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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blutkassette gemäß Anspruch 1. Sie betrifft ferner einen Blutkreislauf gemäß Anspruch 20 sowie eine Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 21.
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Aus der
US 2005/0230292 A1 ist eine Blutkassette mit einem Hartteil und einer Folie bekannt. Sie weist einen Luftabscheider auf.
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Aus der
US 7,238,164 B1 sind Vorrichtungen und Verfahren zur Fluidzuführung bei der Blutbehandlung bekannt.
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Bei extrakorporal gefördertem Blut besteht die Gefahr der Bildung von Lufteinschlüssen oder Luftblasen. In der Regel kann es sinnwoll oder vielmehr notwendig sein, die Luft aus dem Blut zu entfernen bzw. abzuscheiden, z. B. bevor das Blut in den Patienten rückgeführt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen zu diesem Zweck geeigneten Luftabscheider anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Blutkassette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei allen folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein oder haben” synonym zu „ist oder hat vorzugsweise” zu verstehen.
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Die erfindungsgemäße Blutkassette weist wenigstens einen Luftabscheider auf, welcher zum Abscheiden von Luft aus den Luftabscheider durchströmenden Bluts geeignet ist und hierzu wenigstens eine Luftabscheidekammer aufweist. Der Luftabscheider oder die Luftabscheidekammer kann eine venöse Blutkammer sein.
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Der Begriff „Luftabscheidekammer”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Kammer bzw. einen Raum mit einem Kammerinneren, welcher sowohl zum Aufnehmen von Blut als auch zum Abscheiden gasförmiger Komponenten aus selbigem geeignet ist. Die Aufnahme kann eine vorübergehende sein.
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Der Begriff „Luft” steht im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung allgemein für „Gas”. Die Luftabscheidekammer kann daher auch als eine Gasabscheidekammer verstanden werden.
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Erfindungsgemäß weist die Luftabscheidekammer wenigstens einen Einströmkanal, durch den das Blut oder der Blutstrom in die Luftabscheidekammer einströmen kann, und wenigstens einen Abströmkanal, durch welchen das Blut oder der Blutstrom aus der Luftabscheidekammer ausströmen kann, auf.
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Der Begriff „Einströmkanal”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet einen Kanal, eine Leitung oder dergleichen. Der Einströmkanal kann einen geschlossenen oder teilweise geschlossenen Querschnitt oder beides aufweisen. Er kann eine geschlossene oder teilweise offene Struktur oder beides sein.
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Gleiches gilt für den Abströmkanal.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist die Luftabscheidekammer in wenigstens eine erste Kammer mit einem ersten Kammerquerschnitt, in welche der Einströmkanal mündet, und wenigstens eine zweite Kammer mit einem zweiten Kammerquerschnitt, aus welcher der Abströmkanal abgeht, unterteilt oder weist derartige erste und zweite Kammern auf.
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Der Begriff „Kammerquerschnitt”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet insbesondere einen Querschnitt, d. h. eine Abmessung des Umfangs, der ersten Kammer oder der zweiten Kammer in der Richtung der Länge der jeweiligen Kammer.
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Der Umfang kann rund oder nicht rund sein. Er kann geschlossen oder offen sein.
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Die „Richtung der Länge” einer Kammer kann vorzugsweise eine horizontale Erstreckung während des Gebrauchs des Luftabscheiders oder einer Behandlungsvorrichtung, welche mit einer erfindungsgemäßen Blutkassette ausgestattet ist, bezeichnen.
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Der Kammerquerschnitt kann jedoch auch einen Querschnitt der ersten Kammer oder der zweiten Kammer entlang einer Richtung der Breite der jeweiligen Kammer bezeichnen.
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Der Kammerquerschnitt kann ein beliebig gewählter Querschnitt der Kammer sein. Er kann, muss aber nicht, der maximale Kammerquerschnitt der jeweiligen Kammer sein. Er kann ebenso der minimale Kammerquerschnitt sein. Der Kammerquerschnitt kann der Querschnitt an einer bestimmten Position der jeweils ersten Kammer oder zweiten Kammer sein; beispielsweise ein durch einen Mittelpunkt oder Schwerpunkt der jeweiligen Kammer gelegter Querschnitt. Der Kammerquerschnitt kann ferner in einer horizontalen Ebene bestimmt werden, insbesondere in einer Gebrauchsstellung des Luftabscheiders. Der Kammerquerschnitt kann in einer Ebene parallel zu einer Öffnungsfläche oder Haupterstreckungsfläche der Verbindungsöffnung bestimmt werden.
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Zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer ist erfindungsgemäß wenigstens eine Verbindungsöffnung vorgesehen, durch welche das Blut aus der ersten Kammer in die zweite Kammer strömen kann. Der Kammerquerschnitt kann senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung des Bluts beim Durchströmen der Verbindungsöffnung sein.
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Der Begriff „Verbindungsöffnung”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Öffnung oder einen Durchgang bzw. Durchlass für das Blut.
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Durch die Verbindungsöffnung kann die Luftabscheidekammer in die erste Kammer und die zweite Kammer aufgeteilt werden.
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Die Verbindungsöffnung kann eine Querschnittsverjüngung aufweisen. Die Verbindungsöffnung (Einschnürung) bewirkt im Wesentlichen eine Entkopplung der Rotationsströmung in der oberen (ersten) Kammer von der im Wesentlichen rotationsfreien Strömung in der unteren (zweiten) Kammer.
