen sowohl die Überwachungsfunktion als auch
die Steuer- oder Regelfunktionen durch einen digitalen
Prozessor erfolgen und es wird in Echtzeit verifiziert, daß
die Überwachungsfunktion ordnungsgemäß funktioniert. Bei einer
anderen bekannten Dialysat-Maschine wird ein digitaler
Prozessor zur Steuerung der Fluidparameter verwendet und
analoge Schaltungen zur Überwachung der Parameter, um die
Einhaltung der Sicherheitsgrenzen zu gewährleisten.
Die DE-PS 33 13 421 beschreibt eine Dialyseeinrichtung, die für
die Einstellung und Überwachung des Drucks am Dialysator eine
Druckauswerteeinheit enthält, die elektrisch mit einer Aus
werte- und Alarmeinheit verbunden ist und bei Auftreten eines
außerhalb eines Sicherheitsbereichs liegenden Drucks aufgrund
einer Fehlfunktion des Geräts diese Auswerte- und Alarmeinheit
ansteuert, worauf diese das Schließen der Ventile am Dialysator
und das Anhalten der Pumpen bewirkt. Hier ist also die Funktion
der Auswerte- und Alarmeinheit abhängig von der Funktion der
Druckauswerteeinheit und des Drucksensors.
In der DE-PS 34 01 761 werden verschiedene Systeme zur Überwa
chung von elektromedizinischen Geräten gegen Fehler, welche zu
einem gefährlichen Zustand für einen Patienten führen können,
beschrieben. Danach ist es bekannt, zur Überwachung einer Aus
gangsleistung eines solchen Geräts gegen ungewollte Veränderung
eine Regel- oder Steuerschaltung vorzusehen und dieser ein
Überwachungssystem zuzuordnen, das bei einer ungewollten Verän
derung der Ausgangsleistung Alarm gibt und zugleich die über
wachte Ausgangsleistung in einen ungefährlichen Bereich bringt
oder sie ganz abschaltet. Als eine weitere bekannte Möglichkeit
wird dort die Verwendung zweier Mikroprozessoren angegeben, die
durchgängig zweikanalig arbeiten sollen, um dadurch offenbar
eine doppelt redundante Steuerung bzw. Regelung und Überwachung
der fraglichen Ausgangsleistung des Geräts sicherzustellen. In
der genannten Druckschrift wird als Erfindung eine überwachte
Regeleinrichtung beansprucht, die eine mit einem Soll-Wert-Ge
ber und einem Ist-Wert-Geber versehene Regelschaltung, einen
mit einem Grenzwertvergleicher versehenen Überwachungsschalter
für die Ausgangsleistung des Geräts zur Unterbrechung der Lei
stungszufuhr bei Überschreiten eines kritischen Grenzwertes so
wie eine Testschaltung für einen initialen Test zur Überprüfung
der Funktionsfähigkeit der Überwachungsschaltung vor Betriebs
freigabe enthält. Die Testschaltung ist dabei durch einen Mi
kroprozessor gebildet, der seinerseits mit einem weiteren Soll
Wert-Geber für die zu überwachende Ausgangsleistung versehen
ist. Hiermit soll erreicht werden, daß ein in der Regel- oder
Steuerschaltung auftretender Fehler, der eine gefährliche Ab
weichung der Ausgangsleistung zur Folge haben könnte, während
der Betriebsphase durch die Überwachungsschaltung aufgedeckt
wird, während ein Fehler in der Überwachungsschaltung während
des Betriebs nicht erkannt werden kann, sondern erst bei der
nächsten, versuchten Inbetriebnahme durch die Testschaltung er
kannt wird und zu einer Sperrung führt.
In der Zeitschrift "Elektronik" vom 19.04.1984, Seiten 45 bis
50, wird in einem Aufsatz "Dezentrale Automatisierungssysteme
auf PDV-Bus-Basis" eine redundante Auslegung von mikroprozes
sorgesteuerten Anlagen für Steuer- und Regelung beschrieben,
bei der ein bis vier für die Prozeßsteuerung vorgesehene Pro
zeßstationen einer Redundanzstation zugeordnet sind, welche die
funktionelle Überwachung dieser Prozeßstationen übernimmt.
