способ и устройство для очистки крови

Формула изобретения

1. Способ очистки крови путем пропускания очищаемой крови, в которой присутствуют токсичные вещества, через фильтр, отличающийся тем, что забираемую у пациента кровь накапливают до объема буферной емкости, осуществляют многократную циркуляцию этого объема крови через фильтр для отведения молекул токсичных веществ в фильтрат, при этом проводят дальнейший забор крови для очистки и возврата очищенной крови пациенту, причем скорость циркуляции через фильтр устанавливается больше скорости забора крови, а для сохранения объемного баланса постоянно отслеживают объемное количество фильтрата и в объем крови, циркулирующей через фильтр, добавляют такое же объемное количество замещающего раствора.

2. Устройство для очистки крови, содержащее устройство забора крови, устройство возврата и контур очистки, в который входят фильтр и насос для циркуляции крови через фильтр, отличающееся тем, что включает в себя устройство управления, соединенное с устройством забора крови, контуром очистки и устройством возврата, причем контур очистки содержит буферную емкость с датчиком давления и выходным патрубком для очищенной крови и насос для отсасывания фильтрата из фильтра, а устройство забора крови содержит насос для откачки крови, насос для ввода антикоагулянта, насос для ввода замещающего раствора и датчик измерения давления в кровеносном сосуде забора крови, причем через первый гидротракт устройство забора крови соединено с контуром очистки, а устройство возврата состоит из капельницы с защитой от попадания пузырьков воздуха в сосуд и датчика измерения давления в кровеносном сосуде возврата крови, причем устройство возврата через второй гидротракт соединено с выходным патрубком буферной емкости, входящей в контур очистки.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам и устройствам, применяемым для очистки крови от токсичных веществ.

Известны различные способы очистки крови. Одним из эффективных способов очистки является гемофильтрация, когда поток крови пациента пропускается через высокопористую синтетическую мембрану, отфильтровывающую малые и средние молекулы (большая часть из которых относится к токсинам) в фильтрат, а очищенная кровь, дополненная по объему возмещающим раствором, возвращается через капельницу к пациенту.

Это достаточно эффективный способ, позволяющий очищать большие объемы крови, но качество очистки невелико, определяется в основном соответствием размеров пор фильтра размерам токсинов. Какая-то часть токсинов возвращается снова в кровяное русло пациента. Кроме того, скорость процедуры зависит от возможной скорости забора крови от пациента. Для здорового человека с нормальным давлением и хорошим состоянием сосудов скорость забора крови составляет примерно 100 мл в минуту. При низком давлении и сосудах с малым диаметром эта скорость может составлять всего лишь 20 мл в минуту. Общее время очистки, а значит, время использования медицинских устройств для этой очистки напрямую зависит от скорости забора крови. А так как периодическая очистка крови требуется большому числу пациентов, существенным показателем эффективности способа и устройства для очистки крови является продолжительность самой процедуры.

Известна заявка DE №4024434, в которой описано устройство для очистки крови с помощью ультрафильтрации. Это устройство обеспечивает управление процессом ультрафильтрации и регулирует сохранение объема очищенной крови с помощью точного введения объема реинфузионного раствора, соответствующего объему отфильтрованной жидкости, т.е. обеспечивает сохранение баланса по объему очищаемой крови.

Эти способ и устройство предполагают однократное прохождение потока крови через мембранный фильтр в пределах одного ОЦК (объема циркулирующей кропи), т.е. обеспечивают определенное, невысокое качество очистки, а продолжительность самого процесса зависит от скорости забора крови, т.е. при низком давлении и сосудах с малым диаметром это довольно длительный процесс.

Гораздо эффективнее по качеству очистки может быть многоступенчатая фильтрация, описанная в международной заявке WO 02/49745, где предложен метод и аппарат, позволяющие осуществлять очистку крови в несколько этапов. Здесь применяются несколько последовательно соединенных фильтров. Однако применение дополнительных фильтров значительно усложняет и удорожает устройство. Кроме того, продолжительность процедуры здесь также велика и зависит от скорости забора крови, т.е. косвенно - от состояния сосудов.

