CN110568873A - 离体器官灌注pH在线监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括：pH传感器，管路循环子系统，缓冲液设备及控制子系统；管路循环子系统的输入端与离体器官灌注系统的出液口贯通连接，输出端用于与离体器官灌注系统的进液口贯通连接；缓冲液设备用于与管路循环子系统的输出端贯通连接；控制子系统用于驱动管路循环子系统；控制子系统还用于采集并处理pH传感器测量到的pH数据，得到pH缓冲液的pH补充量，以及基于pH补充量、驱动缓冲液设备向离体器官灌注系统传输pH缓冲液。本申请可实现在线调节离体器官灌注过程中灌注液的pH值，防止离体器官灌注过程中灌注液的pH值偏酸性，而造成的器官损伤，提高了离体器官的灌注效果，进而有效地拯救边缘供体器官。

Description

离体器官灌注pH在线监控系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种离体器官灌注pH在线监控系统。

背景技术

在器官移植中，供体器官短缺严重限制了器官移植的发展。目前，用于移植的器官主要是状态良好的供体器官，大量的边缘供体器官通常被弃用，而离体机械灌注(MachinePerfusion，MP)技术的发展使得边缘供体器官应用于临床成为可能。

但是，长时间的离体器官灌注会使离体器官产生大量的代谢产物，如水，乳酸，无机盐和尿素等。在离体器官灌注过程中，随着离体器官代谢产物乳酸的积累，会使得灌注液的pH值偏酸性，从而造成离体器官的损伤。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统对离体器官灌注过程中，对pH的检测往往不是实时的，具有一定的滞后性；检测方法往往是离线的，将灌注液抽离系统后再进行检测；没有自动调节灌注液pH值的功能，往往是采取手动的方法添加缓冲液，容易造成二次污染，且容易造成较大的误差。

发明内容

基于此，有必要针对传统对离体器官灌注过程中，灌注液pH的检测存在滞后性，pH数据检测误差大的问题，提供一种离体器官灌注pH在线监控系统。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括：

pH传感器，pH传感器用于监测待调节灌注液的pH数据；

管路循环子系统，管路循环子系统的输入端用于与离体器官灌注系统的出液口贯通连接，输出端用于与离体器官灌注系统的进液口贯通连接；管路循环子系统传输待调节灌注液；

缓冲液设备，缓冲液设备用于与管路循环子系统的输出端贯通连接；缓冲液设备向离体器官灌注系统传输pH缓冲液；

控制子系统，控制子系统分别与pH传感器、管路循环子系统、缓冲液设备通信连接；

其中，控制子系统用于驱动管路循环子系统；控制子系统还用于采集并处理pH传感器测量到的pH数据，得到pH缓冲液的pH补充量，以及基于pH补充量，驱动缓冲液设备向离体器官灌注系统传输pH缓冲液。

在其中一个实施例中，缓冲液设备包括储液件，以及贯通连接在离体器官灌注系统的进液口与储液件之间的第一动力泵；

第一动力泵与控制子系统通信连接。

在其中一个实施例中，缓冲液设备还包括设于储液件与第一动力泵之间的夹管阀。

在其中一个实施例中，缓冲液设备还包括设于储液件的液位传感器；

液位传感器与控制子系统通信连接。

在其中一个实施例中，缓冲液设备还包括设于第一动力泵的一端的流量传感器；

流量传感器与控制子系统通信连接。

在其中一个实施例中，储液件为储液罐、注射器或储液包。

在其中一个实施例中，pH传感器为光学pH传感器或电化学pH传感器。

在其中一个实施例中，管路循环子系统包括第一管路组件、第二管路组件、过滤器以及通信连接控制子系统的第二动力泵；

第二动力泵通过第一管路组件贯通连接在离体器官灌注系统和过滤器的输入端之间；过滤器的输出端通过第二管路组件与离体器官灌注系统贯通连接。

在其中一个实施例中，还包括废液收集设备；

废液收集设备与过滤器的输出端贯通连接。

在其中一个实施例中，还包括连接控制子系统的警报装置。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

管路循环子系统贯通连接在离体器官灌注系统的出液口与离体器官灌注系统的进液口之间；控制子系统通信连接管路循环子系统；控制子系统可驱动管路循环子系统，使得离体器官灌注系统的待调节灌注液流向管路循环子系统。基于控制子系统通信连接pH传感器、缓冲液设备；pH传感器可监测待调节灌注液的pH数据，并将测量到的pH数据传输给控制子系统；控制子系统采集待调节灌注液的pH数据，且根据pH数据，得到pH缓冲液的pH补充量；以及根据pH补充量，驱动缓冲液设备向离体器官灌注系统传输pH缓冲液。从而实现自动地向离体器官灌注系统中补充pH缓冲液，进而调节灌注液的pH值，实现保持整个系统的灌注液pH平衡；防止离体器官灌注过程中灌注液的pH值偏酸性，而造成的器官损伤，提高了离体器官的灌注效果，进而有效地拯救边缘供体器官。

