EP4061448A1 - Luftentfernungssystem für extrakorporale blutbehandlung - Google Patents

Luftentfernungssystem für extrakorporale blutbehandlung

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Publication number
EP4061448A1
EP4061448A1 EP20810937.1A EP20810937A EP4061448A1 EP 4061448 A1 EP4061448 A1 EP 4061448A1 EP 20810937 A EP20810937 A EP 20810937A EP 4061448 A1 EP4061448 A1 EP 4061448A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blood
line
bubble trap
treatment machine
recirculation
Prior art date
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Pending
Application number
EP20810937.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Enrico Corazzari
Alexander Friebe
Kai-Uwe Ritter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B Braun Avitum AG
Original Assignee
B Braun Avitum AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by B Braun Avitum AG filed Critical B Braun Avitum AG
Publication of EP4061448A1 publication Critical patent/EP4061448A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3627Degassing devices; Buffer reservoirs; Drip chambers; Blood filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3643Priming, rinsing before or after use
    • A61M1/3644Mode of operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M1/14Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331Pressure; Flow

Definitions

  • the invention relates to a blood line system for an extracorporeal blood treatment machine with an arterial line section, a venous line section, a dynamic bubble trap and an air separator, which line system is set up to transfer blood from a patient to a dialysis unit and from the dialysis unit to the during operation of a blood pump of the extracorporeal blood treatment machine To guide patients.
  • micro air bubbles / micro bubbles which can flow back to the patient without triggering an alarm.
  • micro-air bubbles can be deposited in the lungs of the patient and also flow through the pulmonary capillaries and thus be distributed via the arteries throughout the body, where they can contribute to organ failure. Since the formation of micro air bubbles when flowing through the hemodialysis unit is a general side effect of hemodialysis, it is necessary to separate them from the blood before returning them to the patient.
  • Dynamic bubble traps are known in heart-lung machines, which are used there to filter out micro air bubbles in the event of high blood flows / blood flow rates / blood mass flows.
  • DBT Dynamic bubble traps
  • US 6,478,962 B1 for example, such a conventional one for use in Dynamic bubble trap set up in heart-lung machines is revealed.
  • the bubble trap accelerates the blood radially as it flows through, so that the light microbubbles migrate into the area around the central axis of the bubble trap and the heavier blood components are pressed radially outward by the centrifugal force.
  • the blood that has collected in the area around the central axis and that contains the micro air bubbles is separated from the main blood stream and returned to it.
  • DE 196 17036 C2 shows a device for separating gas bubbles from blood, in which a flow guide component is arranged in the region of an inlet connection of the separating device.
  • the flow guide component generates a vortex which presses the blood outwards so that the air bubbles remain in the center of the separation device and can be separated.
  • the objects and objectives of the invention are to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art and, in particular, a blood line system for an extracorporeal blood treatment machine is to be provided which ensures an improved process of air separation from microbubbles and thereby a possible risk to the patient excludes or reduces.
  • the blood line system for the extracorporeal blood treatment machine is accordingly configured / adapted according to the invention so that a branch or recirculation line connects the dynamic bubble trap, preferably directly, to the air separator in order to return part of the blood flowing into the bubble trap upstream of the bubble trap into the blood line system.
  • a branch or recirculation line connects the dynamic bubble trap, preferably directly, to the air separator in order to return part of the blood flowing into the bubble trap upstream of the bubble trap into the blood line system.
  • the blood after flowing into the bubble trap, the blood partially flows back through the recirculation line and the air separator upstream of the bubble trap into the arterial or venous line section.
  • the bubble trap can be arranged in the venous line section so that health-endangering micro-air bubbles that are created when the patient flows through the dialysis unit can be separated from the blood purified in the dialysis unit before the patient enters.
  • the recirculation line of the bubble trap can be fluidically connected to the arterial line section via the air separator.
  • the recirculation line is directly connected to the arterial line section and the air separator is interposed in the recirculation line.
  • the recirculation line is fluidically connected to an air separator arranged in the arterial line section.
  • the air separator arranged in the arterial line section in this case has two blood supply connections, namely one for the arterial line section and one for the recirculation line, as well as a blood discharge connection for the arterial line section.
  • a recirculation rate i.e. a ratio between a blood flow rate in the recirculation line and a blood flow rate in the blood line system, of 5-10% is necessary, which determines the structural / geometric configuration of the recirculation line.
  • the diameter of the recirculation line can be varied over its length in order to set the desired recirculation rate.
  • the recirculation line can fluidically connect the bubble trap via the air separator to the venous line section upstream of the bubble trap, ie between the dialysis unit and the bubble trap, which leads to an increase in the degassing capacity of the bubble trap, since the recirculated blood does not flow through the dialysis unit again and thus no new micro air bubbles arise in the recirculated blood.
