DE69200773T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Nivellieren einer Flüssigkeit in einer Kammer eines extrakorporalen Blutkreislaufs. - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Nivellieren einer Flüssigkeit in einer Kammer eines extrakorporalen Blutkreislaufs.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der extrakorporellen Blutzirkulation hinsichtlich der Blutbehandlung durch eine geeignete Vorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit einem extrakorporellen Blutkreislauf, der zumindest eine Kammer umfaßt, die in ihrem unteren Teil eine Flüssigkeit und in ihrem oberen Teil Luft enthält, wobei diese Kammer mit einer Pumpe verbunden ist, die in ihr die Luftmenge variieren kann.
  • Zum Stand der Technik gehören derartige Vorrichtungen, die insbesondere zum Ausführen der Blutbehandlung durch Dialyse verwendet werden. Das US-Patent 4 490 135 beschreibt einen extrakorporellen Blutkreislauf, der einen Arterienabschnitt umfaßt, der dazu bestimmt ist, das Blut eines Patienten zu einem Blutdialysator zu führen, und einen Venenabschnitt, der dazu bestimmt ist, die Rückführung des behandelten Bluts zu dem Patienten sicherzustellen. Jeder der Arterien- und Venenabschnitte umfaßt eine Kammer, deren oberer Teil mit einer Pumpe verbunden ist, die durch ein Zuführen oder Abziehen von Luft eine Einstellung des Flüssigkeitsniveaus in der Kammer erlaubt. Das Inbetriebsetzen der Pumpe wird jedoch manuell als Funktion des Flüssigkeitsniveaus gesteuert, das durch die Bedienperson visuell festgestellt wird. Diese visuelle Überwachung stellt jedoch eine wesentliche Einschränkung für den Anwender dar, der sie nicht permanent einsetzen kann. In einem Behandlungszentrum, wie beispielsweise einem Dialysezentrum, ist eine einzige Pflegeperson mit der Überwachung mehrerer Stellen betraut, sie muß gleichzeitig die einwandfreie Funktion mehrerer Maschinen ebenso überwachen wie den Gesundheitszustand der Patienten. Die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsniveaus in den Kammern ist für eine wirksame und sichere Behandlung jedoch wesentlich. Einerseits muß ein Überfließen von Blut verhindert werden, und andererseits muß ein minimales Flüssigkeitsniveau aufrechterhalten werden; ein zu tiefer Abfall des Flüssigkeitsniveaus in der Kammer, die auf dem Arterienabschnitt angeordnet ist, könnte zu einem Eindringen von Luft in den Blutdialysator führen, wodurch dessen Wirksamkeit stark vermindert wäre, während der Flüssigkeitsniveautiefstand in der Venenkammer zu einem Eindringen von Luft in das Blutadernsystem des Patienten führen könnte, was schwerwiegende Konsequenzen haben kann. Es ist deshalb wichtig, permanent eine Überwachung und Korrektur des Flüssigkeitsniveaus in den Kammern ohne Beanspruchung des Verwenders und mit sehr großer Sicherheit zu gewährleisten.
  • Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Dokument EP-A-0 104 895 bekannt.
  • Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Vorrichtung zum Gegenstand mit einem extrakorporellen Blutkreislauf, der einen Arterienabschnitt umfaßt, der dazu bestimmt ist, Blut eines Patienten zu einer Behandlungsvorrichtung zu leiten, und einen Venenabschnitt, der dazu bestimmt ist, die Rückführung des behandelten Bluts zum Patienten sicherzustellen, wobei der Kreislauf zumindest eine Umwälzpumpe sowie zumindest eine Kammer umfaßt, die in ihrem unteren Teil Flüssigkeit und in ihrem oberen Teil Luft enthält, der mit einer Einrichtung verbunden ist, mit der die Luftmenge im Innern der Kammer variiert werden kann, wobei die Kammer mit zumindest einem Niveaudetektor versehen ist, der ein dem Flüssigkeitsniveau im Innern der Kammer entsprechendes Signal erzeugen kann, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Einrichtung zum Steuern der Einrichtung umfaßt, um die Luftmenge im Innern der Kammer in Erwiderung auf das Signal zu variieren, das von dem Niveaudetektor herrührt, um im Innern der Kammer das gewünschte Flüssigkeitsniveau zu erhalten.