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Die erste Kammer und die zweite Kammer stehen in unidirektionaler oder in bidirektionaler Fluidkommunikation zueinander. Demnach kann das Blut oder der Blutstrom oder ein Teil oder Teilstrom desselben aus der zweiten Kammer ggf. in die erste Kammer einströmen oder zurückströmen.
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Das Abscheiden von Luft kann in der ersten Kammer und/oder in der zweiten Kammer der Luftabscheidekammer erfolgen.
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Beispielsweise kann die Luft an einer Oberseite der ersten Kammer abgeschieden werden. Die Luft kann zusätzlich oder alternativ in der zweiten Kammer, wie beispielsweise an einer Oberseite oder in einem oberen Bereich oder einer Strömungsnische der zweiten Kammer, abgeschieden werden.
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Der Begriff „Oberseite” wie er hierin verwendet wird, sowie alle weiteren Richtungs- oder Anordnungs- bzw. Lagebezeichnungen von Komponenten des Luftabscheiders, zum Beispiel eine „Unterseite”, beziehen sich allgemein bevorzugt auf die Lage bzw. Anordnung des Luftabscheiders während seiner Verwendung, wie beispielsweise seiner Verwendung in einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung.
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Der Luftabscheider ist während bzw. zu seiner Verwendung bevorzugt derart angeordnet, dass das Blut senkrecht – vorzugsweise bezogen auf die Haupterstreckung der Luftabscheidekammer – in den Luftabscheider (nicht zwangsläufig auch in eine Kammer hiervon) einströmt.
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Die Erfindung ist hierauf allerdings nicht beschränkt; der Luftabscheider kann während seiner Verwendung alternativ horizontal angeordnet sein.
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Die Begriffe „senkrecht” bzw. „vertikal” und „waagrecht” bzw. „horizontal” beziehen sich – wie hier und auch in den Patentansprüchen verwendet – vorzugsweise auf den Erdmittelpunkt.
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Der Luftabscheider kann im Gebrauch alternativ in einem beliebigen Winkel bzw. in einer beliebigen Schräge, bezogen auf eine Senkrechte oder eine Horizontale, angeordnet sein. Die Anordnung des Luftabscheiders entspricht während seines Gebrauchs oftmals nicht oder nicht vollkommen der Anordnung bzw. Ausrichtung des Luftabscheiders, wie sie in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht ist. Im Folgenden beziehen sich die Richtungsbegriffe („senkrecht” und/oder „horizontal”) der Einfachheit halber dennoch auf die in der Zeichnung dargestellte Anordnung des Luftabscheiders. Etwaige Abweichungen, die sich durch eine Neigung des Luftabscheiders bei dessen Gebrauch ergeben, sind beim Verständnis des Begriffs „senkrecht zum Erdmittelpunkt” entsprechend zu berücksichtigen. Dies gilt auch für die in den Patentansprüchen gewählten Formulierungen.
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Erfindungsgemäß ist die erste Kammer im Gebrauch des Luftabscheiders oberhalb der zweiten Kammer angeordnet. Eine solche Anordnung ist zum Beispiel in 1 gezeigt.
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Dabei kann die erste Kammer – oder der von ihr umschlossene Raum – vollständig oberhalb der zweiten Kammer – oder deren umschlossenen Raums – liegen. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, dass der größere Anteil der ersten Kammer oberhalb des größeren Anteils der zweiten Kammer liegt. Ferner ist umfasst, dass der in die Verbindungsöffnung mündende Anteil der ersten Kammer oberhalb des sich an die Verbindungsöffnung anschließenden Anteils der zweiten Kammer liegt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Luftabscheider wenigstens eine Ventileinrichtung auf, welche zum Entlüften bzw. allgemein Entgasen der Luftabscheidekammer geeignet ist.
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Eine „Ventileinrichtung” kann beispielsweise eine Entlüftungsklappe, ein Entlüftungsventil, ein Druckventil, wie ein Überdruckventil, ein Abluftventil, ein Absperrhahn und dergleichen sein. Die Ventileinrichtung kann zum Zwecke der besseren Entlüftung eine Saugeinrichtung wie beispielsweise eine Venturidüse aufweisen.
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Mittels der Ventileinrichtung kann die abgeschiedene Luft in ein Äußeres des Luftabscheiders geführt werden. Sie kann beispielsweise in die Atmosphäre abgeführt werden.
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Die Ventileinrichtung kann an der Oberseite oder in einem oberen Bereich der ersten Kammer angeordnet sein. Sie kann in einem höchsten Punkt bzw. an einer höchsten Stelle des Luftabscheiders der erfindungsgemäßen Blutkassette bzw. der ersten Kammer der Luftabscheidekammer angeordnet sein.
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Luft – insbesondere solche, die an der Oberseite bzw. im oberen Bereich der ersten Kammer abgeschieden wurde oder sich dort gesammelt hat- kann mittels der Ventileinrichtung direkt oder indirekt aus der Luftabscheidekammer abgeführt bzw. entfernt werden.
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Luft, die in der zweiten Kammer abgeschieden wurde und/oder sich nach Einströmen des Bluts durch die Verbindungsöffnung aus der ersten Kammer in der zweiten Kammer befindet, kann durch die Verbindungsöffnung in die erste Kammer rückgeführt werden. Sie kann ebenfalls durch die oben genannte oder eine andere, ggf. zusätzlich vorgesehene Ventileinrichtung aus der Luftabscheidekammmer abgeführt werden.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einströmkanal in einem unteren Bereich des Luftabscheiders oder in einem unteren Bereich der ersten Kammer angeordnet.
