專(zhuān)利名稱(chēng)：主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
時(shí)至今日，呼吸衰竭依然是重癥醫(yī)學(xué)最常見(jiàn)的疾病。急性呼吸窘迫綜合癥(acuterespiratory distress syndrome, ARDS)作為其最嚴(yán)重形式，病死率可高達(dá)20%—41%, 一旦進(jìn)展為重癥ARDS,病死率則上升至90%,主要死因?yàn)轭B固性低氧血癥。ARDS是各種原因?qū)е碌姆蚊?xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞損傷引起彌漫性肺間質(zhì)及肺泡水腫，臨床表現(xiàn)為以進(jìn)行低氧血癥，呼吸窘迫為特征的綜合征。低氧血癥的傳統(tǒng)治療方式主要依賴(lài)機(jī)械通氣。機(jī)械通氣可以起到改善氧合，維持肺容積，支持肺泡通 氣，有效降低呼吸功等作用。但是機(jī)械通氣并不能糾正所有ARDS患者的低氧血癥。作為一把雙刃劍，機(jī)械通氣在改善低氧血癥的同時(shí)，也帶來(lái)很多不良后果，例如呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷(Ventilator-associated lung injury, VILI),呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎(ventilatorassociated pneumonia, VAP),人機(jī)不同步,去氮性肺不張等，這些不良后果甚至可能導(dǎo)致患者產(chǎn)生嚴(yán)重不良預(yù)后。治療重癥ARDS患者需要很高的機(jī)械通氣條件，這必然會(huì)加重呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷，不利于肺組織的修復(fù)。體外膜氧合(Extra-CorporealMembrane Oxygenation,ECM0)代替或部分代替心肺功能，糾正低氧血癥，排除二氧化碳，避免了機(jī)械通氣可能造成的呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，并且能夠降低肺動(dòng)脈壓力，減輕右心臟后負(fù)荷，有利于心肺功能的恢復(fù)。大量研究顯示，與傳統(tǒng)機(jī)械通氣比較對(duì)ARDS患者實(shí)施ECMO后，患者氧合明顯改善，除分鐘通氣量，呼吸頻率及平臺(tái)壓明顯下降外，ECMO干預(yù)組的炎癥介質(zhì)水平也明顯下降[3，4]。這些都充分說(shuō)明，ECMO在改善ARDS氧合的同時(shí)，可以使損傷的肺組織得到充分休息，有利于ARDS肺的修復(fù)。2009年HlNl大流行，導(dǎo)致嚴(yán)重ARDS發(fā)病率明顯升高，MaxLaen等研究發(fā)現(xiàn)早期應(yīng)用常規(guī)機(jī)械通氣治療，患者住院病死率達(dá)80%以上，但采用ECMO治療后，嚴(yán)重ARDS患者病死率則下降至21%，此結(jié)果令人震驚。那么也就是說(shuō)，ECMO在嚴(yán)重ARDS治療中可以發(fā)揮其重要的作用，縮短住院時(shí)間，更能夠降低住院病死率。目前ECMO已經(jīng)成為嚴(yán)重ARDS患者治療的一線(xiàn)選擇，能夠有效維持氧合，促進(jìn)二氧化碳排出。靜脈一靜脈(VV — ECM0)是一項(xiàng)較理想的選擇，甚至有研究發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重ARDS患者無(wú)創(chuàng)支持無(wú)效或失敗時(shí)，應(yīng)首先考慮采用ECMO輔助肺功能，同時(shí)降低呼吸機(jī)支持條件，減少肺泡通氣量，降低吸入氧濃度，從而降低VILI的發(fā)生率，為損傷的肺組織提供有效保護(hù)，并等待其恢復(fù)，為患者病因治療提供有創(chuàng)的條件和強(qiáng)效的生命支持。ECMO采用離心泵驅(qū)動(dòng)。設(shè)備巨大。人員與技術(shù)要求高,費(fèi)用昂貴,不適宜廣泛開(kāi)展。