Известны способ и устройство по заявке на изобретение РФ №92006190, которые предполагают высокую степень очистки благодаря тому, что очищаемую кровь пропускают через мембранный фильтр и одновременно обрабатывают ультразвуком с частотой 830-880 кГц и мощностью 0,6-1,4 Вт/см². Устройство для очистки крови включает колонку с мембранным фильтром, насос, генератор ультразвука с излучателем, размещенным на поверхности колонки. Использование этого способа и устройства позволяет повысить эффективность очистки за счет увеличения выведения из кровотока не только молекул токсинов малых размеров, но и крупных, так как они предварительно разрушаются на более мелкие составляющие с помощью ультразвука. Однако продолжительность процедуры определяется так же, как и у предыдущих, скоростью забора крови у пациента.

Целью создания заявляемого изобретения является повышение качества очистки, заключающееся в увеличении количества отфильтрованных молекул токсичных веществ за счет многократного прохождения очищаемой крови через фильтр, входящий в контур очистки, а также сокращение времени процедуры за счет ускорения циркуляции крови по контуру очистки по сравнению со скоростью забора крови у пациента.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Очищаемую кровь пропускают через фильтр, причем забор крови у пациента осуществляют со скоростью, устанавливаемой в зависимости от состояния кровеносных сосудов. Кровь накапливают до заданного объема, после чего начинают продолжительную циркуляцию через фильтр со скоростью, в несколько раз превышающей скорость забора крови у пациента. При этом дальнейший процесс забора крови и возврат очищенной крови пациенту происходит одновременно с процессом очистки.

Кроме того, для сохранения объемного баланса крови постоянно отслеживается объем отфильтрованной жидкости (фильтрата) и возмещается соответственным количеством замещающего раствора.

Устройство очистки крови содержит устройство забора крови, устройство возврата и контур очистки, в который входят фильтр и первый насос для обеспечения циркуляции крови по контуру очистки. Устройство очистки крови также включает в себя устройство управления, соединенное с устройством забора крови, контуром очистки и устройством возврата. Контур очистки содержит буферную емкость с выходным патрубком для очищенной крови и датчиком давления, а также второй насос для отсасывания фильтрата, который соединен с фильтром. Устройство забора крови через первый гидротракт связано с контуром очистки, а устройство возврата через второй гидротракт - с выходным патрубком буферной емкости.

Кроме того, устройство забора крови может содержать третий насос для забора крови из кровеносного сосуда, а также четвертый насос для введения антикоагуляционного препарата и пятый насос для введения замещающего раствора в первый гидротракт.

Кроме того, устройство забора крови и устройство возврата могут быть снабжены датчиками давления.

Перечень чертежей.

Фигура 1 - устройство для очистки крови. Структурная схема.

Фигура 2 - устройство для очистки крови. Пример конкретного выполнения в виде функциональной схемы.

Устройство для очистки крови (фиг.1) содержит устройство забора крови 1, устройство возврата 2 и контур очистки 3, в который входят фильтр 4, первый насос 5 и буферная емкость 6 с выходным патрубком 7 (для выпуска очищенной крови) и датчиком давления 8 (измеряющим давление в буферной емкости). Фильтрат отводится из фильтра 4 с помощью второго насоса 9. Устройство забора крови 1 через первый гидротракт 10 связано с контуром очистки 3, а устройство возврата 2 через второй гидротракт 11 - с выходным патрубком 7 буферной емкости 6. Для управления всеми насосами и датчиками служит устройство управления 12.

В качестве примера конкретной реализации может служить устройство для очистки крови, функциональная схема которого представлена на фиг.2.

Очистка крови по заявляемому способу и с помощью заявляемого устройства происходит следующим образом.