Schließlich ist es aus der DE-PS 26 59 377 für Dialyse- und Ul
trafiltrationssteuervorrichtungen bekannt, die jeweiligen in
einem Dialyse- und Ultrafiltrationssystem auftretenden Parame
ter, etwa den Blutdruck des zu behandelnden Blutes, die Dialy
sattemperatur und die elektrische Leitfähigkeit des Dialysats
durch jeweilige Meßfühler zu überwachen und bei Abweichung des
überwachten Parameters von einem vorgegebenen Sollbereich eine
Warnanzeige durch eine Warnleuchte abzugeben.
Die vorliegende Erfindung geht im Oberbegriff des Anspruchs 1
aus von einem Dialysat-Zubereitungs- und Versorgungsgerät mit
einem Dialysator, einer Blutleitung zum Transport von Blut zwi
schen einem Patienten und dem Dialysator, einer Dialysatleitung
zum Zuführen von Dialysat zu dem Dialysator und zum Ableiten
von Dialysat von dem Dialysator, sowie einer Anzahl von Fluid
stellvorrichtungen, die den Leitungen zum Steuern von Fluidzu
ständen in den betreffenden Leitungen zugeordnet sind, und ei
ner Anzahl von Flidzustandssensoren, die den Leitungen zum Er
fassen eines Zustandes des Fluids in den Leitungen zugeordnet
sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Dialysat-Zuberei
tungs- und Versorgungsgerät so auszubilden, daß die Steue
rung/Regelung der Fluidzustände in den betreffenden Leitungen
und die Überwachung der Regelmäßigkeit der Steuerung/Regelung
voneinander entkoppelt und redundant durchgeführt werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1
angegebene Einrichtung gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung angegeben.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß im Falle einer Fehlfunktion einer Steuerprozessor
einrichtung eine zuverlässige Überwachung des von dem Steuer
prozessor gesteuerten bzw. geregelten Parameters und ein si
cheres Erkennen der Fehlfunktionen gewährleistet sind. Ein weite
rer Vorteil besteht darin, daß die Sicherheitsgrenzen der über
wachten Parameter in Abhängigkeit von Änderungen bei den Be
triebsbedingungen, die durch eine Bedienungsperson einstellbar
sind, automatisch nachgestellt werden können.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeipiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu
tert, dabei werden noch weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Dialysat-Zuberei
tungs- und Versorgungseinrichtung gemäß einer Ausfüh
rungsform der Erfindung und
Fig. 2 ein Blockschaltbild von Kontroll- und Monitor-Prozes
soren zur Steuerung der Einrichtung gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist schematisch ein Dialysat-Zubereitungs- und Ver
sorgungsgerät (10) dargestellt, welches eine Dialysat
zubereitungsuntereinheit (12) eine Ultrafiltrations
steuer-(UFC-)Untereinheit (14) und eine Blutbehandlungs
untereinheit (16) enthält. Von der UFC-Untereinheit (14) wird
Dialysat einer Dialysateinlaßleitung (18) eines Dialysators (20) zu
geführt, welcher eine gefältelte Membrane enthält, die auf
ihrer einen Seite Dialysatkanäle und auf ihrer anderen Seite
Blutkanäle begrenzt. Das verbrauchte Dialysat wird von einer
Dialysatauslaßleitung (22) des Dialysators (20) wieder zurück zur
UFC-Untereinheit (14) geleitet. Das Blut wird einer Bluteinlaßleitung
(24) des Dialysators von der Blutbehandlungsuntereinheit (16)
zugeführt und von einer Blutauslaßleitung (26) des Dialysators (20)
wieder zurück zur Blutbehandlungsuntereinheit (16) geleitet. Der Patient wird
an eine Blutentnahmeleitung (28) und eine Blutrückführungs
leitung (30) der Blutbehandlungsuntereinheit (16) an
geschlossen.
