本发明涉及一种具有体外血液系统、透析液系统、透析器和控制单元的透析仪。
背景技术：
根据权利要求1的前序部分所述的透析仪在现有技术中是已知的。这种仪器在透析治疗的领域中用于从肾脏活性缺失或者肾脏活性减小的患者的血液中去除尿素和其它物质。透析仪的中央元件是透析器，其中所述透析器是具有血液腔室和透析液腔室的过滤单元，所述血液腔室和透析液腔室通过半透膜分开。待从血液中去除的物质在透析器中通过半透膜从血液腔室转入透析液腔室中。
为了提高治疗效率，所期望的是，实现所不期望的物质从血液腔室到透析液腔室中的尽可能高的通过量。
技术实现要素：
在该背景下，本发明涉及一种具有体外血液系统、透析液系统、透析器和控制单元的透析仪。根据本发明，所述透析仪具有用于在体外血液系统中的血液进入透析器之前或者在透析器中加热所述血液的加热机构以及用于在体外血液系统中的血液离开透析器之后冷却所述血液的冷却机构。控制单元构成为，使得所述血液在进入透析器之前或者在透析器中被加热到高于患者体温的透析温度，并且在离开透析器之后被再次冷却到患者体温。
本发明利用如下知识：透析器中的血液温度的升高对透析器中的清洁性能具有正面的效果。在这种情况下，血液温度的升高能够通过在体外的不同设备进行。对于患者的安全重要的是，回流的血液再次具有体温(具有一定的公差范围)。
由于多种效果，温度升高影响透析器中的清洁性能。例如，扩散随着温度的升高而增加，而血液的粘度降低。此外，在温度升高时，在结合性毒素，例如不可穿透膜的蛋白结合性毒素和可穿透膜的游离性毒素之间的平衡朝向游离性毒素移动。这些效果叠加并且总体上引起显著更高的清洁性能。
在一个实施方式中，所述透析温度在37℃和46℃之间，优选在40℃和46℃之间，并且更优选在42℃和45℃之间。在温度超过约46℃的极限时，在血液中会发生蛋白质变性和其它所不期望的效果。
在一个实施方式中，所述加热机构包括在透析液系统中设置在透析器的入流侧的加热设备。在该实施方式中，控制单元构成为，使得透析液在进入透析器之前被加热到大于或至少等于透析温度的温度。因此，血液能够通过透析器中的热交换被加热到透析温度。在给定结构类型的透析器中，能够通过对透析器中的透析液和血液的流进行调节，以及通过设定透析液的温度，来实现通过热交换引起的加热的程度。
在一个实施方式中，透析仪包括置换液系统，所述置换液系统包括在透析器的入流侧通入体外血液系统中的前稀释管路和/或在透析器的返回侧通入体外血液系统中的后稀释管路。
在一个实施方式中，所述加热机构包括设置在前稀释管路通入置换液系统中的通入口的入流侧的加热设备。在该实施方式中，控制单元构成为，使得置换液在通过前稀释管路进入体外血液系统之前被加热到大于或至少等于透析温度的温度。因此血液在进入透析器之前能够通过添加热的置换液被加热到透析温度。加热的程度能够通过调节置换液和血液的流以及通过设定置换液的温度来实现。
在一个实施方式中，置换液系统集成到透析液系统中，并且用于透析液和置换液的加热设备能够彼此对应。
在一个实施方式中，冷却机构包括设置在后稀释管路通入置换液系统中的通入口的入流侧的冷却设备。在该实施方式中，控制单元构成为，使得所述置换液在通过后稀释管路进入体外血液系统之前被冷却到小于或最大等于体温的温度。
在一个实施方式中，冷却机构包括在置换液系统中设置在加热设备的入流侧的用于置换液的分支部，所述置换液的温度小于或最大等于体温。在该实施方式中，控制单元构成为，使得置换液在进入加热设备之前分支出来，并且在通过后稀释管路进入体外血液系统之前不被加热至体温。
代替分支部，也能够存在用于前稀释和后稀释的分开的置换液系统。
因此，血液通过添加冷的置换液在离开透析器后能够再次从透析温度冷却至体温。冷却的程度能够通过调节置换液和血液的流以及通过设定置换液的温度来实现。
在一个实施方式中，所述加热机构包括设置在血液系统中的透析器的入流侧的加热设备。在一个实施方式中，冷却机构包括在血液系统中的透析器的返回侧的冷却设备。因此能够实现血液的直接加热或冷却。
基本上，通过间接的加热装置(例如连续式加热器)、引入加热的液体(热的前稀释，也可设想的是在cica(胶原诱导的凝血活性)抗凝的情况下加热的柠檬酸盐)，或者通过在透析器本身中的热交换(热的透析液)，血液温度的升高是可行的。也可以考虑血液的间接冷却(珀耳帖元件、冷却元件等)。
