CN107835699A - 控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种心脏停搏药剂输送系统,包括用于心脏停搏药剂输送的供应储存器(40)、从供应储存器(40)到出口(48)的输送通道以及使在输送通道中载体流体在高于最小驱动压力的情况下流动的泵(50)。供应储存器(40)配置成将载体流体保持在最小驱动压力以下。泵(50)是离心泵,其被配置成接收来自供应储存器(40)的载体流体,并且使载体流体以流速和高于用于输送心脏停搏药剂的最小驱动压力的情况下流动到达出口(48)。这允许更好地管理心脏停搏输送。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于心脏停搏液管理的系统和方法,特别是用于手术期间的心脏停搏液管理。更具体地说,本发明涉及一种用于制备用于在安全条件下输送心脏停搏溶液的系统,使得心脏停搏溶液随后可以在由系统设定的条件下给予患者。
背景技术
在心脏手术期间,例如心脏搭桥手术,外科医生停止心脏,使他们能够在静止的心脏上进行手术。心脏可以通过给予心脏停搏溶液而停止,心脏停搏溶液是含有能够抑制心肌活动的药剂的溶液。在心脏停止的同时,使用心肺机(HLM)维持给患者供应氧合血,以保持患者在手术过程中的存活。HLM包括灌注回路,其中从患者抽取静脉血液、氧合,并且从动脉给予患者。对于心脏停搏溶液的给予,通常将一部分血液从HLM的(主要)动脉灌注管线抽吸到(二级)停搏液管线中,并使用血液作为灌输有心脏停搏药剂的载体流体。一旦灌输有心脏停搏溶液,载体流体可以作为心脏停搏溶液给予心脏。
心脏停搏溶液的浓度必须被小心地控制在狭窄范围内。如果心脏停搏溶液的浓度太低,则抑制效果可能会提前停止,并且在手术期间心脏可能被意外地击打。心脏溶液浓度过高可能会损害心脏或患者。
因此,以合适的压力、流速和浓度以及适当的时间间隔将心脏停搏溶液输送给患者是重要的。例如,WO2005/039687A1公开了氧合控制器,其中氧合控制和心脏停搏液输送被整体化。氧合控制器将氧合血液输入和脱氧(静脉)血液输入混合到储存器中以保持脱氧血液和氧合血液的混合物,由此提供混合的血液供应。通过第一泵(用于氧合血液)控制氧合血液朝向储存器的流动。通过第二泵(用于脱氧的血液)来控制脱氧血液朝向储存器的流动。混合血液的流动由第三台泵(用于混合血液)控制,第三泵将混合血液泵送到心脏停搏溶液注射器。第一泵和第二泵所产生的压力和流速会使通过储存器的血液有“挤着通过”的风险。挤着通过导致不受控制流动到心脏停搏溶液注射器。因此,为了能够以用于输送心脏停搏药剂的流速和驱动压力提供心脏停搏液输送,WO2005/039687 A1的第三泵(用于混合血液)必须能够阻止血液的流动,即第三泵必须是所谓的“闭塞”泵。
本发明寻求提供改进的心脏停搏药剂输送系统。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了根据权利要求1所述的心脏停搏药剂输送系统。
该心脏停搏药剂输送系统包括用于心脏停搏药剂的载体流体的供应储存器、用于载体流体的输送通道,其中输送通道从供应储存器导引到输送通道的出口,泵配置成在用于心脏停搏药剂的输送的最小驱动压力之上引起载体流体在输送通道中从供应储存器到出口的流动。供应储存器被配置成将载体流体保持在最小驱动压力以下,并且泵是离心泵,离心泵配置成接收来自供应储存器的载体流体并且引起载体流体以流速和用于心脏停搏药剂的输送的最小驱动压力之上流动到出口。
心脏停搏溶液需要在狭窄范围内以合适的驱动压力给予到患者。过度加压是一个问题,因为它增加在输送系统的部件上的应变。过度加压对患者也可能是危险的,例如通过对心脏组织造成损伤。这对于将心脏停搏溶液输送到冠状静脉窦(一种典型的心脏停搏药剂物靶位)尤其是一个问题。由于系统中的其他流体的压力的回流的风险,低于被加压的心脏停搏溶液并不在随后给予患者的状态。
