提出了一种用于体外血气交换的装置。该装置具有用于引导血流的血流区域；用于引导气流的导气区域；膈膜，该隔膜形成在血流与气流之间的气液屏障且其此外使得血流的二氧化碳到气流中的转移成为可能，其中，该装置此外具有至少一个测量比色器，其至少部分通过膈膜与血流区域隔开，从而血流的二氧化碳可转移到测量比色器中，且其中，该装置具有光学测量单元，其构造用于测量处在测量比色器中的二氧化碳分压。
‑ 用于引导血流(BS)的血流区域(BB,BB2)，‑ 用于引导气流(GS)的导气区域(GB,GB2)，‑ 膈膜(M)，其形成在所述血流(BS)与所述气流(GS)之间的气液屏障且其此外使得所述血流(BS)的二氧化碳(K)到所述气流(GS)中的转移成为可能，其特征在于，所述装置此外具有至少一个测量比色器(MK1,MK2,MK11)，其至少部分通过所述膈膜(M)与所述血流区域(BB,BB2)隔开，从而所述血流(BS)的二氧化碳(K)可转移到所述测量比色器(MK1,MK2,MK11)中，且所述装置(V,V2)具有光学测量单元(ME)，其构造用于测量处在所述测量比色器(MK1,MK2,MK11,MK12)中的二氧化碳分压。
2.根据权利要求1所述的装置(V,V2)，其特征在于，所述测量比色器(MK1,MK11,MK2)通过比色器壁(KW,KW2)相对于所述导气区域(GB)气密地封闭。
3.根据权利要求1所述的装置(V,V2)，其特征在于，所述光学测量单元(ME)构造用于将光辐射(OS)发射到所述测量比色器(MK1,MK2,MK11,MK12)中且探测所述光辐射(OS)的通过所述测量比色器(MK1,MK2,MK11,MK12)传输的部分。
4. 根据权利要求3所述的装置(V,V2)，其特征在于，所述光辐射(OS)是红外线辐射。
5. 根据权利要求3所述的装置(V,V2)，其特征在于，所述测量比色器(M1,MK2,MK11,MK12)具有‑ 用于将所述光辐射(OS)放入到所述测量比色器(M1,MK2,MK11,MK12)中的第一光学窗口(OF1)‑以及用于将所述光辐射(OS)从所述测量比色器(MK1,MK2,MK11,MK12)中放出的第二光学窗口(OF2)。
6.根据权利要求1所述的装置(V)，其特征在于，所述装置(V)具有‑ 流入侧(ES)，在其处所述血流(BS)流入到所述装置(V)中，‑ 以及流出侧(AS)，在其处所述血流(BS)从所述装置(V)中流出，且，所述测量比色器(MK1,MK2,MK11)处在所述膈膜(M)的对应于所述流入侧(ES)的部位处。
7.根据权利要求1所述的装置(V)，其特征在于，所述装置(V)具有‑ 流入侧(ES)，在其处所述血流(BS)流入到所述装置(V)中，‑ 以及流出侧(AS)，在其处所述血流(BS)从所述装置(V)中流出，且所述测量比色器(MK1,MK2,MK11)处在所述膈膜(M)的对应于所述流出侧(AS)的部位处。
8. 根据权利要求1所述的装置(V2)，其特征在于，所述膈膜(M)通过多个中空纤维组件(HA1,HA2)来给定。
9.根据权利要求8所述的装置(V2)，其特征在于，所述装置(V2)具有‑ 流入侧(ES2)，在其处所述血流(BS)流入到所述装置(V)中，‑ 以及流出侧(AS2)，在其处所述血流(BS)从所述装置(V2)中流出，且所述测量比色器(MK12)通过处在所述流入侧(ES2)附近的这样的中空纤维组件(HA2)来给定。
10.根据权利要求8所述的装置(V2)，其特征在于，所述装置(V2)具有‑ 流入侧(ES2)，在其处所述血流(BS)流入到所述装置(V)中，‑ 以及流出侧(AS2)，在其处所述血流(BS)从所述装置(V)中流出，且所述测量比色器(MK12)通过处在所述流出侧(AS2)附近的这样的中空纤维组件(HA2)来给定。
用于体外血气交换的装置
技术领域
[0001] 用于体外血气交换(Blutgasaustausch)的装置是已知的，在其中患者的血流(Blutstrom)在血流区域中沿着膈膜(Membran)被引导。该膈膜形成朝向在导气区域中的气流(Gasströmung)的气液屏障(Gas‑Flüssigkeitsschranke)。
