Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen eines Eintrags von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator, eine Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff ausgestattet ist, und eine Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch mit einer derartigen Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein System zur Unterstützung des Blutgas- austauschs eines Patienten mittels maschineller Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch, wobei das System eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum ex- trakorporalen Blutgasaustausch und eine Beatmungsvorrichtung zur maschinellen Beatmung der Lunge des Patienten umfasst.

Physiologischer Gasaustausch umfasst das Einträgen von Sauerstoff in venöses Blut (Oxygenierung) und das Austragen von Kohlendioxid aus dem venösen Blut (Ventilation), so dass das sauerstoffarme und kohlendioxidreiche venöse Blut nach erfolgtem Gasaustausch in sauerstoffreiches und kohlendioxidarmes arterielles Blut transformiert wird. Der physiologische Gasaustausch findet normalerweise in der Lunge statt. Bei Bedarf kann der physiologische Gasaustausch in der Lunge durch eine maschinelle Beatmung unterstützt werden.

Reicht der physiologische Gasaustausch in der Lunge auch bei einer Unterstüt- zung durch maschinelle Beatmung nicht aus, um das Blut eines Patienten ausrei- chend mit Sauerstoff zu versorgen, kann zusätzlich eine extrakorporale Membran- oxygenierung (extra-corporeal membrane oxygenation, "ECMO") zum Einsatz kommen. Bei der extrakorporalen Membranoxygenierung wird Sauerstoff mit Hilfe einer extrakorporalen Blutgasaustauschvorrichtung, die im Folgenden als Oxyge- nator bezeichnet wird, in das Blut des Patienten eingebracht. Der extrakorporale Gasaustausch umfasst auch, Kohlendioxid (CO ₂ ) aus dem Blut des Patienten aus- zutragen. Dies wird als extrakorporale Ventilation oder extrakorporale CO ₂ -Entnah- me (extra-corporeal CO2 removal, "ECCO2R") bezeichnet. Die Kombination aus ECMO und ECCO2R wird als extrakorporale Lebenserhaltung (extra-corporeal life support, "ECLS") bezeichnet.

Bei der extrakorporalen Lebenserhaltung ist es wünschenswert, die mittels extra- korporalen Gasaustauschs in das Blut eingebrachte Sauerstoffmenge quantitativ bestimmen zu können, um die Vorrichtung zur extrakorporale Lebenserhaltung so einstellen zu können, dass eine ausreichende Sauerstoffkonzentration im arteriel- len Blut erreicht wird. Es ist oft auch wünschenswert, zusätzlich die aus dem Blut ausgebrachte Kohlendioxidmenge (CO ₂ ) quantitativ bestimmen zu können, um zu kontrollieren, dass die Konzentration von CO ₂ im arteriellen Blut hinreichend redu- ziert wird. Es ist insbesondere wünschenswert, den Betrieb der Vorrichtung zur ex- trakorporalen Lebenserhaltung mit dem Betrieb einer zusätzlich betriebenen Vor- richtung zur maschinellen Beatmung koordinieren zu können, um durch eine ge- eignete Kombination aus maschineller Beatmung und extrakorporaler Lebenser- haltung eine möglichst gute Sauerstoffversorgung, ggf. auch eine möglichst gute Ventilation, des Patienten zu erreichen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfü- gung zu stellen, die es ermöglicht, das Ausmaß des Eintrags von Sauerstoff in das Blut eines Patienten bei extrakorporaler Membranoxygenierung quantitativ zu be- stimmen. Es ist darüber hinaus eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, den Eintrag von Sauerstoff in das Blut ei- nes Patienten bei extrakorporaler Membranoxygenierung und/oder maschineller Beatmung so zu steuern, dass eine ausreichende Versorgung des Patienten mit Sauerstoff gewährleistet ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator (bzw. bei Durchgang von Blut durch ei- nen Oxygenator) umfasst einen Gasflusssensor, der dazu ausgebildet ist, einen Fluss eines in den Oxygenator durchströmenden sauerstoffhaltigen Gasgemischs zu messen; und eine Gassensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, den Sauerstoff- gehalt des in den Oxygenator einströmenden sauerstoffhaltigen Gasgemischs und den Sauerstoffgehalt eines aus dem Oxygenator ausströmenden Gasgemischs zu messen. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, einen Unterschied, insbesondere eine Differenz, zwischen dem Sauerstoffgehalt des in den Oxygenator einströmen- den sauerstoffhaltigen Gasgemischs und dem Sauerstoffgehalt des aus dem Oxy- genator ausströmenden Gasgemischs zu bestimmen, und aus dem so bestimmten Unterschied und dem von dem Gasflusssensor gemessenen Fluss den Eintrag von Sauerstoff in Blut, das durch den Oxygenator strömt, quantitativ zu bestim- men.

Der Fluss des den Oxygenator durchströmenden Gasgemischs kann mittels eines Flusssensors gemessen werden, beispielsweise mittels eines Massenflusssensors als Massenfluss oder mittels eines Volumenflusssensors als Volumenfluss.

Der Fluss des den Oxygenator durchströmenden Gasgemischs kann insbesondere als Fluss eines in den Oxygenator einströmenden Gasgemischs gemessen wer- den. Dass sich der Sauerstoffgehalt und ggf. der Kohlendioxidgehalt des Gasge- mischs bei Durchgang durch den Oxygenator im Allgemeinen ändert, kann einen Einfluss auf den gemessenen Fluss des den Oxygenator durchströmenden Gasge- mischs haben. Wenn bei Durchtritt durch den Oxygenator neben dem Eintrag von Sauerstoff in das Blut in etwa gleichem Umfang auch ein Austrag von Kohlendioxid aus dem Blut erfolgt, ist der Einfluss auf den gemessenen Fluss so gering, dass er ggf. vernachlässigt werden kann.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum quantitativen Bestimmen des Ein- trags von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen des Flusses eines den Oxygenator durchströmenden sauerstoff- haltigen Gasgemischs, insbesondere des Flusses eines in den Oxygenator ein- strömenden Gasgemischs und/oder des Flusses eines aus dem Oxygenator auss- trömenden Gasgemischs;

Messen des Sauerstoffgehalts des sauerstoffhaltigen Gasgemischs, das dem Oxygenator zugeführt wird;

Messen des Sauerstoffgehalts eines aus dem Oxygenator ausströmenden Gasgemischs;

Bestimmen eines Unterschieds, insbesondere einer Differenz, zwischen dem gemessenen Sauerstoffgehalt des dem Oxygenator zugeführten sauerstoffhaltigen Gasgemischs und dem gemessenen Sauerstoffgehalt des aus dem Oxygenator ausströmenden Gasgemischs; und quantitatives Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in das Blut, das durch den Oxygenator strömt, aus dem zuvor bestimmten Unterschied zwischen dem ge- messenen Sauerstoffgehalt des dem Oxygenator zugeführten Gasgemischs und dem gemessenen Sauerstoffgehalt des aus dem Oxygenator ausströmenden Gas- gemischs sowie aus dem Fluss des den Oxygenator durchströmenden sauerstoff- haltigen Gasgemischs.

Der Oxygenator wird gleichzeitig von Blut, das dem Blutkreislauf eines Patienten entnommen worden ist, und von einem sauerstoffhaltigen Gasgemisch durch- strömt. Der Oxygenator ist dazu ausgebildet, Sauerstoff aus dem sauerstoffhalti- gen Gasgemisch in das Blut zu übertragen. Eine Grundidee der Erfindung ist es, die Abreicherung von Sauerstoff in dem Gasgemisch beim Durchströmen des Oxy- genators zu bestimmen und aus der so bestimmten Abreicherung, insbesondere anhand einer Differenz zwischen dem Sauerstoffgehalt des Gasgemischs strom- aufwärts des Oxygenators und dem Sauerstoffgehalt des Gasgemischs stromab- wärts des Oxygenators, eine quantitative Information über den Grad der Oxygenie- rung zu gewinnen, insbesondere die Menge an Sauerstoff zu bestimmen, die in dem Oxygenator aus dem Gasgemisch in das Blut des Patienten übergegangen ist. Das Blut ist stromabwärts des Oxygenators gegenüber dem Blut stromaufwärts des Oxygenators um die Menge an Sauerstoff angereichert, die in dem Oxygena- tor aus dem Gasgemisch in das Blut übergegangen ist.

In entsprechender Weise kann, falls gewünscht, auch die Anreicherung von Koh- lendioxid in dem Gasgemisch beim Durchströmen des Oxygenators bestimmt wer- den und aus der so bestimmten Anreicherung, insbesondere anhand einer Diffe- renz zwischen dem Kohlendioxidgehalt des Gasgemischs stromabwärts des Oxy- genators und dem Kohlendioxidgehalt des Gasgemischs stromaufwärts des Oxy- genators (dieser wird in aller Regel bei Null liegen), eine quantitative Information über den Grad der Ventilation zu gewinnen, insbesondere die Menge an Kohlendi- oxid zu bestimmen, die in dem Oxygenator aus dem Blut des Patienten in das Gasgemisch übergegangen ist. Das Blut ist stromabwärts des Oxygenators gegen- über dem Blut stromaufwärts des Oxygenators um die Menge an Kohlendioxid ab- gereichert, die in dem Oxygenator aus dem Blut des Patienten in das Gasgemisch stromabwärts des Oxygenators übergegangen ist.

"Stromaufwärts" des Oxygenators bedeutet im Kontext der Erfindung am, im oder vor dem Eingang des Oxygenators, "stromabwärts" des Oxygenators bedeutet im Kontext der Erfindung am, im oder nach dem Ausgang des Oxygenators, jeweils bezogen auf die Strömung des Gasgemischs durch den Oxygenator. Der Sauerstoffgehalt oder Kohlendioxidgehalt im Gasgemisch und/oder im Blut kann jeweils ausgedrückt werden als Partialdruck von Sauerstoff oder Kohlendi- oxid im Blut bzw. als Partialdruck von Sauerstoff oder Kohlendioxid im Gasgemisch oder als Mischungsverhältnis von Sauerstoff oder Kohlendioxid im Blut bzw. im Gasgemisch oder als Sauerstoffsättigung von Sauerstoff im Blut bzw. im Gasge- misch oder Kohlendioxidsättigung von Kohlendioxid im Blut bzw. im Gasgemisch.

Ist der Gesamtdruck des Gasgemischs, z.B. aus einer zusätzlichen Messung, be- kannt, so kann auch die Konzentration von Sauerstoff oder Kohlendioxid im Gas- gemisch bzw. die Konzentration von Sauerstoff oder Kohlendioxid im Blut, be- stimmt werden.

Als Ausmaß des extrakorporalen Blutgasaustauschs kann insbesondere der Ein- trag von Sauerstoff in Blut beim Durchströmen eines Oxygenators (Grad der Oxy- genierung) und/oder der Austrag von Kohlendioxid aus dem Blut beim Durchströ- men des Oxygenators (Grad der Ventilation) angesehen werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, das Ausmaß des extrakorpora- len Blutgasaustauschs, insbesondere die Menge an Sauerstoff, die durch extrakor- poralen Blutgasaustausch in das Blut eines Patienten eingebracht wird (d.h. der

Grad der Oxygenierung), "unblutig", d.h. ohne in den Blutkreislauf einzugreifen, zu bestimmen. In diesem Sinne funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung „kon- taktlos“. Mit dem Begriff „kontaktlos“ soll in diesem Zusammenhang zum Ausdruck gebracht werden, dass keinerlei physischer Kontakt mit dem Blut erforderlich ist, um den Eintrag von Sauerstoff in Blut und/oder den Austrag von Kohlendioxid aus dem Blut im Oxygenator quantitativ zu bestimmen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, die Gassensoreinheit und/oder Sensoren der Gassensoreinheit, die zum Messen des Sauerstoffgehalts im Gas- gemisch verwendet wird, auszutauschen, ohne dafür den Blutkreislauf öffnen und/ oder unterbrechen zu müssen. Die Gassensoreinheit und die Sensoren können daher besonders einfach und hygienisch, insbesondere ohne Eingriff in den Blut- kreislauf, ausgetauscht werden. Die Gassensoreinheit kann wenigstens einen Sauerstoffsensor umfassen, der dazu ausgebildet ist, den Sauerstoffgehalt, insbesondere den Partialdruck von Sauerstoff, in einem durch die Gassensoreinheit strömenden Gasgemisch zu mes- sen.

