具有提供修改的流動(dòng)路徑的熱交換器芯部的血液處理單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種血液處理裝置，其可以包括熱交換器與氣體交換器。熱交換器與氣體交換器中的至少一個(gè)可以構(gòu)造為將徑向分量施加到通過熱交換器和/或氣體交換器的血流。熱交換器可以構(gòu)造為致使血流沿著旋渦流動(dòng)路徑。
【專利說明】
具有提供修改的流動(dòng)路徑的熱交換器芯部的血液處理單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開通常地涉及在血液灌注系統(tǒng)中使用的血液處理單元。
【背景技術(shù)】
[0002]血液灌注需要促使血液通過身體的血管。為此目的，血液灌注系統(tǒng)通常地需要在與病人的血管系統(tǒng)相互連接的體外回路中使用一個(gè)或多個(gè)栗。心肺轉(zhuǎn)流手術(shù)通常地要求通過取代心臟和肺的功能提供心臟的臨時(shí)停止以形成靜止的手術(shù)區(qū)的灌注系統(tǒng)。此種隔離允許血管狹窄、瓣膜失調(diào)、先天性心臟缺陷的外科矯治。在用于心肺轉(zhuǎn)流手術(shù)的灌注系統(tǒng)中，建立了包括用于取代心和肺的功能的至少一個(gè)栗與氧合裝置的體外血液回路。
[0003]更具體地說，在心肺轉(zhuǎn)流程序中，缺氧血液(即靜脈血)被從大靜脈重力排放或真空抽吸進(jìn)入心臟或身體(例如，股骨的)中的其它靜脈并且通過靜脈線傳送到體外回路中。靜脈血液被栗送到提供用于使氧氣傳送到血液的氧合器?？梢酝ㄟ^橫跨薄膜傳送或者較少地通過使氧氣鼓泡通過血液，而將氧氣引入到血液中。同時(shí)地，穿過薄膜移除二氧化碳。含氧血液被過濾并且然后通過動(dòng)脈線返回到主動(dòng)脈、股動(dòng)脈、或其它動(dòng)脈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及血液處理裝置，包括具有血液入口和血液出口的外殼，血液入口延伸進(jìn)入到外殼的內(nèi)部。熱交換器芯部布置在外殼內(nèi)，熱交換器芯部包括與血液入口流體聯(lián)通的芯部穿孔并且構(gòu)造為將湍流施加到從血液入口通向熱交換器芯部的外部的血液。熱交換器中空纖維布置在熱交換器芯部周圍，使得熱交換器流體可以流動(dòng)通過熱交換器中空纖維并且從芯部穿孔經(jīng)過的血液可以穿過熱交換器中空纖維流動(dòng)。圓柱形殼體圍繞熱交換器芯部共軸地延伸，圓柱形殼體包括環(huán)形殼體穿孔，其布置在與芯部穿孔定位在其附近的端部相對(duì)的圓柱形殼體的端部附近，此環(huán)形殼體穿孔構(gòu)造為允許血液經(jīng)過圓柱形殼體的外部。氣體交換器中空纖維布置在圓柱形殼體周圍，使得氣體可以流動(dòng)通過氣體交換器中空纖維并且從環(huán)形殼體穿孔經(jīng)過的血液可以穿過氣體交換器中空纖維流動(dòng)。
[0005]盡管公開了多個(gè)實(shí)施方式，但通過下面示出并且描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說本發(fā)明的其它實(shí)施方式將會(huì)變得顯而易見。因此，附圖與詳細(xì)描述在性質(zhì)上將被視為描述性的而不是限定性的。
【附圖說明】
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的血液處理裝置的示意圖。
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的第一端蓋的視圖。
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的第二端蓋的視圖。
[0009]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熱交換器芯部的立體圖。
[0010]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熱交換器芯部的立體圖。
[0011]圖4C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熱交換器芯部的立體圖。
[0012]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的在熱交換器與氣體交換器之間形成障礙物的圓柱形外殼的立體圖。
