CN111148538A - 血液过滤设备 - Google Patents

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Abstract

一种血液过滤设备(1)，包括：壳体(2)，该壳体(2)限定了容纳容积(3)，并设有用于静脉血液的至少一个第一入口(4)、用于腔内血液的至少一个第二入口(5)、用于腔外血液的至少一个第三入口(6)以及至少一个排出口(7)，该排出口(7)用于排出血液；血液过滤装置(8、9、10)，其容纳在该容纳容积(3)内部，并界定了与该血液入口(4、5、6)连通的至少一个过滤容积(8a、9a、10a)和与该排出口(7)连通的至少一个收集容积(11)；其中，该过滤装置(8、9、10)包括：至少一个第一过滤元件(8)，该第一过滤元件(8)限定一闭合轮廓并界定与该第一入口(4)连通的第一过滤容积(8a)；至少一个第二过滤元件(9)，该第二过滤元件(9)限定一闭合轮廓并界定与该第二入口(5)连通的第二过滤容积(9a)；至少一个第三过滤元件(10)，该第三过滤元件(10)限定一闭合轮廓并界定与该第三入口(6)连通的第三过滤容积(10a)；其中该过滤元件(8、9、10)彼此是分开且不相同的。

Description

血液过滤设备
技术领域
本发明涉及一种体外血液循环中的血液过滤设备。
背景技术
众所周知，在某些外科手术过程中，当患者心脏的功能暂时中断时，将使用所谓的“心肺”机进行体外血液循环。
心肺机包括一系列设备，其中包括过滤设备(也称为“静脉贮血器”)，其适于过滤来自患者的血液；热交换器，其适于调节离开过滤设备的血液的温度；以及氧合器，其适于向待重新输入患者体内的血液提供合适的氧气供应。
更具体地，在体外循环(ECC)期间，由于重力或通过位于中空静脉的套管或通过位于右心房的套管在心肺机的静脉储血器内施加负压的影响，血液流出。静脉贮血器的血液泵入动脉系统，通常，通过位于升主动脉中的插管，穿过膜氧合器，在所述膜氧合器中血液被氧化和脱羧。
该系统可用于提供全部或部分循环和呼吸辅助。
体外血液循环由区域(field)抽吸线(主动脉根部、通气孔、现场抽吸器)，心脏停搏输液管路，栓塞泡过滤器以及热交换器组成。
存在于静脉贮血器中的过滤设备用于消除体外循环中的栓塞，其中的栓塞可以是气态栓塞或固态栓塞。
固态栓塞的主要来源基本上是来自外科手术区域的细胞膜，包括了动脉粥样硬化、钙、脂质、骨碎片、变性蛋白质、缝合材料、血小板和白细胞聚集体。
进入体外循环的气态栓塞的主要来源是外科手术区域。空气可以从静脉插管部位、在主动脉插管期间、从主动脉根部、从通气孔、区域抽吸器吸入。
目前已知的过滤设备包括刚性壳体，该刚性壳体设置有上盖，在该上盖上限定了血液入口接头，该血液入口接头适于接收直接来自患者心脏的所谓的“腔内”血液。然后，该设备进一步具有另一接头，其适于接收来自患者静脉的血液，该接头通常布置在壳体底部的。以及，包括排出口，用于排出过滤后的血液。
更具体地，在壳体内部设有过滤元件，限定一闭合轮廓，其内部容积与上述血液入口接头连通，并且其外部容积与排出口连通。进入壳体的血液穿过该过滤元件后从排出口流出。
这些已知类型的过滤设备实际上具有许多缺点。
这些装置实际没有实现对处理血液进行有效过滤。
事实上，在心脏外科手术期间抽吸的腔内血液和腔外血液彼此具有显著不同的性质，实际上，腔内血液通常不是很活跃(activated)(即没有固态栓塞)并且气泡数量较少，而腔外血液就非常活跃并且富含气泡。
由于在已知类型的设备中，腔内血液(具有很少的气态栓塞)和腔外血液(具有很多气态栓塞)在过滤之前被混合在一起，因此这涉及腔内血液的活化(activation)，即腔内血液会被腔外血液“污染”。因此，由已知类型的设备进行的过滤不是很有效，这是由于过滤元件必须同时消除气态和固体栓塞，从而降低了气态微栓塞的消除能力以及血液过滤能力。
发明内容
本发明的主要目的是设计一种血液过滤设备，其相对于已知类型的设备可以提高过滤效率。
特别地，本发明旨在对每个处理过的血液流进行优化过滤，从而改善输出血液的质量。
本发明的另一目的是设计一种血液过滤设备，该血液过滤设备可以在简单、合理、容易、有效使用和具有成本效益的解决方案的范围内克服现有技术的上述缺点。
上述目的通过根据权利要求1所述的血液过滤设备得以实现。
附图说明