Die Gassensoreinheit kann auch wenigstens einen Kohlendioxidsensor (CO ₂ -Sen- sor) umfassen, der dazu ausgebildet ist, den CO ₂ -Gehalt, insbesondere den Parti- aldruck von CO2, in einem durch die Gassensoreinheit strömenden Gasgemisch zu messen. Durch Messen des CO ₂ -Gehalts im Gasgemisch stromaufwärts und stromabwärts des Oxygenators kann die CO ₂ -Anreicherung im Gasgemisch beim Durchströmen des Oxygenators und daraus der CO ₂ -Austrag aus dem Blut (Grad der Ventilation) quantitativ bestimmt werden. Durch quantitatives Bestimmen und

Berücksichtigen des CO ₂ -Austrags aus dem Blut zusätzlich zum Bestimmen und Berücksichtigen des Sauerstoffeintrags in das Blut kann der extrakorporale Gas- austausch noch weiter optimiert werden. Der CO ₂ -Sensor kann als separater Sensor zusätzlich zu einem Sauerstoffsensor ausgebildet sein. Es kann auch ein kombinierter Sauerstoff- und CO ₂ -Sensor vor- gesehen sein, der in der Lage ist, sowohl den Sauerstoffgehalt als auch den CO ₂ - Gehalt des durch die Gassensoreinheit strömenden Gasgemischs zu messen. Sauerstoffsensoren, C02-Sensoren und kombinierte Sauerstoff- und CO ₂ -Senso- ren werden im Folgenden mit dem Oberbegriff "Gassensoren" bezeichnet.

Die Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator kann mit nur einem einzigen Gassensor derart ausgebildet sein, dass der eine Gassensor wahlweise den Sauerstoffgehalt und/oder den CO ₂ -

Gehalt des Gasgemischs, das in den Oxygenator einströmt, und den Sauerstoffge- halt und/oder den CO ₂ -Gehalt des Gasgemischs, das aus dem Oxygenator auss- trömt, misst. Ein einziger Gassensor bedeutet in diesem Zusammenhang, dass nur jeweils ein einziger Sensor vorgesehen ist, um den Sauerstoffgehalt des Gasgemischs zu messen und dass nur ein einziger Sensor vorgesehen ist, um den CO2-Gehalt des Gasgemischs zu messen. Dass die Gassensoreinheit nur einen einzigen Gassen- sor umfasst, kann also bedeuten, dass die Gassensoreinheit einen einzigen Sau- erstoffsensor und einen einzigen CO ₂ -Sensor umfasst. Alternativ kann die Gassen- soreinheit auch nur einen einzigen Gassensor umfassen, der sowohl den Sauer- stoffgehalt des Gasgemischs, wahlweise im Gasgemisch, das in den Oxygenator einströmt, und im Gasgemisch, das aus dem Oxygenator ausströmt, erfasst oder den COa-Gehalt, wahlweise im Gasgemisch, das in den Oxygenator einströmt, und im Gasgemisch, das aus dem Oxygenator ausströmt, erfasst.

Dadurch, dass jeweils derselbe Gassensor zum Messen des Sauerstoffgehalts und/oder des CO ₂ -Gehalts sowohl des in den Oxygenator einströmenden Gasge- mischs als auch des aus dem Oxygenator ausströmenden Gasgemischs vorgese- hen ist, können Abweichungen zwischen dem jeweils stromaufwärts und dem je- weils stromabwärts gemessenen Wert, die auf systematische Messfehler des je- weiligen Gassensors zurückzuführen sind, effektiv vermieden werden. Solche Messfehler können sich zwischen unterschiedlichen Sensoren beispielsweise auf- grund von Fertigungstoleranzen oder aufgrund von sich im Zeitverlauf unterschied- lich stark veränderlichen Empfindlichkeiten zwischen unterschiedlichen Sensoren ergeben. Bei Messung mit ein und demselben Sensor sind solche Abweichungen unerheblich, weil sie sich bei Ermittlung des Unterschieds zwischen dem Sauer- stoffgehalt oder CO ₂ -Gehalt des Gasgemischs, das in den Oxygenator einströmt, und des Gasgemischs, das aus dem Oxygenator ausströmt, aufheben. Dies erhöht die Genauigkeit, mit der solche Unterschiede zwischen dem Sauerstoffgehalt oder CO ₂ -Gehalt des Gasgemischs, das in den Oxygenator einströmt, und des Gasge- mischs, das aus dem Oxygenator ausströmt, enorm, im Vergleich zu Messanord- nungen, bei denen zwei Sensoren, von denen einer stromaufwärts und einer stromabwärts des Oxygenators angeordnet ist, verwendet werden. Darüber hinaus können die Kosten gesenkt werden, da die Kosten für einen Sauerstoffsensor und die Kosten für einen zweiten CO ₂ -Sensor eingespart werden können.

Eine Vorrichtung, die jeweils nur einen einzigen Gassensor zum Messen des Sau- erstoffgehalts und ggf. des CO ₂ -Gehalts aufweist, kann mit wenigstens einem Ga- sumschaltventil ausgestattet sein, das dazu ausgebildet ist, dem Gassensor wahl- weise Gasgemisch, jedenfalls wenigstens einen Teil des Gasgemischs, das dem Oxygenator zugeführt wird, oder Gasgemisch, jedenfalls wenigstens einen Teil des Gasgemischs, das aus dem Oxygenator ausströmt, zuzuführen. Durch Umschal- ten des wenigstens einen Gasumschaltventils können so mit einem einzigen Sau- erstoffsensor der Sauerstoffgehalt im Gasgemisch stromaufwärts des Oxygenators und im Gasgemisch stromabwärts des Oxygenators bestimmt werden. Ebenso kann gegebenenfalls durch Umschalten des wenigstens einen Gasumschaltventils der CO ₂ -Gehalt im Gasgemisch stromaufwärts und stromabwärts des Oxygenators mit nur einem einzigen CO ₂ -Sensor bestimmt werden. Das wenigstens eine Gasumschaltventil kann ausgebildet sein, periodisch, z.B. , zwischen einem ersten Schaltzustand, in dem es dem Gassensor wenigstens Gas- gemisch zuführt, das dem Oxygenator zugeführt wird, und einem zweiten Schalt- zustand, in dem es dem Gassensor Gasgemisch zuführt, das aus dem Oxygenator ausströmt, umzuschalten. Auf diese Weisen können der Sauerstoffgehalt und ggf. der CO ₂ -Gehalt sowohl des in den Oxygenator einströmenden Gasgemischs als auch der Sauerstoffgehalt, und ggf. der CO ₂ -Gehalt, des aus dem Oxygenator aus- strömenden Gasgemischs zuverlässig gemessen werden, auch über einen länge- ren Zeitraum oder im Sinne einer dauerhaften Überwachung, falls gewünscht.

Das wenigstens eine Gasumschaltventil kann beispielsweise dazu ausgebildet sein in Intervallen zwischen 30 Sekunden und 120 Sekunden, insbesondere in In- tervallen zwischen 60 Sekunden und 90 Sekunden, zwischen dem ersten Schalt- zustand und dem zweiten Schaltzustand umzuschalten. Es sich jedoch auch kür- zere Umschaltzeiten möglich.

Beim Einsatz eines Gasumschaltventils, wie es hier beschrieben worden ist, kann die Gaszufuhr zum Oxygenator moduliert werden. Modulieren der Gaszufuhr be- deutet, dass die Gaszufuhr zum Oxygenator um den durch den Gassensor geführ- ten Gasfluss erhöht wird, wenn und solange das Gasumschaltventil in den ersten Schaltzustand geschaltet ist, um die Menge an Gasgemisch, die im ersten Schalt- zustand des Gasumschaltventils an dem Oxygenator vorbei zum Gassensor ge- führt wird, zu kompensieren.

Dies hat zur Folge, dass der Fluss des sauerstoffhaltigen Gasgemischs durch den Oxygenator durch das Umschalten des Gasumschaltventils nicht wesentlich verän- dert wird, sondern jedenfalls so weit konstant bleibt, dass der extrakorporale Gas- austausch im Oxygenator durch das Umschalten des Gasumschaltventils nicht, je- denfalls nicht in relevantem Maß, beeinflusst wird.

Es können auch mehrere Gasumschaltventile vorgesehen sein, die es ermögli- chen, wahlweise den gesamten Gasfluss sowohl durch den Gassensor als auch durch den Oxygenator zu führen. In diesem Fall ist die zuvor beschriebene Modu- lation der Gaszufuhr, die durchgeführt wird, um eine Menge an Gasgemisch, die an dem Oxygenator vorbei zum Gassensor geführt wird, zu kompensieren, nicht erforderlich. Anstelle eines einzigen Gassensors und wenigstens eines Gasumschaltventils kann die Gassensoreinheit auch einen ersten Gassensor und einen zweiten Gas- sensor aufweisen, wobei der erste Gassensor stromaufwärts des Oxygenators an- geordnet ist und der zweite Gassensor stromabwärts des Oxygenators angeordnet ist.

Durch die Verwendung von zwei Gassensoren, von denen einer stromaufwärts und einer stromabwärts des Oxygenators angeordnet ist, kann auf Gasumschalt- ventile, wie sie zuvor beschrieben worden sind, verzichtet werden. Durch den Ver- zicht auf Gasumschaltventile kann die Betriebssicherheit der Vorrichtung verbes- sert werden, da Fehler, die sich aus einer Fehlfunktion der Gasumschaltventile er- geben, ausgeschlossen werden können. Jeder der beiden Gassensoren, die stromaufwärts und stromabwärts des Oxyge- nators ausgebildet sind, kann jeweils zum Messen des Sauerstoffgehalts und/oder zum Messen des CO ₂ -Gehalts im durchströmenden Gasgemisch ausgebildet sein.

Es können auch zwei Gassensoren stromaufwärts und zwei Gassensoren strom- abwärts des Oxygenators vorgesehen sein, von denen jeweils einer als Sauerstoff- sensor zum Messen des Sauerstoffgehalts im durchströmenden Gasgemisch und der andere als CO ₂ -Sensor zum Messen des CO ₂ -Gehalts im durchströmenden Gasgemisch ausgebildet ist. Kommen wenigstens zwei Gassensoren zum Einsatz, von denen jeweils einer stromaufwärts und stromabwärts des Oxygenators angeordnet ist, müssen Abwei- chungen der Messwerte, die von den beiden Gassensoren bei identischen Gas- konzentrationen geliefert werden, und die sich beispielsweise aus Fertigungstole- ranzen bei der Herstellung der Gassensoren ergeben können, hinreichend klein sein, um die Messfehler, die sich aus solchen Abweichungen erheben, gering zu halten.

Der beiden Gassensoren können beispielsweise so ausgebildet sein, dass eine to- leranzbedingte Abweichung zwischen den beiden Gassensoren bei gleicher Sau- erstoff-Konzentration bzw. bei gleicher CO ₂ -Konzentration im Gasgemisch geliefer- ten Messwerten kleiner als 0,5 %, insbesondere kleiner als 0,2 %, ist. Derart gerin- ge Abweichungen ermöglichen es, die Parameter des extrakorporalen Gasaus- tauschs im Oxygenator mit hinreichender Genauigkeit zu messen und zu bestim- men.

Die erforderliche Genauigkeit kann beispielsweise mit Sensoren, die paramagneti- sehen Zellen umfassen, erreicht werden.

Die Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator kann auch eine Gasfördervorrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Gasgemisch, jedenfalls wenigstens einen Teil des in den Oxygena- tor einströmenden Gasgemischs und/oder jedenfalls wenigstens einen Teil des aus dem Oxygenator ausströmenden Gasgemischs, durch die wenigstens eine Gas- sensoreinheit zu fördern. Die Gasfördervorrichtung kann stromaufwärts der Gas- sensoreinheit angeordnet sein, um Gasgemisch mit Überdruck durch die wenigs- tens eine Gassensoreinheit zu fördern. Die Gasfördervorrichtung kann auch strom- abwärts der Gassensoreinheit angeordnet sein, um Gasgemisch mit einem Unter- drück durch die wenigstens einen Gassensoreinheit zu fördern, d.h. durch die we- nigstens einen Gassensoreinheit zu saugen. Durch eine derartige Gasfördervor- richtung wird sichergestellt, dass eine Menge an Gasgemisch durch die Sensorein- heit strömt, die groß genug ist, um den Sauerstoffgehalt und/oder den CO2-Gehalt des Gasgemischs mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmen zu können.

