CN106178159A - 用于体外血液处理的设备以及相应的二氧化碳去除和氧合方法 - Google Patents

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Abstract

描述一种用于体外血液处理的方法和设备，其包含氧合器；用以将患者的血流馈送通过所述氧合器的馈送构件；用以将工作气体馈送到所述氧合器的馈送构件；和所述工作气体的所述馈送构件的控制单元。所述设备进一步包含至少一个用以在所述处理期间检测所述患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量或检测与其相关的量的传感器。所述控制单元经程序化以接收由每个传感器产生的信号，必要时处理其，并且回馈改变所述工作气体的流速，以便所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量逐渐转换成对于此患者可接受的取值范围并且维持在这个取值范围中。

Description

用于体外血液处理的设备以及相应的二氧化碳去除和氧合方法
技术领域
本发明涉及一种用于体外处理血液、具体来说用于从血液去除二氧化碳和/或使其氧合的设备；和一种调节前面所述设备中的工作气体流的方法。
背景技术
体外处理血液以便从血液去除二氧化碳和/或使其氧合本身是已知的，并且实质上包括从患者获取血液，使其流动到由被工作气体(吹扫气)、通常医用级空气通过的内部中空毛细管束构成的装置外部，和然后经由中心导管将其再输注到患者中。此处理利用例如氧合器的装置，其具备用于来自和到达患者的血流的入口和出口；用于从通常可在卫生保健设施获得的特殊供应系统接收工作气体流的入口；和用于工作气体的出口。在氧合器中，工作气体与血液交换，通过以包含中空毛细管的微孔膜形式形成的分离部件，工作气体由于血液与工作气体之间存在的浓度梯度而流动通过所述分离部件并且所述分离部件希望被例如二氧化碳、氧气和水蒸气的气体通过。
水蒸气的存在导致在微孔膜处形成冷凝液滴。文献WO 2013/130799A1以相同申请人的名义描述一种用于去除冷凝的设备，所述冷凝倾向于阻塞构成膜本身的中空毛细管的腔。
如前面描述，在处理期间，工作气体与患者的血液互相作用，以从其去除一部分二氧化碳或另外增加其内侧中的氧气的量。
因此，医务人员现今在处理期间取决于待从所述患者的血液去除的二氧化碳的量或待馈送的氧气量而设定工作气体的流速、血液的流速和处理持续时间。因为处理效果是主观的并且那么可以从一名患者到另一名患者不同，所以处理的进展必须借助于侵入性定期对照(例如血液取样)进行检查，以便监测患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的浓度；取决于这些对照的结果，医务人员可以决定改变工作气体的流速、血液的流速和/或终止处理。
因此，处理的调节当前基于由对患者进行的动脉血气分析所见的参数而发生。
动脉血气分析以由特定病房方案定义的时间间隔进行；因此对于定义参数(定义处理)的调节，不存在定义并且规定的时间。
发明内容
因此，本发明的主要目标是提供一种设备和一种方法，其允许克服常规解决方案的缺点，由此允许在体外血液处理期间取决于由医务人员设定的临床目标而自动地闭环回馈调节待去除的二氧化碳和/或待馈送到患者的氧气的量；此外，以便进行自动调节，系统使用控制构件而不需要对于患者侵入性的额外操作。
另一个目的是提供一种装置和方法，其允许以几乎连续方式或无论如何以规定时间间隔改变处理参数，例如工作气体的流速和/或处理本身的持续时间。
本发明在其第一方面涉及根据权利要求1所述的用于体外血液处理以便去除二氧化碳和进行氧合的设备，其包含氧合器，用以将患者的血流馈送通过所述氧合器的馈送构件，用以将工作气体馈送到所述氧合器的馈送构件，所述工作气体的所述馈送构件的具有程序构件的控制单元，并且进一步包含至少一个在所述处理期间检测所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量或另外检测与其相关的量的无创传感器。根据本发明，所述控制单元经程序化以接收并且必要时处理由每个传感器产生的信号，并且取决于二氧化碳和/或氧气的所检测或计算的量回馈改变所述工作气体的流速，以便所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量逐渐转换成对于此患者规定的取值范围并且维持在这个取值范围中。
