CN111135360A - 一种右心辅助装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种右心辅助装置及其控制方法，装置包括双腔管道、动力装置、氧合装置、传感器和控制装置；双腔管道中一管道留置于右心房，将右心静脉血引出体外；动力装置将右心静脉血推送至氧合装置；氧合装置将右心静脉血转换成动脉血，并通过另一管道将氧合后的动脉血导入左心房；传感器获取监测数据；控制装置根据监测数据控制动力装置，以调节右心静脉血的引出量和导入左心房的血流量；其效果是：通过直接将右心房的静脉血泵出体外，经氧合装置氧合后再经房间隔穿刺以泵入左心房，不易导致血管损伤，降低了并发症风险和减轻右心容量负荷的目的，并可调整引出的血量及输入的血流量，适用于右心衰竭及重度肺高压病人在围术期的辅助治疗。
Description
技术领域
本发明涉及心脏辅助设置技术领域，具体涉及一种右心辅助装置及其控制方法。
背景技术
目前的心脏辅助装置主要有主动脉内球囊反搏(IABP)，心室辅助装置(VAD)和体外膜肺氧合装置(ECMO)。其中IABP和VAD主要应用于左心衰的辅助；而ECMO既可用于心衰(左心和/或右心)的辅助，又可用于肺功能衰竭的辅助，但是存在以下不足：采用穿刺法外周大血管植入插管时，股静脉穿刺管行程过长，容易导致血管损伤；股动脉穿刺管的血供是逆向血流，不符合生理，且容易出现心脑血管供血不足、左心室后负荷增加/肺水肿、下肢缺血性损伤(甚至缺血性肌坏死)等，导致严重并发症；远期存在股动脉狭窄或动脉瘤形成的风险；采用中心植入插管时，因需要延迟关胸，有可能导致严重的感染并发症；且因在转机过程中需要持续的抗凝治疗，手术野出血的风险较高，或者抗凝不足导致膜肺栓塞，影响机器的使用效果；而且需要再次手术撤机和关胸，创伤较大。
同时，很多心脏疾病合并肺动脉高压，导致右心压力负荷增加，影响右心功能。当肺动脉压力升高到超过体循环压力时，会导致右心的静脉血分流到左心动脉血系统中，临床上会出现发绀的体征，这时称为艾森曼格综合症(Eisenmenger's syndrome)，是外科手术的禁忌症，只能靠昂贵的靶向药物延缓死亡。很多合并肺动脉高压的病人，即使没有达到艾森曼格综合症的诊断，但在围术期因各种不良因素刺激可能会诱发肺动脉高压危象，危及生命。因此，现有技术中，缺乏适用于对右心衰竭病人和严重肺动脉高压病人在围术期的辅助方案。
发明内容
本发明的发明目的在于：提供了一种右心辅助装置及其控制方法，以克服现有技术的右心辅助设备所带来的并发症风险，提供一种更适用于右心衰竭病人在围术期的辅助方案。
第一方面：一种右心辅助装置，包括双腔管道、动力装置、氧合装置、传感器和控制装置；
所述双腔管道通过上腔静脉，使得其中一管道留置于右心房，用于将右心静脉血引出体外；
所述动力装置用于将引出体外的所述右心静脉血推送至所述氧合装置中；
所述氧合装置用于将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道将氧合后的所述动脉血导入左心房，其中，所述的另一管道利用房间隔穿刺置于所述左心房；
所述传感器用于实时获取监测数据；
所述控制装置用于根据所述监测数据控制所述动力装置，以调节所述右心静脉血的引出量和导入所述左心房的所述动脉血的流量。
作为本申请一种可选的实施方式，所述氧合装置包括备用连接通道，所述氧合装置的两端均设置有三通控制阀。
作为本申请一种可选的实施方式，所述的一种右心辅助装置，还包括负荷调节装置和流量控制阀；
当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，利用所述控制装置控制所述流量控制阀将回抽的过多的所述右心静脉血导入所述负荷调节装置，以调节所述动力装置泵入所述左心房的血量。
作为本申请一种可选的实施方式，所述的一种右心辅助装置，还包括抗凝预防与监测中和系统，所述抗凝预防与监测中和系统包括抗凝预防装置和抗凝监测中和装置；
所述抗凝预防装置设置在所述动力装置的前端，用于给予引出的所述右心静脉血预设的药剂量以预防血栓形成；
所述抗凝监测中和装置设置在所述氧合装置的后端，用于抗凝程度的检测，并将检测结果反馈至所述抗凝预防装置，以调节所述药剂量，同时根据所述检测结果给予转换后所述动脉血所需的中和药剂量。