从对血液过滤设备的优选但非排他性实施例的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，在附图中通过示意性但非限制性的示例示出了血液过滤设备的实施方式，其中：
图1是根据本发明在第一实施例中的设备轴测图；
图2是图1的设备的一部分的顶部轴测图；
图3是根据本发明在第二实施例中的设备轴测图；
图4是图3的设备的一部分的俯视轴测图；
图5是图3的设备的一部分的截面图，其沿着轨道平面V-V截取所得；
图6是图5的一部分的轴测图；
图7是另一轴测图，是图5截面的部分分解图；
图8和图9分别是图3设备的两个截面视图，其中这两个截面视图分别对应套筒的打开和闭合状态；
图10是根据本发明的设备在替代实施例中的过滤元件的分解图；
图11是从图10的过滤元件上方看的平面图；
图12是图11的过滤元件的截面图，其沿着轨道平面XII-XII截取所得；
图13是图11的过滤元件的截面图，其沿着轨道平面XIII-XIII截取所得。
具体实施方式
特别地，参考这些附图，其中的附图标记1总体上表示血液过滤设备。
该设备1包括壳体2，该壳体2限定了容纳容积3，并且(该壳体)设有用于从患者体内获取静脉血液的至少一个第一入口4、用于腔内血液(具有很少的气态栓塞)的至少一个第二入口5、用于腔外血液(富含气态栓塞)的至少一个第三入口6以及用于血液的至少一个排出口7。
容纳容积3的内部容纳有血液过滤装置8、9、10，其界定了与血液入口4、5、6连通的至少一个过滤容积8a，9a，10a以及与排出口7连通的至少一个收集容积11。
根据本发明，过滤装置8、9、10至少包括第一过滤元件8、第二过滤元件9和第三过滤元件10。其中，该第一过滤元件8限定一封闭轮廓并界定与第一入口4连通的第一过滤容积8a；该第二过滤元件9限定一闭合轮廓并界定与第二入口5连通的第二过滤容积9a；以及该第三过滤元件10限定一闭合轮廓并界定与第三入口6连通的第三过滤容积10a。其中第一、第二和第三过滤元件8、9、10彼此是分开且不同的。
容易理解的，根据情况的特定要求，过滤元件8、9、10可以是不同的类型，从而根据待过滤的血液的类型来选择它们的过滤特性。壳体2具有上部2a、底壁2b和侧壁2c。
优选地，入口4、5、6设置在上部2a。
方便地，排出口7设置在底壁2b。
如图1和图3所示，壳体2包括顶部敞开的主体12，该主体12限定了侧壁2c和底壁2b、以及用于封闭主体12的盖13，该盖13限定了上部2a并且在其中定义了入口4、5和6。
更具体地，第二入口5和第三入口6由覆盖元件28限定，该覆盖元件28与对应的支撑元件29接合，在覆盖元件28和支撑元件29之间设置有至少一个密封元件30，其中该支撑元件29与上部2a相关联。有利地，过滤元件8、9和10具有管状形状，其底座位于底壁2b，并且其上座与相应的入口4、5、6连通。容纳元件31，其位于过滤元件8、9和10的周围。
在图中所示的实施例中，第二和第三过滤元件9、10并排布置。
更具体地，第一过滤元件8具有比第二和第三过滤元件9和10更长的纵向延伸。
从图中可以看出，实际上，底壁2b具有第一延伸部和第二延伸部，其中第一过滤元件8的底端和排出口7位于该第一延伸部，第二和第三过滤元件9和10的底端位于该第二延伸部，在使用中，第一延伸部的布置水平高度低于第二延伸部。
优选地，第一过滤元件8介于排出口7与第二和第三过滤元件9和10之间。
在图10至图13所示的实施例中，设备1包括多个第二和/或第三入口5、6，并且包括位于第二和第三入口5、6中的至少一个血液分离装置23，该血液分离装置23适于与相应的过滤容积9a、10a连通。其中，这些分离装置23适于将来自各个入口5、6的血流保持彼此分离。
更具体地，分离装置23是主体24限定有多个曲线延伸的通道25的类型，每个通道25均适于接收进入相关入口5、6的血流，从而将血液从外围区域输送到中心区域。
分离装置23允许防止进入每个入口5、6的各种血流彼此混合，从而实现空气与血液的初始分离。
优选地，通道25具有朝向中心区域的会聚部分。
有利地，在第二和第三过滤元件9、10中的至少一个的内部，容纳至少一个输送元件26，该输送元件26适于沿着预定路径引导血液，以便将血液朝着相应的过滤元件9、10输送。
在附图所示的实施方式中，输送元件26基本呈螺旋形。
更详细地，输送元件26具有血液流动表面27，该血液流动表面27限定了基本为螺旋形的路径，其侧边缘与相应的过滤元件9、10的内侧面基本相切。
输送元件26布置在分离装置23的下方，因此适于接收来自分离装置的血液。