  • Vorteilhafterweise besteht die Einrichtung, welche die Luftmenge im Innern der Rammer variieren kann, aus einer Luftpumpe.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Einrichtung zum Steuern der Einrichtung, die die Luftmenge im Innern der Kammer in Erwiderung auf ein Signal variieren kann, das von dem Niveaudetektor herrührt, umfaßt:
  • - eine Einrichtung zum Festsetzen eines Sollwerts für das vom Niveaudetektor herrührende Signal, entsprechend einem gewünschten Flüssigkeitsniveau in der Kammer,
  • - eine Einrichtung zum Bestimmen eines den festgesetzten Sollwert umgebenden Sollbereichs,
  • - eine Einrichtung zum Bestimmen eines den festgesetzten Sollwert umgebenden Sollbereichs,
  • - eine Einrichtung zum Prüfen, ob das vom Niveaudetektor herrührende Signal sich im Innern des bestimmten Sollbereichs befindet,
  • - eine Einrichtung zum Steuern der Einrichtung, welche die Luftmenge im Innern der Kammer derart variieren kann, daß die bestimmte Wirkung ausgeführt werden kann, wenn das vom Niveaudetektor herrührende Signal sich außerhalb des Sollbereichs befindet.
  • Dank der vorgeschlagenen Vorrichtung kann das gewünschte Flüssigkeitsniveau im Innern der Kammer ebenso gewählt werden wie die zulässige Abweichung zwischen dem gewünschten Niveau und dem durch die Flüssigkeit tatsächlich erreichten Niveau. Die Verwendung eines Sollbereichs verhindert in dem Fall, in dem das reale Niveau sehr nahe am gewünschten Niveau liegt, die Einleitung einer Schwingung um das Flüssigkeitsniveau zwischen einem Niveau, das geringfügig höher ist als das gewünschte Niveau und einem Niveau, das geringfügig niedriger ist als das gewünschte Niveau, indem die Pumpe aufeinanderfolgend in einer Richtung und dann in der anderen Richtung in Betrieb gesetzt wird.
  • Vorteilhafterweise ist der extrakorporelle Blutkreislauf mit einer Kammer versehen ist, die auf dem Arterienabschnitt angeordnet ist, und mit einer Kammer, die auf dem Venenabschnitt angeordnet ist, wobei jede Kammer mit zumindest einer Vorrichtung versehen ist, die das Vorhandensein eines hohen Flüssigkeitsniveaus ebenso anzeigt wie das Vorhandensein eines niedrigen Flüssigkeitsniveaus.
  • Im Fall einer Verwendung des Kreislaufs in der Doppelnadelbetriebsart (d.h., wenn das Blut vom Patienten durch einen anderen Zugang abgezogen wird, wie Blut zum Patienten zurückgeführt wird) kann das Flüssigkeitssollniveau im Innern der Kammer als Zwischenniveau zwischen dem hohen und dem niedrigen Niveau betrachtet werden. Die Ermittlung eines niedrigen Niveaus und eines hohen Niveaus in jeder Kammer erlaubt im Fall einer Verwendung mit einer einzigen Nadel (d.h. in dem Fall, in dem das Blut durch einen einzigen Zugang vom Patienten abgezogen und zurückgeleitet wird) die Volumenänderung zu steuern, die in der Kammer zwischen der Phase vorhanden ist, in der das Blut vom Patienten angesaugt wird (arterielle Phase) und der Phase, in der das Blut zum Patienten zurückgeführt wird (venöse Phase).
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung, um sicherzustellen, daß das Flüssigkeitsniveau aufeinanderfolgend das hohe Niveau und das niedrige Niveau gleichzeitig im Innern jeder Kammer erreicht.
  • In dem Fall, in dem eine einzige Nadel verwendet wird, wird das Volumen der Flüssigkeit, das zur Behandlung zur Verfügung steht, d.h. die Differenz zwischen dem Flüssigkeitsvolumen, das in dem Kreislauf am Ende der arteriellen Phase vorhanden ist, und dem Flüssigkeitsvolumen, das im Kreislauf am Ende der venösen Phase vorhanden ist, perfekt gesteuert, wodurch die Wirksamkeit der Behandlung optimiert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung hat außerdem ein Verfahren zur Niveaueinstellung einer Flüssigkeit in zumindest einer Kammer eines extrakorporellen Blutkreislaufs zum Gegenstand, bei dem die Luftmenge in der Kammer mittels einer Pumpe geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die folgenden Vorgänge zu bewirken a) Bestimmen, daß die Flüssigkeit ein Niveau erreicht hat, mittels eines Signals, das von einem Niveaudetektor herrührt, b) Vergleichen des vom Niveaudetektor herrührenden Signals mit einem Sollsignal, c) Bestimmen der Wirkungsrichtung der Pumpe als Funktion des Vergleichsresultats, d.h. der auszuführenden Wirkung, demnach die Luft zugeführt oder abgeführt werden soll, d) Steuern der Pumpe in der bestimmten Richtung, bis die Flüssigkeit in der Kammer das gewünschte Niveau erreicht.
