ES2281184T3 - Metodo y aparato para realizar ultrafiltracion controlada durante hemodialisis. - Google Patents
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Abstract
Aparato para hemodiálisis, que incluye un hemodializador (12) para preparar dializado nuevo, distribuir el dializado de una cámara de mezcla al hemodializador (12) y reenviar el dializado usado del hemodializador (12) a un drenaje, en donde el hemodializador comprende un compartimento de dializado y un compartimento de sangre separados por una membrana semipermeable, y en donde dicho aparato comprende: (a) una primera bomba de desplazamiento positivo (14) con una entrada hidráulicamente conectada a la cámara de mezcla (11); (b) un primer caudalímetro (20) con una entrada hidráulicamente conectada a una salida de la primera bomba (14) y una salida que se puede conectar hidráulicamente a una entrada de dializado del hemodializador (12), estando el primer caudalímetro (20) adaptado para producir una señal de salida correspondiente con una característica que es una función de un caudal de bombeo volumétrico de la primera bomba (14); (c) un segundo caudalímetro (32) con una entrada que se puedeconectar hidráulicamente a una salida de dializado del hemodializador (12); (d) una segunda bomba de desplazamiento positivo (34) con una entrada hidráulicamente conectada a una salida del segundo caudalímetro (32) y una salida hidráulicamente conectada a un drenaje, estando el segundo caudalímetro (32) adaptado para producir una señal de salida correspondiente con una característica que es una función de un caudal de bombeo volumétrico de la segunda bomba (34), definiendo las bombas primera y segunda (14, 34) entre ellas un bucle UF; (e) en donde una diferencia entre los caudales de bombeo volumétrico primero y segundo genera una condición volumétrica en el bucle UF que crea una ultrafiltración neta de fluido a través de la membrana semipermeable, y (f) un procesador u ordenador conectado a las bombas primera y segunda (14, 34) y a los caudalímetros primero y segundo (20, 32), estando el procesador u ordenador adaptado para proporcionar señales de control a las bombas primera y segunda (14, 34) de manera que el caudal de bombeo volumétrico de la primera bomba (14) sea mayor que el caudal de bombeo volumétrico de la segunda bomba (34), a fin de crear un flujo neto de líquido del compartimento de dializado al compartimento de sangre.
Description
Método y aparato para realizar ultrafiltración
controlada durante hemodiálisis.
La presente invención se refiere a aparatos de
hemodiálisis (riñón artificial) y a métodos relacionados con
hemodiálisis. Más en concreto, la invención se refiere a tales
aparatos y métodos cuando se usan para controlar ultrafiltración de
fluido desde un paciente.
La hemodiálisis práctica aparece por primera vez
a principios de los años 60 básicamente al mismo tiempo que la
llegada de aparatos de hemodiálisis que pueden producir dializado en
línea y de hemodializadores que muestran una fiabilidad aceptable.
Desde entonces, los hemodializadores y los aparatos de diálisis han
evolucionado notable-
mente.
mente.
Los nefrólogos, desde hace mucho tiempo, han
valorado la necesidad de que la hemodiálisis elimine no sólo los
solutos metabólicos tóxicos de la sangre sino también el fluido
sobrante. La eliminación de fluido a través de la membrana de
hemodiálisis semipermeable se denomina "ultrafiltración".
El desarrollo continuo de membranas de
hemodiálisis mejoradas se ha impulsado en parte debido a la
necesidad clínica de realizar ultrafiltración (junto con
hemodiálisis) de un paciente de modo que alivie al máximo la
morbididad del paciente. Con respecto a las mejoras continuas de
membranas de hemodiálisis, la tendencia general ha sido producir
membranas con más "flux" lo que quiere decir permeabilidad al
agua. Tales membranas obtienen una ultrafiltración más rápida del
agua que procede de la sangre con una menor presión transmembrana
(TMP). Las demandas generales de seguridad y bienestar para el
paciente que está siendo tratado con tales membranas han impulsado
el desarrollo de aparatos de hemodiálisis con un control excelente
de ultrafiltración. Tal desarrollo ha sido objeto de
investigaciones intensivas ya sea individualmente o por entidades
corporativas que trabajan en el campo de la
hemodiálisis.
hemodiálisis.
La DE-A-3600227
describe un aparato para ultrafiltración que comprende una fuente de
líquido de diálisis preparado, que atraviesa la bomba, un
caudalímetro, un dializador, un caudalímetro, una bomba y después se
desecha. Un líquido sustituto se añade al circuito extracorporal
bajo el control de un evaluador.
