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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der medizinischen Instrumente, insbesondere einen integrierten Membranoxygenator.
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STAND DER TECHNIK
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Der Membranoxygenator ist ein medizinisches Gerät, das die Lunge bei einem Herzstillstand ersetzt. Der Membranoxygenator hat die Funktion, den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt im Blut zu regulieren. Es ist ein notwendiges medizinisches Gerät sowohl für die Herz-Kreislauf-Chirurgie und als auch für die Behandlung von akuten Atemwegserkrankungen und für die Stufe, in der es auf die Lungentransplantation gewartet wird.
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Während der extrakorporalen Zirkulation müssen gleichzeitig ein Oxygenator und ein Filter verwendet werden, der Oxygenator wird für den Gasaustausch im Blut verwendet, um die Sauerstoffversorgung des Patienten aufrechtzuerhalten, und der Filter wird zum Filtern von Emboli (Blasen oder festen Partikeln) im Blut verwendet. Der Filter ist die letzte Sicherheitsbarriere für die Reinfusion von Blut in den menschlichen Körper. In der aktuellen klinischen Anwendung wird ein Schlauch zur Verbindung zwischen dem Oxygenator und dem Filter verwendet, und das Verfahren hat die folgenden Mängel:
- (1) Erhöhen der Arbeitsbelastung der Ärzte bei der klinischen Verwendung;
- (2) Erhöhen der Möglichkeit einer Produktkontamination;
- (3) Vergrößern der Kontaktfläche zwischen Blut und fremden Systemen, was zu einem erhöhten Blutschaden führt; da der Verbindungspunkt keinen glatten Übergang hat, werden die Schäden an durchströmendem Blut erhöht.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Ein von dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu lösendes technisches Problem liegt darin, einen integrierten Membranoxygenator zur Verfügung zu stellen, der die Installationsschritte vor der Verwendung reduzieren und das Risiko von Verschmutzung und Leckage verringern kann.
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Um das obige technische Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen integrierten Membranoxygenator zur Verfügung, umfassend einen Oxygenator und einen an dem Oxygenator angebrachten Filter, wobei:
- der Oxygenator eine obere Abdeckung, eine untere Abdeckung, ein Gehäuse und eine Oxygenierungsstruktur umfasst, und wobei die obere Abdeckung von der Mitte zum äußeren Rand nacheinander in einen ersten Blutpfadraum, einen ersten Gaspfadraum und einen ersten Wasserpfadraum unterteilt ist, und wobei an der oberen Abdeckung eine in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum stehende Gaseinlassöffnung und eine in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum stehende Wassereinlassöffnung vorgesehen sind; und wobei die untere Abdeckung von der Mitte zum äußeren Rand nacheinander in einen zweiten Blutpfadraum, einen zweiten Gaspfadraum und einen zweiten Wasserpfadraum unterteilt ist, und wobei an der unteren Abdeckung eine in Verbindung mit dem zweiten Blutpfadraum stehende Blutauslassöffnung, eine in Verbindung mit dem zweiten Gaspfadraum stehende Gasauslassöffnung und eine in Verbindung mit dem zweiten Wasserpfadraum stehende Wasserauslassöffnung vorgesehen sind; und wobei die beiden Enden des Gehäuses jeweils mit der oberen Abdeckung und der untere Abdeckung verbunden sind, und wobei an einer der oberen Abdeckung zugewandten Stelle des Gehäuses eine in Verbindung mit dem inneren Hohlraum des Gehäuses stehende Bluteinlassöffnung vorgesehen ist; und wobei die Oxygenierungsstruktur in dem inneren Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist und einen Dorn, eine Sauerstoffdruckmembran und eine Temperaturänderungsmembran umfasst, und wobei das obere Ende des Dorns in den ersten Blutpfadraum eintritt, und wobei das untere Ende des Dorns gegenüber der Blutauslassöffnung liegt, und wobei die Sauerstoffdruckmembran um den Dorn herum angeordnet ist, und wobei die Sauerstoffdruckmembran in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum und dem zweiten Gaspfadraum steht, und wobei die Temperaturänderungsmembran um die Sauerstoffdruckmembran herum angeordnet ist, und wobei die Temperaturänderungsmembran in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum und dem zweiten Wasserpfadraum steht;
- und wobei der Filter ein Filtergehäuse, eine Strömungsführungsstruktur und ein Filtersieb umfasst, und wobei die Strömungsführungsstruktur und das Filtersieb in dem Hohlraum des Filtergehäuses angeordnet sind, und wobei am Unterteil des Filtergehäuses ein mit dem Hohlraum in Verbindung stehender Auslass vorgesehen ist, während am Oberteil des Filtergehäuses ein mit dem Hohlraum in Verbindung stehender Einlass vorgesehen ist, und wobei der Einlass mit der Blutauslassöffnung verbunden ist, und wobei die Oberseite der Strömungsführungsstruktur eine zu dem Einlass hervorstehende Ausbeulung aufweist, und wobei die Ausbeulung gegenüber dem unteren Ende des Dorns liegt, und wobei sich das Filtersieb zwischen der Unterseite des Filtergehäuses und der Strömungsführungsstruktur befindet.
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In einer ausführbaren Implementierung umfasst die Strömungsführungsstruktur einen Kern und eine Strömungsführungsabdeckung, wobei die Strömungsführungsabdeckung an dem Kern angeordnet ist, und wobei das Filtersieb an dem Außenumfang des Kerns angeordnet ist, und wobei sich das Filtersieb zwischen der Unterseite des Filtergehäuses und der Strömungsführungsabdeckung befindet, und wobei das obere Ende der Strömungsführungsabdeckung die Ausbeulung ist;
und wobei zwischen der Strömungsführungsabdeckung und dem Filtergehäuse ein erster Kanal angeordnet ist, während zwischen dem Filtersieb und dem Filtergehäuse ein zweiter Kanal angeordnet ist, und wobei der erste Kanal mit dem zweiten Kanal verbunden ist;
und wobei zwischen dem Kern und dem Filtersieb sowie der Unterseite des Filtergehäuses ein Aufnahmeraum gebildet ist, der in Verbindung mit dem Auslass steht.
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In einer ausführbaren Implementierung ist an der oberen Abdeckung eine in Verbindung mit dem ersten Blutpfadraum stehende erste Auspufföffnung vorgesehen, wobei das obere Ende des Dorns gegenüber der ersten Auspufföffnung liegt.
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In einer ausführbaren Implementierung umfasst die Strömungsführungsabdeckung eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung und eine Übergangsfläche, die sich von der ersten Öffnung zu der zweiten Öffnung erstreckt, wobei die erste Öffnung kleiner als die zweite Öffnung ist, und wobei sich die erste Öffnung unterhalb des Dorns befindet, und wobei an der ersten Öffnung eine Einwegmembran angeordnet ist;
und wobei das Unterteil des Kerns säulenförmig ausgebildet ist, und wobei sich das Oberteil des Kerns von dem Rand zu dem Mittelteil zusammenzieht; und wobei sich das Oberteil des Kerns, nachdem es die zweite Öffnung durchdrang, unterhalb der ersten Öffnung befindet, und wobei die Seitenfläche des Kerns mit der Strömungsführungsabdeckung verbunden ist, und wobei zwischen dem Oberteil des Kerns und der inneren Seitenfläche der Strömungsführungsabdeckung ein dritter Kanal angeordnet ist, der in Verbindung mit dem Aufnahmeraum steht.