术语“回流(back flow)”和“逆行流动(retrograde flow)”可以在日常用语中甚至在手术领域中互换使用。
通过“回流(back flow)”,意味着流体沿与预期方向相反的方向流动。例如,在用于将流体从供应储存器输送到泵的通道中,流体在回流的情况下将朝向供应储存器流动。
通过“逆行(retrograde)”流动,意味着流体被有目的地引导以沿常规方向以外的方向流动。
简单地说,回流是不希望的,而逆行是有目的的。在想要向患者(例如来自泵)输送流体的逆行流动通道中,回流意味着流体从患者(例如朝向泵)流动。回流可能会阻止一定量的心脏停搏溶液到达所需的器官并且使剂量不可靠。
通过“最小驱动压力”,意味着压力足够高以避免回流。
心脏停搏药剂通常通过诸如血液或盐水溶液的载体流体给予。为了控制心脏停搏药剂载体流体的流速,通常使用蠕动泵(也称为滚子泵)或致动泵,例如活塞泵或隔膜泵。
然而,常规使用的泵有问题。在超压的情况下,即在压力水平超过可以安全地操作心脏停搏输送系统时,蠕动泵或致动器驱动的泵可能缺少在自动紧急关闭中足够快速地停止泵送的响应性。在压力建立和紧急关闭之间的短时间内,蠕动泵可能继续以进一步增加压力,导致管道或连接的中断,以及载体流体(例如血液)在操作环境中的随后分布。
为了理解这个问题,必须牢记的是,不管最佳实践,在手术过程中可能发生无意中夹紧或挤压灌注系统的高压线。这是因为在外科手术环境中,有大量的人员在容纳大量的管道的小空间内操作。不经意的夹紧或挤压可能导致心脏停搏管线中的峰值压力或压力尖峰,需要紧急关闭心脏停搏液泵。
蠕动泵的另一个有问题的特性是它们在泵送气泡方面相对鲁棒。如果由于某种原因,气泡进入停搏液管线,蠕动泵将会能够使气泡传递给患者,导致空气栓塞(气泡堵塞血管)的危险。这会造成安全隐患。
这些问题的解决方案可以通过离心泵来提供。离心泵固有压力受限,因此在不经意间引起压力尖峰的情况下,不容易进一步加剧压力构建。另外,离心泵在空气夹带其中时损失效率,因为这会导致离心泵非-待发(de-prime)。尽管通过非-待发的效率损失仍然是需要注意的问题,但是由于离心泵不太可能将空气泵送到患者,相对于患者安全方面而言就较少关注了。
然而,迄今为止离心泵不用于将心脏停搏溶液泵送给患者,因为通常使用来自氧合器的高压动脉管路的加压载体流体的供应,以避免回流。离心泵固有不能将高度加压的载体流体的流速调节到用于心脏停搏输送的正确压力。
为了提供进一步的细节,传统上,载体流体被加压到高于心脏停搏药剂输送处的冠状动脉压力的压力。这可能是适合于驱动载体流体的压力。因为动脉血液以高度加压的状态离开氧合器,所以可以例如通过将供应储存器定位成高于患者,或者通过使用从氧合器的动脉管线抽取的血液,来实现载体流体的加压。为了说明与例子有关的大小,与在20至120mmHg(2.67mmHg到16.0kPa)范围中平均冠状动脉压力相反,灌注系统的动脉管线中的压力通常可以在200至300mmHg(26.7至40.0kPa)。心脏停搏管线的驱动压力可以低至20mmHg,并且可以间歇地达到300mmHg的水平。因此,心脏停搏液泵的最小驱动压力可以低至约20mmHg。可以理解的是,在现场,压力通常以相对于大气压的mmHg来提供(1atm对应于101.325kPa或760mmHg)。100mmHg(高于大气压)的血压将对应于860mmHg的总压力。
可以理解的是,驱动压力,即朝向患者输送流体所需的压力,可以取决于各种因素,包括患者的姿势和心脏停搏溶液将被给予的身体位置。然而,可以假设在大约200-300mmHg的压力下离开氧合器的动脉血总是具有最小的驱动压力,以便实现朝向(和进入)患者的期望的血液流动速度。
传统的泵是闭塞泵。闭塞泵被理解为是可以阻止流体通过泵的流动的泵。例如,蠕动泵包括在转子上的辊子装置,以压缩容纳流体的柔性管的一个或多个部分。通过转动辊子装置,管子被压缩的部分可以沿着管子移动,迫使一定体积的流体通过管子。被压缩部分构成闭塞。闭塞泵的另一个示例是致动器驱动泵,例如活塞泵或隔膜泵,其在适当操作时可以阻止加压液体流过泵。
