[发明专利]换热器及换热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器，一种结构和一种包含该换热器的一次性套件，以及一种在一次流体和至少一第一二次流体之间的换热方法。

背景技术

在对病人进行连续性肾脏替代疗法，此后称为CRRT的治疗中，所需要的治疗液通常必须被存储在低于病人体温的温度下。此类流体往往被存储在2到20摄氏度的温度范围内，以使该流体保持在其功能性和完整性得以维持的状态。出于该原因，当将该流体引入病人体内时，通常需要将该流体加热到合适的温度以避免病人体温的急降。出于同样原因，在血液重新返回病人体内之前，需要加热这些将通过血液处理单元中的半透膜与病人血液接触的流体，或者需要加热血液本身。

在透析治疗中，在体外回路中循环的血液的一些热量通常会散发到环境中，该体外回路包含血液管线和用于处理血液的透析器。血液在体外回路内的热量损耗，最终会导致病人体内的热量损耗。CRRT的连续性增大了体外回路内血液循环中耗散热量的可能性，并且在某些情况下，病人可能会经历体温下降。这在当治疗液的温度低于体外循环的血液的温度时尤其明显。

体外循环的血液中的热量损耗或是由于热量扩散至周围空气当中，或是由于热量扩散或对流至废弃液中。废弃液包括血液透析(HD)方式治疗中使用过的透析液，以及在血液透析滤过(HDF)或血液过滤(HF)方式中的提取液。废弃液被排出，此时从血液扩散至废弃液的热量也就损耗了。向血液中注入治疗液也可能会导致血液温度下降。

通常血液中大部分热量损耗至废弃液。在大约50毫升/分钟的低血流量期间将会面临特殊的挑战，因为与100-200毫升/分钟的中血流量或200-300毫升/分钟的高血流量相比，低血流量期间温度的下降量会更大。

出于这样的原因，需要在某些CRRT治疗中补偿或降低体外循环血液的热量损耗。

若治疗液被消毒存储在柔性袋或刚性或半刚性容器中，通过需要直接接触治疗液的装置来加热治疗液是一项挑战。为确保经体外循环的血液不会受到严重影响，任何治疗液的温度都不应超过41摄氏度。

US 6,349,170公开了一种肾脏替代治疗系统，该系统包含能够被连接至肾脏替代治疗监视器的血液加温器，以及适于安装至该血液加温器并与其协同工作的静脉回血管。该血液加温器具有圆柱形外表面。该静脉回血管螺旋状接合在该圆柱形表面上，以作为该血液加温器的换热部分。贝壳形螺旋套被安装在该换热部分之上，以便保持该静脉回血管，并且提高从换热部分到静脉回血管的热传递特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一换热器，一种结构和一种包含该换热器的一次性套件，以及一种换热方法，该方法包含用于补偿体外回路中血液的一些热量损耗的装置和步骤。

本发明的一个实施例基于这样的事实，即，从血液中损耗的热量可在一定程度内接受。例如，一成年病人可接受的热量损耗率对应于能量损失在40W的范围。

本发明基于回收从血液中损耗到废弃液中的热量。如此，借助于废弃液来加热将要注入血液或将要透析血液的治疗液，而废弃液是通过血液加热的。血液本身不被加热。

根据本发明的一个实施例，该换热器为板式。该换热器包含第一流体回路和第二流体回路。按照可选方式，该换热器还包含第三流体回路。在本发明的另一个实施例中，该换热器包含第四流体回路。这些流体回路彼此分开，并且每条流体回路均从该换热器的一侧延伸到相反侧。进一步地，该换热器包含堆叠在一起的多个流体板以及布置在各流体板之间的薄膜，从而在交换板的一侧和薄膜的一侧之间形成间隙。每一条流体回路均构成为延伸穿过这些流体板及薄膜的通路，该通路在至少两个间隙中延伸。

根据本发明的一个实施例，该第一流体回路构成为在至少四个间隙中延伸的通路。

根据本发明的一个实施例，该第一流体回路构成为在至少八个间隙中延伸的通路，第二流体回路构成为在至少四个间隙中延伸的通路，以及第三流体回路构成为在至少四个间隙中延伸的通路。

在该换热器的一个实施例中，多个带有中间薄膜的流体板彼此层层堆叠，并且这些流体板布置在顶端板和底端板之间。该顶端板和该底端板是一种适于只在其一侧上通过流体的流体板。各端板可选地彼此结合以形成包围这些流体板和薄膜的堆叠的壳体。

根据本发明的换热方法的一个实施例，在该方法中在上述类型的换热器内在一次流体和二次流体之间进行换热，其中，该一次流体流经第一流体回路，该二次流体流经第二流体回路。该方法包含以下步骤：使该一次流体沿薄膜的一侧通过，同时使该二次流体沿该薄膜的另一侧通过，并且在该薄膜上进行该一次流体和该二次流体之间的换热。