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In einer ausführbaren Implementierung weist die Unterseite des Filtergehäuses einen entlang der Innenwand des Filtergehäuses angeordneten Vorsprung auf, wobei das untere Ende des Filtersiebs mit dem Vorsprung verbunden ist, während das obere Ende des Filtersiebs mit der Strömungsführungsabdeckung verbunden ist.
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In einer ausführbaren Implementierung ist zwischen der Temperaturänderungsmembran und der Innenwand des Gehäuses ein Spalt vorgesehen, wobei die Breite des Spalts von der oberen Abdeckung zu der unteren Abdeckung allmählich abnimmt.
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In einer ausführbaren Implementierung umfasst der Membranoxygenator weiterhin eine erste Blockierschicht und eine zweite Blockierschicht, wobei die erste Blockierschicht an der Einfügungsstelle zwischen dem Gehäuse und der oberen Abdeckung und die zweite Blockierschicht an der Einfügungsstelle zwischen dem Gehäuse und der unteren Abdeckung angeordnet ist;
und wobei die Sauerstoffdruckmembran mehrere Gasaustauschrohre umfasst, die hohle Rohre mit zwei offenen Enden sind; und wobei ein Ende jedes Gasaustauschrohrs die erste Blockierschicht eindringt und in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum steht, während das andere Ende die zweite Blockierschicht eindringt und in Verbindung mit dem zweiten Gaspfadraum steht;
und wobei die Temperaturänderungsmembran mehrere Temperaturänderungsrohre umfasst, die hohle Rohre mit zwei offenen Enden sind; und wobei ein Ende jedes Temperaturänderungsrohrs die erste Blockierschicht eindringt und in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum steht, während das andere Ende die zweite Blockierschicht eindringt und in Verbindung mit dem zweiten Wasserpfadraum steht.
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In einer ausführbaren Implementierung umfasst der integrierte Membranoxygenator weiterhin eine Turbulenzstruktur zum Führen des seitlichen Blutflusses, wobei die Turbulenzstruktur zwischen dem Gehäuse und der Temperaturänderungsmembran angeordnet ist.
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In einer ausführbaren Implementierung umfasst die Turbulenzstruktur mehrere von der Innenwand des Gehäuses zu der Temperaturänderungsmembran hervorstehende Vorsprünge; wobei die mehreren Vorsprünge in einer gestuften Form verteilt sind, und wobei der Abstand zwischen den Vorsprüngen nahe an der oberen Abdeckung und der Temperaturänderungsmembran größer als der Abstand zwischen den Vorsprüngen nahe an der unteren Abdeckung und der Temperaturänderungsmembran ist.
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In einer ausführbaren Implementierung ist an der oberen Abdeckung weiterhin eine Rückführungsöffnung vorgesehen, die in Verbindung mit der ersten Auspufföffnung steht, wobei an dem Gehäuse eine zweite Auspufföffnung vorgesehen ist, an der eine gasdurchlässige Einwegmembran angeordnet ist.
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In einer ausführbaren Implementierung ist das Gehäuse ein säulenförmiges Gehäuse, wobei der Innendurchmesser des Gehäuses von der oberen Abdeckung zu der unteren Abdeckung sequentiell abnimmt;
und wobei der Querschnitt des Dorns von der oberen Abdeckung zu der unteren Abdeckung allmählich abnimmt.
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In einer ausführbaren Implementierung weist die obere Abdeckung einen ersten Trennring und einen zweiten Trennring auf, wobei der zweite Trennring um den ersten Trennring herum angeordnet ist, und wobei der erste Trennring den ersten Blutpfadraum und den ersten Gaspfadraum voneinander abtrennt, während der zweite Trennring den ersten Gaspfadraum und den ersten Wasserpfadraum voneinander abtrennt;
und wobei die untere Abdeckung einen dritten Trennring und einen vierten Trennring aufweist, wobei der vierte Trennring um den dritten Trennring herum angeordnet ist, und wobei der dritte Trennring den zweiten Blutpfadraum und den zweiten Gaspfadraum voneinander abtrennt, während der vierte Trennring den zweiten Gaspfadraum und den zweiten Wasserpfadraum voneinander abtrennt.
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Die Implementierung der vorliegenden Erfindung hat folgende Vorteile:
- Bei dem von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten integrierten Membranoxygenator ist die Bluteinlassöffnung am Oberteil des Gehäuses und die Blutauslassöffnung an der unteren Abdeckung vorgesehen. Nachdem das Blut in den Membranoxygenator eintrat, füllt es zuerst den Raum zwischen der Temperaturänderungsmembran und dem Gehäuse und tritt seitlich in die Temperaturänderungsmembran ein. Unter Antrieb durch das kontinuierlich in den Oxygenator eintretende Blut kann das in die Temperaturänderungsmembran eintretende Blut kontinuierlich seitlich in die Sauerstoffdruckmembran eintreten und dann in die Position des Dorns eintreten, dann strömt das Blut von der Blutauslassöffnung am unteren Ende des Dorns unmittelbar in den Filter zur Filtration ein. Die vorliegende Erfindung verbessert den Oxygenator und den Filter, durch Erhöhen des Verhältnisses von Blut, das die Sauerstoffdruckmembran durchquert, wird die Oxygenierungswirkung des Oxygenators verbessert. Dadurch, dass die Oxygenierungsfunktion und die Filterfunktion integriert werden, können die Installationsschritte vor der Verwendung verringert werden, um die aufgrund der Installation verursachten potenziellen Risiken, wie versehentliche Verschmutzung, Leckage usw., zu verringern. Darüber hinaus tritt das Blut, das einer Oxygenierungsbehandlung unterzogen war, unmittelbar in den Filter zur Filtration ein, was die Kontaktfläche zwischen dem Blut und den fremden Systemen verkleinert und die Blutschäden verringert.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Strukturansicht eines integrierten Membranoxygenators in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine schematisches Teildiagramm einer Struktur eines Gehäuses in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt eine schematisches Teildiagramm einer anderen Struktur eines Gehäuses in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 4 zeigt eine schematische Strukturansicht eines mit einer zweiten Auspufföffnung versehenen Gehäuses in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 5 zeigt eine schematische Strukturansicht eines integrierten Membranoxygenators in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 6 zeigt ein schematisches Diagramm der Strömungsrichtung von Wasser in einem Oxygenator in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 7 zeigt ein schematisches Diagramm der Strömungsrichtung von Gas in einem Oxygenator in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 8 zeigt ein schematisches Diagramm der Strömungsrichtung von Blut in einem integrierten Membranoxygenator in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Obere Abdeckung
