AT8501U1

AT8501U1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING OPTICAL PROPERTIES OF A FILTRATING FLOW

Info

Publication number: AT8501U1
Application number: AT0802004U
Authority: AT
Inventors: Martin Dipl Ing Dr Brandl
Original assignee: Christian Doppler Labor Fuer S; Zentrum Fuer Biomedizinische T
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2006-09-15

Abstract

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Messung optischer Eigenschaften eines Filtratflusses (16), der von einem Hauptfluss (10) eines strömenden, mit Mikropartikeln in Suspension beladenen Mediums über eine partikelabtrennende Filtermembran (13) einer Filtereinrichtung (110) abgetrennt wird, welche eine Filtrationskammer (11), eine von dieser durch eine Filtermembran (13) getrennte Filtratkammer (12), einen Zufluss (100) in die Filtrationskammer, einen Abfluss (19) aus dieser, einen Filtratabfluss (16) aus der Filtratkammer sowie einen optischen Detektor (17) für eine an dem Filtratabfluss angeschlossene Filtratleitung (160) aufweist, wobei der Hauptfluss (10) in die Filtrationskammer (11) über den Zufluss (100) so eingebracht wird, dass er eine ständige Strömung an der Membranoberfläche erzeugt und auf dieser ausschließlich aufgrund seiner Eigenströmung einer Ablagerung von Mikropartikeln entgegenwirkt.A method and apparatus for measuring optical properties of a filtrate flow (16) separated from a main flow (10) of a flowing microparticle-laden medium via a particle separating filter membrane (13) of a filter device (110) comprising a filtration chamber (11). 11), a filtrate chamber (12) separated therefrom by a filter membrane (13), an inflow (100) into the filtration chamber, an outflow (19) therefrom, a filtrate outflow (16) from the filtrate chamber and an optical detector (17) for a filtrate duct (160) connected to the filtrate drain, the main flow (10) being introduced into the filtration chamber (11) via the inflow (100) so as to create a steady flow on the membrane surface and solely on its own flow counteracts deposition of microparticles.

Description

2 AT 008 501 U12 AT 008 501 U1

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung optischer Eigenschaften eines Filtratflusses, der von einem Hauptfluss eines strömenden, mit Mikropartikeln in Suspension beladenen Mediums über eine partikelabtrennende Filtermembran einer Filtereinrichtung abgetrennt wird. 5The invention relates to a method for measuring optical properties of a filtrate flow, which is separated from a main flow of a flowing, loaded with microparticles in suspension medium via a particle-separating filter membrane of a filter device. 5

Ebenso bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Messung optischer Eigenschaften eines Filtratflusses, mit einer Filtereinrichtung, welche eine Filtrationskammer, eine von dieser durch eine Filtermembran getrennte Filtratkammer, einen Zufluss in die Filtrationskammer, einen Abfluss aus dieser, einen Filtratabfluss aus der Filtratkammer sowie einen optischen io Detektor für eine an dem Filtratabfluss angeschlossene Filtratleitung aufweist.The invention also relates to a device for measuring optical properties of a Filtratflusses, with a filter device, which comprises a filtration chamber, a filtrate separated by this by a filter membrane filtrate, an inflow into the filtration chamber, an outflow therefrom, a Filtratabfluss from the filtrate and a optical io detector for a connected to the filtrate Filtratleitung has.

Die DE 42 07 614 C1 beschreibt eine dynamische Filter-Trennvorrichtung, die zum Einsatz in unterschiedlichen Bereichen, darunter auch in der Medizin zum Abtrennen des Plasmas von Blut gedacht ist. Bei dieser bekannten Filtereinrichtung induziert eine rotierende Scheibe eine 15 Relativbewegung an der Membranoberfläche, um ein Verstopfen der Membranporen zu reduzieren. Die bekannte Einrichtung ist wegen der rotierenden Scheibe und ihres Antriebs einerseits recht aufwendig und teuer und andererseits weder leicht zu reinigen und zu sterilisieren, noch für eine Einweg-/Wegwerflösung zweckmäßig. 20 Ausgangspunkt der Erfindung ist insbesondere das Erkennen von Färbungen in Blutplasma, beispielsweise durch freigesetztes Hämoglobin. Es gibt gewisse Blutreinigungsverfahren, wie Plasmapheresis und Hämoperfusion/Plasmaperfusion, bei welchen ein Entgiften durch Entfernung proteingebundener oder hydrophober Substanzen aus dem Blut erfolgt. Leider wird die Wirksamkeit dieser Verfahren häufig durch technische Probleme, niedrige Selektivität und 25 geringe Leistungsfähigkeit begrenzt.DE 42 07 614 C1 describes a dynamic filter separation device which is intended for use in different areas, including in medicine for separating the plasma from blood. In this known filter device, a rotating disk induces a relative movement on the membrane surface in order to reduce clogging of the membrane pores. The known device is on the one hand because of the rotating disk and its drive quite expensive and expensive and on the other hand neither easy to clean and sterilize, nor appropriate for a disposable / disposable solution. In particular, the starting point of the invention is the detection of stains in blood plasma, for example by released hemoglobin. There are certain blood purification techniques, such as plasmapheresis and hemoperfusion / plasma perfusion, in which detoxification occurs by removing protein-bound or hydrophobic substances from the blood. Unfortunately, the effectiveness of these methods is often limited by technical problems, low selectivity, and low performance.