在一个实施方式中，加热设备是设置在相应的液体系统的管路处的连续式加热器。冷却设备能够是设置在相应的液体系统的管路处的连续式冷却器。
在一个实施方式中，加热设备包括作为加热元件的热交换器，例如螺旋式热交换器、珀尔帖元件和/或加热袋。冷却设备能够包括作为冷却元件的热交换器，例如螺旋式热交换器、珀耳帖元件和/或冷却袋。
在一个实施方式中，透析仪具有用于抗凝血剂液体的添加系统，所述抗凝血剂液体例如是柠檬酸盐溶液或肝素溶液，所述添加系统包括在透析器的入流侧和/或返回侧通入体外血液系统中的通入管路。借助于该添加系统和对抗凝血剂液体的调温，同样能够实现温度控制或对温度控制的帮助，如这结合置换液系统已阐述的那样。
为了控制所有液体的温度，在透析仪中的适宜的部位处能够设置温度传感器，所述温度传感器与控制单元连接。在体外血液系统中，温度传感器例如能够设置在透析器上游或者设置在透析器处，以便监控透析器上游或透析器中的血液的温度。此外，在血液系统中，能够在冷却设备或通入口的返回侧设置温度传感器，以便在将血液回输给患者之前监控所述血液的温度。此外，在透析液系统中，在透析器上游能够设置温度传感器，以便监控在透析器上游的透析液的温度。在置换液系统的前稀释管路和/或后稀释管路中，温度传感器也能够设置在通入口上游，以便监控置换液在进入体外血液系统之前的温度。
加热机构和冷却机构都能够组合所提及的相应机构中的多个不同的机构。
优选地，加热的透析液溶液、置换溶液或抗凝血剂溶液的温度或者设置在血液系统处的加热元件的温度不超过46℃的温度，以便在添加时或者在接触部位处不引起血液成分的任何局部变性。
借助于根据本发明的透析仪能够执行透析法，其中血液在进入透析器之前或者在透析器中被加热至透析温度，并且在离开透析器后再次冷却至患者的体温。
附图说明
从接下来借助附图示出的实施例中获得本发明的其他细节和优点。在附图中示出：
图1示出含水溶液中的扩散系数d根据斯托克斯-爱因斯坦方程的改变的模拟图；
图2示出根据本发明的透析仪的一个实施方式的示意图；
图3示出根据本发明的透析仪的另一实施方式的示意图；
图4示出根据本发明的透析仪的另一实施方式的示意图；
图5示出根据本发明的透析仪的另一实施方式的示意图。
具体实施方式
在图1中示出含水溶液中的扩散系数d根据斯托克斯-爱因斯坦方程的改变的模拟图。斯托克斯-爱因斯坦方程描述了与温度t、溶剂的粘度η和扩散的分子的半径r相关的扩散系数。
d＝kb·t/6·π·η·r＝const·t/η(t)
水(等离子体)的粘度同样与温度相关。因此，在根据图1的视图中，比值t/η和其关于37℃的相对改变作为温度的函数显示。在温度从37℃升高到46℃(δt＝+9k)时，据此对于所有分子，扩散系数d增加20％。
在图2中示意性地示出根据本发明的透析仪的第一实施方式。
透析仪包括体外血液循环回路1和透析液循环回路2，所述体外血液循环回路和透析液循环回路彼此接触。透析器3包括半透膜4，所述半透膜使形成体外血液循环回路的一部分的血液腔室5和形成透析液循环回路2的一部分的透析液腔室6相互分开。血液和透析液在透析器3的不同腔室5和6中的流动方向是相反的。在循环回路中的流动方向在附图中用箭头来表示。
血液泵8位于动脉的血液管路7中而滴注腔室10位于静脉的血液管路9中。用于连接患者的动脉的输液港和静脉的输液港12用附图标记11和12来标记。
透析液循环回路2的入流管路13与透析液源14连接。所述源例如能够是个体机器的储存器或个体机器的连续的混合单元。此外可考虑的是，源14为透析中心的中央的供应单元。透析液循环回路2的返回管路15与出口16连接。
此外，透析仪具有控制单元17，所述控制单元尤其借助泵8和在图2中未示出的、但是对于本领域技术人员已知的另外的执行器来调节体外血液循环回路1中和透析液循环回路2中的流速。