- 101
- Erster Blutpfadraum
- 102
- Erster Gaspfadraum
- 103
- Erster Wasserpfadraum
- 104
- Wassereinlassöffnung
- 105
- Gaseinlassöffnung
- 106
- Erste Auspufföffnung
- 107
- Rückführungsöffnung
- 20
- Gehäuse
- 201
- Bluteinlassöffnung
- 202
- Zweite Auspufföffnung
- 203
- Gasdurchlässige Einwegmembran
- 204
- Kompressionsabdeckung
- 30
- Untere Abdeckung
- 301
- Zweiter Blutpfadraum
- 302
- Zweiter Gaspfadraum
- 303
- Zweiter Wasserpfadraum
- 306
- Wasserauslassöffnung
- 40
- Oxygenierungsstruktur
- 401
- Dorn
- 402
- Sauerstoffdruckmembran
- 403
- Temperaturänderungsmembran
- 404
- Spalt
- 405
- Vorsprung
- 501
- Erste Blockierschicht
- 502
- Zweite Blockierschicht
- 60
- Filter
- 601
- Filtergehäuse
- 602
- Filtersieb
- 603
- Kern
- 604
- Strömungsführungsabdeckung
- 6011
- Einlass
- 6012
- Auslass
- 6031
- Erste Öffnung
- 6042
- Zweite Öffnung
- 6043
- Übergangsfläche
- 6044
- Einwegmembran
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden die ausführlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Figuren näher erläutert, damit das vorstehende Ziel, die Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlicher und leichter zu verstehen sind. In der folgenden Erläuterung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu bieten. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf viele andere Weisen implementiert werden, die sich von den hierin erläuterten Weisen unterscheiden. und Fachleute auf diesem Gebiet können ähnliche Verbesserungen durchführen, ohne von der Konnotation der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht durch die unten offenbarten spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Es sollte darauf hingewiesen werden: wenn ein Element derart geschildert wird, dass es an einem anderen Element „befestigt“ ist, kann das Element sich unmittelbar auf dem anderen Element befinden, oder es besteht ein anderes dazwischenliegendes Element. Wenn ein Element so angesehen wird, dass es mit einem anderen Element „verbunden“ ist, kann das Element unmittelbar mit dem anderen Element verbunden, oder gleichzeitig besteht ein dazwischenliegendes Element. Die in der Beschreibung verwendeten Fachwörter wie „vertikal“, „horizontal“, „links“, „rechts“ und ähnliche Formulierungen werden nur zum Erläutern des Ziels verwendet.
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Sofern nicht anders angegeben wird, haben alle in der Beschreibung verwendeten technischen und wissenschaftlichen Fachwörter gleiche Bedeutungen wie der Fachmann auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung üblicherweise versteht. Die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendeten Fachwörter dienen nur zum Erläutern des Ziels der ausführlichen Ausführungsbeispiele, statt die vorliegende Erfindung zu beschränken. Die in der Beschreibung verwendeten Fachwörter „und/oder“ umfassen irgendeine und alle Kombinationen von einem oder mehreren assoziierten aufgelisteten Elementen.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen integrierten Membranoxygenator zur Verfügung, umfassend einen Oxygenator und einen an dem Oxygenator angebrachten Filter. Der Oxygenator und der Filter sind als Ganzes verbunden. Das Blut, das einer Oxygenierung durch den Oxygenator unterzogen war, tritt unmittelbar in den Filter zur Filtration ein, um die Kontaktfläche zwischen dem Blut und den fremden Systemen zu verkleinern und die Blutschäden zu verringern, gleichzeitig wird die Verschmutzungsgefahr, die durch die manuelle Verbindung zwischen dem Filter und dem Oxygenator möglicherweise verursacht wird, vermieden.
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Siehe 1, umfasst der Oxygenator eine obere Abdeckung 10, eine untere Abdeckung 30, ein Gehäuse 20 und eine Oxygenierungsstruktur 40, wobei die beiden Enden des Gehäuses 20 jeweils mit der oberen Abdeckung 10 und der unteren Abdeckung 30 verbunden sind, und wobei die Oxygenierungsstruktur 40 in dem Gehäuse 20 angeordnet ist, und wobei die Oxygenierungsstruktur 40 dazu verwendet wird, das venöse Blut in arterielles Blut umzuwandeln.
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Dabei ist die obere Abdeckung 10 von der Mitte zum äußeren Rand nacheinander in einen ersten Blutpfadraum 101, einen ersten Gaspfadraum 102 und einen ersten Wasserpfadraum 103 unterteilt, wobei an der oberen Abdeckung 10 eine in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum 102 stehende Gaseinlassöffnung 105 und eine in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum 103 stehende Wassereinlassöffnung 104 vorgesehen sind. In einer ausführbaren Implementierung umfasst die obere Abdeckung 10 einen oberen Abdeckungskörper, einen ersten Trennring und einen zweiten Trennring, wobei der obere Abdeckungskörper eine Öffnung und einen gegenüber der Öffnung liegenden Boden aufweist, und wobei der Boden in eine der Öffnung abgewandte Richtung hervorsteht, so dass das Mittelteil des oberen Abdeckungskörpers vertieft ist, und wobei der erste Trennring in dem oberen Abdeckungskörper angeordnet ist, und wobei der erste Trennring den vertieften Raum am oberen Abdeckungskörper in einen inneren Raum und einen äußeren Raum unterteilt, und wobei der Raum innerhalb des ersten Trennrings der erste Blutpfadraum 101 ist, und wobei der zweite Trennring um den ersten Trennring herum angeordnet ist, und wobei der zweite Trennring den Raum außerhalb des ersten Trennrings in einen inneren Raum und einen äußeren Raum unterteilt, und wobei der Raum zwischen dem ersten Trennring und dem zweiten Trennring der erste Gaspfadraum 102 und der Raum zwischen dem zweiten Trennring und dem Rand des oberen Abdeckungskörpers der erste Wasserpfadraum 103 ist. Die Gaseinlassöffnung 105 und die Wassereinlassöffnung 104 sind jeweils am oberen Abdeckungskörper vorgesehen, wobei sich die Gaseinlassöffnung 105 zwischen dem ersten Trennring und dem zweiten Trennring befindet, und wobei sich die Wassereinlassöffnung 104 zwischen dem zweiten Trennring und dem Rand des oberen Abdeckungskörpers befindet.
