DE102009048561B4

DE102009048561B4 - Apparatus for dialysis treatment

Info

Publication number: DE102009048561B4
Application number: DE102009048561.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Weis Manfred; Martin Lauer; Stefan Kreber
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2029-10-08
Also published as: DE102009048561A1

Abstract

Vorrichtung zur Dialysebehandlung mit einer Dialysierflüssigkeitsquelle (8) für frische Dialysierflüssigkeit und einem Auslass (11) für verbrauchte Dialysierflüssigkeit, einem durch eine semipermeable Membran (2) in eine Blutkammer (3) und eine Dialysierflüssigkeiskammer (4) unterteilten Dialysator (1), Mitteln (12) zum Bilanzieren von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit, die eine erste Bilanzkammer (A), eine zweite Bilanzkammer (B), eine dritte Bilanzkammer (C) und eine vierte Bilanzkammer (D) umfassen, Mitteln (9, 10; V1 bis V16) zum Leiten von frischer Dialysierflüssigkeit in die Bilanzkammern und Abführen von verbrauchter Dialysierflüssigkeit aus den Bilanzkammern, Mitteln (P; V1 bis V16) zum Fördern von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit, und einer Steuereinheit (13) zum Ansteuern der Mittel zum Fördern von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (9, 10) zum Leiten von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit derart ausgebildet sind, dass frische Dialysierflüssigkeit aus der Dialysieflüssigkeitsquelle (8) jeder Bilanzkammer (A, B, C, D) zugeführt werden kann und frische Dialysierflüssigkeit aus jeder Bilanzkammer (A, B, C, D) der Dialysierflüssigkeitskammer (4) des Dialysators (1) zugeführt werden kann, und verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer (4) des Dialysators (1) jeder Bilanzkammer (A, B, C, D) zugeführt werden kann und verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus jeder Bilanzkammer abgeführt werden kann, und dass die Steuereinheit (13) mit den Mitteln (P; V1 bis V16) zum Fördern von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit derart zusammenwirkt, dass die Bilanzkammern (A, B, C, D) in aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen betrieben werden, wobei jeder Arbeitszyklus aufeinanderfolgende Arbeitstakte umfasst, in denen jeweils aus einer Bilanzkammer von einem Paar von Bilanzkammern der Dialysierflüssigkeitskammer frische Dialysierflüssigkeit zugeführt und der anderen Bilanzkammer von dem Paar von Bilanzkammern verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer zugeführt wird, während einer Bilanzkammer von einem anderen Paar von Bilanzkammern von der Dialysierflüssigkeitsquelle frische Dialysierflüssigkeit zugeführt und aus der anderen Bilanzkammer von dem anderen Paar von Bilanzkammern verbrauchte Dialysierflüssigkeit abgeführt wird.Apparatus for dialysis treatment with a dialysis fluid source (8) for fresh dialysis fluid and an outlet (11) for spent dialysis fluid, a dialyzer (1) subdivided by a semipermeable membrane (2) into a blood chamber (3) and a dialysis fluid chamber (4), means ( 12) for balancing fresh and spent dialysis fluid comprising a first balancing chamber (A), a second balancing chamber (B), a third balancing chamber (C) and a fourth balancing chamber (D), means (9, 10, V1 to V16) for conducting fresh dialysis fluid into the balancing chambers and discharging spent dialyzing fluid from the balancing chambers, means (P; V1 to V16) for conveying fresh and spent dialysis fluid, and a control unit (13) for controlling the means for conveying fresh and spent dialysis fluid , characterized in that the means (9, 10) for conducting fresh and spent Di Alysierflüssigkeit are formed such that fresh dialysis fluid from the dialysis fluid source (8) each balance chamber (A, B, C, D) can be supplied and fresh dialysis fluid from each balance chamber (A, B, C, D) of the dialysis fluid chamber (4) of the dialyzer (1) can be supplied, and used dialyzing fluid from the dialysis fluid chamber (4) of the dialyzer (1) each balance chamber (A, B, C, D) can be supplied and used dialyzing fluid can be removed from each balance chamber, and that the control unit ( 13) with the means (P; V1 to V16) for conveying fresh and spent dialysate fluid so that the balancing chambers (A, B, C, D) are operated in successive cycles of operation, each cycle comprising successive cycles, each of a balancing chamber from a pair of balancing chambers the dialyzing fluid chamber is supplied with fresh dialysis fluid and dialysis fluid used by the pair of balance chambers is supplied to the other balance chamber from the dialyzing fluid chamber, fresh dialysis fluid from another pair of balance chambers from the other dialyzing fluid source and dialyzing fluid consumed from the other balance chamber by the other pair of balance chambers is dissipated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dialysebehandlung, die über Mittel zum Bilanzieren von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit verfügt.The invention relates to a device for dialysis treatment, which has means for balancing fresh and spent dialysis fluid.

Zur Entfernung von harnpflichtigen Substanzen und zum Flüssigkeitsentzug werden beim chronischen Nierenversagen verschiedene Verfahren zur apparativen Blutreinigung bzw. Blutbehandlung eingesetzt. Bei der Hämodialyse (HD) überwiegt der diffusive Stofftransport, während bei der Hämofiltration (HF) ein konvektiver Stofftransport über die semipermeable Membran des Dialysators bzw. Filters stattfindet. Eine Kombination aus beiden Verfahren ist die Hämodiafiltration (HDF). Wenn im Folgenden von einem Dialysator die Rede ist, wird unter einem Dialysator auch ein Filter verstanden.For the removal of urinary substances and for the removal of fluids in chronic renal failure, various methods are used for apparative blood purification or blood treatment. Hemodialysis (HD) is dominated by diffusive mass transfer whereas hemofiltration (HF) involves convective mass transport across the semipermeable membrane of the dialyzer or filter. A combination of both methods is hemodiafiltration (HDF). If, in the following, a dialyzer is mentioned, a dialyzer is also understood to mean a filter.

Wegen der großen Austauschmengen besteht bei dem oben genannten Verfahren die Notwendigkeit der exakten Bilanzierung von der dem Dialysator zugeführten frischen Dialysierflüssigkeit und der aus dem Dialysator abgeführten verbrauchten Dialysierflüssigkeit unter Berücksichtigung der über die Membran des Dialysators dem Patienten entzogenen Menge an Flüssigkeit über die gesamte Behandlungszeit. Zum Stand der Technik gehören gravimetrische und volumetrische Bilanziersysteme. Die dem Patienten durch Ultrafiltration entzogene Menge an Flüssigkeit kann dem Patienten bei kontrollierter Entwässerung teilweise oder vollständig wieder als pyrogenfreies Dialysat oder Substituat zugeführt werden. Die Zufuhr von pyrogenfreiem Dialysat oder Substituat im extrakorporalen Blutkreislauf stromauf des Dialysators wird als Prädilution und die Zufuhr von Dialysat oder Substituat stromab des Dialysators als Postdilution bezeichnet. Beide Verfahren können auch miteinander kombiniert werden.Because of the large exchange rates, there is a need for accurate balancing of the fresh dialyzing fluid supplied to the dialyzer and spent dialyzing fluid drained from the dialyzer, taking into account the amount of fluid withdrawn from the dialyzer by the patient over the entire treatment time. The prior art includes gravimetric and volumetric balancing systems. The amount of liquid withdrawn from the patient by ultrafiltration can be partially or completely re-supplied to the patient as a pyrogen-free dialysate or substituate under controlled dehydration. The supply of pyrogen-free dialysate or substituate in the extracorporeal blood circulation upstream of the dialyzer is referred to as pre-dilution and the supply of dialysate or substituate downstream of the dialyzer as post-dilution. Both methods can also be combined with each other.

Die DE-A-28 38 414 beschreibt eine Dialysevorrichtung mit einem Bilanziersystem, das über zwei Bilanzkammern verfügt, deren Bilanzkammerhälften wechselweise mit frischer Dialysierflüssigeit unter Verwerfung verbrauchter Dialysierflüssigkeit aus der jeweils anderen Kammerhälfte befüllt werden. Der zwischen dem Bilanziersystem und dem Dialysator eingeschlossene Teil des Flüssigkeitskreislaufs verhält sich daher wie ein geschlossenes System, dessen Volumen konstant ist. Über eine Ultrafiltrationspumpe kann dem geschlossenen System Flüssigkeit entzogen werden. Bei einem Flüssigkeitsentzug entsteht an der semipermeablen Membran des Dialysators ein Druckgradient, der dazu führt, dass dem Patienten dieselbe Menge an Flüssigkeit entzogen wird, wie dem geschlossenen System mit der Ultrafiltrationspumpe Flüssigkeit entzogen wird.The DE-A-28 38 414 describes a dialysis machine with a balancing system, which has two balancing chambers whose balancing chamber halves are alternately filled with fresh dialysis fluid with the rejection of used dialysis fluid from the other chamber half. The part of the fluid circuit enclosed between the balancing system and the dialyzer therefore behaves like a closed system whose volume is constant. Via an ultrafiltration pump, liquid can be withdrawn from the closed system. In the case of a fluid withdrawal, a pressure gradient arises on the semipermeable membrane of the dialyzer, which results in the patient being deprived of the same amount of fluid as liquid is withdrawn from the closed system with the ultrafiltration pump.