背景技术
[0002] 在此，膈膜使得血流的二氧化碳到气流中的转移以及气流的氧气到血流中的转移成为可能。
[0003] 由此如下被使得成为可能，即，二氧化碳从血流中被排出且血流此外被增加以氧气。然后，血流被输送给患者。在此，血流在患者处的取出可经由动脉通路实现，其中，然后血流在经过该装置之后又经由静脉通路被引回给患者。这是所谓的AV‑ECMO(体外膜加氧)。
[0004] 用于体外血气交换的装置经常结合患者通过呼吸机呼吸来使用。
[0005] 当患者由于阻塞性肺病(如例如COPD)不可足够量地经由肺呼出来自血流的二氧化碳时，则用于体外血气交换的装置的使用是尤其必要的。较高的呼吸努力带来呼吸肌疲劳的危险，同时在血液中的提高的二氧化碳分压导致紧张和过酸。
[0006] 作为所谓的AV‑ECMO的替代如下是同样可能的，即，血流经由静脉通路对于患者而言被取出且血流在经过用于体外血气交换的装置之后然后经由相同的静脉通路又被输送给患者。
[0007] 可能在用于体外血气交换的装置中存在的泵可能影响血流沿着膈膜的流动速度。由此，每个单位时间多少二氧化碳从血流中被排出到气流中的数值可能被影响。此外可例如控制给气流增加以氧气的氧气源，以便影响多少程度的氧气由气流转移到血流中。此外可存在气体输送单元，其影响气流沿着膈膜的流动速度，从而可影响每个单位时间多少氧气在膈膜处准备用于由气流到血流中的可能的转移。
[0008] 二氧化碳从血流到呼吸气中的去除(Abreicherung，有时也称为贫化)在肺中通常以某种程度实现，从而当患者足够健康时，血流的二氧化碳部分在经过人肺之后还具有40mmHg的分压。然而如果患者患有阻塞性肺病如例如COPD，则该分压在经过人肺之后还可具有60mmHg的分压。
[0009] 由文件EP 2 777 801 A2已知一种组件，在其中通过用于体外血气交换的装置血流明显更强地被去除，相比这在人肺中发生的。在此可能可达到10‑35mmHg的二氧化碳分压。
[0010] 一方面，这使得二氧化碳的较大部分的排出成为可能，而这实际在人肺中是可能的。这样的经强烈去除的血液然后又经由静脉通路被输送给患者且在该处与患者的未经处理的血液在其血液循环中混合，从而在相应的血液部分的混合之后在充分健康的患者的情形中又得出大约40mmHg的二氧化碳分压。当血流的大约1l/min的数量级的相对较小的流量通过该装置处理时，则带有血流的二氧化碳通过用于体外血气交换的装置的强烈去除的这样的方法可能是尤其有利的。
[0011] 在此，缺点可能以可能的方式在于如下，即，二氧化碳从血流中的过强的去除由于经处理的血流与未经处理的血液在到患者的血液循环中的引回的位置处、即在血流的再输入的下游的不理想的混合可能局部得出这样的处在40mmHg的常见二氧化碳分压之下的二氧化碳分压。这可以可能导致细胞损伤。为了避免该危险，如下在原则上是值得期望的，即，可在用于体外血气交换的装置内测量在血流中的二氧化碳分压的测量。尤其，这在下游、即在血流通过用于体外血气交换的装置的处理之后是值得期望的。由此如下可被避免，即，血流仅以这样的程度经历在该装置内的二氧化碳去除，即，二氧化碳分压在经处理的血流内最高降低到20mmHg或者保持在该值上方。
[0012] 由文件EP 2 777 801 A2为此设置有可选的传感器，其可测量在膈膜上游或者下游的相应的二氧化碳分压。
[0013] 原则上，在ECMO技术领域中已知在血流内可测量在相应的部位处的相应的二氧化碳分压的传感器。
[0014] 在此如下是不利的，即，传感器到血液循环中的带入原则上是对于患者而言的健康风险或者感染风险。
发明内容
[0015] 因此本发明的任务是提供一种用于体外血气交换的装置，其设置有传感器或者测量单元，以便于以对于患者而言安全的方式推断出在血流内的二氧化碳分压具有哪个值。
