DE3885392T2 - Dialysesystem. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dialysesystem, insbesondere wie es zum Entfernen von Abfallstoffen oder Wassergehalt aus Blut verwendet wird.
• Es ist ein Dialysesystem bekannt, bei dem ein Dialysatbehälter durch eine bewegliche Membran in eine Zufuhrkammer und eine Wiedergewinnungskammer geteilt ist und die Zufuhrkammer an einen Einlaß und die andere Kammer oder Wiedergewinnungskammer an einen Auslaß des Dialysators angeschlossen ist, so daß durch die Zufuhrkammer, den Dialysator und die Wiedergewinnungskammer eine erste geschlossene Leitung definiert wird, und eine zweite geschlossene Leitung, die auf die gleiche Art wie die erste geschlossene Leitung konstruiert ist, an den Dialysator angeschlossen ist, so daß abwechselnd auf beide der geschlossenen Leitungen umgeschaltet werden kann, um sie an den Dialysator anzuschließen (siehe japanische Patenveröffentlichung Nr. 82/1981).
• In jeder geschlossenen Leitung wird in die Zufuhrkammer eingebrachtes frisches Dialysat dem Dialysator als Reaktion auf eine Verringerung des Kammervolumens zugeführt, die auftritt, wenn sich die bewegliche Membran bewegt, während gleichzeitig verbrauchtes Dialysat aus dem Dialysator in die Wiedergewinnungskammer als Reaktion auf deren Volumszunahme, die auftritt, wenn sich die bewegliche Membran bewegt, hinausfließt.
• Bei einem in der oben genannten Art konstruierten Dialysesystem ist die erste geschlossene Leitung an den Dialysator angeschlossen, während die zweite geschlossene Leitung davon getrennt ist, und ein frisches Dialysat, das in die Zufuhrkammer der ersten Leitung eingebracht ist, wird dem Dialysator als Reaktion auf eine Reduktion von deren Volumen zugeführt, die auftritt, wenn sich die bewegliche Membran bewegt, während gleichzeitig verbrauchtes Dialysat wiedergewonnen wird, das aus dem Dialysator in die Wiedergewinnungskammer fließt, als Reaktion auf eine Zunahme von deren Volumen, die auftritt, wenn sich die bewegliche Membran bewegt. Während des Zeitraums, in dem das frische Dialysat dem Dialysator durch die erste Leitung zugeführt wird, wird frisches Dialysat in die geschlossene Zufuhrkammer der zweiten geschlossenen Leitung eingebracht, während ein verbrauchtes Dialysat gleichzeitig aus der Wiedergewinnungskammer nach außen abgelassen wird.
• Nach Beendigung der Zufuhr des frischen Dialysats aus der ersten Leitung wird diese Leitung vom Dialysator getrennt, während gleichzeitig die zweite geschlossene Leitung an den Dialysator angeschlossen wird, um die Zufuhr eines frischen Dialysats davon in Gang zu setzen, wodurch das frische Dialysat abwechselnd dem Dialysator zugeführt wird.
• Bei einem Dialysesystem des besprochenen Typs kann die Menge an frischem Dialysat, die dem Dialysator aus der Zufuhrkammer zugeführt werden kann, in jeder geschlossenen Leitung dazu gebracht werden, genau der Menge an verbrauchtem Dialysat zu entsprechen, die aus dem Dialysator in die Wiedergewinnungskammer hinein wiedergewonnen wird. Demgemäß entspricht die Menge an verbrauchtem Dialysat, das aus einem Teil der geschlossenen Leitung entfernt wird, dann genau der Ultrafiltrationsmenge, und somit kann die Ultrafiltrationsmenge bezogen auf die Menge an verbrauchtem Dialysat, das aus der geschlossenen Leitung entfernt wird, präzise gesteuert werden.
• Um die Dialyse durchzuführen, ist es jedoch notwendig, daß die Menge an verbrauchtem Dialysat, das aus dem Dialysator fließt, größer ist als die Menge an frischem Dialysat, das dem Dialysator aus der Zufuhrkammer zugeführt wird. Bei einem Dialysesystem des oben erwähnten Typs entspricht die Menge an frischem Dialysat, das dem Dialysator aus der Zufuhrkammer zugeführt wird, der Menge an verbrauchtem Dialysat, das aus dem Dialysator in die Wiedergewinnungskammer wiedergewonnen wird, und somit ist es erforderlich, im Verlauf der geschlossenen Leitung Einrichtungen vorzusehen, die dahingehend wirken, daß sie eine Menge an verbrauchtem Dialysat entfernen, die der Ultrafiltrationsmenge entspricht. Hohe Verläßlichkeit und Dauerhaftigkeit einer solchen Einrichtung sind erforderlich, um eine konstante Ultrafiltrationsmenge pro Zeiteinheit über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten. Beim Ansatz nach dem Stand der Technik wird die Ultrafiltrationsmenge bestimmt, indem das Dialysat, das entfernt wird, gemessen wird, und dementsprechend kann die Meßeinrichtung durch das Dialysat verunreinigt werden, was nachteilig einen Fehler in der gemessenen Menge verursachen kann.
• Es wird festgestellt werden, daß bei einem Dialysesystem des beschriebenen Typs, da die erste und die zweite geschlossene Leitung durch Umschalten abwechselnd an den Dialysator angeschlossen sind, die Zufuhr an frischem Dialysat zum Dialysator während des Umschaltens aufhört, was einen zur Dialyse erforderlichen Zeitraum nachteilig verlängert.