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Die Anordnung oder Lage des Einströmkanals bzw. der Zuströmung kann so gewählt sein, dass auch bei einem geringen oder gar minimalen Füllstand der ersten Kammer der Zufluss bzw. Zustrom des Bluts unterhalb des Blutspiegels in der ersten Kammer vorteilhaft gewährleistet sein kann. Dies kann zusätzlich zur Entlüftung oder Entgasung des Bluts beitragen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung strömt das Blut tangential zu wenigstens einer Seitenwand der ersten Kammer in diese ein.
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Eine „Seitenwand” oder „Wandung” der ersten Kammer bezeichnet eine seitliche Begrenzung der ersten Kammer. Die erste Kammer weist bevorzugt sechs Wände auf, von denen eine im Gebrauch des Luftabscheiders als Oberseite und eine weitere als Unterseite zu verstehen ist. Die übrigen Wände werden hier jeweils als „Seitenwand” bezeichnet.
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Jede der Seitenwände der ersten Kammer kann im Gebrauch des Luftabscheiders – unabhängig von der Ausrichtung der übrigen Seitenwände – senkrecht stehen. Sie kann im Wesentlichen senkrecht oder vollständig senkrecht stehen.
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Die Wandungen der ersten Kammer können in geeigneter Weise an eine Neigung des Luftabscheiders, z. B. während seiner Verwendung in der Blutkassette, angepasst sein.
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Sie können beispielsweise in geeigneter Weise derart gerundet ausgestaltet sein, dass sie vorteilhaft eine strömungsoptimierte Berührfläche für Fluide darstellen, welche die Luftabscheidekammer durchströmen. Die Optimierung kann darin bestehen, eine geeignete Rotation des einströmenden Bluts zu erreichen. Die Rotation kann sich dadurch auszeichnen, dass sie eine Entlüftung oder ein Entgasung begünstigt und/oder das Vermischen von Blut und im Inneren der jeweiligen Kammer vorliegender Luft vermeidet oder erschwert.
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Der Begriff „tangential” bzw. „tangentiale Einströmung” oder „tangentiale Zuströmung” kann ein Einströmen bzw. Zuströmen des Bluts tangential zu einer Seitenwand der ersten Kammer bezeichnen.
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Das Blut kann seitlich durch den Einströmungskanal (der linken Seite in 1) in die erste Kammer eingebracht werden. Es kann sich im Weiteren seitlich tangential zu den Seitenwänden der ersten Kammer ausbreiten.
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Eine seitlich tangentiale Einströmung kann eine Zone mit im Wesentlichen oder vollständig stabiler Rotationsströmung des Bluts in der Kammer, beispielsweise der ersten Kammer des Luftabscheiders, erzeugen.
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Die Ein- bzw. Zuströmung des Bluts kann unter einem Winkel von 0° bis 15°, bezogen auf eine Horizontale, bezogen auf eine Anordnung des Luftabscheiders, wie sie in den beigefügten Figuren dargestellt ist, also beispielsweise leicht nach oben gerichtet, erfolgen. Sie kann jedoch auch nach unten gerichtet erfolgen.
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In der vorliegenden Erfindung angegebene Wertebereiche sind hier und im Folgenden allgemein als einschließende Wertebereiche zu verstehen. Die Randbereiche oder -werte sind daher immer als in dem jeweiligen Wertebereich enthalten zu verstehen. Die angegebenen Wertebereiche umfassen ausdrücklich auch alle Zwischenwerte.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weitet sich ein Längs- oder ein Querschnitt des Einströmkanals in Richtung zur Luftabscheidekammer und insbesondere zur ersten Kammer hin auf.
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Eine beispielhafte Anordnung ist in der beigefügten 1 gezeigt.
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Der Längs- oder Querschnitt des Einströmkanals kann sich kontinuierlich oder stetig aufweiten. Der Längs- oder Querschnitt kann sich jedoch auch abschnittsweise bzw. schrittweise, d. h. beispielsweise in diskreten Stufen, aufweiten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Winkel der Aufweitung des Längsschnitts des Einströmkanals, bezogen auf einen Längsschnitt eines nicht aufgeweiteten Abschnitts des Einströmkanals, auf wenigstens einer Längswand (z. B. oben oder unten) des Einströmkanals zwischen 0° und (einschließlich) 15° betragen. Die Aufweitung bzw. der aufgeweitete Abschnitt des Einströmkanals kann die Form eines Diffusors aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Strömungsquerschnitt oder ein durchströmter Querschnitt der Verbindungsöffnung kleiner als der Kammerquerschnitt der zweiten Kammer.
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Der Begriff „Strömungsquerschnitt”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet einen Querschnitt der Verbindungsöffnung, welcher allgemein senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Bluts verläuft.
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Bei dem Strömungsquerschnitt der Verbindungsöffnung kann es sich, analog der vorstehend angegebenen Definition eines Kammerquerschnitts, um einen maximalen Querschnitt oder einen minimalen Querschnitt oder einen beliebigen anderen Querschnitt der Verbindungsöffnung senkrecht zur Richtung des Blutstroms handeln.
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Der Begriff „kleiner”, wie er hierin verwendet wird, meint, dass der Strömungsquerschnitt der Verbindungsöffnung im Wesentlichen kleiner als der Kammerquerschnitt der ersten Kammer und/oder der zweiten Kammer ist, und zwar in wenigstens einer Dimension (Tiefe, Breite, usw.) und/oder bezogen auf eine Querschnittsfläche. Der Begriff „Querschnitt” sowie seine Zusammensetzung kann sowohl eine Fläche, als auch eine Entfernung bzw. Distanz bezeichnen.