[0016] 在此，应避免将额外的材料带入到血液循环中。
[0017] 根据本发明的任务通过一种根据权利要求1所述的用于体外血气交换的装置来解决。
[0018] 本发明的有利的实施方式是从属权利要求的对象且在如下描述中在部分参照附图的情形下作更详细阐释。
[0019] 根据本发明的用于体外血气交换的装置具有用于引导血流的血流区域、用于引导气流的导气区域以及隔膜，该隔膜形成在血流与气流之间的气液屏障且其此外使得血流的二氧化碳到气流中的转移成为可能。此外，该装置具有至少一个测量比色皿(Messküvette，有时也称为测量圆器皿)，其至少部分通过隔膜与血流区域隔开，从而血流的二氧化碳可转移到测量比色皿中。此外，该装置具有光学测量单元，其构造用于测量处在测量比色皿中的二氧化碳分压。
[0020] 该根据本发明的装置是有利的，因为血流由于测量比色皿与血流区域通过隔膜的分开那么刚好不直接与测量比色皿产生接触，而是测量比色皿刚好由血流的视角处在隔膜的这边且因此在该处可以以特别安全的方式使用光学测量单元，以便于可测量处在测量比色皿中的二氧化碳分压。
[0021] 本发明充分利用如下效果，即，由血流的视角处在隔膜之前的二氧化碳分压同样在隔膜之后、即在测量比色皿中在足够的时间段之后构造，从而那么在该处通过测量单元可在不带有对于患者而言关于血流污染的特别危险的情况下测量二氧化碳分压，以便于可推断出在血流中的二氧化碳分压。
[0022] 优选地，该装置如此构造，使得测量比色皿通过比色皿壁相对于导气区域气密地封闭。
[0023] 优选地，该装置如此构造，使得光学测量单元构造用于将光辐射发射到测量比色皿中且探测光辐射的通过测量比色皿传输的部分。
[0024] 优选地，该装置如此构造，使得该光辐射是红外线辐射。
[0025] 优选地，该装置如此构造，使得测量比色皿具有用于将光辐射放入到测量比色皿中的第一光学窗口以及用于将光辐射从测量比色皿中放出的第二光学窗口。
[0026] 优选地，该装置如此构造，使得该装置具有在其处血流流入到装置中的流入侧以及在其处血流从装置中流出的流出侧，且测量比色皿处在对应于流入侧的隔膜的部位处。
[0027] 优选地，该装置如此构造，使得该装置具有在其处血流流入到装置中的流入侧以及在其处血流从装置中流出的流出侧，且测量比色皿处在对应于流出侧的隔膜的部位处。
[0028] 优选地，该装置如此构造，使得隔膜通过多个中空纤维组件来给定。
[0029] 优选地，该装置如此构造，使得该装置具有在其处血流流入到装置中的流入侧以及在其处血流从装置中流出的流出侧，且测量比色皿通过这样的处在流入侧附近的中空纤维组件来给定。
[0030] 优选地，该装置如此构造，使得该装置具有在其处血流流入到装置中的流入侧以及在其处血流从装置中流出的流出侧，且测量比色皿通过这样的处在流出侧附近的中空纤维组件来给定。
附图说明
[0031] 下面，本发明借助不带有通常发明思想的限制的特殊实施方式借助附图作更详细阐释。其中：
[0032] 图1显示了用于体外血气交换的根据本发明的装置的一种优选的实施方式，[0033] 图2a显示了测量比色皿的一种优选的实施方式的细节，
[0034] 图2b显示了测量单元的一种优选的实施方式，
[0035] 图3显示了用于体外血气交换的根据本发明的装置的另一优选的实施方式。
具体实施方式
[0036] 图1显示了用于体外血气交换的装置V。
[0037] 通过流入区域ES，血流BS在血流区域BB中沿着隔膜M且最终朝向流出区域AS流动。
[0038] 隔膜M作为气液屏障朝向引导气流GS的导气区域GB分开血流区域BB。
[0039] 穿过该隔膜，二氧化碳部分K可由血流BS转移到气流中以及氧部分S可由气流GS转移到血流BS中。
[0040] 测量比色皿MK2通过隔膜M与血流区域BB隔开。在此，二氧化碳K同样可由血流BS转移到测量比色皿MK2中。
[0041] 在此，光学测量单元ME可测量处在测量比色皿MK2中的二氧化碳分压。
