Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperierung eines Wärmetauschers an oder in einem Oxygenerator zur Temperierung von Blut in einem extrakorporal geführten Blutkreislauf eines Patienten gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 .

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Temperierung eines Wärmetauschers an oder in einem Oxygenerator zur Temperierung von Blut in einem extrakorporal geführten Blutkreislauf eines Patienten gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 10.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass bei Herzoperationen bzw. im Rahmen von intensivmedizinischen Eingriffen Herzlungenmaschinen angewendet werden. Hierbei wird das Blut aus dem menschlichen Blutkreislauf herausgeführt und in einem Oxygenerator findet ein Gasaustausch statt. Danach wird das Blut wiederum in den Körper des Patienten geführt. Somit sowohl die Pumpfunktion des Herzens als auch der Gasaustausch der Lunge extrakorporal durchgeführt.

Gleichzeitig wird auch das Blut temperiert. Hierzu ist unmittelbar in dem Oxygenerator integriert bzw. an dem Oxygenerator angeordnet ein Wärmetauscher, um das Blut nach gewünschten Vorgaben körperextern zu temperieren.

In dem Wärmetauscher des Oxygenerators wird der Blutkreislauf selbst als primärer Fluidkreislauf geführt. Demgegenüber ist ein zweiter sekundärer Kreislauf mit Temperiermedium vorgesehen. Bei dem Temperiermedium handelt es sich um eine wässrige Lösung bzw. um Wasser.

Die beiden Medien (Blut und Temperiermedium) sind physisch über den Wärmetauscher zwar getrennt. Es kommt jedoch immer wieder vor, dass Keime in dem Sekundärkreislauf in den Primärkreislauf übertreten und somit auch in den Patienten geraten. Die Übertragung von Keimen führt dabei zu einer Gefährdung des Patienten. Aus dem Stand der Technik sind dabei verschiedenste Desinfektionsmaßnahmen bekannt, zum Betreiben von Oxygeneratoren.

Beispielsweise ist aus der DE 102014 116601 A1 ein Kreislauf eines Wärmetauschers für einen Oxygenerator bekannt, bei dem große Teile des Sekundärkreislaufes als Einwegprodukte vorgesehen sind. So soll das derart gestaltete Medizinprodukt keine Pumpe, jedoch den Behälter mit einer Heiz- und Kühleinrichtung aufweisen. Die Pumpfunktion soll mittels Schlauchpumpen realisiert werden. Nach dem Gebrauch der Anordnung soll der Behälter und die Schläuche ausgetauscht werden. Insbesondere sollen diese Bauteile als Einwegprodukte verwendet. Dies erfordert einen hohen Einsatz an Material und Energie.

Ferner ist aus der DE 20 2015 008 209 U1 ein sicheres Kühlwärmesystem und ein dazu gehöriges Kühlwärmeset für den medizinischen Bereich bekannt. Dieses Gerät zeichnet sich daraus aus, dass es eine Wärmekühlleistung an wasserführende Komponenten abgibt, die gegenüber der Raumluft verschlossen und komplett austauschbar sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmetauscheranordnung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, die höchsten Hygieneansprüchen genügen, einfach und ausfallsicher bedienbar und darüber hinaus kostengünstig im Betrieb bzw. Unterhalt sind.

Die zuvor genannte Erfindung wird erfindungsgemäß bei einer Temperieranordnung für einen Wärmetauscher mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.

Ferner wird die zuvor genannte Erfindung mit einem Verfahren zur Temperierung eines Wärmetauschers mit den Merkmalen im Anspruch 10 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind in abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Temperieranordnung für einen Wärmetauscher an oder in einem Oxygenerator zur Temperierung von Blut in einem extrakorporalen geführten Blutkreislauf eines Patienten weist mindestens einen Wärmetauscher und ein Behältnis auf, verbunden über einen Kreislauf für ein Temperiermedium. Die Temperieranordnung ist ferner mit einem Oxygeneratorwärmetauscher verbunden. Dieser Wärmetauscher kann direkt in dem Oxygenerator angeordnet sein oder auch ein externer Wärmetauscher des Oxygenerators sein.

