微氣泡是直徑為幾微米的氣泡，由于它們很小，微氣泡一般來說不可見。而在體外血液回路里它們在不同的位置和不同的條件下出現了，尤其是由于可溶于血液的氣體的排放或從體外回路真空區域中非常小的裂縫中空氣的進入，并且它們粘附于體外軟管系統的內表面或粘附于血液處理單元的內表面。當這些微氣泡從粘附的表面脫離并進入人體血液后，它們帶來的后果要比人們以前預測的要大。例如，在透析病人的重要器官例如肺，心臟和大腦里，都發現了微氣泡。

借助微氣泡探測器來觀察透析器，可以發現若干可能的微氣泡的來源。尤其是在處理剛開始的幾分鐘，可以觀察到更多的微氣泡進入到病人身體。在處理開始的時候，平均微氣泡流量比剩余處理時間內的平均微氣泡流量高了一個數量級。另外，體外回路里還存在潛在的空氣收集處，可作為其后微氣泡形成的來源和儲存處。例如，空氣收集處可以出現在透析器里，在血液泵的軟管部分，在靜脈滴注室，在肝素注射器和其他注射器，在供給線(例如肝素軟管)和其他接口(例如魯爾接口)中。一般來說，所述泵的吸入口部分的真空促進空氣的流入。此外，在壓力保持測試中，可以觀察到微氣泡量增加，因為此時透析液暫時不再更新，并且透析器毛細管里的血液不再被新鮮無氣體的透析液沖洗了。

由于微氣泡很小并且浮力很小，它們只能局限于在靜脈壺中被分離，并且有條件的被指定的保護系統發現，以防止空氣溶入。

本發明的目的在于，在體外血液回路中減少微氣泡的數目，或者減少微氣泡溶入患者身體。

基于以上背景，本發明提出了一種從體外血液回路的目標區域中清除氣泡的方法。其中，沖洗液流經所述目標區域，即沖洗液通過入口進入所述目標區域再通過出口離開所述目標區域。本發明規定所述入口不同于所述體外血液回路的動脈口，并且所述出口不同于所述體外血液回路的靜脈口。

在一個實施例中，所述體外血液回路在透析機中。所述透析機的體外血液回路包括動脈管線，血泵，透析器和靜脈管線。用于連接患者的動脈口被設置在動脈管線上。用于連接患者的靜脈口被設置在靜脈管線上。根據本發明，所述沖洗液并不經由靜脈口離開目標區域，而是通過單獨的出口流出。因此，該去除氣泡的方法的開始時間有了更高的靈活性。由于現有技術的已知方法中，使用靜脈口作為出口或需要靜脈口的短回路。當患者與所述回路連接的時候，不能清除氣泡。例如，處理間歇的期間比如進行壓力保持測試的期間，不能清除氣泡。

此外，該方法也可應用于其他體外處理系統，例如超濾設備和心肺機中。

目標區域是指體外血液回路位于所述入口和所述出口之間的一部分。因為所述入口不同于動脈口并且所述出口不同于靜脈口，目標區域僅包括體外血液回路的一部分。在不同的實施例中，體外血液回路的不同的部分或功能組可以位于目標區域外。例如，優選設置在靜脈管線的血泵可以位于目標區域之外。

優選地，在向前的方向上沖洗目標區域。向前方向被定義為使得沖洗液朝靜脈口方向流動。在本發明的框架內，術語“上游”和“下游”涉及所述體外血液回路中設定的流動方向。在整個過程中，沖洗液優選地總是在同一方向上流經目標區域。優選地，沖洗液在此過程中不循環。然而，在不同的情況下，可以使得循環至少偶爾發生，以便可選地再次利用已使用過的沖洗液。

在一個實施例中，所述出口被設置于靜脈管線上。在一個實施例中，所述出口被設置于體外血液回路的現有全部接口的下游。舉例說明，現有接口包括前稀釋口，后稀釋口，給抗凝劑口(例如肝素或檸檬酸鹽)，取血口，動脈或靜脈給藥口等。在本實施例中，所述動脈口或靜脈口不應該被理解為接口。假設所述出口位于體外血液回路的現有全部接口的下游，則所述體外血液回路的最大化的一部分可以免于微氣泡并且同時給予抗凝劑時，可以被潤濕。所述出口優選接近于靜脈口。將所述出口設置于防止空氣進入的任意保護系統例如氣泡探測器的上游是有利的。