术语“无创”，其是指如下传感器，其能够在不需要在人体中进行切割、开口、射击的情况下测量所要量，然而放置在或接触患者的身体的表面部分或其外部，或另外在体外血液循环情况下能够分析已经在回路中循环的相同生物流体。
倘若其中处理的目的是降低血液中的二氧化碳的浓度，那么工作气体可以是通常可在医院获得的类型的医用级空气；或另外如果处理易于增加血氧的量，那么其可以是氧气。
因此通过此设备，可能在整个处理持续时间期间，通过直接测量其或另外通过处理获得其(倘若其中传感器测量与血液中的二氧化碳和/或氧气的水平直接相关的量)来监测患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的水平，并且通过取决于二氧化碳和/或氧气的每次检测或计算的值而增加或减小工作气体的流速来对其调节进行回馈操作，以便将前面所述水平维持在对于特定患者和处理所要的取值范围中。
优选地，对于特定患者所要的取值范围可以由操作员、例如医生通过便利地程序化控制单元而设定。因此，取决于每次检测或计算的值回馈增加或减小工作气体的流速，直到达到所要范围中的值。
控制单元还可程序化以便终止工作气体流，传感器仍在操作中。此特征可以极适用于所谓的撤机步骤，即当可以去除用于血液处理的设备时，已经实现了患者的血液中的所要范围中的值。以此方式，可以在进行此类操作之前连续监测患者，以便检查二氧化碳/氧气的水平在不存在工作气体下是否还仍在所要范围内；如果不在，那么可以将工作气体再次馈送到氧合器并且恢复处理。
优选地，所述设备可以具备一个或多个选自以下那些的传感器：
-用于测量进入氧合器的血液中的二氧化碳和/或氧气的压力的传感器；优选地光传感器如与用以将血流馈送到氧合器的馈送构件齐平安置地使用，其包含例如管道和/或试管以便可以进行测量，
-患者的呼吸速率的测量传感器，例如热系统，其通过使用口鼻热敏电阻来测量呼吸速率；例如施用于患者的颈部的声学检测器，其通过使用用于倾听由呼吸系统产生的声音的声换能器来测量呼吸速率；移动检测器，其可以是施用于胸部用于区别吸气相与呼气相的弹性条带；用于检测心率的电极；和呼吸量计。实际上，呼吸速率是与血液中的二氧化碳水平直接相关的量，与其成比例，
-待施用于例如患者的叶以测量患者的血液中的二氧化碳的压力的透皮传感器，
-用于测量患者呼出的空气中的二氧化碳浓度的传感器、例如用于机械通气的类型的二氧化碳检测计，
-用于测量患者的高碳酸血症或呼吸性酸中毒状态(与溶解于血液中的二氧化碳的量成比例的量)的传感器，
-用于测量口腔粘膜中的二氧化碳压力的传感器，或另外
-用于测量患者的血液的氧合水平的无创传感器、例如NIRS型的血氧定量计。
可以仅提供一个传感器，或另外还可以预配置不同类型的数个传感器，以实现对患者的血液中所含有的二氧化碳和/或氧气的量的更精确测量。
具体来说，氧合器具备包含中空毛细管束的微孔膜，血流在所述中空毛细管外部在血流的第一压力值下与所述膜接触，并且工作气体在工作气体的第一压力值下在所述中空毛细管内侧优选地以逆流被馈送。
有利地，用于控制工作气体的馈送构件的控制单元经程序化以在馈送到氧合器的工作气体流中产生至少一个压力峰值，其条件是工作气体流中产生的压力峰值的最大值低于可等于氧合器中的或从其出来的血流的压力和/或等于指定恒定值的阈值压力的值。
优选地，用于馈送工作气体的构件包含气体的来自外部来源向氧合器的流入线，例如可在卫生保健设施获得。控制单元包含用于拦截流入线的相称的电阀，所述控制单元可以经操作以取决于二氧化碳和/或氧气的通过至少一个传感器检测的或者计算的量回馈改变工作气体的流速。相称的电阀进一步具有如下功能：产生工作气体流的流速和因此压力的快速峰值，而不使最大峰值压力超过阈值。
在一实施例中，所述设备进一步包含工作气体的加热和/或冷却构件，以便导致工作气体温度到达接近于或等于患者的体温值、例如37℃的值。此类构件可以包含具备翅片状或螺旋形通道以便最大化热交换的加热器。或者，可以提供珀耳帖单体以根据需要冷却/加热工作气体。