  • Dank dieses Verfahrens verläuft die Niveaueinstellung der Flüssigkeit im Innern einer Entgasungskammer automatisch, dauerhaft, mit voller Sicherheit, ohne speziellen Eingriff des Benutzers.
  • Die vorliegende Erfindung hat außerdem die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Auffüllen eines extrakorporellen Blutkreislaufs zum Gegenstand.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch das Studium der folgenden Beschreibung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, die beispielhaft unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem extrakorporellen Blutkreislauf mit einer einzigen Nadel.
  • Fig. 3 zeigt den Gegenstand der Erfindung in einer Verwendung im Rahmen des automatischen Auffüllens eines extrakorporellen Blutkreislaufs.
  • Der in Fig. I dargestellte extrakorporelle Blutkreislauf umfaßt in herkömmlicher Weise einen Arterienabschnitt 1 und einen Venenabschnitt 2. Der Arterienabschnitt 1 leitet das von einem Patienten 3 kommende Blut zu einer Behandlungsvorrichtung 4, die beispielsweise durch einen Blutdialysator, einen Sauerstoffspender, eine Plasmaphoresevorrichtung oder eine andere Art einer an sich bekannten Behandlungsvorrichtung gebildet ist. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird ein Blutdialysator gewählt, der dazu ausgelegt ist, das Blut durch Dialyse und/oder Ultrafiltration zu reinigen. Eine Pumpe 5 stellt den Blutkreislauf in der Kreislaufanordnung sicher.
  • In herkömmlicher Weise umfaßt der Venenabschnitt 2 eine Entgasungskammer 6, die in ihrem unteren Teil Flüssigkeit und in ihrem oberen Teil Luft enthält. Diese Kammer ist mit einer Pumpe 7 verbunden, deren Inbetriebnahme es erlaubt, die Luftmenge im Innern der Kammer zu ändern. Dank der Wirkung der Pumpe 7, die es erlaubt, der Kammer Luft zuzuführen oder aus ihr abzuziehen, ist es deshalb möglich, das Flüssigkeitsniveau im Innern der Kammer zu variieren.
  • Gemäß der Erfindung ist die Entgasungskammer 6 mit einem Niveaudetektor 8 ausgerüstet, der dazu in der Lage ist, ein Signal entsprechend dem Flüssigkeitsniveau im Innern der Kammer zu erzeugen. Es handelt sich beispielsweise um einen Detektor aus optischen Fasern, der proportional zum Flüssigkeitsniveau ein Signal erzeugt. Das es durch den Detektor 8 erzeugte Signal wird zu einer Steuereinheit 9 übertragen, die Mittel zum Vergleichen des erzeugten Signals mit einem Sollsignal entsprechend einem Sollniveau der Flüssigkeit umfaßt; die Einheit 9 umfaßt außerdem eine Einrichtung zum Steuern der Pumpe 7, wenn das erzeugte Signal nicht dem Sollsignal entspricht.
  • In dem Fall, in dem das durch den Detektor 8 erzeugte Signal einem Status entspricht wobei das Flüssigkeitsniveau in der Kammer 6 niedriger als das Sollniveau ist, wird die Pumpe 7 deshalb dazu gesteuert, Luft aus der Kammer 6 abzuziehen, bis die Flüssigkeit das Sollniveau erreicht.
  • In dem Fall, in dem das durch den Detektor 8 erzeugte Signal einem Status entspricht wobei das Flüssigkeitsniveau in der Kammer höher als das Sollniveau ist, wird die Pumpe 7 hingegen dazu gesteuert, der Kammer Luft zuzuführen, bis das Flüssigkeitsniveau auf das Sollniveau abfällt.
  • Um zu verhindern, daß das Flüssigkeitsniveau in der Kammer durch den Betrieb der Pumpe 7 aufeinanderfolgend in einer Richtung, daraufhin in der anderen Richtung schwingt, ist es möglich, das durch den Detektor 8 erzeugte Signal nicht mit einem präzisen Sollwert zu vergleichen, sondern mit einer Mehrzahl von Werten, die einen Sollbereich bilden, wobei die Begrenzungen dieses Bereichs die zulässigen Grenzen bilden, außerhalb welcher die Pumpe 7 in Betrieb gesetzt wird.
  • Die Pumpe 7 wird dadurch nur in dem Fall angesteuert, in dem das Flüssigkeitsniveau sehr deutlich abweicht.