附图说明

图1为一个实施例中离体器官灌注pH在线监控系统的第一结构示意图；

图2为一个实施例中离体器官灌注pH在线监控系统的第二结构示意图；

图3为一个实施例中离体器官灌注pH在线监控系统的第三结构示意图；

图4为一个实施例中离体器官灌注pH在线监控系统的第四结构示意图；

图5为一个实施例中离体器官灌注pH在线监控系统的第五结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括：

pH传感器110，pH传感器110用于监测待调节灌注液的pH数据；

管路循环子系统120，管路循环子系统120的输入端用于与离体器官灌注系统的出液口贯通连接，输出端用于与离体器官灌注系统的进液口贯通连接；管路循环子系统120传输待调节灌注液；

缓冲液设备130，缓冲液设备130用于与管路循环子系统的输出端贯通连接；缓冲液设备向离体器官灌注系统传输pH缓冲液；

控制子系统140，控制子系统140分别与pH传感器110、管路循环子系统120、缓冲液设备130通信连接；

其中，控制子系统140用于驱动管路循环子系统120；控制子系统140还用于采集并处理pH传感器110测量到的pH数据，得到pH缓冲液的pH补充量，以及基于pH补充量，驱动缓冲液设备130向离体器官灌注系统传输pH缓冲液。

具体而言，离体器官灌注系统指的是对离体器官进行灌注的保存或修复系统。pH传感器110指的是用来检测待调节灌注液中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器；pH传感器110可用来测量待调节灌注液的酸碱度。其中，pH(hydrogen ionconcentration，)指的是溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。管路循环子系统110可用来对传输待调节灌注液与pH缓冲液提供动力。通过管路循环子系统110贯通连接在离体器官灌注系统进液口与出液口之间，通过控制器子系统驱动管路循环子系统110，可将离体器官灌注系统的待调节灌注液泵入管路循环子系统110中，进而可将对待调节灌注液与pH缓冲液汇流至离体器官灌注系统。需要说明的是，待调节灌注液指的是离体器官灌注系统的出液口输出的灌注液。

基于控制子系统140通信连接pH传感器110，pH传感器110可测量待调节灌注液的pH数据，并将测量到的pH数据传输给控制子系统140；进而控制子系统140可采集待调节灌注液的pH数据。基于控制子系统150通信连接管路循环子系统120，控制子系统140可驱动管路循环子系统120，使得待调节灌注液在管路循环子系统120流动。基于控制子系统140通信连接缓冲液设备130，控制子系统140可根据采集到的pH数据，且根据pH数据，得到pH缓冲液的pH补充量。进而控制子系统140可驱动缓冲液设备130，使得缓冲液设备130输出相应量的pH缓冲液，进而pH缓冲液与待调节灌注液汇流传输回离体器官灌注系统，调节灌注液的pH值，实现保持整个系统的灌注液pH平衡。

在一个示例中，控制子系统140采集待调节灌注液的pH数据，并将采集到的pH数据与目标pH进行比对，可得到在预设时间内待调节灌注液的pH变化数据。控制子系统140可根据待调节灌注液的pH变化数据，得到pH缓冲液的pH补充量，进而控制子系统140可驱动缓冲液设备130，使得缓冲液设备130向离体器官灌注系统传输对应pH补充量的pH缓冲液，调节灌注液的pH值，实现保持整个系统的灌注液pH平衡。例如，目标pH为7，采集到的pH数据为5，则在预设时间内待调节灌注液的pH变化数据为-2，进而输出的pH缓冲液的pH补充量需满足使得待测灌注液的pH值增加2，使得灌注液中的pH保存在目标pH，实现对离体肺脏灌注过程中的灌注液实时在线监控。

