Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Blut durch Dialyse und/oder Filtration. Vorrichtungen dieser Art sind auch unter der Bezeichnung "künstliche Niere" bekannt. Das Blut des Patienten wird hierbei in einem extrakorporalen Kreislauf einer Behandlung durch Dialyse und/oder Filtration unterzogen, um bestimmte Stoffe daraus zu entfernen und ggf. andere Stoffe hinzuzufügen, um so eine Normalisierung der Zusammensetzung des Blutplasmas zu erreichen.The invention relates to a device for treating bloodby dialysis and / or filtration. Devices of this type arealso known as "artificial kidney". The bloodthe patient is in an extracorporeal circuitundergo treatment by dialysis and / or filtration,to remove certain substances from it and possibly other substancesso as to normalize the composition of theTo reach blood plasma.
Das Blut wird hierbei durch eine Entnahmevorrichtung, z. B. mit einem Katheter, dem Blutkreislauf des Patienten entnommen und von einer Blutpumpe durch eine Behandlungseinrichtung gepumpt, die einen Dialysator und/oder ein Filter sowie evtl. weitere für diesen Zweck gebräuchliche Einrichtungen umfaßt. Danach wird das Blut auf geeignete Weise, z. B. ebenfalls mit einem Katheter, in den Blutkreislauf des Patienten zurückgeleitet.The blood is hereby through a sampling device, for. B. witha catheter, taken from the patient's bloodstream andpumped by a blood pump through a treatment facility,a dialyzer and / or a filter and possibly othersfacilities commonly used for this purpose. After thatthe blood in a suitable manner, e.g. B. also with a catheter,returned to the patient's bloodstream.
Um eine Schädigung des Patienten bei Funktionsstörungen im extrakorporalen Blutkreislauf zu vermeiden, sind Überwachungseinrichtungen notwendig, die solche Störungen selbsttätig erkennen und das System durch Unterbrechen der Zirkulation in einen sicheren Zustand bringen. Bei den in der Praxis gebräuchlichen Geräten sind - unter Berücksichtigung der geltenden Sicherheitsempfehlungen (IEC 62D(CO)34, VDE 0750/Teil 206) - folgende Überwachungseinrichtungen gebräuchlich:In order to damage the patient in the event of malfunctions in theTo avoid extracorporeal blood circulation are surveillancefacilities necessary that automatically detect such faultsand the system by interrupting the circulation into onebring it into a safe state. For those that are common in practiceDevices are - taking into account the applicable safetyrecommendations (IEC 62D (CO) 34, VDE 0750 / Part 206) - following aboutsecurity devices in use:
Die Einrichtung zum Abfangen und Erkennen von Luft besteht gewöhnlich aus einer in die rückführende Leitung eingefügten Kammer mit einem Füllstandssensor. Die vom Blut eventuell mitgeführten Luftblasen werden in der Kammer abgeschieden, und der Füllstand der Kammer sinkt entsprechend ab. Wenn der Füllstand auf ein kritisches Niveau abgesunken ist, wird durch den Luftsensor eine Alarmvorrichtung aktiviert und die Blutzirkulation durch Abschalten des Blutpumpenantriebes unterbrochen.The device for intercepting and detecting air existsusually from a line inserted in the return lineChamber with a level sensor. Maybe bloodentrained air bubbles are separated in the chamber, andthe fill level of the chamber drops accordingly. If theLevel has dropped to a critical level, is due tothe air sensor activates an alarm device and theBlood circulation by switching off the blood pump driveinterrupted.
Diese Gestaltung der Sicherheitsvorrichtung hat u. a. den Nachteil, daß bei einem bestehenden Fehler, z. B. einer Undichtigkeit am Blutschlauchsystem, durch die Luft eingesaugt wird, der Alarm erst auftritt, wenn schon eine beträchtliche Menge Luft in den Kreislauf gelangt ist, und daß durch die in diesem gefährlichen Zustand notwendige automatische Abschaltung der Betrieb unterbrochen wird. Diese Betriebsunterbrechung stellt für den Patienten zumindest eine erhebliche Beunruhigung und Belastung dar.This design of the safety device has u. a. the afterpart that if there is an error, e.g. B. a leakon the blood tube system through which air is drawn in, the alarmonly occurs when there is already a considerable amount of air in theCirculation has come, and that through the dangerous in thisState necessary automatic shutdown of the operation underwill break. This business interruption represents for the patientwere at least a major worry and strain.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß die Kammer wegen dieser Arbeitsweise gewöhnlich nur teilweise mit Blut gefüllt ist und im oberen Teil Luft enthält, wobei das Blut im Strahl von dem Deckel endenden zuführenden Leitungsstück in den unteren Teil der Kammer herabfällt, an den das abführende Leitungsstück angeschlossen ist. Dadurch, daß Blut im Strahl, Luft mit sich reißend, in die Kammer herabfällt, entsteht eine zusätzliche Blutschädigung. Außerdem hat diese Anordnung den Nachteil, daß die Kammer ein großes Volumen haben muß, um zu erreichen, daß die unter den Flüssigkeitsspiegel gerissenen Luftblasen wieder aufsteigen können. Die damit verbundene Vergrößerung des extrakorporalen Blutvolumens ist aus medizinischer Sicht nicht wünschenswert. Eine bekannte Erscheinung bei derartigen Kammern mit frei herabfallendem Blutstrahl ist auch, daß sich ein feindisperser Schaum (sog. Mikroschaum) bildet, wobei auch die Gefahr besteht, daß sehr kleine Luftblasen wegen ihres geringen Auftriebes vom strömenden Blut mitgeführt werden und in den Blutkreislauf des Patienten gelangen.Another disadvantage arises from the fact that the chamberusually only partially with blood because of this way of workingis filled and contains air in the upper part, the blood in theBeam from the supply line piece ending in the cover inthe lower part of the chamber to which the laxative fallsLine piece is connected. Because there is blood in the jet,Taking air with it and falling into the chamber creates oneadditional blood damage. In addition, this arrangement has theDisadvantage that the chamber must have a large volume in order toachieve that those torn below the liquid levelAir bubbles can rise again. The related verExtracorporeal blood volume increase is from medicalView not desirable. A well-known phenomenon at derarterm chambers with freely falling blood jet is also thata finely dispersed foam (so-called microfoam) forms, wherebythere is also the danger that very small air bubbles because of theirlow buoyancy carried by the flowing blood and inenter the patient's bloodstream.
Die Messung des Druckes geschieht bei Vorhandensein einer Luftabscheidekammer der beschriebenen Art gewöhnlich in der Weise, daß an den Deckel der Kammer ein sogenannter Druckableitungsschlauch angeschlossen wird, der den Luftraum der Kammer mit einem Manometer verbindet. Dies hat an sich den Vorteil, daß unter normalen Betriebsbedingungen kein Blut in den Druckableitungsschlauch eindringen kann, jedoch wird dieser Vorteil mit den oben erwähnten Nachteilen erkauft.The pressure is measured in the presence of airdeposition chamber of the type described usually in such a waythat on the cover of the chamber a so-called pressure drainhose connected to the air space of the chamberconnects a manometer. This has the advantage in itself thatunder normal operating conditions, no blood in the pressure linecan penetrate, but this advantage withbought the disadvantages mentioned above.
Eine andere Anschlußweise für die Druckmessung besteht darin, daß an dem Blutschlauchsystem an der betreffenden Stelle eine einfache Abzweigung mit einem Druckableitungsschlauch vorgesehen wird, der an eine Manometer angeschlossen wird. Derartige Abzweigungen stellen jedoch ebenfalls eine Unstetigkeitsstelle für die Blutströmung dar, an der vermehrt eine Schädigung des Blutes auftritt. Blut, das vor allem infolge von Druckschwankungen in Verbindung mit der Kompressibilität der im Druckableitungsschlauch enthaltenen Luft in die abzweigende Leitung eintritt, stagniert dort, neigt zur Dekomposition und Gerinnung und geht somit dem Patienten verloren.Another connection method for pressure measurement isthat on the blood tube system at the point in question simple branching is provided with a pressure discharge hosewhich is connected to a manometer. Such twobut also provide a discontinuity for theBlood flow, which causes damage to the bloodoccurs. Blood, which is mainly due to pressure fluctuations inConnection with the compressibility of the pressure dischargeair contained in the branch pipe,stagnates there, tends to decompose and clot and leavesthus lost to the patient.
Generell stellen Druckableitungen der beschriebenen Art, wie in der Fachwelt bekannt, trotz der damit angestrebten Überwachungs- und Sicherheitsfunktion ihrerseits zu einem gewissen Grade eine Quelle von Störungen, Gefährdungen und anderen Nachteilen dar. Es besteht z. B. die Gefahr, daß Anschlüsse an den Manometern sich lösen oder undicht werden, so daß, je nach dem an der Meßstelle vorherrschenden Druck, Blut über die Druckableitungsschläuche austritt oder Luft angesaugt wird. Über die Druckableitungsschläuche können auch Infektionskeime in das Blut gelangen, was man durch das Einfügen von keimdichten Filtern in diese Leitungen oder an den Manometeranschlüssen zu verhindern sucht.In general, pressure derivatives of the type described, as inknown to the experts, despite the surveillance aimed atand security function for its part to a certain extentSource of interference, hazards and other disadvantages.There is e.g. B. the risk of connections to the pressure gaugesloosen or become leaky, so that, depending on theMeasuring point prevailing pressure, blood over the pressure drainhoses escapes or air is sucked in. About the DruckabLine tubing can also infect germs in the bloodget what you put in by inserting germ-proof filtersto prevent these lines or at the pressure gauge connectionslooking for.