  • Bei einer Ausführungsform erlaubt der verwendete Niveaudetektor in einfacher Weise die Erfassung des Vorhandenseins oder nicht Vorhandenseins der Flüssigkeit auf ihrem Niveau durch beispielsweise eine optische Erfassung; es ist dann Vorteilhaft, die Entgasungskammer 6 mit einem zweiten Niveaudetektor zu versehen. In diesem Fall steuert die Einheit 9 die Pumpe 7 derart, daß das Flüssigkeitsniveau in der Kammer zwischen einer unteren Grenze, die durch einen ersten Detektor markiert ist, der Niedrigniveaudetektor genannt wird, und einer oberen Grenze, die durch einen zweiten Detektor markiert ist, der Hochniveaudetektor genannt wird. Wenn das Flüssigkeitsniveau in der Kammer den Niedrigniveaudetektor erreicht, wird das durch den Detektor erzeugte Signal zur Einheit 9 übertragen, die den Betrieb der Pumpe 7 steuert, um die Luft aus der Kammer abzuziehen; im umgekehrten Fall, wenn das Flüssigkeitsniveau in der Kammer den Hochniveaudetektor erreicht, erzeugt dieser ein Signal, das an die Einheit 9 übertragen wird, die den Betrieb der Pumpe 7 steuert, um der Kammer Luft zuzuführen. Dadurch wird das Flüssigkeitsniveau konstant zwischen zwei durch die Positionierung der beiden Niveaudetektoren gewählten Grenzen gehalten, welche die Begrenzungen des Sollbereichs des gewünschten Flüssigkeitsniveaus bilden.
  • Gemäß der in Figur II gezeigten Ausführungsform wird die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung in Verbindung mit einem extrakorporellen Blutkreislauf mit einer einzigen Nadel verwendet, d.h., daß das Blut vom Patient 3 abgezogen und zum Patienten durch einen einzigen Zugang 11 zurückgeführt wird, in dessen Innern der Kreislauf alternativ in einer Richtung und dann in der anderen Richtung verläuft.
  • In dem hier gezeigten Fall erlaubt ein Ventil 12 oder eine beliebige andere Absperrvorrichtung, den Einlaß des Arterienabschnitts 1 zu verschließen, während ein Ventil 13 es erlaubt, den Auslaß des Venenabschnitts 2 zu verschließen.
  • Der Arterienabschnitt 1 umfaßt eine Entgasungskammer 6'; deren Kapazität so gewählt ist, daß die Kammer als Pufferbehälter verwendet werden kann; stromabwärts von der Kammer 6' stellt eine Pumpe 5 den Blutkreislauf sicher.
  • Der Venenabschnitt 2 umfaßt ebenfalls eine Entgasungskammer 6, deren Kapazität so ausgewählt ist, daß die Kammer als Pufferbehälter verwendet werden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist jede der Entgasungskammern 6 und 6' mit einem Niedrigniveaudetektor 8 und 8' und einem Hochniveaudetektor 10 und 10' versehen. Die Detektoren 8, 8', 10 und 10' sind mit einer Einheit 9 verbunden, welche eine Pumpe 7 steuert, die dazu ausgelegt ist, die Luftmenge im Innern jeder der Kammern zu variieren. Vorteilhafterweise wird eine einzige Pumpe 7 verwendet, die wahlweise in Verbindung gebracht wenden kann, sei es mit der Arterienkammer 6', sei es mit der Venenkammer 6, dank beispielsweise eines Verteilers 14, der durch die Einheit 9 gesteuert ist. Die Einheit 9 steuert außerdem die Öffnungs- und Schließabfolge der Arterien- und Venenventile 12 und 13 mit dem Rhythmus der Abfolge der arteriellen und venösen Phasen.
  • Die Arbeitsweise des hier dargestellten extrakorporellen Kreislaufs ist wie folgt. Die Blutansaugphasen oder arteriellen Phasen und die Rückführphasen oder venösen Phasen folgen abwechselnd aufeinander. In der arteriellen Phase ist demnach das Ventil 12 offen, während das Ventil 13 geschlossen ist. Das Blut wird vom Patienten 3 angesaugt; das Flüssigkeitsniveau steigt im Innern jeder der Entgasungskammern 6 und 6' an. In der Venösen Phase ist im Gegensatz dazu das Ventil 12 geschlossen und das Ventil 13 geöffnet. Der Betrieb der Pumpe 5 wird aufrechterhalten, und das Blut wird zum Patienten zurückgeführt. Das Flüssigkeitsniveau sinkt demnach im Innern der Kammern 6 und 6' ab.
  • Um aus dem Blutdialysator 4 während der Behandlungszeit einen optimalen Wirkungsgrad herauszuholen, ist es wesentlich, sicherzustellen, daß das Flüssigkeitsniveau das hohe Niveau in jeder Kammer am Ende jeder arteriellen Phase erreicht, und das niedrige Niveau in jeder Kammer am Ende jeder Venösen Phase.
  • Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung ist besonders zum Ausführen dieser Steuerung geeignet.
