EP4658332A1

EP4658332A1 - Blutbehandlungsvorrichtung zum gasaustausch

Info

Publication number: EP4658332A1
Application number: EP24701589.4A
Authority: EP
Inventors: Jürgen KLEWINGHAUS
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2023-01-30
Filing date: 2024-01-19
Publication date: 2025-12-10
Also published as: DE102023102145A1; CN120615018A; WO2024160560A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blutbehandlungsvorrichtung (100) zum Gasaustausch über eine Gasaustauscheinheit (300), die zwei durch eine Membran getrennte Bereiche aufweist, wobei der eine Bereich von Blut und der andere Bereich von Spülgas durchströmt wird, und wobei die Blutbehandlungsvorrichtung (100) eine Pumpeinrichtung für Blut (101), Sensoren zur Messung von mindestens zwei Behandlungsparametern, eine Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) und eine Steuereinheit (500) umfasst, welche verbunden ist mit der Pumpeinrichtung für Blut (101), den Sensoren zur Messung von mindestens zwei Behandlungsparametern und der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404), und derart konfiguriert ist, dass sie die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) in Abhängigkeit der mindestens zwei Behandlungsparameter steuert. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) und/oder einer mechanischen Beatmungseinheit (600) in der erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung (100).

Description

Blutbehandlungsvorrichtung zum Gasaustausch

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blutbehandlungsvorrichtung zum Gasaustausch über eine Gasaustauscheinheit gemäß Anspruch 1 und auf ein Verfahren zur Steuerung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter gemäß Anspruch 12.

Hintergrund

Die zentrale Aufgabe der Lunge ist es, den Körper mit Sauerstoff (02) zu versorgen bzw. das durch den Stoffwechsel entstehende Kohlenstoffdioxid (C02) aus dem Körper zu entfernen. Während der Einatmung strömt sauerstoffhaltige Luft in die Lunge ein. Der Sauerstoff diffundiert über die Lunge ins Blut und zirkuliert im Körper, um die Organe zu versorgen. Das durch den Stoffwechsel entstehende CO2 wird mit dem Blut zur Lunge transportiert, wo es über die Ausatmung aus dem Körper eliminiert wird. Über die Atembewegung und das zirkulierende Blut findet somit ein kontinuierlicher Austausch von 02 und C02 zwischen der Umgebungsluft, der Lunge und dem Blut statt.

Ist die Lunge derart geschädigt, dass sie ihre Gasaustauschfunktion nicht mehr hinreichend ausüben kann, sind medizinische Maßnahmen erforderlich, welche die Versorgung des Körpers mit 02 und/oder den Abtransport von C02 aus diesem ersetzen beziehungsweise unterstützen.

Die extrakorporale Lungenunterstützung hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen, und dies nicht zuletzt aufgrund der Covid19-Pandemie, sondern auch aufgrund der weiter steigenden Bedeutung der dauerhaft, d.h. chronisch atemwegsverengenden Lungenerkrankungen (Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD).

Bei hyperkapnischen Patienten, beispielsweise bei solchen, die unter einer COPD leiden, ist vor allem der Abtransport von C02 gestört. Um C02 effektiv aus den drei Kompartimenten des Körpers, Blut, Gewebe und Knochen, entfernen zu können, erhalten diese Patienten in der Regel eine Maskenbeatmung mit hohem Gasdruck. Da diese Behandlung jedoch für den Patienten sehr einschränkend ist und als unangenehm empfunden wird, wird sie in der Regel nur schlecht toleriert.

Auf eine maschinelle Beatmung, die ein Intubieren zum Einbringen von Gas in die Lunge unter hohem Druck erfordert, wird bei hyperkapnischen Patienten möglichst verzichtet, da auf diese Weise einerseits das C02 nicht ausreichend entfernt werden kann und andererseits die Beatmung mit beachtlichen Einschränkungen für den Patienten durch die erforderliche Sedierung sowie mit Neben- und Spätwirkungen insbesondere für das Lungengewebe einhergeht.

Als weitere Möglichkeit für eine Behandlung von hyperkapnischen Patienten steht das Verfahren der extrakorporalen Lungenunterstützung (Extracorporeal Lung Support, ECLS) zur Verfügung. Dabei wird Blut in einem extrakorporalen Kreislauf durch eine Gasaustauschvorrichtung, beispielsweise einen Mem branoxygenator oder einen Dialysator geleitet. Die Gasaustauschvorrichtung übernimmt die Gasaustauschfunktion der Lunge. Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise eines Mem branoxygenators und eines Dialysators sind aus dem Stand der Technik bekannt. Als Spülgas wird Umgebungsluft, reiner Sauerstoff oder ein Gemisch von Luft mit Sauerstoff, Stickstoff und/oder Edelgasen verwendet. Der Anteil der einzelnen Gasbestandteile des Spülgasgemisches kann dabei variieren.

Die Höhe der Blutflussrate bei einer ECLS-Behandlung bestimmt, ob therapeutisch relevant überwiegend Sauerstoff zugeführt (Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO) und gleichzeitig Kohlenstoffdioxid entzogen wird oder überwiegend nur Kohlenstoffdioxid entzogen wird (Extracorporeal CO2 Removal, ECCO2R). Üblicherweise sind für eine ECMO hohe Blutflussraten von mehr als 1 ,5 l/min. erforderlich. Für die Entfernung von überschüssigem CO2 (ECCO2R) ist jedoch ein niedriger Blutfluss ausreichend, dieser kann weniger als 1 ,5 I Zmin oder sogar weniger als 500 ml Zmin betragen, so dass eine Behandlung mit einem kleineren Katheter für den Gefäßzugang als bei der ECMO, beispielsweise wie er auch für die Dialyse verwendet wird (z.B. Shaldon Katheter, 11-13,5 Fr), durchgeführt werden kann. Auch die Menge des verwendeten Antikoagulationsmittels, wie beispielsweise Heparin oder Citrat, ist bei dieser Behandlung geringer. Vorteilhafterweise kann der hyperkapnische Patient mit einer ECCO2R-Behandlung „minimalinvasiv“ aber dennoch effektiv behandelt werden.

Bei allen extrakorporalen Blutbehandlungssystemen und insbesondere auch bei Lungenunterstützungsverfahren kommt es jedoch zwangsläufig zu einem Wärmeverlust des Blutes durch eine Wärmestrahlung und -leitung über die Oberfläche des Blutschlauchsystems und des Gehäuses der Behandlungseinheit und insbesondere auch durch eine Wärmeströmung über die Gasaustauschmembran der Behandlungseinheit. Dies führt zu einer unerwünschten Verringerung der Körpertemperatur des Patienten.