Erfindungsgemäß zeichnet sich der Wärmetauscher dadurch aus, dass an dem Wärmetauscher selbst Zusatzwärmetauscher angeschlossen sind, welche über einen jeweiligen Ventilator temperiert werden.

Hier hat es sich als besonders vorteilig herausgestellt, dass das eigentliche Temperiermedium, welches bevorzugt eine wässrige Lösung, insbesondere Wasser ist, über einen Luftflüssigkeitswärmetauscher temperiert wird. Hierbei kommen gezielt strömungsoptimierte keimfreie Wärmetauscher zum Einsatz, die insbesondere als Plattenwärmetauscher ausgebildet sind.

Damit durch die Ventilatoren und die durch die Ventilatoren umgewälzte Luftmasse, insbesondere Keime oder Aerosole in die Umgebungsluft abgeführt werden, werden vor und/oder nach den Ventilatoren Filter eingesetzt, die Aerosole, welche in ihrer Struktur flüssig oder fest sind, aus der angesaugten bzw. der Abluft herausfiltern. Da der Wärmetauscher oftmals unmittelbar in einer Operationsumgebung, wenn nicht sogar im Operationssaal selbst steht, kann somit während des Betriebs der erfindungsgemäßen Temperieranordnung sichergestellt werden, dass auch die umgewälzte Umgebungsluft zu jeder Zeit keimfrei bleibt.

Damit die Temperieranordnung insbesondere keimfrei auch während des Betriebs arbeitet, ist ferner vorgesehen, dass mindestens ein, bevorzugt zwei, insbesondere drei Desinfektionsvorrichtungen bzw. Einrichtungen in dem Kreislauf des Temperiermediums integriert sind.

Eine erste Desinfektionsvorrichtung arbeitet nach dem Wirkprinzip der

Ozondesinfektion.

Eine zweite Alternative oder ergänzende Desinfektionsvorrichtung arbeitet nach dem Wirkprinzip von UV-Strahlen. Eine dritte Alternative oder ergänzende Möglichkeit, das Temperiermedium, insbesondere Wasser zu desinfizieren, ist eine Mikroaufbereitungsanlage. Diese Mikroaufbereitungsanlage ist insbesondere im Zuflussbereich der Temperieranordnung, mithin im Bereich eines Auffüllanschlusses angeordnet.

Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist, dass in dem Behältnis ein Überdruckventil in Form eines Überdruckfilters bzw. Atmungsfilters vorhanden ist. Während des Befüllvorganges oder auch während des Betriebes kann es zu einem überhöhten Unterdrück in der Anlage kommen. Dieser überhöhte Unterdrück kann durch den Atmungsfilter ausgeglichen werden. Gleichzeitig wird verhindert, dass auch über diesen Weg evtl, eine entsprechende Keimbelastung in das Temperiermedium gelangen könnte.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Temperierung eines Wärmetauschers an oder in einem Oxygenerator zur Temperierung von Blut in einem extrakorporal geführten Blutkreislauf eines Patienten, wobei der Wärmetauscher über einen Kreislauf für ein Temperiermedium mit einem Behältnis verbunden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nunmehr dadurch aus, dass an den Wärmetauscher Zusatzwärmetauscher angeschlossen sind, welche über einen jeweiligen Ventilator temperiert werden. Das Verfahren umfasst insbesondere drei Verfahrensschritte. Zunächst wird das Temperiermedium, insbesondere Wasser, in das Behältnis gegeben. Dazu wird ein entsprechendes Ventil geöffnet und das Temperiermedium in den Behälter geleitet, bis ein am Behälter angeordneter Sensor den maximalen Füllstand des Behälters erfasst und einen Schließbefehlt an das Ventil übermittelt.