Wegen der erwähnten Nachteile von Druckableitungsschläuchen werden insbesondere für die Überwachung des sogenannten arteriellen Druckes, d. h. des Druckes in der Leitung zwischen dem Blutentnahmeanschluß des Patienten und dem Einlaß der Blutpumpe, auch vereinfachte Drucküberwachungseinrichtungen in Form sogenannter arterieller Druckkissenschalter eingesetzt. In den Blutschlauch ist an dieser Stelle ein etwa kissenförmiger halbelastischer Hohlkörper eingefügt, der in eine Halterung mit einem elektrischen Schaltmechanismus eingesetzt wird. Bei Auftreten eines Unterdruckes zieht sich der Hohlkörper zusammen und betätigt hierbei den Schaltmechanismus, so daß eine Alarmvorrichtung aktiviert und der Antrieb der Blutpumpe ausgeschaltet wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß eine Messung des Druckwertes, die eine wertvolle Aussage über den Betriebszustand, insbesondere über den Ausnutzungsgrad der Ergiebigkeit des Patientenanschlusses liefern würde, hiermit nicht möglich ist, und daß der Druckwert, bei dem der Schaltmechanismus ausgelöst wird, u. a. aufgrund herstellungsbedingter Schwankungen in den Dimensionen und Elastizitätseigenschaften des Hohlkörpers sehr großen Steuungen unterliegt. Außerdem führt das Ansprechen dieser Sicherheitseinrichtung sofort zu einer Betriebsunterbrechung und den damit verbundenen Nachteilen, ohne daß der Benutzer die Möglichkeit hat, eine sich anbahnende Störung schon frühzeitig wahrzunehmen.Because of the mentioned disadvantages of pressure discharge hosesare used especially for monitoring the so-called arteriellen pressure, d. H. the pressure in the line between theBlood sampling port of the patient and the inlet of the blood pump,also simplified pressure monitoring devices in the form of so-calledcalled arterial pressure pad switch used. In theBlood tubing is an approximately pillow-shaped half at this pointelastic hollow body inserted into a holder withan electrical switching mechanism is used. When openif a vacuum occurs, the hollow body contracts andactuates the switching mechanism, so that an alarmdirection activated and the blood pump drive switched offbecomes. This arrangement has the disadvantage that a measurement of thePressure value, which is a valuable statement about the operatingstood, especially about the degree of utilization of the productivityof the patient connection would not be possible with thisand that the pressure value at which the switching mechanism is outis solved u. a. due to manufacturing-related fluctuations inthe dimensions and elastic properties of the hollow bodyvery large controls. The response also leadsthis safety device immediately to an interruptionchung and the associated disadvantages without the userzer has the possibility of an impending disturbanceperceive early.
Bestimmte Arten von Störungen werden außerdem durch die bisher üblichen Sicherheitseinrichtungen nicht erfaßt oder machen sich erst bemerkbar, wenn bereits größere Schäden eingetreten sind. Hierzu zählen insbesondere Störungen, die mit einer Änderung der Strömungsverhältnisse in der Dialysator- oder Filteranordnung und/oder mit einer Änderung der Blutviskosität verbunden sind, z. B. eine sich anbahnende Blutgerinnung in der Dialysator- oder Filteranordnung, die, wenn sie nicht frühzeitig erkannt wird, zu einer langwierigen Betriebsunterbrechung führt, weil in einem solchen Falle die gesamte Dialysator- oder Filteranordnung ausgewechselt werden muß, wobei das darin enthaltene Blut verlorengeht.Certain types of interference have also been identified by the so farusual safety devices are not detected or make themselvesonly noticeable when major damage has already occurred.These include in particular faults that occur with a change in theFlow conditions in the dialyzer or filter arrangementand / or associated with a change in blood viscosity,e.g. B. an upcoming blood coagulation in the dialyzer or Filter arrangement, which if not recognized early, tooa lengthy business interruption, because in onein such cases, the entire dialyzer or filter arrangementmust be replaced, the blood contained thereinget lost.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung von Blut durch Dialyse und/oder Filtration zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, bei der eine geringere Schädigung des Blutes eintritt und eine geringere Restmenge von Blut oder Blutbestandteilen am Ende der Behandlung im extrakorporalen Kreislauf verbleibt, und bei der sich anbahnende Störungen schon frühzeitig erkennbar sind und bei entsprechender weiterer Ausgestaltung die Überwachung des Blutkreislaufes erleichtert und die Sicherheit der Überwachung erhöht wird, und darüber hinaus eine Möglichkeit zu schaffen, eine sich anbahnende Gerinnung im extrakorporalen Blutkreislauf frühzeitig zu erkennen und den damit verbundenen Verlust von Blut zu vermeiden.The invention was based on the object of a device forTreatment of sheep's blood by dialysis and / or filtrationfen, which avoids the disadvantages mentioned, in which a gerinless damage to the blood occurs and a lower residual amountof blood or blood components at the end of treatment in extracorporeal circulation remains, and at the approaching endMalfunctions can be identified early and with the appropriatefurther development, the monitoring of the blood circulationfacilitated and increased security of surveillance, andbeyond creating a way to initiate onede Coagulation in the extracorporeal blood circulation increases earlyrecognize and verify the associated loss of bloodavoid.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen genannten Einrichtungen und Maßnahmen gelöst. Weitere Eigenschaften und Vorteile sowie Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Von den Abbildungen zeigtThis object is achieved by the one mentioned in the claimsdirections and measures resolved. Other properties andAdvantages and refinements of the invention result fromthe description below.From the pictures shows
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung,Fig. 1 shows a first embodiment of the invention in a schematic representation;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel,Fig. 2 shows a second embodiment,
Fig. 3 eine Anordnung für die Druck- und Luftüberwachung entsprechend der Erfindung in Frontansicht,Fig. 3 shows an arrangement for pressure and air monitoring speaking ent of the invention in front view,
Fig. 4 eine Seitenansicht der gleichen Anordnung,Fig. 4 is a side view of the same arrangement,
Fig. 5 eine Ansicht der Halterung der Druckmeß- und Luftsammelkammer von oben,Fig. 5 is a view of the mounting of the pressure measurement and Luftsam melkammer from above,
Fig. 6 ein Blockschema der Schaltungsanordnung zur Auswertung der Signale des Luftsensors,Fig. 6 is a block diagram of circuitry for evaluating the signals of the air sensor,
Fig. 7 eine Ansicht der Meßkammer für den arteriellen Druck,Fig. 7 is a view of the measuring chamber for the arterial pressure,
Fig. 8 einen Querschnitt der Meßkammer,Fig. 8 is a cross-section of the measuring chamber,
Fig. 9 ein Blockschema der Schaltungsanordnung zur Auswertung der Meßsignale der Drucksensoren,Fig. 9 is a block diagram of the circuit arrangement for evaluating the measurement signals of the pressure sensors,
Fig. 10 einen kombinierten Luft- und Durchflußsensor im Längsschnitt,Fig cut. 10 shows a combined air flow sensor and a longitudinal,
Fig. 11 eine Seitenansicht des Meßeinsatzes für den kombinierten Luft- und Druckflußsensor,Fig. 11 is a side view of the measuring insert for the Combined Air and Druckflußsensor,
Fig. 12 ein Blockschema der Schaltungsanordnung zur Auswertung der Signale des kombinierten Luft- und Durchflußsensors,Fig. 12 is a block diagram of circuitry for evaluating the signals of the sensors and combined air flow,
Fig. 13 ein Blockschema einer Schaltungsanordnung zur Überwachung des Blutflusses im Verhältnis zur Antriebsgeschwindigkeit der Blutpumpe,Fig. 13 is a block diagram of a circuit arrangement for surveil monitoring of blood flow in proportion to the drive speed of the blood pump,
Fig. 14 ein Blockschema einer Schaltungsanordnung zur Überwachung des Blutflusses im Verhältnis zur Antriebsgeschwindigkeit der Blutpumpe mit selbsttätiger Sollwertanpassung der Regelung des Blutpumpenantriebes.Fig. 14 is a block diagram of a circuit arrangement for monitoring the blood flow in relation to the drive speed of the blood pump with automatic setpoint adjustment of the control of the blood pump drive.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Behandlung von Blut durch Dialyse und/oder Filtration entsprechend der Erfindung ist inFig. 1 schematisch dargestellt. Das Blut gelangt von der Entnahmevorrichtung1 über eine Leitung2a,2b zum Einlaß einer Blutpumpe3. Diese fördert das Blut durch die Leitung4 zu der Dialysator- oder Filteranordnung5. Die für den Betrieb der Dialysator- bzw. Filteranordnung notwendigen Hilfseinrichtungen, z. B. Einrichtungen zur Durchströmung mit einer Dialysierflüssigkeit und/oder zur Abführung von Filtrat, sind in der Einheit8 zusammengefaßt. Von der Dialysator- oder Filteranordnung5 gelangt das Blut durch die Leitung7a,7b und die Rückführungsvorrichtung8 wieder in den Blutkreislauf des Patienten. Die in die Leitung7a,7b zwischen dem Auslaß der Dialysator- oder Filteranordnung5 und der Rückführungsvorrichtung8 eingefügte Überwachungsvorrichtung umfaßt eine vom Blut durchflossene, zur Abscheidung mitgeführter Luftblasen geeignete Kammer9, die gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung mindestens eine flexible Wand aufweist, durch die der Innendruck auf einen Drucksensor10 übertragen wird, und einen stromaufwärts von der Kammer, getrennt von ihr angeordneten Sensor11, der in Verbindung mit der zugehörigen Auswertungsschaltung (Fig. 6) zur Erkennung mitgeführter Luft geeignet ist. Darüber hinaus kann in weiterer Ausgestaltung ein weiterer gleichartiger Sensor12 stromabwärts von der Kammer9 angeordnet werden.An embodiment of a device for treating blood by dialysis and / or filtration according to the inven tion is shown schematically inFig. 1. The blood passes from the withdrawal device1 via a line2a ,2b to the inlet of a blood pump3 . This conveys the blood through line4 to the dialyzer or filter arrangement5 . The auxiliary devices necessary for the operation of the dialyzer or filter arrangement, e.g. B. facilities for flow with a dialysing fluid speed and / or for the removal of filtrate are summarized in the unit8 . From the dialyzer or filter assembly5 , the blood passes through the line7a ,7b and the return device8 back into the patient's bloodstream. The monitoring device inserted into the line7a ,7b between the outlet of the dialyzer or filter arrangement5 and the return device8 comprises a chamber9 through which blood flows and suitable for the separation of entrained air bubbles, which according to a preferred embodiment of the invention has at least one flexible wall , through which the internal pressure is transmitted to a pressure sensor10 , and an upstream of the chamber, separated from it arranged sensor11 , which is suitable in conjunction with the associated evaluation circuit (FIG. 6) for detecting entrained air. In addition, in a further embodiment, a further sensor12 of the same type can be arranged downstream of the chamber9 .