优选地，温度计连接到控制单元以测量室温。控制单元经程序化以处理由温度计测量的值，以便计算与工作气体的向氧合器的流入线相关的热损失，并且使用所计算的值来回馈驱动加热和/或冷却构件以便其基于所要温度和所计算的热损失加热/冷却工作气体，以向氧合器提供在所需温度下的工作气体。
优选地，所述设备包含用于按需要获取从氧合器出来的工作气体的至少一个流速(即已经与血液互相作用的工作气体(并且因此具有的二氧化碳和/或氧气浓度高于所述工作气体中的二氧化碳和/或氧气浓度)的流速)的样品线，和至少一个用于检测氧合器中出来的工作气体中的二氧化碳和/或氧气的浓度的传感器。所述设备进一步包含经程序化以基于以下来计算从血流提取的二氧化碳的量和/或横越氧合器的血液的氧合的计算单元：二氧化碳和/或氧气的通过传感器检测的浓度值与馈送到氧合器的工作气体中并且在工作气体的流速上的二氧化碳和/或氧气的浓度之间的差。馈送到氧合器的工作气体中的二氧化碳和/或氧气的浓度值可以本身已知或在设备的上游在外部来源设定，或另外其还可以通过传感器、优选地也对从氧合器出来的工作气体进行测量的相同传感器检测。举例来说，用于检测二氧化碳和/或氧气的浓度的传感器是红外传感器。
最终，控制单元可以有利地经程序化以将逆流工作气体流引入从氧合器出来的气体的样品线中，以便清洁线路以免于残余二氧化碳和/或氧气并且免于其内侧中的可能冷凝；此外，控制单元可以经程序化以将热空气流馈送到工作气体中的二氧化碳和/或氧气浓度的检测传感器，以保持其干燥。
本发明的目标在其第二方面是根据权利要求11所述的调节用于体外血液处理的设备中的工作气体流的方法。
具体来说，所述方法包含以下步骤：
-将工作气体、例如医用级空气或氧气馈送到氧合器，以便从血液去除二氧化碳和/或使其氧合；
-预配置至少一个用于在处理期间测量患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量的传感器，或另外预配置至少一个用于测量与所述量相关的量的传感器；
-取决于患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量回馈增加/减小工作气体的流速，以便患者的血液中所含有的二氧化碳和/或氧气的量逐渐转换成对于此患者可接受的取值范围并且维持在这个取值范围中。
有利地，所述方法可以提供以下步骤：优选地由操作员设定患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量的可接受的取值范围，以便工作气体的流速的回馈改变自动地或另外在操作员、例如医生批准其之后进行。
另外，所述方法还可以提供去除在氧合器膜处形成的冷凝所必需的步骤。
优选地，还提供将工作气体的温度升高/降低到接近于或等于血液温度值的值。
有利地，所述方法进一步提供基于以下来监测从血流提取的二氧化碳的量和/或横越氧合器的血液的氧合：从氧合器出来的工作气体中与进入氧合器的工作气体中二氧化碳和/或氧气的通过便利地设计的传感器测量的浓度值之间的差。从氧合器出来的工作气体可以通过样品线获取。
优选地，所述方法还提供以下可能性：将逆流工作气体流引入样品线中，以便保持其清洁免于可能二氧化碳残余和/或冷凝，并且通过热空气流以保持用于测量工作气体中的二氧化碳的浓度的传感器干燥。
附图说明
本发明的其它特征和优势根据一个优选的但非排它性的实施例的以下说明书的综述将更明显，所述实施例借助于附图而展示仅用于说明的目的并且不具限制性，其中：
-图1是根据本发明的设备的示意图；
-图2是图1的设备的框图；
-图3是单独控制单元的框图；
-图4展示血液和工作气体压力值的时间过程的一个实例。
具体实施方式
在图1中，说明用于体外处理血液的设备10的一个实例，其包含具有膜(未图示)的氧合器11，所述膜的类型在其中具有血液不可渗透并且气体可渗透的中空毛细管。
氧合器希望被来自患者的血流以及具有氧合和/或降低血液中的二氧化碳的浓度的功能的工作气体横越。
出于此目的，血流的馈送构件12与用于通过例如第二中心导管15朝向患者的血液流出的构件组合，并且包含例如第一中心导管13，在所述第一中心导管上提供蠕动泵14，或另外通过使用中心双腔导管。