Daher sind die meisten Oxygenatoren mit einem Wärmetauscher ausgestattet, der beispielsweise durch ein externes Heiz-ZKühlaggregat mit temperiertem Wasser versorgt wird und auf diese Weise dafür sorgt, dass die Bluttemperatur während der Behandlung weitgehend konstant bleibt. Vorrichtungen für die ECCO2R-Behandlung sind jedoch aus Kosten- und Platzgründen in der Regel nicht mit einem Wärmetauscher oder einer alternativen Lösung zur Temperaturregelung ausgestattet. Zwar ist die Blutflussrate bei der ECCO2R-Behandlung niedriger als bei der ECMO-Behandlung, jedoch findet auch bei geringen Blutflüssen ein nicht zu vernachlässigender Wärmeverlust statt.

Darüber hinaus ist bei einer ECCO2R-Behandlung das Verhältnis von Spülgasfluss zu Blutfluss mit ca. 15:1 oder 5:1 wesentlich größer als bei einer ECMO-Behandlung, weshalb es zu im Verhältnis sogar stärkeren Wärmeverlusten kommt. Es besteht demnach die Notwendigkeit, den Wärmeverlust des Blutes auch während einer ECCO2R-Behandlung aktiv zu beeinflussen bzw. auszugleichen.

Während einer Behandlung müssen daher zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise die Verwendung von Wärmedecken, getroffen werden, um einer Auskühlung des Patienten entgegenzuwirken. Diese Maßnahmen werden jedoch vom Patienten oft als störend empfunden, sind darüber hinaus aufwändig und unterbrechen den Klinikbetrieb.

Aus dem Stand der Technik sind weitere Faktoren bekannt, die einen Einfluss auf den Wärmeverlust des Blutes haben, wie beispielsweise die Flussrate, die Temperatur und die Feuchtigkeit des während einer ECLS-Behandlung verwendeten Spülgases.

Was den Faktor der Flussrate anbelangt, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass der Wärmeverlust mit steigendem Spülgasfluss ansteigt.

Auch ist vorstellbar, dass bei der Verwendung von kaltem Spülgas ein stärkerer Wärmeaustausch zwischen dem wärmeren Blut und kälteren Spülgas stattfindet als bei der Verwendung eines erwärmten Spülgases, denn verschiedene Mechanismen der Wärmeübertragung sorgen dafür, dass es zwischen einem kalten und einem warmen Medium stets zu einem Austausch von Wärme kommt. Bei einem auf Bluttemperatur erwärmten Spülgas ist daher während einer Behandlung kein Austausch von Wärme zwischen Blut und Spülgas zu vermuten. Es ist darüber hinaus einleuchtend, dass trockenes Spülgas dem Blut vergleichsweise mehr Wärme entzieht als feuchtes Spülgas, denn aufgrund der Dampfdruckdifferenz als treibende Kraft tritt beim Gasaustausch Wasser in Form von Dampf aus dem von Blut durchströmten Bereich des Gasaustauschers über die Membran auf den vom Spülgas durchströmten Bereich des Gasaustauschers über. Der Wasserdampf kondensiert auf der anderen Seite der Membran und wird von dem vorbeistreichenden Spülgas aufgenommen. Dieser Vorgang führt über die Entstehung von „Verdunstungskälte“ zu einem Wärmeverlust.

Aus dem Stand der Technik ist die Anwendung von Maßnahmen, welche die oben genannten Faktoren beeinflussen, bereits bekannt.

So offenbart beispielsweise das europäische Patent EP 2 736 557 B1 , das sich mit dem elektronisch gesteuerten Mischen verschiedener Spülgas-Komponenten befasst, neben einem Heizelement zum Erwärmen des Spülgases außerdem eine Einheit zur Befeuchtung des Spülgases, um eine Auskühlung des Patienten zu verhindern.

In der IIS-Patentschrift US 3,927,981 wird ein Blutoxygenator zur Anreicherung von 02 und Entfernung von C02 beschrieben. Um den Gas- und Energieverbrauch zu senken, wird das Spülgas erwärmt und angefeuchtet.

Insgesamt kann festgehalten werden, dass sich durch das Verringern des Spülgasflusses oder das Erwärmen oder Befeuchten des Spülgases der bei einer ECLS Behandlung entstehende Wärmeverlust vermindern lässt.

Allerdings hat sich gezeigt, dass bei Anwendung der vorgenannten Maßnahmen der Gasaustausch selbst an Effektivität abnimmt, weil beispielsweise weniger C02 aus dem Blut entfernt wird. In der Folge muss entweder die Behandlungsfrequenz oder die Behandlungsdauer oder beides erhöht werden, was wiederum zu einer stärkeren Auskühlung des Patienten führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu überwinden, indem eine verbesserte Blutbehandlungsvorrichtung vorgeschlagen wird, die es ermöglicht, die Blutbehandlung derart zu optimieren, dass der Patient einen möglichst geringen Temperaturabfall erleidet, jedoch eine möglichst effektive Behandlung erhält, unerheblich, ob 02 zugeführt und/oder C02 entfernt wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe kann durch eine Blutbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst werden. Die Unteransprüche enthalten zudem jeweils vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Blutbehandlungsvorrichtung zum Gasaustausch über eine Gasaustauscheinheit umfasst eine Pumpeinrichtung für Blut, die das Blut entlang einer Blutleitung im extrakorporalen Kreislauf fördert, Sensoren zur Messung von mindestens zwei Behandlungsparametern, sowie eine Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter.

Ferner umfasst die Blutbehandlungsvorrichtung eine Steuereinheit, die mit der Pumpeinrichtung für Blut, den Sensoren zur Messung von mindestens zwei Behandlungsparametern und der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter verbunden ist. Die Steuereinheit ist derart konfiguriert, dass sie die Einrichtung zur Änderung von zumindest einem Spülgasparameter in Abhängigkeit der mindestens zwei Behandlungsparameter steuert. Die Steuereinheit kann als reine Steuervorrichtung oder als Regelvorrichtung dienen und die Ausführung aller oder im Wesentlichen aller Verfahrensschritte veranlassen.

Der Begriff Gasaustausch umfasst die Entfernung von C02 aus dem extrakorporalen Blutkreislauf oder die Zufuhr von 02 in den extrakorporalen Blutkreislauf oder beides.