Das aufgegebene Temperiermedium wird bevorzugt zuvor über eine Mikroaufbereitungsanlage geführt, um das Temperiermedium zu reinigen. Die Mikroaufbereitungsanlage weist besonders bevorzugt drei Einzelmodule auf. Ein Modul zur Wasserenthärtung, insbesondere auf einen Enthärtungsgrad von 7-8° dH. Ein weiteres Einzelmodul umfasst einen Aktivkohlefilter, der zur Filterung von chlorierten Kohlenwasserstoffen aus dem zugeführten Temperiermedium dient. Das dritte Einzelmodul wird aus einem Bakterienfilter ausgebildet, welcher Bakterien und Partikel, insbesondere bis zu einer Größe < 0,1 pm, aus dem Temperiermedium herausfiltert.

Da beim Befüllen des Behälters ein Überdruck und währen des eigentlichen Temperierprozesses ein leichtes Vakuum entstehen können, wird die in den Behälter strömende Luft über einen speziellen Atmungsfilter filtriert, dergestalt, dass keine Aerosole nach außen oder in den Behälter und damit den Kreislauf gelangen können.

In einem zweiten Verfahrensschritt läuft der eigentliche Temperierprozess ab. Das Temperiermedium wird über Leitungen in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Je nach Bedarf wird das Temperiermedium in dem Wärmetauscher erwärmt oder gekühlt. Die Zirkulation des Temperiermediums innerhalb des Kreislaufs wird über mindestens eine Pumpe sichergestellt. Besonders bevorzugt können zwei Pumpen parallel angeordnet sein. Die Pumpen können redundant arbeiten. Hierüber wird die Ausfallsicherheit des Systems gesteigert. Über einen zusätzlichen Sensor wird der Durchfluss der Pumpe gemessen und kann bei Bedarf angepasst werden. Mit einem weiteren Sensor wird die Temperatur des Temperiermediums erfasst.

Die durch den Wärmetauscher abgegebene Wärme wird über Zusatzwärmetauscher abgeführt. Über Mikrosensoren wird die Temperatur der Zusatzwärmetauscher erfasst und die an den Zusatzwärmetauschern angeordneten Ventilatoren so geregelt, dass die Wärme vollständig an die Umgebung abgegeben wird.

Der dritte Verfahrensschritt umfasst eine inline Desinfektion. Nach Prozessende oder vor Prozessbeginn kann über eine Desinfektionsmittelerzeugung ein Desinfektionsmittel erzeugt werden, mit dem der Kreislauf gespült und somit desinfiziert werden kann.

Als Desinfektionsmittel kann ein oxidatives Wasser hergestellt werden. Die entsprechende Oxidationszahl wird mittels eines Sensors erfasst. Nach der Inline- Desinfektion kann über eine Sonde das Wasser wieder auf einen neutralen pH-Wert gebracht werden.

Alternativ oder ergänzend kann über einen separaten Anlagenteil basisches oder saures Wasser erzeugt und wieder neutralisiert werden. Der entsprechende Anlagenteil umfasst bevorzugt drei Einzelmodule. Das erste Modul bildet ein Enthärter, der das Wasser enthärtet und insbesondere auf einen pH-Wert von 7 - 7,7 einstellt.

Die Desinfektionsprodukte werden durch die Zugabe von Salz aus dem zweiten Modul bereitgestellt, so dass Chlorverbindungen entstehen. Die Dosierung des Salzes erfolgt mittels einer Mikrodosierpumpe. Anhand der Dosiermenge des Salzes ist der Anolyte pH-Wert regulierbar. Der pH-Wert selbst wird über eine Messsonde überwacht. Alternativ ist der Salzgehalt des Temperiermediums mittels eines Amperemeters kontrollierbar. Bei sinkendem Salzgehalt der Lösung sinkt auch die Amperezahl.

