CN106659839A - 用于洗除体外血液循环回路中的气泡的方法 - Google Patents

用于洗除体外血液循环回路中的气泡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于借助冲洗液从体外血液循环回路的、优选透析机的体外血液循环回路的至少一个目标区域中洗除气泡的方法，其中体外血液循环回路中的冲洗液的流速和/或压力在冲洗过程期间至少暂时是不恒定的；和/或其中体外血液循环回路中的冲洗液的流速在冲洗过程期间至少暂时高于可能的流速的范围，所述范围在处理期间用于血液。此外，本发明涉及一种具有体外血液循环回路、泵和控制单元的体外血液处理单元，其中控制单元构成为执行根据本发明的冲洗方法。此外，本发明涉及一种具有体外血液循环回路、泵和控制单元的体外血液处理单元，其中控制单元构成为，使得在泵停机之后或在泵以节流的速度运行之后，缓慢提高血液的输送速度。

Description

用于洗除体外血液循环回路中的气泡的方法
技术领域
本发明涉及一种用于从体外血液循环回路的目标区域中洗除气泡的方法以及一种体外血液处理单元。
背景技术
微气泡是具有数μm的直径的气泡，所述微气泡由于其小的尺寸通常不再是可见的。所述微气泡在体外血液循环回路中在不同位置上和不同条件下出现，此外，所述微气泡由于血溶性气体的逸出或在体外循环回路的低压区域中的最小的泄漏部处的空气进入而出现，并且附着在体外的软管系统或血液处理单元的内表面上。当所述微气泡脱离并且注入到人体中时，所述微气泡的影响比之前猜测的更强。例如，已证实微气泡进入透析患者的生命攸关的器官、例如肺、心脏和大脑中。
借助于微气泡检测器观察透析设备能够可知微气泡的一系列可能的来源。此外已观察到：在处理的第一分钟中，发生微气泡增多地输入到患者中。在开始时，平均微气泡流与在剩余的处理期间相比能够高一个数量级。此外，在体外循环回路中潜在地存在空气积聚，所述空气积聚能够用作为用于随后的微气泡形成的来源和储备。空气积聚例如能够在透析器中、在血液泵的软管区段中、在静脉滴注器中、在肝素注射器和其他注射器中、在输入管路(例如在肝素软管中)和其他接口(例如鲁尔连接装置)中存在。原则上，泵的抽吸区域中的低压有利于空气输入。此外，在压力保持测试期间，也观察到微气泡的增加的数量，在所述压力保持测试期间，暂时不再更换透析液并且不再用新鲜的、脱气的透析液四面冲刷透析器毛细管中的血液。
微气泡由于其小的尺寸和其小的浮力能够仅受限地在静脉室中沉积，并且仅有限制地由在上文中描述的用于避免空气注入的保护系统识别。
发明内容
本发明基于以下目的：减少在体外血液循环回路中的微气泡的数量或减少微气泡注入到患者身体中。
在此背景下，本发明提出一种用于借助冲洗液从体外血液循环回路的至少一个目标区域中洗除气泡的方法，其中在体外血液循环回路中的冲洗液的流速和/或压力在冲洗过程期间至少暂时是不恒定的，和/或其中在体外血液循环回路中的冲洗液的流速在冲洗过程期间至少暂时处于可能的流速的范围之外，所述范围在处理期间用于血液。后一特征能够表示：在体外血液循环回路中的冲洗液的流速在冲洗过程期间至少暂时大于可能的流速的范围，所述范围在处理期间用于血液。此外，例如存在流向变换的可能性。
根据现有技术，体外血液循环回路的冲洗仅在小且恒定的流速下或在恒定的液体压力下进行。在此，虽然大气泡例如在静脉室中沉积，然而微气泡的数量几乎不减少。因此，根据本发明提出，在冲洗期间将血液泵速率调整成，使得能够更好地去除微气泡。
在一个实施方式中，体外血液循环回路为透析机。透析机的体外血液循环回路包括动脉管路、血液泵、透析器和静脉管路。在动脉管路中设置有用于连接至患者的动脉端口。在静脉管路中设置有用于连接至患者的静脉端口。此外，也能够考虑在其他体外处理系统中、例如在超滤设备和心肺机中使用该方法。
在一个实施方式中，借助泵输送冲洗液穿过目标区域，并且流速和/或压力的改变通过泵的输送速率的改变来实现。
在一个实施方式中，输送速率的改变通过接通和关断泵或节流和提高泵速度来实现。节流理解为泵减速到大于0的输送速率，而关断理解为完全停止。相应地，提高从大于0的输送速率开始，而接通从等于0的输送速率开始。
在一个实施方式中，泵是设置在体外血液循环回路中的血液泵或者是设置在体外血液循环回路之外的冲洗泵。例如冲洗泵能够设置在冲洗液的输入管路中。