Die Gasaustauscheinheit besteht aus einem Gehäuse, welches Hohlfaserbündel enthält. Die Hohlfaserbündel bilden eine semipermeable Membran, welche die Gasaustauscheinheit in zwei Bereiche trennt. So strömt das Blut - zumeist im Gegenstromverfahren - beispielsweise innerhalb der Hohlfasern, das Spülgas außerhalb, oder umgekehrt. Die Gasaustauscheinheit kann ein handelsüblicher Mem branoxygenator oder Dialysator sein. Die Hohlfaserbündel der Gasaustauscheinheit bestehen vorzugsweise aus einer hydrophilen, mikroporösen Hohlfaser, beispielsweise aus Polysulfon oder Polyethersulfon, enthaltend einen Anteil an Polyvinylpyrrolidon (PVP). Die Hohlfaser kann auch aus Polymethylpenten (PMP) bestehen, wenn die Geometrie eine Befeuchtung zulässt ohne, dass sich die Membran durch eine Ansammlung von Kleinstwassertropfen verschließt.

Unter den Begriff Behandlungsparameter fallen beispielsweise die Patiententemperatur, der Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2) oder die Blutflussrate. Die Patiententemperatur kann mittels eines geeigneten Sensors entweder in der Blutleitung oder direkt am Patienten gemessen werden oder auch über eine Datenschnittstelle zum Klinikdatensystem eingelesen werden. Der pCO2, der die Menge des im arteriellen Blut gelösten CO2 widerspiegelt, kann mittels eines geeigneten Sensors vorzugsweise stromab der Gasaustauscheinheit im Spülgas, oder im Blut, beispielsweise mittels einer Blutgasanalyse, gemessen werden. Die Blutflussrate kann über einen in der Pumpeinrichtung für Blut integrierten Sensor oder über einen Flusssensor, der sich in der arteriellen oder venösen Leitung im extrakorporalen Blutkreislauf befindet, gemessen werden.

Die Spülgasparameter umfassen die Temperatur, die Feuchtigkeit oder die Flussrate des Spülgases. Auch diese Parameter können über geeignete Sensoren, die sich in der Spülgasleitung, und dort vorteilhafterweise stromauf des Gasaustauschers, befinden, gemessen werden.

Die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter kann eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Spülgases oder eine Befeuchtungseinrichtung zum Befeuchten des Spülgases oder eine Pumpeinrichtung sein, die das Spülgas entlang der Spülgasleitung fördert. Die Pumpeinrichtung kann aus einem oder mehreren aktiven Elementen zur Erzeugung eines Flusses bestehen, wie beispielsweise einer Pumpe. Sie kann jedoch auch ein passives Element sein oder mit diesem verbunden sein, durch welches der Fluss festgelegt oder einstellbar ist, wie beispielsweise eine Drossel oder ein Ventil. In einigen Ausführungsformen ist die Steuereinheit mit einem Benutzereingabemodul (User Interface) für die Eingabe und/oder Speicherung wenigstens eines Behandlungszieles verbunden. Der Benutzer kann somit unter Berücksichtigung der konträren Ziele eines minimalen Wärmeverlustes bei einer maximalen CO2- Entfernung ein individuelles Behandlungsziel auswählen und/oder den Behandlungsablauf durch Eingabe von Parametern beeinflussen.

Das Benutzereingabemodul kann ferner mit einem Entscheidungsunterstützungssystem (Decision Support System) verbunden sein, welches dem Benutzer situationsangemessen Parameter zur Eingabe vorschlägt. Alternativ oder unterstützend können Parameter aus einem Datenspeichersystem, beispielsweise solche, die aus vorherigen Behandlungen stammen, verwendet werden.

Alternativ oder zusätzlich ist die Anwendung eines Skripts denkbar, also eines Quelltextes, der eine Liste von Befehlen enthält und basierend auf den erfassten Werten für die Patiententemperatur und den pCO2 automatisiert einen Behandlungsmodus mit einem minimalen Wärmeverlust und einer maximalen CO2- Entfernung vorgibt.

In manchen Ausführungsformen ist die Blutbehandlungsvorrichtung über ein Schlauchset mit dem Patienten und der Gasaustauscheinheit verbunden. Sie kann auch mit mindestens einer weiteren Blutbehandlungseinheit verbunden sein, mit welcher in einem gemeinsamen extrakorporalen Blutkreislauf auf das Blut eingewirkt werden kann. Die Wirkung kann dabei eine mechanische, chemische, physikalische oder sonstige Wirkung sein. Eine solche Kombinationstherapie kommt vor allem dann zur Anwendung, wenn die Behandlungstechniken vorteilhafte Synergien aufweisen. Die weitere Blutbehandlungseinheit kann beispielsweise ein Dialysator zur Nierenersatztherapie, eine Adsorberkartusche zur therapeutischen Apherese oder auch eine diagnostische Einheit sein, welche verschiedene Parameter des Bluts bestimmen kann zur Feststellung von pathologischen Veränderungen des Bluts. Auf diese Weise kann gleichzeitig eine ECMO- oder ECCO2R-Behandlung beispielsweise mit einer Dialyse- und/oder Adsorptionsbehandlung kombiniert werden. Die Behandlungseinheiten sind in beliebiger Reihenfolge beispielsweise als serielle Anordnung kombinierbar.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Blutbehandlungsvorrichtung zusätzlich zur Gasaustauscheinheit eine mechanische Beatmungseinheit umfassen, die den 02- und C02-Austausch unterstützt. Eine mechanische Beatmung kann entweder nicht-invasiv über eine Maske oder invasiv über einen Endotrachealtubus, der durch die Nase oder den Mund eingeführt wird, bzw. über eine Trachealkanüle, die über ein Stoma in die Luftröhre eingeführt wird, erfolgen. Die Steuereinheit ist derart konfiguriert, dass sie auch die mechanische Beatmungseinheit in Abhängigkeit der mindestens zwei Behandlungsparameter steuert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Wesentlichen oder vollständig von der Steuereinheit ausgeführt werden, insbesondere können jene Schritte von der Steuereinheit ausgeführt werden, welche ein menschliches Zutun und/oder ein Bereitstellen nicht erfordern oder betreffen.

Bei dem Verfahren zur Steuerung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter und/oder der mechanischen Beatmungseinheit werden zunächst die Behandlungsparameter, d.h. die Patiententemperatur und/oder der pC02 und/oder die Blutflussrate durch die Sensoren erfasst und an die Steuereinheit übermittelt. Ein oder mehrere Behandlungsparameter können über die Benutzerschnittstelle eingegeben werden oder voreingestellt sein.

Die Steuereinheit führt ein Abgleich der erfassten Behandlungsparameter (Istwerte) mit durch den Benutzer eingegebenen und/oder mit voreingestellten Werten (Sollwerte) durch und berechnet Stellgrößen zur Konfigurierung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter.