Das dritte Modul weist bevorzugt Salzwasser für eine Elektrolyse auf. Durch die Elektrolyse wird die Wasserstruktur verändert, dergestalt, dass aneinanderklebende Molekülhaufen auseinandergerissen werden. Durch diesen Prozess werden die Lösungs- und Reinigungseigenschaften des Wassers verbessert. Gleichzeitig wird das Wasser durch den Stromfluss in der Elektrolyse aktiviert und nimmt somit elektrische Energie auf.

Bei einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausführungsvariante der inline Desinfektion wird saures und/oder basisches Wasser mittels einer Membran Elektroionisation bereitgestellt. Das Verhältnis zwischen saurem und basischem Wasser kann im Verhältnis 5:1 oder 1 :5 betragen. Der Säuregrad ist zwischen einem pH-Wert von 4 bis 7 regulierbar. Das basische Wasser ist zwischen einem pH-Wert von 7 bis 10 einstellbar.

Die Steuerung der Temperieranordnung erfolgt voll automatisiert. In einer Steuereinheit werden alle Prozessdaten erfasst und auf Datenintegrität verarbeitet. Alle Prozessparameter werden kontinuierlich aufgezeichnet und sind jederzeit einsehbar und abrufbar. Mittels einer Schnittstelle, insbesondere LAN- oder W-LAN- Schnittstelle, können die Daten auch an anderen Computer weitergeleitet werden.

Die Temperaturmessung am Patienten erfolgt mittels Sonden zur Recktalmessung, Oralmessung, Handgelenksmessung, Fußgelenksmessung und/oder Ohrmessung.

Die Bedienung der Steuereinheit erfolgt über eine Bedienoberfläche, insbesondere über ein Tablet. Der Datenaustausch zwischen Bedienoberfläche und Steuereinheit ist bevorzugt drahtlos ausgebildet.

Die Steuereinheit erfüllt höchste Anforderungen bezüglich der funktionalen Sicherheit.

Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Anordnung eines Oxygenerators an einem Patienten,

Figur 2 eine schematische Anordnung einer Mikroaufbereitungsanlage,

Figur 3 ein Blockschaltbild über eine erfindungsgemäße Temperieranordnung,

Figur 4 eine schematische Anordnung eines Anlagenteils und

Figur 5 eine schematische Anordnung einer Membran Elektro-Ionisation.

Figur 1 zeigt eine Temperieranordung T für einen Wärmetauscher zum Anschluss an einen Oxygenerator 0. Die Temperieranordnung T weist hierzu einen Wärmetauscher 11 auf, um einen in einem Behältnis 1 sowie über einen Kreislauf K mittels umgewälztes, nicht näher dargestelltes Temperiermedium mit einer gewünschten Temperatur zu beaufschlagen. Hierzu wird das Behältnis 1 mit dem Temperiermedium, bevorzugt mit Wasser befüllt. Dies kann beispielsweise über ein Ventil 2 erfolgen. Das zugeführte Wasser wird besonders bevorzugt durch eine Mikrowasseraufbereitungsanlage 12 gefiltert, so dass das in dem Behältnis 1 gefüllte Wasser bereits keimfrei nach dem Auffüllprozess vorliegend ist. Der Sensor 13 gibt das Signal aus, dass das Behältnis 1 gefüllt ist. Das Ventil 2 schließt. Somit kann bereits die Befüllung bzw. auch ein Nachfüllvorgang automatisiert durchgeführt werden.

Die Mikrowasseraufbereitungsanlage 12 weist gemäß Figur 2 besonders bevorzugt drei Einzelmodule 12.1 , 12.2 und 12.3 auf. Modul 12.1 dient der Wasserenthärtung, insbesondere auf einen Enthärtungsgrad von 7-8° dH. Modul 12.2 umfasst einen Aktivkohlefilter, der zur Filterung von chlorierten Kohlenwasserstoffen aus dem zugeführten Temperiermedium dient. Modul 12.3 wird aus einem Bakterienfilter ausgebildet, welcher Bakterien und Partikel, insbesondere bis zu einer Größe < 0,1 pm, aus dem Temperiermedium herausfiltert.