Die Vorrichtung kann zusätzlich einen Gasabflusssensor aufweisen, der dazu aus- gebildet ist, die Flussmenge des aus dem Oxygenator ausströmendem Gasge- mischs zu messen. Durch Messen und Berücksichtigen der Flussmenge des aus dem Oxygenator ausströmendem Gasgemischs können die Parameter des extra- korporalen Gasaustauschs, insbesondere der Eintrag von Sauerstoff in das Blut und/oder der Austrag von CO ₂ aus dem Blut, mit noch höherer Genauigkeit be- stimmt werden. Um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen, können der Gaszuflusssensor und der Gasabflusssensor insbesondere so ausgebildet sein, dass eine toleranzbe- dingte Abweichung zwischen den Messwerten, die von dem Gaszuflusssensor und von dem Gasabflusssensor geliefert werden, wenn die gleiche Fluidmenge durch die beiden Sensoren strömt, Fluid kleiner als 2 %, insbesondere kleiner als 1 %, ist. Die Vorrichtung kann zusätzlich wenigstens einen Temperatursensor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die Temperatur des Gasgemischs stromaufwärts des Oxygenators und/oder die Temperatur des Gasgemischs stromabwärts des Oxy- genators zu messen und bei der quantitativen Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Blut zu berücksichtigen.

Die gemessene Temperatur des Gasgemischs kann insbesondere dazu verwendet werden, die in dem Gasgemisch enthaltene Feuchtigkeit zu bestimmen. Da im Oxygenator auch Wasser(dampf) aus dem Blut in das Gasgemisch übertra- gen wird, enthält das aus dem Oxygenator ausströmende Gasgemisch einen hö- heren Anteil an Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf als das Gasgemisch, das in den Oxygenator eingeströmt ist. Wenn der Flusssensor und der Gassensor so nahe beieinander in eine Gaszufüh- rungsleitung stromaufwärts des Oxygenators bzw. in einer Gasabführungsleitung stromabwärts des Oxygenators angeordnet sind, dass der Flusssensor und der Gassensor das gleiche Gasgemisch mit der gleichen Feuchtigkeit und der gleichen Temperatur messen, kompensieren sich die Einflüsse der Feuchtigkeit auf die Messung, so dass der Sauerstoffeintrag aus dem Gasgemisch in das Blut ohne zusätzliche Korrekturen mit guter Genauigkeit bestimmt werden kann.

Eine Erhöhung des Flusses aufgrund einer erhöhten Feuchtigkeit des Gasge- mischs stromabwärts des Oxygenators wird in diesem Fall durch eine entspre- chende Reduktion des Sauerstoff-Partialdrucks in dem aus dem Oxygenator aus- tretenden Gasgemisch kompensiert.

Sind der Flusssensor und der Gassensor jedoch so weit voneinander beabstandet, dass nicht gewährleistet ist, dass das durch die beiden Sensoren strömende Gas- gemisch in beiden Sensoren die gleiche Feuchtigkeit und die gleiche Temperatur hat, müssen die von den Sensoren gemessenen Werte auf die gleichen Gasbedin- gungen (Temperatur und Feuchtigkeit) korrigiert werden, damit die Messergebnis- se der beiden Sensoren zusammenpassen. Wird dem Oxygenator ein "trockenes" Gasgemisch zugeführt, so kann auf eine Korrektur der stromaufwärts des Oxygenators gemessenen Werte verzichtet werden. Im Kontext der vorliegenden Erfindung gilt ein Gasgemisch als "trocken", wenn es eine relative Feuchtigkeit von weniger als 2 %, insbesondere eine relative Feuchtigkeit von weniger als 1 %, aufweist.

Einzelheiten zu Korrekturen der von den Sensoren gemessenen und der aus den gemessenen Werten bestimmten Werte, die aufgrund einer der im Gasgemisch enthaltenen Feuchtigkeit in dem Oxygenator erforderlich sind, werden weiter unten im Zusammenhang mit den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispie- len beschrieben.

Eine hohe Feuchtigkeit bzw. ein hoher Wasserdampfgehalt des aus dem Oxygena- tor ausströmenden Gasgemischs kann zur Anlagerung von Wassertröpfchen bzw. zu Kondensation von Wasserdampf in den Komponenten stromabwärts des Oxy- genators, insbesondere im Gasabflusssensor führen. Eine solche Befeuchtung durch Anlagerung von Wassertropfen oder Kondensation von Wasserdampf ist un- erwünscht, da durch sie die Funktion des Gasabflusssensors beeinträchtigt wer- den kann, so dass die Messergebnisse verfälscht werden. Daher kann stromab- wärts des Oxygenators, insbesondere am oder im Gasabflusssensor, eine Heiz- vorrichtung vorgesehen sein, die es ermöglicht, das aus dem Oxygenator ausströ- mende Gasgemisch und/oder Elemente des Gasabflusssensors zu beheizen, um die Feuchtigkeit unter den Taupunkt zu verringern, so dass Kondensation von Wasserdampf im Gasgemisch und Anlagerung von Wassertröpfchen an Kompo- nenten verhindert werden.

Die Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut in einem Oxygenator kann wenigstens eine lösbare Fluidverbindung aufweisen, die es ermöglicht, einen Oxygenator so mit der Vorrichtung zu verbinden, dass ein durch den Oxygenator strömendes Gasgemisch derart durch die Vorrichtung strömt, dass der Sauerstoffgehalt und/oder der CO ₂ -Gehalt des Gasgemischs stromaufwärts des Oxygenators und der Sauerstoffgehalt und/oder der CO ₂ -Gehalt des Gasgemischs stromabwärts des Oxygenators durch die wenigstens eine Gas- sensoreinheit der Vorrichtung messbar ist. Eine solche Fluidverbindung ermöglicht es, den Oxygenator schnell und einfach auszutauschen, wenn es erforderlich oder erwünscht ist, z.B. weil der Oxygenator seine Lebensdauer erreicht hat oder die Vorrichtung für einen anderen Patienten verwendet werden soll. Der Oxygenator ist somit kein integraler Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygena- tor. Der Oxygenator ist vielmehr ein separates Austauschteil, das, insbesondere durch wenigstens eine lösbare Fluidverbindung, fluidisch mit der Vorrichtung ver- bindbar und wieder von der Vorrichtung lösbar ist.

Die Komponenten der Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator können in einem gemeinsamen Gehäu- se untergebracht sein. Das gemeinsame Gehäuse kann so ausgebildet sein, dass auch der Oxygenator in dem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist, wenn er fluidisch, z.B. durch wenigstens eine lösbare Fluidverbindung, mit der Vorrichtung verbunden ist.

Zumindest ein Teil oder ein Abschnitt einer Gasabführungsleitung, die einen Gas- ausgang des Oxygenators fluidisch mit der Gassensoreinheit verbindet, kann mit wenigstens einem feuchtigkeitsdurchlässigen Element ausgebildet sein, das einen Austausch von Feuchtigkeit zwischen dem durch das jeweilige feuchtigkeitsdurch- lässige Element strömenden Gasgemisch und der Umgebung erlaubt. Dies ermög- licht es dem Gasgemisch, Feuchtigkeit an die Umgebung abzugeben und/oder Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen.

Ein feuchtigkeitsdurchlässiges Element kann insbesondere in der Strömungsrich- tung des Gasgemischs unmittelbar vor dem Gasabflusssensor oder unmittelbar vor dem Gasumschaltventil in der Gasabführungsleitung angeordnet sein.

Das wenigstens eine feuchtigkeitsdurchlässige Element kann wenigstens eine Po- lymermembran umfassen. Das feuchtigkeitsdurchlässige Element kann insbeson- dere wenigstens eine "Nation Tube" umfassen.

Die Vorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, aus dem zuvor quantitativ be- stimmten Eintrag von Sauerstoff in das Blut den Sauerstoffgehalt des in den Oxy- genator einströmenden Blutes zu bestimmen. Dies kann insbesondere unter der Annahme erfolgen, dass das Blut, das den Oxygenator verlässt, vollständig mit

Sauerstoff gesättigt ist, d.h., dass das Blut, das den Oxygenator verlässt, einen Sauerstoffanteil von praktisch 100 % des maximal möglichen Sauerstoffanteils ent- hält. Der Sauerstoffgehalt des in den Oxygenator einströmenden Blutes ergibt sich dann aus der Differenz zwischen 100% und dem mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmten Eintrag von Sauerstoff in das Blut im Oxygenator.

Die Vorrichtung kann eine Anzeigevorrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, wenigstens einen der von den Sensoren gemessenen Werte und/oder wenigstens einen der aus den gemessenen Werten bestimmten Wert, insbesondere einen Wert, der den Eintrag von Sauerstoff in Blut bei Durchströmung des Oxygenators quantitativ beschreibt, und/oder einen Wert, der den Austrag von CO ₂ aus dem Blut bei Durchströmung des Oxygenators quantitativ beschreibt, anzuzeigen. Das Anzeigen solcher Werte ermöglicht es einem Bediener, Parameter des extrakorpo- ralen Gasaustauschs, beispielsweise die Flussmenge des sauerstoffhaltigen Gas- gemischs, die Flussmenge des Blutes und/oder der Sauerstoffgehalt des sauer- stoffhaltigen Gasgemischs zu verändern, um den extrakorporalen Gasaustausch an den aktuellen Beatmungszustand des Patienten anzupassen.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut, wobei die Vorrichtung einen Oxygenator umfasst, der dazu ausgebildet ist, sowohl von Blut eines Patienten also auch von einem sauerstoffhaltigen Gasgemisch der- art durchströmt zu werden, dass Sauerstoff aus dem sauerstoffhaltigen Gasge- misch in das Blut übertragen wird (Oxygenierung). Die Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut umfasst darüber hinaus eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in das Blut in dem Oxy- genator. Darüber hinaus kann die Vorrichtung auch zum Austragen von Kohlendioxid aus Blut (Ventilation) vorgesehen sein. Dabei kann der Oxygenator auch dazu ausge- bildet sein, Kohlendioxid aus dem den Oxygenator durchströmenden Blut in das den Oxygenator durchströmende Gasgemisch zu übertragen. Die Vorrichtung zum Austragen von Kohlendioxid aus Blut umfasst dann eine erfindungsgemäße Vor- richtung zum quantitativen Bestimmen des Austrags von Kohlendioxid aus Blut in dem Oxygenator.

Die Betriebsparameter einer solchen Vorrichtung können auf Grundlage des quan- titativ bestimmten Eintrags von Sauerstoff in das Blut und/oder auf Grundlage des quantitativ bestimmten Austrags von Kohlendioxid aus dem Blut so eingestellt wer- den, dass in dem Oxygenator ein möglichst guter extrakorporaler Gasaustausch (hinsichtlich Oxygenierung und/oder Ventilation) erreicht wird und dem Patienten Blut mit einem vorgegebenen Sauerstoffgehalt und/oder einem vorgegebenen CO ₂ -Gehalt zur Verfügung gestellt werden kann.

Die Vorrichtung kann eine Vorrichtung umfassen, die zur Bereitstellung von sauer- stoffhaltigem Gasgemisch, insbesondere von sauerstoffreichem Gasgemisch, aus- gebildet ist, welches dem Oxygenator zugeführt wird.

Alternativ kann die Vorrichtung mit einer externen Vorrichtung, die ein sauerstoff- haltiges Gasgemisch zur Verfügung stellt, verbindbar sein. Die externe Vorrichtung zur Bereitstellung von sauerstoffhaltigem Gasgemisch kann ein Blender sein. Die externe Vorrichtung kann auch eine Beatmungsvorrichtung sein, die an sich zur mechanischen Beatmung durch Zuführen von Beatmungsgas zur Lunge eines Pa- tienten vorgesehen ist. Ein Teil des Beatmungsgases der Beatmungsvorrichtung kann dabei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt werden. Wird eine Beatmungsvorrichtung zur Bereitstellung des sauer- stoffhaltigen Gasgemischs verwendet, kann gegebenenfalls auf einen zusätzlichen Blender verzichtet werden.