闭塞泵将泵上游的压力与泵下游的压力隔离一定程度。这样,闭塞泵下游的压力和流速可以被调节,而与泵上游的管线压力无关。特别是为了驱动心脏停搏药剂载体流体的流动,其中避免未调节的峰值压力是主要关注的问题,因此认为闭塞泵是无可替代的。
这是因为,如果使用非闭塞泵(例如离心泵),则被加压的载体流体将冲过泵,并且实践上使其不可能控制泵下游的压力水平。
与传统的实践相反,本申请人已经认识到,通过确保在低于最小驱动压力的压力处的载体流体被用于供给离心泵,能够实现在心脏停搏溶液管线中使用离心泵。
在小于驱动压力处供应载体流体与离心泵的组合提供了优势。除了避免上述使用蠕动泵所存在的问题之外,离心泵对由于血管紧张度(生理血管收缩或扩张)的变化而可能需要的流速和压力的效应变化更敏感。离心泵的响应性进一步提高了计量精度。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括供应储存器下游的防止回流装置,以防止从供应储存器下游的输送通道流入供应储存器。
因为离心泵可能仅仅不频繁地操作,当在心脏停搏溶液管线中使用离心泵时,低于压力输送(under-pressurisation)的风险可能仍然是一个问题。通过在输送通道中设置防止回流装置可以减轻这种风险。防止回流装置防止从较高压力区域回流到较低压力区域,例如回流到供应储存器。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括在离心泵下游的防止回流装置,以防止从离心泵下游的输送通道流入离心泵。
防止回流装置可以定位在离心泵的下游,以防止回流到离心泵。
在一些实施例中,防止回流装置包括防止回流阀和/或自动夹紧系统。
防止回流装置可以设置为止回阀的形式,例如单向鸭嘴阀,或夹具或夹紧系统。防止回流装置可以是自动的。
在一些实施例中,供应储存器是灌注系统的静脉储存器。
如果心脏停搏药剂输送系统与灌注系统一起操作,则灌注系统将包括血液将从其中被抽取到氧合器的静脉储存器。离心泵的一个特性是它们需要在待发(primed)状态下操作。这意味着离心泵需要充满流体来操作。操作未填充的离心泵会对泵的性能产生负面影响。由于灌注系统通常被配置成维持静脉储存器中的最小血量,所以静脉储存器中的血液是载体流体的可靠来源。这有助于确保有足够的流体来防止离心泵的非-待发(de-priming)。
此外,为了确保静脉血液引流入静脉储存器,典型地,静脉储存器定位在患者下方,或者在真空辅助静脉引流下操作,以促使从患者引流排出并且朝向静脉储存器。因此,在任何情况下,可以假定静脉血液中的静脉血压都小于最小驱动压力。这使得静脉贮器成为这种载体流体的便利来源。
在一些实施例中,供应储存器被设置在灌注系统的氧合器的下游,并且输送系统还包括在氧合器与供应储存器之间的压力分离装置,以提供在供应储存器中的载体流体的压力低于最小驱动压力,而与压力隔离装置上游的载体流体的压力无关。
这允许动脉血即氧合血液被用作用于心脏停搏药剂的载体流体。然而,如上所述,动脉血在高压下离开氧合器,适当地高于驱动流体。压力隔离装置允许载体流体的压力被降低。例如,压力隔离装置可以暂时地切断载体流体进入供应储存器的流动。当切断时,来自动脉管线的血液通过切断点可继续流入供应储存器,但在供应储存器中,血液不再被加压。供应储存器被配置为保持载体流体,在这种情况下,动脉血液低于最小驱动压力,适合与离心泵一起使用。
压力隔离装置可以以夹具的形式提供。夹具可以间歇地释放以允许动脉血流入供应储存器用于再填充。在这方面,供应储存器中用于心脏停搏溶液输送的载体流体的量通常很小,因为与标准动脉流速为每分钟4-6升相对,心脏停搏溶液的流速在毫升每分钟的范围内(通常为10毫升/分钟,平均为200-300毫升/分钟,有时甚至高达500毫升/分钟)。