第二方面：一种右心辅助装置的控制方法，应用于第一方面所述的一种右心辅助装置，所述方法包括：
由双腔管道通过上腔静脉，使得其中一管道留置于右心房，将右心静脉血引出体外；
通过动力装置将引出体外的所述右心静脉血推送至氧合装置中；
通过氧合装置将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道将氧合后的所述动脉血导入左心房；
利用传感器实时获取监测数据；
由控制装置根据所述监测数据控制所述动力装置，以调节所述右心静脉血的引出量和导入所述左心房的所述动脉血的流量。
作为本申请一种可选的实施方式，所述氧合装置包括备用连接通道，所述氧合装置的两端均设置有三通控制阀。
作为本申请一种可选的实施方式，所述的一种右心辅助装置，还包括负荷调节装置和流量控制阀；所述方法还包括：
当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，利用所述控制装置控制所述流量控制阀将回抽的过多的所述右心静脉血导入所述负荷调节装置，以调节所述动力装置泵入所述左心房的血量。
作为本申请一种可选的实施方式，所述的一种右心辅助装置，还包括抗凝预防与监测中和系统，所述抗凝预防与监测中和系统包括抗凝预防装置和抗凝监测中和装置；所述方法还包括：
将所述抗凝预防装置设置在所述动力装置的前端，给予引出的所述右心静脉血预设的药剂量以预防血栓形成；
将所述抗凝监测中和装置设置在所述氧合装置的后端，进行抗凝程度的检测，并将检测结果反馈至所述抗凝预防装置，以调节所述药剂量，同时根据所述检测结果给予转换后所述动脉血所需的中和药剂量。
采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种右心辅助装置及方法，通过双腔管道中的一管道直接将右心房的静脉血泵出体外，经氧合装置氧合后，另一管道利用房间隔穿刺将转换成的动脉血泵入左心房，不易导致血管损伤，降低了并发症风险，同时也达到了减轻右心容量负荷和压力负荷的目的；在工作中，控制装置根据传感器实时采集的数据，及时调整从静脉引出的血量及输入左心房的血流量，从而保证安全性以达到最佳的效果，适用于右心衰竭病人在围术期的辅助治疗。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种右心辅助装置的结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的一种右心辅助装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
参考图1所示，一种右心辅助装置，包括双腔管道、动力装置3、氧合装置7、传感器2和控制装置1；
所述双腔管道通过上腔静脉，使得其中一管道8留置于右心房，用于将右心静脉血引出体外；
所述动力装置3用于将引出体外的所述右心静脉血推送至所述氧合装置7中；
所述氧合装置7用于将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道9将氧合后的所述动脉血导入左心房12，其中，所述的另一管道9利用房间隔穿刺置于所述左心房12；
所述传感器2用于实时获取监测数据；
所述控制装置1用于根据所述监测数据控制所述动力装置3，以调节所述右心静脉血的引出量和导入所述左心房12的所述动脉血的流量。
需要说明的是，正常情况下经皮途径导管不能顺行直接到达左心房，虽然可以逆行通过主动脉瓣和二尖瓣的两个转弯进入左心房，但导管操作上很麻烦；
房间隔位于右心房和左心房之间，在右心房后部偏左，与额面和矢状面均呈约45度夹角。房间隔呈长方形，厚约2mm，高约为宽的2倍，中下1/3处为卵圆窝，卵圆窝直径为2cm，边缘隆起，前缘和上缘明显，中心窝底部很薄，厚约lmm，此位置是房间隔穿刺进入左心房的理想部位。卵圆窝为胚胎时期卵圆孔的所在，约20-30％正常的心脏，在出生后虽在生理上闭合，但仍在窝底部上方残留已潜在性的解剖通道，正常情况下无血液分流现象，在右心房压力高于左心房时无需穿刺可经此通道进入左心房，从而克服了现有技术的右心辅助设备所采用的方法导致的血管损伤，降低了并发症风险；应用中，心脏置管的方式，既可以通过颈静脉-上腔静脉穿刺/切开置管，也可以通过股静脉-下腔静脉穿刺/切开置管的方式来实现，在此不做限制；所述双腔管道中的一管道在图1中为附图标记8，所述双腔管道中的另一管道在图1中为附图标记9；