Die Beatmungsvorrichtung kann auch in einem „Blender-Mode“ betrieben werden, in dem sie nicht zur Beatmung des Patienten benutzt wird, sondern ausschließlich dazu, einer Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch sauerstoffhaltiges Gasgemisch zur Verfügung zu stellen. Die Vorrichtung zum extrakorporalen Blut- gasaustausch, der das sauerstoffhaltige Gasgemisch zur Verfügung gestellt wird, kann eine Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch gemäß einem Aus- führungsbeispiel der Erfindung, aber auch eine andere Vorrichtung zum extrakor- poralen Blutgasaustausch, sein.

Soll die Lunge des Patienten in diesem Fall zusätzlich zum extrakorporalen Blut- gasaustausch maschinell beatmet werden, kann für diese Beatmung eine weitere Beatmungsvorrichtung verwendet werden.

Die Vorrichtung zur Bereitstellung des sauerstoffhaltigen Gasgemischs kann so ausgebildet sein, dass sie es ermöglicht, den Oxygenator zu spülen. Spülen des Oxygenators umfasst, ein Spülfluid, insbesondere ein Spülgas, mit einem starken Spülfluidfluss, insbesondere einem Spülfluidfluss von mindestens 12 l/min, für mehrere Sekunden durch den Oxygenator strömen zu lassen, ohne dabei einen vorgegebenen Maximaldruck des Gasgemischs im Oxygenator zu überschreiten. Durch ein solches Spülen des Oxygenators kann Wasser, das sich im Betrieb in ei- ner Membran des Oxygenators abgelagert hat und die Effizienz des Gasaus- tauschs durch die Membran beeinträchtigt, aus der Membran gelöst und zusam- men mit dem Spülfluid aus dem Oxygenator gespült werden. Die Effizienz des Oxygenators kann auf diese Weise (wieder) verbessert werden. Als Spülfluid kommt insbesondere ein Spülgas in Frage, insbesondere kann dasselbe Gasge- misch verwendet werden, das such im Normalbetrieb zur extrakorporalen Oxyge- nierung und/oder Ventilation durch den Oxygenator strömt. Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaus- tausch, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in das Blut eines Patienten (Oxygenierung) umfasst. Gegebenenfalls umfasst die Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch auch eine Vorrichtung zum Austragen von Kohlendioxid aus dem Blut eines Patienten (Ventilation), wie hierin beschrieben.

Die Erfindung umfasst darüber hinaus ein System zur Unterstützung des Blutgas- austauschs eines Patienten sowohl mittels maschineller Beatmung als auch durch extrakorporalen Blutgasaustausch. Ein solches erfindungsgemäßes System um- fasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch und eine Beatmungsvorrichtung, die zur maschinellen Beatmung der Lunge eines Patienten vorgesehen ist.

Ein solches System ermöglicht es, den Blutgasaustausch des Patienten gleichzei- tig sowohl über die Lunge des Patienten, welche durch die Beatmungsvorrichtung unterstützt wird, als auch, wenn nötig, zusätzlich durch extrakorporalen Blutgas- austausch durchzuführen. Beatmungsvorrichtung und Vorrichtung zum extrakorpo- ralen Blutgasaustausch können koordiniert miteinander arbeiten. Alternativ kann für die maschinelle Beatmung der Lunge des Patienten eine zu- sätzliche Beatmungsvorrichtung verwendet werden.

Ein solches System ermöglicht es insbesondere, den intrakorporalen Blutgasaus- tausch durch die von der Beatmungsvorrichtung unterstützte Lunge und den extra- korporalem Blutgasaustausch koordiniert aufeinander abzustimmen. Auf diese Weise kann der Blutgasaustausch des Patienten besonders gut auf die individuel- len Bedürfnisse des Patienten eingestellt werden.

Das System kann wenigstens eine Anzeigenvorrichtung umfassen und dazu aus- gebildet sein, sowohl den Eintrag von Sauerstoff in das Blut des Patienten durch die Lunge / maschinelle Beatmung als auch den erfindungsgemäß bestimmten Eintrag von Sauerstoff in das Blut des Patienten durch extrakorporalen Blutgas- austausch quantitativ zu bestimmen und gemeinsam auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigen. Das System kann insbesondere dazu ausgebildet sein, das Verhältnis zwischen dem Eintrag von Sauerstoff in das Blut des Patienten durch die Lunge / maschinellen Beatmung und dem erfindungsgemäß quantitativ bestimmten Eintrag von Sauerstoff in das Blut des Patienten durch den extrakorporalen Blutgasaus- tausch zu bestimmen und auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen.

Die Anzeigevorrichtung kann als Teil der Beatmungsvorrichtung zur maschinellen Beatmung des Patienten ausgebildet sein. So können alle für die Sauerstoffversor- gung des Patienten relevanten Werte kompakt und auf einer einzigen Anzeigevor- richtung, insbesondere auf einem Bildschirm der Beatmungsvorrichtung, abgele- sen werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeigenvorrichtung an der Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in das Blut eines Patienten ausgebildet sein.

Neben den oben beschriebenen hinsichtlich Oxygenierung relevanten Größen kann die Anzeigenvorrichtung auch dazu ausgebildet sein, entsprechende für die Ventilation relevante Größen anzuzeigen, insbesondere den Austrag von Kohlendi- oxid aus dem Blut des Patienten durch die Lunge / maschinelle Beatmung sowie den erfindungsgemäß bestimmten Austrag von Kohlendioxid aus dem Blut des Pa- tienten durch extrakorporalen Blutgasaustausch quantitativ zu bestimmen und ge- meinsam auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigen. Das System kann insbesondere dazu ausgebildet sein, das Verhältnis zwischen dem Austrag von Kohlendioxid aus dem Blut des Patienten durch die Lunge / maschinellen Beatmung und dem erfin- dungsgemäß quantitativ bestimmten Austrag von Kohlendioxid aus dem Blut des Patienten durch den extrakorporalen Blutgasaustausch zu bestimmen und auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigen. Das gemeinsame Anzeigen von mehreren Werten, die für den Blutgasaustausch des Patienten repräsentativ und/oder relevant sind, vereinfacht es einem Bediener des Systems, den aktuellen Stand des Blutgasaustausches des Patienten jederzeit visuell zu erfassen und ggf. Parameter der Beatmung und/oder des extrakorpora- len Blutgasaustauschs anzupassen, um den Blutgasaustausch zu verbessern und/ oder den Fortgang einer Therapie zu überwachen und zu beeinflussen.

In einem erfindungsgemäßen System kann die Beatmungsvorrichtung, die zur ma- schinellen Beatmung des Patienten verwendet wird, dazu ausgebildet und vorge- sehen sein, der Vorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut das benötigte sauerstoffhaltige Gasgemisch zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche Vorrichtung zum Bereitstellen des sauerstoffhaltigen Gasge- mischs, beispielsweise einen Blender, verzichtet werden. Dadurch können die Kosten des Systems reduziert werden. Alternativ kann eine erste Beatmungsvorrichtung verwendet werden, um der Vor- richtung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut das im Betrieb benötigte sauerstoff- haltige Gasgemisch zur Verfügung zu stellen, und eine zusätzliche, zweite Beat- mungsvorrichtung kann zur maschinellen Beatmung des Patienten verwendet wer- den, so dass die Bereitstellung von sauerstoffhaltigem Gasgemisch an die Vorrich- tung zum Einträgen von Sauerstoff in Blut und die maschinelle Beatmung des Pati- enten unabhängig voneinander realisiert sind.

Das System kann auch eine Steuerung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine maschinelle Unterstützung der Atmung des Patienten durch die Beatmungsvorrich- tung einerseits und den extrakorporalen Blutgasaustausch durch die Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch andererseits in koordinierter Weise auto- matisiert durchzuführen, um den Gasaustausch im Blut eines Patienten zu unter- stützen und so gut wie möglich an den aktuellen Beatmungszustand des Patienten anzupassen.

Die Steuerung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die maschinelle Unter- stützung der Atmung des Patienten durch die Beatmungsvorrichtung einerseits und den extrakorporalen Blutgasaustausch durch die Vorrichtung zum extrakorpo- ralen Blutgasaustausch andererseits auf Grundlage des von der Vorrichtung zur Bestimmung des Eintrags von Sauerstoff in Blut quantitativ bestimmten Eintrags von Sauerstoff in das Blut und/oder auf Grundlage des bestimmten Sauerstoffge- halts im Blut durchzuführen und anzupassen.

Auf diese Weise kann der von dem System bewirkte Gasaustausch, insbesondere das Zusammenspiel zwischen der maschinellen Unterstützung der Atmung des Patienten durch die Beatmungsvorrichtung und dem extrakorporalen Blutgasaus- tausch durch die Vorrichtung zum extrakorporalen Blutgasaustausch, besonders effizient und zuverlässig an den aktuellen Zustand des Patienten angepasst wer- den.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.

Figur 1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein erfin- dungsgemäßes System zur Unterstützung des Blutgasaustauschs eines Patienten.

Figur 2 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausfüh- rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator.

Figur 3 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein alternati- ves Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator. Figur 4 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum quantitativen Be- stimmen des Eintrags von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator. Figur 1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein erfin- dungsgemäßes System 1 zur Unterstützung des Blutgasaustauschs eines Patien- ten 4 mit einer Vorrichtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch und mit einer Beatmungsvorrichtung 42 zur maschinellen Beatmung der Lunge des Patienten 4 durch einen in die Lunge des Patienten eingeführten Beatmungsschlauch 45.

Die Vorrichtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch umfasst eine Blutentnah- meleitung 6, über die einem Patienten 4 sauerstoffarmes Blut entnommen und von einer Fluidfördervorrichtung 8 einer Vorrichtung 15 zum Einträgen von Sauerstoff in das Blut zugeführt wird.

Die Vorrichtung 15 zum Einträgen von Sauerstoff in das Blut umfasst einem soge- nannten Oxygenator 10 mit einen in der Figur 1 im unteren Bereich des Oxygena- tors 10 schematisch dargestellten Blutbereich 10a, durch den das von der Fluidför- dervorrichtung 8 geförderte Blut fließt, und mit einem in der Figur 1 im oberen Be- reich des Oxygenators 10 dargestellten Gasbereich 10b, durch den ein sauerstoff- haltiges Gasgemisch strömt.

Das sauerstoffhaltige Gasgemisch wird von einer Vorrichtung 16 zur Bereitstellung von sauerstoffhaltigem Gasgemisch, beispielsweise von einem Blender 16 oder ei- ner in der Figur 1 nur sehr schematisch angedeuteten Beatmungsvorrichtung 42, über eine Gaszuführungsleitung 22a zur Verfügung gestellt. Details der Bereitstel- lung von Gasgemisch durch den Blender oder die Beatmungsvorrichtung sind in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Die Vorrichtung 16 zur Bereitstel- lung des sauerstoffhaltigen Gasgemischs ist mit Drucksensoren 17a, 17b ausge- stattet, die dazu ausgebildet sind, den Umgebungsdruck p _amb und bei Bedarf auch den Druck p _aw des von der Vorrichtung 16 bereitgestellten sauerstoffhaltigen Gas- gemischs zu messen.

Der Blutbereich 10a und der Gasbereich 10b des Oxygenators 10 sind durch eine Membran 12 voneinander getrennt. Die Membran 12 verhindert, das Blut aus dem Blutbereich 10a in den Gasbereich 10b gelangt. Die Membran 12 ist aber für Gase, insbesondere für Sauerstoff (O ₂ ) und Kohlendioxid (CO ₂ ), durchlässig. Demzufolge wird, während das sauerstoffhaltige Gasgemisch und das Blut durch den Oxygenator 10 strömen, Sauerstoff aus dem sauerstoffhaltigen Gasgemisch in das Blut übertragen. Gleichzeitig geht Kohlendioxid aus dem Blut in das durch den Oxygenator 10 strömende Gasgemisch über. Nachdem das Gasgemisch durch den Gasbereich 10a des Oxygenators 10 geströmt ist, wird es durch eine Gasab- führungsleitung 22b abgeführt.

Am Ausgang 14 des Blutbereichs 10a des Oxygenators 10 steht so sauerstoffhalti- ges und COz-armes Blut zur Verfügung, dass über eine Blutzuführungsleitung 18 dem Patienten 4 zugeführt wird.