Für die Dialysebehandlung ist von großer Bedeutung, dass die dem Patient durch Ultrafiltration entzogene Menge an Flüssigkeit genau bestimmbar ist. Daher werden an die Genauigkeit der Bilanzierung sehr hohe Anforderungen gestellt. Dies setzt aber voraus, dass mit den Bilanzkammern der Bilanziersysteme eine exakte Bilanzierung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit möglich ist. Denn schon geringe Fehler bei der Bilanzierung in den aufeinanderfolgenden Arbeitstakten des Bilanziersystems können sich über die gesamte Behandlungsdauer zu nicht mehr tolerierbaren Fehlbilanzierungen akkumulieren.It is of great importance for the dialysis treatment that the amount of liquid withdrawn from the patient by ultrafiltration can be precisely determined. Therefore, very high demands are placed on the accuracy of the balancing. However, this requires that the balancing chambers of the balancing systems make it possible to exactly balance fresh and used dialysis fluid. Because even minor errors in the balance in the successive work cycles of the balancing system can accumulate over the entire treatment period to no longer tolerable false balances.

Es sind volumetrische Bilanziersysteme bekannt, bei denen frische bzw. verbrauchte Dialysierflüssigkeit in die bzw. aus den Bilanzkammern mit Pumpen gefördert werden. Es sind aber auch Bilanziersysteme bekannt, bei denen von einer Membran in zwei Kammerhälften unterteilte Bilanzkammern mit einem Arbeitsfluid beaufschlagt werden, um frische bzw. verbrauchte Dialysierflüssigkeit zu fördern.Volumetric balancing systems are known in which fresh or used dialysis fluid is pumped into or out of the balancing chambers with pumps. But there are also accounting systems are known in which from a membrane in two chamber halves subdivided balancing chambers are acted upon with a working fluid to promote fresh or spent dialysis fluid.

Die DE-A-198 30 928 beschreibt eine Dialysevorrichtung mit einem volumetrischen Bilanziersystem, dessen Bilanzkammern als ein zur einmaligen Verwendung bestimmtes Disposable ausgebildet sind. Das Bilanziersystem umfasst insgesamt vier Bilanzkammern, die von einer Membran jeweils in zwei Bilanzkammerhälften unterteilt sind. Eine der beiden Bilanzkammerhälften wird zur Förderung von frischer oder verbrauchter Dialysierflüssigkeit, die sich in der jeweils anderen Kammerhälfte befindet, mit einem Arbeitsfluid beaufschlagt. Die vier Bilanzkammern bilden ein erstes Paar von Bilanzkammern, die zur Förderung von frischer Dialysierflüssigkeit bestimmt sind, und ein zweites Paar von Bilanzkammern, die zur Förderung von verbrauchter Dialysierflüssigkeit bestimmt sind. Die frische Dialysierflüssigkeit wird von einer Dialysierflüssigkeitsquelle mit den beiden Bilanzkammern des einen Paars von Bilanzkammern zu der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators gefördert. Die verbrauchte Dialysierflüssikeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators wird mit den beiden Bilanzkammern des anderen Paars von Bilanzkammern zu einem Auslass gefördert. Dabei werden die jeweiligen Bilanzkammerhälften der Bilanzkammern wechselweise mit frischer bzw. verbrauchter Dialysierflüssigkeit befüllt, so dass die Dialysierflüssigkeit kontinuierlich durch die Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators strömt.The DE-A-198 30 928 describes a dialysis machine with a volumetric balancing system whose balancing chambers are designed as disposable disposable. The balancing system comprises a total of four balancing chambers, which are each subdivided by a membrane into two balancing chamber halves. One of the two balance chamber halves is acted upon by a working fluid for conveying fresh or used dialysis fluid, which is located in the other half of the chamber. The four balancing chambers form a first pair of balancing chambers intended to convey fresh dialysis fluid and a second pair of balancing chambers intended to convey spent dialysis fluid. The fresh dialysis fluid is delivered from a dialysis fluid source with the two balance chambers of the one pair of balance chambers to the dialysis fluid chamber of the dialyzer. The spent dialysis fluid from the dialysis fluid chamber of the dialyzer is delivered to an outlet with the two balance chambers of the other pair of balance chambers. The respective balance chamber halves of the balance chambers are alternately filled with fresh or spent dialysis fluid, so that the dialysis fluid flows continuously through the dialysis fluid chamber of the dialyzer.

Um die jeweiligen Bilanzkammern wechselweise mit frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit füllen zu können, sind die zugehörigen Bilanzkammerhälften in die von der Dialysierflüssigkeitsquelle zu der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators führende Zuführleitung für frische Dialysierflüssigkeit bzw. in die von der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators abgehende und zu dem Auslass führende Abführleitung für verbrauchte Dialysierflüssigkeit geschaltet. In den jeweiligen Zweigen der Zuführ- und Abführleitung befinden sich Absperrorgane, um die Flüssigkeitsströmung steuern zu können. Die gesamte Strömungsführung und Steuerung ist weder dazu bestimmt noch geeignet, die zur Förderung frischer Dialysierflüssigkeit bestimmten Bilanzkammern des einen Paars von Bilanzkammern zur Förderung von verbrauchter Dialysierflüssigkeit einzusetzen und umgekehrt.In order to be able to fill the respective balancing chambers alternately with fresh and spent dialysis fluid, the associated balancing chamber halves are in the supply line for fresh dialysis fluid leading from the dialysis fluid source to the dialysis fluid chamber of the dialyzer or to the one departing from the dialysis fluid chamber of the dialyzer Outlet leading discharge line for spent dialysis fluid connected. In the respective branches of the supply and discharge line are shut-off valves to control the flow of liquid can. The entire flow guidance and control is neither intended nor suitable for using the balancing chambers of the one pair of balancing chambers intended for conveying fresh dialysis fluid for conveying spent dialysis fluid and vice versa.

Nachteilig ist, dass eine exakte Bilanzierung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit voraussetzt, dass die Volumina der einzelnen Bilanzkammerhälften exakt gleich sind. Die stellt aber besonders hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen, die insbesondere bei einer als Einmalartikel (Disposable) ausgebildeten Anordnung von Bilanzkammern nur mit einem hohen technischen Aufwand einzuhalten sind.The disadvantage is that an exact balancing of fresh and spent dialysis fluid requires that the volumes of the individual balancing chamber halves are exactly the same. However, which places particularly high demands on the manufacturing tolerances, which are to be observed only with a high technical effort, especially in a disposable article (Disposable) arrangement of balancing chambers.

Aus der US 2005/0000868 A1 ist ebenfalls ein Bilanziersystem bekannt, dass über vier Bilanzklammern verfügt, mit denen dem Patienten zuzuführendes Substituat und über die Membran des Dialysators entzogenes Filtrat gegeneinander bilanziert werden. Auch bei diesem Bilanziersystem bilden jeweils zwei Kammern ein Paar von Kammern, die entweder Substituat oder Filtrat aufnehmen. Zum Befüllen und Entleeren der Kammern dienen Pumpen in den Zuführ- und Abführleitungen. Daher brauchen die Kammern selbst nicht durch eine Membran in zwei Kammerhälften unterteilt zu werden.From the US 2005/0000868 A1 Also known is a balancing system that has four balance clamps, with which the substituate to be supplied to the patient and filtrate withdrawn via the membrane of the dialyzer are balanced against each other. Also in this balancing system, two chambers each form a pair of chambers that receive either substituate or filtrate. For filling and emptying the chambers are pumps in the supply and discharge lines. Therefore, the chambers themselves need not be divided by a membrane into two chamber halves.