  • Wenn man daher beispielsweise die Auslösung der arteriellen Phase wählt, d.h. das Schließen des Ventils 13 und das Öffnen des Ventils 12, wenn die Flüssigkeit den Niedrigniveaudetektor 8' in der Arterienkammer 6' erreicht, und die Auslösung der Venösen Phase, d.h. die Öffnung des Ventils 13 und das Schließen des Ventils 12, wenn die Flüssigkeit den Hochniveaudetektor 10 in der Venenkammer 6 erreicht, wird die Beherrschung der Volumina im Innern der Kammern auf die nachfolgend dargestellte Weise bewirkt.
  • Wenn am Ende der Venösen Phase die Flüssigkeit den Niedrigniveaudetektor 8' in der Arterienkammer erreicht, löst die Steuereinheit 9 den Übergang zur arteriellen Phase durch Verschließen des Ventils 13 und Öffnen des Ventils 12 aus. Die Einheit 9 startet deshalb eine Messung der Zeit t, die ablaufen wird, bis die Flüssigkeit in der Venenkammer den Hochniveaudetektor 10 erreicht, der dadurch den Übergang zur Venösen Phase auslöst. Die gemessene Zeit t wird daraufhin mit einem theoretischen Wert th verglichen. Dieser Wert th wird durch die Steuereinheit 9 als Funktion der Leistung der Pumpe 5, des Volumens der Kammer zwischen dem Niveau des Detektors 8 und dem Niveau des Detektors 10 und den Druckzuständen im Innern der Kammer bestimmt; th repräsentiert demnach die zeit, während der die Flüssigkeit vom durch den Detektor 8 repräsentierten niedrigen Niveau auf das durch den Detektor 10 repräsentierte hohe Niveau unter den gewählten Arbeitsbedingungen ansteigt.
  • Wenn der gemessene Wert t einen Sollbereich übersteigt, der den theoretischen Wert th umgibt, befiehlt die Einheit 9 das Inbetriebsetzen der Pumpe 7, um die im Innern einer der Kammern oder im Innern beider Kammern vorhandene Luftmenge zu ändern. Es ist möglich, die Wirksamkeit der Korrektur zu kontrollieren und sie erforderlichenfalls einzustellen, indem für den folgenden Zyklus eine andere Messung vorgenommen wird. Es ist außerdem möglich, die Zeitmessung für die Arterienkammer, ausgehend von dem Zeitpunkt auslösen, zu dem die Flüssigkeit den Niedrigniveaudetektor in der Venenkammer erreicht.
  • Anstatt einen Hochniveaudetektor und einen Niedrigniveaudetektor in jeder Kammer zu verwenden, kann gleichermaßen ein einziger Niveaudetektor, beispielsweise ein Faseroptikdetektor verwendet werden, der es erlaubt, zu jedem Zeitpunkt das Flüssigkeitsniveau in der Kammer zu erkennen. In diesem Fall ist es nicht mehr notwendig, die Zeitmessung auszuführen; es genügt tatsächlich vielmehr, die von den Niveaudetektoren jeder Kammer herrührenden Signale am Ende der arteriellen Phase oder der Venösen Phase mit den entsprechenden Sollsignalen zu vergleichen.
  • In dem Fall, in dem die erzeugten Signale außerhalb der vorbestimmten Sollbereiche liegen, befiehlt die Steuereinheit 9 das Inbetriebsetzen der Pumpe 7 und des Verteilers 14, um die Luftmenge in einer und/oder der anderen der Kammern 6 und 6' zu variieren.
  • Die Bestimmung der Wirkungsrichtung der Pumpe 7 kann in der folgenden Weise ausgeführt werden; wenn am Ende der arteriellen Phase die Flüssigkeit nicht das gewünschte hohe Niveau in einer Kammer erreicht, wird die Pumpe 7 dahingehend gesteuert, die Luft aus dieser Kammer abzuziehen. Wenn im Gegensatz dazu die Flüssigkeit am Ende der Venösen Phase das erwünschte Niedrigniveau in einer Kammer nicht erreicht, kann die Pumpe 7 dahingehend gesteuert werden, in diese Kammer Luft zuzuführen.
  • Die Steuereinheit 9 kann durch einen Mikroprozessor gebildet sein.
  • Gemäß einer in Figur III gezeigten Ausführungsform, ist die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung insbesondere zur automatischen Spülung und Auffüllung eines extrakorporellen Blutkreislaufs ausgelegt. In dieser Figur tragen die mit den vorstehend beschriebenen Figuren übereinstimmenden Elemente dieselben Bezugsziffern. Der Arterienabschnitt 1 umfaßt einen Flüssigkeitsdetektor 15, der stromaufwärts und in der Nähe der Kammer 6' angeordnet ist. Der Venenabschnitt 2 umfaßt einen Blutdetektor 19, der stromabwärts von der Kammer 6 und stromaufwärts vom Ventil 13 angeordnet ist. Jede Entgasungskammer umfaßt vorteilhafterweise einen Druckdetektor 16 und 16', welche gemessene Druckwerte an die Steuereinheit 9 übertragen.