pECLA,亦稱(chēng)為干預(yù)性肺輔助(inteiveutional lung assist, iLA)利用患者自身的股動(dòng)靜脈壓差，將動(dòng)脈血泵入低阻力的氣體交換膜構(gòu)成的中空纖維內(nèi)進(jìn)行氣體交換后在動(dòng)靜脈壓差作用下重新流回體內(nèi)，PECLA是一種超緊湊型的體外肺輔助系統(tǒng)，主要包括一根動(dòng)脈內(nèi)置管，一根靜脈內(nèi)置管，一個(gè)超聲流量傳感器和一個(gè)氣體交換器(Novalung, Talheim, Germany)。為保證此系統(tǒng)的長(zhǎng)期使用，系統(tǒng)內(nèi)部包括血管內(nèi)置管表面都經(jīng)過(guò)肝素化處理。由于此系統(tǒng)裝置具有無(wú)泵驅(qū)動(dòng)，與血液接觸面積少和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。pECLA的并發(fā)癥發(fā)生率(12% — 25%)顯著低于較傳統(tǒng)ECMO (50%)。此系統(tǒng)的血液量一般為O. 8-2. 5L/min。主要受平均動(dòng)脈血壓和血管內(nèi)置管內(nèi)徑的影響。因此對(duì)于心輸出量降低[Cl < 2. 7 L / (min *m2)]或低血壓(收縮壓< 70mmHg)的患者不適合應(yīng)用。限制了 PECLA在臨床上的應(yīng)用。此夕卜，pECLA排出集體二氧化碳能力較強(qiáng)，即使在較低血流量(12. 5L/min)下,排出二氧化碳的量可占全身二氧化碳量的50%。此系統(tǒng)排出二氧化碳能力主要由血流量和氧流量決定。但此系統(tǒng)糾正缺氧的能力有限，這主要是由于進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的血液(動(dòng)脈)已進(jìn)行了充分氧合。此系統(tǒng)改善氧合的能力主要由血流量決定。從本質(zhì)上講此系統(tǒng)只是將動(dòng)靜脈作短路，截取部分動(dòng)脈血再氧合，故對(duì)全身血液的氧合提高作用不大。因此應(yīng)用的主要目的是降低PaCO2，保障肺保護(hù)性通氣策略的實(shí)施，預(yù)防和降低呼吸機(jī)相關(guān)性損傷的發(fā)生。
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Being T等回顧性分析了 90例不同病因?qū)е翧RDS患者應(yīng)用pECLA的情況。在此研究中，pECLA平均應(yīng)用時(shí)間為5天，在應(yīng)用pECLA2小時(shí)后，患者PaCO2水平出現(xiàn)了顯著性的下降(60mmHg VS 36mmHg);患者氧合亦顯示了中度的增加(Pa02/Fi02, 58mmHg VS 82mmHg),并持續(xù)改善至24小時(shí)(Pa02/Fi02，lOlmmHg)。pECLA雖然有無(wú)泵驅(qū)動(dòng)，與血液接觸面積較少和操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是肺輔助能力上存在缺陷。氧合能力差。這恰恰是肺輔助系統(tǒng)功能的主要方面。利用動(dòng)靜脈壓差驅(qū)動(dòng)血液流動(dòng)。因而只能采用A— V連接模式。在低心排量與低血壓時(shí)不適用。其他常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)泵例如CRRT，或血透機(jī)上血泵為滾動(dòng)泵。利用滾動(dòng)柱擠壓管路，驅(qū)動(dòng)血液流動(dòng)。存在缺陷為(I)血細(xì)胞在不斷反復(fù)的機(jī)械壓迫下造成破壞，且破壞與泵轉(zhuǎn)速呈正相關(guān)；(2)血流量限制。現(xiàn)在常用的泵速一般< 350ml/min若提高到800— 2500ml/min目標(biāo)值，則擠壓次數(shù)的增加會(huì)造成血細(xì)胞破壞加劇，持續(xù)血流靜脈血管無(wú)充盈期會(huì)造成空吸現(xiàn)象出現(xiàn)。