CN101450231B - 一种用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种可用于严重肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，包括氧合器，静脉引流血管道，动脉灌注血管道及化学制氧器，化学制氧器的氧气出口通过管道及调节阀与氧合器的进气口相连接，化学制氧器的进气口通过管道与氧合器的排气口相连接。本发明为抢救危重病人，延长生命和抢救时间赢得了宝贵的时间，同时，将病人使用不完的剩余氧气和交换的二氧化碳气体通过管道引回到化学制氧气器中重新利用，二氧化碳被充分吸收，剩余氧气则继续重复使用。

Description

一种用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种可用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统。

背景技术

严重肺脏功能损害在平战时较多见。维持正常的呼吸功能是灾难医学救援和战创伤救护的主要内容，然而，目前对于呼吸功能的医学救援技术和手段很有限，如胸腔闭式引流、经皮环甲膜穿刺、加压面罩，等，这些技术对于部分伤病员的现场救护确实能起到救急和救命的效果。但是，如果伤病员遭到结构性破坏如胸壁开放性损伤、肺实质损伤，呼吸功能严重损害，单纯依靠这些技术是无法达到救治效果的，有可能造成该类伤病员的现场死亡。

文献表明，研制便携式生命支持系统一直是医疗救援人员提高战创伤救治成功率的主要努力方向。目前，国际上常见的生命支持系统大都包括通气、供氧、吸引、输液和监护装置。呼吸功能维持主要依靠氧气瓶供氧和加压面罩吸氧，真空吸引器排除呼吸道分泌物。然而，当伤病员肺脏功能受到严重损害时，这些系统均无法发挥效用。2008年Arlt M报道应用经皮穿刺技术建立体外循环，在不同医院间转运4例心肺功能衰竭和1例急性呼吸窘迫综合征病人，转运过程中所有病人均能得到足够氧气输送，低氧血症也得到纠正。但是这套系统应用氧气瓶供氧，缺乏连续和足够的氧气供应，维持时间短，大约90分钟。

体外循环的基本装置和工作过程简述如下：体外循环是指用一种特殊装置暂时代替人的心脏和肺脏工作，进行血液循环及气体交换的技术。体外循环基本装置：包括血泵、氧合器、变温器、贮血室和滤过器五部分。氧合器：即人工肺。代替肺脏使静脉血氧合并排出二氧化碳。氧合器主要的工作原理分为两种：鼓泡式氧合器，即血液被氧气(或氧与二氧合碳混合气)吹散过程中进行气体交换，血液中形成的气泡用硅类除泡剂消除；膜式氧合器，用高分子渗透膜制成，血液和气体通过半透膜进行气体交换，血、气互相不直接接触，血液有形成分破坏少。

现有体外循环技术主要用在心血管疾病的外科治疗中，操作步骤为：

通过上腔静脉和下腔静脉插管、升主动脉插管建立体外循环，分别引流静脉血和进行动脉灌注；

静脉血经过贮血室、氧合器进血口进入氧合器；与氧气瓶或医院中心供氧系统相连的氧合器进气口将氧气送入氧合器；

在氧合器内，静脉血吸收氧气、排出二氧化碳，成为动脉血；二氧化碳和剩余氧气经排气口排入大气；动脉血经出血口出氧合器；再经血泵、滤过器和动脉灌注管送入主动脉，供氧病人全身。

文献检索发现，目前还还没有可用于现场急救的自供氧氧合器系统。

发明内容

针对现有体外循环技术中的氧合器系统缺乏连续和足够的氧气供应，依赖医院中心供氧系统；维持时间较短和将剩余氧气与交换出的二氧化碳气体排入大气的实际情况，本发明提供一种可用于现场急救并能够连续供氧的体外循环自供氧系统，具体技术方案如下：

一种用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，包括氧合器，静脉引流血管道，动脉灌注血管道，化学制氧器的氧气出口通过管道与氧合器的进气口相连接，化学制氧器的进气口通过管道与氧合器的排气口相连接。

所述的化学制氧器的腔体内设置有第一、第二两层漏斗状的结构，第一、第二两层漏斗的管状结构同轴设置。

所述的化学制氧器腔体内两层漏斗结构之间设置有化学制氧剂.

在所述化学制氧器腔体内两层漏斗的上方空间中设置有气体输出的氧气出口。所述化学制氧器腔体内的两个氧气出口在化学制氧器体外交汇后进入氧合器体内。

本发明为传统体外循环设计了能够连续供氧的化学制氧器，为体外循环技术应用于现场或抢救转运危重病人提供了可能，对延长生命和争取抢救时间起到了较好的作用，同时，本发明也消除了现有技术中的氧合器存在的将病人使用不完的剩余氧气和交换出的二氧化碳气体白白排掉的造成资源浪费的缺陷，而将病人使用不完的剩余氧气和气血交换后的二氧化碳气体通过管道引回到化学制氧气器中重新利用，二氧化碳被充分吸收，剩余氧气则继续重复使用。

附图说明

图1、现有技术中的氧合器工作过程示意图

图2本发明体外循环自供氧系统连接示意图。

图3本发明化学制氧器的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的体外循环自供氧系统工作过程做进一步说明：

