| WO/2002/003854 | SYSTEM ELEMENTS FOR MEASURING PRESSURE IN EXTRACORPOREAL CIRCUITS |
| JP60137902 | PRODUCTION OF DIALDEHYDE STARCH |
| JP2006280395 | EXTRACORPOREAL CIRCULATION BLOOD CIRCUIT |
GROSS, Malte (Behringstrasse 16, Niederwerrn, 97464, DE)
SPICKERMANN, Reiner (Am Eulenberg 7, Wasserlosen-Burghausen, 97535, DE)
KOPPERSCHMIDT, Pascal (Am Süssberg 11, Dittelbrunn, 97456, DE)
GROSS, Malte (Behringstrasse 16, Niederwerrn, 97464, DE)
SPICKERMANN, Reiner (Am Eulenberg 7, Wasserlosen-Burghausen, 97535, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Erkennung einer paravasalen Blutung bei einer Zufuhr von Blut zu einem Gefaßzugang über eine Leitung und/oder der Entnahme von Blut aus einem Gefaßzugang über eine Leitung, wobei der Druck in der Leitung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine nichtlineare Funktion der Differenz zwischen dem in der Leitung gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert bestimmt wird, wobei der Wert der nichtlinearen Funktion mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des Grenzwertes auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Potenz der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem vorgegebenen Referenzwert bestimmt wird, wobei der Wert der Potenz der Druckdifferenz mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des Grenzwertes auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem vorgegebenen Referenzwert bestimmt wird, wobei der Wert der Potenz des Betrags der Druckdifferenz mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des Grenzwertes auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Erkennung einer paravasalen Blutung während einer extrakorporalen Blutbehandlung, bei der Blut von einem arteriellen Gefäßzugang über einen arteriellen Zweig eines extrakorporalen Blutkreislaufs in eine Blutbehandlungseinrichtung strömt und aus der Blutbehandlungseinrichtung über einen venösen Zweig des extrakorporalen Kreislaufs zu einem venösen Gefäßzugang strömt, wobei der arterielle Druck im arteriellen Zweig und/oder der venöse Druck im venösen Zweig des extrakorporalen Kreislaufs gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wert einer nichtlinearen Funktion der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck und/oder ein zweiter Wert einer nichtlinearen Funktion der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den venösen Druck bestimmt wird, wobei der erste Wert mit einem ersten Grenzwert und/oder der zweite Wert mit einem zweiten Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des ersten Grenzwerts bzw. des zweiten Grenzwerts auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wert der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck und/oder ein zweiter Wert der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den venösen Druck bestimmt wird, wobei der erste Wert mit einem ersten Grenzwert und/oder der zweite Wert mit einem zweiten Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des ersten Grenzwerts bzw. des zweiten Grenzwerts auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird . 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wert als Integral der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck über ein vorgegebenes Intervall t2 - 11 bestimmt wird und der erste Wert mit einem ersten vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des ersten Grenzwerts auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird und/oder ein zweiter Wert als Integral der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck υnci einem vorgegebenen R.eferenzwert für den venösen Druck über ein vorgegebenes Intervall t2 - U bestimmt wird und der zweite Wert mit einem zweiten vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und bei Überschreiten des zweiten Grenzwerts auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der zweifachen, dreifachen oder vierfachen Potenz, insbesondere der Wert der dreifachen Potenz der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck bzw. der Wert der zweifachen, dreifachen oder vierfachen Potenz, insbesondere der Wert der dreifachen Potenz der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den venösen Druck bestimmt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer paravasalen Blutung ein optischer und/oder akustischer Alarm gegeben wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer paravasalen Blutung der Blutfluss unterbrochen wird. 10. Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung bei einer Zufuhr von Blut zu einem Gefäßzugang über eine Leitung und/oder der Entnahme von Blut aus einem Gefäßzugang über eine Leitung, wobei die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung eine Einrichtung zur Messung des Drucks in der Leitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung eine Auswert- und Recheneinheit (20) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine nichtlineare Funktion der Differenz zwischen dem in der Leitung gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert bestimmt werden kann, der Wert der nichtlinearen Funktion mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden kann und bei Überschreiten des Grenzwertes auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen werden kann. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswert- und Recheneinheit (20) derart ausgebildet ist, dass der Wert der Potenz der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem vorgegebenen Referenzwert bestimmt werden kann, wobei der Wert der Potenz der Druckdifferenz mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden kann und bei Überschreiten des Grenzwertes auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen werden kann. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswert- und Recheneinheit (20) derart ausgebildet ist, dass der Wert der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem vorgegebenen Referenzwert bestimmt werden kann, wobei der Wert der Potenz des Betrags der Druckdifferenz mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden kann und bei Überschreiten des Grenzwertes auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen werden kann. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Erkennung einer paravasalen Blutung während einer extrakorporalen Blutbehandlung mit einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung, wobei die extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung aufweist: eine arterielle Blutleitung eines extrakorpralen Blutkreislaufs, die an einem Ende mit dem Einlass einer Blutbehandlungseinrichtung verbunden ist und an dem anderen Ende mit einem arteriellen Anschluss für einen arteriellen Gefäßzugang versehen ist, eine venöse Blutleitung des extrakorpralen Blutkreislaufs, die an einem Ende mit dem Auslass der Blutbehandlungseinrichtung verbunden ist und an dem anderen Ende mit einem venösen Anschluss für einen venösen Gefäßzugang versehen ist, iinri eine Einrichtung zur Messung des arteriellen Drucks im arteriellen Zweig und/oder des venösen Drucks im venösen Zweig des extrakorporalen Blutkreislaufs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung eine Auswert- und Recheneinheit (20) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein erster Wert einer nichtlinearen Funktion der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck und/oder ein zweiter Wert einer nichtlinearen Funktion der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den venösen Druck bestimmt werden kann, wobei der erste Wert mit einem ersten vorgegebenen Grenzwert und/oder der zweite Wert mit einem zweiten vorgegebenen Grenzwert verglichen werden kann und bei Überschreiten des ersten Grenzwerts bzw. des zweiten Grenzwerts auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen werden kann. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung eine Auswert- und Recheneinheit (20) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein erster Wert der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck und/oder ein zweiter Wert der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den venösen Druck bestimmt werden kann, wobei der erste Wert mit einem ersten vorgegebenen Grenzwert und/oder der zweite Wert mit einem zweiten vorgegebenen Grenzwert verglichen werden kann und bei Überschreiten des ersten Grenzwerts bzw. des zweiten Grenzwerts auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen werden kann. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswert- und Recheneinheit (20) aufweist: Mittel (20A) zum Berechnen eines ersten Werts als Tntegrai des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem Referenzwert für den arteriellen Druck über ein vorgegebenes Zeitintervall t2 - ti und/oder eines zweiten Werts als Integral des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem Referenzwert für den venösen Druck über ein vorgegebenes Zeitintervall t2 - U und Mittel (20B) zum Vergleichen des ersten Werts mit einem ersten vorgegebenen Grenzwert und/oder des zweiten Werts mit einem zweiten vorgegebenen Grenzwert. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus wert- und Recheneinheit (20) derart ausgebildet ist, dass der Wert der zweifachen, dreifachen oder vierfachen Potenz, insbesondere der Wert der dreifachen Potenz der Differenz zwischen dem gemessenen arteriellen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den arteriellen Druck bzw. der Wert der zweifachen, dreifachen oder vierfachen Potenz, insbesondere der Wert der dreifachen Potenz der Differenz zwischen dem gemessenen venösen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert für den venösen Druck bestimmt werden kann. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung eine Alarmeinheit (22) aufweist, der bei Feststellung einer paravasalen Blutung einen optischen und/oder akustischen Alarm gibt. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung Mittel (20) zur Erzeugung eines Steuersignals für die Unterbrechung des Blutflusses bei der Feststellung einer paravasalen Blutung aufweist. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung Mittel (20) zur Erzeugung eines Steuersignals für die Unterbrechung des Blutflusses der extrakoporalen Blutbehandlungsvorrichtung bei der Feststellung einer paravaselen Blutung aufweist. 20. Extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung mit einer arteriellen Blutleitung (5) eines extrakorpralen Blutkreislaufs (I), die an einem Ende mit dem Einlass (3A) einer Blutbehandlungseinrichtung (1) verbunden ist und an dem anderen Ende mit einem arteriellen Anschluss (5A) für einen arteriellen Gefaßzugang versehen ist, einer venösen Blutleitung (7) des extrakorporalen Blutkreislaufs (I), die an einem Ende mit dem Auslass (3B) der Blutbehandlungseinrichtung (1) verbunden ist und an dem anderen Ende mit einem venösen Anschluss (7A) für einen venösen Gefaßzugang versehen ist, und einer Einrichtung (18) zur Messung des arteriellen Drucks im arteriellen Zweig (5) und/oder des venösen Drucks im venösen Zweig (7) des extrakorporalen Blutkreislaufs (I), dadurch gekennzeichnet, dass die extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19 aufweist. 21. Extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung Mittel (6, 13) zum Unterbrechen des Blutflusses im extrakorporalen Blutkreislauf aufweist. |
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung bei einer Zufuhr von Blut zu einem Gefäßzugang über eine Leitung und/oder der Entnahme von Blut aus einem Gefäßzugang über eine Leitung, insbesondere einer paravasalen Blutung während einer extrakorporalen Blutbehandlung, beispielsweise zur Hämodialyse, Hämofiltration oder Hämodiafiltration. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung, insbesondere zur Hämodialyse, Hämofiltration oder Hämodiafiltration, die über eine Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung verfügt.
Vorrichtungen für die Zufuhr von Blut zu einem Gefäßzugang und/oder der Entnahme von Blut aus einem Gefäßzugang über eine Leitung sind allgemein bekannt. Diese Vorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass das Blut über eine Leitung dem Gefäßzugang, beispielsweise einer Vene oder Arterie zugeführt bzw. von dem Gefäßzugang abgeführt wird. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise als Infusionsoder Transfusionsvorrichtungen bekannt.
Auch bei den bekannten Vorrichtungen zur extrakorporalen Blutbehandlung, beispielsweise zur Hämodialyse, Hämofiltration oder Hämodiafiltration, handelt es sich um Vorrichtungen, bei denen über eine Leitung Blut einem Gefäßzugang zugeführt und Blut einem Gefäßzugang über eine Leitung entnommen wird.
Bei den bekannten Verfahren zur Blutbehandlung, beispielsweise der Hämodialyse, Hämofiltration oder Hämodiafiltration, wird das Blut des Patienten über einen extrakorporalen Blutkreislauf geleitet, der die Einrichtung zur Blutbehandlung enthält. Der extrakorporale Blutkreislauf ist im Allgemeinen mit einem Schutzsystem ausgestattet, das permanent den arteriellen und venösen Druck innerhalb des Kreislaufs überwacht. Zweck der Drucküberwachung ist die Erkennung von verschiedenen Komplikationen, die während der extrakorporalen Blutbehandlung auftreten können. Zu den möglichen Komplikationen zählt ein fehlerhafter Gefäßzugang, der beispielsweise auf das Herausrutschen oder Ansaugen der Kanüle zurück zu führen ist.
Die bekannten Schutzsysteme sehen bei der Feststellung eines fehlerhaften Gefäßzugangs in der Regel vor, die Blutpumpe zum Fördern des Bluts im extrakorporalen Blutkreislauf zu stoppen, eine Schlauchklemme in der venösen Blutleitung des extrakorporalen Kreislaufs zu schließen sowie ein akustisches oder optisches Warnsignal zu geben. Hierdurch wird die Blutbehandlungsvorrichtung in einen für den Patienten sicheren Zustand gebracht, der allerdings zur Unterbrechung der Therapie führt.
Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung eines extrakorporalen Blutkreislaufs, die auf der Überwachung des Drucks sowohl im venösen als auch arteriellen Zweig des extrakorporalen Kreislaufs beruhen, sind beispielsweise aus der DE 10 2006 032 815 Al und EP 0 995 451 A2 bekannt.