那么結(jié)合ECMO和pECLA的各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)，是否能在原有的技術(shù)面上開(kāi)發(fā)出一款緊湊型主動(dòng)的泵驅(qū)動(dòng)的體外肺輔助系統(tǒng)(extracorporeal lung assist, ECLA)、具有ECMO與pECLA各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在氧合能力上有大幅度的提高，在操作上方便安全且經(jīng)濟(jì)實(shí)用是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的就在于克服現(xiàn)有的體外肺輔助系統(tǒng)的醫(yī)療器械所存在的不足，從而提供一種主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)。本發(fā)明的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，包括血泵、兩個(gè)氧合器、線(xiàn)圈和動(dòng)力組件，所述血泵內(nèi)部中央設(shè)有磁性液體囊，所述磁性液體囊將血泵內(nèi)部分隔為第一血室和第二血室，所述第一血室上設(shè)有第一流入道和第一流出道，所述第二血室上設(shè)有第二流入道和第二流出道，所述血泵的第一流入道與靜脈的輸出端連接，所述第一氧合器的輸入端和輸出端分別與血泵的第一流出道和第二流入道連接，所述第二氧合器的輸入端和輸出端分別與血泵的第二流出道和靜脈的輸入端連接，所述血泵的外部套設(shè)線(xiàn)圈，所述線(xiàn)圈與動(dòng)力組件連接。所述磁性液體囊的內(nèi)部為納米級(jí)氧化鐵溶液或溶膠，磁性液體囊的囊膜為第一彈性薄膜。所述磁性液體囊與第一血室之間設(shè)有第一溶液區(qū)，所述磁性液體囊與第二血室之間設(shè)有第二溶液區(qū)；所述兩個(gè)溶液區(qū)均通過(guò)第二彈性薄膜與對(duì)應(yīng)的血室分隔；所述溶液區(qū)中充滿(mǎn)生理鹽水。所述血室的流入道和流出道與血泵的泵體之間設(shè)有單向閥門(mén)。所述動(dòng)力組件包括機(jī)械臂和電動(dòng)機(jī)，所述機(jī)械臂的兩端分別與線(xiàn)圈和電動(dòng)機(jī)連接。
所述第二氧合器和靜脈的輸入端之間設(shè)置有加熱水箱。所述主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)還包括氣體壓力組件，該氣體壓力組件包括空壓機(jī)、氧源和空氧氣混合器，空壓機(jī)和氧源均與空氧氣混合器連接，空氧氣混合器的輸出端分別與兩個(gè)氧合器的氣體接收端連接。所述主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)還包括血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件，該血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件包括血池、兩個(gè)閥門(mén)、滾柱泵、預(yù)沖液供給瓶、控制模塊和紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置，所述血池的兩端分別與第一氧合器的輸出端和第一閥門(mén)的一端連接，第一閥門(mén)的另一端分別與第二閥門(mén)的一端和滾柱泵的一端連接，第二閥門(mén)的另一端與預(yù)沖液供給瓶連接，滾柱泵的另一端與加熱水箱連接，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于血池外且用于監(jiān)測(cè)血池液面的高度，控制模塊分別與兩個(gè)閥門(mén)、滾柱泵、預(yù)沖液供給瓶和紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置連接。所述紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到血池液面的高度大于上限值或者小于下限值時(shí)，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置向控制模塊發(fā)送高限報(bào)警信號(hào)或者低限報(bào)警信號(hào)。所述血泵的第一流出道與第一氧合器的輸入端之間，以及血泵的第二流出道與第二氧合器的輸入端之間均設(shè)置有流量控制裝置。