Das Wasser wird in dem Kreislauf K über Leitungen 16 geführt. Hierzu ist mindestens eine Pumpe 4 vorgesehen. Besonders bevorzugt können zwei Pumpen parallel angeordnet sein. Die Pumpen können redundant arbeiten. Hierüber wird die Ausfallsicherheit des Systems gesteigert. Es sind Anschlüsse A vorhanden, mit welchen die Temperieranordnung T über weitere Leitungen 16, hier mit gestrichelter Linie dargestellt, an den Oxygenerator 0 angeschlossen werden kann, so wie es in Figur 3 dargestellt ist. Über Sensoren 5, 6 und 7 können die Durchflussgeschwindigkeit, die Temperatur oder weitere Parameter des Temperiermediums erfasst werden und insbesondere als Führungsgröße verwendet werden. Das Temperiermedium fließt anschließend in einen Wärmetauscher 11 , an den wiederum weitere Zusatzwärmetauscher 10 angeschlossen sind. Jeder Zusatzwärmetauscher 10 ist als Luftflüssigkeitswärmetauscher ausgebildet. Ferner ist ein Filter F vorgesehen, der hier dargestellt, den Zusatzwärmetauscher 10 vor- oder nachgeschaltet werden kann, so dass aufgrund der Ventilatoren umgewälzte Luft ebenfalls keimfrei gehalten ist. Ebenso werden Aerosole aus der Luft genommen. Ferner ist an dem Behältnis 1 ein Überdruckventil in Form eines Atmungsfilters 9 angeordnet, so dass ein beim Befüllen entstehender Überdruck bzw. im Betrieb schwankender Druck des Temperiermediums ausgeglichen werden kann.

Auch hier ist ein Atmungsfilter 9 vorgesehen, der insbesondere bei entstehendem Unterdrück, würde Umgebungsluft angesaugt werden, welche ebenfalls keimfrei in den Innenraum des Behältnisses 1 gelangt.

Weiterhin zeichnet die Temperieranordnung T eine Inlinedesinfektion aus. Hierzu kann beispielsweise über eine Desinfektionsmittelerzeugung ein oxidatives Wasser hergestellt werden. Die Messung der Oxidationszahl wird mittels eines Sensors erfasst. Nach Durchführung einer Inlinedesinfektion wird über eine Sonde 8 das Wasser auf seinen neutralen pH-Wert gebracht.

Alternativ und ergänzend besteht die Möglichkeit, über einen entsprechenden Anlagenteil 20 basisches oder saures Wasser zu erzeugen und zu neutralisieren. Der Anlagenteil 20 ist in Figur 4 dargestellt und umfass bevorzugt drei Einzelmodule 20.1 , 20.2 und 20.3. Modul 20.1 ist ein Enthärter, der das Wasser enthärtet und insbesondere auf einen pH-Wert von 7 - 7,7 einstellt.

Die Desinfektionsprodukte werden durch die Zugabe von Salz aus dem Modul 20.2 bereitgestellt. Die Dosierung des Salzes erfolgt mittels einer Mikrodosierpumpe 30. Anhand der Dosiermenge des Salzes ist der Anolyte pH-Wert regulierbar. Der pH-Wert selbst wird über eine Messsonde 31 überwacht. Alternativ ist der Salzgehalt des Temperiermediums mittels eines Amperemeters kontrollierbar. Bei sinkendem Salzgehalt der Lösung sinkt auch die Amperezahl.