  • Der Verteiler 14 erlaubt das Inverbindungsetzen der Pumpe 7 mit der Arterienkammer 6' oder der Venenkammer 6. Er erlaubt außerdem dank einer Öffnung 17, die Verbindung der einen oder der anderen der Kammern 6 und 6' mit der Atmosphäre zu verbinden.
  • Um die Spülung und Auffüllung des hier dargestellten extrakorporellen Kreislaufs sicherzustellen, wird der Arterienabschnitt 1 mit einem Beutel 18 mit steriler physiologischer Flüssigkeit verbunden, der an einer Waage festgehakt werden kann, deren Informationen zur Steuereinheit 9 übertragen werden, die dadurch die verwendete Spülflüssigkeitsmenge steuern kann. obwohl nicht dargestellt, ist der Venenabschnitt 2 mit einem Sammelbeutel oder mit einer Einrichtung zum Abziehen der gebrauchten Reinigungsflüssigkeit verbunden.
  • Die Flüssigkeit wird im Arterienabschnitt dank des Betriebs der Pumpen 5 und 7 im Kreislauf geführt und gegebenenfalls dank der Befüllung des Beutels 18. Zu diesem Zweck ist die Position des Verteilers 14 derart, daß die Pumpe 7 sich in Verbindung mit der Arterienkammer 6' befindet; die Ventile 12 und 13 sind geöffnet. Wenn die physiologische Flüssigkeit den Detektor 15 erreicht, benachrichtigt dieser die Steuereinheit 9, die das Anhalten der Pumpe 5 befiehlt. Die Pumpe 7 setzt ihren Betrieb bis zu dem Zeitpunkt fort, zu dem das Flüssigkeitsniveau in der Arterienkammer 6' den Detektor 8' erreicht, der dadurch ein Signal an die Einheit 9 überträgt, welche erneut die Pumpe 5 in Betrieb versetzt und auf den Verteiler 14 einwirkt, um die Pumpe 7 und die Venenkammer 6 in Verbindung zu setzen. Die physiologische Flüssigkeit strömt dadurch in den Blutdialysator 4 und die Venenkammer 6 ein, bin sie das Niveau des Detektors 8 erreicht, der ein an die Einheit 9 übertragenes Signal erzeugt. Die Einheit 9 befiehlt dadurch das Anhalten der Pumpe 7. Die Pumpe 5 fährt damit fort, die Zirkulation der Reinigungsflüssigkeit im Innern des Kreislaufs sicherzustellen, bis eine ausreichende Flüssigkeitsmenge zirkuliert ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Spülen und Auffüllen des extrakorporellen Blutkreislaufs mit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung befiehlt die Steuereinheit 9 dann, wenn die Flüssigkeit den Niveaudetektor 8' in der Arterienkammer 6' erreicht, das Schließen des Ventils 13 und wirkt auf den Verteiler 14 ein, um die Kammer 6 in Verbindung mit der Pumpe 7 zu setzen, deren Wirkung gesteuert wird, um die Luft aus der Kammer abzuziehen. Die Wirkung der Pumpe 7 wird aufrechterhalten, bis die im Innern der Kammer erzeugte Druckabsenkung einen vorbestimmten Wert erreicht, der den Druckabbaubedingungen der Luft im Innern des Blutdialysators entspricht, die für eine gute Entgasung des selben während seiner Auffüllung bevorzugt sind. Wenn der durch den Detektor 16 gemessene Druck den vorbestimmten Wert erreicht, befiehlt die Steuereinheit 9 erneut den Betrieb der Pumpe 5. Die Spülflüssigkeit füllt dadurch das Blutabteil des Blutdialysators 4, bis sie den Niveaudetektor 8 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befiehlt die Steuereinheit 9 das Anhalten der Pumpe 7, das Öffnen des Ventils 13 und sie wirkt auf den Verteiler 14 derart ein, daß die Kammer 6 mit der Atmosphäre für ein sehr kurzen Augenblick verbunden wird.
  • Die Spülung des Kreislaufs wird dank des Betriebs der Pumpe 5 daraufhin fortgesetzt.
  • Es ist auch möglich, den im Innern der Kammern 6 und 6' vorhandenen Druck einzustellen. Die von den Druckdetektoren 16 und 16' kommenden Informationen werden in der Tat zur Steuereinheit 9 übertragen, die sie mit den Sollwerten oder den Sollbereichen vergleichen kann und auf die Pumpe 7 und den Verteiler 14 einwirkt, um die Luftmenge im Innern der Kammern zu variieren, um den gewünschten Druck zu erhalten.