Eine weitere Komplikation, die beispielsweise bei einer extrakorporalen Blutbehandlung auftreten kann, ist eine Verletzung des Gefäßzugangs, die zu einem Einbluten in das umgebende Gewebe führt, was auch als paravasale Blutung bezeichnet wird. Da paravasale Blutungen nur zu einem sehr langsamen Druckanstieg in der zu der Punktionsnadel führenden Leitung oder der Punktionsnadel selbst führen, ist die Erkennung paravasaler Blutungen in der Praxis problematisch. Wenn der Druck in der Leitung oder Kanüle noch weit unterhalb des Druckgrenzwertes liegt, bei dem die bekannten Drucküberwachungsvorrichtungen ansprechen, wird der nur geringe Druckanstieg pro Zeiteinheit zunächst nicht bemerkt, obwohl dabei kontinuierlich immer mehr Blut in das Gewebe einblutet und sich dabei akkumuliert, wodurch der Patient immer mehr geschädigt wird. Daher vergeht bis zum Erreichen des Druckgrenzwertes ein beträchtlicher Zeitraum, in dem Blut unerkannt in das Gewebe einblutet.
Weitere Verfahren und Vorrichtungen zur Erkennung eines nicht ordnungsgemäßen Gefäßzugangs, die auf einer Überwachung von Drucksignalen beruhen, sind beispielsweise aus der US-A-4,530,696, US-A-5,423,743 oder US-A-4,846,792 bekannt. Aus der EP 0 817 653 Bl ist eine Vorrichtung bekannt, die auf eine Pυnktionskanüle aufgesetzt wird, um den Eintritt von Blut in die Kanüle zu erkennen. Der Bluteintritt beim Anstechen des Blutgefäßes wird dadurch detektiert, dass mittels eines Drucksensors ein Druckanstieg gemessen wird. Mit der bekannten Vorrichtung kann auch das Durchstechen der gegenüberliegenden Gefäßwand über den Druckabfall erkannt werden, der beim Durchstechen der gegenüberliegenden Gefäßwand eintritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das bei einer Zufuhr von Blut zu einem Gefäßzugang über eine Leitung und/oder der Entnahme von Blut aus einem Gefäßzugang über eine Leitung, insbesondere bei einer extrakorporalen Blutbehandlung, eine schnelle Erkennung einer paravasalen Blutung mit einer relativ hohen Sicherheit ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung zu schaffen, die bei einer Zufuhr von Blut zu einem Gefäßzugang und/oder der Entnahme von Blut aus einem Gefaßzugang, insbesondere bei einer extrakorporalen Blutbehandlung, eine schnelle Erkennung einer paravasalen Blutung mit einer relativ hohen Sicherheit erlaubt. Darüber hinaus ist eine Aufgabe der Erfindung eine extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung anzugeben, die mit relativ hoher Sicherheit eine paravasale Blutung schnell erkennt.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 10 und 20. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Grundprinzip der Erfindung liegt darin, dass fortlaufende Druckzunahmen, die bei einem Druckniveau beginnen, das weit unterhalb des bei den bekannten Überwachungsvorrichtungen festgelegten Druckgrenzwerts liegt, mit Hilfe eines Auswertalgorithmus zur dynamischen Druckanalyse überproportional Berücksichtigung finden, weil bei solchen Ausgangszuständen die Gefahr einer besonders lang andauernden paravasalen Blutung bis zu deren Erkennung mittels der bekannten Überwachungsvorrichtungen besteht. Da Druckänderυngen fernab des vorgegebenen Referen/werts einen größeren Beitrag zur Auswertung leisten sollen, wird erfindungsgemäß der " Wert einer geeigneten nichtlinearen Funktion der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert bestimmt. Grundsätzlich kann jede nichtlineare Funktion verwandt werden, die für große Beträge der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert größere Beiträge liefert als für kleine Beträge der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert. Es kann beispielsweise eine Potenzfunktion verwandt werden, wobei beispielsweise die Differenz zwischen dem gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert potenziert wird. Insbesondere kann bevorzugt der Betrag aus der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert potenziert werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass der Betrag aus der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und einem vorgegebenen Referenzwert mit einer Potenz aus dem Wertebereich von 2 bis 4 belegt sein sollte. Dabei muss der Exponent nicht 2, 3 oder 4 sein, sondern der Exponent kann grundsätzlich auch jeder beliebige Zwischenwert in dem angegebenen Wertebereich von 2 bis 4 sein. Als besonders vorteilhaft hat sich in Laborversuchen die dreifache Potenz erwiesen. Je größer der Wert der Potenz ist, desto größer sind die Beiträge von Druckänderungen fernab des Referenzwertes.