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Der Strömungsquerschnitt kann beispielsweise halb so groß wie ein Kammerquerschnitt sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verbindungsöffnung in Bezug auf eine während der Verwendung des Luftabscheiders senkrechte Mittelachse der ersten Kammer und/oder der zweiten Kammer außermittig angeordnet.
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Der Begriff „senkrechte Mittelachse” bezieht sich hier und im Folgenden auf eine „umgekippte” Anordnung der Blutkassette, wie sie in den beigefügten Fig. dargestellt ist. Wenn die Blutkassette gekippt bzw. geneigt (z. B. bis 15°) montiert wird (z. B. an einer Behandlungsvorrichtung), trifft dies hingegen nicht mehr zu.
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Eine derartige „außermittige” Anordnung kann beispielsweise bedeuten, dass Mittelachsen des Luftabscheiders und der Verbindungsöffnung und/oder Mittelachsen der ersten Kammer und der Verbindungsöffnung und/oder Mittelachsen der zweiten Kammer und der Verbindungsöffnung nicht zusammenfallen.
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Eine außermittige Anordnung der Verbindungsöffnung kann auch derart definiert sein, dass die Mittelachse der Verbindungsöffnung zu beispielsweise einer Rotationsachse einer rotationssymmetrischen ersten Kammer und/oder zweiten Kammer und/oder eines rotationssymmetrischen Luftabscheiders versetzt angeordnet ist.
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Wenn der Strömungsquerschnitt der Verbindungsöffnung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer kleiner als der Kammerquerschnitt der zweiten Kammer ist, kann sich die Strömung bzw. Strömungsgeschwindigkeit des aus der ersten Kammer durch die Verbindungsöffnung in die zweite Kammer einströmenden Bluts verlangsamen.
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Die zweite Kammer kann beispielsweise eine Beruhigungszone für die Blutströmung darstellen. Es ist möglich, dass in einer derartigen Beruhigungszone im Wesentlichen keine oder überhaupt keine Rotationsströmung des Bluts vorliegt.
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Ein derartiges verlangsamtes Einströmen des Bluts aus der ersten Kammer, durch die Verbindungsöffnung in die zweite Kammer kann vorteilhaft dazu beitragen, Luftblasen in der zweiten Kammer abzuscheiden.
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Beispielsweise können Luftblasen, die in der ersten Kammer nicht aus dem Blut oder Blutstrom abgeschieden wurden, in der zweiten Kammer abgeschieden werden.
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Die Blasen können sich zum Beispiel an einer Oberseite bzw. in einem oberen Bereich der zweiten Kammer sammeln.
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Die Blasen können durch die Verbindungsöffnung in die erste Kammer zurückströmen. Die Blasen können bei einer senkrechten Ausrichtung des Luftabscheiders während seines Gebrauchs aus der zweiten Kammer in die erste Kammer aufsteigen.
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Derartige, in die erste Kammer zurückgeströmte oder aufgestiegene Luft kann sich an der Oberseite bzw. in einem oberen Bereich der ersten Kammer sammeln. Sie kann durch die Ventileinrichtung aus dem Luftabscheider ausgetragen werden.
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Der Luftabscheider kann ein Gehäuse aufweisen.
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Beispielsweise kann die Luftabscheidekammer als Gehäuse ausgestaltet sein. Die Luftabscheidekammer kann aus einem Gehäuse gebildet sein, welches die erste Kammer und die zweite Kammer aufweist.
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Unter dem Begriff „Gehäuse”, wie er hierin verwendet wird, ist ein Grundkörper zu verstehen, welcher insbesondere durch die Oberseite, die Unterseite und wenigstens zwei Seitenwänden der Luftabscheidekammer gebildet wird.
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Zum Beispiel kann das Gehäuse des Luftabscheiders ein in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilten Grundkörper aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Luftabscheider eine Abdeckungseinrichtung auf.
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Der Begriff „Abdeckungseinrichtung”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung, welche ein Inneres bzw. einen Innenraum des Grundkörpers, d. h. der Luftabscheidekammer oder des Luftabscheiders, abdeckt bzw. bedeckt.
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Die Abdeckungseinrichtung kann das Innere bzw. den Innenraum des Luftabscheiders oder der Luftabscheidekammer gegen ein Äußeres verschließen und/oder abdichten. Die Abdeckungseinrichtung kann das Innere des Luftabscheiders fluiddicht gegen ein Äußeres abdichten. Gegebenenfalls kann die Abdeckungseinrichtung das Innere des Luftabscheiders hermetisch gegen ein Äußeres abdichten.
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Unter dem Begriff „Äußeres des Luftabscheiders” kann die Atmosphäre verstanden werden. Es kann ebenso jeder Raum außerhalb des Luftabscheiders verstanden werden, beispielsweise ein Inneres bzw. Innenraum einer Behandlungsvorrichtung oder einer erfindungsgemäßen Blutkassette, in welcher der Luftabscheider eingesetzt wird.
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Die Abdeckungseinrichtung kann in bzw. an wenigstens einem Abschnitt einer Seitenwand der Luftabscheidekammer vorgesehen sein. Die Abdeckungseinrichtung kann eine Seitenwand der Luftabscheidekammer bilden.
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Die Abdeckungseinrichtung kann als separate Komponente ausgestaltet sein. Sie kann am Grundkörper befestigt sein.
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Die Abdeckungseinrichtung kann ein Deckel sein.
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Ein „Deckel” kann eine formfeste und/oder relativ steife Abdeckungseinrichtung sein. Der Deckel kann z. B. an einer Seite desselben mit bzw. an der Luftabscheidekammer befestigt sein. Der Deckel kann durch Öffnen bzw. Abheben desselben von der Seitenwand der Luftabscheidekammer oder dem Grundkörper der Luftabscheidekammer einen Zugang zum Inneren der Luftabscheidekammer gewähren.