Der Dialysatzubereitungsuntereinheit (12) wird Leitungs
wasser über einen Einlaß (28) zugeführt und verbrauchtes
Dialysat tritt aus der Untereinheit (12) an einem Auslaß (30)
aus. An den Einlaß (28) ist eine Hauptleitung (29) angeschlos
sen, die
eine Anzahl von Fluidstellvorrichtungen und Fluidzustandssensoren enthält, nämlich
in Strömungsrichtung ein Ein/Aus-Magnetventil (30),
einen Temperaturgeber (32), eine Heiz/Entgasungskammer (34),
eine Entgasungs-Zahnradpumpe (36), eine Abzweigung (38) (an
der Konzentrat zugeführt wird), eine Mischkammer (40), einen
Leitfähigkeitsgeber (42) und einen pH-Geber (42). Die
Heiz/Entgasungskammer (34) enthält einen 800-Watt-Tauchheizer
(46), einen Temperaturgeber (48), der auf die Temperatur des
die Heizkammer verlassenden Wassers anspricht, und einen
Niveau- oder Flüssigkeitsstandsgeber (50). An die Abzweigung
(38) ist eine Konzentratleitung (52) angeschlossen, die eine
Konzentratpumpe (54), (eine Membranpumpe mit konstantem Hubvo
lumen) und eine Anschlußarmatur (56) enthält, an die entweder
ein Anschluß (58) eines Dialysatkonzentratbehälters (60) oder
ein Anschluß (62), der über eine Leitung, die einen strömungs
empfindlichen Schalter (66) enthält, mit einem Bleich- oder
Desinfizierungsmittelbehälter (64) verbunden ist. Die
Heiz/Entgasungskammer (34) und die Mischkammer (40) sind über
Luftabtrennleitungen mit einer Vakuum-Abfall-Leitung (67)
verbunden, die zu einer Vakuum-Abfall-Zahnradpumpe (69)
führt.
Die UFC-Untereinheit (14) enthält in Fortsetzung längs der
Hauptleitung (29) Bilanzkammern (68, 70), welche paral
lelgeschaltet sind und auf der rechten Seite Frischdialysat
kammern (72, 74) und auf der linken Seite Kammern (76, 78) für
verbrauchtes Dialysat enthalten. Die Symmetrier- oder Bilanz
kammern (68, 70) sind durch Membranen (82) getrennt, an denen
Magnete angebracht sind, deren Position durch Halleffekt-Sen
soren oder -geber abgefühlt werden. Auf die Frischdialysatkam
mern (72, 74) der Bilanzkammern (68, 70) folgen in Strömungsrichtung
eine Abzweigung (84) zu einer Ultrafiltrationspumpe (86),
einer Membranpumpe mit konstantem Hubvolumen, ein End
temperaturgeber (88), ein Endleitfähigkeitsgeber (90), ein
zweier Stellungen fähiges Umgehungsventil (92) und Dialysat
einlaßdruckgeber (94) direkt stromaufwärts vom Dialysateinlaß
(18). Die UFC-Untereinheit (14) enthält stromabwärts vom
Dialysator (20) einen Auslaßdruckgeber (96), einen Luftab
scheider (98), in dem sich ein Niveaugeber (100) befindet,
eine Zahnradpumpe (102) und einen Blutleckdetektor (104) in
Strömungsrichtung direkt vor den verbrauchtes Dialysat
enthaltenden Kammern (76, 78) der Bilanzkammern (68, 70). Die
Auslässe der das verbrauchte Dialysat enthaltenden Kammern
(76, 78) sind mit der Vakuum-Abfall-Leitung (67) verbunden,
die zur Vakuum-Abfallpumpe (69) führt, wie die Abfall-Leitung
von der Ultrafiltrationspumpe (86) und eine Luftabtrenn-Lei
tung (108) vom Luftabscheider (98). Mit den Einlässen und
Auslässen der Bilanzkammern (68, 70) sind Magnetventile
verbunden, um alternierend eine Frischdialysatkammer zu
füllen, während die Kammer für das verbrauchte Dialysat der
selben Bilanzkammer entleert wird, und um die das verbrauchte
Dialysat enthaltende Kammer der anderen Bilanzkammer mit ver
brauchtem Dialysat zu füllen, während die zugehörige Frisch
dialysatkammer entleert wird und umgekehrt, wie es üblich ist.
Auf diese Weise wird der Dialysatfluß zum und vom Dialysator
(20) symmetriert, und es wird eine genaue Menge an Ultra
filtrat (Flüssigkeit, die durch die Membrane im Dialysator vom
Blut in das Dialysat übertritt) entfernt, indem die gewünschte
Menge mittels der Pumpe (86) abgezogen wird. Das zweier
Stellungen fähige Umgehungsventil (92) ist mit dem rechts von der
gestrichelten Linie dargestellten Strömungsweg, der die Haupt
leitung (29) mit dem Dialysator (20) verbindet, und dem links von
der gestrichelten Linie dargestellten Strömungsweg, der den
Dialysator (20) überbrückt bzw. umgeht, verbunden.
