[发明专利]血液处理系统

说明书

血液气体管理装置包括具有气‑血界面的血液通道，气‑血界面具有多个气体通道，并且血液气体管理装置被布置成引导供给气体的流从气体入口经过气体通道至气体出口，并允许血液流动路径中的血液的流通过血液通道，从而允许血液气体经由界面与供给气体交换。血液气体管理装置包括供给气体分配布置，其允许从相对于血液流动路径的不同的方向提供供给气体。这在沿气体通道的不同位置提供了改进的气体传输梯度。

技术领域

本发明涉及血液处理装置和方法。具体地，本发明涉及一种用于在绕过肺的系统中从血液去除二氧化碳(例如体外血液氧合和二氧化碳控制)的系统和方法。

背景技术

诸如体外膜氧合器之类的血液气体处理装置允许通过将血液经由气-血界面暴露于供给气体来调节血液气体成分。气-血界面可以中空纤维的透气壁的形式提供，其中气体穿过中空纤维的内腔，并且血液流过中空纤维的外部。血液气体与供给气体之间的相对分压的分压梯度促进了透气壁上的气体交换。在气体交换之后，所供应的气体作为废气被移除。

在体外膜氧合中，通过调节供给气体的成分可以控制流出血液(流出血液是离开血液气体处理装置的血液)中的氧气的分压。通过调节经过气-血界面的供给气体的流速可以控制流出血液中的二氧化碳的分压。

本申请人的国际专利申请PCT/GB2015/053694(公开号为WO2016/087859，其内容在此通过引用并入)公开了一种氧合系统，该氧合系统具有流动控制布置以用于控制废气相对于供给气体的流速。WO2016/087859还公开了一种用于以低流速制备具有高精度氧气含量的供给气体的共混器。WO2016/087859中公开的共混器和流动控制布置可用于维持供给气体的低流速，同时还允许高的共混精度，并且还允许以低的但仍高于氧合气体供应的合适的流速排出废气。诸如WO2016/087859的系统允许同时调节流出血液中的氧气和二氧化碳的分压。

本发明试图对现有的血液气体交换装置提供进一步的改进。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种如权利要求1所限定的血液气体管理装置。该血液气体管理装置包括多个气体通道，多个气体通道中的每一个包括气体入口和气体出口，以及血液通道，该血液通道布置有具有气体通道的气-血界面。血液气体管理装置被布置成允许供给气体的流从气体入口通过气体通道至气体出口，并允许血液流动路径中的血液的流通过血液通道，从而允许血液气体经由气-血界面与供给气体交换。血液气体管理装置包括供给气体分配布置，该供给气体分配布置允许将供给气体从相对于血液流动路径的不同的方向提供到气-血界面。

血液气体管理装置的布置可以可视化为气体入口和排气口之间并通向排气口的多个气体通道(例如，数千根中空纤维)。血液被允许在气体通道的外部上流动。

本发明的机制基于以下认识：从血液中离开并进入废气中的大部分二氧化碳的移动在相对较早的时间在气-血界面中发生。气体交换由血液中和气体通道中的二氧化碳分压的差异驱动。在本说明书中，表述“梯度”可用于指代该差异。由于二氧化碳的流动性，该差异沿着气体通道迅速减小。因此，沿着气体通道很快就减小了驱动气体传输的差异并因此其梯度。

在现有系统中，可以通过改变气体流速来调节二氧化碳交换。通过示例的方式，增加的气体流速实现了每单位时间进一步输送更多的“新鲜的”供给气体到气体通道中。但是，出于实际考虑，例如在维持其他气体成分(例如氧气)的界定的气体交换方面，对气流调节设置了限制。

本发明的机制在气体通道的整个长度上提供了更好的气体传输梯度。通过从相对于血液流动路径的不同方向供应气体来实现更好的气体传输梯度。这允许具有较高的相关气体成分的分压差异的新鲜的供给气体被引导至气体通道下游区域中的血液。“新鲜的”供给气体是指尚未在气-血界面中暴露于血液的供给气体。