Basierend auf den berechneten Werten steuert die Steuereinheit die Heiz-, Befeuchtungs- und/oder die Pumpeinrichtung, so dass das Spülgas erwärmt und/oder befeuchtet wird und/oder die Flussrate des Spülgases erhöht oder erniedrigt wird. Es ist außerdem vorstellbar, anhand des erfassten pCO2 eine Berechnung und/oder Bilanzierung der Gesamtmenge des entfernten CO2 durchzuführen. Unter der Annahme, dass der Gehalt an CO2 am Eingang des Spülgases gleich oder nahezu gleich Null ist, erfolgt eine Multiplikation von Gehalt CO2 in Prozent mit der Flussrate des Spülgases.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen, in welcher identische Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten bezeichnen, exemplarisch erläutert. Es gilt:

Fig. 1 zeigt ein Verfahrensbild der erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung

Fig. 2 zeigt eine CO2-Entfernungskurve in Abhängigkeit des Spülgasflusses

Fig. 3 zeigt den Kohlenstoffdioxidpartialdruck bei verschiedenen Konditionierungen des Spülgases über die Zeit

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung

Fig. 5 zeigt die Bluttemperatur bei verschiedenen Konditionierungen des Spülgases

Fig. 1 zeigt ein Verfahrensbild der erfindungsgemäßen Blutbehandlungsvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung. Die Blutbehandlungsvorrichtung 100 ist optional mit einem extrakorporalen Blutkreislauf 200 in Form eines Schlauchsets verbunden, welches in einer arteriellen Blutleitung 201 zu einer Gasaustauscheinheit 300 hin und in einer venösen Blutleitung 202 von dieser wegführt. Beide Blutleitungen können mit dem Gefäßsystem eines Patienten (hier nicht dargestellt) verbunden werden. Die kleinen Pfeilspitzen geben die Strömungsrichtung an. Das Schlauchset kann aus hygienischen Gründen als medizinischer Wegwerfartikel (Disposable) ausgebildet sein, welcher nach der Behandlung verworfen wird. Die arterielle und die venöse Blutleitung 201 und 202 weisen optional eine arterielle 203 und eine venöse Klemme 204 auf, mit Hilfe derer die jeweilige Blutleitung geschlossen werden kann.

Die Blutbehandlungsvorrichtung 100 umfasst eine Pumpeinrichtung für Blut 101 , die das Blut entlang der arteriellen Blutleitung 201 in Richtung zur Gasaustauscheinheit 300 und entlang der venösen Blutleitung 202 zurück zum Patienten fördert. Die Pumpeinrichtung für Blut 101 kann beispielsweise eine Membranpumpe und vorzugsweise eine okkludierende Pumpe, wie beispielsweise eine Rollenpumpe, sein. Bei der Rückführung kann das Blut eine venöse Blutkammer 205, die optional eine Entlüftungseinrichtung 206 aufweist, durchströmen. Die Pumpeinrichtung für Blut 101 kann auch mit einer Drossel oder ein Ventil zur Einstellung des Flusses verbunden sein.

Die Gasaustauscheinheit 300 besitzt einen Spülgaseinlass 301 und einen Spülgasauslass 302. Sie kann als Gasaustauscher, Mem branoxygenator, CO2- Entferner (z.B. multiECCO2R der Firma EUROSETS S.r.l., Medolla (MO), Italien) oder Dialysator ausgebildet sein. Die Gasaustauscheinheit 300 ist durch Hohlfaserbündel, die zusammen eine semipermeable Membran bilden, in einen von Blut durchströmten und einen von Spülgas durchströmten Bereich getrennt (hier nicht gezeigt). In der Gasaustauscheinheit 300 findet eine Entfernung von CO2 aus dem oder die Zufuhr von O2 in den extrakorporalen Blutkreislauf 200 oder beides statt. Die Membran kann mit Silikon oder einer Silikonlösung beschichtet sein, wobei vorzugsweise die Blutseite der Hohlfasern beschichtet ist.

Stromab der Pumpeinrichtung für Blut 101 , jedoch stromauf der Gasaustauscheinheit 300 kann eine Zugabestelle 207 für ein Fluid, wie beispielsweise eine Substitutionslösung, Medikamente oder ein die Blutgerinnung hemmendes Antikoagulans, vorgesehen sein. Das Antikoagulans ist vorzugsweise ein systemisch wirkendes Antikoagulans wie beispielsweise Heparin, kann aber auch ein lokal wirksames Antikoagulans, wie beispielsweise Citrat, sein.

Weiterhin können im extrakorporalen Kreislauf 200 Drucksensoren vorgesehen sein, beispielsweise wie in der vereinfachten Darstellung angedeutet, ein arterieller Drucksensor PS1 , der den Druck in der arteriellen Blutleitung 201 stromauf der Pumpeinrichtung für Blut 101 misst, ein arterieller Drucksensor PS2, der den Druck in der arteriellen Blutleitung 201 stromab der Pumpeinrichtung für Blut 101 und stromauf der Gasaustauscheinheit 300 misst und ein venöser Drucksensor PS3, der den Druck in der venösen Blutleitung 202 stromab der Gasaustauscheinheit 300 misst.

In der venösen Blutleitung 202 stromab der Gasaustauscheinheit 300 befindet sich außerdem ein Temperatursensor TS, der die Temperatur des Blutes als einen Behandlungsparameter misst. Alternativ oder zusätzlich kann ein Temperatursensor auch direkt am Patienten vorgesehen sein, wobei auf der Basis der dort gemessenen Werte auf die Temperatur des Blutes geschlossen werden kann.

Darüber hinaus kann mindestens ein Sensor zur Messung der Blutflussrate im extrakorporalen Kreislauf in einer Blutleitung (201 , 202) stromauf und/oder stromab des Gasaustauschers 300 vorgesehen oder in die Pumpeinrichtung für Blut (101 ) integriert sein (hier nicht gezeigt).

Neben der Gasaustauscheinheit 300 kann die Blutbehandlungsvorrichtung 100 auch eine oder mehrere weitere Blutbehandlungseinheiten umfassen, wie beispielsweise einen Dialysator, eine Adsorberkartusche oder eine diagnostische Einheit (hier nicht gezeigt). Auf diese Weise können mehrere Behandlungstechniken miteinander kombiniert werden.

Die Gasaustauscheinheit 300 ist einerseits über einen Spülgaseinlass 301 und einen Spülgasauslass 302 mit dem Spülgaskreislauf 400 und andererseits über einen Blutleinlass 303 beziehungsweise -auslass 304 mit dem extrakorporalen Blutkreislauf 200 verbunden.