[0013]圖5B是圖5A的圓柱形外殼的橫截面視圖。
[0014]圖6是布置在圖5的圓柱形外殼內(nèi)的圖4的熱交換器芯部的立體圖。
[0015]圖7是圖1的血液處理裝置的橫截面視圖；
[0016]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的血液處理裝置的橫截面視圖。
[0017]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的血液處理裝置的橫截面視圖。
[0018]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的血液處理裝置的橫截面視圖。
[0019]圖11是示出圖10的血液處理裝置中的血液流動(dòng)路徑的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本公開涉及一種血液處理裝置，根據(jù)多個(gè)示例性實(shí)施方式，該血液處理裝置包括一個(gè)或多個(gè)熱交換器與氣體交換器(還通常地稱作氧合器)。在一些實(shí)施方式中，術(shù)語氧合器可以用于表示將熱交換器與氣體交換器結(jié)合在單元裝置中的集成結(jié)構(gòu)。在多個(gè)實(shí)施方式中，例如，熱交換器與氣體交換器以同心的方式(一個(gè)部件定位在另一個(gè)部件的內(nèi)部)布置。根據(jù)其它實(shí)施方式，熱交換器和氣體交換器是可操作地連接到彼此的結(jié)構(gòu)上不同的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，氧合器可以在體外血液回路中使用。諸如可以在繞道程序中使用的體外血液回路，可以包括諸如心肺裝置、貯血庫、以及氧合器的幾個(gè)不同的元件。
[0021 ]圖1是血液處理裝置或氧合器10的示意圖。盡管在此圖中內(nèi)部部件是不可見的，但氧合器10可以包括一個(gè)或多個(gè)熱交換器與氣體交換器。根據(jù)一些實(shí)施方式，熱交換器與氣體交換器集成在形成氧合器外殼的單個(gè)結(jié)構(gòu)中。氧合器10包括外殼12、固定到外殼12的第一端蓋14以及固定到外殼12的第二端蓋16。在一些實(shí)施方式中，外殼12可以包括使外殼12能夠附接到其它裝置的其它結(jié)構(gòu)。盡管外殼12示出為大體上是圓柱形形狀，在一些實(shí)施方式中，外殼12可以具有長方形或其它平行四邊形橫截面形狀。熱交換器與氣體交換器中的每個(gè)都可以具有大體上相同的橫截面形狀，或者每個(gè)都可以具有不同的橫截面形狀。在一些實(shí)施方式中，熱交換器可以在氣體交換器的內(nèi)部，而在其它實(shí)施方式中，氣體交換器可以位于熱交換器內(nèi)部。在一些實(shí)施方式中，熱交換器與氣體交換器可以是同心的。
[0022]在一些實(shí)施方式中，血液入口 18延伸進(jìn)入到外殼12中并且血液出口 20離開外殼
12。如指出的，在一些實(shí)施方式中，血液處理裝置10包括氣體交換器并且因此可以包括氣體入口 22和氣體出口 24。在一些實(shí)施方式中，血液處理裝置10包括熱交換器并且因此可以包括熱交換器流體入口 26以及在熱交換器流體入口 26后面(沿著示出的方向)的熱交換器流體出口 28。在一些實(shí)施方式中，熱交換器流體入口 26可以布置在外殼12的一端，而熱交換器流體出口 28可以布置在外殼12的相對(duì)端。在一些實(shí)施方式中，血液處理裝置10可以包括可以用于凈化來自血液處理裝置10的內(nèi)部的氣泡的凈化孔30。
[0023]入口、出口和凈化孔的位置僅是示意性的，因此其它布置和構(gòu)造是可設(shè)想的。凈化孔可以包括閥或螺紋蓋。凈化孔操作為允許離開血液的氣體(例如，氣泡)排出或吸入并且從血液處理裝置10移除。
[0024]圖2和圖3相應(yīng)地示出了第一端蓋14與第二端蓋16。第一端蓋14與第二端蓋16每個(gè)都構(gòu)造為固定到外殼12。在一些實(shí)施方式中，第一端蓋14和/或第二端蓋16可以粘結(jié)地固定在適當(dāng)位置中。在一些實(shí)施方式中，第一端蓋14和/或第二端蓋16可以卡合適配在適當(dāng)位置中或者甚至螺接在外殼12的相應(yīng)端部上。