Für den Fall, dass der Wert der nichtlinearen Funktion einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen.
Bei der extrakorporalen Blutbehandlung beruhen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung darauf, dass die Änderung des arteriellen Drucks im arteriellen Zweig und/oder des venösen Drucks im venösen Zweig erfasst wird. Wenn während der Blutbehandlung eine paravasale Blutung auftritt, zeigt sich, dass der positive Staudruck an der zu dem Gefäßzugang führenden Leitung, d.h. an der venösen Kanüle ansteigt, oder der Saugdruck an der von dem Gefäßzugang abgehenden Leitung, d.h. an der arteriellen Kanüle ansteigt, d.h. der Saugdruck negativer wird. Der Druckanstieg beginnt zunächst moderat und wird daraufhin zunehmend größer. Für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb entscheidend, dass Druckänderungen, die von einem Druckniveau ausgehen, das einen großen Abstand vom ReferenTwert aufweist, stärkere Berücksichtigung finden als solche, die von einem Druckniveau ausgehen, das nur einen geringen Abstand vom Referenzwert aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtung können nicht nur den Druck an der venösen Nadel einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung, sondern entsprechend auch den Druck an der arteriellen Nadel der extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung überwachen, um beispielsweise eine an der Gefaßwand des Blutgefäßes angesaugte Punktionskanüle erkennen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können von den arteriellen und venösen Drucksensoren Gebrauch machen, die in den bekannten Blutbehandlungsvorrichtungen ohnehin vorhanden sind. Somit beschränkt sich die maschinenseitige Änderung zur Implementierung des Schutzsystems lediglich auf eine Modifikation der Maschinensteuerung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Integral des Wertes der Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem vorgegebenen Referenzwert über ein vorgegebenes Zeitintervall t 2 - U bestimmt und mit dem vorgegeben arteriellen oder venösen Grenzwert verglichen, nach dessen Überschreiten auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen wird. Die Differenzen werden also kumuliert, bis der Wert des Integrals einen kritischen Wert überschreitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können auch mit anderen Verfahren und Vorrichtungen zur Erkennung eines fehlerhaften Gefäßzugangs einer extrakorporalen Blutbehandlung kombiniert werden. Damit kann die Sicherheit des Überwachungssystems noch weiter erhöht werden. Beispielsweise können das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Verfahren und Vorrichtungen kombiniert werden, die in der DE 10 2006 032 815 Al und EP 0 995 Durch die erfindungsgemäße Differenzüberwachung soll die konventionelle Überwachung des arteriellen bzw. venösen Drucks bei den bekannten Blutbehandlungsvorrichtungen nicht aufgehoben werden, sondern beide Überwachungssysteme können unabhängig voneinander arbeiten.
Bei fortwährenden Druckzunahmen aufgrund einer paravasalen Blutung ausgehend von einem Druckniveau nahe unterhalb des oberen Druckgrenzwerts der konventionellen Drucküberwachung wird bereits nach kurzer Zeit die konventionelle Drucküberwachung auf die Überschreitung des bekannten oberen Druckgrenzwerts reagieren. Eine überproportionale Berücksichtigung von Druckzunahmen ausgehend von einem solchen Druckniveau ist deshalb nicht erforderlich, weil nicht die Gefahr besteht, dass solche Druckzunahmen lange unbemerkt bleiben. Bei fortwährenden Druckzunahmen aufgrund einer paravasalen Blutung ausgehend von einem Druckniveau weit unterhalb des oberen Druckgrenzwerts der konventionellen Drucküberwachung werden erfindungsgemäß überproportional größere Beiträge zum Integral berechnet, so dass erfindungsgemäß frühzeitig auf eine paravasale Blutung geschlossen werden kann.