  • the recirculation rate can be selected to be higher, in particular greater than 10%, which in turn increases the degassing performance of the blood trap improved. Because of the recirculation through the recirculation line, the blood flow rate in the dynamic bubble trap increases compared to the blood flow rate set on the blood pump, which also has a positive effect on the degassing line of the dynamic bubble trap.
  • the invention relates to an extracorporeal blood treatment machine with a blood pump, into which a line system according to one of the preceding aspects can be inserted in order to supply blood via the arterial line section and the venous line section from a patient to a dialysis unit and from the dialysis unit when the blood pump is operated return to the patient.
  • the recirculation line of the line system partially returns the blood to the line system after it has flowed into the bubble trap upstream of the bubble trap.
  • the recirculation line can be inserted / looped into an additional, second (peristaltic) blood pump, which leads to a decoupling of the blood flow rates of the recirculation line and the arterial or venous line section.
  • second blood pump which leads to a decoupling of the blood flow rates of the recirculation line and the arterial or venous line section.
  • pressure conditions in the recirculation line can be individually and very precisely adapted to pressure conditions in the arterial and venous line section.
  • the blood flow rate in the recirculation line can be adjusted / controlled by the second blood pump and the blood flow rate in the arterial and venous line section can be adjusted / controlled by the blood pump of the extracorporeal blood treatment machine.
  • a (safety) air detector preferably designed as an ultrasonic sensor
  • the air detector can be set up to determine a blood flow rate.
  • at least one pressure sensor for determining the blood flow rate can be arranged in the line.
  • a delivery rate, in particular a speed that correlates with the delivery rate, of the blood pump of the extracorporeal blood treatment machine can be based on the speed in the Air detector and / or determined or set in the at least one pressure sensor determined blood flow rate. In this way, a possible difference in the blood flow rate can be corrected or compensated for.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an extracorporeal blood treatment machine with a blood line system according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic view of an extracorporeal blood treatment machine with a blood line system according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic view of an extracorporeal blood treatment machine with a blood line system according to the invention in accordance with a third exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic view of an extracorporeal blood treatment machine with a blood line system according to the invention in accordance with a fourth exemplary embodiment.
  • the extracorporeal blood treatment machine 1 has an arterial line section 2 via which blood can flow from a patient to a dialysis unit 3.
  • the dialysis unit 3 is preferably designed as a countercurrent dialyzer in which blood and dialysate, separated by a semipermeable membrane, flow past one another. That is, the dialysate flows through the dialyzer in a direction opposite to the direction of blood flow (in FIG. 1 from top to bottom).
  • a blood pump 4 located in the arterial line section 2 is a blood pump 4 designed as a peristaltic hose pump which, during operation, conveys the blood from the patient to the dialysis unit 3.
  • a venous line section 5 is arranged downstream of the dialysis unit 3 in the direction of blood flow, via which blood purified in the dialysis unit 3 flows back to the patient.
  • the arterial line section 2 and the venous line section 5 form part of a blood line system or a blood line 6.
  • a dynamic bubble trap 7 is arranged in the venous line section 5.
  • the dynamic bubble trap 7 is designed in such a way that a, for example, helical flow-guiding geometry is arranged inside a tubular housing.
  • the flow guide geometry creates a vortex / vortex in the blood flow.
  • the blood is pressed radially outwards due to the centrifugal force in the housing.
  • the micro air bubbles which are lighter than the flowing blood, therefore collect in an area around a central axis / axis of rotation of the housing and coalesce to form macro air bubbles. If a pressure difference is applied to a recirculation line 8 arranged in this area, the coalesced macro air bubbles can thus be separated / discharged via this recirculation line 8.
  • the recirculation line 8 is connected to the arterial line section 2 in the first exemplary embodiment.
  • the recirculation line 8 in the first exemplary embodiment is shown in FIG Blood flow direction upstream of the blood pump 4 is connected to the arterial line section 2.
  • the recirculation rate ie the blood flow rate in the recirculation line 8 relative to the blood flow rate in the blood line 6, is essentially determined or set by the pressure difference applied to the recirculation line 8.
  • a recirculation rate of approx. 5-10% is necessary for sufficient degassing performance.
  • the necessary recirculation rate thus decisively defines the geometric configuration / design of the recirculation line 8.
  • the diameter of the recirculation line 8 must be varied over its length so that the recirculation rate is 5-10% depending on the pressure difference present.
  • an air detector 9 is arranged in the extracorporeal blood treatment machine 1 downstream of the bubble trap 7.
  • This air detector 9 is designed as an ultrasonic sensor and monitors the presence of air bubbles in the purified blood before it is fed back to the patient.
  • the air detector 9 is also used to determine / measure a blood flow rate.
  • a delivery rate of the blood pump 4 is set.
  • the delivery rate of the blood pump 4 is set via a speed of the blood pump 4 that correlates with the delivery rate.