所述第一氧合器與空氧氣混合器之間，以及第二氧合器與空氧氣混合器之間均設(shè)置有氧流量檢測(cè)與控制裝置。所述加熱水箱和靜脈的輸入端之間設(shè)置氣泡監(jiān)測(cè)裝置。本發(fā)明的工作原理是電動(dòng)機(jī)接電工作，帶動(dòng)機(jī)械臂向第一血室或第二血室端伸縮，帶動(dòng)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)。線(xiàn)圈接直流電形成磁場(chǎng)。本發(fā)明的囊內(nèi)磁性液體向第一血室端位移時(shí)，壓力通過(guò)第一彈性薄膜傳遞至生理鹽水，再通過(guò)第二彈性薄膜傳至第一血室，第一血室內(nèi)壓力升高，第一流入道的單向閥門(mén)關(guān)閉，第一流出道的單向閥門(mén)開(kāi)放，第一血室內(nèi)的血液經(jīng)第一流出道流出。同時(shí)第二血室內(nèi)的壓力隨第二彈性薄膜、生理鹽水和第一彈性薄膜向第一血室端位移而下降。第二流出道的單向閥門(mén)關(guān)閉，第二流入道的單向閥門(mén)開(kāi)放，血液流入第二血室。本發(fā)明的磁性液體囊向第二血室端位移時(shí)，壓力通過(guò)第一彈性薄膜傳遞至生理鹽水通過(guò)第二彈性薄膜傳至第二血室，第二血室內(nèi)壓力升高，第二流入道的單向閥門(mén)關(guān)閉，第二流出道的單向閥門(mén)開(kāi)放，第二血室內(nèi)的血液經(jīng)第二流出道流出。同時(shí)第一血室內(nèi)的壓力隨第一彈性薄膜、無(wú)菌生理鹽水和第二彈性薄膜向第二血室端位移而下降，第一流出道的單向閥門(mén)關(guān)閉，第一流入道的單向閥門(mén)開(kāi)放，血液流入第一血室。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)
I、有別于目前現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)泵即離心泵與滾動(dòng)泵，本發(fā)明具有不同的工作原理，SP 容積控制原理，以磁性液體作為推子，雙泵合一，結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)高效。2、雖然采V— V連接模式，但能模擬人自身動(dòng)脈血液的搏動(dòng)血流，血流在氧合器內(nèi)有停頓期，增加了血紅蛋白與氧氣的接觸時(shí)間，間接提高了氧合能力。3、新的驅(qū)動(dòng)泵運(yùn)用容積控制原理，并以液體作為壓力傳遞介質(zhì)，避免了驅(qū)動(dòng)泵直接對(duì)血細(xì)胞的擠壓，最大程度的減少了由于泵的因素所造成的血細(xì)胞的直接破壞。4、只要設(shè)定電機(jī)機(jī)械臂位移值與頻率，即可使血流量達(dá)到800— 2500ml/min的要求，并且仍可以增加。具體值可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，固定囊面直徑以及血室的容積而定。5、本發(fā)明的核心設(shè)計(jì)，新穎血泵的組件，如血室，液體囊，囊內(nèi)容物都可以選用無(wú)毒，高分子材料一次成型制造，價(jià)格經(jīng)濟(jì)。6、血室為一次性成型組件，表面肝素化，保證其大于24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間使用?！?、采用模塊式插裝，方便安裝使用。同時(shí)為拋棄式一次性使用件，整機(jī)與血液無(wú)直接接觸，防止不同病人間的交叉感染。8、血室活動(dòng)膜為高分子、無(wú)毒、高強(qiáng)度彈性薄膜，不易破損。水囊壁亦以同類(lèi)材料加厚制成，內(nèi)含無(wú)菌生理鹽水，提高了安全性。9、血泵采用密閉式設(shè)計(jì)，并以無(wú)菌生理鹽水、薄膜相隔，以磁力驅(qū)動(dòng)。防止外界空氣進(jìn)入血室，如果破膜或破囊均不會(huì)造成血液外溢。10、氧源經(jīng)增壓泵增壓，以滿(mǎn)足流量10-20L/MIN氧氣流經(jīng)氧合器進(jìn)一步提高氧合能力。11、雙泵反相運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，最大程度地減少由于泵的抽送運(yùn)動(dòng)所造成的血液動(dòng)力學(xué)的影響。12、雙氧合器設(shè)計(jì)，倍增了氧合膜的面積，增加了氧合能力。13、本發(fā)明集成了諸多監(jiān)測(cè)單元，如超聲流量監(jiān)測(cè)、稱(chēng)重容量監(jiān)測(cè)和氣泡監(jiān)測(cè)等，并以集成電腦控制，如泵幅、頻率、血流量、壓力和氧流量等諸多元素。并有報(bào)警功能。操作簡(jiǎn)單，安全實(shí)用。14、驅(qū)動(dòng)泵的小型化，高效化，使本發(fā)明整體小型化。