Für den Fall, dass eine paravasale Blutung auftritt, wird vorzugsweise ein akustischer und/oder optischer Alarm gegeben. Darüber hinaus kann der Blutfluss im extrakorporalen Blutkreislauf unterbrochen werden, um einen Blutverlust zu vermeiden. Eine Unterbrechung des Blutflusses ist bei den bekannten Vorrichtungen zur extrakorporalen Blutbehandlung dadurch möglich, dass die im extrakorporalen Blutkreislauf angeordnete Blutpumpe angehalten und/oder ein im extrakorporalen Kreislauf angeordnetes Sicherheitsventil, beispielsweise eine Schlauchklemme, insbesondere, die in der venösen Blutleitung angeordnete venöse Schlauchklemme geschlossen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist grundsätzlich zur Erkennung der unbeabsichtigten, unfallmäßigen Infusion von Blut in das ein Blutgefäß umgebende Gewebe eines Patienten infolge des unfallmäßigen Durchstoßens der gegenüberliegenden Gefäßwand des Blutgefäßes geeignet. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwendung bei allen Verfahren zur extrakorporalen Blutbehandlung geeignet, bei denen Blut über eine Kanüle in ein Blutgefäß des Patienten zurückgeführt wird. Beispiele dafür sind die Hämodialyse, Hämofiltration, Hämodiafiltration und auch Zeilseparationsverfahren, bei denen das Blut eines Patienten in einem extrakorporalen Blutkreislauf einer Zellseparation unterworfen und dabei in seine Bestandteile getrennt wird.
Im Folgenden wird die Erfindung am Beispiel einer extrakorporalen Blutbehandlung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Anhand eines Ausführungsbeispiels wird das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung bei einer extrakorporalen Blutbehandlung sowie die erfindungsgemäße extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung mit der Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung im Einzelnen beschrieben. Die Erfindung kann aber grundsätzlich auch bei allen anderen Zugängen zum Gefäßsystem eines Patienten Anwendung finden.
Es zeigen:
Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung, die über eine Vorrichtung zur Erkennung einer paravasalen Blutung verfügt und
Fig. 2 den Anstieg des venösen Drucks im venösen Zweig des extrakorporalen
Blutkreislaufs beim Auftreten einer paravasalen Blutung.
Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Dialysevorrichtung als ein Ausführungsbeispiel einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung.
Die Dialysevorrichtung weist als Blutbehandlungseinrichtung einen Dialysator 1 auf, der durch eine semipermeable Membran 2 in eine Blutkammer 3 und eine Dialysierflüssigkeitskammer 4 unterteilt ist. An dem Einlass 3 A der Blutkammer 3 ist eine arterielle Blutleitung 5 angeschlossen, in die eine peristaltische Blutpumpe 6 geschaltet ist. Von dem Auslass 3B der Blutkammer 3 führt eine venöse Blutleitung 7 zu dem Patienten. In die venöse Blutleitung 7 ist eine Tropfkammer 8 geschaltet. An den Enden der arteriellen und venösen Blutleitung 5. 7 sind Kanülen 5A und 7A angeschlossen, die jeweils in ein entsprechendes arterielles bzw. venöses Blutgefäß (Shunt) des Patienten gestochen werden. Die arterielle und venöse Blutleitung 5, 7 bilden den arteriellen bzw. venösen Zweig des extrakorporalen Blutkreislaufs I. Die Blutleitungen sind Bestandteil eines als Disposable ausgebildeten Schlauchleitungssystems, das in die Dialysevorrichtung eingelegt wird.
In einer Dialysierflüssigkeitsquelle 9 wird frische Dialysierflüssigkeit bereitgestellt. Von der Dialysierflüssigkeitsquelle 9 führt eine Dialysierflüssigkeitszuführleitung 10 zu dem Eingang 4 A der Dialysierflüssigkeitskamrner 4A des Dialysators 1 , während eine Dialysierflüssigkeitsabführleitung 11 von dem Ausgang 4B der Dialysierflüssigkeitskammer 4 zu einem Abfluss 12 fuhrt.
Die Dialysevorrichtung kann noch über weitere Komponenten, beispielsweise eine Bilanziereinrichtung und eine Ultrafiltrationseinrichtung etc. verfügen, die der besseren Übersichtlichkeit halber aber nicht dargestellt sind.
Darüber hinaus verfügt die Dialysevorrichtung über Mittel zur Unterbrechung des Blutflusses im Falle eines fehlerhaften Gefaßzugangs. Zur Unterbrechung des Blutflusses ist an der venösen Blutleitung 7 stromab der Tropfkammer 8 eine Absperrklemme 13 vorgesehen, die elektromagnetisch betätigt wird. Die arterielle Blutpumpe 6 und die venöse Absperrklemme 13 werden über Steuerleitungen 14, 15 von einer zentralen Steuereinheit 16 der Dialysevorrichtung angesteuert.