Die in Figur 1 gezeigte Darstellung des Oxygenators 10 ist eine rein schematische, stark vereinfachte Darstellung, welche die Funktionsweise des Oxygenators 10 veranschaulicht. Der reale Aufbau des Oxygenators 10 kann von der stark verein- fachten Darstellung, die in der Figur 1 gezeigt ist, abweichen. Beispielsweise kann der Oxygenator 10 (in den Figuren nicht gezeigte) hohle Fasern aufweisen, die sich durch den Blutbereich 10a erstrecken und die von dem Blut umspült werden, wobei das sauerstoffhaltige Gasgemisch durch die hohlen Fasern strömt. Die Fa- sern sind so ausgebildet, dass ihre Wandungen als Membranen 12 wirken, die ei- nen Gasaustausch zwischen dem Blut, das die Fasern umströmt, und dem durch die hohen Fasern strömenden Gasgemisch ermöglichen.

Die Vorrichtung 16 zur Bereitstellung des sauerstoffhaltigen Gasgemischs kann so ausgebildet sein, dass sie es ermöglicht, den Oxygenator 10 zu spülen. Spülen des Oxygenators 10 umfasst, ein Spülfluid, insbesondere ein Spülgas mit starkem Fluidfluss bzw. Gasfluss, insbesondere einem Fluidfluss bzw. Gasfluss von min- destens 12 l/min für mehrere Sekunden durch den Oxygenator 10 zu leiten, ohne dabei einen vorgegebenen Maximaldruck des Gasgemischs im Oxygenator 10 zu überschreiten. Durch ein solches Spülen des Oxygenators 10 kann Wasser, das sich in der Membran 12 des Oxygenators 10 abgelagert hat und die Effizienz des Gasaustauschs durch die Membran 12 beeinträchtigt, aus der Membran 12 gelöst und zusammen mit dem Gasgemisch aus dem Oxygenator 10 gespült werden. Die Effizienz des Oxygenators 10 kann auf diese Weise (wieder) verbessert werden.

Um die Zufuhr von Sauerstoff zu dem Patienten 4 durch die Vorrichtung 2 zum Einträgen von Sauerstoff das Blut des Patienten 4 und ggf. zusätzlich durch eine mechanische Beatmungsvorrichtung 42 zur mechanischen Beatmung des Patien- ten 4 bedarfsgemäß einstellen zu können, ist es vorteilhaft, den Eintrag V' _O2 von Sauerstoff in das Blut des Patienten 4 und/oder der Austrag V' _CO2 CO ₂ aus dem Blut des Patienten 4 durch den Gasaustausch im Oxygenator 10 quantitativ be- stimmen zu können.

Figur 2 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausfüh- rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum quantitativen Bestim- men des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator 10. Optional kann die Vorrichtung 20 auch zum quantitativen Bestimmen des Austrags V' _CO2 von CO ₂ aus dem Blut des Patienten 4 ausgebildet sein.

Die Vorrichtung 20 zum quantitativen Bestimmen des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in das Blut umfasst einen in der Gaszuführungsleitung 22a angeordneten Gaszu- flusssensor 24a, der zur Messung des Gaszuflusses flow _STPin (insbesondere eines Massenflusses oder eines Volumenflusses) in den Oxygenator 10 ausgebildet ist, und einen ebenfalls in der Gaszuführungsleitung 22a angeordneten ersten Gas- sensor 26a, der insbesondere einen Sauerstoffsensor 26a umfasst, um den Sauer- stoffgehalt, insbesondere den Partialdruck p _O2in des Sauerstoffs in dem sauerstoff- haltigen Gasgemisch zu messen, das in den Oxygenator 10 einströmt.

In der Gasabführungsleitung 22b stromabwärts des Oxygenators 10 sind ein Gas- abflusssensor 24b und ein zweiter Gassensor 26b vorgesehen. Der Gasabfluss- sensor 24b ist zur Messung des Gasabflusses flow _STPout (insbesondere eines Mas- senflusses oder eines Volumenflusses) aus dem Oxygenator 10 vorgesehen und ausgebildet.

In dem Gaszuflusssensor 24a und in dem Gasabflusssensor 24b kann jeweils ein Temperatursensor vorgesehen sein, der zur Messung der Temperatur des Sensor- gehäuses bzw. der Umgebungstemperatur ausgebildet ist.

Der zweite Gassensor 26b umfasst insbesondere einen Sauerstoffsensor 26b, der es ermöglicht, den Sauerstoffgehalt, insbesondere den Partialdruck p _O2out des Sau- erstoffs in dem aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasgemisch, zu messen.

Da das Gasgemisch stets in der gleichen Richtung (in der Darstellung der Figur 2 von links nach rechts) durch den Oxygenator 10 strömt, sind der Gaszuflusssensor 24a und der Gasabflusssensor 24b so ausgebildet, dass sie jedenfalls für einen unidirektionalen Dauerbetrieb geeignet sind.

Die Gaszufluss- und Gasabflusssensoren 24a, 24b können initial kalibriert werden, indem sie zunächst direkt an den Ausgang der Vorrichtung 16 zur Bereitstellung von sauerstoffhaltigem Gasgemisch angeschlossen und mit einer definierten Flussrate von dem sauerstoffhaltigen Gasgemisch durchströmt werden.

Der Gaszuflusssensor 24a kann auch in die Vorrichtung 16 zur Bereitstellung des sauerstoffhaltigem Gasgemischs integriert sein. Insbesondere elektrische Blender können mit einem Flusssensor ausgestattet sein, der die Funktion des Gaszufluss- sensor 24a übernimmt.

In der Gaszuführungsleitung 22a und in der Gasabführungsleitung 22b können zu- sätzlich zu den Sauerstoffsensoren 26a, 26b auch weitere (Gas-)Sensoren, insbe- sondere CO ₂ -Sensoren, vorgesehen sein. Es können auch kombinierten Gassen- soren 26a, 26b vorgesehen sein, die in der Lage sind sowohl den Sauerstoffgehalt p _O2in bzw. p _O2out als auch den CO ₂ -Gehalt p _CO2in bzw. p _CO2out in dem in den Oxygena- tor 10 einströmenden und/oder in dem aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasgemisch zu messen. Auf diese Weise kann neben dem Eintrag V' _O2 von Sauer- stoff in das Blut bei Durchgang durch den Oxygenator auch der Austrag V' _CO2 von CO ₂ aus dem Blut quantitativ bestimmt werden.

Ist der CO ₂ -Gehalt in dem aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasgemisch hoch, kann es erforderlich sein, den gemessenen Gasabfluss flow _STPout in Abhän- gigkeit von dem CO ₂ -Gehalt beispielsweise mit einem vom Hersteller des Gasab- flusssensors 24b vorgegebenen Korrekturfaktor k zu korrigieren:

Alternativ sind auch mehrdimensionale Modelle für die Flusskorrektur spezifischer Flusssensoren denkbar. Solche Modelle können neben dem CO ₂ -Gehalt beispiels- weise auch den Sauerstoffgehalt und Stickstoffgehalt berücksichtigen. Zwischen der Gaszuführungsleitung 22a und einem Gaseingang 11a des Oxygenators 10 sowie zwischen einem Gasausgang 11 b des Oxygenators 10 und der Gasabfüh- rungsleitung 22b ist jeweils ein lösbare Fluidverbindung 27a, 27b ausgebildet, die es ermöglicht, den Oxygenator 10 lösbar mit der Gaszuführungsleitung 22a und der Gasabführungsleitung 22b derart zu verbinden, dass der Oxygenator 10 durch Lösen der Fluidverbindungen 27a, 27b einfach austauschbar ist. Der Oxygenator 10 ist demzufolge kein integraler Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum quantitativen Bestimmen des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in Blut. Der Oxy- genator 10 ist vielmehr ein Austauschteil, das durch die Fluidverbindungen 27a, 27b lösbar mit einer derartigen Vorrichtung 20 verbindbar und im Betrieb verbun- den ist, wie es in der Figur 1 gezeigt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Kopplung mit Oxygenatoren 10 verschiedenster Bauart ausgelegt, ohne dass es dabei auf die interne Konfiguration des jeweiligen Oxygenators ankommt.

Das dem Oxygenator 10 zugeführte sauerstoffhaltige Gasgemisch ist "trocken", d.h., es hat einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2 %, insbesondere einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 %.

Durch Bestimmen des dem Oxygenator 10 zufließenden Flusses des sauerstoff- haltigen trockenen Gasgemischs flow _STPin (z.B. als Massenfluss oder Volumenfluss) und des Gehalts an Sauerstoff p _O2in (z.B. als Partialdruck oder Mischungsverhält- nis) in diesem zufließenden Gasgemisch sowie durch Bestimmen des aus dem Oxygenator 10 abfließenden Flusses des Gasgemischs flow _STPout (z.B. als Massen- fluss oder als Volumenfluss) und dem Gehalt an Sauerstoff p _O2out (z.B. als Partial- druck oder Mischungsverhältnis) in diesem abfließenden Gasgemisch kann die Menge an Sauerstoff V'O2 quantitativ bestimmt werden, die im Oxygenator 10 aus dem sauerstoffhaltigen Gasgemisch in das Blut übertragen worden ist:

Dabei ist flow _STPout der zuvor berechnete korrigierte Fluss flow _{STPout_corrCO} . In dem in der Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann, insbesondere, wenn das durch den Oxygenator 10 strömende Gasgemisch in einem geschlossenen System zirkuliert, p _AWin deutlich größer als p _AWout sein. p _AWin kann beispielsweise zwi- schen etwa 0.5 mbar und 15 mbar betragen, während p _AWout bei quasi 0 mbar liegt. Die Änderungen von p _AWin hängen von den Eigenschaften des Oxygenators 10 und dem von der Vorrichtung 16 bereitgestellten Fluss ab. In dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in der Figur 3 gezeigt ist und das weiter unten beschrieben wird, ist das System "offen": Das aus dem Oxygenator 10 aus- strömende Gasgemisch wird durch die Gasabführungsleitung 22b in die Umge- bung abgegeben. In einem offenen System ist p _AWout = p _AWin = 0, so dass p _AWout und p _AWin bei der Berechnung von \Z'O2 nicht berücksichtigt werden müssen.

Bei der Menge flow _STPout des abfließenden Gasgemischs kann es sich gegebenen- falls um den aufgrund eines hohen CO ₂ -Anteils korrigierten Gasabfluss flow _{STPout_corr} handeln, wie es zuvor beschrieben worden ist.

Für die hier beschriebenen Messungen und die sich daraus ergebende quantitati- ve Bestimmung der Menge an Sauerstoff, die im Oxygenator 10 aus dem sauer- stoffhaltigen Gasgemisch in das Blut übertragen worden ist, ist es nicht notwendig, in den extrakorporalen Blutkreislauf einzugreifen. Daher können beispielsweise die Gassensoren 24a, 26a, 24b, 26b, die in der Regel eine begrenzte Lebensdauer haben, bei Bedarf ausgetauscht werden, ohne dafür den extrakorporalen Blutkreis- lauf zu unterbrechen. Der Austausch der Sensoren 24a, 26a, 24b, 26b kann daher besonders einfach und hygienisch durchgeführt werden, ohne dass dabei Blut in die Umgebung gelangt. Da alle zu messende Größen lediglich das Gasgemisch betreffen, verlangen die Messungen keinerlei physischen Kontakt mit dem Blut.

Dies erlaubt es, Sensoren mit einfacherer Bauart einzusetzen (insbesondere Gas- sensoren, die zur Messung in gasförmigen Fluiden ausgelegt sind), die zudem eine längere Betriebsdauer und Haltbarkeit aufweisen als Sensoren, die mit Blut in Kontakt kommen.

Während das Blut und das Gasgemisch durch den Oxygenator 10 strömen, geht in der Regel auch Feuchtigkeit aus dem Blut in das Gasgemisch über, so dass die Feuchtigkeit des Gasgemischs bei Durchgang durch den Oxygenator erhöht wird.