在一个实施方式中，体外血液循环回路具有至少一个夹具或阀门，并且流速和/或压力的改变通过控制夹具来实现。在本文中，术语夹具也包括阀门，所述阀门能够将冲洗液到体外血液循环回路中、穿过体外血液循环回路、从体外血液循环回路离开的穿流节流或停止。体外血液循环回路例如能够具有动脉夹具和/或静脉夹具。冲洗液的与动脉端口或静脉端口不同的入口或出口也能够具有夹具。压力和/或流速的改变例如能够通过关闭在冲洗液的出口(静脉端口或分开的出口)上的夹具并且挡住液体以及紧接着打开所述夹具来实现。此外，改变也能够通过关闭在冲洗液的入口上的夹具以及紧接着打开和断断续续地允许冲洗液流入来实现。
在一个实施方式中，冲洗液的流速和/或压力以振荡的方式增大和减小。例如流速和/或压力在特定的时间段中的周期性的增大和减小是可能的。振荡能够具有例如为0.1s至5s的持续时间。
在一个实施方式中，振荡示出冲洗液的流速和/或压力的连续的或突然的升高和连续的或突然的降低。例如连续的压力升高和基本上突然的压力降低能够通过下述方式实现：为了压力升高关闭出口侧的或静脉的夹具并且为了紧接着的压力降低再次打开。在泵的输送功率必要时周期性变化时，借助泵控制能够确定：流速和/或压力的升高或降低的突然变化程度。
在一个实施方式中，振荡的振幅选择成，使得冲洗液的流速和/或压力在谷值和峰值之间至少以因数1.3、因数1.5或因数2改变。通过振荡的振幅的确定的最小值来确保在分离气泡时的良好效果。
在一个实施方式中，体外血液循环回路中的冲洗液的流速在冲洗过程期间至少暂时大于500ml/min或大于700ml/min。在许多情况下，在体外血液处理期间选择在200ml/min和550ml/min之间的通量，尤其在使用内直径在3mm和5mm之间的软管系统时如此。在冲洗过程期间的更高的流速能够引起气泡的更好的分离。
在一个实施方式中，方法能够在用于体外血液循环回路的准备过程的范围中执行，并且例如为准备过程的最终步骤。
在一个实施方式中，方法在处理中断期间、尤其在压力保持测试期间执行。方法能够手动地或自动地触发。触发条件的示例包括周期性的触发(例如在30分钟至2小时的区间值中)，或以对特定的传感器报告(例如气泡检测器的测量值超过极限值，其中那么假设：检测到的气泡数量和未检测到的微气泡数量同时增加)或事件(例如压力保持测试的开始)做出反应的方式触发。冲洗能够在预定的时间段中进行(例如具有在1分钟和15分钟之间的持续时间)，或者基于不同的参数手动地或自动地确定。也能够考虑接合其他过程、例如压力保持测试的持续时间。
此外，本发明涉及一种具有体外血液循环回路、泵和控制单元的体外血液处理单元，其中控制单元构成为执行根据本发明的冲洗方法。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得所述控制单元在体外血液循环回路的准备的范围中自动触发方法。例如方法能够是最终的准备步骤。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得所述控制单元在执行根据本发明的冲洗方法之前中断处理，和/或所述控制单元在中断处理期间触发方法，和/或所述控制单元在执行方法之后自动地继续进行处理。例如控制单元能够构成为，特意为了执行方法而中断处理。中断例如周期性地(例如在30分钟至2小时的区间值中)进行或以对特定的传感器报告、例如设置在静脉管路中的气泡传感器的报告做出反应的方式进行。此外，控制单元能够构成为，使得如果处理总归中断，那么触发方法。例如方法能够在压力保持测试期间触发。方法的持续时间例如能够对应于同时执行的压力保持测试的持续时间(例如在1分钟和5分钟之间)。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得所述控制单元在确定处理特定的参数时、尤其在确定超滤体积时考虑通过方法输入的冲洗液的和/或通过方法导出的血液的量。
在一个实施方式中，体外血液循环回路具有用于冲洗液的分开的入口和分开的出口，所述入口和出口与动脉端口或静脉端口不同。由此，能够实现关于根据本发明的冲洗方法的使用时刻的更高的灵活性，因为在患者连接于循环回路期间(例如在处理间歇期间或在压力保持测试期间)，也能够进行气泡的洗除。入口优选设置在动脉管路中，典型地在血液泵的上游或下游。出口优选设置在静脉管路中。在该实施方式中，在根据本发明的方法的范围中，也能够考虑冲洗溶液的流向变换，其中冲洗溶液优选以脉冲的方式与血液流动方向相反地运动。
此外，本发明涉及一种具有体外血液循环回路、泵和控制单元的体外血液处理单元，其中控制单元构成为，使得在泵停止之后或在泵以节流的速度运行之后，血液的输送速度缓慢地提高。此外，所述血液处理单元的控制单元当然能够构成为，执行根据本发明的方法。