Die Überwachung des extrakorporalen Blutkreislaufs zur Erkennung einer paravasalen Blutung kann bei den bekannten Blutbehandlungsvorrichtungen, die im sogenannten Zwei- Nadelbetrieb mit einer arteriellen und venösen Kanüle zur Herstellung des Patientenzugangs arbeiten, und bei den bekannten Dialysemaschinen im Einnadel-Betrieb mit nur einer Kanüle für den arteriellen und venösen Patientenzugang erfolgen.
Die Vorrichtung 17 zur Erkennung einer paravasalen Blutung verfügt über eine Einrichtung 18 zur Messung des arteriellen Drucks im arteriellen Zweig 5 und des venösen Drucks im venösen Zweig 7 des extrakorporalen Blutkreislaufs I, Die Messeinrichtung 18 weist einen den Druck in der arteriellen Blutleitung 5 überwachenden arteriellen Drucksensor 18 A und einen den Druck in der venösen Blutleitung 7 überwachenden venösen Drucksensor 18B auf. Die Messwerte der Drucksensoren 18 A, 18B werden über Datenleitungen 19A, 19B an eine Rechen- und Auswerteinheit 20 der Vorrichtung 17 zur Erkennung der paravasalen Blutung übertragen.
Die Auswert- und Recheneinheit 20 verfügt über Mittel zum Berechnen einer nichtlinearen Funktion der Differenz zwischen dem momentan gemessenen arteriellen bzw. venösen Druck p(t) und einem vorgegebenen Referenzwert p ref nach der folgenden Gleichung:
Gleichung (1)
Bei dem nachfolgenden Ausfuhrungsbeispiel wird die nichtlineare Funktion wie folgt angenommen. Die Auswert- und Recheneinheit 20 verfügt über Mittel 2OA zum Berechnen des Integrals I des Wertes der n-fachen Potenz des Betrags der Differenz zwischen dem momentan gemessenen arteriellen bzw. venösen Druck p(t) und einem vorgegebenen Referenzwert p ref für den Druck für ein vorgegebenes Zeitintervall t 2 - 1 \ nach der folgenden Gleichung:
Gleichung (2)
Als Referenzwert /? re /können die nachfolgend genannten Werte angenommen werden.
1. Pr e /ist oberer Grenzdruck des Grenzwertfensters der bekannten Drucküberwachung 2. p re f ist unterer Grenzdruck des Grenzwertfensters der bekannten Drucküberwachung
3. p re f ist mittlerer (symmetrischer oder asymmetrischer) Grenzdruck des Grenzwertfensters der bekannten Drucküberwachung
4. pr e / ist der mit einem Tiefpass gefilterte Wert des Drucks
5. p re f ist ein gleitend-gemittelter Wert des Drucks
6. Pr e f ist eine Konstante
Der Referenzwert kann auf verschiedene Weise vorgegeben werden. Der Referenzwert p ref und/oder der Exponent n und/oder das Zeitintervall t 2 -ti können in der Vorrichtung vom Benutzer manuell eingegeben und vorgegeben werden oder können in der Vorrichtung fest hinterlegt sein oder können von der Vorrichtung nach vorgegebenen Regeln automatisch berechnet und vorgeschlagen werden.
Weiterhin weist die Auswert- und Recheneinheit 20 Mittel 2OB zum Vergleichen des Integrals I mit einem vorgegeben Grenzwert crit auf.
/ > crit
Gleichung (3)
Das Integral I wird entsprechend Gleichung (2) sowohl für den mit dem arteriellen Drucksensor 18 A gemessenen arteriellen Druck Pa r t(t) als auch für den mit dem Drucksensor 18B gemessenen venösen Druck p ven (t) berechnet, wobei das Integral I 3n mit dem vorgegebenen arteriellen Grenzwert critart und das Integral I ven mit den vorgegebenen venösen Grenzwert crit ven verglichen wird.
Bei Überschreiten des Grenzwertes wird auf das Vorliegen einer paravasalen Blutung geschlossen.