  • Blood flow rate can alternatively or additionally be used to determine and correct the effective blood flow rate with pressure values detected by pressure sensors arranged in the arterial line section 2 and / or the venous line section 5.
  • an air separator 10 is arranged in the recirculation line 8, which air separator additionally increases the degassing performance of the extracorporeal blood treatment machine 1.
  • the air-blood mixture flowing in the recirculation line 8 is fed to the air separator 10 so that the macro air bubbles remaining in the air-blood mixture can be separated / separated within the air separator 10.
  • the extracorporeal blood treatment machine 1 is shown according to a second embodiment.
  • the extracorporeal blood treatment machine 1 according to this second exemplary embodiment, only the differences from the first exemplary embodiment are described below.
  • the air separator 10 is not arranged in the recirculation line 8. Rather, an (existing) arterial air separator 11 is fluidically connected to the recirculation line 8 and the dynamic bubble trap 7 via an additional connection.
  • FIG. 3 shows the extracorporeal blood treatment machine 1 according to a third exemplary embodiment.
  • a second peristaltic blood pump 12 is connected between the bubble trap 7 and the arterial air separator 11 in the recirculation line 8.
  • the pressure difference across the recirculation line 8 and thus the recirculation rate can essentially be decoupled from the blood flow in the blood line 6 and set very precisely as far as possible independently thereof.
  • the pressure conditions in the recirculation line 8 adapt individually to the pressure conditions in the arterial and venous line sections 2, 5.
  • the second blood pump 12 is also arranged in the recirculation line 8.
  • the recirculation line 8 is not connected to the arterial air separator, but the air-blood mixture flowing out of the bubble trap 7 into the recirculation line 8 is fed to the blood line 6 again in the venous line section 5 upstream of the bubble trap 7.
  • the air separator 10 and the second blood pump 12 are arranged in the recirculation line 8.
  • the recirculation line 8 connects the bubble trap 7 to the venous line section 5 upstream of the bubble trap 7, ie between the dialysis unit 3 and the bubble trap 7.
  • the air separator 10 and the second blood pump 12 are arranged in the recirculation line 8, so that the recirculation rate in the recirculation line 8 is determined by the second blood pump 12.
  • the recirculation rate can be selected to be higher than in the further exemplary embodiments, in particular greater than 10%, since there is no loss of the cleaning effect. As the recirculation rate increases, the degassing performance of the bubble trap 7 improves, since at higher mass flows (blood flow rates) the vortex strength of the bubble trap 7 generated vortex increases and thus the micro air bubbles are separated better.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blutleitungssystem (6) für eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) mit einem arteriellen Leitungsabschnitt (2), einem venösen Leitungsabschnitt (5), einer dynamischen Blasenfalle (7), einem Luftabscheider (10; 11), welches Blutleitungssystem (6) eingerichtet ist, bei Betrieb einer Blutpumpe (4) der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine (1) Blut von einem Patienten zu einer Dialyseeinheit (3) und von der Dialyseeinheit (3) zu dem Patienten zu führen, und einer Rezirkulations- oder Zweigleitung (8), die an der Blasenfalle (7) angeschlossen ist, um einen Teil des aus in die Blasenfalle (7) einströmenden Bluts stromauf der Blasenfalle (7) in das Blutleitungssystem (6) zurückzuführen, sowie eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) mit dem erfindungsgemäßen Blutleitungssystem (6).

Description

LUFTENTFERNUNGSSYSTEM FÜR EXTRAKORPORALE BLUTBEHANDLUNG
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Blutleitungssystem für eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine mit einem arteriellen Leitungsabschnitt, einem venösen Leitungsabschnitt, einer dynamischen Blasenfalle und einem Luftabscheider, welches Leitungssystem eingerichtet ist, bei Betrieb einer Blutpumpe der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine Blut von einem Patienten zu einer Dialyseeinheit und von der Dialyseeinheit zu dem Patienten zu führen.
Hintergrund der Erfindung
Während einer Blutbehandlung, insbesondere einer Hämodialyse, mit einer herkömmlichen Blutbehandlungsmaschine wird Blut, das zur Reinigung eine Dialyseeinheit durchströmt, mit Mikroluftblasen / Mikroblasen versetzt, welche zum Patienten zurückströmen können, ohne einen Alarm auszulösen. Diese Mikroluftblasen können sich in den Lungenflügeln des Patienten ablagern und dabei außerdem die Lungenkapillaren durchströmen und so über die Arterien im gesamten Körper verteilt werden, wo sie zum Organversagen beitragen können. Da die Entstehung der Mikroluftblasen beim Durchströmen der Hämodialyseeinheit ein allgemeiner Nebeneffekt der Hämodialyse ist, ist es notwendig, diese vor der Rückführung zum Patienten aus dem Blut abzuscheiden.