进一步的，管路循环子系统120可传输待调节灌注液，并可传输离体器官灌注所需的pH缓冲液，保持整个系统的灌注液酸碱平衡，防止灌注液过滤过程中的pH值偏酸性，而造成的器官损伤，提高了离体器官的灌注效果，进而有效地拯救边缘供体器官。

需要说明的是，离体器官可以是离体肺脏、离体肾脏、离体心脏或离体胰脏等。pH缓冲液指的是用于调节溶液酸碱度(pH值)的缓冲液。灌注液指的是一类可以用于离体器官保存或修复的营养液；例如，灌注液可以是Steen液，LPD液，Perfadex液，UW液，细胞保存液或血液等。

上述的离体器官灌注pH在线监控系统中，控制子系统可驱动管路循环子系统，使得离体器官灌注系统的待调节灌注液流向管路循环子系统；控制子系统还可采集pH传感器测量到的pH数据，且根据pH数据，得到pH缓冲液的pH补充量；以及根据pH补充量，驱动缓冲液设备输出pH缓冲液，使得待调节灌注液与pH缓冲液汇流传输回离体器官灌注系统。实现自动地补充离体器官灌注所需的pH缓冲液，调节灌注液的pH值，并将pH调节后的灌注液传输回离体器官灌注系统，进而实现保持整个系统的灌注液pH平衡；防止离体器官灌注过程中灌注液的pH值偏酸性，而造成的器官损伤，提高了离体器官的灌注效果，进而有效地拯救边缘供体器官。

在一个实施例中，离体器官灌注pH在线监控系统还包括储液器；储液器的输入端用于与离体器官灌注系统的出液口贯通连接，储液器的输出端与管路循环子系统贯通连接；储液器存储离体器官灌注系统的待调节灌注液。

可选的，pH传感器可设于储液器中或者接在管路上，根据pH传感器类型的不同，pH传感器的连接方式也不同。如接触式的pH传感器可以设于储液器，非接触式的pH传感器可以接在管路上。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括pH传感器210，管路循环子系统220，缓冲液设备230和控制子系统240；其中，缓冲液设备230包括储液件232，以及贯通连接在离体器官灌注系统的进液口与储液件232之间的第一动力泵234；第一动力泵234与控制子系统240通信连接。

其中，储液件232可用来储存pH缓冲液。储液件232可以但不限于是储液罐(如带刻度的储液罐)、储液包或注射器。第一动力泵234可用来为传输pH缓冲液提供动力。在一个示例中，第一动力泵234可以是带流量控制等功能的智能第一动力泵；当智能第一动力泵检测到流量异常时，触发警报提醒。

具体地，储液件232、第一动力泵234以及离体器官灌注系统之间可通过管道贯通连接，储液件232中的pH缓冲液可通过第一动力泵234提供的动力，泵入到管路循环子系统220的输出端中，使得pH缓冲液与待调节灌注液汇流融合，并将汇流后的灌注液传输回离体器官灌注系统，实现对待调节灌注液的pH调节，保持整个系统的灌注液平衡，简化了灌注液pH调节的操作过程。

在一个具体的实施例中，如图2所示，缓冲液设备230还包括设于储液件232与第一动力泵234之间的夹管阀236。

其中，夹管阀236指的是一种管路开关，夹管阀236可用来控制管路的通断；夹管阀236可以是受控制子系统控制的自动夹管阀，也可以是人工手动控制的阀门开关。

例如，在检测到pH缓冲液的流速异常时，可控制止液阀关断，并产生预警。

上述的离体器官灌注pH在线监控系统中，由第一动力泵提供动力将pH缓冲液泵入管路循环子系统中，通过管路循环子系统向待调节灌注液和pH缓冲液提供传输动力，进而将待调节灌注液以及pH缓冲液融合，泵入回流到离体器官灌注系统中，实现离体器官灌注系统的灌注液pH始终处于一个平衡的状态，防止离体器官灌注过程中灌注液的pH值偏酸性，而造成的器官损伤，提高了离体器官的灌注效果，进而有效地拯救边缘供体器官。

在一个具体的实施例中，如图2所示，缓冲液设备230还包括设于储液件232的液位传感器238；液位传感器238与控制子系统240通信连接。

其中，液位传感器238可以是超声液位传感器；液位传感器238可用来测量储液件232中存储的pH缓冲液的液位数据(如液面高度)。

具体地，基于液位传感器238通信连接控制子系统240，控制子系统240可采集液位传感器238测量到的pH缓冲液的剩余容量，进而控制子系统240可实时监控储液件232中的pH缓冲液的剩余容量情况。例如，当液位传感器238监测到储液件232中的液位低于预设阈值时，触发警报提醒，防止储液件232中的pH缓冲液不足，导致系统的灌注液pH调节出现异常。