  • Wenn der Kreislauf ausreichend gespült worden ist, was direkt durch die Steuereinheit 9 dank der Informationen, die von der Waage 20 kommen, bestimmt werden kann, werden die Ventile 12 und 13 geschlossen, und die Pumpe 5 wird angehalten; der Arterienabschnitt 1 des extrakorporellen Kreislaufs wird daraufhin mit einer zu behandelnden Blutquelle, beispielsweise einem Patienten, verbunden.
  • Die Pumpe 5 wird daraufhin wieder in Gang gesetzt, und die Ventile 12 und 13 sind offen; das im Kreislauf in Zirkulation versetzte Blut treibt dabei die Reinigungsflüssigkeit voran, bis das Vorhandensein des Bluts durch einen Detektor 19 erfaßt wird, der auf dem Venenabschnitt 2 stromabwärts von der Kammer 6 vorhanden ist. Die Ventile 12 und 13 werden dann geschlossen, und der Venenabschnitt 2 wird mit dem Patienten verbunden.
  • Nach dem Öffnen der Ventile 12 und 13 kann die Behandlung des Bluts durch Blutdialyse als solche beginnen, wobei der extrakorporelle Blutkreislauf in der Betriebsart mit doppelter Nadel oder mit einfacher Nadel verwendet werden kann. Im zuletzt genannten Fall ist es möglich, die Pumpe 7 erneut zu verwenden, um den Druck im Innern der Kammern 6 und 6' zu korrigieren, wenn dies sich als Funktion der Informationen als notwendig erweist, die durch die Detektoren 16 und 16' geliefert werden.

Claims (18)

1. Vorrichtung mit einem extrakorporellen Blutkreislauf, der einen Arterienabschnitt (1) umfaßt, der dazu bestimmt ist, Blut eines Patienten zu einer Behandlungsvorrichtung (4) zu leiten, und einen Venenabschnitt (2), der dazu bestimmt ist, die Rückführung des behandelten Bluts zum Patienten (3) sicherzustellen, wobei der Kreislauf zumindest eine Umwälzpumpe (5) sowie zumindest eine Kammer (6, 6') umfaßt, die in ihrem unteren Teil Flüssigkeit und in ihrem oberen Teil Luft enthält, der mit einer Einrichtung (7) verbunden ist, mit der die Luftmenge im Innern der Kammer variiert werden kann, wobei die Kammer (6, 6') mit zumindest einem Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') versehen ist, der ein dem Flüssigkeitsniveau im Innern der Kammer entsprechendes Signal erzeugen kann, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Einrichtung (9) zum Steuern der Einrichtung (7) umfaßt, um die Luftmenge im Innern der Kammer (6, 6') in Erwiderung auf das Signal zu variieren, das von dem Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') herrührt, um im Innern der Kammer das gewünschte Flüssigkeitsniveau zu erhalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Luftmenge im Innern der Kammer variierende Einrichtung (7) durch eine Pumpe gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zum Steuern der Einrichtung, die die Luftmenge im Innern der Kammer (6, 6') in Erwiderung auf ein Signal variieren kann, das von dem Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') herrührt umfaßt:
- eine Einrichtung zum Festsetzen eines Sollwerts für das vom Niveaudetektor herrührende Signal, entsprechend einem gewünschten Flüssigkeitsniveau in der Kammer,
- eine Einrichtung zum Bestimmen eines den festgesetzten Sollwert umgebenden Sollbereichs,
- eine Einrichtung zum Prüfen, ob das vom Niveaudetektor herrührende Signal sich im Innern des bestimmten Sollbereichs befindet,
- eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die auszuführende Wirkung im Zuführen oder Abziehen der Luft besteht, damit die Flüssigkeit in der Kammer das gewünschte Niveau erreicht,
- eine Einrichtung zum Steuern der Einrichtung (7), welche die Luftmenge im Innern der Kammer derart variieren kann, daß die bestimmte Wirkung ausgeführt werden kann, wenn das vom Niveaudetektor herrührende Signal sich außerhalb des Sollbereichs befindet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zum Steuern der Einrichtung (7), welche die Luftmenge im Innern der Kammer (6, 6') in Erwiderung auf das vom Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') herrührende Signal variieren kann, durch einen Mikroprozessor gebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der extrakorporelle Blutkreislauf mit einer Kammer (6') versehen ist, die auf dem Arterienabschnitt (1) angeordnet ist, und mit einer Kammer (6), die auf dem Venenabschnift (2) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (14) umfaßt, um die Pumpe (7) in Verbindung mit der Kammer (6') zu setzen, die auf dem Arterienabschnitt (1) angeordnet ist, oder mit der Kammer (6), die auf dem Venenabschnitt (2) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (6, 6') mit zumindest einer Vorrichtung (8, 10, 8', 10') versehen ist, die das Vorhandensein eines hohen Flüssigkeitsniveaus ebenso anzeigen kann wie das Vorhandensein eines niedrigen Flüssigkeitsniveaus.