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Der Deckel kann vorzugsweise flach, d. h. zum Beispiel im Wesentlichen eben, ausgestaltet sein. Der Deckel kann gewölbt oder wellig ausgestaltet sein.
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Die Abdeckungseinrichtung kann eine Folie sein.
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Eine „Folie” kann, z. B. im Gegensatz zu einem Deckel, eine flexible oder biegsame und/oder nachgiebige Abdeckungseinrichtung sein.
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Die Folie kann einen Zugang oder Zugriff auf das bzw. zum Inneren des Luftabscheiders durch die Folie hindurch zulassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher eine Folie als Abdeckungseinrichtung an einer Seitenwand der Luftabscheidekammer vorgesehen ist, kann die Ventileinrichtung zum Entlüften beispielsweise als Phantomventil ausgestaltet sein.
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Der Begriff „Phantomventil”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Element mit einer mittels Aktor erreichbaren Aktor-Fläche (hier beispielsweise eine Aktor-Membran), welches die Funktion eines Ventils übernehmen kann.
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Die Aktor-Membran ist unter Aufbringung einer Kraft hierauf, z. B. einer Druckkraft, in eine Richtung bewegbar, ausdehnbar bzw. wölbbar oder dergleichen. Durch das Bewegen oder Ausdehnen der Aktor-Membran kann sich diese an ein Element, wie eine Abdichtungseinrichtung, etwa einen Steg, anlegen oder von diesem entfernen. Die Aktor-Membran kann somit beispielsweise eine Abdichtung bewirken bzw. verstärken oder beenden bzw. verringern.
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Wenn die Kraft auf die Aktor-Membran aufgehoben wird, kann diese in beispielsweise eine Grundposition, z. B. einen nicht gewölbten Zustand, zurückkehren.
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Ein derartiges Phantomventil ist beispielsweise in der von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung beim DPMA am 10. März 2009 hinterlegten Patentanmeldung
DE 10 2009 012 632 A1 mit dem Titel „Abdichtungseinrichtung zum Abdichten eines Volumens einer medizinischen Behandlungsanordnung gegen ein weiteres Volumen sowie Anordnung und Verfahren” beschrieben, auf deren diesbezügliche Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Luftabscheider wenigstens eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zustands und/oder einer Änderung eines Zustands eines Kammerinneren des Luftabscheiders aufweisen.
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Der Begriff „Erfassungseinrichtung”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine zum Erfassen bzw. Detektieren und/oder Messen, Aufnehmen, Aufzeichnen und dergleichen von Werten oder Messdaten geeignete Einrichtung.
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Eine derartige Erfassungseinrichtung kann ein Sensor, eine Sonde, ein Messfühler und dergleichen sein.
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Das Erfassen eines Zustands und/oder einer Änderung eines Zustands eines Kammerinneren des Luftabscheiders kann beispielsweise durch Messen wenigstens eines Parameters bzw. wenigstens einer Zustandsgröße, die zum Beschreiben des Zustands und/oder einer Änderung des Zustands des Kammerinneren geeignet ist, erfolgen.
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Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung zum Erfassen bzw. Messen eines Füllstands der Luftabscheidekammer, eines Drucks im Inneren der Luftabscheidekammer, einer Temperatur im Inneren der Luftabscheidekammer und dergleichen eingesetzt werden.
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Wenn die Abdeckungseinrichtung eine Folie ist, kann das Erfassen bzw. Messen des Zustands oder einer Änderung des Zustands des Kammerinneren des Luftabscheiders beispielsweise durch die Abdeckungseinrichtung hindurch erfolgen. Dies kann vorteilhaft ein nicht-invasives Messen oder Erfassen eines Zustands oder der Änderung eines Zustands im Inneren des Luftabscheiders sein.
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Zu diesem Zweck kann die Folie eine geeignete Wandstärke, insbesondere eine ausreichend dünne Wandstärke, aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Abströmkanal derart ausgestaltet, dass unterhalb des Abströmkanals befindliche Luft bei Strömungsstillstand über die zweite bzw. untere Kammer und die erste bzw. obere Kammer des Luftabscheiders abführbar ist.
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Das Abführen von Luft bzw. Luftblasen aus einem Abschnitt oder Bereich des Luftabscheiders aus einem unteren Bereich der zweiten Kammer oder einem Bereich unterhalb der zweiten Kammer kann durch geeignete Anordnung und/oder Ausgestaltung des Abströmkanals begünstigt werden.
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Beispielsweise kann der Längs- oder Querschnitt des Abströmkanals und/oder eine Krümmung desselben geeignet gewählt werden.
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Ein Beispiel einer bevorzugten Anordnung bzw. Ausgestaltung des Abströmkanals ist in 1 gezeigt.
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Der Luftabscheider kann als Einzelteil gefertigt sein. Er kann als Teil einer Blutkassette gefertigt sein, wahlweise zum Einsetzen oder als integrales oder einstückiges Bauteil. Beispielsweise kann der Luftabscheider mittels Spritzguss herstellt sein.
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Alle Vorteile des Luftabscheiders lassen sich ungeschmälert auch mit der erfindungsgemäßen Blutkassette erreichen.
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Eine erfindungsgemäße Blutkassette weist wenigstens einen Luftabscheider auf.
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Eine Blutkassette kann eine Einmalkomponente oder ein Einmalartikel sein. Sie kann aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein.
