P1.03 - In-line-Monitoring der Elektrolyt- und Harnstoffkonzentration in extrakorporalen Kreisläufen zur Individualisierung der Nierenersatztherapie
- Event
- 13. Dresdner Sensor-Symposium 2017
2017-12-04 - 2017-12-06
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- P1. Biomedizinische Sensorik
- Author(s)
- M. Berger, S. Zimmermann - Leibniz Universität Hannover/D
- Pages
- 168 - 173
- DOI
- 10.5162/13dss2017/P1.03
- ISBN
- 978-3-9816876-5-1
- Price
- free
Abstract
Bei akuten nephrologischen Notfällen ist es notwendig, dass die Funktion der Niere durch eine Nierenersatztherapie bzw. Akutdialyse übernommen wird. Bei dieser werden Giftstoffe über eine semipermeable Membran, mit Blut auf der einen Seite der Membran und einem sogenannten Dialysat auf der anderen Seite, entfernt und der Elektrolythaushalt reguliert. Da der Transport der Giftstoffe und der Elektrolyte über die semipermeable Membran per Diffusion erfolgt, ist der Konzentrationsgradient zwischen Blut und Dialysat maßgebend für die Stoffaustauschgeschwindigkeit. Ein zu schnelles oder überschüssiges Absenken der Elektrolyte kann dabei für den Patienten sehr belastend sein und mitunter lebensbedrohliche Zustände hervorrufen. Daher besteht der Bedarf, die Nierenersatztherapie bei der Akutdialyse auf die individuellen Bedürfnisse des Patienten einzustellen. Beispielsweise kann durch gezieltes Verändern der Dialysatkonzentration der Konzentrationsgradient über der Membran und so die Stoffaustauschgeschwindigkeit gesteuert werden. Hierzu ist es jedoch notwendig, die Elektrolytkonzentration im Blut kontinuierlich zu überwachen. Darüber hinaus soll eine OnlineÜberwachung der Harnstoffkonzentration im Blut erfolgen, um die Effektivität der Dialyse zu beurteilen. In dieser Arbeit wird daher ein neuartiger Ansatz für ein kontinuierliches In-line-Monitoring der Elektrolyt- und Harnstoffkonzentration in extrakorporalen Kreisläufen zur Individualisierung der Nierenersatztherapie vorgestellt. Mit einem ersten Demonstrator wurde das Konzept experimentell hinsichtlich Einschwingverhalten und Messabweichung untersucht. Die Messabweichung, bei einer für die Akutdialyse typischen Änderungsgeschwindigkeit der Konzentration von 10 % pro Stunde, beträgt nur 2,2 %. Ferner wurde in computergestützten Simulationen der Haupteinflussfaktor identifiziert, um das dynamische Verhalten weiter zu verbessern.