Die Blutbehandlungsuntereinheit (16) enthält einen Druckgeber
(110) für den arteriellen Druck, eine Peristaltik- oder
Schlauchblutpumpe (112) und eine Heparinpumpe (114) längs der
Blutentnahmeleitung (28) vom Patienten zur Bluteinlaßleitung (24). Sie ent
hält ferner einen Druckgeber (116) für den venösen Druck,
einen Luftblasendetektor (118) und ein Magnetklemmventil (120)
in der Blutrückleitung (30) von der Blutauslaßleitung (26) zum Patienten.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Steuer- und Überwachungs
systems der Einrichtung (10). Jede der hydraulischen Untereinheiten
(12, 14, 16) ist mit einer entsprechenden digitalen Regel-
oder Steuerprozessoreinrichtung (122, 124) bzw. (126) sowie einer ent
sprechenden digitalen Monitorprozessoreinrichtung (128, 130) bzw. (132)
versehen. Die Steuerprozessoreneinrichtungen (122, 124, 126) sind mit einer
Hauptsteuereinrichtung (134) verbunden, die ihrerseits an ein
Dateneingabe-Tastenfeld (136) für eine Bedienungsperson
verbunden ist. Die digitalen Monitorprozessoreinrichtungen (128, 130, 132) sind in
entsprechender Weise mit einer Hauptmonitorprozessoreinrichtung (140)
verbunden, der zur Ausgabe von Information an die Bedienungs
person über ein Kathodenstrahlröhrensichtgerät (138) dient.
Die Blutbehandlungseinheit hat außerdem ein eigenes Daten
eingabetastenfeld (142) und ein Leuchtdiodendisplay (144),
die wie aus Fig. 2 ersichtlich, geschaltet sind. Wie Fig. 2
ferner zeigt, sind die Steuer- und die Monitorprozessoreinrichtungen mit
den angegebenen Fluidzustandgebern oder -sensoren verbunden,
so daß sie die entsprechenden Fluidzustandssignale erhalten,
während die Steuerprozessoreinrichtungen entsprechende Steuersignale an
die angegebenen Fluidstellvorrichtungen liefern. In einigen Fällen
sind die Fluidzustandssensoren sowohl mit der Steuerprozessoreinrichtung
als auch mit der Monitorprozessoreinrichtung einer Untereinheit ver
bunden. Die Monitorprozessoreinrichtungen können in manchen Fällen die
Leistung von den Fluidstellvorrichtungen abschalten. Die
digitalen Steuer- und Monitorprozessoreinrichtungen sind so programmiert,
daß sie die im folgenden erläuterten Steuer- und Überwachungs
funktionen auszuüben vermögen.
Im Betrieb wird Dialysat kontinuierlich in der Dialysatzube
reitungsuntereinheit (12) zubereitet und den Dialysatkanälen
im Dialysator (20) mit gesteuertem Durchsatz durch die UFC-Unter
einheit (14) zugeführt und von diesen Kanälen abgezogen, und
Blut wird den Blutkanälen des Dialysators (20) kontinuierlich zu
geführt und von ihnen abgeleitet. Zuerst soll die Steuerung
der Fluidparameter durch die verschiedenen Untereinheiten er
läutert werden und anschließend die Sicherheitsüberwachung.
Soweit nicht anders angegeben, werden die Fluidstellvor
richtungen (d.h. die Pumpen, Ventile usw.) durch Regel
schleifen gesteuert, die durch die digitalen Steuerprozessoreinrichtungen
der betreffenden hydraulischen Untereinheiten gebildet werden.
In der Dialysatzubereitungsuntereinheit (12) wird das über
den Einlaß (28) zugeführte Wasser in der Heiz-/Entgasungskammer (34) erwärmt
und entgast und an der Verzweigung (38) mit Dialysatkonzentrat
versetzt. Das gemischte Dialysat strömt dann zur UFC-Unter
einheit (14). Der Heizer (46) wird in Abhängigkeit von der
Einlaß- und der Auslaßtemperatur, die durch die Temperatur
geber (32) und (48) abgefühlt werden, ein- und ausgeschaltet.