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Gestaltung der Kammer9 und ihrer Halterung, in die der Drucksensor10 eingebaut ist, sowie des Sensors11 ggf. des weiteren Sensors12 ist inFig. 3,Fig. 4 undFig. 5 angegeben. Die Kammer9 ist ein Hohlkörper aus flexiblem, blutverträglichem Material, z. B. Weich-PVC (Shorehärte 75-85, Wandstärke 0,5-1 mm), mit im wesentlichen glatter, kantenfreier Innenfläche und von länglichgerundetem Querschnitt. Am oberen und am unteren Ende sind die Leitungen für die Zu- bzw. Abführung des Blutes angeschlossen. Ein zusätzlicher Anschluß18 am oberen Teil der Kammer dient der Entlüftung. Er kann zu diesem Zweck, wie inFig. 1 gezeigt, ein offen endendes Leitungsstück19 aufweisen, das nach Bedarf mit einer Klemme20 verschlossen gehalten wird.A preferred embodiment for the design of the chamber9 and its holder, in which the pressure sensor10 is built into, as well as the sensor11, if necessary, of the further sensor12 isshown inFig. 3,Fig. 4 andFig. 5 below. The chamber9 is a hollow body made of flexible, blood-compatible material, e.g. B. Soft PVC (Shore hardness 75-85, wall thickness 0.5-1 mm), with an essentially smooth, edge-free inner surface and an elongated, rounded cross-section. The lines for supplying and removing the blood are connected at the upper and lower ends. An additional connection18 on the upper part of the chamber serves for ventilation. For this purpose, as shown inFIG. 1, it can have an open-ended line piece19 , which is kept closed by a clamp20 as required.
Die Halterung für die Kammer besteht aus einer Rückwand13, Seitenwänden14, einem Boden15 und einer Vorderwand16. Der von diesen Teilen umschlossene Raum entspricht den äußeren Maßen der Kammer9. Für das Einsetzen der Kammer und für einen zuverlässigen Sitz der Kammer in der Halterung ist es besonders vorteilhaft, daß die Vorderwand16 und der Boden15 der Halterung einen durchgehenden Schlitz aufweisen, dessen Breite etwas größer als der Durchmesser des am unteren Teil der Kammer angeschlossenen Schlauches ist. Die Unterteilung der Vorderwand und des Bodens durch den Schlitz ist maßgebend dafür, daß die Kammer mit den angeschlossenen Leitungen von oben in die Halterung gesteckt werden kann und, nachdem sie bis zum Boden geschoben ist, trotz ihrer Flexibilität einen zuverlässigen Sitz hat.The holder for the chamber consists of a rear wall13 , side walls14 , a bottom15 and a front wall16 . The space enclosed by these parts corresponds to the outer dimensions of the chamber9 . For the insertion of the chamber and for a reliable seat of the chamber in the holder, it is particularly advantageous that the front wall16 and the bottom15 of the holder have a continuous slot, the width of which is slightly larger than the diameter of the lower part of the chamber connected hose. The subdivision of the front wall and the bottom by the slot is decisive for the chamber with the connected lines being able to be inserted into the holder from above and, after being pushed down to the floor, having a reliable fit despite its flexibility.
In die Rückwand13 der Halterung ist der Drucksensor10 so eingebaut, daß seine drucksensitive Meßfläche schon im drucklosen Zustand mit der flexiblen Rückwand21 der Kammer annähernd in Berührung ist. Geeignet sind insbesondere Drucksensoren, bei denen nur eine sehr geringe Auslenkung der Meßfläche erfolgt, z. B. piezoresistive Drucksensoren, bei denen die Meßfläche als Membran ausgebildet ist, auf deren Rückseite Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind.In the rear wall13 of the bracket, the pressure sensor10 is installed so that its pressure-sensitive measuring surface is already in contact with the flexible rear wall21 of the chamber in the depressurized state. Particularly suitable are pressure sensors in which there is only a very small deflection of the measuring surface, e.g. B. piezoresistive pressure sensors, in which the measuring surface is designed as a membrane, strain gauges are arranged on the back.
Das vom Drucksensor abgegebene Meßsignal folgt bei der beschriebenen Anordnung linear dem in der Kammer herrschenden Druck. Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung wird praktisch ausschließlich von den Eigenschaften des Drucksensors bestimmt. Insbesondere tritt bei der vorgesehenen Art der Druckübertragung keine merkliche zusätzliche Hysterese oder Drift auf, und auch äußere Einflüsse, wie Manipulationen an den an die Kammer angeschlossenen Leitungen, haben aufgrund der besonderen Gestaltung der Halterung der Kammer keinen merklichen Einfluß.The measurement signal emitted by the pressure sensor follows the describedlevel arrangement linearly the pressure prevailing in the chamber. TheAccuracy and reproducibility of the measurement becomes practicaldetermined solely by the properties of the pressure sensor.In particular occurs with the intended type of pressure transmissionno noticeable additional hysteresis or drift on, and alsoexternal influences, such as manipulation of those attached to the chamberclosed lines, due to the special designthe holder of the chamber has no noticeable influence.
Der Sensor11 ist in Verbindung mit der zugehörigen Auswertungsschaltung dazu bestimmt, festzustellen, ob und insbesondere wie lange der Kammer9 Luft anstelle von Blut zugeführt wird. Bei dem inFig. 3 undFig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält der Luftsensor eine Ultraschall-Meßstrecke mit je einem Ultraschallwandler auf der Sende- und der Empfangsseite, wobei jeder Ultraschallwandler aus einem piezoelektrischen Element22, 22a und einem Ankopplungsstück23 besteht. Die Ankopplungsstücke sind so geformt, daß sich unter Ausnutzung der Elastizität der aus einem Schlauch bestehenden Leitung eine ausreichende Berührungsfläche bildet.The sensor11 in conjunction with the associated evaluation circuit is intended to determine whether and in particular for how long the chamber9 is supplied with air instead of blood. In the example shown inFig. 3 andFig. 4 embodiment, the air sensor, an ultrasonic measuring path, each with an ultrasonic transducer at the transmitting and the receiving side, each said ultrasonic transducer made of a piezoelectric element22, 22a, and a coupling piece23 is made. The coupling pieces are shaped in such a way that, using the elasticity, the line consisting of a hose forms a sufficient contact surface.
Sofern der Sensor11 (oder12) nur der Erfassung von Luft und nicht zugleich auch, wie weiter unten beschrieben, der Erfassung der Strömungsgeschwindigkeiten dient, kommen für diesen Zweck auch fotoelektrische Sensoren in Betracht.If the sensor11 (or12 ) only serves to detect air and not at the same time, as described further below, to measure the flow velocities, photoelectric sensors can also be used for this purpose.