一管道8用于将右心静脉血引出体外；所述动力装置3采用磁悬浮轴流泵，用于将引出体外的所述右心静脉血推送至所述氧合装置7中；所述氧合装置7用于将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道9将氧合后的所述动脉血导入左心房12，所述氧合装置7采用膜式氧合器，膜式氧合器又称膜式人工肺，是一种能进行血气交换的一次性使用人工装置，它根据生物肺、肺泡气体交换的原理，集氧合、变温、储血、过滤、回收血等功能于一体，用于替代心脏功能和肺脏功能进行血液氧合并排除二氧化碳；所述控制装置1采用中央处理器；其中，所述传感器2的数量为多个，包括微型压力传感器、速度传感器等，设置于管道末端、连接处等，用于血流参数的获取；在其他实施例中，所述控制装置1还包括连接口，所述控制装置1通过所述连接口与外部的监测仪器连接，用于生命监测数据的获取，例如，中心静脉压(CVP)、血压(blood pressure，BP)、心率(HR)和混合静脉血氧饱和度(SvO2)等；
本方案通过直接将右心房的静脉血泵出体外，经氧合装置氧合后再经房间隔穿刺以泵入左心房，不易导致血管损伤，降低了并发症风险，同时也达到了减轻右心容量负荷和压力负荷的目的；在工作中，控制装置根据接收到的血流参数和生命监测数据，及时调整从静脉回抽的血量及输入左心房的血流量(可控制所述动力装置的转速)，从而保证安全性以达到最佳的效果，适用于不合并左心衰竭的右心衰竭病人在围术期的辅助治疗。
进一步地，所述氧合装置7包括备用连接通道，所述氧合装置的两端均设置有三通控制阀6。
具体地，从图1中可以看出，所述氧合装置7包括两个连接通道，可将其中一个作为所述备用连接通道；所述膜式氧合器的连接通道是双份(备份)的，当需要更换膜式氧合器时，不需要将动力装置3停止，当接好新的膜式氧合器的通道后，只需要转换三通控制阀6就可以，不需要停机更换，进一步降低了因开关机造成的创伤风险。
进一步地，所述的一种右心辅助装置，还包括负荷调节装置和流量控制阀；
当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，利用所述控制装置控制所述流量控制阀将回抽的过多的所述右心静脉血导入所述负荷调节装置，以调节所述动力装置泵入所述左心房的血量。
具体地，所述动力装置3与所述负荷调节装置4并联，且在并联支路上均设置所述流量控制阀5，所述流量控制阀5还与所述控制装置1电连接；所述负荷调节装置4采用真空储血室，当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，触发中央控制器通过控制所述流量控制阀，将回抽的过多右心房11血液导入所述真空储血室，调节泵入左心房12的血量，从而避免引起急性左心衰/肺水肿等并发症，进而适用于右心衰竭病人并具有严重肺动脉高压病人在围术期的辅助治疗。
进一步地，在前述实施例的基础上，所述的一种右心辅助装置，还包括抗凝预防与监测中和系统10，所述抗凝预防与监测中和系统10包括抗凝预防装置和抗凝监测中和装置；
所述抗凝预防装置设置在所述动力装置的前端，用于给予引出的所述右心静脉血预设的药剂量以预防血栓形成；
所述抗凝监测中和装置设置在所述氧合装置的后端，用于抗凝程度的检测，并将检测结果反馈至所述抗凝预防装置，以调节所述药剂量，同时根据所述检测结果给予转换后所述动脉血所需的中和药剂量。
具体地，前端根据预设的药剂量给予肝素/低分子肝素抗凝治疗以预防血栓形成，然后在膜式氧合器后端监测抗凝程度，并反馈调节肝素/低分子肝素的使用剂量(即动态调节所述药剂量)，同时根据检测结果自动给予鱼精蛋白等药物中和肝素/低分子肝素。实施时，从图1可知，所述抗凝预防装置和抗凝监测中和装置还分别与所述控制装置连接，其所述药剂量和中和药剂量可通过所述控制装置控制，当然也可通过所述抗凝预防与监测中和系统10自身进行独立控制，在此不做限制。