在一個實施例中，所述入口設置在所述動脈管線上。在一個實施例中，所述入口設置于血泵的上游。所述入口也可設置于血泵的下游。一般來說，置換液的入口可以靠近動脈口，使得盡可能大的一部分軟管系統免于微氣泡。在使用抗凝劑進行間歇性沖洗的時候，置換液的入口優選的應當位于給予抗凝劑的軟管的上游，用以攜帶同時給藥的抗凝劑并且潤濕軟管系統的最大化的一部分。因此，在一個實施例中，所述入口被設置于血泵的上游。或者，也可將所述入口設置于血泵的下游，可選的，設置于用于給抗凝劑(例如肝素)的接口的上游。

在一個實施例中，現有接口被用作所述入口。舉例說明，可用作所述入口的現有接口包括，前稀釋口或給抗凝劑口。在一個實施例中，體外血液回路的入口被配置為單獨的接口。在可能的實施例中例如，額外的入口被設置于血泵的上游，使得血泵附近的區域也可以被沖洗或者免于微氣泡。

目標區域優選包括體外血液回路中經常形成氣泡或氣泡經常發生沉積的部分。假設所述入口位于動脈管線并且所述出口位于靜脈管線，當用于透析機時，所述目標區域至少包括透析器。如果所述入口位于血泵的上游，則所述目標區域還包括血泵。一般來說，目標區域更進一步可以包括靜脈滴注室，肝素注射器和其他注射器或供應管線(例如通過魯爾接口連接)比如說肝素軟管。

在一個實施例中，體外血液回路包括動脈和/或靜脈夾。所述動脈夾優選設置在所述動脈口和所述入口之間，所述靜脈夾優選設置在所述出口和所述靜脈口之間。動脈夾可以省略，例如，當所述入口位于血泵的下游的時候。固定的血泵也可以產生阻塞效應。本例中術語夾/夾子也包括閉塞閥。

在一個實施例中，所述入口和/或所述出口可通過夾子關閉。在一個實施例中，所述入口和/或所述出口通過三通閥與體外血液回路連接。夾/夾子應被理解為可用于分別阻斷動脈管線或靜脈管線的部件。通過使用三通閥，位于目標區域上游端的動脈口或所述入口可與目標區域解耦并且位于目標區域下游端的靜脈口或所述出口可與目標區域解耦。

在一個實施例中，至少偶爾在沖洗過程中，所述體外血液回路中沖洗液的流速和/或壓力是變化的。由此可從體外血液回路的壁上更有效的分離微氣泡。可以通過改變泵的傳送速度或通過控制夾子或閥門來實現流速和/或壓力的變化。在一個實施例中，沖洗液的流速和/或壓力爆發性的增大和減小。該爆發表現為沖洗液的流速和/或壓力持續的或突然的升高和持續的或突然的降低。該爆發的振幅可被設置為沖洗液的流速和/或壓力在峰值和峰谷之間變化范圍，變化因子至少為1.3、1.5或2。

在一個實施例中，至少偶爾在沖洗過程中，所述體外血液回路中沖洗液的流速范圍不同于所述血液處理時可能的流速范圍。這意味著在體外血液回路中沖洗液的流速至少偶爾在沖洗過程中高于血液處理時可能的流速范圍。例如，也存在逆流的可能性。在一個實施例中，在所述體外血液回路中沖洗液的流速在沖洗過程中大于550ml/min或至少偶爾大于700ml/min。在許多例子中，體外血液處理期間，會讓流速處于200ml/min和550ml/min之間，特別是當使用內直徑為3-5mm的軟管系統時。在沖洗過程中使用較高的流速可以更好的分離氣泡。

在一個實施例中，該方法可在準備體外血液回路時使用，并且可以，例如，作為準備過程的最后一步。

在一個實施例中，該方法被用在處理的間歇，特別用于壓力保持測試的過程中。該方法可以手動地或自動地被觸發。觸發條件包括，例如，周期性觸發(如間隔為30分鐘到2小時)或響應特定傳感器報告而觸發(如氣泡探測器測量值超過限定值)或因事件而觸發(如開始進行壓力保持測試)。所述的沖洗可在預定時間段(如持續時間1-5分鐘)進行或者在不同參數的基礎上，手動地或自動地確定。該過程與另一個過程例如壓力保持測試耦合也是可行的。