Eine erhöhte Feuchtigkeit des Gasgemischs kann bei der Bestimmung der Fluss- rate und der Sauerstoffkonzentration des aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasgemischs berücksichtigt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Sensoren 24b und 26b nahe beieinander positioniert werden und dadurch in den gleichen Gasbedingungen messen. Insbesondere sollen bei beiden Sensoren glei- che Bedingungen in Bezug auf die Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt des Gas- gemischs vorherrschen. Eine hohe Feuchtigkeit in dem aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasge- misch kann zu Kondensation von im Gasgemisch enthaltenem Wasserdampf in der Gasabführungsleitung 22b und/oder im Gasabflusssensor 24b führen. Insbe- sondere eine Kondensation von Wasserdampf im Gasabflusssensor 24b würde die Messergebnisse verfälschen.

Der Gasabflusssensor 24b kann deshalb mit einer Heizvorrichtung 39 ausgestattet sein, die es ermöglicht, den Gasabflusssensor 24b, insbesondere Komponenten des Gasabflusssensors 24b, die mit dem feuchten Gasgemisch in Kontakt kom- men, zu beheizen, um zu verhindern, dass in dem Gasgemisch enthaltener Was- serdampf in dem Gasabflusssensor 24b kondensiert und die Messergebnisse ver- fälscht. Entsprechendes gilt auch für Feuchtigkeit, die bereits stromaufwärts kon- densiert ist, als Wassertröpfchen zu dem Gasabflusssensor 24b transportiert wird und sich dort niederschlägt. Auch diese kondensierte Feuchtigkeit kann durch ent- sprechendes Heizen verdunsten.

Alternativ oder zusätzlich können auch andere Maßnahmen getroffen werden, um das Kondensieren von Feuchtigkeit aus dem Gasgemisch die Ansammlung kon- densierten Wassers in der Gasabführungsleitung 22b und im Gasabflusssensor 24b zu verhindern. Beispielsweise können für zumindest Teile bzw. Abschnitte der Gasabführungsleitung 22b feuchtigkeitsdurchlässige Elemente 29, z.B. feuchtig- keitsdurchlässige Röhren oder Schläuche, verwendet werden, die einen Austausch von Feuchtigkeit zwischen dem durch das jeweilige feuchtigkeitsdurchlässige Ele- ment 29 strömenden Gasgemisch und der Umgebung erlauben, und die es auf diese Weise ermöglichen, Feuchtigkeit aus dem Gasgemisch an die Umgebung abzugeben und/oder Feuchtigkeit aus der Umgebung in das Gasgemisch aufzu- nehmen. Die Gasabführungsleitung 22b kann insbesondere unmittelbar vor dem Gasabflusssensor 24b mit einem feuchtigkeitsdurchlässigen Element 29 ausgebil- det sein, wie es in der Figur 2 gezeigt ist.

Die feuchtigkeitsdurchlässigen Elemente 29 können insbesondere Polymermem- branen umfassen. Feuchtigkeitsdurchlässige Elemente 29 sind auch als soge- nannte "Nation Tubes" bekannt.

Um den Eintrag V' _O2 von Sauerstoff in das Blut bzw. den Austrag V' _CO2 von CO ₂ aus dem Blut mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmen zu können, müssen die Abweichung zwischen den von dem Gaszuflusssensor 24a und dem Gasabfluss- sensor 24b bei gleicher Menge an strömendem Fluid gelieferten Messwerten, die sich insbesondere aus Fertigungstoleranzen der Gaszufluss- und Gasabflusssen- soren 24a, 24b ergeben können, hinreichend klein sein. Der Gaszuflusssensor 24a und der Gasabflusssensor 24b sind daher vorzugsweise so ausgebildet, dass die

Abweichung zwischen von dem Gaszuflusssensor 24a und dem Gasabflusssensor 24b bei gleichem Gasfluss gelieferten Messwerten kleiner als 2 %, insbesondere kleiner als 1 %, ist. Auch die Abweichungen zwischen den von dem ersten Gassensor 26a und den von dem zweiten Gassensor 26b bei gleicher Sauerstoff- bzw. CO ₂ -Konzentration im Gasgemisch gelieferten Messwerten müssen hinreichend klein sein. Vorzugs- weise sind die Abweichungen zwischen den bei gleicher Sauerstoff- bzw. CO ₂ - Konzentration im Gasgemisch von den beiden Gassensoren 26a, 26b gelieferten Messwerten kleiner als 0,5 %, insbesondere kleiner als 0,2 %. Dies stellt hohe An- forderungen an die Genauigkeit der verwendeten Gassensoren 26a, 26b, die ins- besondere nur sehr geringe Fertigungstoleranzen aufweisen dürfen.

Um Messfehler, die sich aus toleranzbedingten Abweichungen der von den beiden Gassensoren 26a, 26b gelieferten Messwerte ergeben, zu vermeiden, kann anstel- le von zwei Gassensoren 26a, 26b, die stromaufwärts und stromabwärts des Oxy- genators 10 angeordnet sind, wie es in der Figur 2 gezeigt ist, ein einziger Gas- sensor 26 verwendet werden, um sowohl den Sauerstoff- bzw. den CO ₂ -Gehalt des in den Oxygenator 10 einströmenden Gasgemischs als auch den Sauerstoff- bzw. den CO ₂ -Gehalt des aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasgemischs zu messen.

Figur 3 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausführungs- beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum quantitativen Bestimmen des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator 10, die mit nur ei- nem einzigen Gassensor 26 ausgestattet ist. In Figur 3 sind diejenigen Komponen- ten, die solchen Komponenten entsprechen, die bereits in Bezug auf das in der Fi- gur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, mit denselben Be- zugszeichen versehen wie in Figur 2. Zur Erläuterung dieser Komponenten wird auf die Beschreibung zu Figur 2 verwiesen, die für diese Komponenten in gleicher

Weise für das in der Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel gilt. Wie in dem in dem Ausführungsbeispiel, das in der Figur 2 gezeigt ist, umfasst auch das in der Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Gaszuführungsleitung 22a, um dem Oxygenator 10 ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zuzuführen, und eine Gasabführungsleitung 22b, die dazu vorgesehen ist, das Gasgemisch nach dem Passieren des Oxygenators 10 abzuführen.

Wie in dem in dem in der Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Gaszu- flusssensor 24a in der Gaszuführungsleitung 22a angeordnet, und ein Gasabfluss- sensor 24b und ein Temperatursensor 25 sind in bzw. an der Gasabführungslei- tung 22b vorgesehen.

Die von dem Temperatursensor 25 gemessene Temperatur Tempout kann zur Be- rechnung eines korrigierten Sauerstoffdrucks p _O2outcorr verwendet werden (s.u.). Ein dezidierter Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Gasgemischs kann genauere Messergebnisse liefern als ein in den beheizten Gasabflusssensor 24b integrierter Temperatursensor.

An der Gaszuführungsleitung 22a ist zwischen dem Gaszuflusssensor 24a und dem Oxygenator 10 ein erster Abzweig 32a ausgebildet. Eine erste Gassensorzu- flussleitung 34a führt von dem ersten Abzweig 32a zu einem ersten Eingang 28a eines Gasumschaltventils 28. Ein zweiter Eingang 28b des Gasumschaltventils 28 ist durch eine zweite Gassensorzuflussleitung 34b fluidisch mit einem zweiten Ab- zweig 32b verbunden, der stromabwärts des Temperatursensors 25 und des Gas- abflusssensors 24b an der Gasabführungsleitung 22b ausgebildet ist.

Ein Ausgang 28c des Gasumschaltventils 28 ist fluidisch mit einem Gassensor 26 verbunden. Auf diese Weise kann dem Gassensor 26 durch Umschalten des Ga- sumschaltventils 28 wahlweise Gasgemisch aus der Gaszuführungsleitung 22a stromaufwärts des Oxygenators 10 oder Gasgemisch aus der Gasabführungslei- tung 22b stromabwärts des Oxygenators 10 zugeführt werden.

In der Gassensorzuflussleitung 34b und/oder stromabwärts des Gasumschaltven- tils 28 kann wenigstens eines der bereits im Zusammenhang mit dem in der Fi- gur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel beschriebenen feuchtigkeitsdurchlässigen Elemente 29 vorgesehen sein, die es ermöglichen, Feuchtigkeit aus dem aus dem

Oxygenator 10 austretenden Gasgemisch an die Umgebung abzugeben. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit, die in dem Oxygenator 10 aus dem Blut in das Gasgemisch eingetragen worden ist, in der Gassensorzuflusslei- tung 34b, in dem Gasumschaltventil 28 und/oder in dem Gassensor 26 kondensi- ert. Zwischen dem Ausgang 28c des Gasumschaltventils 28 und dem Gassensor 26 ist eine Gasfördervorrichtung (Pumpvorrichtung) 30 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, das Gasgemisch mit einem Überdruck durch den Gassensor 26 zu fördern. In einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in den Figuren nicht explizit gezeigt ist, kann die Gasfördervorrichtung 30 auch stromabwärts des Gassensors 26 an- geordnet sein, so dass sie das Gasgemisch durch den Gassensor 26 saugt.

So wie die Gassensoren 26a, 26b des in der Figur 2 gezeigten Ausführungsbei- spiels kann der einzige Gassensor 26 einen Sauerstoffsensor, einen CO ₂ -Sensor oder eine Kombination aus einem Sauerstoffsensor und einem CO ₂ -Sensor umfas- sen, so dass der Gassensor 26 in der Lage ist, den Sauerstoffgehalt p ₀₂ und/oder den CO ₂ -Gehalt p _CO2 in dem Gasgemisch, das durch den Gassensor 26 strömt, zu messen.

Das Gasumschaltventil 28 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, zwischen ei- nem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand umzuschalten.

Im ersten Schaltzustand des Gasumschaltventils 28 wird dem Gassensor 26 ein Teil des Gasgemischs, das durch die Gaszuführungsleitung 22a strömt, zugeführt, so dass von dem Gassensor 26 der Sauerstoffgehalt und/oder der CO2-Gehalt des in den Oxygenator 10 einströmenden Gasgemischs gemessen wird.

Im zweiten Schaltzustand des Gasumschaltventils 28 wird dem Gassensor 26 ein Teil des Gasgemischs aus der Gasabführungsleitung 22b, das aus dem Oxygena- tor 10 ausgeströmt ist, zugeführt, so dass von dem Gassensor 26 der Sauerstoff- gehalt und/oder der CO2-Gehalt des aus dem Oxygenator 10 ausströmenden

Gasgemischs gemessen wird.

Dadurch, dass in dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Sauerstoff- gehalt und/oder der CO2-Gehalt des in den Oxygenator 10 einströmenden Gasge- mischs und der Sauerstoffgehalt und/oder der CO2-Gehalt des aus dem Oxygena- tor 10 ausströmenden Gasgemischs mit demselben Gassensor 26 gemessen wer- den, können Abweichungen und Messfehler, die sich daraus ergeben können, dass der Sauerstoff- bzw. CO ₂ -Gehalt des in den Oxygenator 10 einströmenden Gasgemischs und des aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gasgemischs mit verschiedenen Gassensoren 26a, 26b gemessen werden, zuverlässig vermieden werden. Insbesondere heben sich abweichende Messergebnisse, die auf systema- tische Fehler zwischen verschiedenen Sensoren zurückzuführen sind (wie herstel- lungsbedingte Toleranzen, Driftvorgänge, zeitliche Veränderungen von Empfind- lichkeiten oder Sensitivität eines Sensors), auf, wenn Differenzen zwischen Mess- werten gebildet werden, die von demselben Sensor gemessen worden sind. Wie auch in Ausführungsbeispiel aus Figur 2 ist die Feuchtigkeit des aus dem Oxy- genator ausströmenden Gasgemischs erhöht, insbesondere wenn das Gasge- misch, das dem Oxygenator 10 durch die Gaszuführungsleitung 22a, beispielswei- se von einem Blender, zugeführt wird, trocken ist, d.h. wenn das dem Oxygenator 10 zugeführte Gasgemisch einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2 %, insbe- sondere einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 %, aufweist. Ein derart gerin- ger Feuchtigkeitsgehalt kann beispielsweise vorliegen, wenn das dem Blender zu- geführten Gasgemisch aus einer Hochdruckgasquelle stammt. Bei einem trocke- nen Gasgemisch kann angenommen werden, dass flow _in und pO2 _in unter densel- ben Bedingungen gemessen werden, auch wenn der Gaszuflusssensor 24a und der Gassensor 26 nicht unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.