综上，本申请所提供的方案，充分考虑到实际应用过程中所涉及的并发症风险、右心容量负荷过重、并存在肺动脉高压、肺水肿、血栓等问题，更适用于右心衰竭病人和严重肺动脉高压病人围术期的辅助治疗。
基于上述同样的发明思路，参考图2，本发明实施例还提供了一种右心辅助装置的控制方法，应用于上述所述的一种右心辅助装置，所述右心辅助装置的组成部分如前文所述，在此不再赘述，所述方法包括：
S101，由双腔管道通过上腔静脉，使得其中一管道留置于右心房，将右心静脉血引出体外；
S102，通过动力装置将引出体外的所述右心静脉血推送至氧合装置中；
S103，通过氧合装置将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道将氧合后的所述动脉血导入左心房；
S104，利用传感器实时获取监测数据；
S105，由控制装置根据所述监测数据控制所述动力装置，以调节所述右心静脉血的引出量和导入所述左心房的所述动脉血的流量。
需要说明的是，上述方法与前述的系统实施例所对应，其方法步骤中，具体实施方式以及有益效果，参见前述的文字记载，在此不再赘述。
利用上述方法，通过直接将右心房的静脉血泵出体外，经氧合器氧合后再经房间隔穿刺管泵入左心房，从而达到减轻右心容量负荷和压力负荷的目的；并且在装置的运转过程中，中央控制器通过传感器实时采集血流参数和生命监测数据，并根据这些数据及时调整从静脉回抽的血量及输入左心房的血流量，从而保证安全性并达到最佳的治疗效果，适用于右心衰竭病人在围术期的辅助治疗。
进一步地，所述氧合装置包括备用连接通道，所述氧合装置的两端均设置有三通控制阀。
具体地，所述膜式氧合器的连接通道是双份(备份)的，当需要更换膜式氧合器时，不需要将动力装置3停止，当接好新的膜式氧合器的通道后，只需要转换三通控制阀6就可以，不需要停机更换，进一步降低了因开关机造成的创伤风险。
进一步地，在前述实施例的基础上，所述的一种右心辅助装置，还包括负荷调节装置和流量控制阀；所述方法还包括：
当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，利用所述控制装置控制所述流量控制阀将回抽的过多的所述右心静脉血导入所述负荷调节装置，以调节所述动力装置泵入所述左心房的血量。
具体地，通过将回抽的过多右心房11血液导入所述真空储血室，调节泵入左心房12的血量，从而避免引起急性左心衰/肺水肿等并发症，进而适用于右心衰竭病人并具有严重肺动脉高压病人在围术期的辅助治疗。
进一步地，在前述实施例的基础上，所述的一种右心辅助装置，还包括抗凝预防与监测中和系统，所述抗凝预防与监测中和系统包括抗凝预防装置和抗凝监测中和装置；所述方法还包括：
将所述抗凝预防装置设置在所述动力装置的前端，给予引出的所述右心静脉血预设的药剂量以预防血栓形成；
将所述抗凝监测中和装置设置在所述氧合装置的后端，进行抗凝程度的检测，并将检测结果反馈至所述抗凝预防装置，以调节所述药剂量，同时根据所述检测结果给予转换后所述动脉血所需的中和药剂量。
具体地，前端根据预设的药剂量给予肝素/低分子肝素抗凝治疗以预防血栓形成，然后在膜式氧合器后端监测抗凝程度，并反馈调节肝素/低分子肝素的使用剂量(即动态调节所述药剂量)，同时根据检测结果自动给予鱼精蛋白等药物中和肝素/低分子肝素。
进一步地，所述方法还包括：
在双腔管道中置于右心房11的管道上还设置有分流阀和引流室，当所述监测数据中的红细胞比积超过阈值时，所述控制装置控制分流阀打开，将导出的静脉血至所述引流室中存储；通过这种方式，即进行了适量的放血，以降低血液的粘度，增加血液向组织释放氧的能力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种右心辅助装置，其特征在于，包括双腔管道、动力装置、氧合装置、传感器和控制装置；
所述双腔管道通过上腔静脉，使得其中一管道留置于右心房，用于将右心静脉血引出体外；
所述动力装置用于将引出体外的所述右心静脉血推送至所述氧合装置中；
所述氧合装置用于将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道将氧合后的所述动脉血导入左心房，其中，所述的另一管道利用房间隔穿刺置于所述左心房；