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Die untere Abdeckung 30 ist von der Mitte zum äußeren Rand nacheinander in einen zweiten Blutpfadraum 301, einen zweiten Gaspfadraum 302 und einen zweiten Wasserpfadraum 303 unterteilt, wobei an der unteren Abdeckung 30 eine in Verbindung mit dem zweiten Blutpfadraum 301 stehende Blutauslassöffnung, eine in Verbindung mit dem zweiten Gaspfadraum 302 stehende Gasauslassöffnung (nicht dargestellt) und eine in Verbindung mit dem zweiten Wasserpfadraum 303 stehende Wasserauslassöffnung 306 vorgesehen sind. In einer ausführbaren Implementierung umfasst die untere Abdeckung 30 einen unteren Abdeckungskörper, einen dritten Trennring und einen vierten Trennring, wobei der untere Abdeckungskörper eine Öffnung und einen gegenüber der Öffnung liegenden Boden aufweist, und wobei der Boden in eine der Öffnung abgewandte Richtung hervorsteht, so dass das Mittelteil des unteren Abdeckungskörpers vertieft ist, und wobei der dritte Trennring in dem unteren Abdeckungskörper angeordnet ist, und wobei der dritte Trennring den vertieften Raum am unteren Abdeckungskörper in einen inneren Raum und einen äußeren Raum unterteilt, und wobei der Raum innerhalb des dritten Trennrings der zweite Blutpfadraum 301 ist, und wobei der vierte Trennring um den dritten Trennring herum angeordnet ist, und wobei der vierte Trennring den Raum außerhalb des dritten Trennrings in einen inneren Raum und einen äußeren Raum unterteilt, und wobei der Raum zwischen dem dritten Trennring und dem vierten Trennring der zweite Gaspfadraum 302 und der Raum zwischen dem vierten Trennring und dem Rand des unteren Abdeckungskörpers der zweite Wasserpfadraum 303 ist. Die Blutauslassöffnung, die Gasauslassöffnung und die Wasserauslassöffnung 306 sind jeweils am oberen Abdeckungskörper vorgesehen, wobei sich die Blutauslassöffnung innerhalb des dritten Trennrings befindet, und wobei sich die Gasauslassöffnung zwischen dem dritten Trennring und dem vierten Trennring befindet, und wobei sich die Wasserauslassöffnung 306 zwischen dem vierten Trennring und dem Rand des oberen Abdeckungskörpers befindet.
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Das Gehäuse 20 ist eine hohle Komponente mit zwei offenen Enden, wobei die beiden Enden des Gehäuses 20 jeweils mit der oberen Abdeckung 10 und der untere Abdeckung 30 verbunden sind, und wobei an einer der oberen Abdeckung 10 zugewandten Stelle des Gehäuses 20 eine in Verbindung mit dem inneren Hohlraum des Gehäuses stehende Bluteinlassöffnung 201 vorgesehen ist. In einer ausführbaren Implementierung ist das Gehäuse 20 zylindrisch ausgebildet, wobei im Inneren des Gehäuses 20 ein erstes Gehäusetrennelement und ein zweites Gehäusetrennelement angeordnet sind, und wobei das erste Gehäusetrennelement und das zweite Gehäusetrennelement jeweils eine ringförmige Komponente sind, und wobei die beiden Enden des ersten Gehäusetrennelements jeweils mit dem ersten Trennring der oberen Abdeckung 10 und dem dritten Trennring der unteren Abdeckung 30 verbunden sind, und wobei die beiden Enden des zweiten Gehäusetrennelements jeweils mit dem zweiten Trennring der oberen Abdeckung 10 und dem vierten Trennring der unteren Abdeckung 30 verbunden sind.
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Die Oxygenierungsstruktur 40 ist in dem inneren Hohlraum des Gehäuses angeordnet und umfasst einen Dorn 401, eine Sauerstoffdruckmembran 402 und eine Temperaturänderungsmembran 403, wobei das obere Ende des Dorns 401 in den ersten Blutpfadraum 101 eintritt, und wobei das untere Ende des Dorns 401 gegenüber der Blutauslassöffnung liegt, und wobei die Sauerstoffdruckmembran 402 um den Dorn 401 herum angeordnet ist, und wobei die Sauerstoffdruckmembran 402 in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum 102 und dem zweiten Gaspfadraum 302 steht, und wobei die Temperaturänderungsmembran 403 um die Sauerstoffdruckmembran 402 herum angeordnet ist, und wobei die Temperaturänderungsmembran 403 in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum 103 und dem zweiten Wasserpfadraum 303 steht; und wobei zwischen der Temperaturänderungsmembran 403 und dem Gehäuse 20 ein Spalt 404 vorgesehen ist, und wobei die Breite des Spalts 404 von der oberen Abdeckung 10 zu der unteren Abdeckung30 allmählich abnimmt. Insbesondere ist der Dorn 401 in einem ersten Gehäusetrennelement angeordnet, wobei sich die Sauerstoffdruckmembran 402 zwischen dem ersten Gehäusetrennelement und dem zweiten Gehäusetrennelement befindet, und wobei die Temperaturänderungsmembran 403 zwischen der Innenwand des Gehäuses 20 und dem zweiten Gehäusetrennelement angeordnet ist, und wobei die Temperaturänderungsmembran 403 die Außenfläche der Sauerstoffdruckmembran 402 umhüllt.
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In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht der erste Blutpfadraum 101 in der oberen Abdeckung 10, nachdem die obere Abdeckung 10, das Gehäuse 20, die untere Abdeckung 30 und die Oxygenierungsstruktur 40 zusammengebaut wurden, nicht in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum 102, wobei der erste Gaspfadraum 102 nicht in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum 103 steht; und wobei der zweite Blutpfadraum 301 in der unteren Abdeckung 30 nicht in Verbindung mit dem zweiten Gaspfadraum 302 steht, und wobei der zweite Gaspfadraum 302 nicht in Verbindung mit dem zweiten Wasserpfadraum 303 steht. Insbesondere kann eine erste Blockierschicht 501 an der Einfügungsstelle zwischen der oberen Abdeckung 10 und dem Gehäuse 20 und eine zweite Blockierschicht 502 an der Einfügungsstelle zwischen der unteren Abdeckung 30 und dem Gehäuse 20 angeordnet sein. Die erste Blockierschicht 501 kann den ersten Blutpfadraum 101 und den ersten Gaspfadraum 102 von dem ersten Wasserpfadraum 103 isolieren und ferner den Innenraum des Gehäuses von den jeweiligen Räumen der oberen Abdeckung 10 isolieren; die zweite Blockierschicht 502 kann den zweiten Blutpfadraum 301 und den zweiten Gaspfadraum 302 von dem zweiten Wasserpfadraum 303 ionisieren und ferner den Innenraum des Gehäuses von den jeweiligen Räumen der unteren Abdeckung 30 isolieren.