Кровь из кровеносного сосуда пациента поступает в устройство забора крови 1 под воздействием третьего насоса 13 со скоростью 20-100 мл/мин, которая задается устройством управления 12. Давление в сосуде постоянно отслеживается датчиком давления 14 в сосуде забора крови, чтобы регулировать через устройство управления 12 скорость отсасывания третьего насоса 13 и избежать “схлопывания” стенок сосуда. У пациента производят забор крови из кровеносного сосуда с оптимальной скоростью. Через гидротракт 10 кровь поступает в контур очистки 3, туда же вводится антикоагулянт (например, гепарин) с помощью четвертого насоса 15 для исключения сворачивания крови. Проводится первичное заполнение гидравлической системы, при этом кровью заполняется буферная емкость 6. Объем буферной емкости должен быть не менее суммы объемов заполнения отрезков магистрали а, b, с (около 10 мл) и объема заполнения фильтра (для фильтра типа F-60 фирмы Fresenius этот объем составляет 84 мл, а для фильтра F-40 той же фирмы - 44 мл). Объем заполнения буферной емкости контролируется по давлению в ней датчиком давления 8. Превышение давления в буферной емкости на 5 мл ртутного столба относительно атмосферного давления сигнализирует о заполнении системы и по сигналу с устройства управления 12 включается первый насос 5 для начала непрерывной циркуляции через фильтр 4 по контуру очистки 3 со скоростью, в несколько раз превышающей скорость набора крови у пациента. Этот насос 5 имеет скорость перекачки 150-300 мл/мин. Кровь начинает циркулировать но контуру очистки, и молекулы токсических веществ в фильтре 4 начинают отфильтровываться в фильтрат. Для его откачки служит второй насос 9, снабженный расходомером и электрически связанный с устройством управления 12 для отслеживания количества отфильтрованной жидкости. Для обеспечения объемного баланса перекачиваемой крови в контур очистки 3 поступает замещающий (физиологический) раствор через пятый насос 16, снабженный также расходомером и электрически связанный с устройством управления 12. То есть, сколько жидкости по объему отфильтровалось из контура очистки, столько же туда и поступило. В то же время кровь от пациента продолжает поступать в контур очистки, который представляет собой круг: фильтр 4 - нижняя часть буферной емкости 6 - первый насос 5 - фильтр 4. В результате количество очищенной крови в буферной емкости 6 увеличивается, появляется ее избыток, и через патрубок 7, расположенный в верхней части буферной емкости, она начинает поступать по гидротракту 11 в устройство возврата 2, а точнее - в капельницу 17, оснащенную защитой от попадания пузырьков воздуха в сосуд и снабженную датчиком давления 18, для возврата в кровеносную систему пациента. При этом скорость возврата крови всегда будет равняться скорости забора крови у пациента.

В качестве первого, второго, третьего и пятого насосов могут служить насосы роликовые перистальтические, разработанные в ЗАО “Новатор” для устройства АЛУС-01 (номер 0050101) (фиг.3). В качестве четвертого насоса может служить любой медицинский шприцевой насос. В качестве фильтра можно использовать волоконный фильтр немецкой фирмы Fresenius типа F-40 или F-60. Датчики измерения давления в сосудах пациента - датчики фирмы Motorolla, модель МРХ4250АР. В качестве буферной емкости можно использовать полихлорвиниловый контейнер ЗАО БФА, изготавливаемый для детоксикации лимфы на объем 100 мл. Гидротрактами могут быть полихлорвиниловые трубки диаметром 3,3 мм, выпускаемые также ЗАО БФА, г. Москва.

Таким образом, заявляемые способ и устройство для очистки крови обеспечивают оптимальный процесс очистки. При этом скорость отбора крови назначается и регулируется индивидуально для конкретного пациента с учетом состояния его сосудов и самочувствия, а многократное прохождение потока крови через фильтр обеспечивает высокую степень очистки. Общее время процедуры сокращается за счет увеличения скорости циркуляции потока крови по контуру очистки.