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, welche die Anwesenheit eines hohen Flüssigkeitsniveaus ebenso anzeigen kann wie die Anwesenheit eines niedrigen Flüssigkeitsniveaus durch einen einzigen Detektor gebildet ist, der ein Signal erzeugen kann, das das Flüssigkeitsniveau in der Kammer (6, 6') anzeigt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, welche das Vorhandensein eines hohen Flüssigkeitsniveaus ebenso anzeigen kann wie die Anwesenheit eines niedrigen Flüssigkeitsniveaus durch zumindest einen Hochniveaudetektor (10, 10') und einen Niedrigniveaudetektor (8, 8') gebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung umfaßt, um sicherzustellen, daß die Flüssigkeit das hohe Niveau beziehungsweise das niedrige Niveau, gleichzeitig im Innern jeder Kammer (6, 6') erreicht.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (6, 6') außerdem mit einer Einrichtung zum Messen des Drucks im Innern der Kammer versehen ist, und daß die Vorrichtung umfaßt:
- eine Einrichtung zum Festsetzen eines Drucksollwerts im Innern der Kammer,
- eine Einrichtung zum Bestimmen eines den festgelegten Sollwert umgebenden Sollbereichs,
- eine Einrichtung zum Prüfen, ob der gemessene Druckwert sich im Innern des Sollbereichs befindet,
- eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die auszuführende Wirkung darin besteht, Luft zuzuführen oder abzuziehen, um im Innern der Kammer den gewünschten Druck zu erreichen,
- eine Einrichtung zum Steuern der Einrichtung, mit der die Luftmenge im Innern der Kammer variiert werden kann, derart, daß die vorbestimmte Wirkung ausgeführt werden kann, wenn der gemessene Druckwert sich außerhalb des Sollbereichs befindet.
12. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum automatischen Auffüllen eines extrakorporellen Blutkreislaufs.
13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie darin besteht, im Innern der Blutbehandlungsvorrichtung vorausgehend zu ihrer Auffüllung durch die Spülflüssigkeit, einen Druckabfall zu schaffen.
14. Verfahren zur Niveaueinstellung einer Flüssigkeit in zumindest einer Kammer (6, 6') eines extrakorporellen Blutkreislaufs, bei dem Luft in der Kammer (6, 6') mittels einer Pumpe (7) zugeleitet oder aus dieser abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die folgenden Vorgänge zu bewirken:
a) Bestimmen, daß die Flüssigkeit ein Niveau erreicht hat, mittels eines Signals, das von einem Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') herrührt,
b) Vergleichen des vom Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') herrührenden Signals mit einem Sollsignal,
c) Bestimmen der Wirkungsrichtung der Pumpe (7) als Funktion des Vergleichsresultats, d.h. der auszuführenden Wirkung, demnach die Luft zugeführt oder abgeführt werden soll,
d) Steuern der Pumpe (7) in der bestimmten Richtung, bis die Flüssigkeit in der Kammer (6, 6') das gewünschte Niveau erreicht.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem darin besteht:
- Bestimmen eines Sollbereichs, der das Sollsignal umgibt,
- Vergleichen des vom Niveaudetektor (8, 8', 10, 10') herrührenden Signals mit dem Sollbereich,
- Befehlen, die Pumpe (7) in Betrieb zu setzen, wenn das vom Niveaudetektor herrührende Signal sich außerhalb des Sollbereichs befindet.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, das Niveau der in einer Kammer (6') vorhandenen Flüssigkeit einzustellen, die in einem extrakorporellen Blutkreislauf stromaufwärts einer Blutbehandlungseinrichtung vorhanden ist, sowie das Niveau der in der Kammer (6) vorhandenen Flüssigkeit, die stromabwärts von der Behandlungsvorrichtung angeordnet ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, im Innern einer Kammer (6, 6') zu bestimmen, daß die Flüssigkeit eine obere Grenze erreicht sowie zu bestimmen, daß sie eine untere Grenze erreicht und darin, das Flüssigkeitsniveau zwischen der oberen Grenze und der unteren Grenze aufrechtzuerhalten.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, im Innern jeder Kammer (6, 6') zu bestimmen, daß die Flüssigkeit eine obere Grenze erreicht, sowie daß die Flüssigkeit eine untere Grenze erreicht, und die Pumpe (7) zu steuern, damit die Flüssigkeit die obere Grenze, beziehungsweise die untere Grenze, gleichzeitig in jeder Kammer erreicht.
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