圖I為實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例的血泵的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施例的血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件的模塊框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖I和圖2所示，本發(fā)明的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，包括血泵、兩個(gè)氧合器2、3、線(xiàn)圈4和動(dòng)力組件，所述血泵內(nèi)部中央設(shè)有磁性液體囊11,所述磁性液體囊11將血泵內(nèi)部分隔為第一血室12和第二血室13,所述第一血室12上設(shè)有第一流入道121和第一流出道122，所述第二血室13上設(shè)有第二流入道131和第二流出道132，所述血泵的第一流入道121與靜脈的輸出端連接，所述第一氧合器2的輸入端和輸出端分別與血泵的第一流出道122和第二流入道131連接，所述第二氧合器3的輸入端和輸出端分別與血泵的第二流出道132和靜脈的輸入端連接，所述血泵的外部套設(shè)線(xiàn)圈4，所述線(xiàn)圈4與動(dòng)力組件連接。所述磁性液體囊11的內(nèi)部為納米級(jí)氧化鐵溶液或溶膠，磁性液體囊11的囊膜為第一彈性薄膜111。所述磁性液體囊11與第一血室12之間設(shè)有第一溶液區(qū)14，所述磁性液體囊11與第二血室13之間設(shè)有第二溶液區(qū)15 ;所述兩個(gè)溶液區(qū)14、15均通過(guò)第二彈性薄膜112與對(duì)應(yīng)的血室12、13分隔；所述溶液區(qū)14、15中充滿(mǎn)生理鹽水。所述血室12、13的流入道121、131和流出道122、132與血泵的泵體之間設(shè)有單向閥門(mén)16。所述動(dòng)力組件包括機(jī)械臂51和電動(dòng)機(jī)52，所述機(jī)械臂51的兩端分別與線(xiàn)圈4和電動(dòng)機(jī)52連接。 所述第二氧合器3和靜脈的輸入端之間設(shè)置有加熱水箱6。所述主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)還包括氣體壓力組件，該氣體壓力組件包括空壓機(jī)71、氧源72和空氧氣混合器73，空壓機(jī)71和氧源72均與空氧氣混合器73連接，空氧氣混合器73的輸出端分別與兩個(gè)氧合器2、3的氣體接收端連接。如圖I和圖3所示，所述主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)還包括血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件，該血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件包括血池81、兩個(gè)閥門(mén)82、83、滾柱泵84、預(yù)沖液供給瓶85、控制模塊86和紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87，所述血池81的兩端分別與第一氧合器2的輸出端和第一閥門(mén)82的一端連接，第一閥門(mén)82的另一端分別與第二閥門(mén)83的一端和滾柱泵84的一端連接，第二閥門(mén)83的另一端與預(yù)沖液供給瓶85連接，滾柱泵84的另一端與加熱水箱6連接，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87設(shè)置于血池81外且用于監(jiān)測(cè)血池81液面的高度，控制模塊86分別與兩個(gè)閥門(mén)82、83、滾柱泵84、預(yù)沖液供給瓶85和紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87連接。