Bei Herzlungen-Maschinen sind dynamische Blasenfallen (engl „dynamic bubble traps“, DBT) bekannt, die dort eingesetzt werden, um bei hohen Blutflüssen / Blutdurchflussmengen / Blutmassenströmen Mikroluftblasen herauszufiltern. In der US 6478 962 B1 ist beispielsweise eine solche herkömmliche, für den Einsatz in Herzlungen-Maschinen eingerichtete, dynamische Blasenfalle offenbart. Die Blasenfalle beschleunigt das Blut beim Durchströmen radial, so dass die leichten Mikroblasen in den Bereich rund um die Mittelachse der Blasenfalle wandern und die schwereren Blutkomponenten durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gedrückt werden. Das Blut, das sich in dem Bereich rund um die Mittelachse angesammelt hat und welches die Mikroluftblasen enthält, wird aus dem Hauptblutstrom abgeschieden und diesem wieder zugeführt.
Dies ist bei herkömmlichen, in Dialyseeinheiten verwendeten Luftabscheidern/Gasfallen/Blutfallen nicht gegeben. Hierbei wandern die Luftblasen je nach Einbaurichtung des Luftabscheiders entgegen der Schwerkraft zur Mitte oder nach oben, wo sie schließlich abgesaugt werden können. D.h. die Luftblasen trennen sich im Wesentlichen lediglich aufgrund des Dichteunterschieds zwischen Luftblasen und Blut. Dadurch sinkt der Pegel in der Kammer des Luftabscheiders ab, wodurch wiederum der Luftanteil in der Kammer steigt. Eine solche, herkömmlicherweise in Dialyseeinheiten verwendete Vorrichtung zum Abscheiden von Luftblasen und Blut ist in der WO 200853287 A1 offenbart. Dabei strömt das Blut in Inneren der Abscheidevorrichtung entgegen der Schwerkraft nach oben über einen Wirbelerzeuger, so dass sich die Luftblasen in einem Bereich um die Mittelachse der Abscheidevorrichtung sammeln. An einem oberen Ende der Abscheidevorrichtung werden die Luftblasen durch ein mittels einer Gasfalle erzeugtes Vakuum abgesaugt.
Zudem zeigt auch die DE 196 17036 C2 eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gasblasen aus Blut, bei welcher ein Strömungsleitbauteil im Bereich eines Einlaufstutzens der Abscheidevorrichtung angeordnet ist. Das Strömungsleitbauteil erzeugt dabei einen Wirbel, welcher das Blut nach außen drückt, so dass die Luftblasen mittig in der Abscheidevorrichtung verbleiben und abgeschieden werden können.
Jedoch scheiden herkömmliche Luftabscheider (Mikro-)Luftblasen vor allem bei niedrigen Blutflüssen gut ab. Bei höheren Blutdurchflussmengen reicht die Verweilzeit in dem Luftabscheider nicht aus, um den Luftblasen ausreichend Zeit zum Aufsteigen bzw. zum mittigen Ansammeln zu geben. Die Wirkung des erzeugten Strudels ist üblicherweise vorhanden und unterstützt die Abscheidung. Zudem ist es bei herkömmlichen Luftabscheidern von Nachteil, dass diese nicht nur Luft, sondern ein Luft-Blut-Gemisch abscheiden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es sind die Aufgaben und Ziele der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben oder wenigstens zu mindern und insbesondere soll ein Blutleitungssystem für eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine bereitgestellt werden, welches einen verbesserten Prozess der Luftabscheidung von Mikroblasen gewährleistet und dadurch eine mögliche Gefährdung des Patienten ausschließt bzw. verringert.
Die Aufgaben und Ziele werden hinsichtlich eines gattungsgemäßen Blutleitungssystems für eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Das Blutleitungssystem für die extrakorporale Blutbehandlungsmaschine ist demzufolge erfindungsgemäß konfiguriert/dafür angepasst, dass eine Zweig- oder Rezirkulationsleitung die dynamische Blasenfalle, vorzugsweise direkt, mit dem Luftabscheider verbindet, um einen Teil des in die Blasenfalle einströmenden Bluts stromauf der Blasenfalle in das Blutleitungssystem zurückzuführen. Mit anderen Worten ausgedrückt strömt das Blut nach Einströmen in die Blasenfalle durch die Rezirkulationsleitung und den Luftabscheider stromauf der Blasenfalle teilweise in den arteriellen oder venösen Leitungsabschnitt zurück.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
Erfindungsgemäß kann die Blasenfalle in dem venösen Leitungsabschnitt angeordnet sein, so dass effektiv bei Durchströmen der Dialyseeinheit entstehende, gesundheitsgefährdende Mikroluftblasen vor dem Patienteneintritt aus dem in der Dialyseeinheit gereinigten Blut abgeschieden werden können. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Rezirkulationsleitung der Blasenfalle fluidisch über den Luftabscheider mit dem arteriellen Leitungsabschnitt verbunden sein. D.h. die Rezirkulationsleitung ist direkt mit dem arteriellen Leitungsabschnitt verbunden und der Luftabscheider ist in der Rezirkulationsleitung zwischengeschaltet. Alternativ ist es dabei denkbar, dass die Rezirkulationsleitung fluidisch mit einem in dem arteriellen Leitungsabschnitt angeordneten Luftabscheider verbunden ist. D.h. der in dem arteriellen Leitungsabschnitt angeordnete Luftabscheider weist in diesem Fall zwei Blutzuführanschlüsse, nämlich einen für den arteriellen Leitungsabschnitt und einen für die Rezirkulationsleitung, sowie einen Blutabführanschluss für den arteriellen Leitungsabschnitt auf.