[0025]在一些實(shí)施方式中，如圖2中所示，血液入口 18和/或氣體入口22可以與第一端蓋14一體地形成。例如，在一些情形中，第一端蓋14可以與形成為注塑成型部分的一部分的血液入口 18和/或氣體入口22注塑成型。在一些實(shí)施方式中，第一端蓋14可以形成具有血液入口 18和/或氣體入口 22可以附接至其的穿孔。第一端蓋14包括環(huán)形圈32，此環(huán)形圈圍繞第一端蓋14的周邊布置并且其在一些實(shí)施方式中用作用于將第一端蓋14固定到外殼12的附接點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，第一端蓋14還包括環(huán)形圈34，如隨后將描述的，其定位熱交換器的一部分。
[0026]在一些實(shí)施方式中，如圖3中所示，熱交換器流體入口26和/或熱交換器流體出口28可以與第二端蓋16—體地形成。例如，在一些情形中，第二端蓋16可以與形成為注塑成型部分的一部分的熱交換器流體入口 26和/或熱交換器流體出口 28注塑成型。類似地，在一些實(shí)施方式中，第二端蓋16可以與形成為注塑成型部分的一部分的氣體出口 24注塑成型。然而，在一些實(shí)施方式中，第二端蓋16可以形成為具有穿孔，熱交換器流體入口 26、熱交換器流體出口 28和/或氣體出口 24中的一個(gè)或多個(gè)可以附接到此穿孔。第二端蓋16包括環(huán)形圈36，此環(huán)形圈圍繞第二端蓋16的周邊布置并且其在一些實(shí)施方式中用作用于將第二端蓋16固定到外殼12的附接點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，第二端蓋16還包括環(huán)形圈38，其如將隨后地描述地，定位熱交換器的部分。
[0027]在一些實(shí)施方式中，熱交換器流體入口26與熱交換器流體出口28中的一個(gè)可以定位在第一端蓋14中，而熱交換器流體入口 26與熱交換器流體出口 28中的另一個(gè)可以定位在第二端蓋16中。在一些實(shí)施方式中，熱交換器流體入口 26與出口 28可以定位在第一端蓋14中。在一些實(shí)施方式中，熱交換器流體入口 26與出口 28可以定位在第二端蓋16中。
[0028]圖4A是具有第一端142與第二端144的熱交換器芯部140的立體圖。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140可以布置在血液處理裝置10內(nèi)，使得第一端142在第一端蓋14附近，而第二端144在第二端蓋16附近。熱交換器芯部140包括腔體(從設(shè)計(jì)不可見)，在一些實(shí)施方式中，該腔體協(xié)助相對(duì)于第一端蓋14定位第一端142，以及類似地，相對(duì)于第二端蓋16定位第二端部144。在一些實(shí)施方式中，環(huán)形部分146和147提供了纖維束(未示出)與熱交換器140之間的期望距離以便允許充填樹脂的期望體積和/或深度。
[0029]在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140包括來自血液入口18的進(jìn)入血液撞擊在其上的錐形偏轉(zhuǎn)表面(在此定向中不可見)ο錐形偏轉(zhuǎn)表面使血液沿著徑向方向偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，錐形偏轉(zhuǎn)表面可以包括協(xié)助沿著特定方向引導(dǎo)血液的驅(qū)動(dòng)器(未示出)。熱交換器芯部140包括具有一個(gè)或多個(gè)縱向肋部153的外表面。縱向肋部153對(duì)熱交換器纖維束(在圖4A中未示出)提供了機(jī)械支撐并且協(xié)助在纖維束與熱交換器芯部140之間形成空間以便促進(jìn)徑向血液流動(dòng)。
[0030]在外表面152內(nèi)形成芯部穿孔154，使得撞擊在錐形偏轉(zhuǎn)表面上的血液通過芯部穿孔154徑向向外地偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140可以具有圍繞熱交換器芯部140徑向地隔開的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或任意期望數(shù)量的芯部穿孔154。