更具体地，输送元件26介于分离装置23和底壁2b之间。
在图1和图2所示的第一实施例中，每个过滤元件8、9、10的外部容积彼此连通。换句话说，收集容积11在外部不间断地围绕每个过滤元件8、9、10。这产生以下事实：一旦经过过滤，通过入口4、5和6进入到壳体2的血液部分将被混合在一起并积聚在收集容积11中，然后再通过排出口7流出。
另一方面，在图3至图6所示的第二实施例中，设备1包括位于收集容积11内的至少一个分隔壁14，该分隔壁14与壳体2接合以将收集容积本身分成第一收集容积11a和第二收集容积11b，其中该第一收集容积11a围绕第一和第二过滤元件8、9并与排出口7连通，该第二收集容积11b围绕第三过滤元件10并与抽血接头15连通，其中该抽血接头15与排出口7是分开的。分隔壁14因此将第三过滤元件10与第一和第二过滤元件8和9隔离，从而避免了各自过滤的血液部分的混合。
方便地，抽血接头15包括套筒16，该套筒16的顶端自盖13突出并且可从外部连接，且该套筒16的底端布置在第二收集容积自身内部。套筒16包括至少一个第一开口17a和至少一个第二开口17b，其中该至少一个第一开口17a与第二收集容积11b连通，该至少一个第二开口17b适于通过限定在分隔壁14上并位于套筒16处的通道22使套筒本身与第一收集容积11a连通。
方便地，套筒16可操作成围绕在打开状态和闭合状态之间的相关轴线旋转，其中该打开状态时，第二开口17b放置成与通道22连通，该闭合状态时，第二开口17b与通路22隔离，后者被套筒本身的壁所阻碍，从而使第一收集容积11a与第二收集容积11b保持隔离。在打开状态和闭合状态中，第一开口17a均被放置成与第二收集容积11b连通。
在图示的实施方式中，套筒16包括两个第一开口17a和一个第二开口17b，该第二开口17b与第一开口17a中的其中一个基本对齐，另一个第一开口17a介于之间。在套筒16的打开状态中，第一和第二收集容积11a和11b彼此连通，使得操作者然后可以从第一收集容积11a抽吸血液；而在闭合状态中，第一和第二收集容积容积11a和11b彼此隔离，并且操作者可以通过套筒本身抽吸由第三过滤元件10过滤得来的血液。
优选地，在第二收集容积11b内部设置有从底壁2b延伸的附件18，该附件18适于与套筒16一起操作并且设有至少一个凹口19。更详细地，套筒16在打开状态下，此时彼此对齐的第一开口17a和第二开口17b分别位于凹口19和通道22，从而允许过滤后的血液从第二收集容积1lb流进套筒本身内部，再从内部流入第一收集容积11a；而在闭合状态下，第二开口17b被通道22隔离，因此通道22通过套筒16的侧壁闭合，从而允许操作者通过套筒本身抽吸过滤后的血液并容纳在第二收集容积11b中。
有利地，在该第二实施例中，在第二收集容积1lb内提供了至少两个隔断壁20a、20b，它们介于第三过滤元件10和抽血接头15之间。更特别地，隔断壁20a、20b限定了各自的通道间隙21a、21b供由第三过滤元件10过滤的血液通过，该通道间隙21a、21b相对于底壁2b设置在不同的高度。
优选地，设备1包括第一隔断壁和第二隔断壁，在图中分别用附图标记20a和20b标识，该第一隔断壁和第二隔断壁沿第三过滤元件10朝向抽血接头15彼此连续地布置。其中，由第二隔断壁20b限定的通道间隙21b布置成高于由第一隔断壁20a限定的通道间隙21a。
隔断壁20a和20b允许保留存在于血液中的脂质和白细胞，这些脂质和白细胞收集在第二收集容积11b中的血液本身的上层。
因此，附件18和凹口19介于第二隔断壁20b和套筒16之间，并且使得取决于套筒自身所采取的位置，能够防止分离的脂质和白细胞通过套筒16被抽吸或终止于第一收集容积11a的内部，即使在以最大程度地抽出容纳在第二收集容积11b中的血液的情况下。
本发明的操作如下。
根据上文的描述可以容易地理解，在使用根据本发明的设备之前，操作员将入口4、5和6连接到各自的血液输送管路。
因此，腔内和腔外静脉血液分别进入第一过滤容积8a、第二过滤容积9a和第三过滤容积10a，并流过相应的过滤元件8、9和10。之后，分别过滤每种类型的血液。
在图10至图13所示的实施例中，进入第二入口5和第三入口6的血液与分离装置23相遇，进入相应的通道25，并朝着输送元件26输送。血液因此流过流动表面27，其将血液推向相应的过滤元件9、10并逐渐滴入相应的过滤容积9a、10a内部。
在根据第一实施例的设备1中，过滤的血液流入收集容积11，之后从排出口7流出。