此外，工作气体的馈送构件16通过来自供应系统18的流入线17与氧合器组合，并且用于驱逐已经与氧合器内的血液互相作用的耗尽工作气体的出口端口19与样品线20组合。将工作气体馈送到膜的中空毛细管中，而使血液在其外部流动，所述工作气体可以是氧气或医用级空气或另外空气/氧气混合物。以此方式，工作气体的氧气内含物扩散通过毛细管本身以增浓血液。相反，引入的血液中以高浓度存在的一部分二氧化碳扩散于工作气体中，然后将其从氧合器通过出口端口19逐出。血液流在第一压力值Pv下从氧合器出来，而工作气体流在第一压力值P1g下被馈送到氧合器。
设备10进一步包括位于工作气体流入线17上并且插入供应系统18与氧合器11之间的控制单元21。控制单元具备程序构件。
根据本发明，设备具备至少一个适于检测患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量或另外与前面所述量相关的量的传感器22。每个传感器22是无创型的，即其可以施用于或接触患者的身体的表面部分或另外其外部，而不必通过在人体中进行任何类型的切割、射击或开口而穿透到组织内侧。传感器可以例如施用为接触患者的皮肤、在口腔中或另外在口或鼻处，或此外在血流的馈送构件12处。传感器22经设计以在处理期间连续或以规定时间间隔操作；举例来说，一个测量与另一个测量之间经过的时间可以是短于10分钟。
可以仅提供一个传感器，或另外还可以预配置不同类型的数个传感器，以实现对患者的血液中所含有的二氧化碳和/或氧气的量的更精确测量。传感器可以具有不同类型并且选自市场上已经存在的那些，限制条件是其适于测量患者的血液中所含有的二氧化碳和/或氧气的量或与其相关的量。
传感器还可以在其测量患者的呼吸速率时用作热系统，这种量与血液中的二氧化碳和/或氧气的量成比例。以下各项属于此组：口鼻热敏电阻；以及声学检测器，其可以施用于患者的颈部以通过检测由呼吸系统产生的声音的声换能器来测量呼吸速率；移动检测器，例如施用于胸部用于区别吸气相与呼气相的弹性条带；常用于检测心率的电极；和呼吸量计。
或者，可以预配置至少一个传感器以测量进入氧合器的血液中的二氧化碳的压力，优选地光传感器，其放置在用于进入氧合器的血液的管道13'处或通过与其组合的可能试管。
还可以预配置透皮传感器，例如通过将其施用于患者的叶，来测量患者的血液中的二氧化碳的压力。
还可以使用用于测量患者呼出的空气中的二氧化碳浓度的传感器，例如用于机械通气的类型的二氧化碳监测仪。
或者，还可以使用用以测量患者的高碳酸血症或呼吸性酸中毒状态的传感器，或另外用于测量口腔粘膜中的二氧化碳压力的传感器。
最终，可以将用于测量血氧合水平的传感器、例如NIRS型的血氧定量计施用于患者，通过所述传感器可以对患者的血液的氧合进行无创测量。
每个传感器通过连接构件22'与控制单元21连通，所述连接构件可以包含电缆或可以是无线类型、例如蓝牙或wi-fi，以不时地将对应于所测量的值的信号传送到控制单元。
控制单元21经程序化以接收信号，在测量与二氧化碳和/或氧气的量相关的量时处理其，并且取决于每次检测或计算的值回馈改变馈送到氧合器11的工作气体的流速，以便这个值逐渐转换成对于所述患者保持可接受的所要范围内的值或既定处理维持于其中。出于此目的，控制单元具备控制电子装置23，其包含微控制器24和用于与放置于其外部的传感器连接的界面构件25。
控制单元可以经程序化以设定二氧化碳和/或氧气的量的取决于待进行的不同类型处理而视为可接受的取值范围，或另外其可以由操作员、例如医生程序化以便引入对于患者在处理下所要的取值范围。控制单元于是可以包含用于输入数据的构件(未表示)，并且可以具备用于存储数据的内部记忆卡26。
控制单元可以自动地或另外在操作员启用后通过取决于传感器所检测的值而增加或减小工作气体的流速来改变其。当二氧化碳和/或氧气的量达到所要值时，终止馈送到氧合器的气体流，但有利地保持传感器在作用中。于是监测患者的状况以评估：倘若其中二氧化碳/氧合的值仍属于对于既定时间段设定的可接受范围内，设备是否可能被去除；或另外如果这些值背离所要范围，那么是否必须必然恢复处理。
为了改变工作气体的流速，控制单元包含用于拦截流入线的相称的电阀27，其可以便利地由控制单元23基于传感器22所测量的值而驱动。事实上，控制电子装置接收这个值，必要时处理其，将其与所要取值范围比较，并且因此根据需要增大和减小相称的电阀27的开口以回馈增加或减小工作气体的流速，以便使其转换成与处理本身相容的值、例如包含0与30升/分钟之间的值。