Bei beiden Varianten ist es von Vorteil, dass kein zusätzliches Fördermittel zu den bereits im System enthaltenen Fördermitteln benötigt wird, um einen Fluss des Fluides/Bluts/Luft-Blutgemisches von der Blasenfalle durch die Rezirkulationsleitung in den arteriellen Leitungsabschnitt zu erhalten. Durch die bereits in der Blutleitung angeordnete Blutpumpe bildet sich eine Druckdifferenz zwischen arteriellem und venösem Leitungsabschnitt aus, die eine Strömung in der Rezirkulationsleitung ohne separate Fördermittel und damit kostengünstig bewirkt. Für eine ausreichende Entgasungsleistung ist dabei eine Rezirkulationsrate, d.h. ein Verhältnis zwischen einer Blutdurchflussmenge in der Rezirkulationsleitung und einer Blutdurchflussmenge in dem Blutleitungssystem, von 5-10% notwendig, was die konstruktive / geometrische Ausgestaltung der Rezirkulationsleitung bestimmt. So kann beispielsweise der Durchmesser der Rezirkulationsleitung über deren Länge variiert werden, um die gewünschte Rezirkulationsrate einzustellen.
Alternativ kann in einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung die Rezirkulationsleitung die Blasenfalle fluidisch über den Luftabscheider mit dem venösen Leitungsabschnitt stromauf der Blasenfalle, d.h. zwischen Dialyseeinheit und Blasenfalle, verbinden, was zu einem Anstieg der Entgasungsleistung der Blasenfalle führt, da das rezirkulierte Blut die Dialyseeinheit nicht erneut durchströmt und somit keine neuen Mikroluftblasen in dem rezirkulierten Blut entstehen. Zusätzlich kann bei dieser weiteren bevorzugten Ausgestaltung die Rezirkulationsrate höher, insbesondere größer als 10%, gewählt werden, was wiederum die Entgasungsleistung der Blutfalle verbessert. Aufgrund der Rezirkulation durch die Rezirkulationsleitung erhöht sich hierbei, die Blutdurchflussmenge in der dynamischen Blasenfalle im Vergleich zu der an der Blutpumpe eingestellten Blutdurchflussmenge, was sich zusätzlich positiv auf die Entgasungsleitung der dynamischen Blasenfalle auswirkt.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine mit einer Blutpumpe, in welche ein Leitungssystem nach einem der vorhergehenden Aspekte einlegbar ist, um Blut bei Betreiben der Blutpumpe über den arteriellen Leitungsabschnitt und den venösen Leitungsabschnitt von einem Patienten zu einer Dialyseeinheit hin und von der Dialyseeinheit zu dem Patienten zurückzufördern. Erfindungsgemäß führt die Rezirkulationsleitung des Leitungssystems dabei das Blut nach Einströmen in die Blasenfalle stromauf der Blasenfalle teilweise in das Leitungssystem zurück.
In einer vorteilhaften Ausführung kann die Rezirkulationsleitung in eine zusätzliche, zweite (peristaltische) Blutpumpe eingelegt / eingeschlauft sein, was zu einer Entkopplung der Blutdurchflussmengen der Rezirkulationsleitung und des arteriellen bzw. venösen Leitungsabschnitts führt. D.h. Druckverhältnisse in der Rezirkulationsleitung lassen sich individuell und sehr genau auf Druckverhältnisse in dem arteriellen und venösen Leitungsabschnitt anpassen. Mit anderen Worten kann die Blutdurchflussmenge in der Rezirkulationsleitung durch die zweite Blutpumpe und die Blutdurchflussmenge in dem arteriellen und venösen Leitungsabschnitt durch die Blutpumpe der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine angepasst / gesteuert werden.