Andererseits können Symptome von Patienten, die unter Leberversagen oder anderen hepatiti-schen Funktionsstörungen leiden, mit der Beseitigung der Giftstoffe und anderer nicht erwünschter Substanzen, die mit herkömmlichen Dialysebehandlungen (Hämodialyse, Hämofiltra-30 tion) nicht beseitigt werden können, verbessert werden. In Fig. 1 ist ein für die genannten Zwecke geeignetes System gezeigt, das auch aus der EP 0 776 223 B1 bekannt geworden ist. Bei diesem System oder Gerät ist ein primärer extrakorporaler Kreis 3 an einen Patienten PAT angeschlossen, wobei eine arterielle Leitung 1 über eine Blutpumpe 2 zu einem Plasmafilter 5 führt, von welcher der Rückfluss über eine venöse Leitung 4 zu dem Patienten PAT erfolgt. Der 35 zweite extrakorporale Kreis oder Sekundärkreis 7 führt von der Filtratseite des Plasmafilters 5 über eine Zentrifugal- oder Rollenpumpe 8 und eine Vorrichtung 6 zur Messung optischer Eigenschaften des Filtratflusses in dem Kreis 7 wieder zurück zur Filtratseite des Plasmafilters 5. Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ist Stand der Technik, wobei sich die Erfindung mit der im weiteren noch näher erläuterten Vorrichtung 6 und einem zugehörigen Messverfahren beschäf-40 tigt.On the other hand, symptoms of patients suffering from liver failure or other hepatic dysfunctions can be improved by eliminating the toxins and other undesired substances that can not be eliminated with conventional dialysis treatments (hemodialysis, hemofiltration). In Fig. 1, a suitable for the purposes mentioned system is shown, which has become known from EP 0 776 223 B1. In this system or device, a primary extracorporeal circuit 3 is connected to a patient PAT, wherein an arterial line 1 via a blood pump 2 leads to a plasma filter 5, from which the return flow takes place via a venous line 4 to the patient PAT. The second extracorporeal circuit or secondary circuit 7 leads back from the filtrate side of the plasma filter 5 via a centrifugal or roller pump 8 and a device 6 for measuring optical properties of the filtrate flow in the circuit 7 back to the filtrate side of the plasma filter 5. The shown in Fig. 1 The device is state of the art, the invention being concerned with the device 6 explained in more detail below and an associated measuring method.

Auf Fig. 1 zurückkommend entsteht durch die Relativbewegung der Flüssigkeiten von Primär-und Sekundärkreislauf ein Transmembrandruck im Plasmafilter 5, der einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kreisläufen zur Folge hat. Im Sekundärkreis 7 zirkulieren Mikropartikel 9 45 mit deren Hilfe Toxine spezifisch gebunden und so aus dem Blut entfernt werden. Derartige Mikroteilchen oder Mikrosphären weisen einen Durchmesser von weniger 20 pm, insbesondere 1 bis 7 pm auf, was mit dem Durchmesser der Blutzellen vergleichbar ist. Besondere Eigenschaften der Mikrosphären sind eine große äußere Oberfläche und kurze Diffusionswege zu inneren Poren, falls solche vorhanden sind. 50Returning to FIG. 1, the relative movement of the fluids of the primary and secondary circuits produces a transmembrane pressure in the plasma filter 5, which results in a fluid exchange between the circuits. In the secondary circuit 7, microparticles 945 circulate, with the help of which toxins are specifically bound and thus removed from the blood. Such microparticles or microspheres have a diameter of less than 20 pm, in particular from 1 to 7 pm, which is comparable to the diameter of the blood cells. Particular characteristics of the microspheres are a large outer surface and short diffusion paths to inner pores, if any. 50