在一些实施例中,系统还被配置为接收指示在供应储存器中的载体流体的量的输入,以确定载体流体的量是否低于阈值水平,并且致动压力隔离装置以允许载体流体流入供应容器。
压力隔离装置可以是自动夹紧系统的形式。即压力隔离装置也将构成流动隔离结构。控制器可以被编程为响应在供应储存器中的液位而操作自动夹紧系统。如果在供应储存器中的液位指示载体流体量低于最小阈值,则自动夹紧系统可以操作以允许载体流体流入供应储存器的入口,以增加其中的载体流体的量。如果供应储存器中的液位指示载体流体量高于最大阈值,则自动夹紧系统可以操作以停止载体流体流入供应储存器的入口,以阻止在供应储存器中载体流体的增加。
在一些实施例中,输送通道的出口提供心脏停搏管线。
由于心脏停搏药剂输送系统包括使载体流体处于适于给予心脏停搏药剂的状态(压力和流速)的泵,所以出口可以方便地连接到心脏停搏管线。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括在泵下游的心脏停搏药剂入口。
这允许在载体流体的流速和压力已经通过离心泵设置之后,心脏停搏药剂被给予到载体流体中。这有助于确保仅当载体流体以预定条件(例如,以最小流速或高于最小驱动压力)流动时才给予心脏停搏药剂。因为可以更精确地假设关于给予到载体流体中的心脏停搏药剂的量随后将达到期望的器官的时间,这通过降低心脏停搏溶液停滞量的风险来提高剂量准确度。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括水平传感器,该水平传感器配置成监测在供应储存器中的流体的量。
这允许确定在供应储存器中的载体流体的量。如果在储存器中的载体流体的量低于可安全操作离心泵的水平,则可启动减轻动作。例如,可以产生信号以提醒操作者流体的量。
在被配置为响应于指示供应储存器中的载体流体的量的输入而致动压力隔离装置的实施例中,输入可以由液位传感器提供。在这样的实施例中,减轻动作可以允许载体流体流入供应储存器。
在一些实施例中,供应储存器是可折叠容器或可以包括可折叠容器。
可折叠的容器,例如由软质材料制成的袋子,能够根据内部的载体流体的量而收缩或膨胀,但是在体积的限制之内。这个特性使得可折叠容器本身比开放式容器更安全,因为不存在血液溢出的可能性并且污染风险较小以及夹带空气的风险较小。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括流速传感器,用于感测离心泵下游的载体流体的流速。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括用于感测离心泵下游的载体流体的压力的压力传感器。
这样允许确定流速并提供反馈。例如,可以控制离心泵以使载体流体以预定的流速和/或压力流动,或者确保最小的流速和/或压力,或者保持低于在离心泵的下游的载体流体的最大流速和/或压力。
响应于由流速传感器感测的流速的离心泵的控制可以构成反馈回路或闭环控制,允许流速保持在预定的水平。类似地,响应于由压力传感器感测到的压力的离心泵的控制可以构成反馈回路或闭环控制,允许压力保持在预定水平。
如上所述,心脏停搏液载体流体的典型流速在典型的200-300ml/分钟的范围内,这比4-6L/分钟的标准动脉流速低一个数量级。控制载体流体的流速和/或载体流体的压力允许独立于标准动脉流速来控制适当的流速和/或压力水平。
流速传感器可以与防止回流装置连接。如果流速指示回流风险,则可以启动防止回流装置以防止或停止回流。
在一些实施例中,心脏停搏药剂输送系统还包括用于响应于控制信号来控制离心泵、防止回流装置和/或压力隔离装置的控制器。
这有助于心脏停搏药剂输送系统的部件的自动操作。
在一些实施例中,控制器包括处理器和由处理器执行的软件指令。
软件指令例如响应于控制信号而有效地控制离心泵、防止回流装置和/或压力隔离装置。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的示例性实施例,其中:
图1示出了心脏停搏药剂输送系统的示例性实施例的示意性布置;
图2示出了心脏停搏药剂输送系统的另一示例性实施例的示意性布置;和
图3示出了心脏停搏药剂输送系统的另一示例性实施例的示意性布置。
具体实施方式
图1示出作为灌注系统的一部分安装的心脏停搏药剂输送系统的实施例。体外灌注是将来自患者的血液在患者体外循环并再次氧合以返回患者的过程。更具体地说,已经通过静脉管线从患者体内移除的静脉(氧气减少的)血液通过暴露于氧合器中的氧合气体而被氧合,用于经由动脉线路作为动脉血供给回到患者。
灌注系统的核心部件是血液储存器10和氧合器26。在血液储存器10的上游提供静脉管线V以接收例如来自患者的被接收的静脉(氧气减少的)血液。在静脉管路V中,血液沿箭头12所示的方向经由储液器入口14流入血液储存器10。血液储存器10也被称为“静脉储存器”。
血液储存器10包括储存器出口16,可以通过位于血液储存器10下游的泵20的作用从储存器出口16沿着由箭头24指示的方向抽取血液。血液经过泵入口18被泵送,通过泵出口22并且朝向氧合器26,在氧合器26中供应有氧合气体的血液以使血液作为动脉血再氧合。被再氧合的或动脉血液沿着箭头28的方向经由动脉线路A以高压离开氧合器26,并且然后可以例如被供应给患者。高压意味着压力高到使得血液会冲过非闭塞泵。
通常,心脏停搏溶液的给予是通过从动脉管路转向二级流动路径来实现的。一定量的心脏停搏溶液可以被注射进入在二级流动路径中的动脉血液,以被给予到患者。
在图1中,二级流动路径直接地在静脉储存器的下游从储存器出口16分支,并配置成从储存器出口16抽取血液。或者,二级流动路径可以直接地连接到血液储存器10,以从那里起源。如图1所示,储存器出口16位于泵20的泵入口18的上游,因此可以理解,在二级流动路径中的流体不会被泵20加压。构成供应储存器的血液储存器10配置成将由静脉血构成的载体流体保持在非加压状态下,即低于最小驱动压力。由于定位低于患者,血液可以低于最小驱动压力。因为血液储存器10采用真空辅助静脉引流以从患者抽取血液,血液可以低于最小驱动压力。
二级流动路径允许血液沿着由箭头38指示的方向朝向离心泵50的泵入口42泵送,通过泵出口44。离开泵出口44的血液具有由离心泵50确定的流速。在离心泵50的下游设置心脏停搏药剂输送模块46,心脏停搏药剂输送模块46被配置用于将心脏停搏药剂给予进入血流。在离心泵50和心脏停搏药剂输送模块46的下游的二级流动路径中的位置48处,血液处于用于随后给予到患者的状态,即,血液具有适当的流速和驱动压力,并且具有适当浓度的心脏停搏药剂。为了提供与上述内容一致的说明性数值,沿着箭头28的方向的在动脉管线A中的动脉流速典型地在4-6升/分钟的范围内,而在位置48处的载体流体的流速通常在每分钟200-300毫升的范围内。应该理解的是,由离心泵50确定的流速因此独立于动脉流速而被控制。
图2示出了心脏停搏药剂输送系统的另一个实施例。在适当的情况下,图2系统的类似部件具有与图1系统相同的附图标记。图2示出了灌注系统的组件,静脉管线12供应血液储存器10,泵20可以从血液储存器10将血液朝向氧合器26运送,以使血液被氧合并作为动脉血液A沿着方向28朝向患者输送。
在图2系统中,用于心脏停搏溶液给予的二级流动路径从动脉管线A被转向。二级流动路径可以直接地从氧合器转向或在氧合器的进一步的下游的位置处转向。在任何情况下,在位置30处进入二级流动路径的动脉血都处于高度加压状态,并且因此不适合用于供应在心脏停搏溶液管线中的非闭塞泵。中间储存器40设置在二级流中,包括中间储存器入口34和中间储存器出口36。为了防止高度加压的血液进入中间储存器40,在二级流动路径中在中间储存器40的上游设置夹具32。夹具32构成压力隔离装置,并且使得在夹具32下游的位置L处的压力在进入中间储存器入口34之前低于在夹具32的上游的位置30处的压力。