Zudem ist es erfindungsgemäß denkbar, dass stromab der Blasenfalle ein, vorzugsweise als Ultraschallsensor ausgestalteter, (Sicherheits-) Luftdetektor angeordnet (engl „safety air detector“ - SAD) ist. Dabei kann der Luftdetektor zur Bestimmung einer Blutdurchflussmenge eingerichtet sein. Zusätzlich oder als Alternative zu dem Luftdetektor kann in der Leitung zumindest ein Drucksensor zur Bestimmung der Blutdurchflussmenge angeordnet sein. Erfindungsgemäß kann eine Fördermenge, insbesondere eine mit der Fördermenge korrelierende Drehzahl, der Blutpumpe der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine basierend auf der in dem Luftdetektor und/oder in dem zumindest einen Drucksensor bestimmten Blutdurchflussmenge festgelegt bzw. eingestellt sein. Dadurch kann eine mögliche Differenz der Blutdurchflussmenge korrigiert bzw. kompensiert werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine mit erfindungsgemäßem Blutleitungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine mit erfindungsgemäßem Blutleitungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine mit erfindungsgemäßem Blutleitungssystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine mit erfindungsgemäßem Blutleitungssystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Die Figuren sind schematischer Natur und dienen lediglich dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Fig. 1 zeigt schematisch eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die extrakorporale Blutbehandlungsmaschine 1 weist dabei einen arteriellen Leitungsabschnitt 2 auf, über welchen Blut von einem Patienten hin zu einer Dialyseeinheit 3 strömen kann. Dabei ist die Dialyseeinheit 3 vorzugsweise als Gegenstrom-Dialysator, in welchem Blut und Dialysat, getrennt durch eine semipermeable Membran, aneinander vorbeiströmen, ausgeführt. D.h. das Dialysat durchströmt den Dialysator in einer der Blutströmungsrichtung entgegengesetzten Richtung (in Fig. 1 von oben nach unten). In dem arteriellen Leitungsabschnitt 2 ist eine als peristaltische Schlauchpumpe ausgeführte Blutpumpe 4 angeordnet, welche im Betrieb das Blut von dem Patienten hin zu der Dialyseeinheit 3 fördert. In Blutströmungsrichtung stromab der Dialyseeinheit 3 ist zudem ein venöser Leitungsabschnitt 5 angeordnet, über welchen in der Dialyseeinheit 3 gereinigtes Blut zu dem Patienten zurückströmt. Erfindungsgemäß bilden der arterielle Leitungsabschnitt 2 und der venöse Leitungsabschnitt 5 einen Teil eines Blutleitungssystems bzw. einer Blutleitung 6 aus.
Ferner ist in dem venösen Leitungsabschnitt 5 eine dynamische Blasenfalle 7 angeordnet. Die dynamische Blasenfalle 7 ist dabei so ausgebildet, dass im Inneren eines rohrförmigen Gehäuses eine beispielsweise helixartige Strömungsführungsgeometrie angeordnet ist. Beim Einströmen von Blut in das Gehäuse der Blasenfalle 7 wird durch die Strömungsführungsgeometrie ein Wirbel / Strudel in der Blutströmung erzeugt. Durch den so erzeugten Wirbel wird das Blut aufgrund der Zentrifugalkraft in dem Gehäuse radial nach außen gedrückt. Die im Vergleich mit dem strömenden Blut leichteren Mikroluftblasen sammeln sich daher in einem Bereich um eine Mittelachse / Rotationsachse des Gehäuses und koaleszieren zu Makroluftblasen. Wenn an einer in diesem Bereich angeordneten Rezirkulationsleitung 8 eine Druckdifferenz angelegt wird, können somit über diese Rezirkulationsleitung 8 die koaleszierten Makroluftblasen abgeschieden / abgeführt werden.
Um diese Druckdifferenz bereitzustellen, ist die Rezirkulationsleitung 8 in dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem arteriellen Leitungsabschnitt 2 verbunden. Insbesondere ist die Rezirkulationsleitung 8 in dem ersten Ausführungsbeispiel in Blutstrom richtung stromauf der Blutpumpe 4 mit dem arteriellen Leitungsabschnitt 2 verbunden. D.h. als für die Luftblasenabscheidung verwendete Druckdifferenz wird die durch die Blutpumpe 4 zwischen arteriellem und venösem Leitungsabschnitt 2, 5 generierte Druckdifferenz genutzt. Die Rezirkulationsrate, d.h. die Blutdurchflussmenge in der Rezirkulationsleitung 8 relativ zu der Blutdurchflussmenge in der Blutleitung 6, wird dabei im Wesentlichen durch die an der Rezirkulationsleitung 8 anliegende Druckdifferenz bestimmt bzw. eingestellt. Für eine ausreichende Entgasungsleistung ist eine Rezirkulationsrate von ca. 5-10% notwendig. Die notwendige Rezirkulationsrate definiert somit entscheidend die geometrische Ausgestaltung / Auslegung der Rezirkulationsleitung 8. Mit anderen Worten, muss der Durchmesser der Rezirkulationsleitung 8 über deren Länge so variiert werden, dass sich in Abhängigkeit der anliegenden Druckdifferenz die Rezirkulationsrate zu 5-10 % ergibt.