上述的离体器官灌注pH在线监控系统中，通过在储液件设置液位传感器，基于液位传感器通信连接控制子系统，控制子系统可实时监测储液件中pH缓冲液的液位高度，提高灌注液pH调节的可靠性。

在一个具体的实施例中，如图2所示，缓冲液设备230还包括设于第一动力泵234的一端的流量传感器252；流量传感器252与控制子系统240通信连接。

其中，流量传感器252可用来测量pH缓冲液的流速。可选的，流量传感器252为超声波流量传感器，光学流量传感器或电学流量传感器。需要说明的是，流量传感器252可以是集成在第一动力泵234中的流量传感器，也可以是独立与第一动力泵234的流量传感器。需要说明的是，流量传感器252还可用来测量pH缓冲液的气泡含量。

具体地，基于流量传感器252通信连接控制子系统240，控制子系统240可采集流量传感器252测量到的pH缓冲液的流量。进而控制子系统240可实时监测储液件232输出pH缓冲液的流量大小；例如，控制子系统240可在实际采集到的流量达到误差预警，及时调整pH缓冲液的流量大小，提高了调节灌注液pH的可靠性；控制子系统还可在实际采集到pH缓冲液的气泡含量达到预警值时，触发警报提醒。

需要说明的是，根据流量传感器类型的不同，流量传感器的连接方式也不同，常见的为非接触式连接。

上述的离体器官灌注pH在线监控系统中，通过在储液件设置流量传感器，基于流量传感器通信连接控制子系统，控制子系统可实时监测pH缓冲液传输的流量大小，提高灌注液pH调节的可靠性。

在一个实施例中，pH传感器为光学pH传感器或电化学pH传感器。

其中，光学pH传感器指的是光化学pH传感器；光化学pH传感器以光电转换为基础，利用pH值随质子化可渗透薄膜的光学特性而改变的性质。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括pH传感器320，管路循环子系统320，缓冲液设备330和控制子系统340；其中，管路循环子系统320包括第一管路组件322、第二管路组件324、过滤器326以及通信连接控制子系统的第二动力泵328。第二动力泵328通过第一管路组件322贯通连接在离体器官灌注系统和过滤器326的输入端之间；过滤器326的输出端通过第二管路组件324与离体器官灌注系统贯通连接。

具体地，过滤器326能够对待调节灌注液进行过滤，实现有效地过滤离体器官产生的代谢产物，如过量的水，无机盐以及有害肾毒物等。第一管路组件322可用来传输离体器官灌注系统输出的待调节灌注液；第一管路组件322包括但不仅限于管路、二通转接头、三通转接头、微栓过滤器、白细胞过滤器和桥管等部件。第二管路组件324可用来向离体器官灌注系统传输过滤后的灌注液；第二管路组件324包括但不仅限于管路、二通转接头、三通转接头、微栓过滤器、白细胞过滤器和桥管等部件。第一管路组件322和第二管路组件324组成了待调节灌注液的传输通路。第二动力泵328可用来对第一管路组件322和第二管路组件324提供传输动力，实现对离体器官灌注系统持续输出待调节灌注液，并自动持续地将过滤后的灌注液以及补充的pH缓冲液传输回离体器官灌注系统，保持离体器官灌注系统的灌注液平衡。可选的，第二动力泵328为离心泵，滚压泵或蠕动泵。

在一个示例中，过滤器为半透膜过滤器。其中，半透膜过滤器可用来过滤灌注液中的代谢产物。

具体地，通过半透膜过滤器贯通连接在第二动力泵和离体器官灌注系统之间，能够将离体器官灌注系统的待过滤灌注液流向半透膜过滤器中进行过滤处理，以及能够将半透膜过滤器中过滤后的灌注液流回离体器官灌注系统，进而能够有效地去除离体器官灌注液中的有害代谢物质，保证了灌注液的安全性，大大地节省了灌注液的用量。

进一步的，半透膜过滤器可包括功能性半透膜，可根据离体器官的不同类型，选择不同的半透膜，从而可以过滤不同的代谢产物。

进一步的，离体器官灌注pH在线监控系统还包括补液子系统，补液子系统用于与管路循环子系统的输出端贯通连接；补液子系统用于向离体器官灌注系统传输补充液；控制子系统与补液子系统通信连接。