另一方面，在第二实施例中，流过第一过滤元件8和第二过滤元件9的血液收集在第一收集容积11a中，然后流出排出口7；而流过第三过滤元件10的血液收集在第二收集容积11b中，然后在通过隔断壁20a和20b之后，根据套筒16的位置决定是从抽血接头15或是排出口7被抽吸出。如上所述，由于容纳在第二收集容积11b中的血液的沉淀，隔断壁20a和20b允许保留其中存在的脂质和白细胞。
实践中已经发现，本文所描述的发明实现了预期的目的，并且特别地强调了以下事实：本发明的设备允许针对每种类型的待过滤血液使用特定的过滤元件。这允许根据待过滤血液的性质来优化过滤步骤，从而相对于已知设备提高了过滤后的血液的质量。
第二实施例中的分隔壁允许通过保留其中存在的脂质和白细胞来进一步分离血液成分。

Claims (21)

1.一种血液过滤设备(1)，包括：
壳体(2)，所述壳体(2)限定了容纳容积(3)，并设有用于静脉血液的至少一个第一入口(4)、用于腔内血液的至少一个第二入口(5)、用于腔外血液的至少一个第三入口(6)以及用于血液排出的至少一个排出口(7)；
血液过滤装置(8、9、10)，其容纳在所述容纳容积(3)内部，并界定了与所述血液入口(4、5、6)连通的至少一个过滤容积(8a、9a、10a)和与所述排出口(7)连通的至少一个收集容积(11)；
其特征在于，所述过滤装置(8、9、10)包括：
至少一个第一过滤元件(8)，所述第一过滤元件(8)限定一闭合轮廓并界定与所述第一入口(4)连通的第一过滤容积(8a)；
至少一个第二过滤元件(9)，所述第二过滤元件(9)限定一闭合轮廓并界定与所述第二入口(5)连通的第二过滤容积(9a)；
至少一个第三过滤元件(10)，所述第三过滤元件(10)限定一闭合轮廓并界定与所述第三入口(6)连通的第三过滤容积(10a)；
其中所述过滤元件(8、9、10)彼此是分开且不相同的。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述入口(4、5、6)设置在所述壳体(2)的上部(2a)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述排出口(7)设置在所述壳体(2)的底壁(2b)。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述过滤容积(8a、9a、10a)对应于由每个过滤元件(8、9、10)限定的内部容积，并且所述收集容积(11)布置在所述过滤元件(8、9、10)的外部。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述第二和第三过滤元件(9、10)并排布置。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，所述第一过滤元件(8)介于所述排出口(7)与所述第二和第三过滤元件(9、10)之间。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括多个所述第二和/或第三入口(5、6)，并且所述设备(1)包括位于所述第二和第三入口(5、6)中的至少一个血液分离装置(23)，所述血液分离装置(23)与相应的过滤容积(9a、10a)连通，所述分离装置(23)适于当在血液进入各自的入口(5、6)时，保持血流彼此分离。
8.根据权利要求7所述的设备(1)，其特征在于，所述分离装置(23)至少包括主体(24)，在所述主体(24)上限定了多个具有曲线延伸的通道(25)，其中每个所述通道(25)适于接收从相应入口(5，6)流入的血液，以将其从外围区域输送到中心区域。
9.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述通道(25)具有从所述主体(24)的边缘朝向中心的会聚部分。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，在所述第二和第三过滤元件(9、10)的至少一个的内部容纳至少一个输送元件(26)，所述输送元件(26)适于沿预定路径引导血液。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其特征在于，所述输送元件(26)基本呈螺旋形。
