DE69000926T2

DE69000926T2 - Geraet und verfahren fuer die ultrafilterungsmessung in einer kunstniere.

Info

Publication number: DE69000926T2
Application number: DE9090420263T
Authority: DE
Inventors: Jacques Chevallet
Original assignee: Hospal Industrie SAS
Current assignee: Gambro Industries SAS
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2010-06-02
Also published as: JPH03103266A; FR2647679B1; EP0401139A1; DE69000926D1; JP2975641B2; US5043074A; ES2038872T3; FR2647679A1; EP0401139B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Behandlung von Blut durch eine künstliche Niere außerhalb des Körpers. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät und ein Verfahren für die Messung des Ausmaßes der Ultraflitration.
Die europäische Patentanmeldung EP 213.050 beschreibt ein Gerät, das die Messung der Ultrafiltration von Blut gestattet, indem man die Menge der Flüssigkeit mißt, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse mittels einer Ultrafiltrationspumpe abgezogen wurde. Das Gerät besteht im wesentlichen aus zwei Behältern von denen jeder eine Messsonde hat die es gestatten, das Erreichen eines vorherbestimmten Niveaus in jedem Behälter anzuzeigen. Jeder Behälter wird durch die Flüssigkeit gefüllt, die durch die Ultrafiltrationspumpe gepumpt wird. Ein Satz von Ventilen die in geeigneter Weise durch ein Steuerorgan gesteuert werden, gestattet die Wiederbefüllung eines Behälters während der Entleerung des anderen Behälters und umgekehrt. Die Sonden schicken dem Steuerorgan jedes Mal wenn das vorherbestimmte Niveau erreicht ist, ein elektrisches Signal; dieses Steuerorgan, das das Volumen jedes Behälters kennt, kann auch die Berechnung der Menge an ultrafiltrierter Flüssigkeit vornehmen. Einem solchen Gerät fehlt jedoch die Genauigkeit in dem Fall, wo die gepumpte Flüssigkeit Blasen enthält, welche den Nachweis des Niveaus durch die Messsonden stören. Außerdem ist eine erhöhte Schnelligkeit der Wiederauffüllung der Behälter ein kritischer Faktor, der den Nachweis schwierig macht und in einem Fall, wo die gemessene Flüssigkeit von einer Pulsationsultrafiltrationspumpe stammt, ist der Nachweis des Niveaus der Flüssigkeit in dem Behälter gestört. Ziel der vorliegenden Erfindung ist demnach die Behebung von Nachteilen des Standes der Technik und die Bereitstellung eines Geräts und eines Verfahrens zur Messung der Ultrafiltration, welche es gestatten, sich vom Vorliegen von Blasen in der Flüssigkeit freizumachen, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse abgezogen wird.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und eines Verfahrens zur Messung der Ultrafiltration, das wenig empfindlich ist gegenüber den Pulsationen der gemessenen Flüssigkeit.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und eines Verfahrens zur Messung der Ultrafiltration, die es gestatten, die Schnelligkeit der Auffüllung der Behälter bei Annäherung an die Geräte für den Nachweis des Niveaus zu reduzieren.
Um diese Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Messgerät bereit, um in einer künstlichen Niere die Menge der Flüssigkeit die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse abgezogen wird und die der Ultrafiltration des Blutes entspricht, zu messen, enthaltend:
- mindestens einen Messbehälter, zur Aufnahme der abgezogenen Flüssigkeit, der mindestens einen Detektor für das hohe Niveau hat, der in der Lage ist, die Anwesenheit einer Flüssigkeit bei einem vorherbestimmten Niveau nachzuweisen
- Entleerungsmittel des Messbehälters, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem
- einen Zwischenbehälter aufweist, der einerseits mit dem Flüssigkeitskreislauf der Dialyse und anderseits mit dem Messbehälter verbunden ist, um seine Füllung zu gewährleisten, wobei dieser Zwischenbehälter so angeordnet ist, daß die Füllung des Messbehälters, durch Schwerkraft möglich ist.
Weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Messung, der Menge der Flüssigkeit in einer künstlichen Niere, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse abgezogen wird und der Ultrafiltration des Blutes entspricht, bestehend aus:
- Füllung mindestens eines Messbehälters, mit der zu messenden Flüssigkeit,
- Nachweis der Anwesenheit der Flüssigkeit an einem vorherbestimmten hohen Niveau in dem Behälter,
- Entleerung des Behälters (1,2), dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem darin besteht, daß die Geschwindigkeit der Auffüllung des Messbehälters, bei Annäherung an das vorherbestimmte Niveau vermindert wird.
Andere Ziele und Vorteile werden deutlicher durch die nachfolgende Beschreibung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, die beispielsweise und ohne bestimmten Maßstab schematisch zwei Ausführungsformen dieser Erfindung erläutern.
Das in Figur 1 gezeigte Messgerät weist in an sich bekannter Weise, einen ersten Messbehälter 1 und einen zweiten Messbehälter 2 auf, die zum Beispiel aus zylindrischen senkrechten Behälter bestehen. Die Behälter sind an ihren oberen Enden jeweils mit senkrechten Rohren mit verminderten Querschnitt ausgestattet, um welche Niveaudetektoren 3 und 4 angeordnet sind, die durch geeignete Verbindungen mit einem Steuerorgan 5 verbunden sind.
Das untere Ende des Behälters 1 (bzw. Behälters 2) ist selektiv entweder mit einer Quelle der zu messenden Flüssigkeit oder mit Entleerungsmitteln 6 verbunden, die durch ein 3-Wegventil 7 (bzw.8) zum Abfluß führen.Die Ventile 7 und 8 sind vorzugsweise Elektroventile, die vom Steuerorgan 5 gesteuert sind. Die Flüssigkeit, von der man das Volumen messen will, fließt in einer Leitung 9, die von dem Flüssigkeitskreislauf der Dialyse einer künstlichen Niere 10 (nicht gezeigt) herkommt; diese Flüssigkeit kann mit jedem geeigneten Mittel zum Zierkulieren gebracht werden, zum Beispiel durch eine Ultrafiltrationspumpe 11.
Gemäß der Erfindung weist außerdem das Messgerät für die Menge der Flüssigkeit, die in der Leitung 9 fließt, einen Zwischenbehälter 12 auf, der von gleicher Art sein kann, wie die Behälter 1 und 2. Dieser Zwischenbehälter 12 ist mit dem Kreislauf 10 durch die Pumpe 11 über Leitung 9, die vorzugsweise in seinem oberen Teil angeordnet ist, verbunden.
Der untere Teil des Behälters 12 ist einerseits durch eine Leitung 13 mit dem Ventil 7, das in der Lage ist, den Behälter 12 mit dem Behälter 1 zu verbinden und anderseits durch eine Leitung 14 mit dem Ventil 8, das in der Lage ist, den Behälter 12 mit dem Behälter 2 zu verbinden, verbunden. Vorteilhafterweise sind die drei Behälter 1,2 und 12 durch eine passende Vorrichtung 15 (nicht gezeigt) mit dem Atmosphärendruck verbunden.
Das Messgerät gemäß der Erfindung funktioniert wie folgt: die Flüssigkeit vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse, die der Ultrafiltration des Blutes entspricht, wird zirkuliert, zum Beispiel durch die Pumpe 11, und fließt zuerst in den Zwischenbehälter 12. Die Öffnung des Behälters 12 zur Atmosphäre gewährleistet die Entgasung der Flüssigkeit, die von dem Flüssigkeitskreislauf der Dialyse abgezogen ist. Diese Entgasung wird noch gefördert durch den Behälter 12, der mit der zu messenden Flüssigkeit im oberen Teil versorgt wird. Falls die Flüssigkeit, die von der Pumpe 11 abgezogen wurde, Blasen enthält, vermeidet die Entgasung, daß diese Blasen den Nachweis des Niveaus durch die Detektoren 3 und 4 stören. In dem Fall, wo die Stellung des Ventils 7 so ist, daß die Leitung 13 in Verbindung mit dem Behälter 1 steht, wird die zu messende Flüssigkeit nach einem Durchgang im Zwischenbehälter 12 den Messbehälter 1 füllen. Bei diesem Arbeitsgang der Füllung des Messbehälters 1, ist das Ventil 8 so gestellt, daß die Verbindung zwischen dem Zwischenbehälter 12 und dem Behälter 2 unterbrochen ist, während der Behälter 2 in Verbindung mit den Entleerungsmitteln 6, zum Beispiel dem Abflußkanal, steht.