根据本发明，透析仪具有用于在血液流过透析器3时加热所述血液的加热机构。在所示出的实施方式中，所述加热机构包括加热设备18，所述加热设备18设置在源14或入流管路13中，并且所述加热设备(在图中没有示出)与控制单元17连接。该加热设备18由控制单元17控制，使得透析液在其进入透析器3的透析液腔室6之前升高到高于患者体温的温度。通过在半透膜4处的热交换，血液在流过透析器3的血液腔室5时持续地被加热，直到所述血液在接近透析器3的静脉出口时达到透析温度，所述透析温度优选高于40℃。由此，至少在透析器3的静脉的半部中由于之前所描述的效果实现了提高的清洁性能。进入透析器3中的透析液的温度例如能够借助在附图中没有示出的温度传感器来监控，所述温度传感器位于透析液循环回路2的入流管路13中，优选靠近所述透析器3，并且其同样与控制单元17连接。
为了使在透析器3中被加热到高于患者的体温的透析温度的血液在回输到患者中之前在静脉的输液港12处再次冷却至体温，透析仪还具有冷却机构，所述冷却机构包括在静脉管路9中的热交换器19。热交换器19例如能够构成为螺旋式热交换器，其中所述血液与温度低于体温的冷却液体以热传导的方式接触。用于冷却液体的热交换器或流体泵同样与控制单元17连接。为了监控在静脉的输液港12处进行回输之前的血液温度，在静脉的管路9中，优选靠近静脉的输液港12并且在任何情况下在热交换器19和静脉端口12之间能够存在在附图中没有示出的温度传感器，所述温度传感器同样与控制单元17连接。
在图3中示出根据本发明的透析仪的另一实施方式，其中相同的部件设有相同的附图标记。
在此，冷却机构包括在点21处从入流管路13分支出的后稀释管路20。液体泵22设置在后稀释管路内。后稀释管路20在滴注腔室10处通入静脉管路9中。
在该实施方式中，在分支点21和透析器3之间在入流管路13中设有加热设备23。因此可行的是，在将用于后稀释的置换溶液分支出来之后仍提高输送给透析器3的透析液的温度。就此而言能够提出，透析液在源14中进行提供期间不加热或者至少不加热至体温，并且在这种尚冷的状态下在分支部位21处分支为后稀释管路20。仅在分支部位21和透析器3之间借助于加热设备23才将温度升高到体温以上，使得发生透析器3中的血液的已经结合根据图1的实施方式所描述的加热效果。
加热设备23和泵22与控制单元17连接。
然而，与根据图1的设备相比，在离开透析器3之后血液的冷却不通过附加的冷却单元19进行，而是通过添加温度低于体温的置换溶液来进行。该解决方案的优点是：在体外血液循环回路1处不需要加热元件和/或冷却元件。
在图4中示出本发明的另一实施方式，其中相同的部件再次用相同的附图标记来表示。该实施方式类似于根据图3的实施方式，唯一的区别是，在后稀释管路20中设置冷却设备24而不是在入流管路13中设置加热设备。因此，如也在根据图2的实施方式中的这种情况那样，透析液在提供期间就已经升高到高于体温的温度，并且在分支点21中也带着升高的温度分支到后稀释管路20中。透析液或置换液随后在其被引入体外血液循环回路1的静脉管路9中之前在后稀释管路20中由冷却设备24进行冷却。该实施方式与根据图3的实施方式相比具有如下优点：借助于选择性地冷却后稀释管路20中的置换液，存在冷却性能的改善的可调节性。
冷却设备24、加热设备18和泵22与控制单元17连接。
在根据图3和4的实施方式中，在后稀释管路20中，优选在滴注腔室10附近能够存在温度传感器，以便能够确定添加到静脉管路9中的置换溶液的温度。该温度传感器又与控制单元17连接。
图5示出根据本发明的透析仪的另一实施方式，其中相对于根据图2的实施方式的区别在于，设有前稀释管路25，借助于所述前稀释管路25将置换液从源14中分支出来，并且在泵8和透析器3之间的混合部位26处混入动脉管路7中。
泵27位于前稀释管路25中。在该实施方式中存在下述可行性：将在源14中将被加热到患者的体温以上的温度的置换液引入动脉管路7中，进而使血液在进入透析器3之前就已经被加热到例如大于40℃的透析温度上。就此而言，能够以这种方式提升在整个透析器上的治疗效率。通过使用在透析器3的透析液侧6上被加热到高于体温的透析液，进一步加热也是附加地可行的。
优选在该实施形式中提出，在前稀释管路25中靠近注射部位26设有温度传感器，并且将所述温度传感器与控制单元17连接，以便能够监控注入的置换溶液的温度。所述泵27同样与控制单元17连接。