• Ein frisches Dialysat umfaßt normalerweise eine Mischung aus Verdünnungswasser, einer konzentrierten Flüssigkeit, die Kalziumionen, Magensiumionen usw. enthält, und einer konzentrierten Flüssigkeit, die Bikarbonat enthält, in bestimmten Anteilen. Es ist auch eine andere Art von frischem Dialysat bekannt, die Verdünnungswasser und eine Acetat enthaltende konzentrierte Flüssigkeit umfaßt, die in bestimmten Anteilen zusammengemischt sind. Bevor das frische Dialysat in die Zufuhrkammer eingebracht wird- werden die konzentrierte Flüssigkeit und das Verdünnungswasser in diesem Anteil durch einen Mischer gemischt, der die Mischung dann der Zufuhrkammer zuführt. Jedoch ist der Mischer mit einem Mischbehälter Versehen, dem die konzentrierte Flüssigkeit und Verdünnungswasser in einer bestimmten Rate zugeführt werden, und da bei einem Schritt innerhalb des Mischbehälters eine relativ hohe Menge an frischem Dialysat hergestellt wird, besteht insofern ein Nachteil, als der Mischer zusätzlichen Raum erfordert.
• Nach dem Stand der Technik beschreibt die US-A-4172033 (Willock) ein Dialysatzufuhrsystem, bei dem verbrauchtes Dialysat aus dem Dialysator in eine doppelt wirkende Zylinderpumpe aufgenommen wird, während Wasser und Dialysatkonzentration aus getrennten doppelt wirkenden Zufuhrpumpen gepumpt werden, um sie in der Zufuhrleitung zusammenzumischen, um frisches Dialysat zu bilden. Die Zylinder der Wasserzufuhrpumpe und der das verbrauchte Dialysat aufnehmenden Pumpe sind durch einen starren schwenkbaren Verbindungsarm verbunden, der eine einstellbare Schwenkposition aufweist, die die relativen Volumina an Zufuhr und Aufnahme in diesen Pumpenkammern reguliert.
• Das hierin in Angriff genommene Problem ist die Schaffung eines neuen Dialysesystems mit Steuerung der relativen Volumsveränderungen in der Dialysatzufuhrkammer und der Wiedergewinnungskammer.
• Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Dialysesystem, umfassend einen Dialysator;
• eine Zufuhrkammer zur Aufnahme von frischem Dialysat zum Speisen des Dialysators durch einen Einlaß desselben, und die eine zugeordnete Zufuhrkammermembran aufweist, die beweglich ist, um es der Zufuhrkammer zu ermöglichen, ihr Volumen anzupassen;
• eine Wiedergewinnungskammer zur Aufnahme von verbrauchtem Dialysat durch einen Auslaß des Dialysators, wenn dem Dialysator beim Betrieb frisches Dialysat von der Zufuhrkammer zugeführt wird, und die eine zugeordnete Wiedergewinnungskammermembran aufweist, die beweglich ist, um es der Wiedergewinnungskammer zu ermöglichen, ihr Volumen anzupassen;
• wobei die Zufuhrkammer, der Dialysator und die Wiedergewinnungskammer miteinander verbunden sind, so daß sie als eine geschlossene Dialysatleitung fungieren;
• wobei die Zufuhrkammermembran und die Wiedergewinnungskammermembran durch eine Steuereinrichtung gesteuert miteinander gekoppelt sind, welche die Steuerung der Beziehung zwischen der Volumsänderung in der Wiedergewinnungskammer und der Volumsänderung in der Zufuhrkammer ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen durch eine Steuerkammer mit variablem Volumen gekoppelt sind, die zwischen ihnen an ihren vom Dialysat entfernten Seiten eingeschlossen und mit Flüssigkeit gefüllt ist, und die Steuereinrichtung die gesteuerte Änderung des Volumens der mit Flüssigkeit gefüllten Steuerkammer ermöglicht.
• Bei dieser Anordnung kann ein Unterschied zwischen einer Änderung im Volumen der Wiedergewinnungskammer und einer Änderung im Volumen der Zufuhrkammer auf eine Ultrafiltrationsmenge abgestimmt werden, wodurch Einrichtungen nach dem Stand der Technik unnötig gemacht werden, die in einer geschlossenen Leitung dazwischengeschaltet waren, um verbrauchtes Dialysat zu entfernen. Dies erleichtert die Sicherstellung eines hohen Verläßlichkeits- und Haltbarkeitsniveaus im Vergleich zur Ausstattung mit solchen Einrichtungen. Da die Ultrafiltrationsmenge gemäß der Größe eines Unterschieds zwischen Änderungen der Volumina gesteuert werden kann, kann eine bessere Regulierung der Ultrafiltrationsmenge durchgeführt werden, als wenn verbrauchtes Dialysat direkt aus der geschlossenen Leitung entfernt wird.
• Das Dialysesystem kann eine Zufuhrleitung umfassen, die der Zufuhrkammer frisches Dialysat zuführt und die eine Zufuhr für konzentrierte Flüssigkeit umfaßt, die durch ein erstes Öffnungs/Schließ-Ventil an zumindest die Zufuhrkammer angeschlossen ist, sowie eine Zufuhr für Verdünnungswasser, die durch ein zweites Öffnungs/Schließ-Ventil an die Zufuhrkammer angeschlossen ist. Jedesmal, wenn in die Zufuhrkammer frisches Dialysat zuzuführen ist, wird die der Zufuhrkammer zugeordnete bewegliche Membran in eine Richtung bewegt, um deren Volumen zu vergrößern, und das erste und das zweite Öffnungs/Schließ-Ventil werden abwechselnd geöffnet, so daß die konzentrierte Flüssigkeit und das Verdünnungswasser nacheinander in bestimmten Inkrementen in die Zufuhrkammer eingebracht werden, wodurch es ermöglicht wird, daß durch ein Mischverfahren frisches Dialysat innerhalb der Zufuhrkammer hergestellt wird.