在一個實施方案中，該過程包括以下步驟：(a)關閉動脈夾并且打開所述入口；(b)向所述目標區域輸送第一體積的沖洗液，所述第一體積大體上等同于所述目標區域的體積；(c)關閉靜脈夾并且打開所述出口；(d)用所述沖洗液來沖洗所述目標區域；(e)打開所述動脈夾并且關閉所述入口；(f)從所述目標區域中排出第二體積的沖洗液，所述第二體積的沖洗液大體上等同于所述目標區域的體積；以及(g)關閉所述出口并且打開所述靜脈夾。在該實施例中，所述入口優選設置在血泵的上游。步驟(b)、(d)和(f)中沖洗液的輸送優選由血泵完成。

在一個實施方案中，該過程包括以下步驟：(a')停止所述血泵并且打開所述入口；(b')向所述目標區域輸送第一體積的沖洗液，所述第一體積大體上等同于所述目標區域的體積；(c')關閉靜脈夾并且打開所述出口；(d')用所述沖洗液來沖洗所述目標區域；(e')關閉所述入口并且啟動血泵；(f')從所述目標區域中排出第二體積的沖洗液，所述第二體積的沖洗液大體上等同于所述目標區域的體積；以及(g')關閉所述出口并且打開所述靜脈夾。在本實施例中，所述入口優選設置在所述血泵的下游，步驟(b')和(d')中沖洗液的輸送優選由單獨的沖洗泵完成。步驟(f')中沖洗液的輸送優選由血泵完成。

該方法的步驟優選地分別通過由(a)至(g)或(a')至(g′)的順序依次進行。在一個實施例中，第一或第二體積"大體上"等同于所述目標區域的體積，最大相差在±20％或±10％。這意味著很多情況下，并不需要精準的相同體積，體積大致相同是比較有利的。如果體積有所不同，在控制單元的控制下，可以檢測并處理供給的沖洗液的量或者排出的血液的量。進一步地，所述控制單元可將此用于確定血液處理的特定參數，特別是用于確定超濾體積。步驟(a)和(e)或(a')和(e')，和步驟(c)和(g)或(c')和(g')中所述關閉和打開可通過切換三通閥完成。

相對于前面描述的背景而言，本發明還涉及一種具有體外血液回路和控制單元的體外血液處理裝置，按照本發明規定，所述體外血液回路具有沖洗液的入口和出口，所述入口不同于體外血液回路的動脈口并且所述出口不同于體外血液回路的靜脈口，并且所述控制單元被用于執行本發明所述方法。

本發明的所述控制單元被用于執行前述權利要求之一的方法，意味著控制單元內儲存有相應程序，并且該控制單元與執行所述方法所需的執行器(例如泵和閥)相連接。該體外血液處理裝置可以包括與本發明所述方法相應的結構特征。

在一個實施例中，所述體外血液處理裝置是透析機。透析機適用于并被用于進行血液透析，血液透析濾過，血液濾過和/或超濾(僅去除液體)。此外，本發明所述體外血液處理裝置可以是另一個處理系統，例如超濾裝置或心肺機。

在一個實施例中，血液處理裝置包括用于沖洗液的管線系統，該管線系統連接至所述體外血液回路，所以沖洗液可以通過入口進入目標區域并通過出口離開目標區域，所述管線系統優選地包括位于所述入口上游的沖洗泵。

在一個實施例中，所述管線系統包括，沖洗液的貯液器，或沖洗液的準備裝置，兩者均設置在所述入口的上游。所述控制單元可連接到所述沖洗泵，并且可配置為在本發明的方法的范圍內控制該沖洗泵，以實現對目標區域的沖洗。