Nach dem inFig. 2 gezeigten Auführungsbeispiel stehen der Drucksensor10 und der Sensor11 sowie der eventuell vorhandene zusätzliche Sensor12 und eine eventuell vorhandene weitere Drucküberwachungseinrichtung24 mit einer elektronischen Schaltung25 in Verbindung. Diese verarbeitet die von den Sensoren aufgenommenen Signale, steuert eine Anzeigevorrichtung26 für den von dem Drucksensor10 aufgenommenen Druck und bringt das System bei Überschreitung von Grenzwerten in einen sicheren Zustand, indem sie eine Alarmvorrichtung28 aktiviert und die Versorgung des Antriebsmotors27 der Blutpumpe3 unterbricht.According to the exemplary embodiment shown inFIG. 2, the pressure sensor10 and the sensor11 as well as any additional sensor12 which may be present and any further pressure monitoring device24 which may be present are connected to an electronic circuit25 . This processes the signals recorded by the sensors, controls a display device26 for the pressure recorded by the pressure sensor10 and brings the system into a safe state when limit values are exceeded by activating an alarm device28 and supplying the drive motor27 of the blood pump3 interrupts.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Zeitabschnitte, in denen der stromaufwärts von der Kammer9 angeordnete Sensor11 signalisiert, daß der Kammer Luft anstelle von Blut zugeführt wird, zu summieren und bei Erreichen bestimmter Grenzwerte der Summe der einzelnen Zeitabschnitte oder einer davon abgeleiteten Größe die Sicherheitsfunktionen zu aktivieren. Die hierzu vorgesehene Schaltungsanordnung ist in Form eines Blockschemas inFig. 6 angegeben. Der senderseitige Ultraschallwandler22 wird von dem Oszillator29 gespeist. Das vom empfängerseitigen Ultraschall wandler22a gelieferte Signal wird durch den Verstärker80 auf eine ausreichende Amplitude gebracht. Das verstärkte Signal wird dann durch den Demodulator81 hinsichtlich seiner Amplitude ausgewertet und die so erhaltene Spannung durch einen Tiefpaß82 geglättet. Die Ausgangsspannung des Tiefpasses ist hoch, solange die Meßstrecke des Luftsensors mit Blut gefüllt ist. Wenn Luft die Meßstelle passiert, sinkt sie für die betreffende ZeitdauerT auf einen niedrigen Wert ab. Aufgrund dieses Verhaltens liefert der Komparator83 jeweils ein positives Signal mit der betreffenden ZeitdauerT. Das Ausgangssignal des Komparators83 steuert eine Summiervorrichtung95. Diese enthält ein UND-Gatter84, an dessen anderem Eingang ein von einem Oszillator85 geliefertes Impulssignal mit der Frequenzf2 liegt. Dadurch wird erreicht, daß am Ausgang des UND-Gatters jeweils eine Anzahl von Impulsen auftritt, die der ZeitT proportional ist, nämlichf2 ·T. Diese Impulse werden durch einen Zähler86 summiert. Wenn eine erste vorbestimmte Gesamtzahl von Impulsen, entsprechend einer GesamtzeitT1, erreicht ist, liefert der Zähler86 ein Ausgangssignal, durch das die Alarmvorrichtung87 aktiviert wird. Passiert weiterhin Luft die Meßstelle, so wird schließlich bei Erreichen einer höheren vorbestimmten Gesamtzahl von Impulsen, entsprechend der GesamtzeitT2, durch einen weiteren Ausgang des Zählers86 die Alarmvorrichtung89 aktiviert und über das Relais88 der Antrieb der Blutpumpe ausgeschaltet. Diese Anordnung hat gegenüber den bisher gebräuchlichen Einrichtungen dieser Art den wesentlichen Vorteil, daß der Benutzer durch einen Voralarm schon aufmerksam gemacht wird, wenn die angesammelte Luftmenge noch relativ klein ist, so daß die Situation geprüft die Ursache behoben werden kann, bevor der Hauptalarm auftritt und der Betrieb durch die damit verbundene automatische Abschaltfunktion unterbrochen wird.According to the invention, the periods in which the sensor11 arranged upstream of the chamber9 signals that the chamber is supplied with air instead of blood, add up and when certain limit values of the sum of the individual periods or a quantity derived therefrom are reached, the safety functions to activate. The circuit arrangement provided for this purpose is given in the form of a block diagram inFIG. 6. The transmitter-side ultrasound transducer22 is fed by the oscillator29 . The signal delivered by the receiver-side ultrasound converter22a is brought to a sufficient amplitude by the amplifier80 . The amplitude of the amplified signal is then evaluated by the demodulator81 and the voltage thus obtained is smoothed by a low-pass filter82 . The output voltage of the low pass is high as long as the measuring section of the air sensor is filled with blood. When air passes the measuring point, it drops to a low value for the relevant time periodT. Because of this behavior, the comparator83 in each case delivers a positive signal with the relevant time periodT. The output signal of the comparator83 controls a summing device95 . This contains an AND gate84 , at the other input of which a pulse signal delivered by an oscillator85 with the frequencyf2 is present. This ensures that a number of pulses occurs at the output of the AND gate, which is proportional to the timeT , namelyf2 ·T. These pulses are summed by a counter86 . When a first predetermined total number of pulses, corresponding to a total timeT1 , is reached, the counter86 provides an output signal by which the alarm device87 is activated. If air continues to pass the measuring point, the alarm device89 is finally activated upon reaching a higher predetermined total number of pulses, corresponding to the total timeT2 , by a further output from the counter86 and switched off via the relay88 of the drive of the blood pump. This arrangement has the essential advantage over the previously used devices of this type that the user is already made aware of a pre-alarm when the accumulated amount of air is still relatively small, so that the situation can be checked, the cause can be remedied before the main alarm occurs and the operation is interrupted by the associated automatic shutdown function.
Bei einem bestimmten BlutflußQ bzw. einer bestimmten Förderleistung der Blutpumpe (Volumen pro Zeiteinheit) entspricht ein Ausgangssignal der DauerT am Ausgang des Komparators83 einem bestimmten Luftvolumen, das in die Kammer9 gefördert wurde, nämlichV =Q ·T. Die GesamtzeitenT1 undT2, die sich aus der Addition der ZeitenT bis zum Auftreten des Alarmsignals bzw. des Abschaltsignals an den Ausgängen des Zählers86 ergeben, werden dementsprechend so festgelegt, daß unter Berücksichtigung der maximal einstellbaren FörderleistungQmax das ProduktT1 ·Qmax bzw.T2 ·Qmax erheblich kleiner bzw. kleiner als das VolumenVk der Kammer9 ist. Auf diese Weise reicht das Volumen der Kammer in jedem Falle aus, die gesamte bis zum Auftreten des Abschaltsignals geförderte Luft aufzunehmen.T1 kann bei der vorgesehenen Anordnung vorteilhafterweise so gewählt werden, daß der Voralarm schon bei einer geringen Luftmenge, die z. B. 5-20 Prozent des Kammervolumens ausmacht, ausgelöst wird, so daß unter normalen Betriebsbedingungen, d. h. im alarmfreien Zustand, die vorhandene Luftmenge stets sehr gering ist.At a certain blood flowQ or a certain delivery rate of the blood pump (volume per unit of time), an output signal of the durationT at the output of the comparator83 corresponds to a certain volume of air that was conveyed into the chamber9 , namelyV =Q ·T. The total timesT1 andT2 , which result from the addition of the timesT to the occurrence of the alarm signal or the switch-off signal at the outputs of the counter86 , are accordingly determined such that the productT1 is taken into account, taking into account the maximum adjustable deliveryrate Qmax · isQmax andT2 *Qmax substantially smaller or smaller than the volumeVk of the chamber.9 In this way, the volume of the chamber is in any case sufficient to hold all of the air delivered until the switch-off signal occurs.T1 can advantageously be chosen in the arrangement provided so that the pre-alarm even with a small amount of air, the z. B. accounts for 5-20 percent of the chamber volume, is triggered so that under normal operating conditions, ie in the alarm-free state, the amount of air present is always very low.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Oszillator85 als frequenzlinear steuerbaren Oszillator (VCO) auszubilden und ihn mit einem der Förderleistung proportionalen Signal zu steuern. Im einfachsten Falle kann ein solches Signal mit ausreichender Genauigkeit aus der Drehgeschwindigkeit des Blutpumpenantriebes abgeleitet werden. Vorteilhafter ist es jedoch, hierfür ein durch Messung des Blutflusses, wie weiter unten beschrieben, gewonnenes Signal zu benutzen, weil dieses auch die durch die Arbeitsweise der Blutpumpe bedingten Schwankungen des Blutflusses berücksichtigt. Durch die Steuerung des Oszillators85 wird erreicht, daß die ZeitenT, in denen Luft anstelle von Blut die Meßstelle am Ort des Luftsensors11 passiert, mit der jeweils eingestellten Förderleistung bewertet werden und somit durch die Zählung der Schwingungsperioden des Oszillators85 eine relativ genaue Messung des Luftvolumens erreicht wird. Daher werden unabhängig von der Einstellung der Förderleistung die Alarmsignale nach Erreichen bestimmter geförderter Luftvolumina ausgelöst.In a further embodiment of the invention, it is provided to design the oscillator85 as a frequency linearly controllable oscillator (VCO) and to control it with a signal proportional to the delivery rate. In the simplest case, such a signal can be derived with sufficient accuracy from the speed of rotation of the blood pump drive. However, it is more advantageous to use a signal obtained by measuring the blood flow, as described below, because this also takes into account the fluctuations in the blood flow caused by the operation of the blood pump. By controlling the oscillator85 it is achieved that the timesT , in which air instead of blood pas siert the measuring point at the location of the air sensor11 , are evaluated with the respectively set delivery rate and thus by the counting of the oscillation periods of the oscillator85 a relatively accurate Measurement of the air volume is achieved. Therefore, regardless of the setting of the delivery rate, the alarm signals are triggered after reaching certain conveyed air volumes.
Nachdem ein Alarmsignal aufgetreten ist und die Ursache der Störung behoben wurde, kann der Zähler86 durch ein Rücksetz-Befehl (Reset) wieder in seine Anfangsstellung gebracht werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine abweichende Anfangsstellung zu wählen (Preset) und dadurch die Alarmgrenzen zu variieren.After an alarm signal has occurred and the cause of the fault has been eliminated, the counter86 can be reset to its initial position by a reset command. However, it is also possible to select a different starting position (preset) and thereby vary the alarm limits.
GemäßFig. 6 ist außerdem vorgesehen, bei jedem Auftreten einer Luftblase, die der Sensor11 erfaßt, ein Warnsignal zu erzeugen, ohne bereits den eigentlichen Alarm oder die Abschaltfunktion auszulösen. Der Ausgang des Komparators83 ist zu diesem Zweck mit einer Warnvorrichtung90 verbunden. Dies hat den wichtigen Vorteil, daß eine sich anbahnende Störung, z. B. das Ansaugen von Luft durch eine Undichtigkeit am Blutschlauchsystem, schon frühzeitig erkannt wird und behoben werden kann, ohne daß sich das gesamte System abschaltet und somit eine Betriebsunterbrechung eintritt, die für den Patienten sehr belastend ist.According toFIG. 6, provision is also made to generate a warning signal each time an air bubble is detected by the sensor11 without already triggering the actual alarm or the switch-off function. For this purpose, the output of the comparator83 is connected to a warning device90 . This has the important advantage that an impending disorder, e.g. B. the suction of air due to a leak in the blood tubing system is recognized early and can be remedied without the entire system being switched off and thus an interruption in operation that is very stressful for the patient.