所述紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87監(jiān)測(cè)到血池81液面的高度大于上限值或者小于下限值時(shí)，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87向控制模塊86發(fā)送高限報(bào)警信號(hào)或者低限報(bào)警信號(hào)。如圖I和圖2所示，所述血泵的第一流出道122與第一氧合器2的輸入端之間，以及血泵的第二流出道132與第二氧合器3的輸入端之間均設(shè)置有流量控制裝置91。所述第一氧合器2與空氧氣混合器73之間，以及第二氧合器3與空氧氣混合器73之間均設(shè)置有氧流量檢測(cè)與控制裝置92。所述加熱水箱6和靜脈的輸入端之間設(shè)置氣泡監(jiān)測(cè)裝置93。所述靜脈的輸入端和輸出端分別與股靜脈95和頸內(nèi)靜脈96連接。所述第二氧合器3和滾柱泵84均通過(guò)靜脈壺97與加熱水箱6連接。本發(fā)明的工作原理是電動(dòng)機(jī)52接電工作，帶動(dòng)機(jī)械臂51向第一血室12或第二血室13端伸縮,帶動(dòng)線(xiàn)圈4運(yùn)動(dòng)。線(xiàn)圈4接直流電形成磁場(chǎng)。本發(fā)明的連接完管路之后的工作步驟是第一步、預(yù)沖預(yù)沖液為生理鹽水加肝素，共計(jì)1000ML。管路引血端即股靜脈95與入血端即頸內(nèi)靜脈96均接一無(wú)菌袋，該無(wú)菌袋容量為500ML。I、打開(kāi)第二閥門(mén)83，啟動(dòng)滾柱泵。預(yù)沖液經(jīng)靜脈壺97、加熱箱進(jìn)入無(wú)菌袋；
2、停止?jié)L柱泵。打開(kāi)第一閥門(mén)82，預(yù)沖液進(jìn)入血池81，液平升至上下限之間。關(guān)閉第一閥門(mén)82;3、啟動(dòng)血泵，預(yù)沖液在管路中自循環(huán)30分鐘；4、調(diào)節(jié)血池81液平；①當(dāng)血池81內(nèi)液體過(guò)少時(shí)，打開(kāi)第一閥門(mén)82和第二閥門(mén)83，預(yù)沖液進(jìn)入血池81，液平升至上下限之間。關(guān)閉第一閥門(mén)82和第二閥門(mén)83。②當(dāng)血池81內(nèi)液體過(guò)多時(shí)，打開(kāi)第一閥門(mén)82，啟動(dòng)滾柱泵，預(yù)沖液進(jìn)入靜脈壺97，液平降至上下限之間，關(guān)閉第一閥門(mén)82，停止?jié)L柱泵。第二步、連接病人預(yù)沖結(jié)束后，停止血泵。管路引血端與入血端分接病人身上預(yù)置的導(dǎo)管端。 第三步、系統(tǒng)工作I、開(kāi)啟血泵；2、根據(jù)需要設(shè)定血泵的幅度、頻率、氧流量、氧濃度，開(kāi)啟空氧混合器。本發(fā)明血泵的工作原理是血泵的囊內(nèi)磁性液體向第一血室12端位移時(shí)，壓力通過(guò)第一彈性薄膜111傳遞至生理鹽水，再通過(guò)第二彈性薄膜112傳至第一血室12，第一血室12內(nèi)壓力升高，第一流入道121的單向閥門(mén)關(guān)閉，第一流出道122的單向閥門(mén)開(kāi)放，第一血室12內(nèi)的血液經(jīng)第一流出道122流出。同時(shí)第二血室13內(nèi)的壓力隨第二彈性薄膜112、生理鹽水和第一彈性薄膜111向第一血室12端位移而下降。第二流出道132的單向閥門(mén)關(guān)閉，第二流入道131的單向閥門(mén)開(kāi)放，血液流入第二血室13。本發(fā)明的磁性液體囊11向第二血室13端位移時(shí)，壓力通過(guò)第一彈性薄膜111傳遞至生理鹽水通過(guò)第二彈性薄膜112傳至第二血室13，第二血室13內(nèi)壓力升高，第二流入道131的單向閥門(mén)關(guān)閉，第二流出道132的單向閥門(mén)開(kāi)放，第二血室13內(nèi)的血液經(jīng)第二流出道132流出。同時(shí)第一血室12內(nèi)的壓力隨第一彈性薄膜111、無(wú)菌生理鹽水和第二彈性薄膜112向第二血室13端位移而下降，第一流出道122的單向閥門(mén)關(guān)閉，第一流入道121的單向閥門(mén)開(kāi)放，血液流入第一血室12。