Die DE 81 17 448 U1 beschreibt eine Dialysevorrichtung mit einem Bilanziersystem, das nur zwei Kammern umfasst. Die beiden Kammern werden alternierend in den Dialysatkreislauf geschaltet. Dabei werden beide Kammern wechselweise mit frischer Dialysierflüssigkeit befüllt. Da die bekannte Dialysevorrichtung nur über ein Bilanziersystem mit zwei Kammern verfügt, stellt sich nicht das der Erfindung zugrunde liegende Problem.The DE 81 17 448 U1 describes a dialysis machine with a balancing system comprising only two chambers. The two chambers are switched alternately into the dialysate circuit. Both chambers are alternately filled with fresh dialysis fluid. Since the known dialysis device has only one balancing system with two chambers, the problem underlying the invention does not arise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dialysebehandlung zu schaffen, die eine exakte Bilanzierung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit erlaubt.The invention has for its object to provide a device for dialysis treatment, which allows accurate accounting of fresh and spent dialysis fluid.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The solution of these objects is achieved according to the invention with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dialysebehandlung zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Bilanzkammern des Bilanziersystems sowohl frische Dialysierflüssigkeit als auch verbrauchte Dialysierflüssigkeit aufnehmen, wobei die Funktionen der Kammern wechselweise vertauscht werden. Dadurch kann eine exakte Bilanzierung selbst dann erreicht werden, wenn sich die Volumina der einzelnen Kammern voneinander unterscheiden. Über die gesamte Behandlungsdauer gleichen sich die Abweichungen der Volumina wegen des zyklischen Vertauschens der Kammern gegenseitig aus.The device according to the invention for dialysis treatment is characterized in that the individual balancing chambers of the balancing system receive both fresh dialysis fluid and used dialysis fluid, the functions of the chambers being alternately reversed. As a result, exact balancing can be achieved even if the volumes of the individual chambers differ from one another. Over the entire treatment period, the deviations of the volumes due to the cyclic exchange of the chambers compensate each other.

Für die Erfindung ist unerheblich, wie frische und verbrauchte Dialysierflüssigkeit den einzelnen Bilanzkammern zugeführt bzw. frische und verbrauchte Dialysierflüssigkeit von den einzelnen Bilanzkammern abgeführt wird.For the invention is irrelevant how fresh and used dialysis fluid supplied to the individual balancing chambers and fresh and used dialysis fluid is discharged from the individual balancing chambers.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dialysebehandlung sind die Mittel zum Leiten von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit, bei denen es sich vorzugsweise um Schlauchleitungen handelt, derart ausgebildet, dass frische Dialysierflüssigkeit aus einer Dialysierflüssigkeitsquelle jeder Bilanzkammer zugeführt werden kann und frische Dialysierflüssigkeit aus jeder Bilanzkammer der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators zugeführt werden kann, und verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators jeder Bilanzkammer zugeführt werden kann und verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus jeder Bilanzkammer abgeführt werden kann. Die einzelnen Bilanzkammern werden in aufeinanderfolgenden Arbeitstakten jeweils mit frischer oder verbrauchter Dialysierflüssigkeit gefüllt bzw. die mit frischer oder verbrauchter Dialysierflüssigkeit gefüllten Bilanzkammern werden entleert. Die vier Bilanzkammern bilden zwei Paare von Bilanzkammern, wobei in jedem Arbeitstakt aus einer Bilanzkammer des einen Paars von Bilanzkammern der Dialysierflüssigkeitskammer frische Dialysierflüssigkeit zugeführt und der anderen Bilanzkammer des einen Paars von Bilanzkammern verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer zugeführt wird, während einer Bilanzkammer von dem anderen Paar von Bilanzkammern von der Dialysierflüssigkeitsquelle frische Dialysierflüssigkeit zugeführt und aus der anderen Bilanzkammer von dem anderen Paar von Bilanzkammer verbrauchte Dialysierflüssigkeit abgeführt wird. In den aufeinanderfolgenden Arbeitstakten werden die Funktionen der einzelnen Bilanzkammern gegenseitig vertauscht, so dass sich Abweichungen in den Volumina der Bilanzkammern über die gesamte Behandlungsdauer kompensieren können.In the device according to the invention for dialysis treatment, the means for conducting fresh and spent dialysis fluid, which are preferably tubing, are designed such that fresh dialysis fluid from a dialysis fluid source can be supplied to each balance chamber and fresh dialysis fluid from each balance chamber of the dialysis fluid chamber of the dialyzer can be supplied, and spent dialysis fluid from the dialysis fluid chamber of the dialyzer each balance chamber can be supplied and spent dialysis fluid can be removed from each balance chamber. The individual balancing chambers are each filled with fresh or used dialysis fluid in successive working cycles or the balancing chambers filled with fresh or used dialysis fluid are emptied. The four balancing chambers form two pairs of balancing chambers, fresh dialyzing fluid being supplied from one balancing chamber of the one balancing chamber to the dialysing fluid chamber and the other balancing chamber of the dialyzing fluid used for one pair of balancing chambers being supplied from the dialyzing fluid chamber during one balancing chamber from the other pair supplied by balancing chambers of the dialysis fluid fresh dialysis fluid and discharged from the other balancing chamber of the other pair of balancing chamber spent dialysis fluid. In the successive work cycles, the functions of the individual balancing chambers are interchanged so that deviations in the volumes of the balancing chambers can be compensated over the entire treatment period.

Für die Erfindung ist unerheblich, wie die Dialysierflüssigkeit in die bzw. aus den Bilanzkammern gefördert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Bilanzkammern zum Fördern von frischer bzw. verbrauchter Dialysierflüssigkeit mit einem Überdruck oder einem Unterdruck beaufschlagt, mit der frische bzw. verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Kammer gedrückt oder in die Kammer gesaugt werden kann. Die Mittel zum Fördern von Dialysierflüssigkeit weisen weiterhin vorzugsweise Mittel zum Öffnen und Absperren der Mittel zum Leiten von Dialysierflüssigkeit, vorzugsweise Mittel zum Öffnen und Absperren der Schlauchleitungen auf, um die Flüssigkeitsströmung steuern zu können.For the invention is irrelevant how the dialysis fluid is conveyed into or out of the balancing chambers. In a preferred embodiment of the invention, the balancing chambers for conveying fresh or spent dialysis fluid are subjected to an overpressure or a negative pressure, with which fresh or used dialyzing fluid can be forced out of the chamber or sucked into the chamber. The means for conveying dialysis fluid continue to exhibit preferably means for opening and shutting off the means for conducting dialysis fluid, preferably means for opening and shutting off the hose lines in order to be able to control the fluid flow.

Es ist grundsätzlich aber auch möglich, zur Förderung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit mit den Bilanzkammern anstelle von Luft ein Fluid zu verwenden, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dann ist es aber erforderlich, die beiden Bilanzkammern mit einer Membran in zwei Bilanzkammerhälften zu unterteilen, wobei die eine Bilanzklammerhälfte zur Aufnahme von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit und die andere Bilanzkammerhälfte zur Aufnahme des Arbeitsfluids dient. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle von Druckluft oder einem Arbeitsfluid die Dialysierflüssigkeit mit Pumpen zu fördern, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist.In principle, however, it is also possible to use a fluid instead of air to promote fresh and spent dialysis fluid with the balancing chambers, as known from the prior art. Then, however, it is necessary to divide the two balancing chambers with a membrane into two balancing chamber halves, wherein one balancing clamp half serves for receiving fresh and spent dialysis fluid and the other balancing chamber half for receiving the working fluid. Furthermore, it is also possible, instead of compressed air or a working fluid to promote the dialysis fluid with pumps, as is known from the prior art.