控制单元21的功能还有，在馈送到氧合器的工作气体流中产生至少一个压力峰值，其条件是工作气体中产生的压力峰值的最大值P2g低于可以等于氧合器内存在的或从其出来的血流的压力值Pv(如图4中所示)或等于在处理之前指定的恒定值的阈值压力值。这用以防止气泡进入返回到患者的血流，所述气泡可能会导致栓塞。
通过适当驱动相称的电阀27，以便增大并且随后减小其开口和开口速度以便产生引导到毛细管的气体的瞬时流速的快速增加、接着其快速减小，由此产生对应压力峰值，从而产生工作气体流中的压力峰值P2g。
控制电子装置23的微控制器24操作以读取阈值压力值，并且以预配置和/或可程序化的时间间隔增大并且然后减小相称的电阀的开口以便在工作气体流中产生多个压力峰值P2g，同时维持值P2g在阈值压力值下。气体流中的每个峰值以及因此电阀开口的对应增大和后续减小具有少于3秒、优选地少于0.5秒的持续时间。在处理期间可以按规则时间间隔(例如每2分钟或每6分钟或每10分钟等)或按不同时间间隔产生工作气体流中的压力峰值。
阈值压力值可以指定为恒定值，例如对于体外静脉-静脉回路等于或低于30mmHg的值，或其可以基于氧合器内存在的或从其出来的血流中检测的压力值Pv而回馈测定。在此第二情况下，设备包括回馈线28，控制单元21通过所述回馈线以经由界面构件25的输入形式接收血流的如通过适当传感器检测的瞬时压力值Pv。界面构件可以包含RS232型的端口。控制单元可以具备输入构件以允许用户视需要建立压力峰值的时序和/或输入阈值。
为了进一步增加设备安全性，设备还可以具备用以始终维持氧合器内的血流压力在等于或大于30mmHg的值下的构件，由此满足如下需求，血流的压力值始终大于最大峰值压力值。
此外，限流孔口29位于相称的电阀的上游、优选地控制单元内，以便在处理期间对来自供应系统的工作气体的流速提供第一限制。
为了减少毛细管内水蒸气的形成，设备可以进一步包含加热和/或冷却构件30，其以此方式配置以便使得工作气体的温度到达并且维持在接近于或等于患者身体的温度值(例如在35℃到37℃范围内)的值。所述加热和/或冷却构件30可以由具有翅片状或螺旋形通道以便最大化与空气的热交换的加热器构成；或另外可以包含珀耳帖单体，以便可以具体来说在初始处理步骤中加热空气，或另外如果在处理期间在控制单元的内部温度和因此其内侧中通过的气体被加热到超过所要温度，那么可以对其进行冷却。
为了更精确地调节工作气体的温度，进行处理的环境的温度可以便利地已知，以便评估朝向氧合器的流入线17内侧的气体路线中的可能热损失。设备于是还包含用以测量室温、连接到用以驱动加热和/或冷却构件30的控制电子装置23的微控制器24的温度计31，以便通过也考虑流入线17中的热损失来实现进入氧合器的气体的所要温度。
由此加热/冷却的工作气体也有助于去除在毛细管上逐渐积累的冷凝。有利地，加热和/或冷却构件提供于控制单元上。
将由于工作气体流中产生的正压力峰值而从微孔膜的中空毛细管的腔去除的冷凝在氧合器的底部通过重力收集，并且又通过重力从其去除。有利地，收集袋32可以配置得与氧合器本身的底部流体连接，在所述收集袋中收集冷凝。
用于驱逐已经与氧合器内的血液互相作用的耗尽工作气体的出口构件19包含样品线20和抽吸泵33，以获取在工作气体与血流互相作用之后从氧合器出来的工作气体的至少一个流速，并且以将其传送到控制单元21中。另外，控制单元具备至少一个用于检测从氧合器出来和来自样品线的工作气体中以及可能还有进入氧合器的气体中的二氧化碳和/或氧气的浓度的传感器34。或者，进入氧合器的工作气体中的二氧化碳和/或氧气的浓度本身已知，因为其在上游在供应系统18处设定。控制单元还包含经程序化以计算从横越氧合器的血流提取的二氧化碳和/或氧气的量的计算单元35。提取的二氧化碳和/或氧气的量计算为：进入氧合器与从氧合器出来的工作气体中的二氧化碳和/或氧气的量之间的差。更详细地说，进入氧合器和从氧合器出来的工作气体中的二氧化碳和/或氧气的量通过将进入氧合器和从氧合器出来的工作气体中的二氧化碳和/或氧气浓度的值乘以工作气体的流速值而获得；进入工作气体的这种流速值借助于流量计36来测量，所述流量计提供于控制单元中在相称的电阀27的下游的流入线16上。抽吸泵33获取从氧合器出来的工作气体的最小部分体积，所述抽吸泵可以是隔膜泵；最优流速在100-500ml/min范围内。用于检测二氧化碳的浓度的传感器34是例如红外传感器。