Das Gas strömt aus einer Spülgasquelle 401 über einen ersten Leitungsabschnitt für die Spülgaszufuhr 402 in die Gasaustauscheinheit 300 hinein und über einen zweiten Leitungsabschnitt für die Spülgaszufuhr 403 aus dieser heraus.

Der zweite Leitungsabschnitt für die Spülgaszufuhr 403 kann einen Sensor PS4 zur Messung des Kohlenstoffdioxidpartialdrucks (pCO2) und/oder zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks (pO2) aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann ein solcher Sensor auch in der venösen Blutleitung 202 stromab der Gasaustauscheinheit 300 vorgesehen sein (hier nicht gezeigt). Die Messung des pCO2 oder pO2 kann jedoch anstatt mittels des Sensors PS4 auch über eine Blutgasanalyse, bei der eine Blutprobe an einer dafür vorgesehenen Entnahmestelle aus dem extrakorporalen Kreislauf 200 entnommen wird, erfolgen.

Der Spülgaskreislauf 400 kann aus einem Schlauchset bestehen, welches aus hygienischen Gründen als medizinischer Wegwerfartikel (Disposable) ausgebildet sein kann.

Der Spülgaskreislauf 400 weist ferner eine Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter 404 auf. Diese beinhaltet eine Spülgaspumpe 405 oder alternativ einen beispielsweise drosselbasierten Flussregler, die das Spülgas aus der Spülgasquelle 401 , welche frisches Spülgas, bestehend aus Raumluft, Sauerstoff oder einer Mischung aus Sauerstoff und anderen Gasen, wie beispielsweise Edelgase oder Stickstoff, herstellt oder bereitstellt, entlang des ersten Leitungsabschnitts für Spülgas 402 über den Spülgaseinlass 301 in die Gasaustauscheinheit 300 hinein- und entlang des zweiten Leitungsabschnitts für Spülgas 403 über den Spülgasauslass 302 wieder herausfördert. Die Spülgasquelle 401 kann das Spülgas in einem Behältnis, wie beispielsweise einer Gasflasche bereitstellen oder mit einer Gasleitung verbunden sein, aus der kontinuierlich Spülgas zugeführt wird. Bei der Verwendung von Raumluft kann die Spülgasquelle 401 einen Partikelfilter aufweisen oder mit diesem verbunden sein, um möglichst von schädlichen Partikeln, wie beispielsweise Staub, befreites Spülgas bereitzustellen.

Die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter 404 beinhaltet weiterhin optional eine Heizeinrichtung 406 zur Erwärmung des Spülgases (beispielsweise ProLUNG Meter der Firma ESTOR, welches das Spülgas erwärmt und gleichzeitig den Spülgasfluss steuert) sowie optional eine Befeuchtungseinrichtung 407 (z.B. Bennet Cascade Humidifier der Firma Robin Medical Ltd. oder Atemgasbefeuchter und -erwärmer Aircon der Firma WILAmed) zur Befeuchtung des Spülgases.

Der Spülgaskreislauf 400 kann, vorzugsweise stromauf der Gasaustauscheinheit 300, Sensoren zur Feststellung von Spülgasparametern, wie beispielsweise der Spülgastemperatur, Spülgasfeuchte und Spülgasflussrate aufweisen (hier nicht gezeigt).

Die Blutbehandlungsvorrichtung 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 500, die konfiguriert ist, die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter 404 zu regeln oder zu steuern. Hierzu kann sie mit jeder der vorher genannten Komponenten, insbesondere mit der Pumpeinrichtung für Blut 101 , dem Temperatursensor TS, dem Sensor PS 1 und/ oder PS2 zur Messung des pCO2 und/oder pO2, der Spülgasquelle 401 , und mit den einzelnen Komponenten der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter 404 in kabelgebundener oder kabelloser Signalverbindung stehen.

Dabei ist die Steuereinheit 500 ausgebildet, die Spülgaspumpe 405 mit elektrischer Leistung zu betreiben, um die Flussrate des Spülgases zu regulieren. Die Steuereinheit 500 ist ferner ausgebildet, die Heizeinrichtung 406 und Befeuchtungseinrichtung 407 mit elektrischer Leistung zu betreiben, um die um die Temperatur und die Feuchtigkeit des Spülgases zu regulieren.

Mittels der Geräteelektronik kann die Leistung der Spülgaspumpe 405, der Heizeinrichtung 406 oder der Befeuchtungseinrichtung 407 in Abhängigkeit von einem oder mehreren durch den oder die Sensoren erfassten Werten gesteuert, geregelt, gespeichert und/oder angezeigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so im Wesentlichen oder vollständig von der Steuereinheit 500 ausgeführt werden, insbesondere können jene Schritte von der Steuereinheit ausgeführt werden, welche ein menschliches Zutun und/oder ein Bereitstellen nicht erfordern oder betreffen.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Blutbehandlungsvorrichtung 100 zusätzlich eine mechanische Beatmungseinheit 600 umfassen, mit welcher ebenfalls ein CO2- und O2-Austausch durchgeführt werden kann. Eine mechanische Beatmung kann entweder nicht-invasiv mittels eines Helmes oder einer Maske 601 oder invasiv mittels eines Endotrachealtubus 602, der über Nase oder Mund eingeführt wird, bzw. über eine Trachealkanüle, die über ein Stoma in die Luftröhre eingeführt wird, erfolgen (in Fig. 1 nur schematisch dargestellt). Die Steuereinheit 500 ist auch mit der mechanischen Beatmungseinheit 600 verbunden und so konfiguriert, dass sie diese unter Berücksichtigung der Behandlungsparameter und Sensormesswerte steuert.

Bei dem Verfahren zur Steuerung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter 404 und/oder der mechanischen Beatmungseinheit 600 werden zunächst zumindest Werte für die Behandlungsparameter, wie beispielsweise die Patiententemperatur und/oder den pCO2 und/oder die Flussrate durch die Sensoren erfasst (Istwerte) und an die Steuereinheit 500 übermittelt.

Die Steuereinheit 500 führt einen Abgleich der erfassten Werte mit den durch den Benutzer eingegebenen und/oder mit voreingestellten Werten (Sollwerte) durch und berechnet Stellgrößen für die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter.

Basierend auf den berechneten Stellgrößen steuert die Steuereinheit 500 die Spülgaspumpe 405 und/oder die Heizeinrichtung 406 und/oder die Befeuchtungseinrichtung 407 derart, dass die Flussrate des Spülgases erhöht oder erniedrigt wird und/oder das Spülgas erwärmt und/oder befeuchtet wird. Die Spülgaspumpe 405, die Heizeinrichtung 406 und die Befeuchtungseinrichtung 407 sind hierbei unabhängig voneinander aktivierbar oder deaktivierbar.

Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen näher ausgeführt werden.

Wie anfangs ausgeführt, sind die Flussrate, die Temperatur und die Feuchtigkeit des während einer ECLS-Behandlung verwendeten Spülgases Faktoren, welche einen Einfluss sowohl auf die CO2-Entfernungsrate als auch auf den Wärmeverlust des Blutes haben.

Beispielsweise bewirkt eine hohe Spülgasflussrate eine hohe Entfernung von CO2. Jedoch erhöht sich mit steigender Spülgasflussrate auch der Wärmeverlust, dieser erfährt sogar eine proportionale Steigerung. Es ist daher wünschenswert, die Behandlungsparameter derart zu steuern, dass diese an den Zustand des Patienten und Behandlungsstatus angepasst und für das Behandlungsziel optimal eingestellt sind.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine CO2-Entfernungskurve (Kohlenstoffdioxid-Transferrate, Carbon-Dioxide-Transfer Rate, CTR) in Abhängigkeit des Spülgasflusses, d.h. die Entfernung von CO2 aus dem Blut, bei einer konstanten Blutflussrate und variierenden Spülgasflussraten, die in einer Versuchsanordnung im Labor ermittelt wurden. Derartige CO2-Entfernungskurven sind typisch für spezifische Gasaustauscheinheiten.

Bei einem Verhältnis von Spülgasfluss zu Blutfluss von 15:1 , also beispielsweise einem Blutfluss von 0,5 l/min und einem maximalen Spülgasfluss von 7,5 l/min, ist die CO2-Entfernungsrate am größten. Für das Behandlungsziel der maximalen CO2- Entfernung ist die Einstellung mit einem Verhältnis von Spülgasfluss zu Blutfluss von 15:1 optimal.

Wird die Spülgasflussrate reduziert und damit gleichzeitig das Verhältnis von Spülgasfluss zu Blutfluss geändert, verringert sich der Wärmeverlust, aber auch die Menge des entfernten CO2.

Bei einem Verhältnis von Spülgasfluss zu Blutfluss von 5:1 , also beispielsweise einem Blutfluss von 0,5 l/min und einem Spülgasfluss von 2,5 l/min, verringert sich die CO2 Entfernung um nur 10%. Bei einer weiteren Verringerung des Spülgasflusses wird die Kurve steiler, was bedeutet, dass die CO2-Entfernungsrate stärker abnimmt. Für das Behandlungsziel des minimalen Wärmeverlustes ist daher die Einstellung mit einem Verhältnis von Spülgasfluss zu Blutfluss von 5:1 optimal.

Wie bereits vorstehend beschrieben, haben auch die Spülgastemperatur und - feuchte einen Einfluss auf die Höhe des Wärmeverlustes des Patienten. Fig. 3 zeigt exemplarisch die Absenkung des Kohlenstoffdioxidpartialdrucks ApCO2 in mmHg zwischen Bluteinlass 303 und Blutauslass 304 des Gasaustauschers 300 bei verschiedenen Konditionierungen des Spülgases über die Zeit in Sekunden.

Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass kaltes und zugleich trockenes Spülgas (in der Abbildung als gepunktete Linie dargestellt) im Vergleich die höchste CO2- Entfernungsrate besitzt.

Kaltes und trockenes Spülgas verursacht jedoch auch den höchsten Wärmeverlust. Durch Erwärmen und Befeuchten des Spülgases verringert sich der Wärmeverlust, gleichzeitig sinkt wiederum die CO2-Entfernungsrate.

Die CO2-Entfernungsrate verringert sich jedoch nicht proportional: durch Erwärmen des Spülgases (in der Abbildung X als gestrichelte Linie dargestellt) sinkt sie im gezeigten Beispiel um ca. 10%, durch Erwärmen und Befeuchten (in der Abbildung X als durchgehende Linie dargestellt) sinkt sie maximal um weitere 10%. In Kenntnis dieser Gegebenheiten kann eine für den Zustand und den Behandlungsstatus des Patienten optimale Einstellung für das Behandlungsziel gefunden werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine Berechnung und/oder Bilanzierung der Gesamtmenge des entfernten CO2 basierend auf dem erfassten pCO2 erfolgen.

Die Berechnung kann beispielsweise durch Multiplikation der CO2-Konzentration im ausströmenden Spülgas (z.B. in %) mit der Spülgasflussrate (ml/min) erfolgen.

Handelsübliche pCO2-Sensoren berücksichtigen dabei auch bereits die Feuchte der gemessenen Luft. Dabei wird angenommen, dass die CO2 Konzentration des Spülgases gleich Null ist, oder wenigstens bekannt und nahe Null wie bei Luft.

In einer weiteren Ausführungsform kann bei einer gleichzeitig stattfindenden mechanischen Beatmung über eine elektronische Schnittstelle die CO2 Gesamtentfernungsrate durch die Steuervorrichtung berechnet werden. Die Berechnung erfolgt durch Addition der Entfernungsrate der natürlichen Lunge aus dem Beatmungsgerät und der Entfernungsrate der Membranlunge. Mittels eines zusätzlichen CO2-Sensors am Ausgang der nichtinvasiven (Masken-) Beatmungseinheit ist zusammen mit der Spülgasflussrate (C02-Anteil im Spülgas multipliziert mit der Flussrate des Spülgases) die Bildung einer Gesamtbilanz für entferntes C02 analog zu einer mechanischen Beatmungsvorrichtung möglich. Dabei werden die die beiden ermittelten Entfernungsraten (natürliche Lunge und Membranlunge) addiert.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Blutbehandlungsvorrichtung 100 in einer schematischen Darstellung.

Was bezüglich der einzelnen Komponenten zu Fig. 1 ausgeführt ist, gilt auch für Fig. 2. Im Folgenden wird daher lediglich auf die Ergänzungen in Fig. 2 gegenüber der Darstellung in Fig. 1 eingegangen.

So zeigt Fig. 2 die vorstehend bereits genannte Steuereinheit 500, die mit einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung 200, einer Gasaustauscheinheit 300, einer Einrichtung zur Änderung der Spülgasparameter 404 und einer Gasquelle 401 verbunden ist. Über einen Gefäßzugang kann die Blutbehandlungsvorrichtung 200 an einen Patienten P angeschlossen sein.