Das dritte Modul 20.3 weist bevorzugt Salzwasser für eine Elektrolyse auf. In der Elektrolyseeinheit 29 wird die Wasserstruktur verändert, dergestalt, dass die aneinanderhaftenden Molekülhaufen, die für die Oberflächenspannung des Wassers verantwortlich sind, aufgebrochen werden. Dies verbessert die Lösungs- und Reinigungseigenschaften des Wassers. Gleichzeitig wird das Wasser durch den Stromfluss in der Elektrolyse aktiviert und nimmt somit elektrische Energie auf.

Eine alternative oder ergänzende Ausführungsform zur Bereitstellung von saurem und/oder basischem Wasser für die Inlinedesinfektion ist eine Membran Elektro- Ionisation 32. Diese ist in Figur 5 dargestellt. Aus dem Behältnis 1 wird Wasser für den Wassereinlass der Kathode 36 und für den Wassereinlass der Anode 37 bereitgestellt. Über eine Barriere 35 sind Bereiche der Kathode 34 und der Anode 33 voneinander getrennt. Durch anlegen einer Spannung finden die Ionisation statt. Über den Ausgang 33.1 wird anschließend saures Wasser und über den Ausgang 34.1 alkalisches Wasser zurück in das Behältnis 1 geleitet, so dass der Kreislauf K inline desinfiziert werden kann.

Es kann grundsätzlich saures und/oder alkalisches Wasser erzeugt werden. Das Verhältnis zwischen saurem und basischem Wasser kann im Verhältnis 5:1 oder 1 :5 betragen. Der Säuregrad ist zwischen einem pH-Wert von 4 bis 7 regulierbar. Das basische Wasser ist zwischen einem pH-Wert von 7 bis 10 einstellbar.

Die Temperieranordnung T, angeschlossen an den Oxygenerator kann dann über einen automatisierten Prozess geregelt bzw. gesteuert werden. In einer Steuerung werden alle Daten erfasst und auf Datenintegrität verarbeitet. Alle Prozessparameter werden während des Prozesses aufgezeichnet und stehen dem Operations- bzw. Klinikpersonal ständig zur Verfügung und können archiviert werden. Über eine Datenschnittstelle 28, welche auch drahtlos ausgeführt werden kann, können die Daten an weitere Geräte weitergegeben werden, beispielsweise an ein Tablet 27. Alternativ kann auch direkt über eine Bedienoberfläche 26 (Touchscreen Tastatur oder ähnliches) eine zusätzliche Steuerung bzw. Randparameter zum Ablauf eines automatisierten Prozesses eingegeben werden.

Für die weitere Temperaturmessung am Patienten können beispielsweise Sonden zur Rektalmessung 21 , Oralmessung 22, Handgelenksmessung 23, Fußgelenksmessung 24 oder auch Ohrmessung 25 verwendet werden. Bezuqszeichen:

1 - Behältnis

2 - Ventil

3 - Sensor

4 - Pumpe

5 - Sensor

6 - Sensor

7 - Sensor

8 - Sonde

9 - Atmungsfilter

10 - Zusatzwärmetauscher

11 - Wärmetauscher

12 - Mikrowasseraufbereitungsanlage

16 - Leitungen

20 - Anlagenteil

20.1 - Enthärter

20.2 - Salzbehältnis

20.3 - Salzhaltiges Wasser

21 - Rektalmessung

22 - Oralmessung

23 - Handgelenksmessung

24 - Fußgelenksmessung

25 - Ohrmessung

26 - Bedienoberfläche

27 - Tablet

28 - Datenschnittstelle

29 - Elektrolyseeinheit

30 - Mikrodosierpumpe

32 - Membran Elektro-Ionisation

33 - Anode

33.1 - Ausgang saures Wasser 4 - Katode .1 - Ausgang alkalisches Wasser5 - Barriere 6 - Wassereinlass Katode 7 - Wassereinlass Anode

A - Anschlüsse

F - Filter

K - Kreislauf

0 - Oxygenerator

T - Temperieranordnung