Der Exponent n = 3 hat sich in Laborversuchen für die Potenzfunktion in der Gleichung (2) als besonders günstig erwiesen. Je größer der Wert des Index n gewählt wird, desto größer sind die Beiträge p(t) fernab von p re f. Der Exponent kann aber grundsätzlich auch jeder beliebige Zwischenwert in dem Intervall von 2 bis 4 sein. Wenn eine paravasale Blutung durch Überschreitung des Grenzwertes erkannt wird, erzeugt die Auswert- und Recheneinheit 20 ein Steuersignal, das die zentrale Steuereinheit 16 der Dialysevorrichtung über eine Steuerleitung 21 empfängt. Daraufhin stoppt die Steuereinheit 16 die Blutpumpe 6 und schließt die venöse Absperrklemme 13, so dass der Blutfluss im extrakorporalen Blutkreislauf I unterbrochen ist. Folglich kann kein Blut mehr in das Peripheriegewebe einbluten.
Die Rechen- und Auswerteinheit 20 weist weiterhin eine Alarmeinheit 22 auf, die über einen Datenleitung 23 mit der zentralen Steuereinheit 16 der Dialysevorrichtung verbunden ist. Die Alarmeinheit 22 gibt einen akustischen und/oder optischen Alarm, wenn eine paravasale Blutung erkannt wird.
Fig. 2 zeigt für den Fall einer paravasalen Blutung an der venösen Kanüle 7A den Verlauf des mit dem venösen Drucksensor 18B gemessenen venösen Drucks p ven (t) in der venösen Blutleitung 7 stromauf der venösen Kanüle 7A vor und nach dem Auftreten der paravasalen Blutung bei einer konventionellen Drucküberwachung mit einem bekannten Schutzsystem nach dem Stand der Technik. Es zeigt sich ein Druckanstieg beim Auftreten der paravasalen Blutung, wobei der venöse Druck zunächst langsam und dann deutlich schneller ansteigt. Die obere Grenze für den venösen Druck, die mit dem konventionellen Überwachungssystem überwacht wird, ist in Fig. 2 in gestrichelten Linien eingezeichnet. Diese liegt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei ca. 330 mmHg. Die Blutbehandlung wird bei dem konventionellen Überwachungssystem grundsätzlich nach Erreichen oder Überschreiten der oberen Grenze für den venösen Druck durch Stoppen der Blutpumpe 6 und Schließen der Schlauchklemme 13 unterbrochen.
Aus Fig. 2 ist aber ersichtlich, dass die Blutpumpe erst bei ca. t = 3711 s gestoppt wird, obwohl der bekannte obere Grenzwert, der in Fig. 2 durch die gestrichelte waagerechte Linie dargestellt ist, bereits seit ca. 9 s überschritten ist. Der Grund dafür ist, dass das konventionelle Schutzsystem in der Dialysemaschine eine Reaktionsverzögerung in Form eines fest vorgegebenen Alarmfensters vorsieht, so dass die Unterbrechung des Blutflusses erst nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung erfolgt. In diesem Zeitraum kann bei üblichen Blutflüssen ca. 120 ml Blut gefördert werden, d.h. es werden bei Erkennung einer paravasalen Blutung durch Überschreitung des bekannten Grenzwerts noch weitere 120 ml Blut in das Gewebe des Patienten gepumpt. Diese Reaktionsverzögerung hat die Aufgabe, bei den häufigeren Drucküberschreitungen, die meist nur kurzfristig auftreten und meist auf harmlose Ursachen zurückzuführen sind, die Rate der Fehlalarme zu senken, d.h. es soll nicht stets sofort mit dem Abschalten der Pumpe reagiert werden. Insofern ergibt sich bei dem konventionellen Schutzsystem ein Zielkonflikt zwischen dem Wunsch der frühzeitigen Erkennung einer in der Praxis relativ seltenen, aber folgenschweren paravasalen Blutung und der Minimierung von Fehlalarmen. Deshalb geht die Erfindung davon aus, dass das bekannte Schutzsystem vorzugsweise bestehen bleibt und das erfindungsgemäße Schutzsystem dazu parallel arbeitet, wodurch die Sicherheit der Überwachung erhöht wird und Fehlalarme weitgehend vermieden werden.