用于血液的体外处理的设备的制作方法

说明

本发明涉及用于通过静脉-静脉访问(access，通道)对血液进行体外处理的设备。

更具体地，本发明涉及体外处理，其包含去除co2并且同时进行血液过滤处理或“急性透析”处理。

上述处理如任何的体外处理都必然需要通过适当大小的静脉诸如例如股静脉、颈内静脉、颈静脉或由医生酌情决定的其他静脉来进入患者。

对于去除co2的一般处理，借助于通常为二通的导管从静脉抽取血液。血液通过泵被泵送至管中，管将血液引导至称为氧合器的医疗装置中，氧合器经由气体渗透膜通过分压差来提出co2和给予o2，以提供气体交换。血液在通过氧合器之后返回至患者，通常是通过与取得血液相同的(二通)导管返回至患者。

该回路——即由导管、管、有效(active，作用)部件(诸如氧合器或血液过滤器)组成的组——由使用本领域专业人员已知的部件的附件补充，诸如压力传感器、气泡传感器、血液泄露传感器、滴头、调试器、用于血液样品的通道以及用于给予药物、抗血凝剂的通道等。为了更加清楚和简洁，在本发明的说明书和附图中将会省略这些已知的部件，但是必要的时候认为存在相同的部件。换言之，这些部件或装置未在附图中描述或呈现，但是明显这些装置是存在的，因为它们对于该设备的运行是必要的。

已知的是气体交换的效率与气体渗透膜的表面和通过气体渗透膜的血液的流量成比例，一般以ml/min(毫升每分钟)表示。流量越高，co2的提出就越有效率。

因此，受限于需要将导管插入至尽可能小尺寸的静脉中以获得希望的效果，通常称为ecco2r(体外co2去除)的前述处理的目的是获得氧合器内可能最高的血液流量。

在一些装置中，诸如ep-1415673中描述的，取自患者的血液还通过执行人工肾脏功能的称为“血液过滤器”的部件。

事实上，经常在需要提出血液中存在的过量co2的同时，还需要对患者进行“急性透析”处理，通常称为血液过滤，cvvh(连续性静脉-静脉血液过滤)或者crrt(连续性肾脏替代疗法)。

血液过滤器通常由一组适当材料(例如聚砜或者其他)的毛细管组成，血液在毛细管中流动。

这些毛细管是多孔的，具有明确限定的孔大小。通过前述毛细纤维的孔隙，等离子体水通过，等离子体水可以以这种方式与来自相同血液的废物或者被传送到相同血液中的废物一起被去除，诸如尿素以及其他废物(透析液)；等离子体水还可以与滑出毛细纤维的特定溶液(置换液)混合，以重新合并一些有用的物质(电解质)，否则这些有用的物质将会分散在所提出的废液中。所述物质通过扩散和/或通过对流穿过毛细纤维的相同孔隙，到达转运中的血液流。

血液过滤处理需要的最大血液流量约为200-250ml/min；一些血液过滤器虽然能够承受更高的流量，但是针对这些值而设计的。显著较高的流速可能导致透析和流体交换速率中的异常的失衡以及溶血问题。

有医学研究和出版物证明了这两种处理(体外co2提出和血液过滤)的组合如何提供协同作用以改善呼吸衰竭和肾衰竭，以允许增加患者治愈的机会和速度。

一些回路将氧合器放置在血液过滤器的上游，其他回路将氧合器布置在下游。在任一情况下，穿过两种部件的血液流量是相同的，与沿着相同的血液管线串联布置的相同。

在本说明书中，将具体参考血液过滤器作为在静脉-静脉血液回路中与氧合器组合起作用的有效部件。

在实践中，本发明涉及血液处理的具体技术领域，其中，血液从患者的静脉被取得，穿过氧合器并通过血液过滤器，并且返回至患者的静脉血管中。换言之，它是一种只有血液在其中循环的静脉-静脉回路。