Für das aus dem Oxygenator 10 ausströmende Gasgemisch kann nicht angenom- men werden, dass es sich um eine trockenes Gasgemisch handelt, da in dem Oxygenator 10 Feuchtigkeit aus dem Blut in das Gasgemisch eingebracht wird, die im Strömungsweg zwischen dem Gasabflusssensor 24b und dem Gassensor 26 kondensieren kann.

Insbesondere kann das am Gassensor 26 ankommende Gasgemisch, das aus dem Oxygenator 10 ausgetreten ist, bei hinreichend langen Leitungslängen abküh- len. Dadurch kann die in dem Gasgemisch enthaltenen Feuchtigkeit kondensieren, was zu einer Reduktion der Feuchtigkeit im Gasgemisch selbst führt. Dadurch messen die beiden Sensoren 24b, 26 den Fluss flow _out und den Druck p _out nicht bei denselben Messbedingungen. Je nach Leitungslänge und Ausführung der Gassensorzuflussleitung 34b kann es daher erforderlich sein, das Ergebnis der Messung des Gassensors 26 bei der Er- fassung des aus dem Oxygenators 10 ausströmenden Gasgemischs zu korrigie- ren, um die ausgangsseitigen Sensorsignale auf die gleichen Messbedingungen zu bringen.

Für die Korrektur wird im Rahmen einer Kalibrierung, die weiter unten beschrieben wird, ein Korrekturfaktor rp bestimmt. Mit Hilfe des Korrekturfaktors rp kann aus dem von dem Gassensor 26 gemessenen Sauerstoffpartialdruck pO2 _out ein korri- gierter Sauerstoffpartialdruck p _O2outcorr berechnet werden:

Dadurch wird der Sauerstoffpartialdruck pO2 _out auf die Bedingungen am Gasfluss- sensor 24b korrigiert. Die aus dem Gasgemisch in des Blut übertragene Sauer- stoffmenge V’O2 wird dann unter Verwendung des so korrigierten Sauerstoffparti- aldrucks p _O2outCoor berechnet:

Da es sich bei dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel um ein offenes System handelt, bei dem das aus dem Oxygenator 10 ausströmende Gasgemisch durch die Gasabführungsleitung 22b in die Umgebung abgegeben wird und in der Umgebung der Umgebungsdruck p _ambient herrscht, ist in diesem Fall p _AWout = p _AWin = 0. p _AWout und p _AWin sind daher in der hier angegebenen Formel für V’O2 nicht enthalten.

Im Falle eines geschlossenen Systems, in dem die Gasabführungsleitung 22b nicht in direkter Fluidverbindung mit der Umgebung steht, müssen p _AWout und p _AWin berücksichtigt werden, wie es zuvor beschrieben worden ist.

Zur Kalibrierung, d.h. zur Bestimmung des Korrekturfaktors rp wird trockenes rei- nes Sauerstoffgas, d.h. Sauerstoffgas mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2 %, insbesondere mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 %, und mit einem Sauerstoffgehalt von nahezu 100%, in den Oxygenator 10 eingeleitet und im Oxygenator 10 auf eine Feuchtigkeit von 97% befeuchtet. Dabei wird der Oxy- genator 10 so betrieben, dass im Oxygenator 10 kein Austausch von Sauerstoff und/oder CO ₂ stattfindet, wodurch der Sauerstoffgehalt des durch den Oxygenator 10 strömenden Gases unverändert bei nahezu 100% verbleibt.

Der Druck pO2 _{in( dry)} des in den Oxygenator 10 einströmenden Sauerstoffgases und der Druck pO2 _out des aus dem Oxygenator 10 ausströmenden trockenen Sauer- stoffgases werden gemessen, und der Korrekturfaktor rp wird aus der Differenz zwischen den beiden Drücken bestimmt: rp = pO2 _{in( dry)} - pO2 _out

Mit dem Korrekturfaktor rp kann ein korrigierter Sauerstoffdruck p _O2outcorr berechnet werden: p _O2outcorr = p _{O2out(gemessen)} - pH2O _{out(bei 97% Feuchtigkeit)} +rp. pH2O _O ut wird dabei unter der Annahme, dass das Gasgemisch am Gasabflusssen- sor 24b einen Feuchtigkeitsgehalt von 97% hat, mit Hilfe der sogenannten Teton- Gleichung bestimmt:

Dabei werden die Temperatur Tempout in °C und der Druck pH2O _ou t in mbar ange- geben. Bei einer angenommenen Feuchtigkeit des Gases am Gasabflusssensor 24b von 97% ist rh* = 97; d.h., für rh* wird der Wert der Feuchtigkeit in Prozent in die Teton-Gleichung eingesetzt.

Die auf diese Weise für den Korrekturfaktor rp und pH2O _ou/ bestimmten Werte wer- den gespeichert und können beim Einsatz der Vorrichtung an einem Patienten 4 zu Berechnung der Übertrags V’O2 von Sauerstoff aus dem Gasgemisch in das Blut unter Berücksichtigung des veränderten Feuchtigkeitsgehaltes des Gasge- mischs verwendet werden. Für die zuvor beschriebene Kalibrierung ist es notwendig, den Oxygenator 10 so zu betreiben, dass im Oxygenator 10 nur Feuchtigkeit, aber keine Gase, insbeson- dere kein Sauerstoff und kein CO ₂ ausgetauscht werden. Ein derartiger Betrieb des Oxygenators 10 kann in der Regel nur beim Hersteller, in einem sogenannten Benchaufbau realisiert werden. Die zuvor beschriebene Kalibrierung kann daher in der Regel nur bei Hersteller, nicht aber beim Anwender, durchgeführt werden.

Vorrichtungen 20, die stromabwärts des Oxygenators 10 mit wenigstens einem feuchtigkeitsdurchlässigen Element 29 ausgestattet sind, können auch beim An- wender kalibriert werden.

Dazu wird in einer Vorrichtung 20, wie sie schematisch in der Figur 3 gezeigt ist, dem Gassensor 26 zunächst durch die erste Gassensorzuflussleitung 34a und das entsprechend geschaltete Gasumschaltventil 28 trockenes reines Sauerstoffgas zugeführt, wie es zuvor beschrieben worden ist. Der Druck pO2 _outdry des trockenen Sauerstoffgases wird mit dem Gassensor 26 gemessen und zur späteren Verwen- dung gespeichert.

In einem zweiten Schritt wird das trockene reine Sauerstoffgas direkt durch das feuchtigkeitsdurchlässige Element 29 und das Gasumschaltventil 28 dem Gas- sensor 26 zugeführt.

Das Sauerstoffgas nimmt dabei insbesondere so viel Feuchtigkeit aus der Umgebung auf, dass das Sauerstoffgas, das aus dem feuchtigkeits-durchlässigen Element 29 austritt und in den Gassensor 26 einströmt, den gleichen Feuchtigkeitsgehalt wie die Umgebungsluft hat. Von dem Gassensor 26 wird der Druck pO2 _outa mbient des auf diese Weise befeuchteten Sauerstoffgases gemessen.

Wie zuvor beschrieben, kann dann der im Betrieb am Patienten 4 gemessene Druck pO2 _out des aus dem Oxygenator 10 ausströmenden Gases unter Verwendung des Drucks pH2O bei 97% Feuchtigkeit, der, wie zuvor beschrieben, mit Hilfe der Tetons-Gleichung bestimmt wird, auf pO2 _outcorr korrigiert werden, um den korrekten Wert für die aus dem sauerstoffhaltigen Gas in das Blut einge- tragene Sauerstoffmenge V'O2 zu bestimmen.

Da bei diesem Verfahren, bei dem die Befeuchtung des Gases nur in dem feuchtigkeitsdurchlässigen Element 29 stattfindet, keine kontrollierte Befeuchtung des Gases im Oxygenator 10 durchgeführt werden muss, für die ein spezieller Messaufbau erforderlich ist, können Vorrichtungen 20, die mit wenigstens einem feuchtigkeitsdurchlässigen Element 29 ausgestattet sind, auch beim Anwender kalibriert werden.

Die Kalibrierung derartiger Vorrichtungen 20 kann bei Bedarf, z.B. nach dem Austauschen einer oder mehrerer Komponenten der Vorrichtung 20 und/oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen, wiederholt werden, um die Korrektheit der von der Vorrichtung 20 gelieferten Messergebnisse über einen möglichst langen Zeitraum zu gewährleisten.

In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, das mit nur einem einzigen Gassensor 26 ausgestattet ist, kann die Gaszufuhr aus der Vorrichtung 16 zur Be- reitstellung von sauerstoffhaltigem Gasgemisch moduliert sein, um den fehlenden Fluss an sauerstoffhaltigem Gasgemisch, das nicht in den Oxygenator 10 strömt, da es durch die erste Gassensorzuflussleitung 34a und das Gasumschaltventil 28 in den Gassensor 26 umgeleitet wird, zu kompensieren. Dies bedeutet, die Gaszu- fuhr kann um den durch den Gassensor geführten Gasfluss erhöht werden, wenn das Gasumschaltventil 28 in den ersten Schaltzustand geschaltet wird, so dass der Fluss an sauerstoffhaltigem Gasgemisch durch den Oxygenator 10 durch das Umschalten des Gasumschaltventils 28 nicht verändert wird, sondern im Wesentli- chen konstant bleibt. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Gasaus- tausch im Oxygenator 10 durch das Umschalten des Gasumschaltventils 28 beein- flusst wird.

Figur 4 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein weiteres Aus- führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum quantitativen Be- stimmen des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in Blut durch einen Oxygenator 10. Auch die in der Figur 4 gezeigte Vorrichtung 20 ist, so wir die in der Figur 3 gezeigte Vor- richtung 20, mit nur einem einzigen Gassensor 26 ausgestattet.

Anders als die in der Figur 3 gezeigte Vorrichtung 20 umfasst die in der Figur 4 ge- zeigte Vorrichtung 20 drei Umschaltventile 28, 31 , 33. In der Figur 4 sind diejeni- gen Komponenten der Vorrichtung 20, die Komponenten entsprechen, die bereits mit Bezug auf die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele be- schrieben worden sind, mit denselben Bezugszeichen wie den Figuren 2 und 3 versehen. Zur Erläuterung dieser Komponenten wird auf die Beschreibung der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele verwiesen, die hinsichtlich der gemeinsamen Komponenten auch für das in der Figur 4 gezeigte Ausführungs- beispiel gilt.

Das in der Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst ein erstes Gasumschalt- ventil 28, das es ermöglicht, das durch die Gaszuführungsleitung 22a strömende sauerstoffhaltige Gasgemisch, nachdem es den Gaszuflusssensor 24a passiert hat, wahlweise direkt dem Oxygenator 10, oder zunächst dem Gassensor 26 zuzu- führen. Das dem Gassensor 26 zugeführte Gasgemisch wird, nachdem es durch die Gasfördervorrichtung 30 und den Gassensor 26 geströmt ist, durch ein zweites Gasumschaltventil 33 dem Gaseingang 11a des Oxygenators 10 zugeführt.

In der Gasabführungsleitung 22b ist stromabwärts des Gasabflusssensors 24b ein drittes Gasumschaltventil 31 vorgesehen, das es ermöglicht, das aus dem Oxyge- nator 10 ausströmende Gasgemisch wahlweise dem Gassensor 26 zuzuführen.

Durch geeignetes Umschalten der Umschaltventile 28, 31 , 33 kann somit wahlwei- se das in den Oxygenator 10 einströmende, sauerstoffreiche Gasgemisch aus der Gaszuführungsleitung 22a, oder das aus dem Oxygenator 10 ausströmende, sau- erstoffarme Gasgemisch aus der Gasabführungsleitung 22b durch den Gassensor 26 geleitet werden, um den Sauerstoffgehalt des jeweiligen Gasgemischs mit dem Gassensor 26 bestimmen zu können.

In dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der gesamte Gasfluss, der durch die Gaszuführungsleitung 22a strömt vollständig in den Oxygenator 10 ge- führt. Dies kann durch entsprechendes Schalten der Umschaltventile 28, 31 , 33 er- reicht werden.

Im Gegensatz zu dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann so der Fluss des sauerstoffhaltigen Gasgemischs, das durch den Oxygenator 10 strömt konstant gehalten werden. Eine Modulation des Gasflusses in der Gaszuführungs- leitung 22a, wie sie zuvor für das in der Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel be- schrieben worden ist, ist in dem in der Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel da- her nicht erforderlich.