[0031]在一些實(shí)施方式中，如示出的，熱交換器芯部140包括徑向布置的芯部肋部152、156。在一些實(shí)施方式中，芯部肋部(或突出部)152、156使血液沿著徑向向外方向遠(yuǎn)離芯部的外表面偏轉(zhuǎn)。芯部肋部152、156設(shè)計(jì)為將徑向部分施加到血流軌道。
[0032]在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140還可以具有布置在芯部肋部156前面的一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的凹口 160以及布置在芯部肋部156的下游的一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的凹口162。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)凹口 160和162圍繞或基本上圍繞外表面152周向地布置。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140構(gòu)造為提供血液湍流，同時(shí)為熱交換器中空纖維(未示出)提供足夠的物理支撐。
[0033]凹口160包括鄰近芯部肋部156的成角度的表面164，其提供到血流軌道的徑向向外部分。凹口 162包括第一錐形表面166、第二錐形表面168、第三錐形表面170、第四錐形表面172以及底部表面174，這些表面結(jié)合協(xié)助致使血液流朝向交換芯部140與遠(yuǎn)離熱交換器芯部140移動(dòng)。
[0034]圖4B是具有第一端242與第二端244的熱交換器芯部240的立體圖。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部240可以布置在血液處理裝置10內(nèi)，使得第一端242在第一端蓋14附近，而第二端244在第二端蓋16附近。熱交換器芯部240包括腔體(從附圖中未示出)，在一些實(shí)施方式中，該腔體協(xié)助相對(duì)于第一端蓋14定位第一端242，以及類似地，相對(duì)于第二端蓋16定位第二端部244。在一些實(shí)施方式中，環(huán)形部分246和247提供了纖維束(未示出)與熱交換器240之間的期望距離以便允許充填樹脂的期望體積和/或深度。
[0035]在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部240包括來自血液入口18的進(jìn)入血液撞擊在其上的錐形偏轉(zhuǎn)表面(在此定向中不可見)O錐形偏轉(zhuǎn)表面使血液沿著徑向方向偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，錐形偏轉(zhuǎn)表面可以包括協(xié)助沿著特定方向引導(dǎo)血液的驅(qū)動(dòng)器(未示出)。熱交換器芯部240包括外表面252 O在外表面252內(nèi)形成芯部穿孔254，使得撞擊在錐形偏轉(zhuǎn)表面上的血液通過芯部穿孔254徑向向外地偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部240可以具有圍繞熱交換器芯部240徑向地隔開的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或任意期望數(shù)量的芯部穿孔254。
[0036]在一些實(shí)施方式中，如示出的，熱交換器芯部240包括徑向布置的芯部肋部256。在一些實(shí)施方式中，芯部肋部(或突出部)152、256使血液沿著徑向向外方向遠(yuǎn)離外表面252偏轉(zhuǎn)。芯部肋部256設(shè)計(jì)為將徑向分量施加到血流軌道。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部240構(gòu)造為提供血液湍流，同時(shí)為熱交換器中空纖維(未示出)提供足夠的物理支撐。
[0037]在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部240還可以是布置在芯部肋部256前面的一個(gè)或多個(gè)縱向延伸凹口260。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)凹口260圍繞或基本上圍繞外表面252周向地布置。凹口 260包括鄰近芯部肋部256的成角度的表面264，其提供到血流軌道的徑向向外部分。