Als zusätzliche Sicherheitseinrichtung kann, wie inFig. 1,Fig. 3 undFig. 4 angegeben, ein weiterer Sensor12 stromabwärts von der Kammer9 an der Leitung7b angeordnet werden. Die Auswertung des Meßsignals dieses Sensors erfolgt in der Weise, daß sofort der Antriebsmotor27 der Blutpumpe ausgeschaltet und die Alarmvorrichtung28 aktiviert wird, wenn an dieser Meßstelle Luft anstelle von Blut auftritt. Alternativ kann ein solcher zusätzlicher Luftsensor auch in die Halterung der Kammer9 eingebaut werden, so daß er anspricht, falls die Kammer9 eine übermäßige Menge Luft aufnimmt.As an additional security device as shown inFig. 1,Fig. 3 andFig can. 4 indicated, a further sensor12 located downstreamb of the chamber9 to the line7. The evaluation of the measurement signal of this sensor is carried out in such a way that the drive motor27 of the blood pump is immediately switched off and the alarm device28 is activated when air instead of blood occurs at this measuring point. Alternatively, such additional Licher air sensor can also be installed in the holder of the chamber9 so that it responds if the chamber9 absorbs an excessive amount of air.
Bei dem Ausführungsbeispiel nachFig. 1 ist in die Leitung2a,2b zwischen der Entnahmevorrichtung1 und dem Einlaß der Blutpumpe3 eine Drucküberwachungseinrichtung24 eingefügt. Diese besteht entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einer Kammer30, die in eine Halterung der zuvor (Fig. 3-5) beschriebenen Bauart mit eingebautem Drucksensor33 eingesetzt ist. Einzelheiten der besonderen Konstruktion der Kammer30 sind inFig. 7 undFig. 8 angegeben. Sie ist wie die Kammer9 als flexibler Hohlkörper mit im wesentlichen glatter, kantenfreier Innenfläche und mit länglichgerundetem Querschnitt gestaltet, zusätzlich ist sie jedoch mit einer gebogenen Blattfeder31 ausgestattet, die sie umschließt und mit den gegenüberliegenden flachen Wänden z. B. durch Laschen32 verbunden ist. Die Feder31 ist so dimensioniert, daß nach dem Einsetzen der Kammer im drucklosen Zustand in die Halterung bereits eine bestimmte Druckkraft auf den Drucksensor ausgeübt wird. Durch positiven Druck in der Kammer wird diese gesteigert, durch negativen Druck (unterhalb des atmosphärischen Druckes) vermindert, so daß auf diese Weise sowohl positive als auch negative Druckwerte erfaßt werden, die in der Leitung2a,2b zwischen der Entnahmevorrichtung1 und dem Einlaß der Blutpumpe3 auftreten können. Zur korrekten Festlegung des Nullpunktes der Druckanzeige auf dem Anzeigeinstrument93 genügt eine Kompensation der durch die Druckkraft der Feder31 bedingten Nullpunktverschiebung bei der Inbetriebnahme. Diese Kompensation kann im einfachsten Falle mechanisch durch Verdrehen der Skala des Anzeigeinstruments oder aber automatisch mit elektronischen Mitteln erfolgen.In the embodiment ofFIG. 1 is in the conduit2a,2b between the removal device1 and the inlet of the blood pump3, a pressure monitoring device24 is inserted. According to a further advantageous embodiment of the invention, this consists of a chamber30 which is used in a holder of the type described above (FIGS. 3-5) with a built-in pressure sensor33 . Details of the particular design of the chamber30 areshown inFIG. 7 andFIG. Specified. 8 It is like the chamber9 designed as a flexible hollow body with wesent union smooth, edge-free inner surface and with an elongated rounded cross section, but in addition it is equipped with a curved leaf spring31 which encloses it and with the opposite flat walls z. B. is connected by tabs32 . The spring31 is dimensioned such that a certain pressure force is already exerted on the pressure sensor after the chamber has been inserted into the holder without pressure. This is increased by positive pressure in the chamber and reduced by negative pressure (below atmospheric pressure), so that both positive and negative pressure values are detected in this way, which are in line2a ,2b between the removal device1 and the Intake of the blood pump3 can occur. To correctly determine the zero point of the pressure display on the display instrument93 , a compensation of the zero point shift caused by the pressure force of the spring31 is sufficient during commissioning. In the simplest case, this compensation can be carried out mechanically by rotating the scale of the display instrument or automatically with electronic means.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist inFig. 2 schematisch dargestellt. Auch bei dieser Anordnung ist in die Leitung7a,7b zwischen dem Auslaß der Dialysator- oder Filteranordnung5 und der Rückführungsvorrichtung8 eine Überwachungseinrichtung mit der Kammer9 und dem Drucksensor10 sowie dem stromaufwärts von der Kammer9 angeordneten Sensor11 eingefügt, deren Funktion im wesentlichen mit der zuFig. 1 gegebenen Beschreibung übereinstimmt. Als zusätzliche Sicherheitseinrichtung kann auch in diesem Falle vorteilhafterweise ein weiterer Luftsensor12 stromabwärts von der Kammer9 vorgesehen werden. Bei der Anordnung nachFig. 2 ist außerdem in die Leitung4a,4b zwischen dem Auslaß der Blutpumpe3 und dem Einlaß der Dialysator- oder Filteranordnung5 eine Überwachungseinrichtung eingefügt, die entsprechend der bevorzugten Ausführung aus einer Kammer35, deren Innendruck durch die flexible Kammerwand auf den Drucksensor36 übertragen wird, und einem stromaufwärts von der Kammer35 angeordneten, zur Erkennung von Luft geeigneten Sensor37 besteht. Außerdem ist es auch bei dieser Überwachungseinrichtung zur weiteren Erhöhung der Sicherheit vorteilhaft, auch stromabwärts von der Kammer35 einen zur Erkennung von Luft geeigneten Sensor92 vorzusehen.A second embodiment of the invention is shown schematically inFIG. 2. Also in this arrangement, a monitoring device with the chamber9 and the pressure sensor10 and the sensor11 arranged upstream of the chamber9 is inserted into the line7a ,7b between the outlet of the dialyzer or filter arrangement5 and the feedback device8 , whose function essentially corresponds to the description given forFIG. 1. As an additional Sicherheitseinrich device, another air sensor12 can also advantageously be provided downstream of the chamber9 in this case. In the arrangement according toFIG. 2, a monitoring device is also inserted into the line4a ,4b between the outlet of the blood pump3 and the inlet of the dialy sator or filter arrangement5 , which, according to the preferred embodiment, consists of a chamber35 , the internal pressure of which is transmitted through the flexible chamber wall to the pressure sensor36 , and there is a sensor37 arranged upstream of the chamber35 and suitable for detecting air. In addition, it is also advantageous for this monitoring device to further increase security to also provide a sensor92 suitable for detecting air downstream of the chamber35 .
Die von den Druck- und Luftsensoren gelieferten Signale werden in einer elektronischen Schaltung91 vorbereitet, um daraus die auf den Anzeigeinstrumenten26, 38 angezeigten Informationen abzuleiten und bei Überschreitung von Grenzwerten die Alarmvorrichtung28 zu aktivieren und den Antriebsmotor27 der Blutpumpe auszuschalten. Das Signal des Sensors37 wird erfindungsgemäß dazu genutzt, die Zeiten, in denen der Kammer35 Luft anstelle von Blut zugeführt wird, zu erfassen, zu summieren und bei Erreichen bestimmter Gesamtzeiten bzw. bestimmter Gesamtmengen von Luft, die sich in der Kammer35 gesammelt haben, ein Alarmsignal auszulösen und gleichzeitig oder bei Erreichen eines weiteren Grenzwertes die Zirkulation zu unterbrechen.The signals supplied by the pressure and air sensors are prepared in an electronic circuit91 to derive the information displayed on the display instruments26, 38 and to activate the alarm device28 when limit values are exceeded and to switch off the drive motor27 of the blood pump. The signal of the sensor37 is used according to the invention to record the times in which air instead of blood is supplied to the chamber35 , to sum them and when certain total times or certain total amounts of air which have collected in the chamber35 are reached to trigger an alarm signal and to interrupt circulation at the same time or when another limit value is reached.
Die Verarbeitung der Signale der beiden Drucksensoren10 und36 ist inFig. 9 in Form eines Blockschaltbildes angegeben. Beide Signale werden zunächst durch Verstärker39, 40 auf einen ausreichenden Pegel gebracht. Das Ausgangssignal des Verstärkers39, entsprechend dem in der Kammer9 herrschenden Druck, wird dem Anzeigeinstrument26 zugeführt. Es gelangt außerdem an den Eingang eines Komparators41 und wird mit einstellbaren Grenzwerten verglichen, bei deren Überschreitung der Antrieb der Blutpumpe über das Relais42 ausgeschaltet wird. Durch den Differenzverstärker43 wird die Differenz zwischen den beiden Drucksignalen, entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Dialysator- oder Filteranordnung5, gebildet. Im einfachsten Falle kann dieses Differenzsignal unmittelbar einem Anzeigeinstrument zugeführt werden. In besonders vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch gemäßFig. 9 vorgesehen, mit Hilfe des Dividierers44 den QuotientenP/Q des DifferenzsignalsP und einer dem Blutfluß oder der Förderleistung der Blutpumpe proportionalen GrößeQ zu bilden und diesen Quotienten auf dem Anzeigeinstrument38 anzuzeigen. Vorzugsweise wird hierzu ein durch Messung des Blutflusses in der unten beschriebenen Weise gewonnenes, der GrößeQ entsprechendes Signal benutzt, weil dieses auch die durch die Arbeitsweise der Blutpumpe bedingten Schwankungen des Blutflusses berücksichtigt. Die GrößeP/Q wird außerdem durch den Komparator45 mit mindestens einem einstellbaren Grenzwert verglichen, bei dessen Überschreitung ein Alarm- oder Warnsignal ausgelöst wird und gleichzeitig oder bei Überschreitung eines weiteren oberen und/oder unteren Grenzwerts über ein Relais46 den Antrieb der Blutpumpe auszuschalten.The processing of the signals from the two pressure sensors10 and36 is shown inFIG. 9 in the form of a block diagram. Both signals are first brought to a sufficient level by amplifiers39, 40 . The output signal of the amplifier39 , corresponding to the pressure prevailing in the chamber9 , is fed to the display instrument26 . It also arrives at the input of a comparator41 and is compared with adjustable limit values, when exceeded the drive of the blood pump is switched off via the relay42 . By the differential amplifier43 , the difference between the two pressure signals, corresponding to the pressure difference between the one and the outlet of the dialyzer or filter arrangement5 , is formed. In the simplest case, this difference signal can be fed directly to a display instrument. In particular, a further advantageous embodiment of the invention is provided in accordance withFIG. 9, using the divider44 to form the quotientP / Q of the difference signalP and a quantityQ proportional to the blood flow or the delivery rate of the blood pump, and this quotient on the display instrument38 to show. For this purpose, a signal corresponding to the quantityQ obtained by measuring the blood flow in the manner described below is preferably used, because this also takes into account the fluctuations in the blood flow caused by the mode of operation of the blood pump. The sizeP / Q is also compared by the comparator45 with at least one adjustable limit value, when it is exceeded an alarm or warning signal is triggered and at the same time or when a further upper and / or lower limit value is exceeded via a relay46, the drive of the blood pump turn off.