有利地，流量计36可以与流量视觉指示器37相连以从控制单元外部检查单元是否在操作中。如果发现二氧化碳和/或氧气的量不能令人满意，即低于某一值，那么控制电子装置可以经程序化以在工作气体流中自动地产生峰值或另外自动地增加峰值的频率。
为了清洁样品线以免于工作气体残余和冷凝，控制单元21经程序化以在其内侧中引入逆流工作气体流；此外，其还可以经程序化以馈送热空气流以便检测传感器34可以保持干燥。
控制单元可以进一步包含显示器38、例如LCD型显示器，以借助于指示器或图表使测量的参数可视化。有利地，显示器是触摸屏类型的，以便数据、例如可接受的值的范围可以被输入。或者或另外，控制单元可以连接到用于输出测量的数据并且程序化控制单元的个人计算机(未图示)；还可以提供USB端口39以便与外部装置连接。
标号40和41表示温度传感器，标号42到45表示压力传感器，并且标号46、47和48表示三通电阀，所述组件可以提供于控制单元上以便确保其适当操作并且监测敏感参数。
上述设备可以用以执行调节进入根据本发明的氧合器的工作气体的流速的方法。
具体地，这种方法包含以下步骤：
将工作气体流馈送到氧合器，以便从血液去除二氧化碳和/或使其氧合；
向患者或在其外部施用至少一个经适当选择用于在处理期间测量患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量的传感器，或另外与这些量相关的量的至少一个传感器；
取决于患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量回馈改变工作气体的流速，以便患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量逐渐转换成对于此患者可接受的取值范围并且维持在这个取值范围中。
所述方法进一步提供设定在处理下的患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量的可接受的取值范围，和自动地或另外在由监督处理的操作员、通常医生确认之后改变工作气体的流速。
另外，提供以下步骤，以便去除在处理期间在氧合器的膜处形成的冷凝：
在第一压力值P1g下将工作气体流馈送到氧合器；
将恒定值指定给或检测血流的压力值Pv；
在馈送到氧合器的工作气体流中产生至少一个压力峰值P2g，小心遵守条件P1g<P2g<Pv。
压力峰值P2g通过增加并且随后减小气体流的瞬时流速而获得。
此外，当需要时，提供另一个步骤：将工作气体的温度升高/降低到接近于或等于患者的体温值的值；优选地，此值将在35℃到37℃范围内。
最终，所述方法可以另外包含其它步骤：
通过适当检测传感器测量从氧合器出来和在进入氧合器情况下的工作气体流中的二氧化碳和/或氧气的浓度，并且计算提取的二氧化碳的量。
优选地，从血液提取的二氧化碳的量的计算随时间推移而重复以监测在整个血液处理中从血流提取的二氧化碳的量。
最终，提供额外步骤：将逆流工作气体流引入样品线中，以便去除残余工作气体并且减少其内侧中的冷凝的存在；和通过热空气流保持检测传感器干燥。

Claims (17)

1.一种用于体外血液处理的设备(10)，其包含：
氧合器(11)，
用以将患者的血流馈送通过所述氧合器(11)的馈送构件(12)，
用以将工作气体馈送到所述氧合器的馈送构件(16)，
所述工作气体的所述馈送构件的具备程序构件的控制单元(21)，
其特征在于其进一步包含
至少一个经设计以在所述处理期间检测所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量或另外检测与这些量相关的量的无创传感器(22)，
其中所述控制单元(21)经程序化以接收由所述至少一个传感器产生的信号，必要时处理其，并且取决于二氧化碳和/或氧气的所检测或计算的量回馈改变所述工作气体的流速，以便所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量逐渐转换成对于此患者可接受的取值范围并且维持在这个取值范围中。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个传感器(22)组合地选自以下中的一者或多者之间：