本發(fā)明參數(shù)計(jì)算公式如下Q=AQXf ；Δ Q=Sp X Lp ；Sp=l/4 Π Dp2 ；Sp :磁性液體囊11的囊面表面積；Lp :磁性液體囊11的位移距離；f 電機(jī)機(jī)械臂51頻率；Δ Q :每次搏出量即每次血流量；Q :每分搏動(dòng)量或血流量；Dp :磁性液體囊11的囊面直徑。第四步、報(bào)警處置當(dāng)血池81內(nèi)血液過(guò)少時(shí)，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87發(fā)送低限報(bào)警信號(hào)，打開(kāi)第一閥門(mén)82和第二閥門(mén)83，預(yù)沖液進(jìn)入血池81，液平升至上下限之間。關(guān)閉第一閥門(mén)82和第二閥門(mén)83。
當(dāng)血池81內(nèi)血液過(guò)多時(shí)，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87發(fā)送高限報(bào)警信號(hào)，打開(kāi)第一閥門(mén)82，啟動(dòng)滾柱泵84，血液進(jìn)入靜脈壺97，液平降至上下限之間，停止?jié)L柱泵84。打開(kāi)第二閥門(mén)83，以少量預(yù)沖液沖洗管路，關(guān)閉第一閥門(mén)82。開(kāi)啟滾柱泵84，再用少量預(yù)沖液沖洗管路，管路中無(wú)血跡后，停止?jié)L柱泵84，關(guān)閉第二閥門(mén)83。本發(fā)明改變了血流驅(qū)動(dòng)的方式，減少了血液在泵驅(qū)動(dòng)下血細(xì)胞的破壞，提高了血流量且減少對(duì)原血液動(dòng)力學(xué)的影響，提高了氧合能力，降低了費(fèi)用，更加經(jīng)濟(jì)化，降低了操作難度，設(shè)備布局緊湊，小型化，便于標(biāo)準(zhǔn)ICU單元內(nèi)床邊使用。本發(fā)明第一血室12、第二血室13反相同步，同幅，同頻且同容量。血池81以紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置87監(jiān)測(cè)液面高度，以一旁路設(shè)計(jì)，含一個(gè)滾柱泵、二個(gè)閥門(mén)，調(diào)節(jié)液平，保證血池81內(nèi)血液容量達(dá)到一定的范圍內(nèi)，防止血池81內(nèi)血液過(guò)多溢出或過(guò)少空氣進(jìn)入血路。氧源72、空氣經(jīng)空氧氣混合器73混合增壓分別接氧合器，當(dāng)ICU內(nèi)吊塔內(nèi)有增壓氧源72和空壓機(jī)71的可省略相應(yīng)裝置，按所需氧流量(O. 8 3L/min)、氧濃度設(shè)定供氧。靜脈血經(jīng)第一血室12抽出，驅(qū)動(dòng)進(jìn)第一氧合器2氧合后流入血池81，同時(shí)第二氧合器3抽取血池81內(nèi)血液驅(qū)動(dòng)進(jìn)第二氧合器3氧合后經(jīng)加熱水箱6加熱復(fù)溫、氣泡監(jiān)測(cè)后流回靜脈?！?br> 權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括血泵、兩個(gè)氧合器、線(xiàn)圈和動(dòng)力組件，所述血泵內(nèi)部中央設(shè)有磁性液體囊，所述磁性液體囊將血泵內(nèi)部分隔為第一血室和第二血室，所述第一血室上設(shè)有第一流入道和第一流出道，所述第二血室上設(shè)有第二流入道和第二流出道，所述血泵的第一流入道與靜脈的輸出端連接，所述第一氧合器的輸入端和輸出端分別與血泵的第一流出道和第二流入道連接，所述第二氧合器的輸入端和輸出端分別與血泵的第二流出道和靜脈的輸入端連接，所述血泵的外部套設(shè)線(xiàn)圈，所述線(xiàn)圈與動(dòng)力組件連接。
2.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性液體囊的內(nèi)部為納米級(jí)氧化鐵溶液或溶膠，磁性液體囊的囊膜為第一彈性薄膜； 所述磁性液體囊與第一血室之間設(shè)有第一溶液區(qū)，所述磁性液體囊與第二血室之間設(shè)有第二溶液區(qū)；所述兩個(gè)溶液區(qū)均通過(guò)第二彈性薄膜與對(duì)應(yīng)的血室分隔；所述溶液區(qū)中充滿(mǎn)生理鹽水； 所述血室的流入道和流出道與血泵的泵體之間設(shè)有單向閥門(mén)。