Fig. 2 zeigt weiter, dass die Steuereinheit 500 mit einer Hard- und Softwareeinheit 700 verbunden ist, welche weitere Komponenten umfasst. Der Datenaustausch zwischen den einzelnen Komponenten der Hard- und Softwareeinheit 700 erfolgt über entsprechende Schnittstellen.

Die Hard- und Softwareeinheit 700 kann beispielsweise eine Benutzeroberfläche (User Interface) 701 aufweisen.

Die Benutzeroberfläche 701 kann beispielsweise als graphische Benutzeroberfläche ausgebildet sein. Über eine Tastatur, eine Maus oder einen Berührungseingabebildschirm (Touch Screen) kann der Benutzer ein Behandlungsziel auswählen oder ändern. Erfindungsgemäß erfolgt die Auswahl des Behandlungsziels hinsichtlich der konträren Ziele Maximierung der CO2-Entfernung und Minimierung des Wärmeverlusts bei unterschiedlichen Einstellungen der Spülgasparameter.

Anhand der Vorgabe des Benutzers B für ein Behandlungsziel führt die Steuereinheit 500 vorbestimmte Vorgänge einzeln oder in Kombination aus. Eine Eingabe auf der Benutzeroberfläche 701 durch den Benutzer kann beispielsweise eine Änderung der Spülgastemperatur, der Spülgasfeuchte und der Spülgasflussrate jeweils einzeln oder in Kombination auslösen.

Auf diese Weise kann die Blutbehandlungsvorrichtung 100 je nach Zielvorgabe des Benutzers über eine Steuerung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter 404 durch die Steuereinheit 500 basierend auf dem eingegebenen Behandlungsziel und in Abhängigkeit der mindestens zwei Behandlungsparameter pCO2 und/oder Bluttemperatur und/oder Blutflussrate auf das jeweilige Behandlungsziel eingestellt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Zielvorgabe auch automatisiert durch ein Skript 704 bzw. durch den automatisierten Ablauf verschiedener vorgegebener Schritte erfolgen.

Alternativ oder zusätzlich kann die Zielvorgabe auch aus einem datenbasierten Entscheidungsunterstützungssystem (Decision Support System) 702 stammen, das Daten aus mindestens einer Datenquelle 703, wie beispielsweise einem Klinikdatensystem, berücksichtigt und diese dem Benutzer B zur Auswahl für die Zielvorgabe vorschlägt. Dabei können die Daten beispielsweise ein physiologischer Parameter oder ein Sollwert für Spülgas- oder Behandlungsparameter sein.

Nach Bestätigung oder Änderung dieser Zielvorgabe werden die Daten an die Steuereinheit 500 übermittelt. Letztere löst eine jeweils unterschiedliche Kombination der Spülgasflussrate und/oder Spülgastemperatur und/oder Spülgasfeuchte aus.

Dabei sind mindestens 3³ Kombinationen denkbar, unter Verwendung einzelner Abstufungen der Erwärmung, Befeuchtung und Flussrate sogar wesentlich mehr. Hierbei sind einige Kombinationen möglicherweise häufiger, andere jedoch eher seltener. Beispielsweise wird aufgrund des höheren Aufwands eine Befeuchtung in der Regel nur kombiniert mit einer Erwärmung des Spülgases erfolgen. Umgekehrt kann eine Erwärmung des Spülgases zwar auch ohne Befeuchtung zu einer Reduzierung des Temperaturverlustes beisteuern, gemäß der Enthalpie von Gasen führt die bloße Erwärmung eines Gases jedoch lediglich zu einem geringen Anstieg des spezifischen Wärmegehalts. Eine zusätzliche Befeuchtung erhöht die Enthalpie sprunghaft.

Beispielsweise steigt der spezifische Wärmegehalt bei einer Erwärmung eines zunächst trockenen Spülgases von 20° Celsius (10% relative Feuchte) auf 37° Celsius (5% relative Feuchte) von 23,8 kJ pro kg trockene Luft auf 42,2 kJ pro kg trockene Luft. Wird das Spülgas mit der Erwärmung gleichzeitig befeuchtet, steigt der spezifische Wärmegehalt auf 142,8 kJ pro kg trockene Luft.

Dies macht deutlich, dass der größere Anteil der Erwärmung durch eine Befeuchtung des Spülgases vor dem Gasaustauscher bewirkt wird, denn letzteres verringert maßgeblich die Dampfdruckdifferenz über die Membran als treibende Kraft für den Übertritt des Wasserdampfs, was die an der Membran verdunstende Wassermenge und damit den Wärmeverlust (Verdunstungskälte) reduziert.

Fig. 5 zeigt exemplarisch Messwerte für die Bluttemperatur in °Celsius am Bluteinlass 303 und -auslass 304 bei verschiedener Spülgastemperatur und -feuchte über die Dauer der Behandlung angegeben in Stunden.

Als schwarze, fette Linie ist die Bluttemperatur über eine gewisse Zeitspanne ohne Behandlung dargestellt. Diese liegt relativ gleichbleibend bei 36,5°C.

Als graue, durchgehende Linie ist die Bluttemperatur über eine gewisse Zeitspanne während einer extrakorporalen Behandlung ohne Verwendung eines Spülgases dargestellt. Es ist ein Wärmeverlust von etwa 0,5°C erkennbar, der durch Wärmestrahlung und -leitung über die Oberfläche des extrakorporalen Blutschlauchsystems entsteht. Als graue, gestrichelte Linie ist die Bluttemperatur über eine gewisse Zeitspanne während einer ECLS bei Verwendung eines Spülgases bei Raumtemperatur, d.h. ohne eine zusätzliche Erwärmung und Befeuchtung dargestellt. Es ist erkennbar, dass sich die Bluttemperatur zu Beginn der Behandlung mit rund 35,7°C auf einem vergleichsweise niedrigeren Niveau befindet und während der Behandlung weiter abfällt, bis sie sich bei 35,5 einpendelt.

Als schwarze gestrichelte Linie ist die Bluttemperatur über eine gewisse Zeitspanne während einer ECLS unter Verwendung von Spülgas dargestellt, welches lediglich erwärmt, jedoch nicht befeuchtet wird. Es ist erkennbar, dass sich die Bluttemperatur zu Beginn der Behandlung auf einem sehr niedrigen Niveau bei 35,4°C befindet, dann steigt und sich auf ein gleichbleibendes Temperaturniveau bei 35,5°C einpendelt.

Als dünne, schwarze Linie ist die Bluttemperatur über eine gewisse Zeitspanne während einer ECLS bei Verwendung von erwärmtem und befeuchtetem Spülgas dargestellt. Zu Beginn der Behandlung befindet sich die Temperatur bei 36°C und ist damit etwas erniedrigt, fällt jedoch nicht weiter ab.