Um einen direkten Kontakt zwischen den Blutzellen und den Partikeln zu verhindern, wird das Vollblut mit dem Plasmafilter in ein Zell- und Plasmakopartment aufgeteilt, wobei das Plasma im Sekundärkreis mit hoher Geschwindigkeit zirkuliert, um einen hohen Plasmatransmembranfluss für eine leistungsfähige Behandlung aufrecht erhalten zu können. Die Fließgeschwindigkeit im 55 Sekundärkreis 7, die typisch bei 0,5 bis 4 l/min liegt, ist auch deshalb so hoch, damit keine 3 AT 008 501 U1To prevent direct contact between the blood cells and the particles, the whole blood is split with the plasma filter into a cell and plasma compartment, with the plasma in the secondary circuit circulating at high speed to maintain a high plasma transmembrane flux for efficient treatment. The flow rate in the 55 secondary circuit 7, which is typically 0.5 to 4 l / min, is also so high, so that no 3 AT 008 501 U1

Bildung von Ablagerungen erfolgen kann.Formation of deposits can take place.

Um die Patientensicherheit so hoch wie möglich zu halten, ist die Implementierung verschiedener Sicherheitssysteme in ein System wie in Fig. 1 gezeigt erforderlich. Wenn beispielsweise 5 der Transmembrandruck in Filter 5 zu hoch ist, kann es durch die hohen Scherkräfte zwischen der Filtermembran und Blutzellen zu einer Zerstörung der Erythrozyten, somit zu einer Hämolyse kommen. Dies bewirkt eine Freisetzung von Hämoglobin sowohl in dem Primärkreislauf 3, als auch von hier in den Sekundärkreislauf 7, der aus Plasma mit Mikropartikeln in Suspension besteht. In üblichen Plasmapheresis- und Dialysesystemen wird die Freisetzung von Hämoglo-io bin, die eine Rotfärbung einer klaren Flüssigkeit bewirkt, mit Hilfe eines Farbsensors im Durchlicht gemessen. Derartige Farbsensoren sind bekannt und reagieren sehr empfindlich auf eine Rotfärbung des Filtrats und können so rasch eine Hämolyse detektieren.In order to maximize patient safety, it is necessary to implement various security systems into a system as shown in FIG. If, for example, the transmembrane pressure in filter 5 is too high, the high shear forces between the filter membrane and blood cells can lead to destruction of the erythrocytes, and thus hemolysis. This causes a release of hemoglobin both in the primary circuit 3, and from here into the secondary circuit 7, which consists of plasma with microparticles in suspension. In conventional plasmapheresis and dialysis systems, the release of hemoglobin, which causes a red coloration of a clear liquid, is measured by means of a color sensor in transmitted light. Such color sensors are known and are very sensitive to a red coloration of the filtrate and can detect haemolysis so quickly.

Bei einer Vorrichtung nach Fig. 1 ist im allgemeinen eine direkte Erkennung von Hämolyse 15 wegen der hohen optischen Dichte der Mikropartikelsuspension nicht möglich, wobei zur Illustration bemerkt werden soll, dass die Mikropartikel auch Aktivkohlepartikel sein können, was die Problematik einer optischen Erkennung klar macht.In a device according to FIG. 1, a direct detection of hemolysis 15 is generally not possible because of the high optical density of the microparticle suspension, wherein it should be noted for illustration that the microparticles can also be activated carbon particles, which makes the problem of optical recognition clear.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verfahrens bzw. einer Vorrichtung zur 20 Messung optischer Eigenschaften eines Filtratflusses, insbesondere von mit Partikeln beladenes Blutplasma ganz allgemein eines Filtrats des Blutes, die bei billigem und einfachem Aufbau verlässliche Ergebnisse liefert, welche den Sicherheitsanforderungen im Medizinbereich gerecht werden, wobei insbesondere auch bei optisch dichtem Hauptfluss, nämlich einer Partikelsuspension die Messung möglich sein soll. 25It is an object of the invention to provide a method and apparatus for measuring optical properties of a filtrate flow, in particular particle-laden blood plasma, more generally, a filtrate of blood which, with a cheap and simple construction, provides reliable results meeting the safety requirements in the medical field be fair, in particular, even in optically dense main flow, namely a particle suspension measurement should be possible. 25