具体而言，基于控制子系统通信连接补液子系统，控制子系统可根据待调节灌注液过滤掉的废液，驱动补液子系统，使得补液子系统向离体器官灌注系统传输相应量的补充液，进而实现离体器官灌注系统的灌注液pH值平衡，同时达到离体器官灌注系统的灌注液容量平衡。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括pH传感器410，管路循环子系统420，缓冲液设备430和控制子系统440；管路循环子系统420包括第一管路组件422、第二管路组件424、过滤器426以及通信连接控制子系统的第二动力泵428；其中，离体器官灌注pH在线监控系统还包括废液收集设备450。废液收集设备450与过滤器426的输出端贯通连接。

具体地，废液收集设备450可用来收集过滤器过滤掉的物质(即废液)。基于废液收集设备450贯通连接过滤器426的输出端，废液收集设备450能够将过滤器426过滤掉的物质进行收集处理，防止废液污染环境。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种离体器官灌注pH在线监控系统，包括pH传感器510，管路循环子系统520，缓冲液设备530和控制子系统540；还包括连接控制子系统540的警报装置550。

其中，警报装置550可以是蜂鸣器或闪烁灯，也可以是蜂鸣器和闪烁灯的组合。

具体地，基于警报装置550连接控制子系统540，控制子系统540监控到异常(如异常情况包括但不限于是缓冲液的流量大小异常，缓冲液剩余容量异常，管路有气泡，系统异常或储存异常等)时，触发警报装置550，使得警报装置550发出报警信息。

上述的离体器官灌注pH在线监控系统中，通过监控系统的异常情况，控制子系统在监测到异常情况时，能够触发警报装置，使得警报装置发出警示，及时提示用户系统发生异常。

需要说明的是，上述各实施例的离体器官灌注pH在线监控系统既可以作用于离体器官灌注滤过系统或离体器官灌注换液系统中，也可以直接作用于离体器官灌注系统中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，包括：

pH传感器，所述pH传感器用于监测待调节灌注液的pH数据；

管路循环子系统，所述管路循环子系统的输入端用于与离体器官灌注系统的出液口贯通连接，输出端用于与所述离体器官灌注系统的进液口贯通连接；所述管路循环子系统传输所述待调节灌注液；

缓冲液设备，所述缓冲液设备用于与所述管路循环子系统的输出端贯通连接；所述缓冲液设备向所述离体器官灌注系统传输pH缓冲液；

控制子系统，所述控制子系统分别与所述pH传感器、所述管路循环子系统、所述缓冲液设备通信连接；

其中，所述控制子系统用于驱动所述管路循环子系统；所述控制子系统还用于采集并处理所述pH传感器测量到的所述pH数据，得到所述pH缓冲液的pH补充量，以及基于所述pH补充量，驱动所述缓冲液设备向所述离体器官灌注系统传输所述pH缓冲液。

2.根据权利要求1所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述缓冲液设备包括储液件，以及贯通连接在所述离体器官灌注系统的进液口与所述储液件之间的第一动力泵；

所述第一动力泵与所述控制子系统通信连接。

3.根据权利要求2所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述缓冲液设备还包括设于所述储液件与所述第一动力泵之间的夹管阀。

4.根据权利要求2所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述缓冲液设备还包括设于所述储液件的液位传感器；

所述液位传感器与所述控制子系统通信连接。

5.根据权利要求2所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述缓冲液设备还包括设于所述第一动力泵的一端的流量传感器；

所述流量传感器与所述控制子系统通信连接。

6.根据权利要求2所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述储液件为储液罐、注射器或储液包。

7.根据权利要求1所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述pH传感器为光学pH传感器或电化学pH传感器。

8.根据权利要求1所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，所述管路循环子系统包括第一管路组件、第二管路组件、过滤器以及通信连接所述控制子系统的第二动力泵；

所述第二动力泵通过所述第一管路组件贯通连接在所述离体器官灌注系统和所述过滤器的输入端之间；所述过滤器的输出端通过所述第二管路组件与所述离体器官灌注系统贯通连接。

9.根据权利要求8所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，还包括废液收集设备；

所述废液收集设备与所述过滤器的输出端贯通连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的离体器官灌注pH在线监控系统，其特征在于，还包括连接所述控制子系统的警报装置。