• Bei dieser Anordnung werden das erste und das zweite Öffnungs/Schließ-Ventil abwechselnd geöffnet, um zu ermöglichen, daß konzentrierte Flüssigkeit und das Verdünnungswasser der Reihe nach in bestimmten Inkrementen in die Zufuhrkammer eingebracht werden, wodurch es ermöglicht wird, durch Mischen innerhalb der Zufuhrkammer frisches Dialysat herzustellen, was die Notwendigkeit für das Vorsehen eines getrennten Mischbehälters, wie nach dem Stand der Technik erforderlich, ausschaltet, und daher eine Verringerung der Größe des gesamten Systems ermöglicht.
• Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Dialysesystem zumindest zwei geschlossene Leitungen der oben beschriebenen Art und ist auf solche Art betreibbar, daß, bevor ein Zufuhrdurchgang und ein Wiedergewinnungsdurchgang der ersten geschlossenen Leitung, die dann an den Dialysator angeschlossen ist, geschlossen werden, ein Zufuhrdurchgang und ein Wiedergewinnungsdurchgang der anderen geschlossenen Leitung auf Überlappende Art geöffnet werden, während der Zufuhrdurchgang und der Wiedergewinnungsdurchgang der ersten geschlossenen Leitung offen bleiben. Durch Wiederholung des Vorgangs ist es möglich, eine kontinuierliche Zufuhr an frischem Dialysat an den Dialysator beizubehalten. Auf diese Art wird eine Unterbrechung der Zufuhr an frischem Dialysat an den Dialysator vermieden, was ermöglicht, einen Zeitverlust auszuschalten.
• Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung ist;
• Fig. 2 eine Reihe von Zeitablaufplänen ist, die den Betrieb der Ausführungsform von Fig. 1 darstellen; und
• Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist.
• Auf die Zeichnungen Bezug nehmend werden nun Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Auf Fig. 1 Bezug nehmend, umfaßt ein Dialysator 1 eine halbdurchlässige Membran 2, die ihn in eine Kammer 3 für zu bearbeitende Flüssigkeit und eine Dialysatkammer 4 teilt. Behandelte Flüssigkeit, typischerweise Blut, wird durch einen Zufuhrdurchgang 5 in die Kammer 3 für behandelte Flüssigkeit eingebracht und wird durch einen Abflußdurchgang 6 nach außen abgeleitet.
• Bei dieser Ausführungsform ist ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Dialysatbehälter 10, 10' zum abwechselnden Betrieb angeschlossen. Jeder ist so ausgebildet, daß er dem Dialysator 1 frisches Dialysat zuführt und verbrauchtes Dialysat daraus entfernt, wodurch ein Dialysevorgang ermöglicht wird. Der erste und der zweite Behälter 10, 10' sind im wesentlichen auf die gleiche Art konstruiert, und daher wird nur die Konstruktion des ersten Behälters 10 beschrieben, wobei die entsprechenden Teile des zweiten Behälters 10' durch gleiche Bezugszahlen wie auf den ersten Behälter 10 bezogen mit Apostrophierung gekennzeichnet sind.
• Das Innere des ersten Behälters 10 ist durch ein Paar beweglicher Membranen 11, 12 in drei Kammern geteilt, nämlich eine erste Zufuhrkammer 13, eine erste Kammer 14 mit variablem Volumen und eine erste Wiedergewinnungskammer 15. Frisches Dialysat, das in der ersten Zufuhrkammer 13 hergestellt wird, die sich an einer Seite des Behälters 10 befindet, wird durch eine erste geschlossene Leitung 16 der Dialysatkammer 4 des Dialysators 1 zugeführt, und das verbrauchte Dialysat wird aus dem Dialysator in die erste Wiedergewinnungskammer 15 wiedergewonnen, die sich an der anderen Seite des Behälters 10 befindet. Es versteht sich, daß die Membranen 11 und 12 nicht vollständig getrennt sein müssen, sondern teilweise auf integrale Art miteinander verbunden sein können.
• Die erste geschlossene Leitung 16 stellt eine Verbindung zwischen der ersten Zufuhrkammer 13 und der Dialysatkammer 14 über einen ersten Zufuhrdurchgang 17, ein erstes Zufuhrventil 18, einen Filter 19, einen gemeinsamen Zufuhrdurchgang 20 und ein Ventil 21 für konstante Fließgeschwindigkeit her und stellt auch eine Verbindung zwischen dem Dialysator und der ersten Wiedergewinnungskammer 15 über einen gemeinsamen Wiedergewinnungsdurchgang 22, eine Pumpe 23, einen Entlüfter 24, einen ersten Wiedergewinnungsdurchgang 25 und ein erstes Wiedergewinnungsventil 26 her. Die erste Kammer 14 mit variablem Volumen, die zentral innerhalb des ersten Behälters 10 ausgebildet ist, weist eine Menge einer Flüssigkeit 30, z. B. Silikonöl, darin eingeschlossen auf, so daß, immer wenn sich eine der Membranen 11 bewegt, die andere Membran 12 aufgrund der dazwischen angeordneten Flüssigkeit 30 in nachfolgender Beziehung mit der ersten Membran 11 verschoben wird. Auf diese Art stellt die Flüssigkeit 30 eine Ineinandergreifeinrichtung dar, die die beiden Membranen 11 und 12 in der vorliegenden Ausführungsformen aneinanderkoppelt.