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Der Oxygenator ist ein medizinisches Gerät, das die menschliche Lungenfunktion für den extrakorporalen Gasaustausch während einer Operation oder Lebenserhaltung ersetzen kann. Der Oxygenator besteht aus zwei Funktionen - dem Gasaustausch und der Temperaturregelung. Die Gasaustauschfunktion wird durch die Sauerstoffdruckmembran 402 realisiert, und die Temperaturregelungsfunktion wird durch die Temperaturänderungsmembran 403 realisiert. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Sauerstoffdruckmembran 402 mehrere Gasaustauschrohre, die hohle Rohre mit zwei offenen Enden sind, wobei der Lochdurchmesser des Gasaustauschrohrs 0,1 um - 5 um beträgt; und wobei ein Ende jedes Gasaustauschrohrs die erste Blockierschicht 501 eindringt und in Verbindung mit dem ersten Gaspfadraum 102 steht, während das andere Ende die zweite Blockierschicht 502 eindringt und in Verbindung mit dem zweiten Gaspfadraum 302 steht; die Wände von mindestens einem Teil der Gasaustauschrohre unter den mehreren Gasaustauschrohren weisen Mikroporen auf, und die Mikroporen lassen nur Gas durch und blockieren den Durchgang von roten Blutkörperchen. Tatsächlich kann die Wand des Gasaustauschrohrs auch als semipermeable Membran betrachtet werden, die nur Gas durchlässt, und genau durch die semipermeable Membran realisiert der Oxygenator den Gasaustauschvorgang im Blut. Die Temperaturänderungsmembran 403 umfasst mehrere Temperaturänderungsrohre, die hohle Rohre mit zwei offenen Enden sind; und wobei ein Ende jedes Temperaturänderungsrohrs die erste Blockierschicht 501 eindringt und in Verbindung mit dem ersten Wasserpfadraum 103 steht, während das andere Ende die zweite Blockierschicht 502 eindringt und in Verbindung mit dem zweiten Wasserpfadraum 303 steht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen sowohl die Sauerstoffdruckmembran 402 als auch die Temperaturänderungsmembran 403 aus einer großen Anzahl von dünnwandigen hohlen Rohen, der Unterschied besteht darin, dass zumindest ein Teil der in der Sauerstoffdruckmembran 402 verwendeten hohlen Rohre poröse Membranen sind, um den Gasaustausch mit Blut zu erleichtern, während die Temperaturänderungsmembranen 403 alle nicht poröse Membranen sind, um eine Strömungsführung und einen Wärmeaustausch mit dem Blut außerhalb der hohlen Rohre zu erleichtern.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen der Temperaturänderungsmembran 403 und der Innenwand des Gehäuses 20 ein Spalt 404 vorgesehen, wobei die Breite des Spalts 404 von der oberen Abdeckung 10 zu der unteren Abdeckung30 allmählich abnimmt, und wobei die Bluteinlassöffnung 201 nahe an der oberen Abdeckung 10 liegt, wenn z.B. das Blut von der Bluteinlassöffnung 201 in den Oxygenator eintritt, füllt es zuerst den Spalt 404 zwischen der Temperaturänderungsmembran 403 und der Innenwand des Gehäuses 20. Da der Spalt 404 eine Form mit einem breitem Oberteil und engem Unterteil aufweist (wie in 2 dargestellt), kann mit einer kleinen Menge am Blut das Unterteil des Spalts 404 voll gefüllt werden, und mehr Blut verweilt im Oberteil des Spalts 404, unter Antrieb durch das kontinuierlich von der Bluteinlassöffnung 201 injizierte Blut kann das im Oberteil des Spalts 404 verweilende Blut kontinuierlich seitlich durch die Temperaturänderungsmembran 403 und die Sauerstoffdruckmembran 402 durchgehen, danach tritt es in einen Raum ein, in dem sich der Dorn 401 befindet, dann strömt das Blut in den mit dem Raum verbundenen Filter 60 ein und wird nach der Filtration in den menschlichen Körper zurückgeführt.
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Damit der Spalt 404 zwischen der Temperaturänderungsmembran 403 und dem Gehäuse 20 allmählich abnimmt, kann es durch irgendeines oder eine Kombination von den folgenden Verfahren realisiert werden:
- (1) das Gehäuse 20 wird säulenförmig ausgebildet, so dass der Innendurchmesser des Gehäuses 20 von der oberen Abdeckung 10 zu der unteren Abdeckung 30 sequentiell abnimmt;
- (2) Einreihen der Temperaturänderungsrohre, so dass das Ende der Temperaturänderungsmembran 403 in der Nähe von der unteren Abdeckung 30 näher an der Innenwand des Gehäuses 20 als das Ende in der Nähe von der oberen Abdeckung 10 liegt.
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Damit das Blut, das einer Oxygenierung unterzogen war, besser zusammenläuft, kann der Dorn 401 als Wirbelkörperstruktur angeordnet werden, so dass der Querschnitt des Dorns 401 von der oberen Abdeckung 10 zu der unteren Abdeckung 30 allmählich abnimmt.
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Damit mehr Blut die Temperaturänderungsmembran und die Sauerstoffdruckmembran durchqueren kann, um einen vollständigen Wärmeaustausch und Gasaustausch durchzuführen, kann weiterhin eine Turbulenzstruktur zwischen dem Gehäuse und der Temperaturänderungsmembran angeordnet werden, und durch die Turbulenzstruktur wird das Blut zur seitlichen Strömung geführt.
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Wie in 3 dargestellt, umfasst die Turbulenzstruktur mehrere Vorsprünge 405, die von der Innenwand des Gehäuses 20 zu der Temperaturänderungsmembran 403 hervorstehen. Das Blut tritt von der Bluteinlassöffnung 201 in den Spalt zwischen der Innenwand des Gehäuses 20 und der Temperaturänderungsmembran 403 ein und wird durch den Vorsprung 405 während der Strömung zur unteren Abdeckung 30 blockiert, wodurch der Blutfluss dazu gezwungen wird, seine Strömungsrichtung zu ändern, und das Blut tritt seitlich in die Temperaturänderungsmembran 403 ein. In einer bevorzugten Implementierung sind die mehreren Vorsprünge 405, die die Turbulenzstruktur bilden, in einer gestuften Form verteilt, wobei der Abstand zwischen den Vorsprüngen 405 nahe an der oberen Abdeckung 10 und der Temperaturänderungsmembran 403 größer als der Abstand zwischen den Vorsprüngen 405 nahe an der unteren Abdeckung 30 und der Temperaturänderungsmembran 403 ist. Mit dieser Gestaltung kann das zur unteren Abdeckung 30 strömende Blut durch die jeweiligen Vorsprünge 405 blockiert werden, so dass mehr Blut die Temperaturänderungsmembran 403 und die Sauerstoffdruckmembran 402 durchquert.
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Die Gasaustauschkapazität hängt nicht nur mit dem Oberflächenbereich der Sauerstoffdruckmembran 402 und der Sauerstoffkonzentration der Gasquelle zusammen, sondern auch direkt mit der Einstellung des Blutflusspfades. Eine große Anzahl von Experimenten hat gezeigt, dass unabhängig davon, ob der Gaspfad und der Blutflusspfad in entgegengesetzter oder in derselben Richtung verlaufen, die Gasaustauschkapazität umso schlechter ist, je länger der Pfad ist, und die Gasaustauschkapazität sich 0 nähert, nachdem der Pfad 2 Meter erreichte. Je höher also der Anteil des Blutflusspfades ist, der die Sauerstoffdruckmembran durchquert, desto besser ist die Wirkung des Oxygenators. Bei dem von dem obigen Ausführungsbeispiel bereitgestellten integrierten Membranoxygenator wird mit der Anordnung der Bluteinlassöffnung und der Blutauslassöffnung, des Spalts zwischen der Temperaturänderungsmembran und der Innenwand des Gehäuses sowie der Turbulenzstruktur der Anteil des die Sauerstoffdruckmembran durchquerenden Blutes erhöht, wodurch die Oxygenierungswirkung des Oxygenators verbessert wird. Im Vergleich zum Stand der Technik kann mit einer kleineren Sauerstoffdruckmembranfläche die gleiche Gasaustauschkapazität erreicht werden.