La US 5.490.925 describe un aparato de diálisis
que utiliza líquido de diálisis para cebar el circuito extracorporal
usando una válvula de tres vías o recolocando conductos y usando
una bomba sanguínea.
En la patente U.S. 5.247.434 de Peterson et
al, se describe un ejemplo excepcional de un aparato de
hemodiálisis que proporciona control de ultrafiltración.
Otra tendencia en hemodiálisis ha sido ofrecer
varias propuestas para conseguir una diálisis más rápida (con
ultrafiltración) sin que afecte negativamente a la morbididad del
paciente. Según tales propuestas, eso se consigue, por ejemplo,
haciendo pasar un mayor caudal de dializado a través del
hemodializador que el convencional. En este aspecto, el caudal de
dializado convencional es de 500 ml/minuto, y algunos aparatos de
diálisis modernos pueden conseguir un caudal de dializado de
aproximadamente 1000 ml/minuto. Sin embargo, algunos médicos
observan la necesidad de obtener caudales de dializado de entre
3000 y 4000 ml/minuto.
Tal aumento de los caudales de dializado imponen
la necesidad de obtener mayores caudales de ultrafiltración que los
convencionales. Por ejemplo, mientras que los aparatos de diálisis
convencionales normalmente obtienen un caudal de ultrafiltración de
hasta aproximadamente 4000 ml/hora, algunos médicos observan la
necesidad de obtener caudales de ultrafiltración de hasta 10
litros/hora.
A pesar de los avances del estado de la técnica
en la ultrafiltración clínica, en concreto la ultrafiltración
realizada durante un tratamiento de hemodiálisis, los aparatos
convencionales tienen limitada su capacidad para satisfacer las
necesidades resumidas antes.
Según la presente invención, se proporciona un
aparato de hemodiálisis según la reivindicación 1, y un método para
cebar un compartimento de sangre de un hemodializador según la
reivindicación 6.
Aquí se describen aparatos de hemodiálisis para
preparar dializado nuevo y distribuir el dializado de una cámara de
mezcla a un hemodializador y reenviar dializado usado del
hemodializador a un drenaje. Una variante preferida de tales
aparatos comprende, en orden hidráulico, una primera bomba de
desplazamiento positivo, un primer caudalímetro, un segundo
caudalímetro y una segunda bomba de desplazamiento positivo. La
primera bomba de desplazamiento positivo tiene una entrada
hidráulicamente conectada a la cámara de mezcla. El primer
caudalímetro tiene una entrada hidráulicamente conectada a una
salida de la primera bomba y una salida que se puede conectar
hidráulicamente a una entrada de dializado de un hemodializador. El
primer caudalímetro produce una señal de salida correspondiente con
una característica que es una función de un caudal de bombeo
volumétrico de la primera bomba. El segundo caudalímetro tiene una
entrada que se puede conectar hidráulicamente a una salida de
dializado del hemodializador. La segunda bomba de desplazamiento
positivo tiene una entrada hidráulicamente conectada a una salida
del segundo caudalímetro y una salida hidráulicamente conectada a un
drenaje. El segundo caudalímetro produce una señal de salida
correspondiente con una característica que es una función de un
caudal de bombeo volumétrico de la segunda bomba. Las bombas primera
y segunda definen entre medias un bucle UF, en donde una diferencia
entre el caudal de bombeo volumétrico de la segunda bomba y el
caudal de bombeo volumétrico de la primera bomba genera una
condición volumétrica en el bucle UF que crea una ultrafiltración
neta de fluido a través de la membrana semipermeable del
hemodializador. De manera preferible, las bombas primera y segunda
son bombas de
engranajes.
engranajes.
Las señales de salida correspondientes de los
caudalímetros primero y segundo comprenden preferiblemente señales
eléctricas correspondientes. Las señales eléctricas tienen una
característica correspondiente a partir de la cual se puede
determinar una diferencia en las señales correspondientes, en donde
la diferencia se puede usar para regular los caudales de bombeo
correspondientes de las bombas primera y segunda. Para tal fin, las
bombas primera y segunda además de los caudalímetros primero y
segundo se pueden conectar eléctricamente a un procesador u
ordenador adecuado que realiza tales determinaciones y proporciona
señales de control de retorno a las bombas primera y segunda para
obtener, por ejemplo, una cantidad deseada de eliminación de
ultrafiltrado de un compartimiento de sangre a un compartimiento de
dializado, o (si se desea) una condición de funcionamiento
"UF-cero" a fin de crear un flujo neto de
líquido del compartimento de sangre al compartimento de dializado o
del compartimento de dializado al compartimento de sangre.
En lo que respecta a conseguir ultrafiltración
desde el compartimento de sangre al compartimento de dializado, el
caudal de bombeo volumétrico de la segunda bomba se establece mayor
que el de la primera bomba. El desequilibrio volumétrico resultante
del dializado que entra en el compartimento de dializado con
respecto al dializado que sale de dicho compartimento, produce una
ultrafiltación neta de líquido desde el compartimento de sangre al
compartimento de dializado.
Una condición de "ultrafiltración inversa"
se puede obtener accionando la primera bomba para que tenga un
caudal de bombeo volumétrico mayor que el caudal de bombeo
volumétrico de la segunda bomba. El desequilibrio resultante crea
una ultrafiltración neta de líquido del compartimento de dializado
al compartimento de sangre.
Según la presente invención, se describen
métodos para realizar ultrafiltración de un líquido que pasa a
través del compartimiento de sangre de un hemodializador. Según una
variante preferida de tal método, se proporciona una solución de
dializado. Mientras el líquido está pasando por el compartimiento de
sangre del dializador, la solución de dializado es conducida a
través de una primera bomba de desplazamiento positivo, después a
través de un primer caudalímetro, a continuación a una entrada de
dializado de un compartimento de dializado del hemodializador. La
primera bomba distribuye el dializado a la entrada de dializado con
un primer caudal de bombeo volumétrico medido por el primer
caudalímetro. Después de pasar el dializado por el compartimento de
dializado, el dializado es conducido desde una salida del
compartimento de dializado a través de un segundo caudalímetro,
después a través de una segunda bomba de desplazamiento positivo. La
segunda bomba bombea el dializado con un segundo caudal de bombeo
volumétrico, medido por el segundo caudalímetro, mayor que el caudal
de bombeo de la primera bomba. El desequilibrio volumétrico
resultante hace que un líquido de ultrafiltrado pase del
compartimento de sangre al compartimento de dializado.
Para proporcionar el dializado, se puede añadir
un concentrado de dializado a una corriente de agua de manera
dosificada que es una función del caudal de bombeo volumétrico de la
primera bomba medido por el primer caudalímetro.
Según la presente invención, se describen
métodos para cebar un compartimiento de sangre de un hemodializador.
Según una variante preferida de tal método, en primer lugar se
prepara un líquido. El líquido se conduce a través de una primera
bomba de desplazamiento positivo, después a través de un primer
caudalímetro, a continuación a la entrada de dializado de un
compartimento de dializado del hemodializador. La primera bomba
distribuye el líquido a la entrada de dializado con un primer
caudal de bombeo volumétrico medido por el primer caudalímetro.
Después de pasar el líquido por el compartimento de dializado, el
líquido es conducido desde una salida del compartimento de
dializado a través de un segundo caudalímetro, después a través de
una segunda bomba de desplazamiento positivo. La segunda bomba
bombea el líquido con un segundo caudal de bombeo volumétrico,
medido por el segundo caudalímetro, menor que el caudal de bombeo
de la primera bomba a fin de crear un flujo neto de líquido del
compartimento de dializado al compartimento de sangre del
hemodializador. Se prefiere que el líquido para cebar sea una
solución de dializado, evitando así la necesidad de usar una
solución de salino isotónico que resulta cara. El líquido que pasa
del compartimiento de dializado al compartimiento de sangre puede
pasar también por conductos de sangre conectados al compartimiento
de sangre del hemodializador para cebar los conductos de sangre
además del
hemodializador.
hemodializador.
Las características y ventajas anteriores y
otras adicionales de la invención quedan más claras en la siguiente
descripción detallada, con referencia a los dibujos que se
acompañan.
La figura 1 es un diagrama esquemático de una
parte del circuito hidráulico de un aparato de hemodiálisis según
la presente invención.
La figura 2 es un diagrama esquemático del
circuito hidráulico objeto del Ejemplo de Funcionamiento.
La siguiente descripción detallada se refiere al
mejor modo actual de la invención, aunque no se considera de
ninguna manera limitativa.
El sistema hidráulico de la mayoría de los
aparatos de hemodiálisis comprende los siguientes componentes
principales (en orden hidráulico): un regulador de presión de agua
entrante y un calentador de agua con termostato de seguridad que
sirve para producir una corriente de agua caliente con un caudal
determinado; una primera bomba de concentrado que distribuye una
corriente de concentrado "A" a la corriente de agua con un
caudal determinado relacionado con el caudal del agua para producir
una corriente de concentrado "A" diluido; una cámara de
desaireación con bomba de eliminación de aire y un ventilador
aspirante con salida para eliminar gas disuelto de la corriente de
concentrado "A" diluido; una sonda de conductividad "A"
para determinar si el concentrado "A" se ha diluido
correctamente; una segunda bomba de concentrado que distribuye una
corriente de concentrado "B" a la corriente de agua con un
caudal determinado relacionado con los caudales del agua y del
concentrado "A" para producir una solución de dializado; una
cámara de mezcla "B" y una sonda de conductividad para obtener
una mezcla completa de los concentrados con el agua y para
determinar si el dializado tiene una intensidad iónica adecuada; el
hemodializador; un detector de pérdida de sangre y a conducto de
drenaje. A modo de ejemplo, se hace referencia a la citada patente
U.S. 5.247.434 (la "patente '434"), en concreto a las figuras
1A y 1B de esa patente y a la descripción que se acompaña, para
representar y describir estos componentes.
Para obtener ultrafiltración de un modo
controlado, el circuito hidráulico que se describe en la patente
'434 utiliza un "equalizador de flujo" que comprende cámaras
de "predializador" y "postdializador", múltiples válvulas
de admisión y escape y reguladores de presión. El ecualizador de
flujo está situado en el circuito hidráulico entre la cámara de
mezcla "B" y el detector de pérdida de sangre (ver figuras 1A a
1B de la patente '434 en las que el ecualizador de flujo se indica
con el número de referencia 54, la cámara de mezcla con el número
de referencia 44 y el detector de pérdida de sangre con el número de
referencia 78). La experiencia ha demostrado que el ecualizador de
flujo de la patente '434, y dispositivos similares que se encuentran
en muchos otros aparatos de hemodiálisis actuales, son caros de
fabricar y están limitados en lo que se refiere a una magnitud
alcanzable de caudales de dializado y de caudales de
ultrafiltración.
Por lo tanto, según la presente publicación, se
describe un aparato de control de ultrafiltración para insertarlo
en el circuito hidráulico de un aparato de hemodiálisis entre la
cámara de mezcla "B" y el detector de pérdida de sangre y
sustituir el "ecualizador de flujo" o dispositivo similar que
se encuentra en aparatos de hemodiálisis actuales.
En la figura 1 de la presente publicación, el
circuito hidráulico del aparato de hemodiálisis que incluye la
cámara de mezcla "B" 11 (y sus componentes corriente arriba) y
el detector de pérdida de sangre 35 (y sus componentes corriente
abajo) se indica con el bloque 10. El conjunto de circuitos
hidráulicos del bloque 10 funcionan para preparar una corriente
continua de dializado mezclando correctamente concentrados "A"
y "B" en una corriente de agua con un caudal de dializado,
temperatura (nominalmente 37EC), concentración (medida, por
ejemplo, por conductividad) y presión determinados para distribuirla
a un hemodializador 12. El conjunto de circuitos hidráulicos del
bloque 10 también recibe dializado usado del hemodializador 12, hace
pasar el dializado usado a través del detector de pérdida de sangre
35 (como un modo de monitorizar la integridad estructural de la
membrana del dializador) y distribuye el dializado usado a un
drenaje para desecharlo.
Desde la cámara de mezcla "B" 11, entra
dializado nuevo en una bomba de desplazamiento positivo (por
ejemplo, una bomba de engranajes, también denominada "bomba de
predializador") 14. El dializado que sale de la primera bomba 14
atraviesa un filtro 16 (para eliminar macropartículas suspendidas) y
entra en un bucle UF" 18. El bucle UF 18 comprende un primer
caudalímetro 20 (también denominado caudalímetro de
predializador"), una sonda de conductividad 22, una válvula de
paso 24, un sensor de presión/transductor para medir presiones 26,
el hemodializador 12, una válvula de dos vías 28, un filtro 30 y un
segundo caudalímetro 32 (también denominado "caudalímetro de
postdializador"). El dializado atraviesa el caudalímetro de
predializador 20, la sonda de conductividad 22, la válvula de paso
24 y el sensor de presión/transductor para medir presiones 26 antes
de entrar en el hemodialzador 12. Como se sabe en general, el
dializado atraviesa un "compartimento de dializado" del
hemodializador a medida que el dializado circula de un extremo del
hemodializador al otro. Después de atravesar el hemodializador 12,
el dializado se denomina dializado "usado". El dializado usado
atraviesa la válvula de dos vías 28, el filtro 30 y el caudalímetro
de postdializador 32 para salir del bucle UF 18. El dializado usado
atraviesa después una segunda bomba de desplazamiento positivo (por
ejemplo una bomba de engranajes; también denominada "bomba de
postdializador") 34 hasta el detector de pérdida de sangre
35.
Como se sabe en general, el hemodializador 12
también tiene un "compartimento de sangre" separado del
compartimento de dializado mediante la membrana de diálisis
semipermeable. Mientras se está usando el hemodializador 12, sangre
extracorporal de un paciente atraviesa una bomba sanguínea 36 y un
conducto de sangre "arterial" 46a hasta el compartimento de
sangre del hemodializador 12. A medida que la sangre extracorporal
atraviesa el compartimento de sangre, se eliminan de la sangre
solutos metabólicos y agua sobrante pasando de la sangre al
dializado que circula a través del compartimento de dializado. De
este modo, se "trata" la sangre. La sangre "tratada" sale
del hemodializador 12 a través de un conducto de sangre
"venoso" 46v y una cámara de goteo 38 (normalmente provista en
un conjunto de tubos de sangre extracorporales) antes de volver al
paciente. La cámara de goteo 38 es el lugar en el que se hacen las
mediciones de la presión sanguínea.
Las bombas de predializador y postdializador 14,
34, no solo distribuyen dializado nuevo al hemodializador 12 y
eliminan dializado usado del mismo, respectivamente, sino que además
controlan la cantidad de agua (ultrafiltrado) eliminada del
paciente. El caudal de ultrafiltrado que se elimina del paciente es
igual a la diferencia, si es que existe, entre el caudal del
dializado que atraviesa la bomba de predializador 14 y el caudal del
dializado que atraviesa la bomba de postdializador 34. Más en
concreto, si estos caudales de dializado son iguales, entonces no
se produce ninguna ultrafiltración neta; si el caudal de la bomba de
postdializador 34 es mayor que el caudal de la bomba de
predializador 14, se produce ultrafiltración de la sangre que pasa
por el compartimento de sangre con un caudal igual a la diferencia
de caudales de las bombas de predializador y postdializador 14, 34,
respectivamente. Si el caudal de la bomba de predializador 14 es
mayor que el caudal de la bomba de postdializador 34, se produce un
movimiento neto de fluido del dializado a la sangre a través de la
membrana de diálisis.
Los caudalímetros de predializador y
postdializador 20, 32 se utilizan para medir e indicar el caudal de
dializado real a través de las bombas de pre y postdializador 14,
34, respectivamente. La diferencia de caudales medidos con los
caudalímetros de pre y postdializador 20, 32 proporcionan una
medición del caudal de ultrafiltración.
Como se ha publicado a modo de ejemplo en la
patente '434, el dializado lo produce un sistema dosificador
conectado a la línea que comprende dos bombas de volumen fijo (por
ejemplo, bombas de pistón) para bombear caudales de concentrado de
dializado en proporciones relativas al caudal medido por el
caudalímetro de predializador 14. Una sonda de conductividad está
situada en cada uno de los siguientes lugares: la cámara de mezcla
"A", la cámara de mezcla "B" 11 y justo corriente abajo
del caudalímetro de predializador 20.
Los filtros 16, 30 corriente arriba de los
caudalímetros correspondientes sirven para retirar macropartículas
del dializado y evitar así que tales macropartículas entren en los
caudalímetros correspondientes donde podrían afectar la precisión
de los caudalímetros 20, 32.
Se prefiere que la válvula de dos vías 28 se
pueda accionar automáticamente para evitar flujo transversal de
dializado desde o hacia el compartimento de dializado del
hemodializador 12 durante casos tales como calibración del aparato
de hemodiálisis, by-pass, y/o condiciones de
alarma.
Los caudalímetros 20, 32 pueden ser de varios
tipos tales como por ejemplo, de tipo flujo laminar, de tipo
turbina y de tipo engranajes. A modo de ejemplo y sin que sirva de
ningún modo como limitación, tipos representativos incluyen: el
caudalímetro de engranajes de desplazamiento positivo Modelo ZDM
fabricado por Kobold; varios caudalímetros fabricados por Alicat
Scientific Inc., Tucson, Arizona que incluyen caudalímetros de flujo
laminar Modelos PVM y M12, caudalímetros volumétricos Modelos PVL y
L12, caudalímetros de líquido Modelos PVUL y LU12, caudalímetros de
turbina Modelo TVM y caudalímetros de turbina Modelos
DFS-2 y DFS-2W fabricados por
Digiflow Systems. De manera preferible, los caudalímetros 20, 32
proporcionan una exactitud en las mediciones de al menos +/- 0,5% y
una precisión de al menos +/- 0,1%.
Las bombas de pre y postdializador 14, 34 son
preferiblemente bombas de engranajes (por ejemplo, aunque no se
limitan a, Modelo 300Q1TT fabricado por XOLOX, Fort Wayne, Indiana)
que demuestran un reflujo suficientemente bajo para ser
consideradas de "desplazamiento positivo". Sin embargo, se
puede usar cualquiera de los modelos de, por ejemplo, bombas de
paletas y bombas de pistón. Se prefiere que las bombas 14, 34 puedan
distribuir un caudal de dializado a través del hemodializador 12
que oscile entre 100 ml/minuto y 400 ml/minuto.
El hemodializador 12 se conecta a un "bucle
UF" mediante conductos de dializado 40, 42. Cuando no se usa el
hemodializador 12 (por ejemplo cuando el aparato de diálisis se esté
lavando), los conductos de dializado se conectan a un "bloque de
lavado" 44 que es simplemente un conducto que permite que el
caudal de dializado circunvale el hemodializador 12.
Antes de comenzar el tratamiento de diálisis,
los conductos de dializado 40, 42 están normalmente conectados al
bloque de lavado 44. Las bombas de pre y postdializador 14, 34
funcionan simultáneamente a la misma velocidad (mismo régimen de
bombeo) con un caudal de dializado de lavado deseado, según indican
los caudalímetros 20, 32. Los caudalímetros 20, 32 están
preferiblemente conectados a un procesador (ver, por ejemplo, la
publicación de patente '434) que calibra, mediante la ejecución de
un software adecuado, los dos caudalímetros 20, 32 relacionados con
las velocidades correspondientes de las bombas 14, 34. Es decir,
cuando las bombas 14, 34 funcionan exactamente a la misma
velocidad, el procesador calibra los caudalímetros 20, 32 para que
tengan la misma lectura de
caudal.
caudal.
Para dar comienzo a la diálisis, el
hemodializador 12 se conecta a los conductos de dializado 40, 42.
Además, el dializador se conecta al paciente vía el conducto de
sangre "arterial" 46a y el conducto de sangre "venoso"
46v. Para facilitar el cebado de los conductos de sangre 46a, 46v y
del compartimento de sangre del hemodializador 12, la bomba de
predializador 14 puede funcionar a una velocidad mayor que la de la
bomba de postdializador 34. Esto impulsa el paso de dializado del
compartimento de dializado al compartimento de sangre del
hemodializador 12 y de este modo suprime la necesidad de tener que
consumir una bolsa de salino isotónico para el cebado.
Para un tratamiento de diálisis inminente (o
durante el tratamiento), el operador elige un volumen de
ultrafiltración deseado. El operador introduce tales datos, junto
con los datos que se refieren al caudal de dializado que se va a
usar durante el tratamiento, en el procesador (ver, por ejemplo, la
patente '434 que describe la introducción de datos usando una
pantalla táctil). El procesador determina, en vista del caudal de
dializado, el caudal de ultrafiltración necesario para obtener el
volumen de ultrafiltración deseado. En base a tal determinación, el
procesador controla, durante el tratamiento, las velocidades
relativas de las bombas de pre y postdializador (normalmente la
bomba de postdializador 34 funciona más rápido que la bomba de
predializador 14 para realizar la ultrafiltración). El caudal de
ultrafiltración real es la diferencia de caudales que indican los
caudalímetros de postdializador 20, 32. Tales datos se pueden
procesar con el procesador para indicar el caudal de ultrafiltración
real. El procesador puede procesar tales datos para indicar el
caudal de ultrafiltración real.
En cualquier momento del funcionamiento, por
ejemplo durante el tratamiento real, el caudalímetro de
predializador proporciona una lectura del caudal de dializado que
es la referencia para determinar el caudal con el que las bombas de
concentrado "A" y "B" distribuyen concentrado "A" y
"B", respectivamente, a la corriente de agua. Es decir, las
bombas de concentrado "A" y "B" distribuyen los
concentrados correspondientes en proporciones fijas
correspondientes del caudal de dializado de predializador.
Al acabar el tratamiento, el aparato se coloca
en baipás (desviando así flujo de dializado alrededor del
hemodializador 12). La bomba de postdializador 34 reduce la
velocidad hasta la velocidad de la bomba de predializador 14 y la
presión del dializado se mantiene así más o menos a presión
atmosférica.
El aparato según la invención, no tiene que usar
una "bomba de eliminación UF" como se usa en los presentes
aparatos de hemodiálisis para eliminar ultrafiltrado (UF). En
concreto, los presentes aparatos de diálisis que realizan control
de ultrafiltración emplean un "ecualizador de flujo" o
componente análogo para establecer una condición de referencia en
la que el flujo volumétrico de dializado que esté en el
hemodializador es exactamente igual al flujo volumétrico de
dializado que esté fuera del hemodializador (denominada condición
"UF-cero"). Cualquier ultrafiltración se
consigue usando una bomba de eliminación UF para eliminar fluido,
con respecto a la condición de referencia, que debe sustituirse por
el movimiento neto de fluido del compartimento de sangre al
compartimento de dializado del hemodializador. Por el contrario, un
aparato según la presente invención, no depende de una condición de
referencia constante (UF-cero). En vez de esto,
simplemente cambiando la velocidad de una de las bombas 14, 34 con
respecto a la otra, se puede establecer una condición en el
compartimento de dializado que cree un flujo neto de líquido del
compartimento de sangre al compartimento de dializado o del
compartimento de dializado al compartimento de sangre.
También se puede apreciar que el presente
aparato de diálisis, que depende de un ecualizador de flujo, no
puede producir una condición que favorezca un paso neto de líquido
del compartimento de dializado al compartimento de sangre (una
condición denominada "ultrafiltración inversa"). Por el
contrario, el aparato según la presente invención, puede obtener
una condición de ultrafiltración inversa (como se usa, por ejemplo,
para cebar, como se ha descrito) simplemente haciendo que la bomba
de predializador 14 funcione a mayor velocidad que la bomba de
postdializador 34.
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Se creó un montaje para pruebas como se muestra
en la figura 2. El montaje para pruebas comprendía un primer
recipiente de líquido 50 y un segundo recipiente de líquido 52,
además de las bombas primera y segunda 14, 34 y de los
caudalímetros primero y segundo 20, 32. Cada una de las bombas 14,
34 se accionó con 24 voltios de corriente continua, y la velocidad
de cada bomba se controló con una fuente de energía de independiente
de 0-5 voltios de corriente continua. Los caudales
de cada bomba 14, 34 se registraron continuamente. Los
caudalímetros 20, 32 se accionaron con una fuente de energía de 12
voltios de corriente continua independiente. Se grabaron
continuamente los caudales que se indicaban. Para empezar, se sujetó
el conducto 56 usando un primer hemostato 58 y se retiró un segundo
hemostato 60 del conducto 62. Ambas bombas 14, 34 funcionaron a 600
RPM (representando 20 Hz, la condición UF-cero)
durante un periodo de tiempo (1 minuto) para determinar la
capacidad del sistema a fin de proporcionar un funcionamiento
UF-cero de calidad constante. Se realizaron diez
pruebas idénticas. Los resultados se exponen en la tabla 1.
Después de obtener datos correspondientes a la
condición UF-cero para cada prueba, se volvió a
sujetar el conducto 62 usando el segundo hemostato 60. La velocidad
de la bomba se ajustó para obtener una lectura de presiones de 0
PSIG mediante el manómetro 64. Después de grabar las lecturas de
todas las bombas y caudalímetros, se retiró el primer hemostato 58.
Después de un minuto, se "taró" la balanza gravimétrica 66 que
sostenía el segundo recipiente de líquido 52. La segunda bomba 34
se ajustó para obtener 0 ml/minuto de flujo del segundo recipiente
de líquido (monitorizado con la balanza 66). La velocidad de la
bomba 34 se aumentó después hasta un valor deseado (5 pruebas
realizadas con el segundo caudalímetro indicando aproximadamente 70
Hz, y cinco pruebas realizadas con el segundo caudalímetro
indicando aproximadamente 72 Hz); la balanza 66 se taró de nuevo, y
se apuntó el principio de una duración de tiempo de 10 minutos
(usando un cronómetro). Durante este tiempo, se grabaron
continuamente las lecturas de los caudalímetros 20, 32. Después del
periodo de tiempo de 10 minutos para cada prueba, se grabó la
lectura de la balanza 66 para proporcionar una medida de
"ultrafiltración". Los resultados se muestran en la Tabla
2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
Los resultados anteriores indican que el
"ultrafiltrado" eliminado del segundo recipiente 52 es una
función de las velocidades relativas de las bombas 14, 34 como
indican los caudalímetros 20, 32.
Aunque la invención se ha descrito con
referencia a una realización preferida, se entiende que no se limita
a tal realización. Por el contrario, se pretende que la invención
abarque todas las alternativas, modificaciones y equivalentes que
puedan estar incluidas dentro del objeto de la invención como se
define en las reivindicaciones en anexo.
Claims (7)
1. Aparato para hemodiálisis, que incluye un
hemodializador (12) para preparar dializado nuevo, distribuir el
dializado de una cámara de mezcla al hemodializador (12) y reenviar
el dializado usado del hemodializador (12) a un drenaje, en donde
el hemodializador comprende un compartimento de dializado y un
compartimento de sangre separados por una membrana semipermeable, y
en donde dicho aparato comprende:
(a) una primera bomba de desplazamiento positivo
(14) con una entrada hidráulicamente conectada a la cámara de
mezcla (11);
(b) un primer caudalímetro (20) con una entrada
hidráulicamente conectada a una salida de la primera bomba (14) y
una salida que se puede conectar hidráulicamente a una entrada de
dializado del hemodializador (12), estando el primer caudalímetro
(20) adaptado para producir una señal de salida correspondiente con
una característica que es una función de un caudal de bombeo
volumétrico de la primera bomba (14);
(c) un segundo caudalímetro (32) con una entrada
que se puede conectar hidráulicamente a una salida de dializado del
hemodializador (12);
(d) una segunda bomba de desplazamiento positivo
(34) con una entrada hidráulicamente conectada a una salida del
segundo caudalímetro (32) y una salida hidráulicamente conectada a
un drenaje, estando el segundo caudalímetro (32) adaptado para
producir una señal de salida correspondiente con una característica
que es una función de un caudal de bombeo volumétrico de la segunda
bomba (34), definiendo las bombas primera y segunda (14, 34) entre
ellas un bucle UF;
(e) en donde una diferencia entre los caudales
de bombeo volumétrico primero y segundo genera una condición
volumétrica en el bucle UF que crea una ultrafiltración neta de
fluido a través de la membrana semipermeable, y
(f) un procesador u ordenador conectado a las
bombas primera y segunda (14, 34) y a los caudalímetros primero y
segundo (20, 32), estando el procesador u ordenador adaptado para
proporcionar señales de control a las bombas primera y segunda (14,
34) de manera que el caudal de bombeo volumétrico de la primera
bomba (14) sea mayor que el caudal de bombeo volumétrico de la
segunda bomba (34), a fin de crear un flujo neto de líquido del
compartimento de dializado al compartimento de sangre.
2. Aparato según la reivindicación 1, en donde
las bombas primera y segunda (14, 34) son bombas de engranajes.
3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en
donde las señales de salida correspondientes de los caudalímetros
primero y segundo (20, 32) comprenden señales eléctricas
correspondientes.
4. Aparato según la reivindicación 3, en donde
las señales eléctricas tienen una característica correspondiente a
partir de la cual se puede determinar una diferencia en las señales
correspondientes, usándose la diferencia para regular los caudales
de bombeo correspondientes de las bombas primera y segunda (14,
24).
5. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el procesador u ordenador
está adaptado para proporcionar señales de control a las bombas
primera y segunda (14, 34) de manera que el primer caudal de bombeo
volumétrico sea menor que el segundo caudal de bombeo volumétrico a
fin de crear un flujo neto de líquido del compartimento de
dializado al compartimento de sangre.
6. Método para cebar un compartimento de sangre
de un hemodializador (12), como se define en cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, método que comprende:
(a) preparar un líquido;
(b) conducir el líquido a través de la primera
bomba de desplazamiento positivo (14), después a través del primer
caudalímetro (20), a continuación a la entrada de dializado del
compartimento de dializado del hemodializador (12), distribuyendo
la primera bomba (14) el líquido a la entrada de dializado con un
primer caudal de bombeo volumétrico medido por el primer
caudalímetro (20);
(c) después de pasar el líquido por el
compartimento de dializado, conducir el líquido desde la salida del
compartimento de dializado a través del segundo caudalímetro (32),
después a través de la segunda bomba de desplazamiento positivo
(34) bombeando la segunda bomba (34) el líquido con un segundo
caudal de bombeo volumétrico medido por el segundo caudalímetro
(32); que es menor que el primer caudal de bombeo volumétrico a fin
de crear un flujo neto de líquido del compartimento de dializado al
compartimento de sangre del hemodializador (12); y
(d) hacer circular el líquido a través de
conductos de sangre (46a, 46v) conectados al compartimento de sangre
del hemodializador (12).
7. Método según la reivindicación 6, en donde el
líquido es una solución de dializado.
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