本申请的目的是在单个血液处理器械中优化这种双重体外处理，允许以相同的血液流动速率从患者抽出(并随后返回)至患者，以获得通过氧合器的较大流量，有助于其更好的效率和持续时间，允许通过血液过滤器处理减少的并且对于特定血液过滤器而言足够的血液流量，血液过滤器通常被设计成处理实质上比适合于氧合器的血液流量小的血液流量。

因此，可以将通过血液过滤器的血液流量调节到特定血液过滤器——包括明显更小的儿科血液过滤器——被设计成的值，并且，同时可以将来自患者的流量和通过血液过滤器的流量的总和的血液流量送至氧合器。

该特定特征是利用呈“环(ring)”配置的回路获得的，其中，主血液泵从插入患者静脉血管的导管抽吸血液并将血液送至氧合器。辅助血液泵(或其他血流调节装置)通过设置在氧合器下游的三通连接器抽取一部分主血液流，并且，在血液返回至患者之前，将血液输送通过血液过滤器。

然后，经由另一个三通连接器将由血液过滤器处理过的并离开该血液过滤器的血液输送至在其上游的仍然必须进入氧合器的血液流中，依此类推。

由此形成了“环路”，即，独立于主流的辅助血液循环环。

例如，如果主血液泵从患者的血管中抽吸500ml/min，而辅助血液泵被设置为200ml/min的流量(对于标准血液过滤器而言是最佳的)，在布置于上游的、其中使两个流量相加的三通连接器之后(在本说明书中也称为第一连接器)，将有700ml/min将通过氧合器，因此由于这种“虚拟的”流量增加而提高了其效率。

在当前市场上的回路中，通过氧合器的血液流量等于取自患者的血液流量(在上述实施例中仅为500ml/min)，而通过使用本发明，该流量添加到了通过血液过滤器的流量(因此为500+200，等于700ml/min)。

随后，在氧合器的下游，血液遇到下游连接器(在本说明书中也称为第二连接器或第二三通连接器)，在下游连接器处该流量的一部分(参考前面的实施例精确地为200ml/min)从主流量中减去然后被导向至血液过滤器的“环路”。

剩余的净化了过量co2和透析废物的500ml/min将返回至患者静脉血管。

作为上述两个血液泵的替代和/或除了上述两个血液泵以外，可以提供能够对血液施加类似作用的血液流量调节器。

该回路提供许多优点，下文中可能提及其中的一些。

它允许在从患者取得的流量速率相同的情况下向氧合器的作用提供更大的流量(因此有更高的co2提出效率以及较低的血栓的风险)。

它允许独立于主血液流量的大小而准确地计量将要通过血液过滤器的血液流量(而不会造成溶血性损害和透析处理的失衡)。

它允许在由于血液过滤器的凝结而造成阻塞(不幸地频繁出现的问题)的情况下通过简单限制辅助血液泵以继续co2提出处理，显然放弃了透析处理从而允许继续较昂贵的ecco2r处理，而不会对被委托进行此后处理的相关设施造成损害。

如果在返回至患者之前在血液流中检测到气泡，则可以通过停止主血液泵并使带有气泡的血液循环通过血液过滤器和氧合器——气泡将会在其中被消除——而自动消除气泡。

它允许，在患者与体外管线暂时断开连接(例如更换导管)的情况下，仅仅使主血液泵被限制并且使具有再循环功能的辅助血液泵运行，来保持血液在氧合器和血液过滤器内循环，从而避免了血栓的风险。

环构造还避免了将两个部件的流阻加在一起，避免了频繁的超出预过滤器压力的警报，这些警报反而表征了设置有两个串联部件的回路。

根据下面的描述，本发明的目的和优点将变得更加明显，下面的描述参考构成示例性实施方式的附图，并且其中：

-图1示意性地示出了本发明的可能实施方式；

-图2示意性地示出了本发明的另一种可能实施方式；

-图3示意性地示出了本发明的另外的可能实施方式；

-图4示意性地示出了本发明的另外的其他的可能实施例。

参考附图中的图，根据本发明的血液处理设备是下述类型的血液处理设备，该血液处理设备包括由主泵(2)和一个或多个管路限定的血液回路(bc)，从患者抽出的处于给定的流量值(v1)的血液通过该回路以进行处理。血液回路设置有对处于第一流量值的血液进行处理的氧合器装置(4)以及对处于第二流量值的血液进行处理的血液过滤器(7)，第二流量值小于所述第一流量值。