中间储存器40可以以可折叠袋的形式设置,类似于传统的静脉储存袋。中间储存器40不需要能够容纳大量的血液,因为二级流动路径中的血液仅仅需要作为用于心脏停搏药剂的载体流体。这样,保持中间储存器40的血液的容量小于保持血液储存器10的血液容量。中间储存器40的容量可以不大于血液储存器10的容量的3/4,1/2,1/4,1/5或1/10。
具有低于最小驱动压力的压力的动脉血液可从中间储存器出口36通过离心泵50沿着由箭头38指示的方向通过泵入口42被抽至泵出口44。在离心泵50的下游设置心脏停搏药剂输送模块46,心脏停搏药剂输送模块46被配置用于将心脏停搏药剂给予进入载体流体流中。在离心泵50和心脏停搏药剂输送模块46的下游,在二级流动路径中的位置48处,血液处于随后给予到患者的状态,即,血液具有适当的流速和驱动压力,并具有适当浓度的心脏停搏药剂。
图3显示心脏停搏药剂输送系统的另一个实施例。图3系统的类似部件具有与图1系统和图2系统相同的附图标记。图3还示出了灌注系统的部件,供应血液储存器10的静脉管线12,泵20可以从血液储存器10将血液传送到氧合器26,以使血液被氧合并作为动脉血液A沿着方向28朝向患者输送。
在图3的系统中,心脏停搏药剂输送模块不使用来自灌注系统的血液作为用于心脏停搏药剂的输送的载体流体。心脏停搏药剂输送系统包括具有载体流体储存器出口62的载体流体储存器60。载体流体储存器60可以以可折叠袋的形式提供,类似于传统的静脉储存袋。载体流体储存器60中容纳有载体流体,例如盐溶液。载体流体储存器60不需要能够容纳大量的载体流体,因为这是意图作为用于心脏停搏药剂的载体流体。这样,保持载体流体储液器60的载体流体的容量小于血液储液器10的容量。载体流体储存器60的容量可以不大于血液储存器10的容量的3/4,1/2,1/4,1/5或1/10。
例如通过被定位不高于或低于患者,构成供应储存器的载体流体储存器60配置成将载体流体保持在等于或低于大气压力处。结果,载体流体储存器60中的载体流体的压力低于最小驱动压力。
载体流体可从载体流体储存器出口62通过离心泵50沿着由箭头64所示的方向抽出,通过泵入口42并且到达泵出口44。在离心泵50的下游设置心脏停搏药剂输送模块46,心脏停搏药剂输送模块46被配置用于将心脏停搏药剂给予到载体流体中。在离心泵50和心脏停搏药剂输送模块46的下游,在心脏停搏药剂输送系统中的位置48处,载体流体处于随后给予到患者的状态,即,载体流体具有合适的流速和驱动压力,并有适当浓度的心脏停搏药剂。
在图1,2或3所示的每个系统中,防止回流装置可以被安装在离心泵的下游,例如在位置48处。防止回流装置可以被致动以防止由于低压而回流到心脏停搏药剂输送系统中。
大气压力通常被假设为在1个大气压(对应于101.325kPa或760mmHg)的范围内,并且最小驱动压力可以是大气压以上约20mmHg。在实施例中,最小驱动压力可以是高于大气压的10,15,20,25,30,35或40mmHg左右。
离心泵的设置提供了用于使载体流体处于合适的状态(压力和流速)的更高程度的准确性,从而使载体流体可以随后被给予到患者。
Claims (15)
1.一种心脏停搏药剂输送系统,包括:
用于心脏停搏药剂的载体流体的供应储存器;
用于载体流体的输送通道,所述输送通道从供应储存器导引到输送通道的出口;
泵,所述泵被配置为引起在输送通道中的载体液体在高于用于输送心脏停搏药剂的最小驱动压力的情况下从供应储存器到所述出口的流动,
其中供应储存器被配置成将载体流体保持在最小驱动压力以下,并且
泵是离心泵,被配置成接收来自供应储存器的载体流体,并且引起载体流体以一流速并且在高于用于输送心脏停搏药剂的最小驱动压力的情况下流动到达出口。
2.根据权利要求1所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括位于所述供应储存器下游的防止回流装置,以防止从所述供应储存器下游的所述输送通道流入所述供应储存器。