In den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen können die Ga- sumschaltventile 28, 31 , 33 beispielsweise in Intervallen zwischen 30 Sekunden und 120 Sekunden, insbesondere in Intervallen zwischen 60 Sekunden und 90 Se- kunden, zwischen ihrem jeweiligen ersten Schaltzustand und ihrem jeweiligen zweiten Schaltzustand umgeschaltet werden. Es sind jedoch auch kürzere Inter- valle möglich.

Die Frequenz, mit der die Gasumschaltventile 28, 31 , 33 zwischen ihrem jeweili- gen ersten Schaltzustand und ihrem jeweiligen zweiten Schaltzustand umgeschal- tet werden, kann auch variabel sein. Die Frequenz, mit der die Gasumschaltventile 28, 31 , 33 zwischen ihren jeweiligen Schaltzuständen umgeschaltet werden, kann beispielsweise reduziert werden, d.h. die Umschalt-Intervalle können verlängert werden, wenn sich die Sauerstoffkon- zentration am Einlass über einige Zeit als konstant erwiesen hat. In diesem Fall kann es ausreichend sein, die Sauerstoffkonzentration nur nach einer Änderung durch den Nutzer und/oder in einen längeren zeitlichen Abständen, z.B. in zeitli- chen Intervallen von 10 min, zu überprüfen.

In den in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Vor- richtung 20 zum quantitativen Bestimmen des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in das Blut jeweils eine Auswertungsvorrichtung 36 auf, die dazu ausgebildet ist, aus den von den Drucksensoren 17a, 17b (siehe Figur 1), dem Gaszuflusssensor 24a, dem Gasabflusssensor 24b, dem wenigstens einen Gassensor 26, 26a, 26b und ggf. dem Temperatursensor 25 bereitgestellten Messwerten den Eintrag von Sauerstoff in das Blut und optional auch den Austrag V' _CO2 von CO ₂ aus dem Blut quantitativ zu bestimmen.

Unter der Annahme, dass das Blut, das den Oxygenator 10 durch den Ausgang 14 des Blutbereichs 10a verlässt, nahezu vollständig, d.h. zu nahezu 100 %, mit Sau- erstoff gesättigt ist, kann aus dem so bestimmten Eintrag V' _O2 von Sauerstoff in das Blut auch der Sauerstoffgehalt des Bluts vor dem Eintreten in den Oxygenator

10 quantitativ bestimmt werden. Aus dieser Information können Rückschlüsse auf den Zustand, insbesondere auf den Beatmungszustand, des Patienten 4 gezogen werden. In den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen, in denen die Vor- richtung 20 mit wenigstens einem Gasumschaltventil 28, 31 , 33 und mit nur einem einzigen Gassensor 26 ausgestattet ist, ist die Auswertungsvorrichtung 36 zusätz- lieh auch als Ansteuervorrichtung ausgebildet, die das wenigstens eine Gasum- schaltventil 28, 31 , 33 so ansteuert, dass von dem Gassensor 26 wahlweise der Sauerstoff- und/oder der CO ₂ -Gehalt des in den Oxygenator 10 einströmenden Gasgemischs und der Sauerstoff- und/oder der CO ₂ -Gehalt des aus dem Oxyge- nator 10 ausströmenden Gasgemischs gemessen wird.

In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Auswertungsvorrich- tung 36 auch dazu ausgebildet sein, die Gaszufuhr aus der Vorrichtung 16 zur Be- reitstellung von sauerstoffhaltigem Gasgemisch (siehe Figur 1) zu modulieren, um die vor dem Oxygenator 10 aus der Gaszuführungsleitung 22a zum Gassensor 26 abgeführte Teilmenge des sauerstoffhaltigen Gasgemischs zu kompensieren, wie es zuvor beschrieben worden ist.

Die von den Sensoren 17a, 17b, 24a, 24b, 25, 26, 26a, 26b gemessenen Werte und/oder die von der Auswertungsvorrichtung 36 aus diesen gemessenen Werten bestimmten Werte, insbesondere der Sauerstoffeintrag V' _O2 in das Blut und/oder der CO ₂ -Austrag V' _CO2 aus dem Blut im Oxygenator 10, können auf einer Anzeige- vorrichtung 38, beispielsweise auf einem elektronischen Bildschirm 38 der Vorrich- tung 20, angezeigt werden.

Alternativ oder zusätzlich zu der Anzeigevorrichtung 38 kann eine Kommunikati- onsvorrichtung 40 vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, wenigstens einen der gemessenen und/oder bestimmten Werte an eine weitere Vorrichtung 42 zu über- tragen. Beispielsweise kann wenigstens einer der gemessenen und/oder bestimm- ten Werte an eine Beatmungsvorrichtung 42 übertragen werden, die dazu vorge- sehen ist, den Patienten 4 mechanisch zu beatmen. Die Kommunikationsvorrich- tung 40 kann auch dazu ausgebildet sein, Werte von einer weiteren Vorrichtung 42, insbesondere von einer Beatmungsvorrichtung 42, zu empfangen, so dass auch die Werte, die von einer weiteren Vorrichtung, insbesondere der Beatmungs- vorrichtung 42, zur Verfügung gestellt werden, auf der Anzeigevorrichtung 38 an- gezeigt werden können.

Die Kommunikationsvorrichtung 40 kann von der Beatmungsvorrichtung 42 bei- spielsweise Informationen über den Eintrag V' _{O2_Lunge} von Sauerstoff in das Blut des Patienten 4 durch maschinelle Beatmung, die von der Beatmungsvorrichtung 42 durchgeführt wird, erhalten. Diese Informationen können gemeinsam mit den von der Auswertungsvorrichtung 36 bestimmten Informationen auf der Anzeigevorrichtung 38 dargestellt werden.

Optional kann auch das Verhältnis R = V' _{O2_Lunge} / V' _O2 zwischen dem Eintrag V' _{O2_Lunge} von Sauerstoff in das Blut des Patienten 4 durch die maschinellen Beat- mung und dem Eintrag V' _O2 von Sauerstoff in das Blut des Patienten durch den ex- trakorporalen Blutgasaustausch bestimmt und auf der Anzeigevorrichtung 38 an- gezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Werte auch auf einer Anzeigevorrichtung 44, die an der Beatmungsvorrichtung 42 ausgebildet ist, angezeigt werden, nach- dem die von der Auswertungsvorrichtung 36 bestimmten Werte von der Kommuni- kationsvorrichtung 40 an die Beatmungsvorrichtung 42 übertragen worden sind. Dadurch, dass alle relevanten Werte, insbesondere der Eintrag V' _{O2_Lunge} von Sau- erstoff in das Blut des Patienten 4 durch die maschinellen Beatmung und der Ein- trag V' _O2 von Sauerstoff in das Blut des Patienten 4 durch den extrakorporalen Blutgasaustausch und/oder deren Verhältnis R = V' _{O2_Lunge} / V' _O2 auf einer gemein- samen Anzeigevorrichtung 38, 44 angezeigt werden, kann die Bedienung der Vor- richtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch und der Beatmungsvorrichtung 42 erheblich vereinfacht und verbessert werden, da alle für den Blutgasaustausch relevanten Informationen an einem Ort zusammengefasst sind, so dass sie ge- meinsam abgelesen und unmittelbar miteinander verglichen werden können. Eine solche gemeinsame Darstellung ermöglicht es einem Bediener, das Zusam- menspiel zwischen der maschinellen Beatmung und dem extrakorporalen Blutgas- austausch aufeinander abzustimmen, um das Blut des Patienten 4 so gut wie möglich mit Sauerstoff zu versorgen. Zusätzlich oder alternativ zu den Werten über den Eintrag V' _O2 , V' _{O2_Lunge} von Sau- erstoff in das Blut des Patienten 4 können auch Werte über den Austrag V' _CO2 , V' _{CO2_Lunge} von CO ₂ aus dem Blut des Patienten 4 durch die maschinellen Beatmung und/oder durch den extrakorporalen Blutgasaustausch und/oder deren Verhältnis R = V' _{O2_Lunge} / V' _O2 zueinander bestimmt und auf wenigstens einer Anzeigevorrich- tung 38, 44 angezeigt werden. Die gemessenen und bestimmten Werte können zwischen der Kommunikations- vorrichtung 40 und der weiteren Vorrichtung / Beatmungsvorrichtung 42 über eine drahtgebundene Datenverbindung 43 oder über eine drahtlose Datenverbindung 43, insbesondere über eine WLAN oder Bluetooth®-Verbindung 43, übertragen werden.

Die Sensoren 24a, 24b, 25, 26, 26a, 26b, die Auswertungsvorrichtung 36, die An- zeigevorrichtung 38, die Kommunikationsvorrichtung 40, ggf. vorhandene Gasum- schaltventile 28, 31, 33 und eine ggf. vorhandenen Gasfördervorrichtung 30 kön- nen als integrale Vorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse 48 bereitgestellt werden. In oder an dem Gehäuse 48 können die Fluidverbindungen 27a, 27b vor- gesehen sein, die es ermöglichen, die Vorrichtung 20 zum quantitativen Bestim- men des Eintrags V' _O2 von Sauerstoff in Blut fluidisch mit einem Oxygenator 10 zu verbinden, um eine Vorrichtung 2 zum Einträgen von Sauerstoff in Blut zu schaf- fen, wie sie schematisch in der Figur 1 gezeigt ist.

Die Erfindung umfasst auch ein System 1 zur Unterstützung des Blutgasaus- tauschs eines Patienten 4 mittels maschineller Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch, wobei das System 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch und eine Beatmungsvorrichtung 42 zur maschi- nellen Beatmung der Lunge des Patienten 4 umfasst, wie es in der Figur 1 gezeigt ist.

Die Vorrichtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch und die Beatmungsvor- richtung 42 zur maschinellen Beatmung können dabei dazu ausgebildet sein, über eine Datenverbindung 43 miteinander zu kommunizieren. Die Vorrichtungen 2, 42 können insbesondere dazu ausgebildet sein, die für den Blutgasaustausch rele- vanten Daten und Messwerte, insbesondere Werte über den Eintrag V' _O2 , V' _{O2_Lunge} von Sauerstoff in das Blut und/oder den Austrag V' _O2 , V' _{O2_Lunge} von CO ₂ aus dem Blut des Patienten 4 zusammen auf wenigstens einer Anzeigevorrichtung 38, 44 anzuzeigen, wie es zuvor beschrieben worden ist.

In einem solchen System 1 kann die Beatmungsvorrichtung 42 dazu ausgebildet sein, der Vorrichtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch ein sauerstoffhalti- ges Gasgemisch zur Verfügung zu stellen, das dem Oxygenator 10 zum Einträgen von Sauerstoff in das Blut des Patienten 4 zugeführt wird. Ein solches System 1 kann auch eine gemeinsame Steuerung 46 umfassen, die dazu ausgebildet ist, die maschinelle Atmungsunterstützung durch die Beatmungs- vorrichtung 42 einerseits und den extrakorporalen Blutgasaustausch durch die Vor- richtung 2 zum extrakorporalen Blutgasaustausch andererseits in koordinierter Weise so anzusteuern, dass sie gemeinsam den Gasaustausch mit dem Blutkreis- lauf des Patienten 4 unterstützen.

Dabei kann die Steuerung 46 insbesondere dazu ausgebildet sein, die maschinelle Atmungsunterstützung durch die Beatmungsvorrichtung 42 einerseits und den ex- trakorporalen Blutgasaustausch durch die Vorrichtung 2 zum extrakorporalen Blut- gasaustausch andererseits auf Grundlage des von der Vorrichtung 20 zum quanti- tativen Bestimmen des Sauerstoffgehalts von Blut bestimmten Sauerstoffgehalts im Blut des Patienten 4 anzusteuern. Die Steuerung 46 kann darüber hinaus dazu ausgebildet sein, bei der Ansteuerung auch den zuvor bestimmten CO ₂ -Gehalt im Blut des Patienten zu berücksichtigen.

Auf diese Weise kann ein koordinierter Gasaustausch im Blut des Patienten 4, der einerseits durch maschinelle Beatmung und andererseits durch extrakorporalen Blutgasaustausch erfolgt vereinfacht und verbessert werden.