Das Ventil (30) wird in einem Sechs-Sekunden-Ein/Aus-Schalt
zyklus in Abhängigkeit von dem durch den Niveaugeber (50)
abgefühlten Flüssigkeitsstand ein- und ausgeschaltet. Die
Konzentratpumpe (54) wird in Abhängigkeit von der elektrischen
Leitfähigkeit gesteuert, die durch den Leitfähigkeitsgeber
(42) abgefühlt wird. Die Entlüftungspumpe (36) und die
Vakuum-Abfall-Pumpe (69) werden ebenfalls durch die
Steuerprozessoreinrichtung (122) so gesteuert, daß sich die gewünschten
Strömungsraten oder Durchsätze ergeben, die von der
Bedienungsperson in die Hauptsteuereinrichtung (134)
eingegeben werden können.
In der UFC-Untereinheit (14) fließt Dialysat alternierend in
die Frischdialysatkammern (72, 74) hinein und aus diesen
heraus, wobei die eine gefüllt wird, während die andere
entleert wird, es fließt dann durch die Dialysatkanäle des
Dialysators (20), dann alternierend in die Dialysatkammern
(76, 78) für das verbrauchte Dialysat und aus diesen heraus,
wobei wiederum die eine gefüllt wird, während die andere
entleert wird, und fließt dann in die Vakuum-Abfall-Leitung
(67). Die nicht dargestellten Bilanzkammerventile an den
Einlässen und Auslässen der Bilanzkammern (68, 70) werden in
Abhängigkeit von Signalen von den Membranpositionssensoren
(80), die das Ende des Hubes der Membran anzeigen, in den
geöffneten oder geschlossenen Zustand geschaltet. Wenn eine
Frischdialysatkammer gefüllt worden ist, die andere Frisch
dialysatkammer zu diesem Zeitpunkt jedoch noch nicht völlig
entleert wurde, leitet ein Ableitventil (105) das zugeführte
Dialysat ab, bis die als letztes erwähnte Kammer entleert ist,
so daß die Strömung von der Dialysatzubereitungsuntereinheit
(12) nicht unterbrochen wird. Die Ultrafiltrationspumpe (86)
wird durch die Steuerprozessoreinrichtung (124) so gesteuert, daß die
Flüssigkeit mit einem Durchsatz abgefördert wird, der gleich
dem Ultrafiltrationssollwert ist, der durch die Bedienungs
person in der Hauptsteuerprozessoreinrichtung (134) eingegeben wurde. Die
Pumpe (102) wird in entsprechender Weise auf der Basis des in die
Hauptsteuerprozessoreinrichtung (134) eingegebenen Soll-Durchsatzes
gesteuert bzw. geregelt.
In der Blutbehandlungsuntereinheit (16) wird Blut durch die
Blutpumpe (112) mit einem vorgegebenen Durchsatz vom Patienten
abgepumpt, und Heparin wird durch die Heparinpumpe (114) mit
einem vorgegebenen Durchsatz zugeführt, beides unter Steuerung
der Blutbehandlungs-Steuerprozessoreinrichtung (126) auf der Basis der
Soll-Durchsätze, die von der Bedienungsperson in das Tasten
feld (136) bzw. das Tastenfeld (142) eingegeben worden sind.
Die Monitorprozessoreinrichtungen (128, 130) und (132) überwachen
gleichzeitig die Parameter oder Bedingungen, die durch die
jeweiligen Geber oder Sensoren abgefühlt werden, um zu verifi
zieren, daß die Sicherheitsgrenzen eingehalten werden. Wenn
nicht, wird ein hörbarer und/oder sichtbarer Alarm
gegeben (auch dann, wenn es unten nicht besonders erwähnt
wird) und typischerweise werden verschiedene Vorsichtsmaß
nahmen (auf die unten eingegangen wird) getroffen, um eine
Beeinträchtigung des Patienten zu vermeiden.