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß der Hauptfluss in die Filtrationskammer so eingebracht wird, dass er eine ständige Strömung an der Membranoberfläche erzeugt und auf dieser ausschließlich aufgrund seiner Eigenströmung einer Ablagerung von Mikropartikeln entgegenwirkt. 30This object is achieved with a method of the type mentioned, in which according to the invention, the main flow is introduced into the filtration chamber so that it generates a constant flow on the membrane surface and counteracts a deposition of microparticles on this solely due to its own flow. 30

Dank der Erfindung wird auf einfache Weise eine langanhaltende Funktion ohne Verstopfen der Filtermembran und damit der Einsatz insbesondere auch in Blutreinigungssystemen ermöglicht.Thanks to the invention, a long-lasting function without clogging of the filter membrane and thus the use is made possible in a simple way, especially in blood purification systems.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Hauptfluss im wesentlichen 35 tangential in die Filtrationskammer eingebracht wird, sodass auf einfache Weise die Strömung an der Membranoberfläche erzeugt werden kann.In an advantageous embodiment, it is provided that the main flow is introduced substantially tangentially into the filtration chamber, so that the flow on the membrane surface can be generated in a simple manner.

Um Verlust an Filtrat, beispielsweise an Blutplasma, zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Filtratfluss dem Hauptfluss stromab der Filtereinrichtung wieder zugeführt wird. 40In order to avoid loss of filtrate, for example to blood plasma, it is advantageous if the filtrate flow is fed back to the main flow downstream of the filter device. 40

Aus Gründen der Sicherheit ist es besonders empfehlenswert, wenn der Druck in dem Filtratfluss stromab der Filtereinrichtung mit Hilfe eines Drucksensors überwacht wird, wobei der Filtratfluss stromab des Drucksensors gedrosselt wird. 45 In der Praxis hat sich eine Ausführung für zweckmäßig erwiesen, bei welcher der Filtratfluss vorübergehend gedrosselt und dabei mit Hilfe des Drucksensors auf einen Druckanstieg überwacht wird.For reasons of safety, it is particularly advisable if the pressure in the filtrate flow downstream of the filter device is monitored by means of a pressure sensor, the filtrate flow being throttled downstream of the pressure sensor. In practice, an embodiment has proven to be useful in which the filtrate flow is temporarily throttled and thereby monitored by the pressure sensor for a pressure increase.

Das Verfahren eignet sich besonders für eine extrakorporale Blutreinigungseinrichtung, bei so welcher der Hauptfluss ein Blutplasmafluss ist.The method is particularly suitable for an extracorporeal blood purification device, in which the main flow is a blood plasma flow.

Die Aufgabe wird ebenso mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher gemäß der Erfindung der Zufluss zur Erzeugung einer Wirbelströmung im wesentlichen tangential in die Filtrationskammer einmündet. 55 4 AT 008 501 U1The object is also achieved with a device of the type mentioned, in which opens according to the invention, the inflow to produce a vortex flow substantially tangentially into the filtration chamber. 55 4 AT 008 501 U1

Zur gleichmäßigen Verwirbelung kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Zuflüsse für den Hauptfluss im wesentlichen tangential in die Filtrationskammer einmünden.For uniform turbulence can also be provided that several tributaries for the main flow opens substantially tangentially into the filtration chamber.

Im Gebrauch und in der Herstellung zweckmäßig ist eine Variante, bei welcher die Filtrations-5 kammer und die Filtratkammer zylindrisch ausgebildet und durch eine im wesentlichen ebene Membran getrennt sind.In use and in production is useful a variant in which the filtration chamber 5 and the filtrate chamber are cylindrical and separated by a substantially flat membrane.

Weiters ist dies im Sinne einer einfachen Erzeugung der gewünschten Strömung vorteilhaft, wenn Zufluss und Abfluss im wesentlichen tangential zur Filtrationskammer und Richtung deren io Höhe versetzt liegen. Hier kann es zur Vermeidung von Inhomogenitäten vorteilhaft sein, wenn der Abfluss im wesentlichen normal zu der Membran und mittig aus der Filtrationskammer geführt ist. Dabei kann zur weiteren Verbesserung vorgesehen sein, dass in der Achse der Filtrationskammer ein Strömungslenkender, vorzugsweise kegelstumpfförmiger Einsatz angeordnet ist. 15Furthermore, this is advantageous in terms of a simple generation of the desired flow, if inflow and outflow are substantially tangent to the filtration chamber and direction whose io height offset. Here, it may be advantageous to avoid inhomogeneities, when the outflow is guided substantially normal to the membrane and center of the filtration chamber. It can be provided for further improvement that in the axis of the filtration chamber a flow-directing, preferably frusto-conical insert is arranged. 15