Da jeweils zwei Bilanzkammern miteinander in Verbindung stehen, ist es grundsätzlich möglich, nur in einer der beiden Bilanzkammern einen Überdruck zu erzeugen, während die andere Bilanzkammer entlüftet wird. Andererseits ist es aber auch möglich, in nur einer der beiden Bilanzkammern einen Unterdruck zu erzeugen, während die andere Bilanzkammer belüftet wird. Vorzugsweise wird in der einen Bilanzkammer ein Überdruck und in der anderen Bilanzkammer ein Unterdruck erzeugt.Since two balancing chambers communicate with each other, it is basically possible to generate an overpressure only in one of the two balancing chambers, while the other balancing chamber is vented. On the other hand, it is also possible to generate a negative pressure in only one of the two balancing chambers, while the other balancing chamber is ventilated. Preferably, in one balancing chamber, an overpressure and in the other balancing chamber, a negative pressure is generated.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Mittel zum Fördern von Dialysierflüssigkeit Mittel zum Messen des Füllstandes der Bilanzkammern auf, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass die Mittel zum Öffnen und Absperren in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert für den Füllstand in den Bilanzkammern geöffnet oder geschlossen werden. Dadurch wird erreicht, dass bei einem bestimmten Füllstand die Flüssigkeitsströmung unterbrochen wird. Dieser Füllstand braucht nicht dem maximalen Füllvolumen der Bilanzkammern zu entsprechen. Für eine exakte Bilanzierung von frischer bzw. verbrauchter Dialysierflüssigkeit, bei der die Menge an frischer Dialysierflüssigkeit exakt der Menge an verbrauchter Dialysierflüssigkeit entsprechen soll, wird für sämtliche Bilanzkammern der gleiche Wert für den Füllstand vorgegeben.In a further preferred embodiment, the means for conveying dialysis fluid on means for measuring the level of the balancing chambers, wherein the control unit is designed such that the means for opening and closing depending on a predetermined value for the level in the balancing chambers opened or closed become. This ensures that at a certain level, the liquid flow is interrupted. This level does not need to correspond to the maximum filling volume of the balancing chambers. For accurate balancing of fresh or spent dialysis fluid, in which the amount of fresh dialysis fluid should correspond exactly to the amount of dialyzed fluid used, the same value for the filling level is specified for all balancing chambers.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht die Möglichkeit vor, dem Patienten über die Behandlungsdauer Flüssigkeit zuzuführen bzw. Flüssigkeit zu entziehen. Bei dieser Ausführungsform werden zwei unterschiedliche Werte für den Füllstand der Bilanzkammern vorgegeben. Dabei wird die eine Bilanzkammer des einen Paars von Bilanzkammern, von der frische Dialysierflüssigkeit der Dialysierflüssigkeitskammer zugeführt wird, bis zu dem ersten Wert für den Füllstand befüllt, während die andere Bilanzkammer des einen Paars von Bilanzkammern, der verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer zugeführt wird, bis zu einem zweiten Wert für den Füllstand befüllt, wobei der erste Wert von dem zweiten Wert verschieden ist. Entsprechend wird die eine Bilanzkammer von dem anderen Paar von Bilanzkammern, der frische Dialysierflüssigkeit von der Dialysierflüssigkeitsquelle zugeführt wird, bis zu dem ersten Wert für den Füllstand befüllt, während die andere Bilanzkammer von dem anderen Paar von Bilanzkammern, von der verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer abgeführt wird, bis zu dem zweiten Wert für den Füllstand befüllt wird. Die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert entspricht der Menge an Flüssigkeit, die über die Membran des Dialysators dem Patienten entzogen oder dem Patienten zugeführt wird. Wenn der erste Wert für den Füllstand kleiner als der zweite Wert für den Füllstand ist, wird dem Blut des Patienten Filtrat entzogen. Hierbei können unterschiedliche Werte für den Füllstand in einem oder mehreren oder sämtlichen Arbeitstakten eines Zyklus vorgegeben werden, wobei nur eine, zwei, drei oder vier Kammern unterschiedlich befüllt werden. Die Ultrafiltrationsmenge ergibt sich dann aus der Summe der Füllstandsdifferenzen der beteiligten Bilanzkammern. Die auf Grund von Herstellungstolleranzen oder Messfehlern sich möglicherweise ergebenden Abweichungen in den einzelnen Differenzvolumen von dem gewünschten Wert der vom behandelnden Arzt einzustellenden Ultrafiltrationsrate sind wegen der vergleichsweise kleinen Füllstandsdifferenzen wesentlich kleiner als die Abweichungen, die sich in einem normalen Betrieb der Bilanzkammern ergeben.A particularly preferred embodiment provides the possibility of supplying the patient with liquid or withdrawing liquid over the duration of the treatment. In this embodiment, two different values for the level of the balancing chambers are given. In this case, one balance chamber of the one pair of balance chambers, from which fresh dialysis fluid is supplied to the dialysis fluid chamber, is filled up to the first value for the fill level, while the other balance chamber of the one pair of balance chambers, the used dialysis fluid is supplied from the dialysis fluid chamber filled to a second value for the level, wherein the first value is different from the second value. Accordingly, one balance chamber is filled by the other pair of balance chambers supplied with fresh dialyzing fluid from the dialyzing fluid source to the first level value, while the other balance chamber is drained from the other pair of balance chambers by the used dialyzing fluid from the dialysis fluid chamber is filled to the second value for the level. The difference between the first and the second value corresponds to the amount of liquid which is withdrawn via the membrane of the dialyzer from the patient or supplied to the patient. If the first level value is less than the second level value, filtrate is withdrawn from the patient's blood. Here, different values for the level in one or more or all work cycles of a cycle can be specified, with only one, two, three or four chambers are filled differently. The ultrafiltration amount then results from the sum of the level differences of the participating balancing chambers. The resulting due to manufacturing tolerances or measurement errors deviations in the individual differential volume of the desired value to be set by the treating physician ultrafiltration rate are much smaller than the deviations that result in a normal operation of the balance chambers because of the comparatively small level differences.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel zum Bilanzieren von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit als zur einmaligen Verwendung bestimmtes Disposable ausgebildet. Dadurch wird die Ausrüstung der Dialysevorrichtung mit fest verbauten Bilanzkammern überflüssig. Darüber hinaus entfällt die aufwendige Sterilisierung der ansonsten in der Maschine verbleibenden flüssigkeitsführenden Teile. Die Ausbildung eines Bilanzsystems als Einmalartikel (Disposable) ist dem Fachmann als solches bekannt. Ein derartiges Disposable ist beispielsweise aus der DE 198 30 928 C1 und der DE 195 46 028 C2 bekannt.In a further preferred embodiment, the means for balancing fresh and spent dialysis fluid are designed as Disposable intended for single use. As a result, the equipment of the dialysis machine with permanently installed balancing chambers becomes superfluous. In addition, eliminates the costly sterilization of the otherwise remaining in the machine fluid-carrying parts. The formation of a balance system as disposables (Disposable) is known in the art as such. Such a disposable is for example from the DE 198 30 928 C1 and the DE 195 46 028 C2 known.

Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.In the following, two embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 Eine Vorrichtung zur Dialyse in stark vereinfachter schematischer Darstellung, wobei der erste Arbeitstakt eines Arbeitszyklus dargestellt ist. 1 A device for dialysis in a highly simplified schematic representation, wherein the first working cycle of a working cycle is shown.

2 die Dialysevorrichtung von 1, wobei der zweite Arbeitstakt des Arbeitszyklus dargestellt ist, 2 the dialysis machine of 1 showing the second working cycle of the work cycle,

3 die Dialysevorrichtung, wobei der dritte Arbeitstakt des Arbeitszyklus dargestellt ist, 3 the dialysis machine, wherein the third working cycle of the working cycle is shown,

4 die Dialysevorrichtung, wobei der vierte Arbeitstakt des Arbeitszyklus dargestellt ist, 4 the dialysis machine, wherein the fourth working cycle of the working cycle is shown,

5 die Dialysevorrichtung von 1, wobei der erste Takt des Arbeitszyklus für den Fall einer Ultrafiltration dargestellt ist, 5 the dialysis machine of 1 showing the first cycle of the duty cycle in the case of ultrafiltration,

6 die Dialysevorrichtung von 5, wobei der zweite Arbeitstakt dargestellt ist, 6 the dialysis machine of 5 , wherein the second working cycle is shown,

7 die Dialysevorrichtung, wobei der dritte Arbeitstakt dargestellt ist und 7 the dialysis machine, wherein the third power stroke is shown and

8 die Dialysevorrichtung, wobei der vierte Arbeitstakt dargestellt ist. 8th the dialysis machine, wherein the fourth power stroke is shown.

Die 1–4 zeigen die wesentlichen Komponenten einer Dialysevorrichtung in stark vereinfachter schematischer Darstellung für die einzelnen Arbeitstakte eines vier Arbeitstakte umfassenden Arbeitszyklus für den Fall, dass dem Patienten keine Flüssigkeit entzogen wird. Die 5–8 zeigen die Arbeitstake der Dialysevorrichtung für den Fall, dass dem Patienten Flüssigkeit entzogen wird. Die einzelnen Komponenten der Dialysevorrichtungen sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The 1 - 4 show the essential components of a dialysis machine in a highly simplified schematic representation for the individual working cycles of a four-stroke cycle comprehensive in the event that the patient no liquid is withdrawn. The 5 - 8th show the Arbeitstake the dialysis device in the event that the patient liquid is withdrawn. The individual components of the dialysis devices are provided with the same reference numerals in the figures.