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Die Blutkassette bzw. ein Hartteil derselben kann mittels Spritzgießen, Spritzblasen, Tiefziehen und dergleichen hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Blutkassette kann zur Verwendung in einem Behandlungsverfahren vorgesehen sein. Behandlungsverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung schließen medizinische oder medizintechnische Behandlungsverfahren sowie Behandlungsverfahren der Labortechnik ein.
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Eine Blutkassette im Sinne der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise in der von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung in der beim DPMA am 23. April 2009 eingereichten Anmeldung
DE 10 2009 018 664 DE bzw. in der am 10. Juni eingereichten Anmeldung
DE 10 2009 024 468 A1 mit jeweils dem Titel „Externe Funktionseinrichtung, Blutbehandlungsvorrichtung zum Aufnehmen einer erfindungsgemäßen externen Funktionseinrichtung, sowie Verfahren” beschrieben, auf deren diesbezügliche Offenbarungen hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Die Blutkassette ist als Hartteil, oder als Spritzguss-Hartteil, mit einer aufgeschweißten Folie ausgestaltet.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gleichermaßen durch einen erfindungsgemäßen Blutkreislauf gemäß Anspruch 20 gelöst. Alle Vorteile des Luftabscheiders lassen sich ungeschmälert auch mit dem erfindungsgemäßen Blutkreislauf erreichen.
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Ein erfindungsgemäßer Blutkreislauf weist wenigstens eine erfindungsgemäße Blutkassette auf und/oder ist mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Blutkassette verbunden.
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Der Begriff „Blutkreislauf” wie er hierin verwendet wird, kann als ein Schlauchsystem extrakorporal Blut führen.
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Sowohl die Blutkassette als auch der Blutkreislauf können zur Verwendung in oder an einer Behandlungsvorrichtung vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 21 gelöst. Alle Vorteile des Luftabscheiders lassen sich wiederum ungeschmälert mit der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung erreichen.
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Eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung weist wenigstens eine erfindungsgemäße Blutkassette und/oder wenigstens einen erfindungsgemäßen Blutkreislauf auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darf der Luftabscheider oder die Blutkassette während seines/ihres Gebrauchs gegen eine Vertikale geneigt sein. Auch bei einer derartigen Neigung ist es vorteilhaft möglich, die aus dem Blut ausgeschiedene Luft in einen zur Entlüftung geeigneten Bereich, z. B. im Bereich einer Ventileinrichtung an einer Oberseite der entsprechenden Kammer anzusammeln. Dies begünstigt die Entlüftung und kann zu einer robusteren Arbeitsweise des Luftabscheiders beitragen. Ein derartiger „Neigungswinkel” kann zum Beispiel zwischen –15° und +15° betragen, wobei die Zwischen- und Randwerte jeweils mit eingeschlossen sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Behandlungsvorrichtung eine Blutbehandlungsvorrichtung, wie eine Dialysiervorrichtung zum Durchführen einer Dialysebehandlung, wie einer Hämodialyse, Hämofiltration, Hämodiafiltration und dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Abscheiden von Luft aus extrakorporal strömendem Blut oder eines beliebigen Gases aus einer Flüssigkeit, welche Blut aufweist
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Der vorliegende Luftabscheider ist zum Abscheiden bzw. Entfernen von Luft oder anderen Gasen aus den Luftabscheider durchströmenden Bluts geeignet. So kann er beispielsweise vorteilhaft in einem extrakorporalen Blutkreislauf dazu eingesetzt werden, Luftblasen abzuscheiden, welche im extrakorporal strömenden Blut mitströmen bzw. mitschwimmen. Auf diese Weise kann es vorteilhaft möglich sein, das Infundieren von Luftblasen bei der Blutrückgabe an den Patienten in den Blutkreislauf des Patienten zu verhindern.
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Die Luftabscheidekammer kann dazu vorgesehen sein, eine Mindestmenge der abgeschiedenen Luft, zum Beispiel in einem oberen Bereich der ersten Kammer, zu speichern. Mit Hilfe der Ventileinrichtung kann die Luft, beispielsweise während des Füllens der Luftabscheidekammer mit Blut und/oder aus der bereits mit Blut gefüllten Luftabscheidekammer, vorteilhaft jederzeit im Wesentlichen vollständig entfernt werden. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein störungsfreier und/oder im Wesentlichen vollständig luftfreier Betrieb des extrakorporalen Blutkreislaufs gewährleistet werden. Die Gefahr die in einem extrakorporalen Blutkreislauf befindliche Luft während der Blutrückgabe in einen Patienten zu infundieren, kann somit vorteilhaft verringert oder gar vermieden werden.
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Die Abscheidung von Luft aus einem Blutstrom kann mit Hilfe des Luftabscheiders vorteilhaft optimiert werden. Dies kann zum einen durch die Aufteilung des Luftabscheiders in eine erste Kammer – mit einer Zone mit im Wesentlichen oder vollständig stabiler Rotationsströmung des Bluts – und in eine zweite Kammer – mit einer Beruhigungszone für die Blutströmung – begünstigt werden.
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Die Rotationsströmung des Bluts in der ersten Kammer kann beispielsweise durch tangentiale Anströmung oder Zuströmung des Bluts zu einer Seitenwand oder Seitenwänden der Luftabscheidekammer hin erreicht werden. Auf diese Weise kann die Luft bereits vorteilhaft während des Einströmens des Bluts in die erste Kammer abgeschieden werden.
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Die Abscheidung der Luft an der Oberseite der ersten Kammer kann vorteilhaft durch Anordnen des Einströmkanals in einem unteren Bereich der ersten Kammer begünstigt werden. So kann sich die Luft vorteilhaft bereits während des Einströmens im oberen Bereich der ersten Kammer sammeln und direkt durch die Ventileinrichtung aus der Kammer entfernt werden.