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In dem Membranoxygenator im Stand der Technik umfasst die Oxygenierungsstruktur einen Dorn, eine Temperaturänderungsmembran und eine Oxygenierungsmembran, die von innen nach außen angeordnet sind, wobei der Bluteinlass am Unterteil des Oxygenators und der Blutauslass am Unterteil des Oxygenators vorgesehen ist. Der Strömungsweg des Blutes im Oxygenator lautet: Bluteinlass → der Raum, in dem sich der Dorn befindet → Temperaturänderungsmembran → Sauerstoffdruckmembran → Blutauslass. Da der Dorn einen kleineren Raum aufweist, kann das Blut, wenn es in der Nähe des Dorns strömt, nicht gut gepuffert werden, somit wird die turbulente Strömung leicht gebildet, und die Blutschäden werden verursacht. Allerdings hat der von dem obigen Ausführungsbeispiel bereitgestellte Oxygenator im Vergleich zum herkömmlichen Layout des Oxygenators einen größeren Blutströmungspufferbereich. Nachdem das Blut in den Oxygenator eintrat, kann mehr Blut mit einer niedrigeren Geschwindigkeit die Temperaturänderungsmembran und die Sauerstoffdruckmembran durchqueren, die Kontaktzeit zwischen dem Blut und der Temperaturänderungsmembran und der Sauerstoffdruckmembran ist länger, um eine bessere Temperaturänderungseffizienz und eine bessere Oxygenierungswirkung zu erzielen. Mit der obigen Gestaltung hat der Oxygenator einen kleineren Widerstandsverlust, wodurch die von dem Widerstand verursachten Blutschäden verringert werden.
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Neben der Gasaustausch- und Temperaturänderungsfähigkeit umfassen die Hauptindikatoren des Oxygenators auch die Fähigkeit, die Luftblasen zu beseitigen. Die Ärzte müssen das Gas im Membranoxygenator abführen, bevor sie den Membranoxygenator verwenden. Da im herkömmlichen Membranoxygenator jedoch die Auspufföffnung an der Seitenfläche des Gehäuses und nicht am höchsten Punkt des gesamten Produkts vorgesehen ist, kann es leicht dazu führen, dass die Luftblasen sich ansammeln. Der Arzt muss den Oxygenator ständig in der Hand halten, um den Winkel des Oxygenators zu verändern, damit die Luftblasen durch die Auspufföffnung abgeführt werden können. Außerdem sind die Luftblasen im Oxygenator nicht intuitiv zu beobachten. Der Benutzer muss einen Gegenstand verwenden, um das Außengehäuse des Oxygenators zu klopfen, so dass die im Inneren des Oxygenators verborgenen Luftblasen in eine Stelle eindringen können, wo sie durch das Gehäuse beobachtet werden können. Dies bringt viele Unannehmlichkeiten bei der klinischen Anwendung des Oxygenators mit sich und erfordert viel präoperative Vorbereitungszeit. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Luftblasen im Oxygenator durch rationelles Anordnen der Auspufföffnungen leicht ausgestoßen, und es ist kein komplizierter Auspuffvorgang erforderlich. Die spezifischen Mittel sind wie folgt: an der oberen Abdeckung 10 ist eine in Verbindung mit dem ersten Blutpfadraum 101 stehende erste Auspufföffnung 106 vorgesehen, wobei die erste Auspufföffnung 106 gegenüber dem oberen Ende des Dorns 401 liegt.
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Im Vergleich mit dem herkömmlichen Design und Layout des Oxygenators kann mit dem Blutflusspfad gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Luft in dem Oxygenator leichter entlang dem Blut in der Nähe von dem Dorn angesammelt werden, da die Luftblasen in dem Blut sich nach oben bewegen, können sie leichter durch die erste Auspufföffnung am Oberteil der oberen Abdeckung abgeführt werden. Der Benutzer braucht den Oxygenator nicht zu klopfen oder zu drehen, um die Auspuff leicht zu realisieren, und der Benutzer kann durch die durchsichtige obere Abdeckung direkt beobachten, ob im Oxygenator noch die Luftblasen übrig bleiben, und der Benutzer kann während der Operation durch Beobachten der Ansammlung der Luftblasen am Oberteil beurteilen, ob das Produkt oder der gesamte Kreislauf ein Sicherheitsrisiko hat, so dass er rechtzeitig Maßnahmen ergreifen kann, um schwerwiegende Folgen zu vermeiden.
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Ferner tritt ein Teil der Luftblasen möglicherweise nicht in die Nähe von dem Dorn 401 ein, sondern sie sammeln sich im Oberteil des Gehäuses 20 an, da das Gehäuse 20 säulenförmig ausgebildet ist. Um diesen Teil der Luftblasen abzuführen, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weiterhin eine zweite Auspufföffnung 202 in der Nähe von der oberen Abdeckung 10 an dem Gehäuse 20 vorgesehen. In einer möglichen Implementierung kann die zweite Auspufföffnung 202 unter Verwendung eines Schlauchs mit anderen Komponenten verbunden werden, um den Auspuff durchzuführen. In einer anderen möglichen Implementierung kann an der zweiten Auspufföffnung 202 weiterhin eine gasdurchlässige Einwegmembran 203 angeordnet sein. Insbesondere wie in 4 dargestellt, kann das Äußere der Einwegmembran mit einer Kompressionsabdeckung 204 ummantelt werden, wobei die Kompressionsabdeckung 204 durch ein Gewinde oder eine Schnalle mit der zweiten Auspufföffnung 202 verbunden ist, um die gasdurchlässige Einwegmembran 203 zuzudrücken und zu befestigen. Die gasdurchlässige Einwegmembran 203 weist Mikroporen auf, die nur Gas durchlassen können, jedoch kein Blut. Daher muss die mit der gasdurchlässigen Einwegmembran 203 versehene zweite Auspufföffnung 202 nicht mit anderen Komponenten verbunden werden, um die Funktionen zu erreichen, das Blut abzufangen und die Luftblasen im Blut abzuführen.
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Ferner ist an der oberen Abdeckung 10 weiterhin eine Rückführungsöffnung 107 vorgesehen, die in Verbindung mit der ersten Auspufföffnung 106 steht. Wenn das Blut, das einer Oxygenierung unterzogen war, für andere Zwecke entnommen werden muss, kann das Blut, das einer Oxygenierung unterzogen war, aus der Nähe von dem Dorn entnommen werden, indem die Rückführungsöffnung angeschlossen wird.