Die Dialysevorrichtung weist einen Dialysator 1 auf, der durch eine semipermeable Membran 2 in eine Blutkammer 3 und eine Dialysierflüssigkeitskammer 4 unterteilt ist. An dem Einlass der Blutkammer 3 ist eine Blutzuführleitung 5 angeschlossen, in die eine Blutpumpe 6 geschaltet ist. Stromab der Blutkammer führt eine Blutabführleitung 7 von dem Auslass der Blutkammer zu dem Patienten.The dialysis machine has a dialyzer 1 on, passing through a semipermeable membrane 2 in a blood chamber 3 and a dialysis fluid chamber 4 is divided. At the inlet of the blood chamber 3 is a blood supply line 5 connected to a blood pump 6 is switched. Downstream of the blood chamber leads a blood discharge line 7 from the outlet of the blood chamber to the patient.

In einer Dialysierflüssigkeitsquelle 8 wird frische Dialysierflüssigkeit bereitgestellt. Von der Dialysierflüssigkeitsquelle 8 führt eine Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 zu dem Eingang der Dialysierflüssigkeitskammer 4 des Dialysators, während eine Dialysierflüssigkeitsabführleitung 10 von dem Auslass der Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators zu einem Auslass 11 führt. Zur Bilanzierung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit ist eine Bilanziereinrichtung vorgesehen, die nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.In a dialysis fluid source 8th fresh dialysis fluid is provided. From the dialysis fluid source 8th performs a Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 to the entrance of the dialysis fluid chamber 4 of the dialyzer while a dialysis fluid discharge line 10 from the outlet of the dialysis fluid chamber of the dialyzer to an outlet 11 leads. For balancing fresh and spent dialysis fluid a balancing device is provided, which will be described in detail below.

Die Bilanziereinrichtung 12 umfasst insgesamt vier Bilanzkammern, die mit A, B, C und D bezeichnet sind. Alle Bilanzkammern A, B, C, D haben den gleichen Aufbau. Es handelt sich um Teile eines zur einmaligen Verwendung bestimmten Disposables. Die Bilanzkammern A, B, C, D weisen jeweils einen Einlass bzw. Auslass (Anschluss) IA, IB, IC, ID und einen Einlass bzw. Auslass (Anschluss) OA, OB, OC, OD auf. Darüber hinaus weisen die Bilanzkammern A, B, C, D jeweils einen Anschluss PA, PB, PC, PD auf, an denen nur andeutungsweise dargestellte Mittel P zur Erzeugung eines Überdrucks und/oder Unterdrucks in den Bilanzkammern A, B, C, D angeschlossen sind.The accounting device 12 comprises a total of four balance chambers, designated A, B, C and D. All balancing chambers A, B, C, D have the same structure. These are parts of a disposable disposable. The balancing chambers A, B, C, D each have an inlet (outlet) IA, IB, IC, ID and an inlet or outlet (port) OA, OB, OC, OD. In addition, the balancing chambers A, B, C, D each have a connection PA, PB, PC, PD, where only hinted means P for generating an overpressure and / or negative pressure in the balancing chambers A, B, C, D connected are.

Die Bilanzkammern A, B, C, D sind sowohl in die Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 als auch in die Dialysierflüssigkeitsabführleitung 10 geschaltet, wobei die einzelnen Bilanzkammern mit zugehörigen Absperrorganen in die Flüssigkeitsströmung eingebunden oder von der Flüssigkeitsströmung abgetrennt werden können. Dabei sind jeder Bilanzkammer A, B, C, D jeweils vier Absperrorgane V1–V16 zugeordnet. Nachfolgend wird die Verschaltung der Bilanzkammern im Einzelnen beschrieben.The balancing chambers A, B, C, D are both in the Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 as well as into the dialysis fluid discharge line 10 switched, wherein the individual balancing chambers can be integrated with associated shut-off devices in the liquid flow or separated from the liquid flow. Each balance chamber A, B, C, D are each assigned four shut-off valves V1-V16. The interconnection of the balancing chambers is described in detail below.

Die Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 weist einen ersten Leitungsabschnitt 9' auf, der von der Dialysierflüssigkeitsquelle 8 abgeht. Von dem ersten Leitungsabschnitt 9' zweigen vier Stichleitungen 9'' ab, die jeweils zu dem Einlass I der Bilanzkammern A, B, C, D führen. In die Stichleitungen 9'' sind die Absperrorgane V2, V6, V10 und V14 geschaltet. Von dem Auslass der Bilanzkammern A, B, C, D geht jeweils eine Stichleitung 9''' ab, die zu einem zweiten Leitungsabschnit 9'''' der Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 führt. In die Stichleitungen 9''' sind die Absperrorgane V3, V7, V11 und V15 geschaltet.The dialysis fluid supply line 9 has a first line section 9 ' from the dialysis fluid source 8th going on. From the first line section 9 ' branch four stubs 9 '' each leading to the inlet I of the balancing chambers A, B, C, D. In the stubs 9 '' the shut-off valves V2, V6, V10 and V14 are switched. From the outlet of the balancing chambers A, B, C, D each have a spur line 9 ''' from that to a second Leitungsabschnit 9 '''' the Dialysierflüssigkeitszuführleitung 9 leads. In the stubs 9 ''' the shut-off valves V3, V7, V11 and V15 are switched.

Die Dialysierflüssigkeitsabführleitung 10 weist einen ersten Leitungsabschnitt 10' auf, der von dem Auslass der Dialysierflüssigkeitskammer 4 des Dialysators 1 abgeht. Von dem ersten Leistungsabschnitt 10' zweigen wieder vier Stichleitungen 10'' ab, die jeweils zu dem Auslass O der Bilanzkammern A, B, C, D führen. In die Stichleitungen 10'' sind die Absperrorgane S4, S8, S12 und S16 geschaltet. Von dem Einlass I der Bilanzkammern A, B, C, D führt jeweils eine Stichleitung 10''' zu einem zweiten Leitungsabschnit 10'''' der Dialysierflüssigkeitsabführleitung 10. In die Stichleitungen 10'''' sind die Absperrorgane V1, V5, V9 und V13 geschaltet.The dialysis fluid discharge line 10 has a first line section 10 ' up from the outlet of the dialysis fluid chamber 4 of the dialyzer 1 going on. From the first service section 10 ' branch four stubs again 10 '' each leading to the outlet O of the balancing chambers A, B, C, D. In the stubs 10 '' the shut-off devices S4, S8, S12 and S16 are switched. From the inlet I of the balancing chambers A, B, C, D respectively leads a spur line 10 ''' to a second line section 10 '''' the Dialysierflüssigkeitsabführleitung 10 , In the stubs 10 '''' the shut-off devices V1, V5, V9 and V13 are switched.

Darüber hinaus verfügt die Dialysevorrichtung über eine zentrale Steuereinheit 13, die über Steuerleitungen S1–S16 die Absperrorgane V1–V16 öffnet bzw. schließt und über Steuerleitungen P1–P4 die Mittel P zum Erzeugen eines Über- bzw. Unterdrucks derart ansteuert, dass in den Bilanzkammern ein Überdruck bzw. ein Unterdruck erzeugt wird. Die Ansteuerung der Absperrorgane kann elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch erfolgen.In addition, the dialysis device has a central control unit 13 , which opens or closes the shut-off elements V1-V16 via control lines S1-S16 and controls the means P for generating an overpressure or underpressure via control lines P1-P4 such that an overpressure or a negative pressure is generated in the balancing chambers. The control of the shut-off can be done electrically or pneumatically or hydraulically.

Während des Betriebs der Dialysevorrichtung wird frische Dialysierflüssigkeit, die in der Dialysierflüssigkeitsquelle 8 bereit gestellt wird, gegen verbrauchte Dialysierflüssigkeit bilanziert, die in den Auslass 11 abgeführt wird. Dabei werden die einzelnen Bilanzkammern A, B, C, D derart angesteuert, dass sie mit frischer bzw. verbrauchter Dialysierflüssigkeit befüllt werden bzw. entleert werden. Die Ansteuerung erfolgt in aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen, die jeweils vier Arbeitstakte umfassen. During operation of the dialysis apparatus, fresh dialysis fluid is introduced into the dialysis fluid source 8th is provided balanced against spent dialysis fluid, which enters the outlet 11 is dissipated. The individual balancing chambers A, B, C, D are controlled in such a way that they are filled with fresh or used dialysis fluid or are emptied. The control takes place in successive working cycles, each comprising four work cycles.