氧合器(4)布置在血液回路的第一部分(21)上并在该第一部分上作用，并且血液过滤器(7)布置在血液回路的第二部分(22)上并在该第二部分上作用，第二部分与第一部分(21)并行布置，以便形成环或“环路”。

第二部分(22)在氧合器(4)的下游和上游处连接至的第一部分(21)，进入第二装置(7)的血液在氧合器(4)的下游取得，并且来自第二装置(7)出口处的血液于氧合器的上游被输送到第一部分(21)中。

如下所述，设置有流量调节装置(6；60、61)，用于确定第一部分(21)中的流量值(v3)等于第二部分(22)的流量值(v2)和取自患者并返回至患者的血液的流量值(v1)的总和。

设置有相关装置(4)和(7)以及流量调节器(6、60、61)以及连接管和连接配件的血液回路(bc)完全构成了本发明的设备对象，本发明的设备对象以图中的不连续线的矩形(m)示意性地表示。实际上，所讨论的设备是在其内部具有氧合器(4)、血液过滤器(7)、泵、管路等的器械(m)。

根据图1的实施例，所述流量调节装置包括布置在第二回路部分(22)上并在该第二回路部分上作用的附加血液泵(6)。此外，由血液过滤器(7)处理过的血液所通过的第二部分(22)的下游端或出口端连接至在主泵(2)下游且在所述氧合器(4)上游的第一部分(21)。

辅助血液泵(6)可以放置在血液过滤器(7)的上游。

再次参考图1的实施例，该设备包括布置在主泵(2)下游的第一“y”形连接器(3)和布置在氧合器(4)下游的第二“y”形连接器(5)。特别地，第一“y”形连接器(3)包括两个输入分支(31)和(32)以及一输出分支(33)，并且第二“y”形连接器(5)包括一输入分支(51)以及两个输出分支(52)和(53)。

第一连接器(3)的输入分支(31、32)分别是一个输入分支(31)连接至主血液泵(2)的下游的回路部分，并且另一个输入分支(32)连接至第二部分(22)的下游端或出口。输出分支(33)连接至在其上布置有氧合器(4)的回路部分(21)。

第二连接器(5)的输入分支(51)连接至在其上布置有氧合器(4)的回路部分(21)。输出分支(52、53)分别是一个输出分支(52)连接至指向患者的静脉血管的已处理血液(部分24)的出口，并且另一个输出分支(53)连接至第二部分(22)的上游端或提取端。

根据图2的实施例，所述流量调节装置包括布置在主泵(2)的上游的第一调节器(60)以及布置在所述第二回路部分(22)上的第二调节器(61)。以不连续线示出的第二调节器(61)可以布置在血液过滤器(7)的上游或下游。所述第二部分(22)的供由血液过滤器(7)处理过的血液通过的下游端于主泵(2)的上游且所述氧合器(4)的上游处连接至第一部分(21)，以利用所述主泵(2)的抽吸力。

在该实施方式中，该设备包括布置在主泵(2)的上游的第一三通连接器(3)和布置在所述氧合器(4)的下游的第二三通连接器(5)。三通连接器的入口和出口分支标记有与图1中示出的实施例中的连接器相同的附图标记。

所述第二部分(22)的下游端或输出端连接至第一连接器(3)，特别地连接至输入分支(32)，所述第二部分(22)的上游端或提取端连接至第二连接器(5)的输出分支(53)处。

实际上，第二部分(22)中的流量值(v2)等于所述第二流量值(即适合于血液过滤器的正确运转的流量)，而第一部分(21)中的流量值(v3)等于抽出(返回)给患者的流量(也称为第一值v1)和循环到第二部分(22)中的流量(v2)的总和。