• Eine Zylindereinheit 31 umfaßt eine Zylinderkammer 32, die mit der ersten Kammer 14 mit variablem Volumen kommuniziert, und umfaßt auch einen Kolben 34, der durch einen Servomotor 33 antreibbar ist, um sich vor und zurück zu bewegen, wodurch ermöglicht wird, daß das Volumen der ersten Kammer 14 mit variablem Volumen eingestellt wird. Die Zylindereinheit 31 ist dazu bestimmt, über das Volumen der Kammer 14 ein größeres Ausmaß an Steuerung auszuüben, wenn die Membranen 11 und 12 nach rechts gedrängt werden (wie in Fig. 1 zu sehen), als wenn die Membranen nach links gedrängt werden.
• Folglich ist zu sehen, daß eine Änderung im Volumen der ersten Wiedergewinnungskammer 15 um einen Betrag größer ist als eine Änderung im Volumen der ersten Zufuhrkammer 13, der gleich der Änderung im Volumen der Kammer 14 ist, die durch die Zylindereinheit 31 bewirkt wird. Das ermöglicht, daß eine größere Menge an verbrauchtem Dialysat, die die Menge an, dem Dialysator 1 von der ersten Zufuhrkammer 13 zugeführtem frischen Dialysat um einen Betrag übersteigt, der der Änderung im Volumen der Kammer 14 entspricht, in die erste Wiedergewinnungskammer 15 wiedergewonnen wird, wobei diese Volumsänderung der Kammer 14 der Ultrafiltrationsmenge durch den Dialysator 1 entspricht.
• Der im ersten Zufuhrdurchgang 17 angeordnete Filter 19 ermöglicht ein Fließen des Dialysats, verhindert aber jegliches Fließen der Flüssigkeit 30 durch diesen hindurch, wodurch verhindert wird, daß die Flüssigkeit 30, die als Ergebnis des Versagens der Membran 11 in die erste Zufuhrkammer 13 auslaufen kann, den Dialysator 1 erreicht.
• Eine Bestimmungseinrichtung 35 zum Nachweisen der Flüssigkeit 30, wie eine Photoröhre 35, wobei z. B. ein farbiges Silikonöl als die Flüssigkeit 30 eingesetzt wird, ist stromaufwärts vom Filter 19 angeordnet, was ermöglicht, einen Defekt der Membran 11 festzustellen, wann immer das Dialysat durch Verunreinigung mit dem Silikonöl verfärbt wird. Andererseits kann ein Defekt der Membran 12 durch einen später zu beschreibenden Blutaustrittssensor 36 festgestellt werden, der fähig ist, die Gegenwart eines Silikonöls festzustellen.
• Ein dem Filter 19 entsprechender Filter 19' ist in einer zweiten geschlossenen Leitung 16' angebracht, die dem zweiten Dialysatbehälter 10' zugeordnet ist, um das Feststellen eines Defekts der Membran 11' des zweiten Behälters 10' zuzulassen. Jedoch kann ein einzelner Filter im gemeinsamen Zufuhrdurchgang 20 angeordnet sein, um die Anordnung zu vereinfachen. Unter Berücksichtigung der Art der verwendeten Flüssigkeit 30 kann jede geeignete Anordnung verwendet werden, um die Bestimmungseinrichtung 35 zu schaffen. Als weiteres Beispiel kann, wenn Silikonöl als die Flüssigkeit 30 verwendet wird, ein Teil des oder der gesamte zweite Zufuhrdurchgang 17 stromaufwärts vom Filter 19 ein transparentes Rohr umfassen, das ein visuelles Erkennen eines gefärbten Zustands erlaubt, der durch die Gegenwart des gefärbten Silikonöls verursacht wird.
• Eine Zufuhrleitung 40 arbeitet so, daß sie frisches Dialysat abwechselnd der ersten Zufuhrkammer 13 des ersten Dialysatbehälters 10 und der ersten Zufuhrkammer 13' des zweiten Dialysatbehälters 10' zuführt. Sie umfaßt eine Zufuhrquelle 41 für Verdünnungswasser, eine Zufuhrquelle 42 für konzentrierte Flüssigkeit (in der Folge als "Flüssigkeit A" bezeichnet), die Kalzium- und Magnesiumionen enthält, und eine Zufuhrquelle 43 für konzentrierte Flüssigkeit (in der Folge als "Flüssigkeit B" bezeichnet), die Bikarbonate enthält.
• Die Zufuhrquelle 41 fürs Verdünnungswasser steht über einen gemeinsamen Einlaßdurchgang 44, ein Handventil 45, einen Heizer 46, eine Pumpe 47, einen Entlüfter 48, ein solenoidbetriebenes Öffnungs/Schließ-Ventil 49 für Verdünnungsflüssigkeit, einen ersten Einlaßdurchgang 50 und ein erstes Einlaßventil 51 mit der ersten Zufuhrkammer 13 in Verbindung. Die Zufuhrquelle 41 steht auch über einen ähnlichen Weg wie oben beschrieben mit der zweiten Zufuhrkammer 13' in Verbindung, der vom ersten Einlaßdurchgang 50 zu einem zweiten Einlaßdurchgang 50' und durch ein zweites Einlaßventil 51' abzweigt.
• Eine Bypassleitung 52 ist zwischen dem Ausgang der Pumpe 47 und dem Einlaß des Heizers 46 angeschlossen, und ein Entlastungsventil 53 ist in diesem Weg angeordnet, so daß die Verdünnungsluft durch die Bypassleitung 52 und das Entlastungsventil 53 zirkulieren kann, wenn der Verdichtungsdruck der Pumpe 47 einen vorherbestimmten Wert übersteigt, der dem Entlastungsventil 53 zugeordnet ist, z. B. wenn das Solenoidventil 49 geschlossen wird, während die Pumpe 47 arbeitet.
• Die Zufuhrquellen 42, 43 für die Flüssigkeiten A und B sind zwischen dem Ventil 49 und dem Verzweigungspunkt zwischen den beiden Einlaßdurchgängen 50,50' durch ein solenordbetriebenes Öffnungs/Schließ-Ventil für Flüssigkeit A bzw. Öffnungs/Schließ-Ventil für Flüssigkeit B an den gemeinsamen Einlaßdurchgang 44 angeschlossen.