Die Füllung des Behälters 1 wird langsam parallel zum Aufsteigen der Flüssigkeit im Behälter 12 ausgeführt, als Funktion insbesondere der Menge der Ultrafiltration, das heißt dem Abzug der Flüssigkeit von der Leitung 9. Wenn die Flüssigkeit das Niveau des Detektors 3 erreicht, leitet dieser ein elektrisches Signal zu dem Steuerorgan 5, das, weil es die Kapazität des Behälters sowie der verschiedenen Leitungen, die mit Flüssigkeit gefüllt sind, kennt, den Wert der durchgeführten Ultrafiltration messen und eventuell seinen Anschlag bewirken kann. Das vom Detektor 3 zum Organ 5 geleitete elektrische Signal wirkt auch von Seiten des letzteren auf die Ventile 7 und 8 ein, so daß der Messbehälter 1 nicht mehr mit dem Zwischenbehälter 12 verbunden ist, sondern mit den Entleerungsmitteln 6 und der Messbehälter 2 ist nicht mehr mit dem Entleerungsmitteln 6 verbunden, sondern mit dem Zwischenbehälter 12. Der Behälter 1 befindet sich also in Entleerungsphase und der Behälter 2 in Füllungsphase. Die Füllung des Behälters 2 erfolgt am Anfang durch die Flüssigkeit, die sich in dem Zwischenbehälter 12 befindet, die durch die Schwerkraft nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhre ziemlich schnell fließt. Andererseits erfolgt das Ende der Füllung langsam und hängt von der Abf lußmenge der Ultrafiltration ab. Allerdings geschieht der Aufstieg der Flüssigkeit in dem Behälter 2 parallel zu dem Aufstieg der Flüssigkeit in dem Zwischenbehälter 12. Wenn man also einen Zwischenbehälter mit einem großen Querschnitt wählt, zumindest beim Niveau der Detektoren 3 und 4, wird die Endgeschwindugkeit der Füllung langsam sein, trotz der Tatsache, daß die Flüssigkeit in einer engen Leitung fließt, um welche der Detektor des Niveaus 4 angeordnet ist. Der enge Querschnitt der Leitung, wo die Flüssigkeit zum Zeitpunkt ihres Nachweises fließt, gestattet eine gute Genauigkeit des gemessenen Volumens, während die geringe Geschwindigkeit einen guten Nachweis des Niveaus gestattet. Wenn die Flüssigkeit das Niveau des Detektors 4 erreicht, sendet dieser ein elektrisches Signal, das zum Organ 5 geleitet wird, das nochmals die Öffnungen und die Schließungen der Ventile 3 und 4 umkehrt und die Entleerung des Behälters 2 und die Füllung des Behälters 1 bewirkt. Außerdem wird das Organ 5, das die Kapazität des Behälters 2 kennt, den Wert der gemessenen Ultrafiltration des Volumens des Behälters 2 erhöhen. Dieser neue Wert der Ultrafiltration kann dann wieder benutzt werden. Das Funktionieren des Messgerätes gemäß der Erfindung erfolgt also durch die aufeinanderfolgende abwechselnde Füllung und Entleerung des einen und dann des anderen Behälters, so daß einer der Behälter in Entleerungsphase ist, während der andere in Füllungsphase ist und umgekehrt.
Das langsame Anstieg der Flüssigkeit am Ende der Füllungsphase gestattet sehr vorteilhaft einen sehr guten Nachweis des erreichten vorherbestimmten Niveaus in dem einen oder dem anderen Behälter. Außerdem gestatten die Öffnung des Zwischenbehälters 12 zur Atmosphäre und seine Flüssigkeitsversorgung durch den oberen Teil eine sehr gute Entgasung der zu messenden Flüssigkeit, was Messfehler vermeidet, die von einem schlechten Nachweis des vorherbestimmten Niveaus in jedem Messbehälter durch die Anwesenheit der Blasen herkommen könnten. Der Zwischenbehälter 12 stellt außerdem eine Art Vorratsbehälter dar, der die Störungen, die von den eventuellen Pulsationen der Ultrafiltrationspumpe 11 kommen könnten, vermindert.
Versuche,die mit einem Messgerät gemäß der Erfindung durchgeführt wurden haben es ermöglicht, die Messungen mit einer Genauigkeit von 1 %o zu machen.
Das Messgerät der vorliegenden Erfindung wurde in Verbindung mit den 3-Wegventilen 7 und 8 beschrieben, die natürlich jeweils durch zwei 2-Wegventile ersetzt werden können.