Die 1–4 zeigen die vier Arbeitstakte eines Arbeitszyklus. Dabei sind die von der Steuereinheit 13 geöffneten Absperrorgane schwarz gekennzeichnet. Ein nach oben weisender Pfeil kennzeichnet das Befüllen einer Bilanzkammer, während ein nach unten weisender Pfeil das Entleeren der Bilanzkammer kennzeichnet. Ein durchgezogener Pfeil kennzeichnet frische Dialysierflüssigkeit, während ein gestrichelter Pfeil verbrauchte Dialysierflüssigkeit kennzeichnet.The 1 - 4 show the four work cycles of a work cycle. These are those of the control unit 13 open shut-off valves marked black. An arrow pointing upwards marks the filling of a balancing chamber, while a downward pointing arrow indicates the emptying of the balancing chamber. A solid arrow indicates fresh dialysis fluid, while a dashed arrow indicates used dialysis fluid.

In dem ersten Arbeitstakt des Arbeitszyklus öffnet die zentrale Steuereinheit 13 die Absperrorgane V2, V5, V12 und V15, während die Steuereinheit die anderen Absperrorgane schließt (1). Damit lassen sich die vier Bilanzkammern A, B, C, D in ein erstes Paar von Bilanzkammern A, B und ein zweites Paar von Bilanzkammern C, D unterteilen. Der Bilanzkammer A wird aus der Dialysierflüssigkeitsquelle 8 frische Dialysierflüssigkeit zugeführt, während aus der Bilanzkammer B verbrauchte Dialysierflüssigkeit zu dem Auslass 11 abgeführt wird. Aus der Bilanzkammer D wird der Dialysierflüssigkeitskammer 4 des Dialysators 1 frische Dialysierflüssigkeit zugeführt, während verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer 4 des Dialysators 1 in die Bilanzkammer C abgeführt wird. Die entsprechenden Flüssigkeitsströmungen sind in 1 mit Pfeilen gekennzeichnet. Es wird also der Inhalt der Bilanzkammer D über die Dialysierflüssigkeitskammer des Dialysators in die Bilanzkammer C entleert.In the first working cycle of the working cycle opens the central control unit 13 shut-off valves V2, V5, V12 and V15, while the control unit closes the other shut-off devices ( 1 ). Thus, the four balancing chambers A, B, C, D can be subdivided into a first pair of balancing chambers A, B and a second pair of balancing chambers C, D. The balance chamber A is from the dialysis fluid source 8th supplied fresh dialysis fluid, while from the balance chamber B spent dialysis fluid to the outlet 11 is dissipated. From the balance chamber D is the dialysis fluid chamber 4 of the dialyzer 1 supplied fresh dialysis fluid while spent dialysis fluid from the dialysis fluid chamber 4 of the dialyzer 1 is discharged into the balance chamber C. The corresponding liquid flows are in 1 marked with arrows. Thus, the contents of the balance chamber D are emptied into the balance chamber C via the dialysis fluid chamber of the dialyzer.

Dabei werden die Bilanzkammern A und C, der Flüssigkeit zugeführt werden, mit einem Unterdruck und die Bilanzkammern B und D, aus der Flüssigkeit abgeführt wird, mit einem Unterdruck beaufschlagt. Hierzu steuert die zentrale Steuereinheit 13 die Mittel P zum Erzeugen eines Über- bzw. Unterdrucks entsprechend an.In this case, the balancing chambers A and C, the liquid to be supplied with a negative pressure and the balancing chambers B and D, is discharged from the liquid, subjected to a negative pressure. The central control unit controls this 13 the means P for generating a positive or negative pressure accordingly.

Der Vorgang des Befüllens bzw. des Entleerens einer Kammer wird von der zentralen Steuereinheit 13 überwacht. Dabei wirkt die zentrale Steuereinheit 13 mit Mitteln 14 zum Überwachen des Füllstands der einzelnen Bilanzkammern A, B, C, D zusammen, die jeweils über Steuerleitungen S1, S2, S3, S4 den einzelnen Bilanzkammern zugeordnete Füllstandsensoren F1, F2, F3, F4 aufweist. Bei einem vorgegebenen Wert für den Füllstand, der in sämtlichen Kammern gleich ist, werden die entsprechenden Absperrorgane V geschlossen.The process of filling or emptying a chamber is performed by the central control unit 13 supervised. The central control unit acts here 13 with funds 14 for monitoring the fill level of the individual balancing chambers A, B, C, D together, which has respective fill level sensors F1, F2, F3, F4 assigned to the individual balancing chambers via control lines S1, S2, S3, S4. At a given value for the level, which is the same in all chambers, the corresponding shut-off valves V are closed.

In dem zweiten Arbeitstakt bilden die Kammern B und C das erste Paar von Bilanzkammern, während die Kammern A und D das zweite Paar von Bilanzkammern bilden. Der Bilanzkammer B wird frische Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitsquelle 8 zugeführt, während aus der Bilanzkammer C verbrauchte Dialysierflüssigkeit in den Auslass 11 abgeführt wird. Aus der Bilanzkammer A wird der Dialysierflüssigkeitskammer 4 frische Dialysierflüssigkeit zugeführt, während der Bilanzkammer D verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer zugeführt wird. Dabei werden wieder die entsprechenden Absperrorgane V geöffnet und die Bilanzkammern von den Mitteln P zum Erzeugen eines Über- bzw. Unterdrucks wieder entsprechend mit einem Über- oder Unterdruck beaufschlagt.In the second stroke, the chambers B and C form the first pair of balancing chambers, while the chambers A and D form the second pair of balancing chambers. The balance chamber B is fresh dialysis fluid from the dialysis fluid source 8th fed while dialysis fluid spent from the balance chamber C in the outlet 11 is dissipated. From the balance chamber A is the dialysis fluid chamber 4 supplied fresh dialysis fluid while the balance chamber D spent dialysis fluid from the dialysis fluid chamber is supplied. In this case, the corresponding shut-off valves V are opened again and the balancing chambers are correspondingly acted upon again by the means P for generating an overpressure or underpressure with an overpressure or underpressure.

Im dritten Arbeitstakt bilden die Bilanzkammern C und D das erste Bilanzkammerpaar und die Bilanzkammern A und B das zweite Bilanzkammerpaar. Aus der Dialysierflüssigkeitsquelle 8 strömt frische Dialysierflüssigkeit in die Bilanzkammer C, während verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Bilanzkammer D in den Auslass 11 strömt. Die frische Dialysierflüssigkeit aus der Bilanzkammer B wird über die Dialysierflüssigkeitskammer 4 in die Bilanzkammer A entleert.In the third working cycle, the balance chambers C and D form the first balance chamber pair and the balance chambers A and B form the second balance chamber pair. From the dialysis fluid source 8th fresh dialysis fluid flows into the balance chamber C, while used dialysis fluid from the balance chamber D in the outlet 11 flows. The fresh dialysis fluid from the balance chamber B is via the dialysis fluid chamber 4 emptied into the balance chamber A.

In dem vierten Arbeitstakt bilden die Bilanzkammern A und D das erste Bilanzkammerpaar, während die Bilanzkammern B und C das zweite Bilanzkammerpaar bilden. In die Bilanzkammer D strömt frische Dialysierflüssigkeit, während aus der Bilanzkammer A verbrauchte Dialysierflüssigkeit strömt. Gleichzeitig wird frische Dialysierflüssigkeit aus der Bilanzkammer C über die Dialysierflüssigkeitskammer 4 in die Bilanzkammer B entleert.In the fourth power stroke, the balance chambers A and D form the first balance chamber pair, while the balance chambers B and C form the second balance chamber pair. Fresh dialysis fluid flows into the balance chamber D while dialyzing fluid consumed from the balance chamber A flows. At the same time fresh dialysis fluid from the balance chamber C via the dialysis fluid 4 emptied into the balance chamber B.

Nach dem vierten Arbeitstakt schließt sich wieder der erste Arbeitstakt des folgenden Arbeitszyklus an. Es zeigt sich, dass die Funktionen der einzelnen Bilanzkammern jeweils zyklisch vertauscht werden, wobei jeder Bilanzkammer frische Dialysierflüssigkeit zugeführt und verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus jeder Bilanzkammer abgeführt wird.After the fourth cycle, the first cycle of the following cycle follows again. It turns out that the functions of the individual balancing chambers are in each case cyclically reversed, wherein each balancing chamber is supplied with fresh dialysis fluid and spent dialysis fluid is discharged from each balancing chamber.

Das zyklische Vertauschen der Funktion der einzelnen Kammern A, B, C, D bewirkt, dass sich unterschiedliche Füllvolumina, die auf unterschiedliche Kammervolumen oder Fehler bei der Füllstandsmessung zurückgeführt werden können, während eines Arbeitszyklus kompensieren. Dies wird an dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nachfolgend erläutert.The cyclic exchange of the function of the individual chambers A, B, C, D causes different filling volumes, which can be attributed to different chamber volumes or errors in the level measurement, to compensate during a work cycle. This will be explained below with reference to the present embodiment.