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Siehe 5, umfasst der Filter 60 ein Filtergehäuse 601, ein Filtersieb 602 und eine Strömungsführungsstruktur, wobei die Strömungsführungsstruktur zum Dispergieren des Blutes verwendet wird, so dass das Blut langsam das Filtersieb 602 durchdringt, um die Schäden am Blut zu verringern, und wobei das Filtersieb 602 einen Lochdurchmesser von unter 40 µm aufweist und die Mikropfropfen (einschließlich großer Luftblasen, Mikroluftpfropfen und Partikel) von über 40 µm filtern kann, um zu verhindern, dass die Mikropfropfen die Mikrozirkulation blockieren und Schäden an wichtigen Organen verursachen. Im Folgenden wird die Struktur des Filters 60 näher erläutert.
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Das Innere des Filtergehäuses 601 ist mit einem Hohlraum versehen, wobei am Oberteil des Filtergehäuses ein in Verbindung mit dem Hohlraum stehender Einlass 6011 und am Unterteil des Filtergehäuses ein in Verbindung mit dem Hohlraum stehender Auslass 6012 vorgesehen ist, und wobei der Einlass 6011 mit der Blutauslassöffnung des Oxygenators oder dem zweiten Blutpfadraum 301 verbunden ist, und wobei sich der Einlass 6011 unterhalb des Dorns des Oxygenators befindet. Insbesondere kann das Gehäuse eine obere Filterschale und eine mit der oberen Filterschale verbundene untere Filterschale umfassen, wobei zwischen der oberen Filterschale und der unteren Filterschale ein Hohlraum gebildet ist, und wobei der Einlass 6011 an der oberen Filterschale und der Auslass 6012 an der unteren Filterschale vorgesehen ist. Darüber hinaus kann an der Unterseite des Filtergehäuses ein Kreis von Vorsprüngen entlang der Innenwand des Filtergehäuses gestaltet werden, um das Filtersieb zu installieren, so dass auf den beiden Seiten des Filtersiebs Blutströmungskanäle gebildet werden, und die Vorsprünge und die Unterseite des Filtergehäuses können einteilig miteinander ausgebildet sein.
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Die Strömungsführungsstruktur 603 umfasst einen Kern 603 und eine Strömungsführungsabdeckung 604, wobei die Strömungsführungsabdeckung 604 an dem Kern 603 angeordnet ist, und wobei das Filtersieb 602 um die Strömungsführungsstruktur herum angeordnet ist, und wobei das obere Ende des Filtersiebs 602 mit der Strömungsführungsabdeckung 604 und das untere Ende mit dem Boden des Filtergehäuses 601 verbunden ist, und wobei die Struktur des Filtersiebs 602 ungefähr eine hohle Säule ist. Zwischen der Strömungsführungsabdeckung 604 und dem Filtergehäuse 601 ist ein erster Kanal angeordnet, während zwischen dem Filtersieb 602 und dem Filtergehäuse 601 ein zweiter Kanal angeordnet ist, und wobei der erste Kanal mit dem zweiten Kanal verbunden ist; und wobei zwischen dem Kern 603 und dem Filtersieb 602 sowie der Unterseite des Filtergehäuses 601 ein Aufnahmeraum gebildet ist, der in Verbindung mit dem Auslass steht.
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In einer möglichen Implementierung ist die Strömungsführungsabdeckung 604 trompetenförmig ausgebildet und umfasst eine erste Öffnung 6041, eine zweite Öffnung 6042 und eine sich von der ersten Öffnung 6041 zur zweiten Öffnung 6042 erstreckende bogenförmige Übergangsfläche 6043, wobei die erste Öffnung 6041 kleiner als die zweite Öffnung 6042 ist. Das Unterteil des Kerns 603 ist säulenförmig ausgebildet, z.B. eine auf die Form des Filtersiebs 602 abgestimmte zylindrische Form, wobei sich das Oberteil des Kerns 603 von dem Rand zu dem Mittelteil zusammenzieht, so dass der Kern eine Form mit einem kleinerem Oberteil und einem größeren Unterteil hat; und wobei sich das Oberteil des Kerns 603, nachdem es die zweite Öffnung 6042 durchdrang, unterhalb der ersten Öffnung befindet, und wobei die Seitenfläche des Kerns 603 mit der zweiten Öffnung 6042 verbunden ist, und wobei zwischen dem Oberteil des Kerns 603 und der inneren Seitenfläche der Strömungsführungsabdeckung 604 ein dritter Kanal angeordnet ist, der in Verbindung mit dem Aufnahmeraum steht. An der ersten Öffnung 6041 ist eine Einwegmembran 6044 angeordnet, die zulässt, dass die Luftblasen von dem fünften Spalt in den zweiten Blutpfadraum 301 eintreten.
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Das obere Ende des Filtersiebs 602 ist mit der Strömungsführungsabdeckung verbunden, wobei das untere Ende des Filtersiebs 602 mit den Vorsprüngen an der Unterseite des Filtergehäuses verbunden ist. Das Blut, das einer Oxygenierung unterzogen war, strömt von der Blutauslassöffnung in den ersten Kanal es Filters ein, strömt dann entlang dem ersten Kanal in den zweiten Kanal ein und überquert danach von dem zweiten Kanal das Filtersieb 602. Das Filtersieb 602 fängt die Mikroblasen und die festen Partikel ab, und das Blut nach der Filtration läuft in den Aufnahmeraum zusammen und strömt dann aus dem Auslass 6012 des Bodens des Filtergehäuses aus, und durch das Verbindungsrohr wird das Blut, das einer Oxygenierung unterzogen war, in den menschlichen Körper zurückgeführt. Wenn das durch das Filtersieb 602 strömende Blut mit den Luftblasen gemischt ist, bewegen sich die Luftblasen im Blut nach oben, die Luftblasen treten von dem Aufnahmeraum in den dritten Kanal ein und sammeln sich in der Nähe von der ersten Öffnung 6041 an, dann treten sie durch die Einwegmembran 6044 in den zweiten Blutpfadraum 301 ein und bewegen sich weiter nach oben, bis sie durch die erste Auspufföffnung 106 abgeführt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt das Blut, nachdem es in den Filter eintrat, langsam in den jeweiligen Kanälen des Filters und kommt mit dem Filtersieb vollständig in Kontakt, um die Filtrationseffizienz zu verbessern. Darüber hinaus können die Luftblasen, wenn die Luftblasen in dem Blut nach der Filtration bestehen, entlang dem schmalen Raum des dritten Kanals schnell die erste Öffnung 6041 erreichen, um die Abführung der Luftblasen in dem Blut zu beschleunigen.
