用于利用光发射器加热医用液体的医用传热器和具有光发射器的医用液体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于利用光发射器加热医用液体的医用传热器和具有光发射器的医用液体处理装置。
【背景技术】
[0002]在医用技术中存在许多任务，其中要加热医用液体，例如为了避免由于医用液体冻着患者和/或调整医用液体的给定温度接近患者体温。这种医用任务的示例是加热体外血液循环中的血液或者加热在透析液体循环中的透析液体或者加热替代液体，例如这在血液透析、血液过滤和血液渗滤时出现。在通过体外血液循环处理血液方法中对患者通过动脉透析针从由瘘和分流构成的血管入口取出血液，血液由动脉透析针通过动脉软管例如利用血液栗排出到血液处理单元，例如透析器或过滤器并且在通流血液处理单元以后通过静脉软管导回到患者瘘或分流。血液在体外血液循环中通过热损失到环境可以明显冷却。利用医用传热器可以将血液在返回到患者之前加热到给定温度。对此适合的医用传热器可以设置在静脉软管里面。已知医用传热器，其中静脉管的管段围绕电加热滚筒缠绕。
[0003]其它应用医用传热器的示例是在腹膜透析时加热透析液体或者以注射技术加热注射溶液。
[0004]通过电阻加热元件例如加热板或利用电的光发射器实现利用医用传热器加热医用液体，它们间接地从外部加热医用传热器。
[0005]在文献WO 03/061740 Al中描述了一个医用传热器，它由一次性加热盒构成，其中从外部一方面通过耦联在加热盒上的电的光发射器并且另一方面在加热盒的对置侧面上附加地通过耦联在加热盒上的电的电阻加热板实现加热盒的加热。在可选择的实施例中电的加热板在加热盒外部附加地具有红外射线吸收器，它从外面附加地加热加热盒。
[0006]由现有技术已知的这种医用传热器存在明显的缺陷，因为光发射器的设备端的耦联面与一次性加热盒的耦联面是高热负荷的，其中最大产生温度不仅由于安全观点而且由于材料观点例如不允许超过80°C。因此必须至少大的耦联面和机械上费事地耦联一次性加热盒到光发射器的设备端的耦联面上。此外附加地需要抽出在一次性加热盒的耦联面与光发射器的设备端的耦联面之间耦联时夹杂的空气。如果一次性加热盒的耦联面由薄膜构成，则在与抽吸空气连接时也需要费事地顶压薄膜在光发射器的耦联面上。尽管这种费事的措施仍然必须通过设备端的结构部件冷却排出相当可观的光发射器射线并且不用于加热医用液体。
[0007]在光通过材料时一部分光转换成热量，而一部分光漏出。
[0008]在非常小的材料层厚dx内部，光的射线强度以相同的一小部分减小，这通过吸收系数描述。吸收系数是材料特有的与光波长λ有关的函数，它称为材料的吸收光谱μ(λ )。在确定的波长时的吸收系数越大，在覆层薄的层dx中吸收的确定波长的光射线强度越大，它在层中转换成热量。
[0009]传输系数类似地描述光穿过非常薄的材料层厚dx。传输系数以类似的方式是特有的光波长λ的函数，它称为材料的传输光谱μ(λ)。在确定的波长时传输系数越大，穿过非常薄的层dx的确定波长的光射线强度越大。
[0010]物体的吸水率α由吸收的射线能量与产生的射线能量的商数定义。因此吸水率是表征物体在其特性:产生的光转换成热的程度。
[0011]物体的传输率τ由通过的射线能量与产生的射线能量的商数定义。吸收所有产生的射线并且完全转换成热量的物体具有O的吸收率和传输率(绝对黑体)。物体的反射率P由反射的射线能量与产生的射线能量的商数定义。
[0012]它适用于:传输率τ +吸水率α +反射率ρ =1。
[0013]反射所有产生的射线或通过所有产生的射线的物体具有O的吸收率。
[0014]这种通过光发射器加热的医用传热器的已知优点是，由于在光发射器与液体之间的空间距离的高度电安全性。
[0015]这种通过光发射器加热的医用传热器的已知问题是，至少局部产生的不允许的温度峰值，其中该问题尤其在由塑料制成的、具有微小导热性的医用传热器中出现。微小导热性的后果是，这种医用传热器给出相当可观的入射热量到医用传热器周围的空气，这引起不利地影响传热系数。