• Eine Abflußleitung 56, die verwendet wird, um verbrauchtes Dialysat aus der ersten Wiedergewinnungskammer 15 abzulassen, umfaßt einen ersten Abflußdurchgang 57, der an die erste Wiedergewinnungskammer 15 angeschlossen ist, ein darin angeordnetes erstes Abflußventil 58 und einen gemeinsamen Abflußdurchgang 59 über den Blutaustrittsensor 36. Es ist offensichtlich, daß die Abflußleitung 56 auch einen zweiten Abflußdurchgang 57' umfaßt, der an die zweite Wiedergewinnungskammer 15' und ein darin angeordnetes zweites Abflußventil 58' angeschlossen ist.
• Es versteht sich, daß das Öffnen und Schließen der solenoidbetriebenen Ventile, sowie der Betrieb der Servomotoren 33, 33' durch eine nicht gezeigte Steuerung mit einem Mikrocomputer gesteuert werden.
• Auf die in Fig. 2 gezeigte Reihe von Zeitablaufplänen Bezug nehmend wird der Betrieb des oben genannten Dialysesystems beschrieben.
• Bei der beschriebenen Ausführungsform sind das erste Zufuhrventil 18 und das erste Wiedergewinnungsventil 26 zum in Fig. 2 gezeigten Zeitpunkt Ta geschlossen, während das erste Einlaßventil 51 und das erste Abflußventil 58 in der ersten geschlossenen Leitung 16 geöffnet sind. Jedoch sind, in entgegengesetzter Art zu jener der ersten geschlossenen Leitung 16, das zweite Zufuhrventil 18' und das zweite Wiedergewinnungsventil 26' offen, während das zweite Einlaßventil 51' und das zweite Abflußventil 58' in der zweiten geschlossenen Leitung 16' geschlossen sind. Demgemäß ist unter dieser Bedingung die zweite geschlossene Leitung 16' an die Dialysatkammer 4 des Dialysators 1 angeschlossen, während die Kommunikation zwischen der ersten geschlossenen Leitung 16 und der Dialysatkammer 4 unterbrochen ist.
• Unter der obengenannten Bedingung sind eine bestimmte Menge der Flüssigkeit A und der Flüssigkeit B bereits in die erste Kammer 13 eingebracht, und ein Öffnungs/Schließ-Ventil 54 für Flüssigkeit A und ein Öffnungs/Schließ-Ventil 55 für Flüssigkeit B sind geschlossen. Außerdem ist das Öffnungs/Schließ-Ventil 49 für Verdünnungsflüssigkeit offen, um zu ermöglichen, daß Verdünnungsflüssigkeit in die erste Zufuhrkammer 13 eingelassen wird, so daß durch Mischen innerhalb der ersten Zufuhrkammer 14 frisches Dialysat hergestellt werden kann. Wenn die Verdünnungsflüssigkeit in die erste Zufuhrkammer 13 eingebracht ist, bewegen sich die Membranen 11 und 12 zueinander, so daß das Volumen der ersten Wiedergewinnungskammer 15 sich verringert, was bewirkt, daß verbrauchtes Dialysat durch den Abflußdurchgang 59 nach außen abgegeben wird.
• Gleichzeitig wird innerhalb der zweiten Zufuhrkammer 13' vorhandenes frisches Dialysat der Kammer 4 des Dialysators 1 kontinuierlich zugeführt, wobei seine Fließgeschwindigkeit durch das Ventil 21 für konstante Fließgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert reguliert wird. Verbrauchtes Dialysat aus der Dialysatkammer 4 wird in die zweite Wiedergewinnungskammer 15' hinein wiedergewonnen. Während das passiert, arbeitet die Zylindereinheit 31 fortschreitend so, daß sie das Volumen der zweiten Kammer 14' mit variablem Volumen in einer bestimmten Rate verringert, wodurch eine Menge an verbrauchtem Dialysat, die größer ist als die Menge an frischem Dialysat, die aus der zweiten Zufuhrkammer 13' in die Dialysatkammer 4 zugeführt wird, allmählich in die zweite Wiedergewinnungskammer 15' hinein wiedergewonnen wird; die Differenz stellt die Ultrafiltrationsmengeim Dialysator 1 dar.
• Frisches Dialysat wird während eines Zufuhrzeitintervalls T&sub1;, währenddessen die Zufuhrventile 18, 18' und die Wiedergewinnungsventile 26, 26' offen gehalten werden, der Dialysatkammer 4 aus beiden der Zufuhrkammern 13, 13' in der ersten und der zweiten geschlossenen Leitung 16 und 16' zugeführt. Die Dauer des Zufuhrintervalls T&sub1; wird zuvor so ausgewählt, daß es sich um einen geeigneten Wert ausgehend von der Kapazität einer jeden Zufuhrkammer 13, 13' und der Fließgeschwindigkeit handelt, die durch das Ventil 21 für konstante Fließgeschwindigkeit gesteuert wird, sodaß die innerhalb der Zufuhrkammer vorhandene frische Zufuhr an Dialysat innerhalb des Intervalls T&sub1; nicht völlig verbraucht werden kann.
• Andererseits wird frisches Dialysat durch den Einlaßdurchgang 44 in die Zufuhrkammern 13, 13' während eines Einbringungszeitintervalls T&sub2; eingebracht, währenddessen sowohl die Einlaßventile 51,51' als auch die Abflußventile 58, 58' offengehalten werden. Das Einbringungsintervall T&sub2; hat eine geringere Dauer als das Zufuhrintervall T&sub1;. Auf diese Art werden das erste und das zweite Zufuhrventil 18, 18' auf überlappende Weise während eines bestimmten Zeitintervalls T offengehalten, das durch die Differenz der beiden Intervalle T&sub1; und T&sub2; bestimmt wird.