在一個實施例中，該控制單元在體外血液回路的準備過程中，可自動觸發沖洗過程。例如，該過程可以作為準備過程的最后一步。

在一個實施例中，該控制單元配置為在開始所述沖洗過程之前中斷處理和/或在中斷處理期間觸發過程和/或可以在過程結束后自動繼續進行所述處理。例如，該控制單元可以僅僅為了開始所述過程而中斷所述處理。這種中斷是周期性地，(如間隔值從30分鐘到2小時)或者響應特定傳感器報告而觸發，例如來自于靜脈管線上氣泡探測器的報告。另外，該控制單元可以在所述處理已被中斷的情況下，觸發所述過程。例如在壓力保持測試時觸發過程。所述過程的持續時間長度例如可根據同時進行的壓力保持測試的長度來確定(例如，1-5分鐘)。

在一個實施例中，所述控制單元將所述沖洗過程提供的沖洗液的流量和/或所述沖洗過程排出的血液量用于確定血液處理的特定參數，特別是用于確定超濾體積。

在一個實施例中，在所述沖洗過程結束時，所述控制單元可以緩慢增加血液傳輸速度。因此，在血液處理的開始時，會有更少的微氣泡脫離并進入血液。例如，傳輸速度根據以下任意線性斜坡增加，不大于300ml/min²或不大于200ml/min²或不大于150ml/min²。

所述血泵和/或所述沖洗泵可以是蠕動泵。沖洗液可以是替換液或預沖液。例如包括生理鹽水和林格氏液。另外，溶液也可包含抗凝劑例如肝素。

相對于前面描述的背景而言，本發明還涉及一種用于體外血液處理的一次性裝置。該一次性裝置包括動脈管線，血泵組件，血液處理單元和靜脈管線。根據本發明，所述一次性裝置的動脈管線包括用于沖洗液的入口的接口，其靜脈管線包括用于沖洗液出口的接口。該用于入口的接口不同于軟管組的動脈口，該用于出口的接口不同于軟管組的靜脈口。

在一個實施例中，所述一次性裝置是用于透析處理的一次性裝置，并且血液處理單元是透析器。此外，根據本發明的一次性裝置可以是超濾裝置的液體系統或心肺機的液體系統。

所述血泵可以完全集成在一次性裝置中；然而，出于成本原因，將泵置于機器側同時僅將泵的特定組件置于一次性裝置中是更有利的，該特定組件和置于機器側的泵的更多組件相互作用共同組成所述泵。一個例子是蠕動泵，其有彈性可變形的軟管部分可被置于一次性裝置之內，其泵內的執行器與所述軟管部分相結合，并被置于機器側。

所述一次性裝置優選包括血液軟管組，至少部分地所述動脈管線以及靜脈管線為血液軟管。例如，該血液軟管的內直徑在3-5mm之間。該一次性裝置至少部分是塑料制成。血液處理單元優選中空纖維透析器。

在一個實施例中，用于沖洗液入口的接口和/或用于沖洗液出口的接口具有機械連接系統的組件。這些連接組件優選包括魯爾鎖(Luer Lock)或者魯爾滑件(Luer slip)的母錐。機器側的多種連接中的現有裝置都使用魯爾公錐，因此，該一次性裝置可以以多種形式被使用。

該一次性裝置可用于本發明所述方法或用于本發明所述血液處理單元。

在一個實施例中，用于沖洗液出口的接口位于一次性裝置的所有其他接口的下游。現有的接口包括用于前稀釋的接口，用于后稀釋的接口，用于給抗凝劑的接口，用于取血的接口，和用于動脈或靜脈給藥的接口等。在這個實施例里，所述動脈或靜脈口不應該被理解為接口。

在一個實施例中，用于沖洗液入口的接口位于泵部分的上游。用于沖洗液入口的接口也可位于泵部分的下游。在一個實施例中，現有接口被用作沖洗液入口的接口。例如現有的接口包括用于前稀釋的接口，用于給抗凝劑的接口。在另一個實施例中，該一次性裝置包括單獨用于沖洗液入口的接口。

在一個實施例中，所述體外血液回路包括動脈夾和/或靜脈夾，所述動脈夾的組件優選設置于動脈口和用于沖洗液入口的接口之間，并且所述靜脈夾優選設置于用于沖洗液出口的接口和靜脈口之間。