控制单元的这种构成在下述背景下进行，已经注意到血液泵的快速的加速能够引起离开循环回路的血液中的微气泡数量的急剧提高。因此，有利的是，血液泵在处理开始时或在处理期间在停止/减小之后缓慢地加速。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得血液的输送速度在处理开始时缓慢地提高。在处理开始之前，泵通常处于静止。
在一个实施方式中，控制单元构成为，使得在处理中断之后，血液的输送速度缓慢地提高。在处理中断期间，泵能够静止或以减小的输送功率运行。
在一个实施方式中，输送速度按照斜率不大于300ml/min2或200ml/min2或150ml/min2的必要时线性的斜坡提高。这表示：在泵停止之后，在至少一分钟之后，例如在2分钟之后才达到处理的理论值，例如400ml/min。在此，能够考虑速度的逐步提高、或线性提高，例如在启动时以200ml/min2作为血液加速度。
在一个实施方式中，根据本发明的体外血液处理单元是透析机。透析机能够适合并且确定用于执行血液透析、血液透析滤过、血液滤过和/或纯超滤。此外，根据本发明的体外血液处理单元能够是其他处理系统，例如超滤设备或心肺机。血液泵和/或冲洗泵能够是蠕动泵。冲洗液例如能够是置换溶液或准备溶液。示例包括生理盐水和林格氏溶液。必要时，溶液还能够包含抗凝剂、例如肝素。
附图说明
其他细节和优点从下面描述的附图和实施例中得出。唯一的附图示出根据本发明的透析机的流体循环回路的示意图。
具体实施方式
透析机具有透析器1，所述透析器具有血液室2和透析液室3，所述血液室和所述透析液室通过膜4彼此分开。血液室2是体外血液循环回路5的组成部分。透析液室3是透析液循环回路6的组成部分。血液循环回路5具有动脉端口7，所述动脉端口经由动脉管路8与血液室2连接。在动脉管路8中存在血液泵9。血液室2的静脉端部借助静脉管路10与静脉端口11连接。在静脉管路中存在滴注器12。
此外，体外血液循环回路5具有用于冲洗液的分开的入口14和分开的出口15。替选地，当然可行并且由本发明包括的是：冲洗液经由动脉端口7进入到体外血液循环回路中和/或经由静脉端口11再次离开所述体外血液循环回路。为了循环运行的目的，也能够考虑静脉端口和动脉端口的短路。仍能够有利的是，积聚有微气泡的冲洗液经由静脉端口或分开的出口从循环回路中流出。能够考虑该血流方向的流动的与该血流方向反向的反转。
出口15在静脉管路10中设置在体外血液循环回路的全部存在的接口的下游。例如，在图中作为接口示出后稀释端口16。在出口和静脉端口之间存在气泡检测器17。入口在动脉管路中设置在血液泵的上游并且是分开的通道。作为其他接口，血液循环回路包括具有集成的肝素输入管路19的前稀释端口18。此外，体外血液循环回路包括动脉夹具20和静脉夹具21。动脉夹具设置在动脉端口7和入口14之间。静脉夹具设置在出口15和静脉端口11之间。入口14和出口15借助三通阀与体外血液循环回路15连接。
示出的体外血液循环回路能够借助根据本发明的方法冲洗。因此，冲洗液在分开的入口14处输入并且借助血液泵9被输送通过循环回路。在冲洗过程期间，在例如为3分钟的一定的时间段中，血液泵不以恒定的输送速率运行，而是在例如为2秒的短的周期间隔中，泵速度提高2倍并且再次降低。这引起在体外血液循环回路中的冲洗液的流速和压力的周期性变化，这又有利于分离微气泡。
例如能够在准备期间或在处理间歇期间执行冲洗。例如能够考虑的是：在压力保持测试的持续时间期间执行方法。
如果在准备期间执行过程，通过在初次冲洗体外血液循环回路时调整泵速率，能够引起已经存在的微气泡的分离。体外循环回路能够由脱气的冲洗溶液最大限度地填充。通过血液泵的重复的中断和继续运行能够产生压力冲击。由此并且通过在继续进行时提高的泵速率，能够将微气泡从软管壁分离并且通过冲洗溶液运走。冲洗溶液能够丢弃。
如果在泵停止之后在根据本发明的方法结束之后继续进行体外血液处理，那么在描述的实施例的范围中提出，血液泵的输送速度在处理开始时缓慢提高。因此，在处理开始时，能够减少从体外管路系统中分离微气泡。具体地提出：输送速度按照斜率为200ml/min2的线性斜坡提高，使得在2分钟之后才达到400ml/min的额定值。当然，本发明也包括用于提高的其他算法和其他额定值。