所述传感器用于实时获取监测数据；
所述控制装置用于根据所述监测数据控制所述动力装置，以调节所述右心静脉血的引出量和导入所述左心房的所述动脉血的流量。
2.根据权利要求1所述的一种右心辅助装置，其特征在于，所述氧合装置包括备用连接通道，所述氧合装置的两端均设置有三通控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种右心辅助装置，其特征在于，还包括负荷调节装置和流量控制阀；
当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，利用所述控制装置控制所述流量控制阀将回抽的过多的所述右心静脉血导入所述负荷调节装置，以调节所述动力装置泵入所述左心房的血量。
4.根据权利要求1至3中任一所述的一种右心辅助装置，其特征在于，还包括抗凝预防与监测中和系统，所述抗凝预防与监测中和系统包括抗凝预防装置和抗凝监测中和装置；
所述抗凝预防装置设置在所述动力装置的前端，用于给予引出的所述右心静脉血预设的药剂量以预防血栓形成；
所述抗凝监测中和装置设置在所述氧合装置的后端，用于抗凝程度的检测，并将检测结果反馈至所述抗凝预防装置，以调节所述药剂量，同时根据所述检测结果给予转换后所述动脉血所需的中和药剂量。
5.一种右心辅助装置的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种右心辅助装置，所述方法包括：
由双腔管道通过上腔静脉，使得其中一管道留置于右心房，将右心静脉血引出体外；
通过动力装置将引出体外的所述右心静脉血推送至氧合装置中；
通过氧合装置将所述右心静脉血转换成动脉血，并通过所述双腔管道中的另一管道将氧合后的所述动脉血导入左心房；
利用传感器实时获取监测数据；
由控制装置根据所述监测数据控制所述动力装置，以调节所述右心静脉血的引出量和导入所述左心房的所述动脉血的流量。
6.根据权利要求5所述的一种右心辅助装置的控制方法，其特征在于，所述氧合装置包括备用连接通道，所述氧合装置的两端均设置有三通控制阀。
7.根据权利要求5所述的一种右心辅助装置的控制方法，其特征在于，所述的一种右心辅助装置，还包括负荷调节装置和流量控制阀；所述方法还包括：
当右心容量负荷过重而左心前负荷达标时，利用所述控制装置控制所述流量控制阀将回抽的过多的所述右心静脉血导入所述负荷调节装置，以调节所述动力装置泵入所述左心房的血量。
8.根据权利要求5至7中任一所述的一种右心辅助装置的控制方法，其特征在于，所述的一种右心辅助装置，还包括抗凝预防与监测中和系统，所述抗凝预防与监测中和系统包括抗凝预防装置和抗凝监测中和装置；所述方法还包括：
将所述抗凝预防装置设置在所述动力装置的前端，给予引出的所述右心静脉血预设的药剂量以预防血栓形成；
将所述抗凝监测中和装置设置在所述氧合装置的后端，进行抗凝程度的检测，并将检测结果反馈至所述抗凝预防装置，以调节所述药剂量，同时根据所述检测结果给予转换后所述动脉血所需的中和药剂量。
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| CN202010070887.7A CN111135360A (zh) | 2020-01-21 | 2020-01-21 | 一种右心辅助装置及其控制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111840780A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-30 | 安徽通灵仿生科技有限公司 | 适用于ecmo期间血液净化装置的管路适配器 |
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- 2020-01-21 CN CN202010070887.7A patent/CN111135360A/zh active Pending
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