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Die Abscheidung der Luft an der Oberseite der ersten Kammer kann durch Aufweiten des Einströmkanals zur Luftabscheidekammer hin weiter optimiert werden. Durch die Aufweitung kann die Einströmgeschwindigkeit des Bluts vorteilhaft derart verlangsamt werden, dass Luftblasen aus dem einströmenden Blut in den oberen Bereich der Kammer aufsteigen und sich dort sammeln können.
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U. a. durch außermittiges Anordnen der Verbindungsöffnung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Wirbelkern der sich in der ersten Kammer ausbildenden Rotationsströmung des einströmenden Bluts in einem unteren Bereich und/oder an der unteren Wand oder Unterseite der ersten Kammer endet. Auf diese Weise kann der Wirbel bzw. die Wirbel- oder Rotationsströmung des Bluts in der ersten Kammer vorteilhaft stabilisiert und ein Abströmen der Luftblasen aus dem Wirbelkern nach unten, d. h. in die zweite Kammer, verringert oder sogar ganz vermieden werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Strömungsquerschnitts der Verbindungsöffnung und/oder Ausgestaltung und/oder Anordnung des Abströmkanals kann es ferner vorteilhaft möglich sein, Luft, die nicht bereits während des Einströmens des Bluts abgeschieden wurde, aus der zweiten Kammer und/oder von unterhalb der zweiten Kammer zu entfernen.
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Mit dem Luftabscheider kann somit vorteilhaft eine effiziente Abscheidung für Luft aus dem Blut oder Fluid erzielt werden.
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Der Grundkörper des Luftabscheiders kann als Teil einer erfindungsgemäßen Blutkassette so ausgestaltet sein, dass bei auch bei geneigtem Einbau in beispielsweise einer Blutbehandlungsvorrichtung ein Sammeln der Luft in einem oberen Bereich der entsprechender, beispielsweise ersten Kammer, insbesondere im Bereich einer Ventileinrichtung, gewährleisten kann. Auf diese Weise kann das im Wesentlichen vollständige Entfernen von Blut auch aus einem während seiner Verwendung mit einer Neigung angeordneten Luftabscheider gewährleistet sein.
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Im Folgenden wird die vorlegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung bezeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder identische Elemente. Es zeigt:
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1 eine Frontansicht bzw. Ansicht von vorne auf den Luftabscheider einer erfindungsgemäßen Blutkassette gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 einen Längsschnitt durch einen Luftabscheider gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 einen Querschnitt des Luftabscheiders aus 2 mit einer flachen Abdeckungseinrichtung; und
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4 einen möglichen Querschnitt des Luftabscheiders mit einer gewölbten Abdeckungseinrichtung;
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5 eine Seitenansicht einer an ihrer Vorderseite mit einer Abdeckungseinrichtung versehenen erfindungsgemäßen Blutkassette gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
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6 die Blutkassette der 5 mit nach zerstörendem Aufschneiden aufgeklappter Abdeckungseinrichtung; und
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7 die Blutkassette aus 5 und 6, betrachtet von ihrer Rückseite.
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1 zeigt eine Vorderansicht eines Luftabscheiders gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Der Luftabscheider 100 weist eine Luftabscheidekammer 1 auf, die in eine erste Kammer 3 und eine zweite Kammer 5 unterteilt ist. Der Luftabscheider 100 ist hier exemplarisch als eine venöse Blutkammer ausgestaltet.
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In 1 ist die erste Kammer 3 oberhalb der zweiten Kammer 5 angeordnet. Diese Anordnung kann der üblichen Verwendung des Luftabscheiders entsprechen. Die erste Kammer 3 kann bei einer solchen Anordnung daher gleichbedeutend als obere Kammer bezeichnet werden, die zweite Kammer 5 als untere Kammer.
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Zwischen der ersten Kammer 3 und der zweiten Kammer 5 ist eine Verbindungsöffnung 7 angeordnet. Die Verbindungsöffnung 7 weist einen geringeren Strömungsquerschnitt Q als die zweite Kammer 5 auf.
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Ein Einströmkanal 9 steht in Fluidkommunikation mit der ersten Kammer 3 und ermöglicht das Einströmen von Blut in die erste Kammer 3.
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Wie in 1 gezeigt, ist der Einströmkanal 9 in einem unteren Bereich 11 der ersten Kammer 3 vorgesehen.
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Der Einströmkanal 9 weist eine Aufweitung 13 auf. Ein Längsschnitt der Aufweitung 13 hat breitere Abschnitte als ein Längsschnitt des Einströmkanals 9 in einem nicht aufgeweiteten Bereich 15.
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Während des Gebrauchs strömt Blut durch den Einströmkanal 9 in die erste Kammer 3 ein. Bei einer Anordnung, wie sie beispielhaft in 1 gezeigt ist, erfolgt eine Ein- bzw. Zuströmung des Bluts in die erste Kammer 3 tangential zu einer Seitenwand 17, wie dies insbesondere auch aus den 3 und 4 ersichtlich ist.
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Das Blut strömt in Richtung zu einer Oberseite bzw. einen oberen Bereich 19 der ersten Kammer 3 hin.
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Im Blut enthaltene Luft wird in der ersten Kammer 3, insbesondere im oberen Bereich 19 der ersten Kammer 3, abgeschieden und kann durch eine Ventileinrichtung 21 aus der ersten Kammer 3 entfernt werden.