Wenn an der Filtratleitung ein Drucksensor und stromab des Drucksensors eine Drossel angeordnet sind, wobei insbesondere die Drossel vorübergehend betätigbar und dabei der Druck in der Filtratleitung mit Hilfe des Drucksensors überwachbar ist, kann auf einfache Weise die Sicherheit der Vorrichtung in Hinblick auf ein unvorhergesehenes Ausfallen erhöht werden. 20If a pressure sensor is arranged on the filtrate line and a throttle downstream of the pressure sensor, wherein in particular the throttle can be actuated temporarily and the pressure in the filtrate line can be monitored by means of the pressure sensor, the safety of the device can easily be increased with regard to an unforeseen failure become. 20

Zur Vermeidung von Filtratverlusten ist es ratsam, wenn die Filtratleitung stromab der Filtereinrichtung in den Abfluss mündet.To avoid filtrate losses, it is advisable, if the Filtratleitung opens downstream of the filter device in the drain.

Die Vorrichtung ist besonders dann günstig, wenn zu und Abfluss der Filtereinrichtung in einer 25 Leitung für den Plasmafluss einer extrakorporalen Blutreinigungseinrichtung angeordnet sind.The device is particularly advantageous if the filter device is arranged in and out of a line for the plasma flow of an extracorporeal blood purification device.

Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist in folgenden anhand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. 30 In dieser zeigen:The invention together with further advantages is explained in more detail below with reference to illustrative embodiments, which are illustrated in the drawing. 30 In this show:

Fig. 1 eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik zur Beseitigung von Giftstoffen aus Blut,1 shows a device according to the prior art for the removal of toxins from blood,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Messung der optischen Eigenschaften eines Filtratflusses gemäß der Erfindung, 35 40 45 502 shows a schematic representation of a device for measuring the optical properties of a filtrate flow according to the invention, 35 40 45 50

Fig. 3 in einem Diagramm den Druckverlauf im Filtratfluss bei offener bzw. vorübergehend geschlossener Drossel,3 is a diagram of the pressure curve in the filtrate flow with open or temporarily closed throttle,

Fig. 4 gemessene typische Verläufe des Membrandrucks und des Filtratflusses,4 shows typical courses of the membrane pressure and the filtrate flow,

Fig. 5 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer bei der Erfindung verwendeten Filtereinrichtung,5 is a front view of a first embodiment of a filter device used in the invention,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 5,6 is a section along the line VI - VI of FIG. 5,

Fig. 7 in einer Darstellung wie Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Filtereinrichtung geschnitten nach der Linie Vll-Vll der Fig. 8 undFig. 7 in a representation like Fig. 5 shows a second embodiment of a filter device cut along the line VII-VII of Fig. 8 and

Fig. 8 eine Draufsicht auf Fig. 7.8 is a plan view of Fig. 7.

Nun auf Fig. 2 verweisend, erkennt man dort in schematischer Darstellung die Ausbildung einer Vorrichtung zur Messung der optischen Eigenschaften eines Filtratflusses gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung besitzt eine Filtereinrichtung 110, die eine Filtrationskammer 11, eine von dieser durch eine Filtermembran 13 getrennte Filtratkammer 12, einen Zufluss 100 in die Filtrationskammer, einen Abfluss 19 aus dieser Filtrationskammer, einen Filtratabfluss 16 aus der Filtratkammer sowie einen optischen Detektor 17 für eine an den Filtratabfluss angeschlossene Filtratleitung 160 aufweist.Referring now to Fig. 2, there is a schematic representation of the formation of a device for measuring the optical properties of a Filtratflusses according to the invention. The device has a filter device 110 which has a filtration chamber 11, a filtrate chamber 12 separated by a filter membrane 13, an inlet 100 into the filtration chamber, a drain 19 from this filtration chamber, a filtrate drain 16 from the filtrate chamber and an optical detector 17 for a Has filtrate 160 connected to the filtrate.