Die jeweiligen Kapazitäten der beiden Messbehälter 1 und 2 sind keine kritischen Faktoren für die vorliegende Erfindung. Dennoch, da die Information bezüglich der durchgeführten Ultrafiltration mit jeder neuen Füllung eines Messbehälters gegeben wird, ist es wünschenswert, die Informationen so oft wie möglich zu geben, das heißt Behälter mit kleiner Kapazität zu haben. Andererseits aber hat jede Schaltung der Ventile 7 und 8 einen, wenn auch kleinen Fehler der ausgeführten Messung zur Folge. Um diesen Fehler so stark wie möglich zu vermindern, ist es wünschenswert, die Zahl der Schaltungen zu vermindern und folglich Behälter mit großer Kapazität zu benutzen. Die Wahl der Kapazität der Behälter kann also als Kompromiß zwischen diesen beiden Bedürfnissen betrachtet werden und man hat festgestellt, daß eine Kapazität von etwa 20 ml. zufriedenstellend ist. Diese beiden Behälter können die gleiche Kapazität haben oder nicht. Ihre Eichung kann mit jedem bekannten Mittel durchgeführt werden; es ist möglich jeden von ihnen zu eichen oder einfach die beiden zusammen. In diesem letzten Fall, wenn die beiden Behältern fast die gleiche Kapazität haben, kann der Wert der Eichung durch zwei geteilt werden, um dem Steuerorgan 5 das Ausmaß der Füllung jedes Behälters zu geben, was es gestattet, daß die Ultrafiltration bei jeder neuen Füllung des einen oder des anderen Behälters erhöht wird. Es ist auch möglich das Ausmaß der Ultrafiltration nur bei jeder neuen Füllung der beiden Behälter zu erhöhen; zum Beispiel-wird jedes Mal, wenn der Behälter 1 gefüllt ist, das Ausmaß der Ultrafiltration durch das Organ 5 auf das Ausmaß der Kapazität der beiden Behälter erhöht.
Auch für die Form des Zwischenbehälters 12 können zahlreiche Varianten der Ausführung in Betracht gezogen werden, wobei das vorteilhafte Merkmal an diesem Behälter 12 jedoch immer ist, daß er einen großen Querschnitt am Niveau der Detektoren 3 und 4 aufweist um die Geschwindigkeit der Füllung der Messbehälter 1 und 2 am Ende zu vermindern.
Die Zufuhr der zu messenden Flüssigkeit wurde vom oberen Teil des Behälters 12 beschrieben, was eine besonders vorteilhafte Lösung ist um eine gute Entgasung zu gewährleisten. Es ist aber auch möglich diese Zufuhr von irgendeinenem Niveau des Zwischenbehälters 12 zu machen und die Entgasung der zu messenden Flüssigkeit durch eine besondere Vorrichtung zu gewährleisten, die vor dem Messgerät angeordnet wird.
Das Messgerät der vorliegenden Erfindung wurde in Verbindung mit zwei Messbehältern 1,2 beschrieben um die Flüssigkeit, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse stammt, aufzunehmen.
Dennoch kann dieses Gerät mit einer höheren Zahl von Behältern, die sich nacheinander füllen und entleeren, betrieben werden. Es kann auch in manchen Fällen mit einem einzigen Behälter zur Messung der abgezogenen Flüssigkeit benutzt werden, inbesondere in den Fällen, wo das Ausmaß der Ultrafiltration klein ist. Die Figur 2 beschreibt diesen Fall, wo die Elemente, die identisch sind mit denen von Figur 1, die gleichen Bezugszahlen haben. In diesem Fall muß der Zwischenbehälter 12 eine genügende Kapazität haben, um die Flüssigkeit während der Entleerungsphase des Behälters 1 aufzunehmen.
Tatsächlich funktioniert das Gerät wie folgt: Die Flüssigkeit, die von der Pumpe 11 des Flüssigkeitskreislaufs der Dialyse abgezogen wird und die der Ultrafiltration des Blutes entspricht, wird vom Zwischenbehälter 12 aufgenommen, wo sie entgast wird. Die Flüssigkeit wird dann zum Messbehälter 1 geleitet der sich füllt, bis die Flüssigkeit das Niveau des Detektors 3 erreicht hat. In diesem Moment schaltet das Organ 5 das Ventil 7 so um, daß die Verbindung 13 zwischen dem Zwischenbehälter 12 und den Behälter 1 verschlossen ist und bewirkt die Entleerung des Messbehälters 1.
Während dieser Entleerungszeit sammelt sich die Flüssigkeit, die von der Pumpe 11 abgezogen wurde, im Zwischenbehälter 12 und wenn der Messbehälter 1 leer ist, wirkt das Steuerorgan 5 auf das Ventil 7, um die Verbindung zwischen dem Messbehälter 1 und den Entleerungsmitteln 6 zu unterbrechen und um die Verbindung zwischen dem Zwischenbehälter 12 und dem Messbehälter 1 herzustellen. Der Behälter 1 füllt sich dann vom Zwischenbehälter 12, erst schnell und dann bei Annäherung an den Niveaudetektor 3 langsamer. Die Information über die Entleerung des Messbehälter 1 kann durch einen Detektor 16 für das niedrige Niveau zum Steuerorgan 5 geleitet werden.
Zahlreiche Ausführungsvarianten sind für den Techniker möglich, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüche beschrieben ist, abzuweichen.