Bei Verwendung der Blasenfalle 7 zur Abscheidung von Luftblasen strömen jedoch nicht ausschließlich Luftblasen in die Rezirkulationsleitung 8. Vielmehr wird durch die an der Rezirkulationsleitung 8 anliegende Druckdifferenz ein Luft-Blut- Gemisch in die Rezirkulationsleitung 8 gesaugt.
Zudem ist in der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine 1 stromab der Blasenfalle 7 ein Luftdetektor 9 angeordnet. Dieser Luftdetektor 9 ist als Ultraschallsensor ausgeführt und überwacht das Vorhandensein von Luftblasen in dem gereinigten Blut, bevor dieses wieder dem Patienten zugeführt wird. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Luftdetektor 9 zusätzlich zur Bestimmung / Messung einer Blutdurchflussmenge verwendet. Auf Grundlage dieser gemessenen Blutdurchflussmenge wird dabei eine Fördermenge der Blutpumpe 4 eingestellt. Insbesondere wird die Fördermenge der Blutpumpe 4 über eine mit der Fördermenge korrelierende Drehzahl der Blutpumpe 4 eingestellt. D.h. durch Messung der Blutdurchflussmenge in dem Luftdetektor 9 und Einstellen der Drehzahl der Blutpumpe 4 wird die vorstehend erwähnte Differenz zwischen der dem Patienten zugeführten und der dem Patienten entnommenen Blutdurchflussmenge korrigiert bzw. kompensiert. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Drehzahl der Blutpumpe 4 so korrigiert, dass eine für die Blutbehandlung gewünschte Blutdurchflussmenge als effektive Blutdurchflussmenge erreicht wird. Neben der in dem Luftdetektor 9 gemessenen Blutdurchflussmenge können zur Bestimmung und Korrektur der effektiven Blutdurchflussmenge alternativ oder zusätzlich mit in dem arteriellen Leitungsabschnitt 2 und/oder dem venösen Leitungsabschnitt 5 angeordneten Drucksensoren detektierte Druckwerte verwendet werden.
Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel in der Rezirkulationsleitung 8 ein Luftabscheider 10 angeordnet, welcher zusätzlich die Entgasungsleistung der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine 1 erhöht. Dem Luftabscheider 10 wird dabei das in der Rezirkulationsleitung 8 strömende Luft-Blut- Gemisch zugeführt, so dass innerhalb des Luftabscheiders 10 die in dem Luft-Blut- Gemisch verbleibenden Makroluftblasen abgeschieden / abgetrennt werden können.
In Fig. 2 ist die extrakorporale Blutbehandlungsmaschine 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei der Beschreibung der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine 1 gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden nachfolgend lediglich die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie in Fig. 2 zu erkennen, ist in der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Luftabscheider 10 nicht in der Rezirkulationsleitung 8 angeordnet. Vielmehr wird hierbei ein (vorhandener) arterieller Luftabscheider 11 über einen zusätzlichen Anschluss fluidisch mit der Rezirkulationsleitung 8 und der dynamischen Blasenfalle 7 verbunden.
Als weitere Variante des in Fig. 2 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiels ist in Fig. 3 die extrakorporale Blutbehandlungsmaschine 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei ist zwischen der Blasenfalle 7 und dem arteriellen Luftabscheider 11 in der Rezirkulationsleitung 8 eine zweite peristaltische Blutpumpe 12 zwischengeschaltet. Somit kann die Druckdifferenz über die Rezirkulationsleitung 8 und damit die Rezirkulationsrate im Wesentlichen von der Blutströmung in der Blutleitung 6 entkoppelt und weitestgehend unabhängig davon sehr genau eingestellt werden. Mit anderen Worten lassen sich die Druckverhältnisse in der Rezirkulationsleitung 8 individuell auf die Druckverhältnisse in dem arteriellen und dem venösen Leitungsabschnitt 2, 5 anpassen.