Es sei angenommen, dass das Füllvolumen der Bilanzkammer A 100 ml, der Bilanzkammer B 110 ml, der Bilanzkammer C 90 ml und der Bilanzkammer D 105 ml ist. Die Volumina der Schlauchleitungen sollen für das Beispiel vernachlässigt werden. Es sei aber bemerkt, dass die Abweichungen der Volumina der Kammern B, C, D von dem Sollwert von 100 ml unrealistisch hoch sind und nur als Beispiel dienen sollen.It is assumed that the filling volume of the balance chamber A 100 ml, the balance chamber B 110 ml, the balance chamber C 90 ml and the Balance chamber D is 105 ml. The volumes of the hose lines are to be neglected for the example. It should be noted, however, that the deviations of the volumes of the chambers B, C, D from the target value of 100 ml are unrealistically high and should serve only as an example.

Im ersten Arbeitstakt wird die Bilanzkammer D über die Dialysierflüssigkeitskammer 4 des Dialysators 1 in die Bilanzkammer C entleert. Die Mittel P zum Erzeugen eines Über- oder Unterdrucks, die nachfolgend als Pneumatikeinrichtung P bezeichnet werden, erzeugen in Kammer D einen Überdruck und in Kammer C einen Unterdruck. Es entleeren sich demnach 105 ml aus Kammer D, wobei sich aber bereits nach 90 ml das Absperrorgan V12 im Zulauf der Kammer C schließt. Da Kammer D nicht vollständig entleert ist, bleibt das Absperrorgan V15 im Ablauf dieser Kammer geöffnet und der Überdruck aus Kammer D pflanzt sich in die Dialysierflüssigkeitskammer 4 fort. Dort wird die Restflüssigkeit auf Grund des Druckgradienten durch die semipermeable Membran 2 von der Dialysierflüssigkeitsseite auf die Blutseite gedrückt. Dem Blut des Patienten werden also 15 ml Flüssigkeit zugeführt (Refiltration).In the first work cycle, the balance chamber D via the dialysis fluid chamber 4 of the dialyzer 1 emptied into the balance chamber C. The means P for generating an overpressure or underpressure, which are referred to below as a pneumatic device P, generate an overpressure in chamber D and a negative pressure in chamber C. Accordingly, 105 ml are emptied from chamber D, but the obturator V12 already closes in the inflow of chamber C after 90 ml. Since chamber D is not completely emptied, the obturator V15 remains open in the discharge of this chamber and the overpressure from chamber D is planted in the dialysis fluid chamber 4 continued. There, the residual fluid due to the pressure gradient through the semipermeable membrane 2 pressed from the dialysis fluid on the blood side. The blood of the patient so 15 ml of liquid supplied (refiltration).

Im zweiten Arbeitstakt entleert sich die Kammer A in Kammer D über die Dialysierflüssigkeitskammer 3. Da Kammer D ein größeres Volumen als Kammer A bei gleicher Füllhöhe hat, bleibt der Unterdruck in Kammer D erhalten. Hierdurch werden über die Membran 2 des Dialysators 15 ml Flüssigkeit von der Blutseite auf die Dialysatseite gesaugt (Filtration).In the second working cycle, the chamber A in chamber D deflates via the dialysis fluid chamber 3 , Since chamber D has a larger volume than chamber A at the same filling level, the negative pressure in chamber D is maintained. This will be over the membrane 2 of the dialyzer 15 ml of liquid sucked from the blood side to the dialysate side (filtration).

Im dritten Arbeitstakt entleert sich Kammer B in Kammer A. Es kommt zu einer Refiltration von 10 ml Dialysierflüssigkeit. Im vierten Arbeitstakt entleert sich Kammer C in Kammer B. Es kommt zu einer Filtration von 20 ml Dialysierflüssigkeit.In the third working cycle, chamber B deflates in chamber A. There is a refiltration of 10 ml of dialysis fluid. In the fourth working cycle, chamber C deflates in chamber B. There is a filtration of 20 ml of dialysis fluid.

Wenn man nun die Volumenänderung im Patientenblut bilanziert, wird deutlich, dass sich die Abweichungen in den Volumina der Kammern über einen Arbeitszyklus ausgleichen. Es ergibt sich eine Summe von 15 ml – 5 ml + 10 ml – 20 ml = 0. Dem Patienten wird also weder Flüssigkeit zugeführt, noch Flüssigkeit entzogen.If one now accounts for the change in volume in the patient's blood, it becomes clear that the deviations in the volumes of the chambers over one working cycle balance each other out. The result is a sum of 15 ml - 5 ml + 10 ml - 20 ml = 0. The patient is therefore neither liquid supplied nor liquid withdrawn.

Im Folgenden soll verdeutlicht werden, wie ein Bilanzierungsfehler entsteht, wenn die Kammern nicht zyklisch vertauscht werden, d. h. der Arbeitszyklus nur zwei Arbeitstakte umfasst, wobei jeweils ein Paar von Kammern nur frische Dialysierflüssigkeit und das andere Paar von Kammern nur verbrauchte Dialysierflüssigkeit aufnimmt. Im ersten Arbeitstakt würde sich die Kammer D in die Kammer C entleeren. Es käme zu einer Refiltration von 15 ml. Im zweiten Arbeitstakt würde sich die Kammer A in Kammer B entleeren. Es käme zu einer Filtration von 10 ml. Daraus ergäbe sich innerhalb des Arbeitszyklus eine Summe, die 15 ml – 10 ml + 15 ml – 10 ML = 10 ml ist. Der Fehler wird also nicht kompensiert.The following is intended to clarify how an accounting error arises when the chambers are not cyclically reversed, d. H. the duty cycle comprises only two work cycles, one pair of chambers receiving only fresh dialysis fluid and the other pair of chambers only consuming dialysis fluid. In the first working cycle, the chamber D would empty into the chamber C. It would come to a refiltration of 15 ml. In the second cycle, the chamber A would be in chamber B empty. There would be a filtration of 10 ml. This would result in a sum within the working cycle which is 15 ml - 10 ml + 15 ml - 10 ml = 10 ml. The error is therefore not compensated.

Die erfindungsgemäße Ansteuerung der Bilanzkammern hat neben der exakten Bilanzierung von frischer und verbrauchter Dialysierflüssigkeit auch den Vorteil, dass für den Fall einer gewünschten Ultrafiltration innerhalb eines Arbeitszyklus die Ultrafiltrationsmenge genau eingestellt werden kann.The control of the balancing chambers according to the invention, in addition to the accurate balancing of fresh and spent dialysis fluid, also has the advantage that, in the case of a desired ultrafiltration within a working cycle, the ultrafiltration amount can be precisely adjusted.

Für den Fall der Ultrafiltration gibt die zentrale Steuereinheit 13 zwei unterschiedliche Werte für den Füllstand FH und FL der Kammern vor, wie nachfolgend erläutert wird.In the case of ultrafiltration gives the central control unit 13 two different values for the levels FH and FL of the chambers, as explained below.

Um Flüssigkeit dem Blut des Patienten zu entziehen (Ultrafiltration) wird der Füllstand der Bilanzkammern, die verbrauchte Dialysierflüssigkeit aus der Dialysierflüssigkeitskammer aufnehmen sollen, so eingestellt, dass deren Füllstand FH über dem Füllstand FL der Bilanzkammern liegt, die mit frischer Dialysierflüssigkeit befüllt sind. Die Differenz beider Füllstände FH–FL entspricht dann der dem Blut des Patienten entzogenen Flüssigkeit. Die 5–8 zeigen die Arbeitstakte des Arbeitszyklus für denn Fall der Ultrafiltration. Die 5–8 entsprechen den 1–4. Allerdings ist in den 5–8 der unterschiedliche Füllstand FH, FL der Kammern A, B, C, D mit Linien gekennzeichnet. Mit Ausnahme der unterschiedlichen Füllstände der einzelnen Bilanzammern erfolgt die Ansteuerung der Bilanzkammern so, wie unter Bezugnahme auf die 1–4 beschrieben ist.In order to withdraw fluid from the patient's blood (ultrafiltration), the level of the balancing chambers, which are to receive used dialysis fluid from the dialysis fluid chamber, is set so that its filling level FH is above the level FL of the balancing chambers, which are filled with fresh dialysis fluid. The difference between the two levels FH-FL then corresponds to the liquid withdrawn from the patient's blood. The 5 - 8th show the working cycles of the working cycle for the case of ultrafiltration. The 5 - 8th correspond to the 1 - 4 , However, in the 5 - 8th the different fill level FH, FL of the chambers A, B, C, D marked with lines. With the exception of the different fill levels of the individual balance chambers, the control of the balancing chambers takes place as described with reference to FIGS 1 - 4 is described.