[0038]在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部240包括布置在芯部肋部256下游的血液湍流部分270。血液湍流部分270包括通過徑向肋部274交叉的幾個(gè)縱向延伸肋部272。在一些實(shí)施方式，肋部272與徑向肋部274表現(xiàn)為外表面252的部分。多個(gè)間隙276形成在肋部272與徑向肋部274之間中的外表面252內(nèi)。撞擊在血液湍流部分270上的血液將沿著多個(gè)方向?yàn)R出，由此改進(jìn)了穿過熱交換器中空纖維(未示出)的血流。
[0039]圖4C是具有第一端342與第二端344的熱交換器芯部340的立體圖。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部340可以布置在血液處理裝置10內(nèi)，使得第一端342在第一端蓋14附近，而第二端344在第二端蓋16附近。熱交換器芯部340包括腔體(349，同時(shí)在附圖中不存在第二腔體)，在一些實(shí)施方式中，該腔體協(xié)助相對(duì)于第一端蓋14定位第一端部342，并且類似地，相對(duì)于第二端蓋16定位第二端部344。在一些實(shí)施方式中，環(huán)形部分346和347提供了纖維束(未示出)與熱交換器340之間的期望距離以便允許充填樹脂的期望體積和/或深度。
[0040]熱交換器芯部340包括來自血液入口 18的進(jìn)入血液撞擊在其上的錐形偏轉(zhuǎn)表面348。錐形偏轉(zhuǎn)表面348使血液沿著徑向方向偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，錐形偏轉(zhuǎn)表面348可以包括協(xié)助沿著特定方向引導(dǎo)血液的驅(qū)動(dòng)器(未示出)。熱交換器芯部340包括外表面352。在外表面352內(nèi)形成芯部穿孔354，使得撞擊在錐形偏轉(zhuǎn)表面348上的血液通過芯部穿孔354徑向向外地偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部340可以具有圍繞熱交換器芯部340徑向地隔開的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或任意期望數(shù)量的芯部穿孔354。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部340構(gòu)造為提供血液湍流，同時(shí)為熱交換器中空纖維(未示出)提供足夠的物理支撐。
[0041 ] 在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部340包括布置在芯部肋部356下游的血液湍流部分370。血液湍流部分370包括延伸到外表面352中的凹入部分380與延伸到凹入部分380的柵格382。在一些實(shí)施方式中，柵格382與外表面352至少基本上共圓柱體地延伸。柵格382可以由任何適當(dāng)?shù)慕饘倩蚓酆衔锊牧闲纬?，并且可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞礁浇拥綗峤粨Q器芯部340。柵格382包括多個(gè)穿孔384。柵格382對(duì)熱交換器纖維束提供機(jī)械支撐并且為徑向血液流提供空間。
[0042]圖5A是可以布置在外殼12內(nèi)并且與熱交換器芯部40(參見圖6)共軸地布置的圓柱形殼體62的立體圖。圖5B是圓柱形殼體62的橫截面視圖。圓柱形殼體62包括第一端64與第二端66。在一些實(shí)施方式中，圓柱形殼體62可以布置在外殼12內(nèi)，使得第一端64在第一端蓋14附近，而第二端66在第二端蓋16附近。