Ähnlich dazu ist auch in der in Fig. 4 gezeigten extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel die zweite Blutpumpe 12 in der Rezirkulationsleitung 8 angeordnet. In dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Rezirkulationsleitung 8 jedoch nicht an dem arteriellen Luftabscheider angeschlossen, sondern das aus der Blasenfalle 7 in die Rezirkulationsleitung 8 ausströmende Luft-Blut-Gemisch wird der Blutleitung 6 wieder in dem venösen Leitungsabschnitt 5 stromauf der Blasenfalle 7 zugeführt. Zur Abscheidung der in dem Luft-Blut-Gemisch verbleibenden Luftblasen ist in der Rezirkulationsleitung 8 der Luftabscheider 10 und die zweite Blutpumpe 12 angeordnet. D.h. nach Durchströmen der Blasenfalle 7, der Rezirkulationsleitung 8 und dem Luftabscheider 10 wird das rezirkulierte Luft-Blut-Gemisch in den venösen Leitungsabschnitt 5 stromauf der Blasenfalle 7 zurückgeführt, so dass etwaige in dem rezirkulierten Luft-Blut-Gemisch verbleibende Luftblasen erneut der Blasenfalle 7 zugeführt werden, was eine höhere Entgasungsleistung der Blasenfalle 7 zur Folge hat. Mit anderen Worten ausgedrückt, verbindet in dem vierten Ausführungsbeispiel die Rezirkulationsleitung 8 die Blasenfalle 7 mit dem venösen Leitungsabschnitt 5 stromauf der Blasenfalle 7, d.h. zwischen Dialyseeinheit 3 und Blasenfalle 7. Dabei ist in der Rezirkulationsleitung 8 der Luftabscheider 10 und die zweite Blutpumpe 12 angeordnet, so dass die Rezirkulationsrate in der Rezirkulationsleitung 8 durch die zweite Blutpumpe 12 bestimmt wird.
Dadurch, dass das Luft-Blut-Gemisch in dem vierten Ausführungsbeispiel erneut der Blasenfalle 7 zugeführt wird, ohne die Dialyseeinheit 3 zu durchströmen, erhöht sich die Entgasungsleistung weiter, ohne zusätzliche Reinigungsverluste in der Dialyseeinheit 3 zu verursachen. Dabei kann die Rezirkulationsrate höher als in den weiteren Ausführungsbeispielen, insbesondere größer als 10%, gewählt werden, da kein Verlust der Reinigungswirkung vorliegt. Mit steigender Rezirkulationsrate verbessert sich wiederum die Entgasungsleistung der Blasenfalle 7, da bei höheren Massenströmen (Blutdurchflussmengen) die Wirbelstärke des in der Blasenfalle 7 erzeugten Wirbels ansteigt und somit die Mikroluftblasen verbessert abgeschieden werden.

Claims

Ansprüche
1. Blutleitungssystem (6) für eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) mit einem arteriellen Leitungsabschnitt (2), einem venösen Leitungsabschnitt (5), einer dynamischen Blasenfalle (7) und einem Luftabscheider (10; 11), welches Blutleitungssystem (6) eingerichtet ist, bei Betrieb einer Blutpumpe (4) der extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine (1) Blut von einem Patienten zu einer Dialyseeinheit (3) und von der Dialyseeinheit (3) zu dem Patienten zu führen, gekennzeichnet durch eine Rezirkulations- oder Zweigleitung (8), die die Blasenfalle (7), vorzugsweise direkt, mit dem Luftabscheider (10, 11) verbindet, um einen Teil des in die Blasenfalle (7) einströmenden Bluts stromauf der Blasenfalle (7) in das Blutleitungssystem (6) zurückzuführen.
2. Blutleitungssystem (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasenfalle (7) in dem venösen Leitungsabschnitt (5) angeordnet ist.
3. Blutleitungssystem (6) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationsleitung (8) die Blasenfalle (7) fluidisch über den Luftabscheider (10; 11) mit dem arteriellen Leitungsabschnitt (2) verbindet.
4. Blutleitungssystem (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationsleitung (8) fluidisch mit dem in dem arteriellen Leitungsabschnitt (2) angeordneten Luftabscheider (11) verbunden ist.
5. Blutleitungssystem (6) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationsleitung (8) die Blasenfalle (7) fluidisch über den Luftabscheider (10) mit dem venösen Leitungsabschnitt (5) verbindet.
6. Extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) mit einer Blutpumpe (4), in welche ein Blutleitungssystem (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 einlegbar ist, um Blut bei Betreiben der Blutpumpe (4) über den arteriellen Leitungsabschnitt (2) und den venösen Leitungsabschnitt (5) von einem Patienten zu einer Dialyseeinheit (3) hin und von der Dialyseeinheit (3) zu dem Patienten zurückzufördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationsleitung (8) das Blut nach Einströmen in die Blasenfalle (7) teilweise stromauf der Blasenfalle (7) in das Blutleitungssystem (6) zurückführt.
7. Extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationsleitung (8) in eine zusätzliche
Blutpumpe (12) eingelegt ist.
8. Extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Blasenfalle (7) ein, vorzugsweise als Ultraschallsensor ausgestalteter und zur Bestimmung einer Blutdurchflussmenge eingerichteter, Luftdetektor (9) angeordnet ist.
9. Extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (6) zumindest ein Drucksensor zur Bestimmung der Blutdurchflussmenge angeordnet ist.
10. Extrakorporale Blutbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördermenge, insbesondere eine mit der Fördermenge korrelierende Drehzahl, der Blutpumpe (4) basierend auf der in dem Luftdetektor (9) und/oder in dem zumindest einen Drucksensor bestimmten Blutdurchflussmenge festgelegt ist.
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