3.根据权利要求1或2所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括位于所述离心泵的下游的防止回流装置,以防止从所述离心泵的下游的所述输送流路流入所述离心泵。
4.根据权利要求2或3所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述防止回流装置包括防止回流阀和/或自动夹紧系统。
5.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述供应储存器是灌注系统的静脉储器。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述供应储存器被设置在灌注系统的氧合器的下游,并且其中所述输送系统还包括在所述氧合器与所述供应储存器之间的压力隔离装置,以设置在供应储存器中的载体流体的压力低于最小驱动压力,而与压力隔离装置的上游的载体流体的压力无关。
7.根据权利要求6所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述系统还被配置为接收指示在所述供应储存器中的所述载体流体的量的输入,以确定所述载体流体的量是否低于阈值,并且启动压力隔离装置以允许载体流体流入供应储存器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述递送通道的出口供应心脏停搏管线。
9.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括位于所述泵的下游的心脏停搏药剂入口。
10.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括水平传感器,所述水平传感器配置成监测在所述供应储存器中的流体的量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述供应储存器是可折叠容器或包括可折叠容器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括流量传感器,用于感测在所述离心泵下游的所述载体流体的流动。
13.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括压力传感器,用于感测在所述离心泵下游的所述载体流体的压力。
14.根据前述权利要求中任一项所述的心脏停搏药剂输送系统,还包括控制器,用于响应于控制信号来控制所述离心泵、所述防止回流装置和/或所述压力隔离装置。
15.根据权利要求14所述的心脏停搏药剂输送系统,其特征在于,所述控制器包括处理器和由所述处理器执行的软件指令。
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ITMI20030148U1 (it) | 2003-04-01 | 2004-10-02 | Dideco Spa | Struttura di dispositivo per il trattamento di sangue in circolazione extracorporea |
US7455812B2 (en) * | 2003-10-16 | 2008-11-25 | Rheoxtech, Llc | Method and apparatus for controlled reoxygenation |
US8506513B2 (en) * | 2010-04-20 | 2013-08-13 | Sorin Group Italia S.R.L. | Blood reservoir with ultrasonic volume sensor |
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