[0043]圓柱形殼體62包括外表面68。在外表面68內(nèi)形成殼體穿孔70，使得在熱交換器芯部40的外表面52與圓柱形殼體62的內(nèi)表面72之間流動(dòng)的血液可以離開圓柱形殼體62。在一些實(shí)施方式中，圓柱形殼體62的內(nèi)表面72可以包括從內(nèi)表面72突出并且朝向熱交換器芯部140、240、340延伸的一個(gè)或多個(gè)殼體肋部80。一個(gè)或多個(gè)外殼肋部80使血液沿著徑向向內(nèi)方向遠(yuǎn)離內(nèi)表面72偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)殼體肋部80可以與芯部肋部56和58結(jié)合，中斷縱向血液流動(dòng)并且將徑向流動(dòng)分量施加到通過熱交換器的血流，S卩在熱交換器芯部40的外表面52與圓柱形殼體72的內(nèi)表面72之間的血液。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140、240、340還可以包括可以用于在熱交換器纖維束與圓柱形殼體72之間形成距離的一個(gè)或多個(gè)縱向延伸肋部75，以便允許熱交換器芯部140、240、340與圓柱形殼體62之間的徑向流動(dòng)路徑。
[0044]在一些實(shí)施方式中，圓柱形殼體62可以具有圍繞圓柱形殼體62徑向地隔開的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或任意期望數(shù)量的殼體穿孔70。如在圖6中示出的，芯部穿孔54與殼體穿孔70大體上布置在血液處理裝置10的相對(duì)端。由此，進(jìn)入熱交換器芯部40的外表面52與圓柱形殼體62的內(nèi)表面72之間的體積的血液在離開圓柱形殼體62以前被迫流動(dòng)至少基本上其全部長度。
[0045]圖7是血液處理裝置10的實(shí)施方式的橫截面視圖，其示出了外殼12、熱交換器芯部40與圓柱形殼體62之間的共軸布置。在一些實(shí)施方式中，血液處理裝置10包括示意性示出的熱交換器元件74以及示意性示出的氣體交換器元件76。
[0046]在一些實(shí)施方式中，熱交換器元件74包括多個(gè)中空纖維，諸如水的加熱流體可以流動(dòng)通過該多個(gè)中空纖維。血液可以圍繞中空纖維并且經(jīng)過中空纖維流動(dòng)，并且因此被適當(dāng)?shù)丶訜?。在一些?shí)施方式中，中空纖維可以是聚合物。在一些情形中，可以使用金屬纖維。在一些實(shí)施方式中，中空纖維可以由聚氨酯、聚酯或任何其它適當(dāng)聚合物或塑料材料形成。根據(jù)多個(gè)實(shí)施方式，中空纖維具有約0.2毫米與I毫米之間或更具體地說，約0.25毫米與0.5毫米之間的外徑。中空纖維可以編織成墊子，該墊子在寬度上的范圍可以例如從約20毫米到約200毫米。在一些實(shí)施方式中，墊子以縱橫交錯(cuò)的構(gòu)造布置。
[0047]在一些實(shí)施方式中，氣體交換器元件76包括多個(gè)多微孔的中空纖維，諸如氧氣的氣體可以流動(dòng)通過該多個(gè)多微孔的中空纖維。血液可以圍繞中空纖維并且經(jīng)過中空纖維流動(dòng)。由于濃度梯度，氧氣可以通過多微孔的中空纖維擴(kuò)散到血液中，同時(shí)二氧化碳可以擴(kuò)散到中空纖維中并且到血液外部。在一些實(shí)施方式中，中空纖維由聚丙烯、聚酯或任何其它適當(dāng)聚合物或塑料材料形成。根據(jù)多個(gè)實(shí)施方式，中空纖維具有約0.38毫米的外徑。根據(jù)其它實(shí)施方式，多微孔中空纖維具有約0.2毫米與1.0毫米之間，或者更具體地說，在約0.25毫米與0.5毫米之間的直徑。中空纖維可以編織成墊子，該墊子在寬度上的范圍可以例如從約20毫米到約200毫米。在一些實(shí)施方式中，墊子是以縱橫交錯(cuò)的構(gòu)造的。
[0048]如圖8中所示，通過血液入口 18進(jìn)入血液處理裝置10的血液被徑向地引導(dǎo)通過芯部穿孔54，使得血液在熱交換器元件74內(nèi)的中空纖維上方與周圍流動(dòng)。血液流的至少一部分撞擊在圓柱形殼體62的內(nèi)表面72上并且朝向熱交換器芯部140、240、340(示出了芯部140)的外表面52向后徑向地引導(dǎo)。血液流的至少一部分然后被通過芯部肋部56和58徑向向外地引導(dǎo)。血液繼續(xù)徑向地前后行進(jìn)，直到其達(dá)到殼體穿孔70并且進(jìn)入圓柱形殼體62與外殼12之間的空間。在一些實(shí)施方式中，可以通過結(jié)合通過熱交換器元件74的徑向與縱向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的熱傳送。離開殼體穿孔70的血液在氣體交換器元件76上方與周圍流動(dòng)并且通過血液出口 20最終離開血液處理裝置10。