In Verbindung mit Fig. 1 erkennt man, dass über den Zufluss 100 durch die Filtrationskammer 11 beispielsweise Plasma mit darin suspendierten Mikropartikeln strömt und die Filtrationskammer über den Abfluss 19 wieder verlässt. Wie später auch aus Fig. 5 hervorgehen wird, 55 5 AT 008 501 U1 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Filtrationskammer 11 und die Filtratkammer 12 zylindrisch ausgebildet und durch die im wesentlichen ebene Membran 13 getrennt. Man lässt das mit Mikropartikeln in Suspension beladene Medium über den Zufluss 100 tangential in die Filtrationskammer 11 einströmen, wodurch eine Wirbelströmung erzeugt wird, die über den 5 beispielsweise gleichfalls tangential angeordneten Abfluss 19 die Kammer 11 wieder verlässt. Ein kegelstumpfförmiger Einsatz 20 lenkt die Strömung und begünstigt die Rotationsbewegung derselben. Die ständige Strömung an der Membranoberfläche, die ausschließlich aufgrund der Eigenströmung des Zuflusses oder Hauptflusses 10 erzeugt wird, wirkt einer Ablagerung von Mikropartikeln an der einen Membranseite entgegen, ohne dass es anderer weitgehender Ein-io griffe bedürfte, wie dies nach dem eingangs genannten Stand der Technik beispielsweise durch die rotierende Scheibe der Fall ist. An der Filtratleitung 160 für den Filtratfluss ist ein optischer Detektor 17 angeordnet, der beispielsweise zur Detektion von freiem Hämoglobin eingerichtet sein kann und der bei Auftreten einer entsprechenden Färbung ein Warn- und/oder Stopsignal abgeben kann, um den Patienten zu schützen. Ganz allgemein können natürlich beliebige 15 optische Eigenschaften des Filtrats 14 gemessen werden, wie dessen optische Dichte, Fluoreszenz etc. Durch geeignete Wahl des Lumens von Zufluss 10 bzw. Abfluss 19, vorzugsweise im Durchmesserbereich von 3 bis 4 mm, oder durch Einsatz von Ventilen, kann der Druckunterschied zwischen Filtrationskammer 11 und Filtratkammer 12 bestimmt werden. Aufgrund des auftretenden Druckgradienten wird ein Teil der Partikelsuspension über die Membran 13 in 20 Richtung der Filtratkammer 12 filtriert. Als Filtermembran wird für die hier ins Auge gefassten Zwecke vorzugsweise eine Zellulose-Acetat-Membran mit einer Porengröße von 3 bis 8 pm eingesetzt. Eine stetige Filtration durch die Membran 13 ist hier möglich, da die Membranporen auf die beschriebene Weise ständig freigewaschen werden. 25 30In connection with FIG. 1 it can be seen that, for example, plasma with microparticles suspended therein flows through the infiltration chamber 100 through the filtration chamber 11 and leaves the filtration chamber via the outflow 19 again. As will also be apparent from FIG. 5, in the exemplary embodiment shown, the filtration chamber 11 and the filtrate chamber 12 are cylindrical and separated by the substantially flat membrane 13. The medium laden with microparticles in suspension is allowed to flow tangentially into the filtration chamber 11 via the inflow 100, whereby a swirling flow is generated which leaves the chamber 11 again via the outflow 19, which is likewise arranged tangentially. A frusto-conical insert 20 directs the flow and favors the rotational movement thereof. The constant flow on the membrane surface, which is generated solely due to the internal flow of the inflow or main flow 10, counteracts deposition of microparticles on one side of the membrane, without the need for other extensive Eino io handles, as according to the aforementioned state of Technique example, by the rotating disk is the case. An optical detector 17 is arranged on the filtrate line 160 for the filtrate flow, which can be set up, for example, for the detection of free hemoglobin and which can emit a warning and / or stop signal when a corresponding coloration occurs in order to protect the patient. In general, of course any desired 15 optical properties of the filtrate 14 can be measured, such as its optical density, fluorescence, etc. By suitable choice of the lumen of inflow 10 or outflow 19, preferably in the diameter range of 3 to 4 mm, or by using valves, the pressure difference between filtration chamber 11 and filtrate chamber 12 can be determined. Due to the pressure gradient that occurs, part of the particle suspension is filtered via the membrane 13 in the direction of the filtrate chamber 12. As a filter membrane is preferably used for the purposes envisaged here, a cellulose acetate membrane with a pore size of 3 to 8 pm. A continuous filtration through the membrane 13 is possible here, since the membrane pores are constantly washed free in the manner described. 25 30