在一個實施例中，用于沖洗液入口的接口和/或用于沖洗液出口的接口可被夾子關閉或可通過三通閥與動脈管線或靜脈管線連接。所述夾子可以全部集成到所述一次性裝置中。例如閉塞閥。一般來說，該夾子只有特定組件可以被置于一次性裝置之內，該特定組件和置于機器側的夾子的更多組件相互作用，并共同組成夾子。例如一次性裝置內的與機器側執行器相互作用的彈性可變性的(軟管)部分。

以下為附圖和實施例的詳細說明及優點，如圖所示：

圖1：現有透析機中的液體回路的示意圖；

圖2：根據本發明第一實施例的透析機的液體回路的示意圖；以及

圖3：根據本發明第二實施例的透析機的液體回路的示意圖。

圖1所示現有透析機中的液體回路。所述透析機具有透析器1，該透析器1具有血液室2和透析液室3，兩者彼此通過膜4分開。血液室2是體外血液回路5的一部分。透析液室3是透析液回路6的一部分。

該血液回路5具有經由動脈管線8連接到血液室2的動脈口7。血泵9位于動脈管線8。血液室2的靜脈端通過靜脈管線10連接到靜脈口11。滴注室12位于靜脈管線。

在灌沖和沖洗(準備)血液回路時，動脈口和靜脈口沒有與病人相連。所述動脈口連接至沖洗液貯液器13并且靜脈口用于沖洗液的出口。在用沖洗液灌沖血液回路之后，進行沖洗，沖洗液從靜脈口流出。

當患者與血液回路相連時，不能沖洗該血液回路，因為此時動脈口和靜脈口都不可用于沖洗。

圖2示出了根據本發明第一實施例的透析機的液體回路的示意圖。參考圖1，已知的組件使用相應的數字標記。

不同于現有技術，體外血液回路5還有單獨的沖洗液入口14和單獨的沖洗液出口15。所以在所述入口和所述出口之間的沖洗液可以不通過靜脈口11，而是通過單獨的出口15排出目標區域并丟棄。另外，沖洗液可以通過單獨的入口進入回路。

所述出口15位于體外血液回路的靜脈管線10的所有現有接口的下游。如圖所示，后稀釋口16被作為接口。氣泡檢測器17位于出口和靜脈口之間。所述入口作為單獨通路設置于動脈管線上血泵的上游。血液回路還包括其他接口：集成有肝素供應管線19的前稀釋口18。體外血液回路還包括動脈夾20和靜脈夾21。該動脈夾位于動脈口7和入口14之間。該靜脈夾位于出口15和靜脈口11之間。入口14和出口15都通過三通閥連接到體外血液回路15上。

本發明通過設置額外的出口和入口和透析器的組件，使去除氣泡的方法的開始時間有了更高的靈活性。例如，處理間歇的期間比如進行壓力保持測試的期間，可以清除氣泡。在處理前或處理中，沖洗可以根據以下步驟進行：

(a)關閉動脈夾并且打開所述入口；

(b)向位于所述入口和出口之間的目標區域輸送第一體積的沖洗液，所述第一體積大體上等同于所述目標區域的體積；

(c)關閉靜脈夾并且打開所述出口；

(d)用所述沖洗液來沖洗所述目標區域；

(e)打開所述動脈夾并且關閉所述入口；

(f)從所述目標區域中排出第二體積的沖洗液，所述第二體積的沖洗液大體上等同于所述目標區域的體積；以及

(g)關閉所述出口并且打開所述靜脈夾。

步驟(b)、(d)和(f)中沖洗液的輸送由血泵完成。用于輸送沖洗液到系統的沖洗液泵，圖中未示出，它位于機器側的沖洗液供給系統中。

在所示的實施例中，設置于血泵之前的置換液的入口可以被廢棄。微氣泡的去除可以在置換泵和血泵具有同一傳輸速度時進行。因為置換是在和血泵同一傳送速度下運送的，所以血液不會再被抽入軟管系統中，因此可以不再使用動脈夾。或者動脈夾可用于暫時夾閉血流，并使血泵和置換泵更自由的使用不同的傳輸速度，用來產生能使氣泡和微氣泡脫落并帶走它們的壓力脈沖和流量脈沖。