Die beschriebene Anordnung (Fig. 2,Fig. 9) hat gegenüber dem AusführungsbeispielFig. 1 mehrere zusätzliche wichtige Vorteile: Durch die Kammer35 wird Luft, die in den extrakorporalen Kreislauf gelangt ist, schon vor der Dialysator- oder Filteranordnung5 abgefangen. Dadurch wird erreicht, daß Störungen des Strömungsverlaufes in der Dialysator- oder Filteranordnung und eine Verminderung der Effektivität sowie eine Blockierung des Durchganges eines Teils der Hohlfasern bei Kapillardialysatoren oder -filtern durch angesammelte Luft vermieden werden. Eine sich anbahnende Undichtigkeit, die zum Eindringen von Luft in den extrakorporalen Kreislauf führt, wird durch den stromaufwärts von der Kammer35 angeordneten Luftsensor37 frühzeitig signalisiert, so daß die Ursache beseitigt werden kann, bevor sich eine übermäßige Menge Luft angesammelt hat, was zu einer Unterbrechung der Zirkulation zwingen würde.The arrangement described (Fig. 2,Fig. 9) has several additional important advantages over the embodiment ofFig. 1: Air35 which has entered the extracorporeal circuit is intercepted before the dialyzer or filter arrangement5 by the chamber35 . This ensures that disturbances in the flow in the dialyzer or filter arrangement and a reduction in effectiveness and a blockage of the passage of part of the hollow fibers in capillary dialyzers or filters through accumulated air are avoided. An impending leak, which leads to the penetration of air into the extracorporeal circuit, is signaled early by the air sensor37 arranged upstream of the chamber35 , so that the cause can be eliminated before an excessive amount of air has accumulated, which leads to an interruption of the circulation.
Die in der beschriebenen Weise gewonnene Information über die Druckdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß der Dialysator- oder Filteranordnung liefert außerdem eine wertvolle Aussage über den Strömungswiderstand der Dialysator- oder Filteranordnung einschließlich ihrer Zu- und Ableitungen. Hierdurch können Leitungsauftrennungen oder Strömungshindernisse in diesem Bereich selbsttätig erkannt werden. Insbesondere ist eine sich anbahnende Blutgerinnung, bei der die Viskosität des Blutes ansteigt und somit die Druckdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß der Dialysator- oder Filteranordnung zunimmt, frühzeitig erkennbar, so daß es möglich ist, durch entsprechende Gegenmaßnahmen die Gerinnung und den dadurch bedingten Blutverlust und die erhebliche Betriebsstörung zu vermeiden. Diese Eigenschaft ist von zusätzlicher Bedeutung bei der Behandlung von Patienten, die blutungsgefährdet sind, und bei denen daher die Dosierung von gerinnungsaufnehmenden Mitteln sehr restriktiv gehandhabt werden muß.The information obtained in the manner described about thePressure difference between inlet and outlet of the dialyzer orFilter arrangement also provides valuable information about theFlow resistance of the dialyzer or filter arrangementfinally their feed and discharge. This canLine breaks or flow obstacles in thisArea can be recognized automatically. In particular is oneinitiating blood coagulation, in which the viscosity of the bloodincreases and thus the pressure difference between inlet and outletthe dialyzer or filter arrangement increases, recognize earlybar, so that it is possible to take appropriate countermeasures coagulation and the resulting blood loss andto avoid significant malfunction. This property isof additional importance in the treatment of patients whoare at risk of bleeding, and therefore in which the dosage ofcoagulant agents are handled very restrictivelygot to.
Darüber hinaus ist diese Anordnung auch geeignet, Störungen in der zum Betrieb der Dialysator- oder Filteranordung5 vorgesehenen Einrichtung6 selbsttätig zu erkenen, z. B. eine für den Patienten schädliche übermäßig hohe Filtrationsgeschwindigkeit, die ebenfalls zu einer Steigerung der Blutviskosität führt.In addition, this arrangement is also suitable for automatically detecting malfunctions in the device6 provided for operating the dialyzer or filter arrangement5 , for. B. an excessively high filtration rate harmful to the patient, which also leads to an increase in blood viscosity.
Die erfindungsgemäß vorgesehene oben beschriebene Maßnahme, den Quotienten aus der Druckdifferenz und dem Blutfluß bzw. der Fördergeschwindigkeit zu bilden und zu überwachen, bietet gegenüber der einfacheren Überwachung der Druckdifferenz den entscheidenden Vorteil, daß diese GrößeP/Q von unterschiedlichen Einstellungen der Fördergeschwindigkeit, die während des Betriebes von Hand oder auch automatisch wirkende adaptive Regeleinrichtungen, wie sie u. a. gemäß einer unten beschriebenen weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sind, vorgenommen werden, nur wenig beeinflußt wird und im wesentlichen die Strömungsverhältnisse in der Dialysator- oder Filteranordnung und die Viskosität des Blutes charakterisiert.The measure according to the invention, described above, of forming and monitoring the quotient of the pressure difference and the blood flow or the conveying speed offers the decisive advantage over the simpler monitoring of the pressure difference that this variableP / Q depends on different settings of the conveying speed, the during the operation bes by hand or automatically acting adaptive Regelein devices, as they are provided, inter alia, according to a further embodiment of the invention described below, are made only slightly influenced and essentially the flow conditions in the dialyzer or filter arrangement and characterized the viscosity of the blood.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, einen oder mehrere der Sensoren11, 12, 37, 92 so auszubilden, daß außer dem Auftreten von Luft auch die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes erfaßt wird. Eine bevorzugte Gestaltung des hierfür vorgesehenen Sensors ist inFig. 10 undFig. 11 schematisch dargestellt. In den betreffenden Leitungsabschnitt des Blutschlauchsystems ist ein Meßeinsatz47 mit einem Strömungskanal48 eingefügt. Der Meßeinsatz hat zwei flügelartige seitliche Ansätze49 mit Kopplungsflächen50, die der Ein- bzw. Auskopplung eines Ultraschallsignals dienen. Der Meßeinsatz wird in die Halterung51, 52 eingesetzt, in deren oberem Teil51 sich zwei Ultraschallwandler befinden, jeweils bestehend aus einem piezoelektrischen Element53, 53a und einem Ankopplungsstück54, 54a. Im eingesetzten Zustand stehen die Ankopplungsstücke54, 54a mit den Kopplungsflächen50 in Berührung. Ein ausreichender Anpreßdruck wird vorzugsweise dadurch erzielt, daß die beiden Teile der Halterung federnd gegeneinander gelagert sind. Die Achsen der beiden Ultraschallwandler stehen zur Längsachse des Strömungskanals48 in einem Winkel der Größenordnung 15-50 Grad, und die seitlichen Ansätze49 sind so geformt, daß die Ausbreitung der Ultraschallwellen unter dem genannten Winkel in Richtung auf den Strömungskanal konzentriert wird.In a further embodiment of the invention, one or more of the sensors11, 12, 37, 92 are designed in such a way that, in addition to the occurrence of air, the flow velocity of the blood is also detected. A preferred design of sensor is provided for this purpose inFig. 10 andFig. Shown schematically. 11 A measuring insert47 with a flow channel48 is inserted into the relevant line section of the blood tube system. The measuring insert has two wing-like lateral approaches49 with coupling surfaces50 , which serve the coupling and uncoupling of an ultrasonic signal. The measuring insert is inserted into the holder51, 52 , in the upper part51 of which there are two ultrasonic transducers, each consisting of a piezoelectric element53, 53a and a coupling piece54, 54a . In the inserted state, the coupling pieces54, 54a are in contact with the coupling surfaces50 . A sufficient contact pressure is preferably achieved in that the two parts of the bracket are resiliently supported against each other. The axes of the two ultrasonic transducers are at an angle of the order of 15-50 degrees to the longitudinal axis of the flow channel48 , and the side lugs49 are shaped such that the propagation of the ultrasonic waves is concentrated at the said angle in the direction of the flow channel.
Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes basiert auf dem Doppler-Effekt. Die zur Auswertung benutzte Schaltungsanordnung ist schematisch inFig. 12 dargestellt. Sie besteht aus der Auswertungseinheit94 und der Summiervorrichtung95. Der senderseitige Ultraschallwandler wird von einem Hochfrequenzgenerator56 mit einer Frequenz in der Größenordnung von einigen MHz gespeist. Das vom empfangsseitigen Ultraschallwandler gelieferte Signal, das neben Anteilen der Sendefrequenz auch Anteile enthält, die aufgrund des Dopplereffekts eine der Strömungsgeschwindigkeit proportionale Frequenzverschiebung aufweisen, wird durch den Verstärker80 auf eine ausreichende Amplitude gebracht und in einem ersten Verarbeitungskanal einer Mischstufe58 zugeführt, um die der Strömungsgeschwindigkeit proportionale niederfrequente Differenzfrequenz zu gewinnen. Diese steht am Ausgang des nachfolgenden Tiefpasses59, getrennt von den übrigen Frequenzanteilen, zur Verfügung. Die Differenzfrequenz kann z. B. durch Zählung der Schwingungsperioden über ein bestimmtes Zeitintervall zur Gewinnung einer Anzeige dienen, oder es kann, wie inFig. 12 angegeben, durch einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer60 aus der Differenzfrequenz eine der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes proportionale Spannung zur Speisung eines Anzeigeinstruments61 gewonnen werden. Aufgrund des Zusammenhanges zwischen Blutfluß und Strömungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Querschnittsfläche des Strömungskanals48 ist auf diese Weise bei entsprechender Kalibrierung eine direkte Anzeige des Blutflusses möglich.The measurement of the flow velocity of the blood is based on the Doppler effect. The circuit arrangement used for evaluation is shown schematically inFIG. 12. It consists of the evaluation unit94 and the summing device95 . The transmitter-side ultrasound transducer is fed by a high-frequency generator56 with a frequency in the order of a few MHz. The signal delivered by the receiving-side ultrasound transducer, which in addition to parts of the transmission frequency also contains parts which have a frequency shift proportional to the flow rate due to the Doppler effect, is brought to a sufficient amplitude by the amplifier80 and fed to a mixing stage58 in a first processing channel to obtain the low-frequency difference frequency proportional to the flow velocity. This is available at the output of the subsequent low pass59 , separately from the remaining frequency components. The difference frequency can e.g. B. by counting the oscillation periods over a certain time interval to obtain a display, or it can, as indicated inFig. 12, by a frequency-voltage converter zer60 from the difference frequency one of the flow speed of the blood proportional voltage for feeding a Display instruments61 can be obtained. Due to the relationship between blood flow and flow velocity, taking into account the cross-sectional area of the flow channel48 , a direct display of the blood flow is possible in this way with appropriate calibration.
Zur Gewinnung der Information über den Durchgang von Luft durch die Meßstrecke und zur Ermittlung der einzelnen ZeitenT, in denen dies der Fall ist, dient ein zweiter Verarbeitungskanal mit einem Gleichrichter81, einem Tiefpaß82 und einem Komparator83. Dieser Teil der Auswertungseinheit stimmt ebenso wie die Summiervorrichtung95 im wesentlichen mit der zuvor in Verbindung mitFig. 6 beschriebenen Anordnung überein.A second processing channel with a rectifier81 , a low-pass filter82 and a comparator83 serves to obtain the information about the passage of air through the measuring section and to determine the individual timesT in which this is the case. This part of the evaluation unit, like the summing device95 , essentially corresponds to the arrangement previously described in conjunction withFIG. 6.
Da während des Durchganges von Luft durch die Meßstrecke das Meßsignal für die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit ungültig ist, kann es zweckmäßig sein, den unmittelbar vor Eintritt dieses Ereignisses bestehenden Wert des Meßsignals zu speichern, um ihn für eine weitere Auswertung zur Verfügung zu haben. Die Auswertungseinrichtung kann bei Bedarf durch eine für diesen Zweck geeignete Vorrichtung, z. B. eine Sample-and-Hold-Schaltung, die inFig. 12 nicht berücksichtigt ist, ergänzt werden.Since, during the passage of air through the measuring section, the measuring signal for the determination of the flow velocity is invalid, it can be expedient to store the value of the measuring signal existing immediately before the occurrence of this event in order to have it available for further evaluation. The evaluation device can, if necessary, by a device suitable for this purpose, e.g. B. a sample-and-hold circuit, which is not taken into account inFIG. 12, can be supplemented.
In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, das durch die Messung der Strömungsgeschwindigkeit gewonnene, dem Blutfluß proportionale Signal mit dem eingestellten Wert oder Sollwert des Blutflusses zu vergleichen, um die Drehgeschwindigkeit des Antriebes der Blutpumpe zu regeln und/oder ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Zusammenhang zwischen beiden vom Normalzustand abweicht. Bei einer einfachen Ausführung dieses Prinzips ist hierzu gemäßFig. 13 eine Vergleichsschaltung62 vorgesehen. Vorzugsweise wird mit Hilfe eines Dividierers63 der Quotient aus der dem Blutfluß bzw. der gemessenen Strömungsgeschwindigkeit proportionale GrößeQ1 und einer der eingestellten Drehgeschwindigkeit proportionalen GrößeQ2, die den Sollwert des Blutflusses darstellt, gebildet. Der Quotient wird durch den Komparator64 mit mindestens einem Grenzwert verglichen und bei Unterschreitung des Grenzwerts eine Alarmvorrichtung65 aktiviert und gleichzeitig oder bei Überschreitung eines weiteren Grenzwerts über das Relais66 der Antrieb der Blutpumpe auf eine niedrigere Drehgeschwindigkeit geschaltet oder ausgeschaltet.In a further embodiment, the invention provides for the signal obtained by measuring the flow velocity to be compared to the blood flow proportional signal with the set value or setpoint value of the blood flow in order to regulate the rotational speed of the drive of the blood pump and / or to generate a warning signal if the Relationship between the two deviates from the normal state. In a simple embodiment of this principle, a comparisoncircuit 62 is provided according toFIG. 13. Preferably, with the aid of a divider63, the quotient of the quantityQ1 proportional to the blood flow or the measured flow velocity and a quantityQ2 proportional to the set rotational speed, which represents the desired value of the blood flow, is formed. The quotient is compared by the comparator64 with at least one limit value and an alarm device65 is activated when the limit value is undershot and, at the same time or when a further limit value is exceeded, the drive of the blood pump is switched to a lower rotational speed or switched off via the relay66 .
Diese Anordnung hat den wesentlichen Vorteil, daß auf eine direkte Überwachung des sogenannten arteriellen Druckes, d. h. des Druckes in der Leitung2 zwischen der Entnahmevorrichtung1 und dem Einlaß der Blutpumpe3, verzichtet werden kann. Diese Leitung ist nämlich besonders kritisch, weil in ihr unter normalen Betriebsbedingungen ein Unterdruck auftreten kann, so daß schon bei geringen Undichtigkeiten die Gefahr des Ansaugens von Luft besteht. Abzweigungen oder Einbauten an dieser Leitung stellen daher eine potentielle Gefahrenquelle dar. Bei der vorgesehenen Anordnung, die solche Abzweigungen oder Einbauten vermeidet, wird die Tatsache ausgenutzt, daß die tatsächliche Förderleistung der Blutpumpe bei Auftreten eines zu starken Unterdruckes in der Leitung2, verursacht z. B. durch ein Strömungshindernis im Bereich der Entnahmevorrichtung1, gegenüber dem eingestellten Sollwert absinkt. Durch einen Komparator mit mehreren Grenzwerten wird erreicht, daß bei einem sich anbahnenden Strömungshindernis zunächst nur ein Warnsignal erzeugt wird und erst bei einer weiteren Zunahme der Störung automatisch ein Eingriff in die Funktion des Blutpumpenantriebes erfolgt. Dadurch ist es im Gegensatz zu den bisher für diesen Zweck gebräuchlichen Überwachungseinrichtungen möglich, durch rechtzeitig getroffene Abhilfemaßnahmen eine Unterbrechung der Behandlung zu vermeiden.This arrangement has the significant advantage that direct monitoring of the so-called arterial pressure, ie the pressure in the line2 between the sampling device1 and the inlet of the blood pump3 , can be dispensed with. This line is particularly critical because under normal operating conditions a negative pressure can occur in it, so that even with slight leaks there is a risk of air being sucked in. Branches or internals on this line therefore represent a potential source of danger. In the arrangement provided, which avoids such branches or internals, the fact is exploited that the actual delivery rate of the blood pump in the event of an excessive negative pressure in line2 , causes z. B. by a flow obstacle in the area of the removal device1 , decreases compared to the setpoint. By means of a comparator with several limit values it is achieved that when the obstacle to flow is approaching, only a warning signal is initially generated and an intervention in the function of the blood pump drive takes place automatically only when the disturbance increases further. In contrast to the monitoring devices previously used for this purpose, this makes it possible to avoid an interruption of treatment by taking remedial measures in good time.
Eine weitergehende Nutzung der durch Vergleich zwischen dem gemessenen BlutflußQ1 und dem als Sollwert für die Drehzahlregelung des Blutpumpenantriebes wirksamen Wert des Blutflusses gewonnenen Information ergibt sich bei der erweiterten Anordnung, die inFig. 14 in Form eines Blockschemas angegeben ist.A further use of the information obtained by comparison between the measured blood flowQ1 and the value of the blood flow effective as a setpoint for the speed control of the blood pump drive results in the expanded arrangement which is given inFIG. 14 in the form of a block diagram.
Dem Regler67 für die Drehzahlregelung des Blutpumpenantriebes wird eine aus dem eingestellten, erstrebten WertQ2 des Blutflusses abgeleitete GrößeQ2′ am Eingang (+) als Sollwert zugeführt. Entsprechend den Eigenschaften des Drehzahlregelkreises stellt sich im stationären Zustand am Istwert-Eingang (-) des Reglers der gleiche Wert der GrößeQ2′ ein. Dieser ist in üblicher Weise, z. B. unter Benutzung eines Tachogenerators68, aus der aktuellen Drehzahl des Blutpumpenantriebes abgeleitet und repräsentiert den Wert des Blutflusses, der unter idealen Betriebsbedingungen aufgrund der aktuellen Antriebsgeschwindigkeit zu erwarten wäre.The controller67 for speed control of the blood pump drive is a derived from the set, desired valueQ2 of the blood flow derived sizeQ2 ' at the input (+) as a setpoint. According to the properties of the speed control loop, the same value of quantityQ2 ' is set in the steady state at the actual value input (-) of the controller. This is in the usual way, for. B. using a tachogenerator68 , derived from the current speed of the blood pump drive and represents the value of the blood flow that would be expected under ideal operating conditions due to the current driving speed.