Der Filtratfluss durch die Membran 13 ist aufgrund der hohen Viskosität und hohen Dichte der Partikelsuspension sehr gering und liegt bei 0,1 bis 4 ml/min. Eine Überwachung des Filtratflusses ist jedoch in den meisten Fällen notwendig, um die Funktion der Vorrichtung zu bestätigen. Eine solche Filtratflussüberwachung kann durch periodisches Drosseln des Filtratkreises mit einer Drossel 15, beispielsweise einem Ventil oder einer Schlauchklemme, erfolgen. Ein solches Abklemmen führt bei vorhandenem Filtratfluss zu einem Druckanstieg im Filtratkreis. Um diesen zu messen, ist an der Filtratleitung 160 ein Drucksensor 18 stromauf der Drossel 15 angeordnet. Aus (1) ist ersichtlich, dass die Änderung des Filtratdrucks dP/dt proportional der Materialelastizität K des Filtratkreislaufs, dem Filtratvolumen V0 zwischen Filtermembran 13 und Drossel 15 und dem Filtratfluss dQ/dt ist. 35 dP _ _1_dQ dt ~KV0 dt (1)The filtrate flow through the membrane 13 is very low due to the high viscosity and high density of the particle suspension and is 0.1 to 4 ml / min. However, monitoring of the filtrate flow is necessary in most cases to confirm the function of the device. Such Filtratflussüberwachung can be done by periodically throttling the Filtratkreises with a throttle 15, for example, a valve or a hose clamp. Such disconnection leads to an increase in the filtrate in the presence of filtrate. In order to measure this, a pressure sensor 18 is arranged upstream of the throttle 15 on the filtrate line 160. From (1) it can be seen that the change in the filtrate pressure dP / dt is proportional to the material elasticity K of the filtrate cycle, the filtrate volume V0 between the filter membrane 13 and the restrictor 15 and the filtrate flow dQ / dt. 35 dP _ _1_dQ dt ~ KV0 dt (1)

Fig. 3 zeigt ein typisches Druckprofil 21 bei vorhandenem Filtratfluss und Betätigung der Dros-40 sei 15 im Filtratabfluss 16. Die Messdaten des Drucksensors 18 können beispielsweise mit Hilfe eines Mikrokontrollers verarbeitet und mit einem Satz abgespeicherter Druckprofile verglichen werden. Liegt die Übereinstimmung des Messprofils mit den gespeicherten Daten außerhalb einer vordefinierten Toleranz, die hier strichliert als 22 eingezeichnet ist, so ist auf eine Abweichung der Filtrationseigenschaften des Filters und eine Änderung des Filtratflusses zu schlie-45 ßen.FIG. 3 shows a typical pressure profile 21 when there is a filtrate flow and activation of the Dros-40 is 15 in the filtrate outflow 16. The measurement data of the pressure sensor 18 can be processed, for example, with the aid of a microcontroller and compared with a set of stored pressure profiles. If the conformity of the measuring profile with the stored data lies outside a predefined tolerance, which is shown here by dashed lines as 22, a deviation of the filtration properties of the filter and a change in the filtrate flow must be concluded.

Darüber hinaus kann der Filtratfluss über eine einfache Schwellendetektion am Druckprofil ermittelt werden. Nach Schließen der Drossel 15 muss der Messwert des Drucksensors 18 innerhalb einer vordefinierten Zeit einen bestimmten Schwellwert 23 überschritten haben, soso fern die Funktion des Filters einwandfrei und ein ausreichender Filtratfluss vorhanden ist.In addition, the filtrate flow can be determined via a simple threshold detection on the pressure profile. After closing the throttle 15, the measured value of the pressure sensor 18 must have exceeded a specific threshold value 23 within a predefined time, so that the function of the filter is faultless and a sufficient filtrate flow is present.

Fig. 4 zeigt gemessene, typische Verläufe des Membrandrucks 24 und des Filtratflusses 25 bei Verwendung einer 3 pm-Zellulose-Acetat-Membran und einer 25%igen VA/-Partikelsuspension bei einem Partikeldurchmesser < 25 pm in Humanplasma, wobei der Suspensionsfluss 55 600 ml/min betrug.FIG. 4 shows measured typical runs of the membrane pressure 24 and the filtrate flow 25 using a 3 μm cellulose acetate membrane and a 25% VA / particle suspension with a particle diameter < 25 pm in human plasma, the suspension flow being 55 600 ml / min.

Claims

FIGS. 5 and 6 show a practice-proven first embodiment of the filter device 110, wherein in the present case it is composed of two parts, between which the filter membrane 13 is located. The filtration chamber 11, the filtrate chamber 12, the inflow 100 into the filtration chamber, the outflow 19 therefrom and the filtrate outflow 5 16 can also be seen. The inflow 100 is present here as a bore in the body of the filter device 110 and runs tangentially into the filtration chamber Filtration chamber 11. The drain 19 is also formed (see Fig. 6), wherein inflow 100 and drain 19 are offset in the direction of the chamber axis against each other, io the drain 19 is closer to the membrane 13 than the inflow 100. The in Fig. The filter device 110 shown in FIG. 5 is preferably made of plastic in an injection molding process and can be easily inserted into the device 6 by means of flexible hoses. The second embodiment of a filter device 110 according to FIGS. 7 and 8 differs from that described above in that four inflows 100 open tangentially into the filtrate chamber 11 and the outflow 19 is arranged normal to the membrane 13 and centrally. In contrast, the filtrate drain 16 is parallel to the membrane plane and intersects the axis of the cylindrical 20 Filtratkammer 12. It should be noted that in the illustrated embodiments, the Filtratfluss 16, downstream of the filter device 110 is returned to the main flow 10. This design is convenient, but not essential. In view of the low filtrate throughput 25, the filtrate could pass into a collecting container after passing through the detector 17 and the throttle 15. Because of its simple structure, the device according to the invention can also be designed so that most of the parts are disconnected and thrown away after use and are used for parts prepared and already sterilized for the next use. Claims: 1. Method for measuring optical properties of a filtrate flow (16) which is separated from a main flow (10) of a flowing microparticle-laden medium via a particle-separating filter membrane (13) of a filter device (110), characterized in that 40 of the main flow (10) in the filtration chamber (11) is introduced so that it generates a ständi ge flow on the membrane surface and counteracts on this solely due to its own flow of a deposit of microparticles.

2. Method according to claim 1, characterized in that the main flow (10) is introduced substantially tangentially into the filtration chamber (11).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the filtrate flow (16) is fed back to the main flow (10) downstream of the filter device (110). 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure in the filtrate (16) downstream of the filter device (110) by means of a pressure sensor (18) is monitored, wherein the Filtratfluss is throttled downstream of the pressure sensor.

5. The method according to claim 4, characterized in that the filtrate flow (16) is temporarily throttled and thereby monitored with the aid of the pressure sensor (18) to a pressure increase over 55 7 AT 008 501 U1.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the main flow (10) is a filtrate of the blood of an extracorporeal blood purification device. 5

7. Apparatus (6) for measuring optical properties of a filtrate flow (16), comprising a filter device (110) which has a filtration chamber (11), a filtrate chamber (12) separated therefrom by a filter membrane (13), an inflow (100) in the filtration chamber, a drain (19) therefrom, a filtrate drain (16) from the filtrate chamber, and io an optical detector (17) for a filtrate duct (160) connected to the filtrate drain, characterized in that the inflow (100) to Generation of a vortex flow substantially tangentially into the filtration chamber (11) opens. 15

8. The device according to claim 7, characterized in that a plurality of inflows (100) for the main flow (10) open substantially tangentially into the filtration chamber (11).

9. Device (6) according to claim 7 or 8, characterized in that the filtration 20 chamber (11) and the filtrate chamber (12) are cylindrical and separated by a union in wesent planar membrane (13).

10. The device (6) according to any one of claims 7 to 9, characterized in that inflow (100) and outflow (19) are substantially tangent to the filtration chamber (11) and in Rich- tion whose height are offset.

11. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the outflow (19) is guided substantially normal to the membrane (13) and centrally of the filtration chamber (11). 30

12. Device (6) according to any one of claims 9 to 11, characterized in that in the axis of the filtration chamber (11) a flow-guiding, preferably frusto-conical insert (20) is arranged.

13. Device (6) according to one of claims 7 to 12, characterized in that on the filtrate (160), a pressure sensor (18) and downstream of the pressure sensor, a throttle (15) are arranged.

14. Device (6) according to claim 13, characterized in that the throttle (15) can be actuated temporarily and the pressure in the filtrate line (160) can be monitored with the aid of the pressure sensor (18).

15. Device (6) according to one of claims 7 to 14, characterized in that the filtrate line (160) downstream of the filter device (110) in the outflow (19) opens. 45

16. Device (6) according to any one of claims 7 to 13, characterized in that inflow and outflow (100, 19) of the filter device (110) are arranged in a line for a filtrate of the blood of an extracorporeal blood purification device. 50 plus 5 sheets of drawings 55