12.根据权利要求10或11所述的设备(1)，其特征在于，所述输送元件(26)具有血液流动表面(27)，所述血液流动表面(27)限定基本呈螺旋形的路径并且其侧边缘位于相应的过滤元件(8、9、10)的内壁。
13.根据权利要求7至9中的一项或多项以及权利要求10至12中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述输送元件(26)布置在所述分离装置(23)的下方。
14.根据权利要求13所述的设备(1)，其特征在于，所述输送元件(26)介于所述分离装置(23)和所述壳体(2)的底壁(2b)之间。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述收集容积(11)在外部无间断地包围每个所述过滤元件(8、9、10)。
16.根据权利要求1至14中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括位于所述收集容积(11)内的至少一个分隔壁(14)，所述分隔壁(14)与所述壳体(2)接合以将收集容积本身分成第一收集容积(11a)和第二收集容积(11b)，其中所述第一收集容积(11a)包围所述第一和第二过滤元件(8、9)并与所述排出口(7)连通，所述第二收集容积(11b)包围所述第三过滤元件(10)并易与抽血接头(15)和/或与所述第一收集容积(11a)连通。
17.根据权利要求16所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括至少两个隔断壁(20a、20b)，所述隔断壁(20a、20b)容纳在所述第二收集容积(1lb)内，介于所述第三过滤元件(10)和所述抽血接头(15)之间；并且所述隔断壁(20a、20b)限定已过滤血液的各自的通道间隙(21a、21b)，所述通道间隙(21a、21b)相对于所述壳体(2)的底壁(2b)设置在不同的高度。
18.根据权利要求17所述的设备(1)，其特征在于，所述隔断壁(20a、20b)包括第一隔断壁(20a)和第二隔断壁(20b)，所述第一隔断壁(20a)和第二隔断壁(20b)沿所述第三过滤元件(10)朝向所述抽血接头(15)彼此相继布置，并且由所述第二隔断壁(20b)限定的通道间隙(21b)布置高于由所述第一隔断壁(20a)限定的通道间隙(21a)。
19.根据权利要求16至18中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述抽血接头(15)包括至少一个套筒(16)，所述套筒(16)可从外部连接，且所述套筒(16)设有至少一个或多个第一开口(17a)和至少一个第二开口(17b)，其中所述第一开口(17a)位置上与第二收集容积(11b)连通，所述第二开口(17b)用于血液的通过；并且，所述分隔壁(14)包括与所述第一收集容积(11a)连通的至少一个通道(22)，所述套筒(16)设置成在打开状态和闭合状态之间可旋转地操作，其中处于所述打开状态时，所述至少一个第一开口(17a)放置成与所述第二收集容积(11b)连通，所述第二开口(17b)位于所述通道(22)以使所述第一收集容积(11a)与所述第二收集体积(11b)连通；处于所述闭合状态时，所述至少一个第一开口(17a)与所述第二收集容积(11b)连通，并且所述第二开口(17b)与所述通道(11b)隔开。
20.根据权利要求17至19中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括在第二收集容积(11b)内部从底壁(2b)延伸的至少一个附件(18)，所述附件(18)设有至少一个凹口(19)，并且所述套筒(16)具有至少两个所述第一开口(17a)和至少一个所述第二开口(17b)，所述套筒(16)在打开状态下时，所述第一开口(17a)中的一个位于所述凹口(19)处且所述第二开口(17b)位于通道(22)处，所述套筒(16)在闭合状态下时，另一个所述第一开口(17a)设置在所述凹口(19)处且所述第二开口(17b)被封闭。
21.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其特征在于，所述过滤元件(8、9、10)具有管状形状，并且所述第一过滤元件(8)相比所述第二和第三滤波元件(9、10)具有更长的纵向延伸。
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