本发明包括氧合器1，化学制氧器8，图1为现有技术的氧合器工作过程示意图，图2-图3所示为本发明的化学制氧器结构及工作原理示意图。本发明的化学制氧器类似于启普发生器，使用时将普通水12从注水口16注入，经导管进入化学制氧器8的底部并与化学制氧剂11的下部接触，通过下列反应产生氧气：

4KO₂(s)+2H₂O(L)＝4KOH(s)+3O₂+Q1(1)

产生的氧气13通过调节阀18进入氧合器1，调节阀18使输出的氧气基本平稳。化学制氧器8内氧气的压力是通过液面与化学制氧剂11接触面积的大小自动调节的。氧气压力过大时，将水12压回化学制氧器8的上部，下部液面下降，产氧量减小。相反，当氧气压力过小时，化学制氧器8上部的水12进入下部，使下部液面上升，产氧量增大。

反应生成的KOH溶于水中，使溶液呈碱性。从氧合器中排出的剩余O₂、CO₂混合气体进入化学制氧器8的底部，碱性溶液将CO₂吸收，O₂经经调节阀18与管道5进入系统反复循环。反应如下：

CO₂+2KOH(aq)＝K₂CO₃(aq)+H₂O(1)+Q2    (2)

本发明的体外循环自供氧系统连接及实施情况说明：

化学制氧器8通过管道5、7与现有技术的氧合器1连接，管道 5一端通过调节阀18连接化学制氧器8的氧气出口14、15，另一端连接氧合器的底部进气口3，管道7一端连接化学制氧器8的下部的气体进口9，另一端连接氧合器1的上部的排气口2。使用时，将水12从化学制氧器8上的注水口16注入化学制氧器8的罐体中，水12与设置在下部的第二漏斗上的化学制氧剂11发生化学反应，产生氧气13，氧气13一部分上升到化学制氧器8底层水面的上面空间位置，另一部分上升到第二漏斗与第一漏斗之间的空间位置，通过化学制氧器8外壁上的氧气出口14、15进入管道5中，通过调节阀18调节流量之后进入氧合器1的底部入口3；抢救病人时，静脉引流血液经过氧合器1(人工肺)循环后产生的二氧化碳气与抢救中未使用完的剩余氧气通过氧合器上部的排出口2经管道7及过滤后进入化学制氧器8下部的进口9，与化学制氧器8罐体中产生的氧气混合后重复利用。

下面是化学制氧器的具体使用步骤说明：

1、对严重心肺功能损害的伤病员进行颈静脉插管4和股动脉插管6，通过经皮穿刺静脉插管4将静脉血引流至氧合器1内，此时，化学制氧器8内产生的氧气13经氧合器下端进气口3进入氧合器1体内进行交换，经过氧合的动脉血通过人工心脏(体外循环机)，再经动脉插管6输入病人体内。经过这一过程，满足病人机体的氧气需求，维持生命体征的平稳。

2、颈静脉血插管4与氧合器1的进血口相连接，股动脉插管6经过过滤器和体外循环机后，与氧合器1的出血口连接；

3、经注水口16向供氧器1内注水，水与化学制氧剂11发生化学反应产生氧气13；

4、调节管道上的调节阀18维持供氧的连续、稳定和可控性；

5、产生的氧气13经氧气出口14、15，调节阀18与管道5及进气口3进入氧合器体内，与进入氧合器1内的静脉血液进行气体交换；

6、静脉血经气体交换后转变为动脉血，经氧合器1的出血口和股动脉插管6进入人体；

7、氧合器1气血交换后的剩余氧气和二氧化碳经排气口2，管道7与化学制氧器8的进气口9进入化学制氧器8体内；

8、化学制氧器8产生的氧气与剩余氧气混合后经氧气出口14、15重新进入氧合器1内反复进行气血交换；

9、气血交换后产生的二氧化碳与反应后产物KOH再次反应生成水和碳酸钾，水继续参加化学反应，气血交换后剩余的氧气也经氧气出口14、15进入氧合器1内进行气血交换，如此反复循环使用，供氧稳定并且可控，交换后的二氧化碳吸收比较完全，延长了反复供氧的时间，赢得了抢救的宝贵的时间。

Claims (5)

1.一种用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，包括氧合器(1)，静脉引流血管道(4)，动脉灌注血管道(6)及连接管道(5、7)，其特征在于：化学制氧器(8)的氧气出口(14、15)通过管道(5)及调节阀(18)与氧合器(1)的进气口(3)相连接，化学制氧器(8)的进气口(9)通过管道(7)与氧合器(1)的排气口(2)相连接，化学制氧器(8)中设置有化学制氧剂超氧化钾(11)。

2.根据权利要求1所述的用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，其特征在于：所述的化学制氧器(8)的腔体内设置有第一、第二两层漏斗状的结构，第一、第二层漏斗的管状结构同轴设置。

3.根据权利要求2所述的用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，其特征在于：所述的化学制氧器(8)腔体内第一、第二两层漏斗结构之间设置有化学制氧剂超氧化钾(11)。

4.根据权利要求2所述的用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，其特征在于：在所述化学制氧器(8)腔体内第一、第二两层漏斗的上方空间位置中设置有气体输出的氧气出口(14、15)。

5.根据权利要求4所述的用于肺功能损伤现场救治的体外循环自供氧系统，其特征在于：所述化学制氧器(8)腔体内的氧气出口(14、15)在化学制氧器(8)体外交汇到管道(5)后通过氧合器底部的进气口(3)进入氧合器(1)体内。

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