3.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力組件包括機(jī)械臂和電動(dòng)機(jī)，所述機(jī)械臂的兩端分別與線(xiàn)圈和電動(dòng)機(jī)連接。
4.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述第二氧合器和靜脈的輸入端之間設(shè)置有加熱水箱。
5.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)還包括氣體壓力組件，該氣體壓力組件包括空壓機(jī)、氧源和空氧氣混合器，空壓機(jī)和氧源均與空氧氣混合器連接，空氧氣混合器的輸出端分別與兩個(gè)氧合器的氣體接收端連接。
6.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)還包括血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件，該血液監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)組件包括血池、兩個(gè)閥門(mén)、滾柱泵、預(yù)沖液供給瓶、控制模塊和紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置，所述血池的兩端分別與第一氧合器的輸出端和第一閥門(mén)的一端連接，第一閥門(mén)的另一端分別與第二閥門(mén)的一端和滾柱泵的一端連接，第二閥門(mén)的另一端與預(yù)沖液供給瓶連接，滾柱泵的另一端與加熱水箱連接，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于血池外且用于監(jiān)測(cè)血池液面的高度，控制模塊分別與兩個(gè)閥門(mén)、滾柱泵、預(yù)沖液供給瓶和紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置連接。
7.如權(quán)利要求6所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到血池液面的高度大于上限值或者小于下限值時(shí)，紅外線(xiàn)液平監(jiān)測(cè)裝置向控制模塊發(fā)送高限報(bào)警信號(hào)或者低限報(bào)警信號(hào)。
8.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述血泵的第一流出道與第一氧合器的輸入端之間，以及血泵的第二流出道與第二氧合器的輸入端之間均設(shè)置有流量控制裝置。
9.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述第一氧合器與空氧氣混合器之間，以及第二氧合器與空氧氣混合器之間均設(shè)置有氧流量檢測(cè)與控制裝置。
10.如權(quán)利要求4所述的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱水箱和靜脈的輸入端之間設(shè)置氣泡監(jiān)測(cè)裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)。該主動(dòng)體外肺輔助系統(tǒng)包括血泵、兩個(gè)氧合器、線(xiàn)圈和動(dòng)力組件。本發(fā)明改變了血流驅(qū)動(dòng)的方式，減少了血液在泵驅(qū)動(dòng)下血細(xì)胞的破壞，提高了血流量且減少對(duì)原血液動(dòng)力學(xué)的影響，提高了氧合能力，降低了費(fèi)用，更加經(jīng)濟(jì)化，降低了操作難度，設(shè)備布局緊湊，小型化，便于標(biāo)準(zhǔn)ICU單元內(nèi)床邊使用。
文檔編號(hào)A61M1/36GK102886082SQ20121035205
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者方旭晨 申請(qǐng)人:上海市楊浦區(qū)市東醫(yī)院