In der Dialysatzubereitungsuntereinheit (12) dient der
Strömungsschalter (66) zur Verifizierung, daß sich das Gerät
(10) im Reinigungs- oder Desinfektions-Betriebszustand
befindet, wenn der Strömungsschalter (66) eine Strömung wahr
nimmt, also daß sichergestellt ist, daß kein Bleichmittel oder
Desinfektionsmittel in das System gepumpt wird, wenn es in der
Dialyse-Betriebsart an einen Patienten angeschlossen ist. Wenn
der Schalter (66) in der Dialyse-Betriebsart eine Strömung
feststellt oder wenn die pH-Gebersonde (44) feststellt, daß
der pH-Wert nicht innerhalb sicherer Grenzen entsprechend dem
pH-Wert der gewünschten Dialysatzusammensetzung liegt, meldet die
Dialysatzubereitungsmonitoreinrichtung (28) diese Zustände über die
Hauptmonitorprozessoreinrichtung (140) an die Ultrafiltrationsmonitorprozessoreinrichtung (130),
der dann Leistung zur Ultrafiltrationspumpe (86) und Pumpe (102) zieht und
das Umgehungsventil (92) betätigt, so daß die Strömung am
Dialysator (20) vorbeigeleitet wird.
In der UFC-Untereinheit (14) ist dem Endtemperaturgeber (88)
eine Maximaltemperatur zugeordnet und dem Endleitfähig
keitsgeber (90) ein oberer und ein unterer Leitfähigkeits
grenzwert zugeordnet. Bei Verletzung einer dieser Bedingungen
wird das Umgehungsventil (92) betätigt. Wenn der Blut
leckdetektor (104) das Vorhandensein von Blut wahrnimmt, wird
dieser Zustand über die Ultrafiltrationsmonitorprozessoreinrichtung
(130) der Hauptmonitorprozessoreinrichtung (140) gemeldet, die den
Blutbehandlungsmonitorprozessor (132) veranlaßt, die Blutpumpe
(112) abzustellen und diesen Zustand über die Haupt
steuerprozessoreinrichtung (134) an die Ultrafiltrations-Steuerprozessoreinrichtung (124) zu
melden, der den Druck (genauer die Druckdifferenz) an der
Membrane auf null reduziert. Wenn die Signale von der Ultrafiltrationsmonitor
prozessoreinrichtung (130) und der Blutbehandlungsmonitorprozessoreinrichtung (132)
anzeigen, daß der Druck an der Membrane zu hoch ist, wird eine
entsprechende Reaktion ausgelöst. Ein zu hoher Druck an der
Membrane zeigt an, daß die Bedienungsperson versucht, zu viel
Ultrafiltrat abzuziehen (in diesem Fall kann dann die Ultra
filtrationsrate verringert werden) oder daß die Membran
verstopft ist (in diesem Falle muß dann die Verwendung des
verstopften Dialysators unterbrochen werden). Eine mögliche
Reaktion auf ein festgestelltes Blutleck besteht darin, den
Ansprechwert des Blutleckdetektors zu erhöhen. Der Niveaugeber
(100) wird die Pumpe (102) abschalten, wenn der
Flüssigkeitsstand in ihm so niedrig wird, daß die Pumpe (102)
Luft anzusaugen beginnen kann.
Die Blutdruckgeber (110, 116) messen den Druck in der Blut
zuführungsleitung bzw. der Blutrückleitung. Wenn der Druck in
einer dieser Leitungen zu hoch ist, was eine Verstopfung
anzeigt oder zu niedrig, was eine gelöste Leitung anzeigt,
wird die Blutpumpe (112) durch Abschalten der Leistung
abgestellt, und es wird ein akustischer Alarm gegeben. Wenn
der Luftblasendetektor (118) das Vorhandensein einer Luftblase
feststellt, werden die Blutbehandlungsmonitorprozessoreinrichtung (132)
und/oder die Blutbehandlungssteuerprozessoreinrichtung (126) die Blut
strömung zum Patienten unter Verwendung des Klemmventils (120)
sperren und die Blutpumpe (112) abstellen, indem die Leistung
von diesen Fluidstellvorrichtungen abgeschaltet wird. Wenn der
Luftblasendetektor (118) versagt, liefert er an die
Prozessoreinrichtungen das gleiche Signal wie bei Feststellung einer
Luftblase, so daß verhindert wird, daß ein einzelner Fehler
das Sicherheitssystem unwirksam macht.