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Das Blut strömt aus der ersten Kammer 3 durch die Verbindungsöffnung 7 in die zweite Kammer 5. Aufgrund der Querschnittsverjüngung der Verbindungsöffnung 7 in Bezug auf einen Kammerquerschnitt der zweiten Kammer 5 – oder des kleineren Querschnitts, einer kleineren Dimension oder einer kleineren Fläche der Durchtrittsöffnung jeweils gegenüber der zweiten Kammer 5 – verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit des Bluts nach dem Eintritt in die zweite Kammer 5.
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Luft, welche noch nicht während des Einströmens des Bluts in die erste Kammer 3 abgeschieden wurde, kann in einem oberen Bereich 23 der zweiten Kammer 5 abgeschieden werden. Sie kann durch die erste Kammer 3 in den oberen Bereich 19 der ersten Kammer 3 geführt werden bzw. in diesen aufsteigen und mit Hilfe der Ventileinrichtung 21 aus der ersten Kammer 3 entfernt werden.
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Die zweite Kammer 5 ist mit einem Abströmkanal 25 verbunden.
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Der Abströmkanal 25 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass Luft, welche noch nicht in der ersten Kammer 3 oder in der zweiten Kammer 5 abgeschieden wurde, bei Stillstand der Strömung durch den Abströmkanal 25 in die zweite Kammer 5 und von dort durch die Verbindungsöffnung 7 in die erste Kammer 3 bzw. in einen oberen Bereich 19 derselben abgeführt wird. Sie kann von dort aus der ersten Kammer 3 entfernt werden.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Luftabscheiders 100 in Form eines Längsschnitts durch den Luftabscheider aus 1 entlang der dort markierten Linie S1-S1.
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In der Darstellung in 2 ist gut zu erkennen, dass die Verbindungsöffnung 7 außermittig zwischen der ersten Kammer 3 und der zweiten Kammer 5 angeordnet ist. Sie hat ferner einen kleineren Strömungsquerschnitt Q gemessen an einem Strömungsquerschnitt QK1 der ersten Kammer 3. Sie hat zudem einen kleineren Strömungsquerschnitt gemessen an einem Strömungsquerschnitt QK2 der zweiten Kammer.
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Der Luftabscheider 100 weist eine Abdeckungseinrichtung 27 an einer Seite (der linken Seite in 2) auf.
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3 zeigt einen Querschnitt des Luftabscheiders 100 gemäß der vorliegenden Erfindung entlang einer Horizontalen des Luftabscheiders 100, die in 1 als Link S2-S2 gekennzeichnet ist.
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Dieser Querschnitt zeigt einen Blick auf die erste Kammer 3, wobei der Betrachter des in 3 Gezeigten von oben auf den Luftabscheider 100, also auf eine Oberseite desselben, blickt.
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Die tangentiale Zu- bzw. Einströmung des Bluts durch den Einströmkanal 9 in die erste Kammer 3 ist durch den gegen den Uhrzeigersinn in 3 teilkreisförmig verlaufenden Pfeil angedeutet.
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Die Abdeckungseinrichtung 27 ist flach ausgestaltet.
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4 zeigt ebenfalls einen Querschnitt eines Luftabscheiders 100.
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Die Ausführungen der 3 und 4 entsprechen sich im Wesentlichen, außer, dass die Abdeckungseinrichtung 27 in 4 gewölbt ausgeführt ist.
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5 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Blutkassette, welche an der Oberfläche, auf die in 5 geblickt wird, mit einer Abdeckungseinrichtung 27 versehen ist.
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Die Blutkassette ist hier exemplarisch als Blutbehandlungskassette 1000 ausgestaltet mit Kammern, Kanäle, Ventilen und dergleichen. Die Abdeckungseinrichtung 27 deckt eine Vorderseite der Blutbehandlungskassette 1000 ab. Sie ist beispielhaft als Folie ausgestaltet.
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Die Blutbehandlungskassette 1000 kann wenigstens mit der in 5 gezeigten Vorderseite an eine Blutbehandlungsvorrichtung (in 5 nicht gezeigt) angekoppelt werden.
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Die Blutbehandlungskassette 1000 weist einen Luftabscheider 100 auf.
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Der Luftabscheider 100 weist die erste Kammer 3 und die zweite Kammer 5 auf, welche durch die Verbindungsöffnung 7 voneinander getrennt sind.
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Die erste Kammer 3 ist mit dem Einströmkanal 9 verbunden, die zweite Kammer 5 mit dem Abströmkanal 25.
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6 zeigt die Blutbehandlungskassette 1000 der 5, wobei die Abdeckungseinrichtung 27 am linken Rand der Blutbehandlungskassette 1000 sowie oben und unten zustörend aufgeschnitten und nach rechts aufgeklappt zu erkennen ist.
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6 zeigt die nach Aufschneiden der Folie detaillierter zu erkennenden Elemente im Inneren der Blutbehandlungskassette 1000.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die vorstehend bei der Beschreibung der 5 erörterten Ausgestaltungen der einzelnen Elemente verwiesen.
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7 zeigt die Blutbehandlungskassette 1000 von ihrer Rückseite. Ist die Blutbehandlungskassette 1000 an die Blutbehandlungsvorrichtung angekoppelt, so wird ein Betrachter beim Öffnen einer Tür der Blutbehandlungsvorrichtung zum Entnehmen der Blutbehandlungskassette 1000 auf diese Rückseite blicken.
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Für weitere Details zur Blutbehandlungskassette 1000 wird auf deren ausführliche Beschreibung in den hierauf gerichteten, o. g. Anmeldungen verwiesen. Deren Inhalt ist hiermit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
