[发明专利]便携式气体交换设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体交换设备，特别是涉及一种用于处理生物液体的气体交换设备。

背景技术

气体交换设备可以是其中一种或多种气体可以从一种介质传递到另一种介质中的气体供应设备或气体去除设备，或者是能够在两种介质之间交换一种或多种气体的设备。此类设备用于化学、生物技术和医学。在医学中重要的预期用途是用氧气富化生物液体(特别是血液)和/或从液体(尤其是血液)中去除(因此消耗)二氧化碳。例如，当治疗各种肺部疾病时，这些措施是必需的。此外，这种措施也可以用于例如在急性呼吸衰竭的情况，以及替换肺部；在用体外管路绕过肺部时；在不同的程度上，机械心脏支持的情况；以及对停跳心脏进行操作。

目前对于末期功能性肺病患者而言，唯一的长期有效的治疗选择是肺移植。不存在其他的永久性替代肺功能的药物解决方案。因此，对于患有慢性肺部疾病并且没有被认为或者不被立即认为需要进行肺移植的患者，需要人造肺替代方法。

为使这种肺替代方法成为可能，从现有技术中已知所谓的血液气体交换器。

也被称为氧合器或人造肺的血液气体交换器用于在心脏直视手术期间全部地、暂时地接管肺功能，或者用作重症监护室中的肺的全部或部分长期支持。血液气体交换器的主要功能在于向血液递送氧气(氧合)和从血液中吸收二氧化碳(脱羧)。例如，借助中空纤维膜发生气体交换，围绕中空纤维膜，血液在体外气体交换器中流动，而富氧的气体或贫二氧化碳的气体同时被引导通过纤维内部。由于浓度差异，氧气或二氧化碳可以分别沿相反的方向扩散通过半渗透膜(其通常为气体渗透膜)。在此所用的膜(被称为膜板)可以商业获得。

除用于氧合和脱羧之外，在一些治疗用途中，仅执行脱羧已经足够。因此，这就是所谓的体外减少CO₂(ECCO₂R)。为此，通过患者的静脉通路不断地去除血液，在体外泵送血液通过血液气体交换器，在血液气体交换器清除CO₂，并再次经静脉供应给患者。

在普遍的ECCO₂R应用领域以及在所谓的体外膜式氧合器(ECMO)内常见的系统和(尤其是)泵，被用作心脏直视外科手术范围内的心肺机的一部分，也可在心脏外科手术中的循环骤停期间主要承担心脏的泵送功能。这些泵送系统的设计和尺寸设定成提供高达6l/min的必要的体积流量，以在循环骤停期间实现充足的血液氧合。

对于此类血液气体交换器中的气体交换，通常使用氧气，氧气可在任何医院中直接经由闸阀(wall connection)或经由氧气瓶获得。然后经由可控气体隔膜将氧气供应到血液气体交换器。

原则上，用于ECCO₂R应用的泵送系统在固定电网上操作。在紧急情况下，例如停电时，可通过电池操作维持应急电源。由于医疗设施通常具有应急发电机，然而电池操作是有时间限制的，并且在已知的气体交换设备的情况下通常并不设计用于长期操作或移动操作。实际上，具有移动电源的已知的血液气体交换系统仍然需要(例如可滚动的)载体设备与其一起移动，以便携带血液气体交换器的多个不同的、部分笨重的部件。

例如，由于其尺寸、重量和用于血液运送管的连接的布置，已知的气体交换设备的使用因此基本上限制于患者(清醒的或镇静的)躺在床上的固定应用。因此依赖于这些已知气体交换设备的慢性肺部疾病患者的移动性受到严重限制。这不仅显著降低患者的生活质量。还可无法实施强调患者活动性的现代治疗方法。

因此，已知的气体交换设备尤其也是体积庞大且太重以至于不能由患者佩戴在身上，特别是在较长的时间内。因此，在发生慢性肺部疾病的情况下，即使仅仅旨在缓解肺部并不完全替代肺部的治疗方法也需要固定的应用。

发明内容

本发明目的是提供改进的泵送系统或改进的气体交换设备，以便克服已知系统的至少一个缺点并实现移动应用。特别地，本发明的目的是减少气体交换设备中的泵送系统的空间要求和重量。另外，目的是提供一种气体交换设备，该气体交换设备甚至可以在较长的时间内，优选地直接在患者身体上由患者携带。

该目的经由根据权利要求1所述的气体交换设备来实现。本发明的有利改进是从属权利要求的主题。