Das beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel läßt sich
selbstverständlich in der verschiedensten Weise abwandeln ohne
den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Claims (14)
1. Dialysat-Zubereitungs- und Versorgungsgerät mit
- - einem Dialysator (20),
- - einer Blutleitung (24, 26) zum Transport von Blut zwischen einem Patienten und dem Dialysator,
- - einer Dialysatleitung (18, 22) zum Zuführen von Dialy sat zu dem Dialysator und zum Ableiten von Dialysat von dem Dialysator,
- - einer Anzahl von Fluidstellvorrichtungen (30; 36; 46 ...), die den Leitungen zum Steuern von Fluidzuständen in den betreffenden Leitungen zugeordnet sind,
- - einer Anzahl von Fluidzustandssensoren (32; 80 ...),
die den Leitungen zum Erfassen eines Zustandes des
Fluids in den Leitungen zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, - - das Dialysat-Zubereitungs- und Versorgungsgerät in mehrere hydraulische Untersysteme unterteilt ist, wo bei jedes Untersystem mindestens eine Fluidstellvor richtung und mindestens einen Fluidzustandssensor ent hält,
- - jeweils eine digitale Steuerprozessoreinrichtung (122, 124, 126) für jedes der Untersysteme, die von minde stens einem der Fluidzustandssensoren in dem jewei ligen Untersystem Signale aufnimmt und mindestens eine der Fluidstellvorrichtungen in dem Untersystem steu ert, um einen gewünschten Fluidzustand zu erhalten, und jeweils eine digitale Monitorprozessoreinrichtung (128, 130, 132) für jedes der Untersysteme, die von mindestens einem der Fluidzustandssensoren in dem je weiligen Untersystem Signale aufnimmt und verifiziert, daß der Fluidzustand einer vorgegebenen Sicherheitsbe dingung genügt, vorgesehen sind, und
- - daß die digitalen Steuerprozessoreinrichtungen (122, 124, 126) der Untersysteme über eine digitale Haupt steuereinrichtung (134) miteinander kommunizieren, daß die digitalen Monitorprozessoreinrichtungen (128, 130, 132) über eine digitale Hauptmonitorprozessoreinrich tung (140) miteinander kommunizieren, und daß die Hauptsteuereinrichtung (134) und die Hauptmonitorpro zessoreinrichtung (140) miteinander in Verbindung ste hen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
- - eine mit der Dialysatorleitung (18, 22) verbundene Umgehungsleitung, durch welche eine Umgehung des Dialy sators (20) geschaffen wird, und
- - ein in der Patientenschutzeinrichtung enthaltenes Umgehungsventil (92), welches zur Umgehung des Dialy sators (20) das Dialysat in die Umgehungsleitung zu leiten gestattet,
- - wobei das Umgehungsventil (92) durch ein Umgehungssignal von der Monitorprozessoreinrichtung (130) gesteuert ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen ersten Leitfähigkeitssensor (90) enthält, der die Leitfähigkeit des Dialysats in der Dialysatlei tung (29) stromaufwärts von dem Dialysator (20) er faßt und ein Leitfähigkeitssignal an die Monitor prozessoreinrichtung (130) liefert, und
- - die digitale Monitorprozessoreinrichtung (130) das Umgehungssignal liefert, wenn die Leitfähigkeit nicht eine vorgegebene Sicherheitsbedingung erfüllt, und
- - mindestens einer der Fluidzustandssteuersensoren einen zweiten Leitfähigkeitssensor (42) enthält, der die Leitfähigkeit des Dialysats in der Dialysatleit tung erfaßt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen ersten Temperatursensor (88) enthält, der die Temperatur des Dialysats in der Dialysatleitung (29) stromaufwärts des Dialysators erfaßt und ein Temperatursignal an die Monitorprozessoreinrichtung (130) liefert, das die Monitorprozessoreinrichtung das Umgehungssignal erzeugt, wenn die Temperatur nicht eine vorgegebene Sicherheitsbedingung erfüllt, und
- - mindestens einer der Fluidzustandssteuersensoren einen zweiten Temperatursensor (32) enthält, der die Temperatur des Dialysats in der Dialysatleitung (29) erfaßt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Patientenschutzeinrichtung ein der Blutleistung zugeordnetes Klemmventil (120) enthält, welches das Fließen von Blut durch die Blutleitung zu sperren ge stattet und durch ein Sperrsignal von der Monitor prozessoreinrichtung (132) steuerbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen Luftblasendetektor (118) enthält, der in der Blutleitung stromabwärts vom Dialysator (20) angeord net ist und ein Luftblasensignal an die digitale Monitorprozessoreinrichtung (132) liefert, und