最后，能够说明的是：在根据本发明的方法的范围中，例如借助于血液泵的重复的停止和运行和/或高的泵速度，将部分静态的微气泡分离，并且借助于在体外循环回路的静脉支路中存在并且必要时应设立的凹槽(例如借助超滤泵经由透析器膜、或在静脉支路中的置换端口或其他输出管路)从体外循环回路中去除。在用脱气的置换液初次填充体外血液循环回路期间，循环回路能够被最大限度地填充，并且借助于流动冲击和压力冲击(例如通过瞬时最大的血液泵速率、静脉夹具的封锁和释放等)能够削弱并且减少空气积聚和微气泡储存。在血液泵停止之后在处理之前或期间，所述血液泵能够始终缓慢加速，例如以不大于200ml/min2的斜坡，这表示：在血液泵停止之后，在2分钟之后才会达到400ml/min的可能的额定速率。在压力保持测试的情况下，在测试之前能够及早地降低血液泵速率，血液泵和置换泵的输送速率在旁路期间保持最小(例如泵停止)，并且两个速率在旁路之后缓慢地再次加速至其额定值。

Claims (15)

1.一种用于借助冲洗液从体外血液循环回路的、优选透析机的体外血液循环回路的至少一个目标区域中洗除气泡的方法，
其特征在于，
在所述体外血液循环回路中的所述冲洗液的流速和/或压力在冲洗过程期间至少暂时是不恒定的；和/或在所述体外血液循环回路中的所述冲洗液的流速在所述冲洗过程中至少暂时处于可能流速的在血液处理期间所用的范围之外。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
借助泵输送所述冲洗液穿过所述目标区域，并且流速和/或压力的改变通过所述泵的输送速率的改变来实现。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
输送速率的改变通过接通和关断所述泵或者节流和提高泵速度来实现。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述泵是设置在所述体外血液循环回路中的血液泵或者是设置在所述体外血液循环回路之外的冲洗泵。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述体外血液循环回路具有至少一个夹具或阀门，并且流速和/或压力的改变通过控制所述夹具来实现。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述冲洗液的流速和/或压力以振荡的方式增大和减小。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述振荡示出所述冲洗液的流速和/或压力的连续的或突然的升高和连续的或突然的降低。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
将所述振荡的振幅选择成，使得所述冲洗液的流速和/或压力在谷值和峰值之间至少以因数1.3、因数1.5或因数2改变。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述体外血液循环回路中的所述冲洗液的流速在所述冲洗过程期间至少暂时大于500ml/min或大于700ml/min。
10.一种体外血液处理单元，优选透析机，具有体外血液循环回路、泵和控制单元，
其特征在于，
所述控制单元构成为执行根据上述权利要求中任一项所述的冲洗方法。
11.一种体外血液处理单元，优选透析机，具有体外血液循环回路、泵和控制单元，
其特征在于，
所述控制单元构成为，使得在所述泵停机之后或在所述泵以节流的速度运行之后，缓慢地提高血液的输送速度。
12.根据权利要求11所述的体外血液处理单元，
其特征在于，
所述控制单元构成为，使得在处理开始时缓慢地提高血液的输送速度。
13.根据权利要求11或12所述的体外血液处理单元，
其特征在于，
所述控制单元构成为，使得在处理中断之后缓慢地提高血液的输送速度。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的体外血液处理单元，
其特征在于，
输送速度按照斜率不大于300ml/min2或200ml/min2或150ml/min2的斜坡提高。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的体外血液处理单元，
其特征在于，
所述控制单元构成为执行根据权利要求1至9中任一项所述的冲洗方法。
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