• Zum in Fig. 2 gezeigten Zeitpunkt Tb, wenn das gegebene Einbringungsintervall T&sub2; innerhalb der ersten geschlossenen Leitung 16 vorüber ist, ist bereits frisches Dialysat innerhalb der ersten Zufuhrkammer 13 hergestellt worden, und die Membranen 11 und 12 befinden sich an ihrem rechtesten Ende. Unter dieser Bedingungen zirkuliert, da die erste Zufuhrkammer 13 voll ist, das von der Pumpe 47 zugeführte Verdünnungswasser durch die Bypassleitung 52 und das Entlastungsventil 53 zur Pumpe 47 zurück, und die erste Kammer 14 mit variablem Volumen weist ihr maximales Volumen auf.
• Zum Zeitpunkt Tb wird das Öffnungs/Schließ-Ventil 49 für Verdünnungswasser geschlossen, und gleichzeitig werden die verschiedenen Ventile innerhalb der ersten geschlossenen Leitung 16 synchron umgeschaltet. So werden das erste Zufuhrventil 18 und das erste Wiedergewinnungsventil 26 geöffnet, während das Einlaßventil 51 und das erste Abflußventil 58 geschlossen werden. Als Folge ist gleichzeitig mit der zweiten geschlossenen Leitung 16' auch die erste geschlossene Leitung 16 an die Dialysatkammer 4 des Dialysators 1 angeschlossen, und so wird weiterhin frisches Dialysat aus sowohl der ersten als auch der zweiten Zufuhrkammer 13, 13' in die Dialysatkammer innerhalb des Dialysators 1 zugeführt, während verbrauchtes Dialysat aus der Kammer 4 in sowohl die erste als auch die zweite Wiedergewinnungskammer 15, 15' wiedergewonnen wird. Es sollte verstanden werden, daß die Fließgeschwindigkeit von frischem Dialysat, das der Dialysatkammer 4 zugeführt wird, durch das Ventil 21 konstant gehalten wird.
• Wenn die erste und die zweite geschlossene Leitung 16 und 16' gleichzeitig an die Dialysatkammer 4 angeschlossen sind, um eine kontinuierliche Zufuhr an frischem Dialysat zu dieser aufrechtzuerhalten, hört zum in Fig. 2 gezeigten Zeitpunkt Tc die zweite Kammer 14' mit variablem Volumen der zweiten geschlossenen Leitung 16', die zu Beginn an die Dialysatkammer 4 angeschlossen war, auf, ihr Volumen zu verringern, und gleichzeitig beginnt die erste Kammer 14 mit variablem Volumen der ersten geschlossenen Leitung 16, die daraufhin an die Dialysatkammer 4 angeschlossen wird, ihr Volumen mit einer bestimmten Rate allmählich zu verringern.
• Durch das kontinuierliche Verringern des Volumens der ersten und der zweiten Kammer 14, 14' mit variablem Volumen mit einer bestimmten Geschwindigkeit kann Ultrafiltration mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortgesetzt werden, während Zufuhr von frischem Dialysat an die Dialysatkammer 4 von beiden geschlossenen Leitungen fortgesetzt wird.
• Zum in Fig. 2 gezeigten Zeitpunkt Td werden, wenn das Zufuhrzeitintervall T&sub1; für die zweite geschlossene Leitung 16' vorübergeht, das zweite Zufuhrventil 18' und das zweite Wiedergewinnungsventil 26' darin geschlossen, und das zweite Einlaßventil 51' wird geöffnet, während das zweite Abflußventil 58' geschlossen bleibt. Als Ergebnis des Schließens des zweiten Zufuhrventils 18' und des zweiten Wiedergewinnungsventils 26' wird die Kommunikation zwischen der zweiten geschlossenen Leitung 16' und der Dialysatkammer 4 unterbrochen, so daß nur von der ersten geschlossenen Leitung 16 weiterhin frisches Dialysat der Dialysatkammer 4 zugeführt wird.
• Zum Zeitpunkt Td ist, wenn-das zweite Einlaßventil 51' geschlossen ist, während das zweite Abflußventil 58' geschlossen bleibt, das Öffnungs/Schließ-Ventil 54 für die Flüssigkeit A anfänglich geöffnet, und das Volumen der zweiten Kammer 14' mit variablem Volumen wird auf einen vorherbestimmten Wert verringert. Daraufhin wird, da die Membran 12' durch Schließen des zweiten Abflußventils 58' daran gehindert wird, sich zu bewegen, nur die Membran 11' betätigt, um das Volumen der zweiten Zufuhrkammer 13' zu erhöhen, was ermöglicht, daß eine bestimmte Menge von Flüssigkeit A durch das Öffnungs/Schließ-Ventil 54 aus der Zufuhrquelle 42 in die zweite Zufuhrkammer 13' gezogen wird.
• Wenn die gegebene Menge an Flüssigkeit A in die zweite Zufuhrkammer 13' eingebracht worden ist, wird das Ventil 54 geschlossen, während das Öffnungs/Schließ-Ventil 55 für Flüssigkeit B zum Zeitpunkt Te geöffnet wird, woraufhin das Volumen der zweiten Kammer 14' mit variablem Volumen auf einen vorherbestimmten Wert verringert wird. Auf diese Art kann, im allgemeinen auf ähnliche Art wie oben erwähnt, eine bestimmte Menge Flüssigkeit B aus der Zufuhrquelle 43 durch das Öffnungs/Schließ-Ventil 55 für Flüssigkeit B in die zweite Zufuhrkammer 13' gezogen werden.
• Nachdem die gegebenen Mengen an Flüssigkeit A und Flüssigkeit B in die zweite Zufuhrkammer 13' eingebracht worden sind, wird das Ventil 55 geschlossen, während das Öffnungs/Schließ-Ventil 49 für Verdünnungswasser zum Zeitpunkt Tf geöffnet wird. Das zweite Abflußventil 58' wird ebenfalls geöffnet.