圖3示出根據本發明的另一實施例的透析機的液體回路的示意圖。參考圖1圖2，已知的組件使用相應的數字標記。

該實施例與圖1示出實施例的不同在于，位于動脈管線的入口14置于血泵的下游，并等同于集成有肝素供應管線19的前稀釋口18。不再使用動脈夾。在處理前或處理中，沖洗可以根據以下步驟進行：

(a')停止所述血泵并且打開所述入口；

(b')向位于所述入口和出口之間的目標區域輸送第一體積的沖洗液，所述第一體積大體上等同于所述目標區域的體積；

(c')關閉靜脈夾并且打開所述出口；

(d')用所述沖洗液來沖洗所述目標區域；

(e')關閉所述入口并且啟動血泵；

(f')從所述目標區域中排出第二體積的沖洗液，所述第二體積的沖洗液大體上等同于所述目標區域的體積；以及

(g')關閉所述出口并且打開所述靜脈夾。

步驟(b')和(d')中沖洗液的輸送由單獨的沖洗泵完成。圖中未示出該沖洗液泵，它位于機器側的沖洗液供給系統中。步驟(f')中沖洗液的輸送優選由血泵9完成。

假設根據本發明在透析機的透析液回路進行壓力保持測試時對目標區域進行去除氣泡，在所示兩個實施例中，有兩種可能的過程管理，分別為時間解耦和空間解耦

時間解耦的意思是在壓力保持測試開始之前，所述沖洗就已經開始了，并且所述置換液被當做沖洗液沖洗目標區域。空間解耦的意思是用另一個容器例如袋子用于置換液的緩沖。

在時間解耦時，體外血液回路中的血流被停止并被進入動脈管線的沖洗液代替。仍在運行的血泵將沖洗液灌入，直至在靜脈壺附近能檢測到靠近人體的置換液/血液的分界層。例如，通過光學探測器或顏色探測器檢測。接著停止透析液回路并進行壓力保持測試。接著關閉靜脈夾并打開所述出口。在壓力保持測試的期間，根據本發明的方法來沖洗目標區域。壓力保持測試之后，體外回路再次被耦合；靠近靜脈的出口閥門被打開，直至血液/置換液的分界層的相反信號被檢測到。帶有微氣泡的向外流出的置換液被丟棄。接著關閉該出口閥門并繼續血液凈化。在空間解耦時，另一個容器被用于置換液的緩沖，并且在壓力保持測試時用于血液側的系統的置換液的供給。否則按照時間解耦來進行過程管理。

在所示的實施例中，在沖洗過程中使用根據本發明的透析機，泵的速率可以調整為基于本發明的理想的速率。

這樣的調整是基于微氣泡被觀察到大量的進入病人身體的背景上的，尤其是在處理開始的幾分鐘。開始時，微氣泡流的平均值可比處理的其余時間高了一個數量級。另外，體外回路里還存在潛在的空氣收集處，可作為其后微氣泡注入的來源和儲存處(血泵軟管，肝素注射器和其他注射器，在供給線(例如肝素軟管和其他排液管線))。為了更容易的去除微氣泡，所述血泵或沖洗泵的速率可以在沖洗時被調節。通過重復的停止再啟動泵和使用高速的泵速度，可使一部分靜止的微氣泡脫離。爆發的流速和爆發的壓力進攻并減少空氣收集處和微氣泡儲存處。這些爆發可通過短時間的最大泵速，阻斷接著釋放靜脈夾等來達到。脫離下來的微氣泡通過靜脈管線上的出口被清除出體外回路。

此外，這樣的調整也是基于血泵快速啟動時，尤其是在壓力保持測試時快速啟動，會導致微氣泡的大量增加。因為此時透析液不再更新并且透析器毛細管里的血液不再被新鮮無氣體的透析液沖洗了。在沖洗結束后，該血泵可以緩慢的提速，例如，以不超過200ml/min²提速，這意味著目標速率，比如，400ml/min在血泵停止之后兩分鐘才能達到。在壓力保持測驗時，血泵的速率在該測試之前就可以降低，血泵和置換泵可以在沖洗和壓力保持測試時保持最低的傳輸速率，兩者的速率可以再之后慢慢的升高到目標速率。

總之，本發明可以在任何需要的時間沖洗體外血液回路的目標區域，例如在進行壓力保持測試時，從而避免微氣泡的形成。沖洗液可以通過單獨的出口丟棄。