[0049]圖8是血液處理裝置10的橫截面視圖，其示出了先前說明的元件的相對(duì)定向。如示出的，熱交換器芯部居中地定位，使得熱交換器元件74軸向地布置在熱交換器芯部140、240、340(示出了芯部140)周圍。圓柱形殼體62軸向地布置在熱交換器元件74周圍，隨后依次是氣體交換器元件76與外殼12。在一些實(shí)施方式中，熱交換器芯部140、240、340(示出了芯部140)可以具有芯部肋部56和58，此芯部肋部構(gòu)造為將徑向分量施加到穿過熱交換器元件74的血流軌道。在一些實(shí)施方式中，圓柱形殼體62可以具有一個(gè)或多個(gè)徑向布置的殼體肋部80，此殼體肋部構(gòu)造為將徑向分量施加到穿過熱交換器元件74的血流軌道。
[0050]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的血液處理裝置90的橫截面視圖。血液處理裝置90與血液處理裝置10類似，但是血液處理裝置90包括修改的氣體交換器部分。在一些實(shí)施方式中，外殼12的內(nèi)表面包括一個(gè)或多個(gè)殼體肋部92，其構(gòu)造為將徑向分量施加到通過與穿過氣體交換器元件76的血流軌道。在一些實(shí)施方式中，圓柱形殼體62的外表面包括一個(gè)或多個(gè)外部殼體肋部94，其構(gòu)造為將徑向分量施加到通過與穿過氣體交換器元件76的血流軌道。在一些實(shí)施方式中，可以通過結(jié)合通過氣體交換器元件76的徑向與縱向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的氣體傳送。
[0051 ] 在一些實(shí)施方式中，肋部諸如芯部肋部56和58、殼體肋部80和/或外殼肋部92可以延伸它們從其延伸到相對(duì)表面的表面之間的距離的大約百分之十到大約百分之七十。在一些實(shí)施方式中，此肋部可以延伸上述距離的大約百分之二十五到大約百分之五十。為了說明，芯部肋部56和58可以延伸熱交換器芯部40與圓柱形外殼62之間的距離的大約百分之十至百分之七十、或者大約百分之二十五到大約百分之五十。在一些實(shí)施方式中，肋部可以與它們從其延伸的表面形成范圍在大約30到大約90度的角度。在一些實(shí)施方式中，肋部可以形成大約45度到大約60度的角度。在一些實(shí)施方式中，肋部可以具有范圍在大約0.2毫米到大約3毫米的高度以及范圍在大約0.5毫米到大約10毫米的寬度。
[0052]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的血液處理裝置100的橫截面視圖。血液處理裝置100與上述這些類似，但是通過熱交換器的血流具有旋渦部分。血液處理裝置100具有包括一個(gè)或多個(gè)芯部穿孔104的熱交換器芯部102。血液經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)芯部穿孔104并且進(jìn)入如上所述可以包括多個(gè)中空纖維的熱交換器元件106。血液通過一個(gè)或多個(gè)殼體穿孔108離開熱交換器元件106并且然后在通過血液出口 20離開以前縱向地經(jīng)過氣體交換器元件112。
[0053]如圖10中所示，芯部穿孔104與殼體穿孔108縱向地隔開，使得進(jìn)入熱交換器元件106的血液在離開進(jìn)入到氣體交換器元件112以前經(jīng)過熱交換器元件106的長度。芯部穿孔104與殼體穿孔108彼此徑向地隔開。如在圖11中示意性示出的，例如，芯部穿孔104可以彼此隔開大約180度。殼體穿孔108還可以彼此隔開大約180度，并且此外可以從芯部穿孔104徑向地移動(dòng)大約180度。因此，穿過熱交換器元件106的血液經(jīng)歷通過并且圍繞熱交換器元件106內(nèi)的中空纖維的旋渦流動(dòng)路徑。
[0054]在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以對(duì)所述的示例性實(shí)施方式做出多種修改和增加。