[0042] 测量比色皿MK2通过比色皿壁KW相对于导气区域GB气密封闭。
[0043] 当在流入侧ES处血流BS流入到装置V中时，然后血流BS在流出侧AS处从装置V中流出。
[0044] 测量比色皿MK2处在隔膜M的这样的对应于流出侧AS的部位处。
[0045] 由此，通过测量单元ME在测量比色皿MK2处可测量这样的二氧化碳部分，其对应于在通过隔膜M去除之后的血流BS的二氧化碳部分。因此，当血流BS在流出侧AS上离开装置V时，那么由此可以以有利的方式推断出在血流BS中存在多少二氧化碳分压。
[0046] 备选地或额外地，测量比色皿MK1可以以相对测量比色皿MK2类似的方式构造且处在隔膜M的这样的对应于流入侧ES的部位处。
[0047] 图2a显示了作为实施方式MK11的测量比色皿MK1的一种实施方案的细节。如下应被指出，即，来自图1的测量比色皿MK2同样可以以类似的方式根据在图2a中所显示的测量比色皿MK11来构造。
[0048] 在该实施方式中的测量比色皿MK11具有光学窗口OF1，光辐射经由其可被放入到测量比色皿中。
[0049] 此外，测量比色皿MK11具有光学窗口OF2，其适合用于光辐射从测量比色皿MK11中放出。
[0050] 图2b为此显示了测量单元ME，其事先在参照图1的情形下被提及。
[0051] 测量单元ME构造用于将光辐射OS发射到测量比色皿MK11中且探测光辐射OS的通过测量比色皿MK11传输的部分。
[0052] 为此，测量单元ME具有光发射器E，其相应地定位在光学窗口OF1之前。
[0053] 此外，测量单元ME具有一个或多个探测器D1,D2，通过其可在光学窗口OF2之后探测通过测量比色皿MK11传输的光辐射OS的相应的波长。
[0054] 在此，发射器E和探测器D1,D2与测量单元ME的相应的控制或者计算单元SE相连接。
[0055] 优选地，通过探测器D1,D2探测不同的波长。部分气压或者部分气体浓度基于至少两个不同光波长的光学测量的原理对于本领域技术人员而言是已知的，例如由带有申请号102015008323.6的德国专利申请。
[0056] 图3显示了用于体外血气交换的根据本发明的装置V2的另一优选的实施方式。
[0057] 在此，血流BS经由流入侧ES2流入且经由流出侧AS2流出。
[0058] 在此，血流区域BB2由此与导气区域GB2分开，即，相应的隔膜M通过多个中空纤维组件HA1,HA2来给定。每个这样的中空纤维组件HA1,HA2优选地具有多个中空纤维HF。
[0059] 这样的中空纤维组件HA1,HA2同样可以以相应的中空纤维垫的形式给定。在此，中空纤维垫优选地是如下组件，在其中根据中空纤维组件HA1的形式的中空纤维组件垂直地与根据中空纤维组件HA1的形式的旋转以90度的中空纤维组件交叉布置。类似的适用于通过多个根据中空纤维组件HA2的形式的中空纤维组件的构造的中空纤维垫。
[0060] 这样的中空纤维垫那么撑开一个平面，穿过该平面血流BS垂直于该平面穿流中空纤维垫。
[0061] 气流GS然后流动穿过相应的中空纤维HF且在此穿过隔膜材料M产生先前所描述的血气交换。
[0062] 在流出侧、即在流出侧AS2附近，流出侧的中空纤维组件HA2的中空纤维HF被聚集在一起且被捆束，从而由此构造测量比色皿MK11的区域。在流出侧、即血液离开开口上方，流出侧的中空纤维组件HA2的相应的中空纤维HF优选地通过在纤维端部FE处的室壁KW2封闭。由此可实现如下，即，由于在血流区域BB2的上部区域中尚未完全去除的血液产生测量结果的错误。
[0063] 在测量比色皿MK11处那么存在相应的测量单元ME，其经由测量比色皿MK12的相应的光学窗口执行根据先前在参照附图2b的情形下所阐释的原理的光学测量。
[0064] 根据图3，测量比色皿MK12通过处在流入侧附近的中空纤维组件HA2来给定。
[0065] 如下对于本领域技术人员而言显而易见，即，类似于处在流入侧ES2附近的测量比色皿MK12构造相应的测量比色皿是同样可能的。