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Der Oxygenator und der Filter im Stand der Technik haben unterschiedliche Funktionen und sie bestehen in der Regel als zwei unabhängige Komponenten, und sie sollen bei der Verwendung mittels eines Schlauchs miteinander verbunden werden. Wenn das Blut durch die Anschlussstelle strömt, können leicht Blutschäden verursacht werden. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Filter und der Oxygenator einteilig miteinander ausgebildet, und das Blut, das einer Filtration durch den Oxygenator unterzogen war, braucht zur Filtration nicht durch ein langes Führungsrohr zu strömen, was vermeidet, dass die Verbindung des Führungsrohrs das Blut schadet. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nicht nur die Verbindung und Integration der physikalischen Vorrichtung zwischen dem Filter und dem Oxygenator durchgeführt, sondern eine Funktionsoptimierung wird auch durchgeführt, was hauptsächlich wie folgt ausgeführt wird:
- 1. der Filter und der Oxygenator verwenden gemeinsam eine erste Auspufföffnung, wenn das Blut, das einer Filtration durch das Filtersieb unterzogen war, die Luftblasen hat, treten die Luftblasen automatisch in einem Raum ein, in dem sich der Dorn befindet, dann werden die Luftblasen durch die erste Auspufföffnung abgeführt, dabei ist es nicht erforderlich, an dem Filter eine Auspufföffnung zusätzlich anzuordnen;
- 2. mit der Anordnung der Strömungsführungsstruktur wird das Blut dispergiert und geführt, um die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes zu reduzieren, so dass das Blut und das Filtersieb vollständig in Kontakt kommen, um die Filtrationswirkung zu verbessern und die Blutschäden zu verringern.
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Das Verwendungsverfahren und der Arbeitsvorgang eines integrierten Membranoxygenators in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind wie folgt:
- während einer Operation oder Aufrechterhaltung von Vitalfunktionen ist die Bluteinlassöffnung 201 durch einen Schlauch mit einer menschlichen Vene verbunden, der Auslass 6012 des Filters ist durch einen Schlauch mit einer menschlichen Arterie verbunden, und die Wassereinlassöffnung 104 und die Wasserauslassöffnung 306 sind jeweils durch Schläuche mit einem Wassertank mit variabler Temperatur verbunden. Die Gaseinlassöffnung 105 ist durch einen Schlauch mit einer Gasquelle verbunden. Der Wassertank mit variabler Temperatur führt das Wasser mit der eingestellten Temperatur durch die Wassereinlassöffnung 104 in den inneren Hohlraum der jeweiligen Temperaturänderungsrohre ein, die die Temperaturänderungsmembran 403 bildet. Die Gasquelle führt den Sauerstoff mit der eingestellten Konzentration durch die Gaseinlassöffnung 105 in den inneren Hohlraum der jeweiligen Gasaustauschrohre ein, die die Oxygenierungsmembran bilden. Wenn das venöse Blut durch die Bluteinlassöffnung 201 in das Gehäuse 20 eintritt, tauscht das durch die Temperaturänderungsmembran 403 strömende Blut Wärme mit dem Blut durch die Außenwand des Temperaturänderungsrohrs aus, um den Zweck der Temperaturerhöhung oder -senkung des Bluts zu erreichen. Das venöse Blut, das dem Temperaturaustausch unterzogen war, tritt seitlich in die Sauerstoffdruckmembran 402 ein, das Gas befindet sich innerhalb des Gasaustauschrohrs und das Blut befindet sich außerhalb des Gasaustauschrohrs. Das Gas und das Blut tauschen Sauerstoff und Kohlendioxid durch die Diffusion auf beiden Seiten der semipermeablen Membran aus. Jetzt tritt das Kohlendioxid im venösen Blut in den inneren Hohlraum des Gasaustauschrohrs ein, während der Sauerstoff im Gasaustauschrohr ins Blut eintritt. Während des Prozesses der Umwandlung von venösem Blut in arterielles Blut tritt das arterielle Blut weiterhin in den Filter ein, nachdem es nacheinander durch den ersten Kanal, den zweiten Kanal und das Filtersieb ging, läuft es in dem Aufnahmeraum zusammen, danach wird es durch den Auslass 6012 an dem Boden des Filtergehäuses in den menschlichen Körper zurückgeführt, um die Sauerstoffversorgung des Patienten aufrechtzuerhalten. Seine Rolle steht im Einklang mit der körpereigenen Lungenfunktion.
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6 zeigt ein schematisches Diagramm der Strömungsrichtung von Wasser in einem integrierten Membranoxygenator in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Siehe 6, strömt das Wasser in dem Wassertank mit variabler Temperatur durch die Wassereinlassöffnung 104 in den ersten Wasserpfadraum 103 ein, wird durch das Temperaturänderungsrohr in den zweiten Wasserpfadraum 303 eingegeben und kehrt dann von der Wasserauslassöffnung 306 in den Wassertank mit variabler Temperatur zurück. Wenn das Blut durch das Temperaturänderungsrohr strömt, führt es einen Wärmeaustausch mit dem Wasser im Temperaturänderungsrohr durch, um die Bluttemperatur auf den erforderlichen Temperaturbereich einzustellen.
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7 zeigt ein schematisches Diagramm der Strömungsrichtung von Gas in einem integrierten Membranoxygenator in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Siehe 7, tritt der Sauerstoff in der Gasquelle durch die Gaseinlassöffnung 105 in den ersten Gaspfadraum 102 ein und strömt dann ins Gasaustauschrohr ein, das durch das Gasaustauschrohr strömende Blut führt einen Gasaustausch mit dem Gasaustauschrohr durch. Der Sauerstoff in dem Gasaustauschrohr wird mit dem Blut kombiniert, das Kohlendioxid in dem Blut tritt ins Gasaustauschrohr ein, strömt dann in den zweiten Gaspfadraum 302 ein und wird aus der Gasauslassöffnung abgeführt.
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8 zeigt ein schematisches Diagramm der Strömungsrichtung von Blut in einem integrierten Membranoxygenator in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Siehe 8, tritt das Blut von der Bluteinlassöffnung 201 in den Oxygenator ein und durchquert die Temperaturänderungsmembran 403 und die Sauerstoffdruckmembran 402, danach läuft es in einem Raum, in dem sich der Dorn 401 befindet, zusammen, danach tritt es in den Filter ein, die Strömungsführungsstruktur des Filters dispergiert das Blut und reduziert die Geschwindigkeit des Blutes, nach der Geschwindigkeitsreduzierung geht das Blut seitlich durch das Filtersieb und läuft in dem Aufnahmeraum zusammen, danach strömt es von dem mit dem Aufnahmeraum verbundenen Auslass aus.
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Die jeweiligen technischen Merkmale der obigen Ausführungsbeispiele können beliebig kombiniert werden. Um die Erläuterung zu vereinfachen, werden nicht alle möglichen Kombinationen von den jeweiligen technischen Merkmalen in den obigen Ausführungsbeispielen erläutert, allerdings sollen die Kombinationen von den technischen Merkmalen im Falle ohne Konflikte als von dem Umfang der Beschreibung gedeckt angesehen werden.
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Die obigen Ausführungsbeispiele stellen nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, dabei sind die Erläuterungen relativ spezifisch und ausführlich, allerdings sollte es nicht als Beschränkungen für den Patentumfang der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet mehrere Verbesserungen und Modifikationen ausführen kann, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Verbesserungen und Modifikationen sollen auch als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden. Aufgrund dessen sollte der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die Ansprüche definiert werden.