[0016]已知的医用传热器由一次性加热盒(一次性用品)制成。为此由于成本的原因使用尽可能成本有利的塑料作为原料，但是它们通常具有上述的微小导热性的缺陷。
[0017]在医用传热器上的局部温度峰值一方面可能损伤医用传热器的材料，或者甚至由于软化、熔化或燃烧而损坏。另一方面这种局部温度峰值也可能损伤医用液体，这尤其在患者安全性方面是有障碍的。尤其光发射器也可能过热。
[0018]已知的防止至少局部产生不允许的温度峰值的结构措施是，使用大的传热器表面以及分别在容忍热传递的高成本和低效率的条件下有目的地偏转射线和屏蔽射线。
【发明内容】
[0019]因此本发明的目的是，给出改进的医用传热器。
[0020]这个目的通过独立权利要求1，15，16和17得以实现。有利的实施例是从属权利要求的内容。按照权利要求1的医用传热器的优点可以全部地通过按照权利要求15的医用软管组或者通过在权利要求16或按照权利要求17的医用液体处理装置实现。
[0021 ] 在本理论意义上的医用液体包括例如由血液、血离子、透析液、替代液、生理食盐溶液、药溶液、对照剂、注入溶液、腹膜透析溶液以及专业人员公知的这些液体的混合物组中的液体，但是它们不局限于上述的示例。用于这些液体混合物的示例例如是血液与替代液和/或生理食盐溶液、和/或药溶液、和/或对照剂和/或注入溶液的混合。
[0022]对应于第一方面，所述医用传热器具有至少一液体室，后者具有至少一液体密封地构成液体室的外壁，其中该液体室配置成用于容纳和/或通导医用液体，并且其中该液体室具有至少一至少局部设置在液体室内部的、配置成光吸收器的部件，它这样设置，在容纳和/或通导医用液体时至少部分地直接接触在配置成光吸收器的部件与医用液体之间。
[0023]配置成光吸收器的部件按照本理论理解为一个部件，它规定且适用于，吸收绝大部分入射的光。
[0024]对应于另一方面，配置成光吸收器的部件具有光吸收率α2和光传输率τ 2，其中优选在200nm至3000nm的光波长范围且特别优选在350nm至2000nm光波长范围光吸收率α 2远大于光传输率τ 2。
[0025]对应于另一方面，配置成光吸收器的部件由材料制成，其吸收谱优选在200至3000nm的光波长范围且特别优选在350至2000nm的光波长范围具有吸收系数的至少一局部最大值或绝对最大值。
[0026]配置成光吸收器的部件在医用液体上的热传递引起足够的热传导。如果以微小的进入深度吸收射线，则例如具有0.15ff/mK的导热性的塑料就足以给出热量到医用液体上。
[0027]对应于另一方面，配置成光吸收器的部件可以在液体室里面向着一侧或者两侧或者所有侧面直接与医用液体接触，即，可以通过医用液体溢流后绕流配置成光吸收器的部件实现直接接触。对于有效的对流的热传递特别有利地是，通过医用液体两侧或所有侧面绕流配置成光吸收器的部件。
[0028]配置成光吸收器的部件为了加大表面可以具有三维的结构，用于改善传热。例如三维结构可以由筋或短臂构成。配置成光吸收器的部件的这些筋或短臂也可以用于，与医用传热器外壁内侧上的相反的筋或短臂共同作用迫使医用液体多次蜿蜒形的流体偏转，用于改善配置成光吸收器的部件在医用液体上的热传递。此外三维结构可以设计成产生涡流流体，用于进一步改善热传递。
[0029]配置成光吸收器的部件可以在其表面上具有三维传导结构，用于产生旋转流体，由此使配置成光吸收器的部件被医用流体例如螺旋形旋转地绕流。
[0030]配置成光吸收器的部件对于可见光可以是黑的或暗的。
[0031]配置成光吸收器的部件可以通过适合地选择材料配置，用于吸收宽波长光谱中的光，或者可以通过适合地选择其它材料，用于选择性地吸收窄波长光谱中的光。
[0032]作为配置成光吸收器的部件的材料例如可以选择陶瓷或金属或塑料或者其它具有足够高导热性的材料。通过足够高的导热性在以光照射时在配置成光吸收器的部件中实现基本均匀的温度分布，由此避免温度峰值并且均匀地加热医用液体。
[0033]配置成光吸收器的部件可以由复合材料、尤其由复合热塑注塑塑料或者由复合热塑挤塑塑料、或者由利用金属蒸镀覆层的注塑件或者由利用金属蒸镀覆层的挤出件或者由金属、尤其由特种钢、或者由陶瓷材料