- - die Monitorprozessoreinrichtung das Sperrsignal er zeugt, wenn Luftblasen festgestellt werden.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
- mindestens eine der Fluidstellvorrichtungen eine in
der Blutleitung angeordnete Blutpumpe (112) enthält,
die durch einem gewünschten Blutdurchsatz entspre
chende Steuersignale von der digitalen Steuerprozes
soreinrichtung (126) steuerbar ist und durch ein
Blutpumpenabschaltsignal von der digitalen Monitor
prozessoreinrichtung (132) abschaltbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen Luftblasendetektor (118) enthält, der in der Blutleitung stromabwärts vom Dialysator (20) ange ordnet ist und ein Luftblasensignal an die Monitor prozessoreinrichtung (132) liefert, und
- - die Monitorprozessoreinrichtung das Blutpumpenab schaltsignal erzeugt, wenn Luftblasen festgestellt werden.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen Blutleckdetektor (104) enthält, der in der Dialysatleitung (29) stromabwärts von dem Dialysator (20) angeordnet ist und ein Blutlecksignal an die digitale Monitorprozessoreinrichtung (132) liefert, und
- - die Monitorprozessoreinrichtung ein Blutpumpenab schaltsignal erzeugt, wenn ein Blutleck festgestellt wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen Blutdrucksensor (110; 116) in der Blutleitung enthält, der ein Blutdrucksignal an die digitale Monitorprozessoreinrichtung (132) liefert, und
- - die Monitorprozessoreinrichtung, welche das Blut pumpenschaltsignal erzeugt, wenn der Blutdruck eine vorgegebene Sicherheitsbedingung nicht erfüllt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens einer der Fluidzustandsmonitorsensoren einen Dialysatdrucksensor (94; 96) in der Dialysat leitung (29) enthält, der ein Dialysatdrucksignal an die digitale Monitorprozessoreinrichtung (130) liefert, und
- - die Monitorprozessoreinrichtung, welche das Blut pumpenabschaltsignal erzeugt, wenn der Membrandif ferenzdruck eine vorgegebene Sicherheitsbedingung nicht erfüllt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - mindestens eine der Fluidsteuervorrichtungen eine Ultrafiltrationspumpe (86) in der Dialysatleitung enthält, welcher einem gewünschten Ultrafiltrations durchsatz entsprechende Steuersignale von der digita len Steuerprozessoreinrichtung (124) und ein Ab schaltsignal von der digitalen Monitorprozessor einrichtung (130) zuführbar sind,
- - wobei die digitale Monitorprozessoreinrichtung (130) das Abschaltsignal für die Ultrafiltrationspumpe er zeugt, wenn der Membrandifferenzdruck eine vorgegebe ne Sicherheitsbedingung nicht erfüllt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung mehrere hydraulische Untersysteme (12,
14, 16) enthält, wobei jedes der hydraulischen Unter
systeme folgendes aufweist:
- - mindestens eine Fluidstellvorrichtung (54; 86; 112),
- - mindestens eine Fluidzustandssensor (32; 88; 118),
- - eine digitale Steuerprozessoreinrichtung (122; 124; 126), die Signale von mindestens einem der Fluidzu standssensoren in jedem der Untersysteme erhält und die Fluidstellvorrichtung in jedem der Untersysteme zum Erreichen eines gewünschten Fluidzustandes steuert,
- - eine digitale Monitorprozessoreinrichtung (128; 130; 132), die Signale von dem Fluidzustandssensor in jedem der Untersysteme erhält und verifiziert, daß der Fluidzustand eine vorgegebene Sicherheitsbedin gung erfüllt, und
- - eine digitale Hauptsteuerprozessoreinrichtung (134), die mit den digitalen Steuerprozessoreinrichtungen der Untersysteme kommuniziert, sowie
- - eine digitale Hauptmonitorprozessoreinrichtung (140), die mit den digitalen Monitorprozessoreinrichtungen der Untersysteme kommuniziert.
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