Zusammenfassend ist erkennbar, dass warmes und befeuchtetes Spülgas eine ähnlich geringe Temperaturemiedrigung verursacht wie ausgeschaltetes Spülgas. Der Einfluss, den die Verwendung von Spülgas auf die Temperatur im Sinne einer Erniedrigung besitzt, kann somit durch Erwärmen und Befeuchten auf nahezu Null reduziert werden.

Insgesamt lässt sich sagen, dass bei der Reduzierung des Wärmeverlustes die Steuerung der Spülgasfeuchte eine besondere Relevanz besitzt.

Es ist vorstellbar, dass der Benutzer die Zielvorgabe im Verlauf einer Behandlung ändert. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, zu Beginn der Behandlung für eine gewisse Zeitspanne eine schnelle Absenkung des pCO2 im Blut zu erreichen. Im weiteren Verlauf steht dann für eine größere Zeitspanne die Vermeidung des Wärmeverlusts im Vordergrund. Zwischenziele sind ebenfalls denkbar. Über die Benutzeroberfläche kann der Benutzer die geänderte Zielvorgabe eingeben. Ein Skript mit bewährten Abfolgen von Behandlungsschritten, z.B. schnelles initiales Absenken des Patienten pCO2 und anschließender moderater CO2-Entfernung bei gleichzeitiger Kompensation des Wärmeverlusts durch Erwärmung und Anfeuchtung des Spülgases kann zur Steuerung der Vorrichtung dienen. In Behandlungssituationen, in welchen keine Befeuchtung und Erwärmung zur Verfügung steht, kann an deren Stelle auch die Absenkung des Spülgasflusses treten.

Bezugszeichenliste

100 Blutbehandlungsvomchtung

101 Pumpeinrichtung für Blut

200 extrakorporaler Blutkreislauf

201 arterielle Blutleitung

202 venöse Blutleitung

203 arterielle Klemme

204 venöse Klemme

205 venöse Blutkammer

206 Entlüftungseinrichtung

207 Zugabestelle für ein Fluid

300 Gasaustauscheinheit

301 Spülgaseinlass

302 Spülgasauslass

303 Bluteinlass

304 Blutauslass

400 Spülgaskreislauf

401 Spülgasquelle

402 erster Leitungsabschnitt für Spülgaszufuhr

403 zweiter Leitungsabschnitt für Spülgasabfuhr

404 Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter

405 Spülgaspumpe 06 Heizeinrichtung 07 Befeuchtungseinrichtung 00 Steuereinheit 00 mechanische Beatmungseinheit 01 Maske 02 Tubus

700 Hard- und Softwareeinheit

701 Benutzeroberfläche

702 Entscheidungsunterstützungssystem

703 Datenquelle

704 Skript

B Benutzer

P Patient

PS1 , PS2 arterieller Drucksensor

PS3 venöser Drucksensor

PS4 Sensor zur Messung des pCO2

TS Temperatursensor

Claims

Patentansprüche

1. Blutbehandlungsvorrichtung (100) zum Gasaustausch über eine Gasaustauscheinheit (300), die zwei durch eine Membran getrennte Bereiche aufweist, wobei der eine Bereich von Blut und der andere Bereich von Spülgas durchströmt wird, umfassend:

- eine Pumpeinrichtung für Blut (101 ),

- Sensoren zur Messung von mindestens zwei Behandlungsparametern

- eine Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) und eine Steuereinheit (500), verbunden mit der Pumpeinrichtung für Blut (101 ), den Sensoren zur Messung von mindestens zwei Behandlungsparametern und der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404), gekennzeichnet dadurch, dass die Steuereinheit (500) derart konfiguriert ist, dass sie die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) in Abhängigkeit der mindestens zwei Behandlungsparameter steuert.

2. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gasaustausch eine Entfernung von Kohlenstoffdioxid aus dem extrakorporalen Blutkreislauf (200) ist.

3. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustauscheinheit (300) ein Membranoxygenator oder ein Dialysator ist.

4. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Behandlungsparameter die Patiententemperatur und/oder der Kohlenstoffdioxidpartialdruck und/oder die Blutflussrate sind.

5. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patiententemperatur ein im extrakorporalen Blutkreislauf (200) oder ein am Körper des Patienten gemessener Behandlungsparameter ist und dass der Kohlenstoffdioxidpartialdruck ein im Spülgas oder im extrakorporalen Blutkreislauf (200) gemessener Behandlungsparameter ist.

6. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spülgasparameter die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit und/oder die Flussrate des Spülgases ist.

7. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404)

- eine Spülgaspumpe oder ein Flussregler (405) zum Fördern des Spülgases und/oder

- eine Heizeinrichtung (406) zum Erwärmen des Spülgases und/oder

- eine Befeuchtungseinrichtung (407) zum Befeuchten des Spülgases umfasst.

8. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (500) mit einer Benutzeroberfläche (701 ) für die Eingabe wenigstens eines Behandlungsziels verbunden ist.

9. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (500) mit einem Entscheidungsunterstützungssystem (702) verbunden ist.

10. Blutbehandlunqsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie über ein Schlauchsystem mit dem Patienten und der Gasaustauscheinheit (300) oder mit dem Patienten und der Gasaustauscheinheit (300) und mindestens einer weiteren Blutbehandlungseinheit, wie beispielsweise einem Dialysator oder einer Adsorberkartusche, verbunden ist.

11. Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blutbehandlungsvorrichtung (100) außerdem eine mechanische Beatmungseinheit (600) umfasst und dass die Steuereinheit (500) derart konfiguriert ist, dass sie die Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) und/oder die mechanische Beatmungseinheit (600) in Abhängigkeit der mindestens zwei Behandlungsparameter steuert.

12. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Einrichtung zur Änderung von mindestens einem Spülgasparameter (404) und/oder der mechanischen Beatmungseinheit (600) in einer Blutbehandlungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Erfassen von mindestens zwei Behandlungsparametern mittels Sensoren, - Abgleich der erfassten Behandlungsparameter mit den durch den Benutzer eingegebenen und/oder voreingestellten Behandlungsparametern

- Berechnung von Stellgrößen auf der Basis des Abgleichs

- Steuerung der Spülgaspumpe (405), und/oder der Heizeinrichtung (406) und/oder der Befeuchtungseinrichtung (407) auf der Basis der berechneten Stellgrößen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung und/oder Bilanzierung der Gesamtmenge des durch die Vorrichtung entfernten Kohlenstoffdioxids auf der Basis des Wertes für den Kohlenstoffdioxidpartialdruck und den Spülgasfluss erfolgt.