Claims

1. Gerät zur Messung der Menge der Flüssigkeit in einer künstlichen Niere, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse (10) abgezogen wurde und die der Ultrafiltration des Blutes entspricht, enthaltend:

- mindestens einen Meßbehälter (1,2) zur Aufnahme der abgezogenen Flüssigkeit, wobei dieser Behälter (1,2) mit mindestens einem Detektor für das hohe Niveau (3,4) ausgestattet ist, der in der Lage ist, die Anwesenheit der Flüssigkeit in einem vorherbestimmten Niveau nachzuweisen,

- Entleerungsmittel (6,7,8) dieses Meßbehälters, dadurch gekennzeichnet, daß es ausserdem aufweist:

- einen Zwischenbehälter (12), der einerseits mit dem Flüssigkeitskreislauf der Dialyse (10) und andererseits mit dem Meßbehälter (1,2) verbunden ist, um seine Füllung zu gewährleisten, wobei dieser Zwischenbehälter so angeordnet ist, daß die Füllung des Meßbehälters (1,2) durch Schwerkraft möglich ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen ersten (1) und einen zweiten (2) Meßbehälter aufweist, die abwechselnd von dem Zwischenbehälter (12) gefüllt werden.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Behälter (1,2,12) mit dem Atmosphärendruck verbunden sind.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbehälter (1,2) mindestens einen Teil aufweisen, wo der Querschnitt kleiner ist als der mittlere Querschnitt der genannten Behälter und die genannten Detektoren für das Niveau (3,4,16) auf diesem Teil mit kleinerem Querschnitt angeordnet sind.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (12) mindestens einen Teil aufweist, der am Niveau der Detektoren (3,4,16) angeordnet ist und dessen Querschnitt größer oder gleich dem Querschnitt der Meßbehälter (1,2) bei diesem Niveau ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (12) an seinem oberen Teil mit dem genannten Flüssigkeitskreislauf der Dialyse (10) verbunden ist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Behälter (1,2,12) durch ihren unteren Teil miteinander in Verbindung stehen.

8. Verfahren zur Messung der Menge der Flüssigkeit in einer künstlichen Niere, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse (10) abgezogen wurde und die der Ultrafiltration des Blutes entspricht, bestehend aus:

- Füllung mindestens eines Meßbehälters (1,2) mit der zu messenden Flüssigkeit,

- Nachweis der Anwesenheit einer Flüssigkeit an einem vorherbestimmten hohen Niveau (3,4) in diesem Behälter,

- Entleerung des Meßbehälters (1,2), dadurch gekennzeichnet, daß es ausserdem darin besteht, daß die Schnelligkeit der Auffüllung des genannten Meßbehälters (1,2) bei Annäherung an das genannte vorherbestimmte Niveau vermindert wird.

9. Meßverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die genannte Flüssigkeit, die vom Flüssigkeitskreislauf der Dialyse abgezogen wurde, in einem Zwischenbehälter (12) gesammelt und dann der genannte Meßbehälter (1,2) vom Zwischenbehälter (12) gefüllt wird.

10. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß ausserdem die zu messende Flüssigkeit entgast wird, bevor der Meßbehälter (1,2) gefüllt wird.

11. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schwerkraft abwechselnd der erste (1) und der zweite (2) der Meßbehälter gefüllt und entleert wird, ausgehend von der zu messenden Flüssigkeit im Zwischenbehälter (12).