根据当前的实践并且根据图1和图2中所示的，用于再填充液体的第一罐(8)连接至血液过滤器(7)。可以将所谓的“透析液”或废液收集在对应的罐(9)中。在第一罐(8)和血液过滤器(7)之间，以及在同一血液过滤器(7)和罐(9)之间，如果需要，可以设置泵(未示出)。在实践中，血液在入口(71)处到达血液过滤器，以通过出口(72)排出处理了的血液。将血液过滤器(7)连接至罐(9、8)的管路连接至入口(73)和出口(74)。

通过举例并且通过先前描述的以及在图1中示出的实施例可获得的方式，在图2中，主血液泵(2)通过三通连接器(3)抽吸700ml/min，全部获得自下述的总和：从进入点(1)带给患者的(由在到患者的进入点1下游的第一流量调节器60测量并调节)等于500ml/min的血液的流量，以及来自第二部分(22)的等于200ml/min的血液的流量。作为第一流量调节器(60)的替代方案(或作为添加方案，出于安全的原因)，可以使用沿着第二部分(22)定位的第二流量调节器(61)，该第二流量调节器将允许200ml/min(始终作为示例)的流量通过。第二调节器(61)可以被放置在血液过滤器(7)的上游或下游。

再次参考示出的实施例，特别地在图1中，本发明的设备包括一血液回路，该血液回路例如通过导管适当地连接至患者的静脉血管，以抽出待处理的血液。在附图中，用(1)标记待处理的血液的入口，并且用(12)标记将经处理的血液带回患者的下游出口。两个通道(1)和(12)可以由双腔导管构成，例如13fr。对于导管的测量，使用了单位french(fr)，其是用mm表示的直径的3倍。

血液被管(23)的部段中的主血液泵(2)向下游泵送至体外回路，该管限定了设备的血液回路的初始部分。

来自管(23)的初始部分的主血液流到达三通连接器(3)，该三通连接器将管(23)的同一部分与管(22)的部分的出口端和该回路的所述第一部分(21)相连接，血液过滤器(7)布置在管(21)的部分上并且在该管的部分上作用。

在回路(21)的一部分中，血液流量(v3)等于由泵(2)产生的主流量(v1)和由附加泵(6)产生的来自血液过滤器(7)的流量(v2)的总和。

管(21)的流量(v3)——两个流量(v1)和(v2)的总和——进入氧合器(4)。从氧合器(4)向下游穿过该部分(21)的第二部分，该流量(v3)到达三通连接器(5)。在连接器(5)处，由辅助泵(6)从流量(v3)中减去用于血液过滤器(7)的血液流量(v2)。

在回路的末端部分(24)中保留了初始的主血液流量(v1)，其通过通道(12)返回至患者。

在图2的实施例中，第二流量调节器(60)布置在回路的末端部分(24)上并在该末端部分上作用，类似于在回路的初始部分(23)上布置流量调节器。同样在这种情况下，通过通道(12)返回至患者的血液流量与初始血液流量(v1)相同。

再次根据图2的实施例，通过将连接器(3)定位在主血液泵(2)的上游，利用由主血液泵生成的真空，可以消除附加血液泵(6)。

除了不需要第二血液泵的优点，该方案需要沿着管线(22)的“流量计/调节器”(61)，以检查流量的正确分布。

在图3的实施例中，示出了本发明的另外实施方式。在该实施方式中，结构和操作原理与前述实施例的结构和操作原理相似，不同之处在于，血液过滤器(7)设置有入口(76)和用于超滤液的出口(75)，该入口和出口通过附加回路(25)彼此连接，在该附加回路上存在泵(10)和用于消除碳酸氢盐的装置(11)。在实践中，尽管对于设备的其余部分，该操作基本上类似于先前的实施例，但是附加回路(25)被来自血液过滤器(7)的对应输出(75)的超滤液穿过。超滤液由超滤泵(10)泵送，超滤泵确定通过本设备的回路的部分(22)的流量(v2)的在20％至30％之间的流量。通过装置(11)的通路允许通过物理、化学、电解或其他已知且适合于消除碳酸氢盐的目的的手段来消除碳酸氢盐(碳酸氢盐离子)。消除碳酸氢盐离子的重要性在于，二氧化碳转化为碳酸氢盐离子，并且因此消除碳酸氢盐离子增加了从血液中消除co2的能力。