进入所述氧合器的所述血液中的所述二氧化碳的分压的传感器、优选地光传感器，其安置在用以将所述血流馈送到所述氧合器的所述馈送构件(12)处，
所述患者的呼吸速率的传感器，其选自包含以下的群组：热系统、声学呼吸检测器、移动检测器、施用于胸部上用于区别吸气相与呼气相的弹性条带、用于检测心率的电极和呼吸量计，
进入所述氧合器的所述氧气的分压的传感器、优选地光传感器，其安置在用以将所述血流馈送到所述氧合器的所述馈送构件(12)处，
所述患者的血液中的二氧化碳压力的透皮传感器，
所述患者呼出的空气中的二氧化碳浓度的传感器、例如用于机械通气的二氧化碳检测计，
所述患者的高碳酸血症或呼吸性酸中毒状态的传感器，
口腔粘膜中的二氧化碳压力的压力传感器，
所述患者的血液的氧合水平的无创传感器、例如NIRS型的血氧定量计。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述控制单元(21)可由例如医生程序化，以设定所述患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量的所要取值范围，并且其中取决于每次检测或计算的值回馈增加或减小所述工作气体的流速，直到达到所述所要范围中的值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述控制单元(21)可程序化以终止所述工作气体流，所述至少一个用于监测所述患者的状态的传感器(22)仍维持在作用中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述氧合器包含中空毛细管膜，并且用以将所述血流馈送通过所述氧合器的所述馈送构件(12)适于在第一压力值(Pv)下馈送所述血流，用以将所述工作气体馈送通过所述中空毛细管的所述馈送构件(16)适于在第一压力值(P1g)下馈送所述工作气体，并且其中所述工作气体的所述馈送构件的所述控制单元(21)经程序化以在馈送到所述氧合器的所述工作气体流中产生至少一个压力峰值(P2g)，遵守条件P1g<P2g<Pv。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述馈送构件(16)包含工作气体的来自外部来源朝向所述中空毛细管的流入线(17)，并且所述控制单元(21)包含用于拦截所述流入线(17)的相称的电阀(27)，所述控制单元可以经操作以取决于二氧化碳和/或氧气的通过所述至少一个传感器检测的或者计算的量回馈改变所述工作气体的流速，并且以在所述工作气体流中产生所述至少一个压力峰值(P2g)，增加和减小馈送到所述中空毛细管的所述工作气体的瞬时流速。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其进一步包含所述工作气体的加热和/或冷却构件(30)，其连接到所述控制单元(21)并且经设计以维持所述工作气体的温度在由用户预设定、接近于或等于所述患者的体温值的值下，所述加热和/或冷却构件(30)可能包含翅片状或螺旋形通道以便最大化与空气的热交换，或另外珀耳帖单体(Peltier cell)。
8.根据权利要求7所述的设备，其进一步包含用于检测室温并且连接到所述控制单元(21)的温度计(31)，并且所述控制单元(21)经程序化以处理所测量的温度值，以便计算与所述工作气体的向所述氧合器(11)的所述流入线(17)相关的热损失，并且回馈驱动所述加热和/或冷却构件(30)以向所述氧合器提供在所述所要温度下的所述工作气体。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其包含用以获取从所述氧合器(11)出来的工作气体在其已经与所述血液互相作用之后的至少一个流速的样品线(20)，和至少一个用以检测沿着所述样品线(20)在所述工作气体中的二氧化碳和/或氧气的浓度的检测传感器(34)，并且所述控制单元(21)经程序化以计算从所述血液提取的二氧化碳的量和/或横越所述氧合器(11)的所述血液中的氧气量的变化，所述变化呈沿着所述样品线在所述工作气体中的二氧化碳和/或氧气的通过所述检测传感器(34)检测的浓度值与馈送到所述氧合器的所述工作气体中的二氧化碳和/或氧气的并且设定成所述外部来源的水平或通过所述检测传感器(34)检测的浓度之间的差。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述控制单元(21)经程序化以用于：