Der mit Hilfe des Dividierers69 erhaltene QuotientQ1/Q2′ wird als elektrische Größe einer Anzeigevorrichtung70 zugeführt, die dem Benutzer dazu dient, bei der Einstellung des Blutflusses zu erkennen, in welchem Maße die Ergiebigkeit des Patientenanschlusses für die Blutentnahme ausgenutzt wird. Diese wird u. a. von den Druck- und Strömungsverhältnissen im Blutkreislauf des Patienten an der Entnahmestelle und von Eigenschaften der Entnahmevorrichtung, bei einer Kanüle z. B. von deren Strömungswiderstand, beeinflußt. Insbesondere ist an dieser Anzeige erkennbar, wenn die Grenze des ausnutzbaren Bereiches der Ergie bigkeit annähernd erreicht wird, denn während bei nur mäßiger Ausnutzung der Ergiebigkeit der tatsächliche Blutfluß dem eingestellten Wert des Blutflusses gleichkommt, vermindert sich der QuotientQ1/Q2′ im Bereich hoher Ausnutzung, weil der Füllgrad des Pumpenschlauches der Blutpumpe dann geringer wird. Da es für den genannten Zweck nur auf eine grobe Orientierung ankommt, kann die Anzeigevorrichtung70 sehr einfach ausgeführt sein, z. B. in Form einer binären Anzeige, die erkennen läßt, ob ein zulässiger WertQ1/Q2′ (z. B.Q1/Q2′ = 0,9) unterschritten ist oder nicht. Zur Überwachung der GrößeQ1/Q2′ ist außerdem ein Komparator71 vorgesehen, der eine Alarmvorrichtung72 aktiviert und über das Relais73 den Antrieb der Blutpumpe ausschaltet, wenn der QuotientQ1/Q2′ einen unteren Grenzwert (z. B.Q1/Q2′ = 0,7) unterhalb des zulässigen Bereiches unterschreitet.The quotientQ1 /Q2 ' obtained with the aid of the divider69 is supplied as an electrical variable to a display device70 , which is used by the user to recognize when adjusting the blood flow to what extent the fertility of the patient connection is used for the blood withdrawal . This is determined, inter alia, by the pressure and flow conditions in the patient's bloodstream at the sampling point and by properties of the sampling device, for a cannula, for. B. influenced by their current resistance. In particular, it can be seen on this display when the limit of the exploitable range of yield is approximately reached, because while with only moderate use of the yield the actual blood flow equals a set value of blood flow, the quotientQ1 /Q2 ' decreases High utilization area because the filling level of the pump hose of the blood pump then becomes lower. Since only a rough orientation is important for the purpose mentioned, the display device70 can be made very simple, e.g. B. in the form of a binary display that shows whether or not a permissible valueQ1 /Q2 ' (z. B.Q1 /Q2' = 0.9) or not. To monitor the quantityQ1 /Q2 ' , a comparator71 is also provided, which activates an alarm device72 and switches off the drive of the blood pump via the relay73 if the quotientQ1 /Q2' has a lower limit value (e.g.Q1 /Q2 ′ = 0.7) below the permissible range.
Bei der Anordnung gemäßFig. 14 ist vorgesehen, daß die Drehzahlregelung des Blutpumpenantriebes von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem gemessenen Blutfluß und dem angestrebten Wert des Blutflusses beeinflußt wird. Die eingestellte GrößeQ2 wird hierzu dem Regler67 nicht direkt als Sollwert zugeführt, sondern in modifizierter FormQ2′. SolangeQ1 dem eingestellten Wert annähernd gleichkommt, wie es bei mäßiger Ausnutzung der Ergiebigkeit des Patientenanschlusses und bei Abwesenheit eventueller zusätzlicher Strömungshindernisse der Fall ist, gilt näherungsweiseQ2′ =Q2. Wenn jedochQ1 bei zu weitgehender Ausnutzung der Ergiebigkeit oder bei Auftreten zusätzlicher Strömungshindernisse gegenüberQ2 bzw.Q2′ abfällt und somitQ1/Q2′ deutlich kleiner als 1 wird, wird der Sollwert für die Drehzahlregelung vermindert. Zur Realisierung dieser Funktion ist rein schematisch eine Kombination aus einer Bewertungsschaltung74 und einem Multiplizierer75 angegeben. Die Kennlinie der Bewertungsschaltung74 ist so gewählt, daß bei hohen Werten vonQ1/Q2′ (z. B.A1/Q2′ < 0,9) die eingestellte GrößeQ2 mit 1, bei niedrigeren Werten vonQ1/Q2′ jedoch mit einem niedrigeren Faktor multipliziert erscheint. Aufgrund des so verminderten SollwertesQ2′ stellt sich dann eine niedrigere Drehgeschwindigkeit des Blutpumpenantriebes ein, der Füllungsgrad des Pumpenschlauches nimmt wieder zu, und das VerhältnisQ1/Q2′ stabilisiert sich.In the arrangement according toFIG. 14 it is provided that the speed control of the blood pump drive is influenced by the result of the comparison between the measured blood flow and the desired value of the blood flow. The set quantityQ2 is not supplied to the controller67 directly as a setpoint, but in a modified formQ2 ' . As long asQ1 is approximately equal to the set value, as is the case with moderate utilization of the productivity of the patient connection and in the absence of any additional flow obstacles,Q2 ′ =Q2 applies approximately. However, ifQ1 falls too much when using the yield or if additional flow obstacles occur compared toQ2 orQ2 ' and thusQ1 /Q2' is significantly less than 1, the setpoint for the speed control is reduced. To implement this function, a combination of an evaluation circuit74 and a multiplier75 is specified purely schematically. The characteristic curve of the evaluationcircuit 74 is selected such that the set variableQ2 with 1 at high values ofQ1 /Q2 ′ (for exampleA1 /Q2 ′ <0.9) and at lower values ofQ1 /Q2 ', however, appears multiplied by a lower factor. Due to the reduced target valueQ2 ' , a lower rotational speed of the blood pump drive then sets, the degree of filling of the pump hose increases again, and the ratioQ1 /Q2' stabilizes.
Die beschriebene Anordnung verhält sich selbstadaptierend in dem Sinne, daß sich die Fördergeschwindigkeit der Blutpumpe, ausgehend von dem eingestellten Wert, selbsttätig anpaßt, wenn dies z. B. bei schwankender Ergiebigkeit des Patientenanschlusses für die Blutentnahme notwendig ist. Ein automatische Stillsetzung, die mit einer Betriebsunterbrechung verbunden ist, erfolgt erst, wenn diese Fähigkeit zur Anpassung über ein bestimmtes Maß, das durch den Komparator71 vorgegeben wird, hinaus beansprucht wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß Fehlalarme, die bei der bisher zumeist gebräuchlichen Drucküberwachung an der Leitung zwischen der Entnahmevorrichtung1 und dem Einlaß der Blutpumpe3 häufig auftreten und zu einer Betriebsunterbrechung führen, vermieden werden. Durch die Eigenschaft der Selbstadaption erlaubt die Anordnung entsprechend der Erfindung, die Ergiebigkeit des Patientenanschlusses in höherem Maße auszunutzen und somit einen höheren Blutfluß zu erzielen, ohne das Risiko des Auftretens von Fehlalarmen zu erhöhen. Mit dem so erzielbaren höheren Blutfluß ist eine höhere Wirksamkeit der Behandlung verbunden.The arrangement described behaves self-adapting in the sense that the delivery speed of the blood pump, based on the set value, automatically adapts if this z. B. is necessary for fluctuating fertility of the patient connection for blood sampling. An automatic shutdown, which is associated with an interruption in operation, only takes place when this ability to adapt beyond a certain amount, which is predetermined by the comparator71 , is claimed. This has the main advantage that false alarms that frequently occur in the previously common pressure monitoring on the line between the removal device1 and the inlet of the blood pump3 and lead to an interruption in operation are avoided. Due to the property of self-adaptation, the arrangement according to the invention allows the productivity of the patient connection to be used to a greater extent and thus to achieve a higher blood flow without increasing the risk of false alarms occurring. The higher blood flow that can be achieved in this way is associated with a higher effectiveness of the treatment.
Bei entsprechender Gestaltung der Einrichtungen zur Entnahme1 und Rückführung8 des Blutes sowie zweckmäßiger Ergänzung mit weitere Funktionselementen in bekannter Weise ist die Erfindung auch bei der einem extrakorporalen Blutkreislauf nach der sogenannten Single-Needle-Technik anwendbar, bei der Entnahme und Rückführung des Blutes über einen einzigen Patientenanschluß erfolgen.With a corresponding design of the devices for withdrawing1 and returning8 of the blood and expediently supplementing it with further functional elements in a known manner, the invention can also be used in the case of an extracorporeal blood circulation according to the so-called single-needle technique, in withdrawing and returning the blood via single patient connection.
Verschiedene Einrichtungen, die zur vollständigen Funktion der Vorrichtung zur Behandlung von Blut durch Dialyse und/oder Filtration notwendig oder zweckmäßig sind, sind in der vorstehenden Beschreibung nicht berücksichtigt, weil sie bekannt und gebräuchlich sind. Hierzu zählen z. B. Einrichtungen zur Unterdrückung von Alarm- oder Schaltfunktionen in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei einer absichtlich herbeigeführten Unterbrechung der Blutzirkulation, beim Anfahren des Systems und dergleichen.Various facilities necessary for the full function of theDevice for treating blood by dialysis and / or filtration are necessary or expedient, are in the aboveDescription not considered because it is known andare in use. These include e.g. B. facilities for subpressing of alarm or switching functions in certainOperating states, for example, in the case of deliberatelyguided interruption of blood circulation when starting theSystems and the like.
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|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |