用于体外血液处理的空气消除装置的制作方法

1.本公开内容涉及一种用于体外血液处理机的血液回路系统，包括动脉管线部分、静脉管线部分、动态泡捕集器和空气分离器，其中回路系统被设计为在体外血液处理机的血液泵运行期间将血液从患者引导到透析单元并从透析单元引导到患者。
2.公开背景
3.在使用常规血液处理机进行血液处理，尤其是血液透析期间，流过用于净化的透析单元的血液会注入有微气泡/微泡，这些微气泡/微泡可能会流回患者体内而不会引起警报。这些微泡可能会沉积在患者的肺部，也可能会流过肺毛细血管，还可能会通过动脉分布到全身各处，从而可能会导致器官衰竭。由于在通过血液透析单元的流动中形成微气泡是血液透析的常见副作用，因此必须在返回患者之前将它们与血液分离。
4.动态泡捕集器(dynamic bubble trap,dbt)以用于心肺机而闻名，它们用于过滤掉微泡以实现高血流/血流量/血质量流。例如，us 6 478 962 b1公开了这种被设计用于心肺机的常规动态泡捕集器。泡捕集器在血液流过时径向加速血液，使较轻的微泡迁移到泡捕集器中心轴线周围的区域，而较重的血液成分在离心力的作用下被径向向外推。积聚在中心轴线周围的区域中的含有微泡的血液从主血流中分离出来并返回其中。
5.透析装置中使用的常规空气分离器/气体捕集器/血液捕集器不是这种情况。根据空气分离器的安装方向/方位，气泡逆着重力迁移到中心或上方，最终可以在中心或上方被抽出。这意味着气泡基本上仅由于气泡与血液之间的密度差异而分离。结果，空气分离器的腔室中的液位降低，这反过来又增加了腔室中的空气量。wo 2008/53 287 a1中公开了这种通常用于透析单元中的用于分离气泡与血液的装置。分离器内的血液通过涡流发生器逆着重力向上流动，使气泡聚集在分离器装置中心轴线周围的区域。在分离器装置的上端，气泡通过气体捕集器产生的真空被抽出。
6.de 196 17 036 c2还展示了一种用于从血液中分离气泡的装置，其中在分离器装置的入口喷嘴的区域中布置有导流部件。导流部件产生涡流，将血液向外推，使气泡保持在分离器装置的中心并可以分离。
7.然而，常规空气分离器特别适于在低血流的情况下分离(微)气泡。在较高血流量的情况下，空气分离器中的停留时间不足以使气泡有足够的时间上升或分别积聚在中心。产生的涡流效应通常存在并支持分离。此外，常规空气分离器的一个缺点是它们不仅分离空气而且分离空气-血液混合物。
8.公开概述
9.本公开内容的目标和目的是克服或至少减少现有技术的缺点，特别是提供一种用于体外血液处理机的血液回路系统，其确保微泡与空气分离的改进过程并由此排除或减少对患者的可能危害。
10.这些目标和目的通过根据本公开内容权利要求1的主题的用于体外血液处理机的通用血液回路系统来解决。
11.因此，用于体外血液处理机的血液回路系统根据本公开内容被配置/适配成具有
将动态泡捕集器连接，优选地直接连接到空气分离器的分支管线或再循环管线，以便使流入泡捕集器的部分血液返回到血液回路系统的泡捕集器上游。换言之，在从泡捕集器上游流入泡捕集器通过再循环管线和空气分离器之后，血液部分地流回动脉管线部分或静脉管线部分。
12.有利的实施方案在从属权利要求中要求保护并且在下文解释。
13.根据本公开内容，泡捕集器可以布置在静脉管线部分，使得流经透析单元时形成的对健康有害的微泡可以在进入患者体内之前从在透析单元中净化的血液有效地分离出来。
14.在优选实施方案中，泡捕集器的再循环管线可以通过空气分离器流体地连接到动脉管线部分。即，再循环管线直接连接到动脉管线部分并且空气分离器插置在再循环管线中。或者，可以想到，再循环管线流体地连接到布置在动脉管线部分中的空气分离器。这意味着在这种情况下，布置在动脉管线部分中的空气分离器具有两个血液供应连接，即一个用于动脉管线部分，一个用于再循环管线以及用于动脉管线部分的血液排放连接。
15.在这两种变体中，有利的是，除了系统中已经包含的输送装置之外，不需要额外的输送装置来获得流体/血液/空气-血液混合物自泡捕集器通过再循环管线进入动脉管线部分的流动。由于血液泵已经布置在血液管线中，在动脉管线部分与静脉管线部分之间形成压力差，这导致在再循环管线中流动而无需单独的输送装置，因此成本低。为了获得足够的脱气性能，5-10％的再循环率(即，再循环管线中的血流量与血液回路系统中的血流量之比)是必要的，这确定了再循环管线的构造/几何设计。例如，再循环管线的直径可以相对于其长度变化，以设定期望的再循环率。
16.或者，在另一个优选实施方案中，再循环管线可以通过空气分离器连接泡捕集器与泡捕集器上游的静脉管线部分，即在透析单元与泡捕集器之间，这导致泡捕集器的脱气性能的提高，这是由于再循环的血液不会再次流过透析单元，因此不会在再循环的血液中形成新的微泡。另外，在这个进一步优选的实施方案中，可以选择更高的再循环率，特别是大于10％，这反过来又提高了血液捕集器的脱气性能。由于通过再循环管线的再循环，动态泡捕集器中的血流量相对于血液泵处布置的血流量增加，这也对动态泡捕集器的脱气性能产生积极影响。
17.此外，本公开内容涉及一种具有血液泵的体外血液处理机，其中可插入根据前述方面之一的回路系统，以便在血液泵运行期间经由静脉管线部分和动脉管线部分将血液从患者输送到透析单元并从透析单元输送回患者。根据本公开内容，回路系统的再循环管线在血液流入泡捕集器之后，将血液部分地返回到回路系统的泡捕集器上游。
18.在有利的实施方案中，再循环管线可以插入/环回到附加的第二(蠕动)血液泵中，这导致再循环管线和动脉或静脉管线部分的血流量解除联接。这意味着再循环管线中的压力条件可以单独且非常精确地调整到动脉和静脉管线部分中的压力条件。换言之，可以通过第二血液泵来调节/控制再循环管线中的血流量，并且可以通过体外血液处理机的血液泵来调节/控制静脉和动脉管线部分中的血流量。
19.此外，根据本公开内容可以设想，优选地设计为超声波传感器的(安全)空气检测器(safety air detector；sad)布置在泡捕集器的下游。空气检测器可以设计成确定血流量。作为空气检测器的补充或替代，可以在管线中布置至少一个用于确定血流量的压力传
感器。根据本公开内容，体外血液处理机的血液泵的输送能力，特别是与输送能力相关的旋转速度，可以基于在空气检测器中和/或在至少一个压力传感器中确定的血流量来确定或设定。以此方式，可以校正或补偿可能的血流量差。
20.附图简述
21.下面借助基于优选配置示例的附图更详细地解释本公开内容。如下所示：
22.图1示出了根据第一配置示例的具有根据本公开内容的血液回路系统的体外血液处理机的示意图，
23.图2示出了根据第二配置示例的具有根据本公开内容的血液回路系统的体外血液处理机的示意图，
24.图3示出了根据第三配置示例的具有根据本公开内容的血液回路系统的体外血液处理机的示意图，以及
25.图4示出了根据第四配置示例的具有根据本公开内容的血液回路系统的体外血液处理机的示意图。
26.附图本质上是示意性的并且仅旨在帮助理解本公开内容。相似元件以相同附图标号提供。各种配置示例的特征可以互换。
27.优选配置示例的详细描述
28.图1示意性地示出了根据第一配置示例的体外血液处理机1。体外血液处理机1具有动脉管线部分2，血液可以通过动脉管线部分2从患者流向透析单元3。透析单元3优选地配置为逆流透析器，其中血液和透析液流过彼此，由半透膜隔开。即，透析液以与血流方向相反的方向(图1中从上到下)流经透析器。呈蠕动泵形式的血液泵4布置在动脉管线部分2中，其在操作中将血液从患者输送到透析单元3。另外，在透析单元3的血流方向下游侧配置有静脉管线部分5，由此在透析单元3中净化后的血液流回患者体内。根据本公开内容，动脉管线部分2和静脉管线部分5分别形成血液回路系统或血液管线6的一部分。
29.此外，动态泡捕集器7布置在静脉管线部分5中。动态泡捕集器7被设计成使得例如螺旋状导流几何结构布置在管状外壳内。当血液流入泡捕集器7的外壳时，导流几何结构在血流中产生涡流/漩涡。由于外壳中的离心力，以这种方式产生的涡流迫使血液径向向外。因此，比流动的血液轻的微气泡积聚在外壳的中心轴线/旋转轴线周围的区域中并聚结形成大气泡。如果向布置在这个区域中的再循环管线8施加压力差，那么可以通过这个再循环管线8分离/排出聚结的大气泡。
30.为了提供这个压力差，在第一配置示例中，再循环管线8连接到动脉管线部分2。特别地，第一配置示例中的再循环管线8连接到血液泵4上游的动脉管线部分2。即，由血液泵4在动脉管线部分2与静脉管线部分5之间产生的压力差用作用于气泡分离的压力差。再循环率，即再循环管线8中的血流量相对于血液管线6中的血流量，基本上由施加到再循环管线8的压力差确定或设定。为获得足够的脱气性能，约5-10％的再循环率是必要的。因此，必要的再循环率决定性地限定了再循环管线8的几何配置/设计。换言之，再循环管线8的直径必须相对于其长度以这样的方式变化，即根据所施加的压力差，再循环率为5-10％。
31.然而，当使用泡捕集器7分离气泡时，不仅气泡流入再循环管线8。相反，空气-血液混合物通过施加到再循环管线8的压力差被吸入再循环管线8。
32.另外，在体外血液处理机1的泡捕集器7的下游布置有空气检测器9。空气检测器9
被配置为超声波传感器，并且在净化的血液返回患者之前监测净化的血液中气泡的存在。在第一配置示例中，空气检测器9还用于确定/测量血流量。根据这个测量的血流量，设定血液泵4的输送能力。特别地，血液泵4的输送能力通过与输送能力相关的血液泵4的旋转速度来设定。即，通过测量空气检测器9中的血流量并设定血液泵4的旋转速度，分别校正或补偿提供给患者的血流量与从患者抽出的血流量之间的上述差。换言之，对血液泵4的旋转速度进行校正，以使血液处理所期望的血流量成为有效血流量。除了在空气检测器9中测量的血流量之外，在动脉管线部分2和/或静脉管线部分5中检测到的压力值可以替代地或补充地用于确定和校正有效血流量。
33.如从图1可见，在第一配置示例中，空气分离器10布置在再循环管线8中，这额外提高了体外血液处理机1的脱气性能。向空气分离器10供应在再循环管线8中流动的空气-血液混合物，使得空气-血液混合物中残留的大气泡可以在空气分离器10内被隔离/分离。
34.图2示出了根据第二配置示例的体外血液处理机1。在根据这个第二配置示例的体外血液处理机1的描述中，下文仅描述了与第一配置示例的不同点。
35.如从图2可见，在根据第二配置示例的体外血液处理机1中，空气分离器10未布置在再循环管线8中。相反，(现有的)动脉空气分离器11通过附加连接来流体地连接到再循环管线8和动态泡捕集器7。
36.作为图2所示的第二配置示例的又一变形，图3示出了根据第三配置示例的体外血液处理机1。在此，第二蠕动血液泵12插置在再循环管线8中的泡捕集器7与动脉空气分离器11之间。因此，再循环管线8上的压力差和因此再循环率可以基本上与血液管线6中的血流解除联接并且可以在很大程度上独立于它来非常精确地调节。换言之，再循环管线8中的压力比可以单独地适配于动脉管线部分2和静脉管线部分5中的压力比。
37.类似地，在图4所示的根据第四配置示例的体外血液处理机1中，第二血液泵12布置在再循环管线8中。然而，在第四配置示例中，再循环管线8未连接到动脉空气分离器，而是将从泡捕集器7流出到再循环管线8中的空气-血液混合物反馈回泡捕集器7上游的静脉管线部分5中的血液管线6。为了分离空气-血液混合物中残留的气泡，将空气分离器10和第二血液泵12布置在再循环管线8中。即，在流过泡捕集器7、再循环管线8和空气分离器10之后，再循环的空气-血液混合物返回到泡捕集器7上游的静脉管线部分5，使得再循环的空气-血液混合物中残留的任何气泡再次供应到泡捕集器7，导致泡捕集器7的更高的脱气性能。换言之，在第四配置示例中，再循环管线8将泡捕集器7连接到泡捕集器7上游的静脉管线部分5，即在透析单元3与泡捕集器7之间。在这种情况下，将空气分离器10和第二血液泵12布置在再循环管线8中，使得再循环管线8中的再循环率由第二血液泵12确定。
38.第四配置示例中的空气-血液混合物被再次供应到泡捕集器7而不流过透析单元3的事实进一步提高了脱气性能，而不会在透析单元3中引起额外的净化损失。在这种情况下，可以将再循环率选择为高于其他配置示例，特别是大于10％，因为净化效果没有损失。随着再循环率的增加，泡捕集器7的脱气性能提高，因为在较高质量流量(血流量)时在泡捕集器7中产生的涡流的涡量增加并且因此更有效地分离微泡。