Bei dem in den 5–8 gezeigten Ausführungsbeispiel werden sämtliche Bilanzkammern zur Aufnahme verbrauchter Dialysierflüssigkeit mit einem höheren Füllstand betrieben als die Bilanzkammern, die frische Dialysierflüssigkeit liefern. Es ist aber auch möglich, dass nur eine, zwei oder drei der insgesamt vier Bilanzkammern zur Aufnahme der verbrauchten Dialysierflüssigkeit mit einem höheren Füllstand betrieben werden.In the in the 5 - 8th In the embodiment shown, all balancing chambers are operated with a higher fill level for receiving used dialysis fluid than the balancing chambers which deliver fresh dialysis fluid. But it is also possible that only one, two or three of the total four balancing chambers are operated for receiving the used dialysis fluid with a higher level.

Im ersten Arbeitstakt wird die frische Dialysierflüssigkeit aus der Bilanzkammer D, die in einem vorausgehenden Arbeitstakt bis zu dem Füllstand FL befüllt worden ist, über die Dialysierflüssigkeitskammer 4 des Dialysators 1 in die Bilanzkammer C überführt, wobei die Bilanzkammer C bis zu einem Füllstand FH befüllt wird, der höher als der Füllstand FL ist. Dies wird anhand der Linien in 5 verdeutlicht. Da es sich hier um ein geschlossenes, volumenkonstantes System handelt, wird dem Blut des Patienten über die Membran 2 des Dialysators 1 die Menge an Flüssigkeit entzogen, die der Differenz Δ = FH – FL zwischen den beiden Füllständen entspricht. Im zweiten Arbeitstakt wird die Dialysierflüssigkeit aus der Bilanzkammer A über die Dialysierflüssigkeitskammer in die Bilanzkammer D überführt, wobei dem Blut des Patienten wieder die Menge an Flüssigkeit entzogen wird, die der Differenz Δ = FH – FL der beiden Füllstände entspricht.In the first cycle, the fresh dialysis fluid from the balance chamber D, which has been filled in a previous power stroke up to the level FL, via the dialysis fluid chamber 4 of the dialyzer 1 transferred to the balance chamber C, wherein the balance chamber C is filled to a level FH, which is higher than the level FL. This is based on the lines in 5 clarified. Since this is a closed, volume-constant system, the patient's blood is transferred through the membrane 2 of the dialyzer 1 the amount of liquid extracted, which corresponds to the difference Δ = FH - FL between the two levels. In the second working cycle, the dialysis fluid is transferred from the balance chamber A via the dialysis fluid chamber into the balance chamber D, wherein the blood of the patient is again deprived of the amount of fluid corresponding to the difference Δ = FH - FL of the two levels.

Der dritte und vierte Arbeitstakt (7 und 8) entsprechen dem ersten und zweiten Arbeitstakt bei gleichen Füllständen in den Kammern. Auch hier wird in jedem Arbeitstakt dem Patienten eine Menge an Flüssigkeit entzogen, die der Füllstandsdifferenz Δ = FH – FL entspricht. Die Ultrafiltrationsmenge ergibt sich dann aus der Summe sämtlicher Füllstandsdifferenzen in allen Arbeitszyklen über die gesamte Behandlungsdauer. Wegen der vergleichsweise kleinen Füllstandsdifferenzen kann die gewünschte Ultrafiltrationsmenge mit relativ hoher Genauigkeit eingestellt werden.The third and fourth working cycle ( 7 and 8th ) correspond to the first and second power stroke at the same levels in the chambers. Here, too, an amount of liquid is withdrawn from the patient every stroke, which corresponds to the filling level difference Δ = FH-FL. The ultrafiltration rate then results from the sum of all level differences in all work cycles over the entire treatment period. Because of the comparatively small level differences, the desired ultrafiltration amount can be adjusted with relatively high accuracy.

Claims

Apparatus for dialysis treatment with a dialysis fluid source ( 8th ) for fresh dialysis fluid and an outlet ( 11 ) for spent dialysis fluid, through a semipermeable membrane ( 2 ) in a blood chamber ( 3 ) and a dialysis fluid chamber ( 4 ) subdivided dialyzer ( 1 ), Means ( 12 ) for balancing fresh and spent dialysis fluid, comprising a first balance chamber (A), a second balance chamber (B), a third balance chamber (C) and a fourth balance chamber (D), means ( 9 . 10 ; V1 to V16) for conducting fresh dialysis fluid into the balancing chambers and removing spent dialysis fluid from the balancing chambers, means (P; V1 to V16) for conveying fresh and spent dialysis fluid, and a control unit ( 13 ) for controlling the means for conveying fresh and spent dialysis fluid, characterized in that the means ( 9 . 10 ) are designed for conducting fresh and spent dialysis fluid such that fresh dialysis fluid from the dialysis fluid source ( 8th ) each balance chamber (A, B, C, D) can be supplied and fresh dialysis fluid from each balance chamber (A, B, C, D) of the dialysis fluid chamber ( 4 ) of the dialyzer ( 1 ), and spent dialyzing fluid from the dialysis fluid chamber ( 4 ) of the dialyzer ( 1 ) can be supplied to each balance chamber (A, B, C, D) and used dialyzing fluid can be removed from each balance chamber, and that the control unit ( 13 ) cooperates with the means (P; V1 to V16) for conveying fresh and spent dialysis fluid such that the balancing chambers (A, B, C, D) are operated in successive working cycles, each working cycle comprising successive working cycles, in each of which a balance chamber from a pair of balancing chambers of the dialysis fluid supplied fresh dialysis fluid and the other balance chamber of the pair of balancing chambers spent dialyzing fluid from the dialysis fluid is fed during a balancing chamber from another pair of balancing chambers of the dialysis fluid fresh Dialysierflüssigkeit and from the other balancing chamber of the dialysis fluid used for the other pair of balancing chambers is removed.

Device according to Claim 1, characterized in that the means (P; V1 to V16) for conveying dialysis fluid comprise means (P) for applying an overpressure or negative pressure to the balancing chambers and means (V1 to V16) for opening and shutting off the means (P). 9 . 10 ) for conducting dialysis fluid.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the means for conveying (P; V1 to V16) of dialysis fluid means (F1 to F4) for measuring the level of the balancing chambers, wherein the control unit ( 13 ) is designed such that the means (V1 to V16) for opening and shutting off in response to a predetermined value (FH, FL) for the level in the balancing chambers are opened or closed.

Device according to claim 3, characterized in that the control unit ( 13 ) is configured such that a first value (FL) for the level of the balancing chamber is supplied from the one pair of balancing chambers, from the fresh dialyzing fluid to the dialyzing fluid chamber, and a second value (FH) for the level of the other balancing chamber from the one pair of balance chambers, the used dialyzing fluid is supplied from the dialysis fluid chamber, is predetermined, wherein the first value is different from the second value.

Device according to claim 3 or 4, characterized in that the control unit ( 13 ) such that a first value (FL) for the level of the balance chamber is supplied from the other pair of balance chambers, the fresh dialysis fluid from the dialysis fluid source, and a second value (FH) for the level of the other balance chamber from the other pair of balance chambers, is discharged from the used dialyzing fluid from the dialysis fluid chamber, is predetermined, wherein the first value is different from the second value.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the first value (FL) for the Level is less than the second level (FH) for the level.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the means ( 9 . 10 ) for conducting dialysis fluid a supply line ( 9 ) for supplying fresh dialysis fluid from the dialysis fluid source ( 8th ) to the inlet of the dialysis fluid chamber ( 4 ), wherein the first balance chamber (A), the second balance chamber (B), the third balance chamber (C) and the fourth balance chamber (D) are connected in the supply line, and a discharge line ( 10 ) for removing spent dialysis fluid from the dialysis fluid chamber ( 4 ), wherein the first balance chamber (A), the second balance chamber (B), the third balance chamber (C) and the fourth balance chamber (D) are connected in the discharge line.

Apparatus according to claim 7, characterized in that of the first chamber (A), the second chamber (B), the third chamber (C) and the fourth chamber (D) to the supply line ( 9 ) leading stubs ( 9 '' ) and to the discharge line ( 10 ) leading stubs ( 10 '' ), wherein the means (V1 to V16) are arranged to open and shut in the branch lines shut-off devices.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the balancing chambers (A, B, C, D) and the means ( 9 . 10 ) are designed for directing fresh and spent dialysis fluid as disposable items.