• Dann arbeitet die Pumpe 47, um die Verdünnungsflüssigkeit durch das Ventil 49 in die zweite Zufuhrkammer 13' zu pumpen, wodurch die Membranen 11' und 12' gemeinsam nach rechts gedrängt werden, was bewirkt, daß verbrauchtes Dialysat aus der zweiten Wiedergewinnungskammer 15' nach außen abgelassen wird. In der Zwischenzeit arbeitet die Zylindereinheit 31' so, daß sie das Volumen der zweiten Kammer 14' mit variablem Volumen rasch vom obengenannten Zustand mit verringertem Volumen auf ihr maximales Volumen zurückbringt.
• Es wird erkannt werden, daß der Zustand, den die erste und die zweite geschlossene Leitung 16, 16' nun erreicht haben, dem zum Zeitpunkt Ta herrschenden entgegengesetzt ist. Daher wird der beschriebene Betrieb der jeweiligen geschlossenen Leitungen 16, 16' in der Folge wiederholt. Da die jeweiligen geschlossenen Leitungen 16, 16' mit einem bestimmten dazwischen überlappenden Zeitintervall T abwechselnd an die Dialysatkammer 4 des Dialysators 1 angeschlossen sind, ist gewährleistet, daß auf stabilisierte Art kontinuierlich frisches Dialysat der Dialysatkammer 4 zugeführt wird, was eine kontinuierliche reibungslose Ultrafiltration ermöglicht.
• Wenn den Zufuhrkammern 13, 13' unter einem bestimmten Druck frisches Dialysat zugeführt wird, kann das Ventil 21 für konstante Fließgeschwindigkeit eine Drosselklappe, z. B. ein Nadelventil, umfassen.
• Bei der beschriebenen Ausführungsform wurden, wenn frisches Dialysat durch Mischung hergestellt wird, die Flüssigkeit A, die Flüssigkeit B und die Verdünnungsflüssigkeit in dieser Reihenfolge nacheinander eingebracht und gemischt, aber die Reihenfolge des Einbringens ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Verdünnungsflüssigkeit zu Beginn bis zur Hälfte ihrer vorherbestimmten Menge zugeführt werden, gefolgt vom Einbringen bestimmter Mengen der Flüssigkeiten A und B nacheinander, wie erwähnt, und schließlich gefolgt vom Einbringen des Rests der Verdünnungsflüssigkeit in die Zufuhrkammer 13, 13', bis letztere gefüllt ist.
• Ein Paar Zufuhrquellen 42 und 43 werden bei der beschriebenen Ausführungsform eingesetzt, um zwei Arten konzentrierter Flüssigkeiten A und B zu liefern. Jedoch sollte verstanden werden, daß die Zufuhrquelle für konzentrierte Flüssigkeit oder Flüssigkeiten je nach Art des verwendeten Dialysats eine oder drei oder mehr sein kann/können.
• Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird frisches Dialysat durch Mischung innerhalb jeder der Zufuhrkammern 13, 13' hergestellt. Alternativ dazu ist es möglich, daß frisches Dialysat, das außerhalb hergestellt wurde, in die jeweiligen Zufuhrkammern 13, 13' gespeist wird. In diesem Fall können, da eine Änderung in den Volumina der Kammern 14, 14' mit variablem Volumen auf symmetrische Art auftritt, d. h. das eine zunimmt, während das andere abnimmt, die beiden Kammern 14, 14' mit variablem Volumen über einen Kommunikationsdurchgang mit einer darin angeordneten Pumpe miteinander verbunden sein, die die Flüssigkeit 30 in beiden Richtungen von einer der Kammern mit variablem Volumen in die andere zuführen kann.
• Es versteht sich, daß der überlappende Betrieb zwischen den beiden geschlossenen Leitungen über das Zeitintervall T sowohl möglich ist, wenn frisches Dialysat innerhalb der jeweiligen Zufuhrkammern 13, 13' hergestellt wird, als auch, wenn die jeweiligen Zufuhrkammern 13, 13' mit frischem Dialysat gespeist werden, das außerhalb hergestellt wird.
• Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die einen ersten Dialysatbehälter 110 umfaßt, der dem ersten Dialysatbehälter der vorhergehenden Ausführungsform entspricht, aber an einer Stelle zwischen den Membranen 111 und 112 in getrennte Behälterabschnitte 170, 171 geteilt ist. Jeder der Behälter 170, 171 ist mit einem Kammerabschnitt 114 mit variablem Volumen ausgebildet, die miteinander durch eine Rohrleitung 172 verbunden sind, die wiederum an eine Zylinderkammer 132 einer Zylindereinheit 131 angeschlossen ist. Ein zweiter Dialysatbehälter 110' ist auf ähnliche Weise konstruiert, und Teile davon, die jenen des ersten Behälters 110 entsprechen, sind durch gleiche Bezugszahlen mit einem Apostroph bezeichnet.
• Bei dieser Ausführungsform ist jede der Zufuhrkammern 113, 113' umschaltbar durch Dreiwegventile 173, 173' anstelle der vorhergehenden Ventile 18, 18' und Einlaßventile 51, 51' an eine Dialysatkammer 104 eines Dialysators 101 oder eine Zufuhrleitung 140 für frisches Dialysat angeschlossen. Auf ähnliche Weise ersetzen Dreiwegventile 174, 174' die Wiedergewinnungsventile 26, 26' und die Abflußventile 58, 58'. Ein solenoidbetriebenes Öffnungs/Schließ-Ventil 175 ist in einer Abflußleitung 156 angeordnet, um die Flüssigkeit A und die Flüssigkeit B in die jeweiligen Zufuhrkammern 113, 113' einzubringen.
• In anderer Hinsicht ist die Anordnung der vorhergehenden Ausführungsform im wesentlichen ähnlich und demgemäß sind entsprechend Teile durch Bezugszahlen wie zuvor verwendet bezeichnet, wobei jedoch 100 hinzugefügt ist. Es ist offensichtlich, daß eine Wirkung erzielt werden kann, die jener der ersten Ausführungsform ähnlich ist.