在图4的实施例中，主泵(2)布置在连接器(3)的下游，正如图2的实施例。图4的实施例的血液回路(bc)设置有如图1和图3的实施例中那样布置的辅助泵(6)。实际上，图4的实施例具有如图2中那样布置的主泵(2)，但未设置调节器(61)，但是设置有辅助泵(6)并且可以在回路的部分(23)和(24)处设置有调节器(60)。

根据本发明，还可以实现一种用于体外血液处理的方法，该方法涉及使血液进入由主泵(2)和一个或多个管路限定的血液回路中，待处理的血液通过该回路，从患者抽出的血液达到给定的流量值(v1)；所述回路设置有：对处于第一流量值的血液进行处理的充氧装置(4)；以及对处于第二流量值的血液进行处理的血液过滤器(7)，第二流量值小于所述第一流量值。

有利地，血液通过氧合器(4)和血液过滤器(7)，该氧合器布置在血液回路的第一部分(21)上并在该第一部分上作用，该血液过滤器布置在血液回路的第二部分(22)上并在该第二部分上作用，该第二部分与第一部分(21)并行布置。第二部分(22)在氧合器(4)的下游和上游处连接至第一部分(21)，进入第二装置(7)的血液在氧合器(4)的下游取得，并且来自第二装置(7)出口处的血液于氧合器的上游处被输送到第一部分(21)中；设置有用于调节流量的装置(6；60、61)，以确定所述第一部分(21)中的流量值(v3)等于第二部分(22)的流量值(v2)与从患者取得和向患者返回血液所处流量值(v1)的总和。

换言之，该方法允许在从患者取得的流量速率相同的情况下向氧合器的作用提供更大的流量(因此有更高的co2提出效率)。它也允许独立于主血液流量的大小而准确地计量将要通过血液过滤器的血液流量(而不会造成溶血性损害和透析的失衡)。它允许在由于血液过滤器的凝结而造成阻塞的情况下通过简单地限制辅助血液泵以继续co2提出处理。如果在返回至患者之前在血液流中检测到气泡，则可以通过停止主血液泵并使带有气泡的血液循环通过血液过滤器和氧合器——气泡将会在其中消除——而自动消除气泡。该方法的另一优点在于其允许在患者与体外管线暂时断开连接(例如更换导管)的情况下仅仅使主血液泵被限制并且使具有再循环功能的辅助血液泵运行，来保持血液在氧合器和血液过滤器内循环，从而避免了血栓的风险。

根据可以利用本发明实施的方法的另外方面，还可以对离开血液过滤器(7)的超滤液进行处理。实际上，如先前参考图3所描述的，血液过滤器(7)设置有入口(76)和用于超滤液的输出(75)，该入口和出口通过附加回路(25)彼此连接，在附加回路上存在泵(10)和用于消除碳酸氢盐的装置(11)。实际上，该方法的该附加步骤涉及使超滤液以通过部分(22)的流量(v2)的20％至30％之间的流量通过附加回路(25)。通过装置(11)的通路允许通过物理、化学、电解或其他已知且适合于消除碳酸氢盐的目的的手段来消除碳酸氢盐(碳酸氢盐离子)。

本发明的设备由单个器械(m)组成，该器械允许以最大流量来处理血液以去除co2，上述最大流量关于第一流量值(v1)通常不超过500ml/min，对于第二流量值(v2)通常不超过250ml/min。该通道通过与周围血管(例如股静脉、锁骨下静脉或颈静脉)对应的静脉-静脉方式实现并优选地用小于15fr，例如13fr的双腔导管实现。实际上，在附图中由(1)和(12)表示的连接都由双腔导管支撑。当然，本发明不限于已经描述和说明的内容，但是可以根据上述和以下要求保护的创造性教导在所使用的部件的布置和性质方面进行广泛的变化。