将工作气体流引入到从所述氧合器出来的所述气体的所述样品线(20)中，以清洁所述线路以免于残余二氧化碳并且以减少其内侧中冷凝的存在，和
将热空气流馈送到所述检测传感器(34)，以便后者保持干燥。
11.一种调节用于体外血液处理的设备中的工作气体流的方法，所述设备包含由血流横越的氧合器，所述方法包含以下步骤：
a)将工作气体流馈送到所述氧合器，以便从所述血液去除二氧化碳和/或使其氧合；
b)预配置在所述处理期间所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量的至少一个传感器，或另外预配置与这些量相关的量的至少一个传感器；
c)取决于所述患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量回馈改变所述工作气体的流速，以便所述患者的血液中所含有的二氧化碳的量和/或氧气的量逐渐转换成对于此患者可接受的取值范围并且维持在这个取值范围中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中其具备步骤c')设定所述患者的血液中的二氧化碳和/或氧气的量的可接受的取值范围，并且其中所述步骤c)自动地或另外在操作员批准其之后进行。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述步骤b)可以由以下交替地或组合地进行：
沿着血液向所述氧合器的馈送线预配置所述血液中的二氧化碳的分压的传感器、优选地光传感器，
沿着血液向所述氧合器的所述馈送线预配置所述血液中的氧气的分压的传感器、优选地光传感器，
向所述患者的身体施用呼吸速率的传感器，所述传感器选自包含以下的群组：热系统、声学系统、移动检测器、弹性条带、电极和呼吸量计，
向所述患者施用适于透皮测量所述血液中的二氧化碳压力的传感器，
向所述患者施用最终呼气相中的二氧化碳的浓度的传感器，所述传感器包含至少一个用于机械通气的二氧化碳检测计，
向所述患者施用适于测定高碳酸血症或呼吸性酸中毒状态的传感器，
向所述患者施用口腔粘膜中的二氧化碳压力的压力传感器，
向所述患者施用所述血液的氧合水平的无创传感器，所述传感器优选地是NIRS型的血氧定量计。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的方法，其中所述氧合器包含中空毛细管膜，
所述步骤a)包括在第一压力值(P1g)下将工作气体流馈送到所述中空毛细管，以便从所述血液去除二氧化碳和/或使其氧合；
并且提供以下的额外步骤：
d)将恒定值指定给或检测所述血流的压力值(Pv)；
e)在馈送到所述中空毛细管的所述工作气体流中产生至少一个压力峰值(P2g)，小心遵守条件P1g<P2g<Pv；
以便去除所述氧合器膜中的冷凝积累。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的方法，其中在需要时在所述步骤a)之前，提供另一个步骤：将所述工作气体的温度升高/降低到接近于或等于患者的体温值的值。
16.根据权利要求11到15中任一项所述的方法，其包含以下额外步骤：
f)通过样品线获取从所述氧合器出来的工作气体的至少一个流速；
g)借助于便利地预配置的检测传感器检测在所述步骤f)中获取的所述工作气体流中的二氧化碳和/或氧气的浓度，
h)在预设定时间范围下，测量进入所述氧合器的所述工作气体流中的二氧化碳和/或氧气的浓度，和
i)取决于步骤g)与h)中检测的浓度值的差，监测从所述血流提取的二氧化碳和/或向其中添加、横越所述氧合器的氧气的量。
17.根据权利要求11到16中任一项所述的方法，其包含以下额外步骤：
l)将逆流工作气体流引入到所述样品线中，以去除残余工作气体并且减少其内侧中冷凝的存在；和
m)通过热空气流保持所述检测传感器干燥。
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