例如，盡管上述實(shí)施方式涉及特定的特征，但本發(fā)明的范圍還包括具有不同特征的組合的實(shí)施方式以及未包括上述全部特征的實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種血液處理裝置，該血液處理裝置包括: 外殼，其具有血液入口和血液出口，所述血液入口延伸進(jìn)入到所述外殼的內(nèi)部； 布置在所述外殼內(nèi)的熱交換器芯部，所述換熱器芯部構(gòu)造為施加徑向流動(dòng)到從所述血液入口通向所述熱交換器芯部的外部的血液，所述芯部包括限定凹口的一個(gè)或多個(gè)肋部； 熱交換器中空纖維，其布置在所述熱交換器芯部周圍，使得熱交換器流體可以流動(dòng)通過所述熱交換器中空纖維并且來自所述芯部穿孔的血液可以穿過所述熱交換器中空纖維流動(dòng)； 其中，所述熱交換器中空纖維通過所述熱交換器芯部的一個(gè)或多個(gè)肋部支撐； 圍繞所述熱交換器芯部共軸地延伸的圓柱形殼體，所述圓柱形殼體包括布置在所述外殼的第二端附近的環(huán)形殼體穿孔，所述殼體穿孔構(gòu)造為將縱向血流分量施加到通向所述圓柱形殼體的外部的血液；以及 氣體交換器中空纖維，其布置在所述圓柱形殼體周圍，使得氣體可以流動(dòng)通過所述氣體交換器中空纖維并且從所述環(huán)形殼體穿孔經(jīng)過的血液可以穿過所述氣體交換器中空纖維流動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，其中，所述一個(gè)或多個(gè)肋部包括一個(gè)或多個(gè)徑向布置的芯部肋部，其構(gòu)造為支撐所述熱交換器中空纖維并且將徑向分量提供到穿過所述熱交換器中空纖維的血流。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，其中，所述一個(gè)或多個(gè)肋部包括構(gòu)造為支撐所述熱交換器中空纖維的一個(gè)或多個(gè)縱向布置的肋部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，其中，所述熱交換器芯部包括布置在所述血液入口與所述芯部穿孔之間的錐形偏轉(zhuǎn)表面，所述錐形偏轉(zhuǎn)表面施加徑向分量到離開所述芯部穿孔的血流軌道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，其中，所述外殼包括其上布置有一個(gè)或多個(gè)徑向布置的外殼肋部的環(huán)形表面，所述一個(gè)或多個(gè)徑向布置的外殼肋部構(gòu)造為將徑向分量施加到穿過所述氣體交換器中空纖維的血流軌道。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，其中，所述熱交換器芯部包括血液湍流部分。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血液處理裝置，其中，所述血液湍流部分包括延伸到所述熱交換器芯部的外表面中的多個(gè)縱向延伸的凹口。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血液處理裝置，其中，所述血液湍流部分包括形成在所述熱交換器芯部的外表面內(nèi)的凹入部與布置在所述凹入部上方的柵格，所述柵格包括延伸通過所述柵格的多個(gè)穿孔。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，還包括固定到所述外殼的第一端蓋，所述血液入口與所述第一端蓋一體地形成。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的血液處理裝置，還包括與所述第一端蓋一體地形成的氣體入口，所述氣體入口與所述氣體交換器中空纖維的內(nèi)部流體聯(lián)通。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血液處理裝置，還包括固定到所述外殼的第二端蓋，所述第二端蓋包括與所述第二端蓋一體地形成的熱交換器流體入口以及與所述第二端蓋一體地形成的熱交換器流體出口，所述熱交換器流體入口與熱交換器流體出口每個(gè)都與所述熱交換器中空纖維的內(nèi)部流體聯(lián)通。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的血液處理裝置，還包括與所述第二端蓋一體地形成的氣體出口，所述氣體出口與所述氣體交換器中空纖維的內(nèi)部流體聯(lián)通。
【文檔編號(hào)】A61M1/16GK105899245SQ201480072494
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年1月9日
【發(fā)明人】克勞迪奧·西爾韋斯特里, 斯特凡諾·雷賈尼, 瑪爾塔·巴爾贊, 蒂埃里·杜普
【申請(qǐng)人】索林集團(tuán)意大利有限責(zé)任公司