Claims (11)

1. Dialysesystem, das umfaßt:

einen Dialysator (1);

eine Zufuhrkammer (13) zur Aufnahme von frischem Dialysat zum Speisen des

Dialysators (1) über einen Einlaß desselben, die eine zugeordnete Zufuhrkammermembran (11) aufweist, die beweglich ist, um es der Zufuhrkammer (13) zu ermöglichen, ihr Volumen anzupassen;

eine Wiedergewinnungskammer (15) zur Aufnahme von verbrauchtem Dialysat über einen Auslaß des Dialysators (1), wenn beim Betrieb frisches Dialysat dem Dialysator (1) von der Zufuhrkammer (13) zugeführt wird, und die eine zugeordnete Wiedergewinnungskammermembran (12) aufweist, die beweglich ist, um es der Wiedergewinnungskammer (15) zu ermöglichen, ihr Volumen anzupassen;

wobei die Zufuhrkammer (13), der Dialysator (1) und die Wiedergewinnungskammer (15) miteinander verbunden sind, so daß sie als eine geschlossene Dialysatleitung (16) fungieren;

wobei die Zufuhrkammermembran (11) und die Wiedergewinnungskammermembran (12) durch eine Steuereinrichtung (31) gesteuert miteinander gekoppelt sind, welche die Steuerung der Beziehung zwischen der Volumsänderung in der Wiedergewinnungskammer (15) und der Volumsänderung in der Zufuhrkammer (13) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (11,12) durch eine Steuerkammer (14) mit variablem Volumen gekoppelt sind, die zwischen ihnen an ihren vom Dialysat entfernten Seiten eingeschlossen und mit Flüssigkeit (30) gefüllt ist, und die Steuereinrichtung (31) die gesteuerte Änderung des Volumens der mit Flüssigkeit gefüllten Steuerkammer (14) ermöglicht.

2. Dialysesystem nach Anspruch 1, bei dem die Zufuhrkammermembran (11) und die Wiedergewinnungskammermembran (12) innerhalb eines Behälters (10) angeordnet sind, in dem sich die Steuerkammer (14) mit variablem Volumen zwischen den Membranen (11,12) befindet, die Zufuhrkammer (13) sich auf der anderen Seite der Zufuhrkammermembran (11) und die Wiedergewinnungskammer (15) sich an der anderen Seite der Wiedergewinnungskammermembran (12) befindet.

3. Dialysesystem nach Anspruch 1, bei dem die Zufuhrkammer (113) und die Zufuhrkammermembran (111) sich in einem ersten Behälter (170) befinden und die Wiedergewinnungskammer (115) und die Wiedergewinnungskammermembran (112) sich in einem zweiten Behälter (171) befinden, wobei die Steuerkammer (114) mit variablem Volumen in einen ersten und einen zweiten Abschnitt im ersten bzw. im zweiten Behälter (170,171) mit Fluidkommunikation (172) zwischen den beiden Abschnitten unterteilt ist.

4. Dialysesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung eine durch Servomotor angetriebene Zylindereinheit (31) umfaßt, die mit der Kammer (14) mit variablem Volumen kommuniziert.

5. Dialysesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Zufuhrdurchgang (17), der die Zufuhrkammer (13) mit dem Dialysator (1) verbindet, einen Filter (19) aufweist, der den Fluß des frischen Dialysats zuläßt, aber für die Flüssigkeit (30), die sich in der Steuerkammer (14) befindet, undurchlässig ist.

6. Dialysesystem nach Anspruch 5, bei dem ein Detektor (35) am Zufuhrdurchgang (17) stromaufwärts vom Filter (19) vorgesehen ist, um zu prüfen, ob irgendwelche aus der Steuerkammer (14) entwichene Flüssigkeit (30) im Zufuhrdurchgang (17) vorhanden ist.

7. Dialysesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Dialysatkonzentratquelle (42,433) und eine Verdünnungswasserquelle (41) entlang einer Zufuhrleitung (40) durch jeweilige schließbare Ventile (49,54,55) an die Zufuhrkammer (13) angeschlossen sind, wodurch Dialysatkonzentrat und Verdünnungswasser entlang der Zufuhrleitung (40) nacheinander in die Zufuhrkammer (13) eingelassen werden können, um durch Mischung frisches Dialysat in der Zufuhrkammer (13) zu bilden, wobei die Zufuhrkammermembran (11) dadurch bewegt wird, um das Volumen der Zufuhrkammer (13) zu erhöhen.

8. Dialysesystem nach Anspruch 7, bei dem zwei Dialysatkonzentratquellen vorhanden sind, nämliche eine Quelle (42) für konzentrierte Flüssigkeit, die Kalzium- und Magnesiumionen enthält, und eine Quelle (43) für konzentrierte Flüssigkeit, die Bikarbonat enthält, von denen jede ein jeweiliges schließbares Ventil (54,55) aufweist, die es ermöglichen, daß sie nacheinander der Zufuhrkammer (13) zugeführt werden.

9. Dialysesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zwei genannte geschlossene Dialysatleitungen (16,16') aufweist, von denen jede eine jeweilige genannte Zufuhrkammer (13,13'), Wiedergewinnungskammer (15,15'), Zufuhrkammer- und Wiedergewinnungskammermembranen (11,12; 11' ,12') und zwischen ihnen ausgebildete, mit Flüssigkeit gefüllte Steuerkammern (14,14') mit variablem Volumen aufweist,

wobei jede der genannten geschlossenen Dialysatleitungen (16,16') anschließbar ist, um abwechselnd demselben Dialysator (1) Dialysat zuzuführen, und

jede der Wiedergewinnungskammern (15,15') an eine Abflußleitung (59) zum Austragen von verbrauchtem Dialysat aus einer der geschlossenen Leitungen anschließbar ist, während die andere den Dialysator (1) versorgt.

10. Dialysesystem nach Anspruch 9, bei dem das Umschalten zwischen dem Anschließen der abwechselnd geschlossenen Dialysatleitungen (16,16') an den Dialysator (1) eine Oberlappung mit sich bringt, während der die beiden genannten Leitungen (16,16') an den Dialysator (1) angeschlossen sind, so daß während des Umschaltens dem Dialysator (1) kontinuierlich frisches Dialysat zugeführt wird.

11. Dialysesystem nach Anspruch 10, bei dem eine Zeit T&sub2;, die notwendig ist, um die Zufuhrkammer einer der geschlossenen Dialysatleitungen mit frischem Dialysat aufzufüllen, kürzer ist als eine Zufuhrzeit T&sub1;, während der beide geschlossene Dialysatleitungen (16,16') an den Dialysator (1) angeschlossen sind.