CN112043896A - 一种体外循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种体外循环系统，所述系统包括管路串联的动力装置、血液净化装置、营养交换装置、氧合装置和脉搏发生器；人体目标治疗区域静脉血管接入所述系统的血液入口，依次流经系统各装置，完成血液净化、氧合以及营养物质交换，再流入所述目标治疗区域的动脉血管，实现体外构建一个独立的血液循环系统，有效解决现有技术中因无法阻断身体内部血液循环而带来的病症转移问题，为体外生命支持和手术治疗提供新的路径。

Description

一种体外循环系统
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别是涉及一种体外循环系统。
背景技术
在医学领域，体外生命支持是一项重要的医学技术，该项技术通过建立体外循环设备，为人体器官功能损害时提供支持治疗。现阶段的临床应用上，有用于支持心肺功能的体外循环肺膜氧合设备(ECMO)，用于支持肾脏功能的连续肾脏替代疗法(CRRT)、血液透析设备等，这类设备主要应用于患者器官功能衰竭的情况下，通过建立体外循环辅助对应器官继续工作，维持患者生命活动，为后续治疗争取宝贵时间。但现有的体外循环设备本质上仅仅是支持治疗，并未完全阻断患者身体的体内循环，无法解决血液循环过程中产生的病症转移，如细菌、病菌等伴随血液循环在人体各处组织或器官内发生转移而引起的菌血症、脓血症或败血症，以及癌细胞扩散等。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种独立的体外循环系统，解决现有体外循环技术中，因无法完全阻断原有血液循环而带来的病症转移问题，使个体在独立体外循环过程中长时间保持生理活性，为后续医疗救治争取时间。
本发明实施例提供一种系统，具体包括通过管路串联的动力装置、血液净化装置、营养交换装置、氧合装置和脉搏发生器，其中：
所述动力装置包括第一动力装置和第二动力装置，所述第一动力装置与系统血液入口连接，所述第二动力装置与系统血液出口连接；
所述血液净化装置和所述营养交换装置设置可置换接口，其中，所述血液净化装置的上游和下游分别设有透析液的引入管路和引出管路；所述营养交换装置的上游和下游分别设有灌流液的引入管路和引出管路。
在某一个实施例中，所述第一动力装置包括离心泵，用于为体外血液循环提供动力；所述第二动力装置为流速控制器，用于控制血液出口处的血液流量及流速。
在某一个实施例中，所述第一动力装置还包括静脉回流泵，所述静脉回流泵接入所述离心泵和所述系统血液入口之间，用于防止静脉血回流。
在某一个实施例中，所述血液净化装置用于吸附血液在体外循环过程中的杂质，所述杂质包括代谢废物、病原体、细菌，以及抗凝剂装置和目标治疗区域产生的微颗粒，其中所述目标治疗区域包括病变器官。
在某一个实施例中，所述营养交换装置包括储存空间和流通空间；所述储存空间用于存储与目标治疗区域适配的灌流液，所述灌流液含有维持渗透压和生命循环的必需成分，包括抗凝剂、葡萄糖、微量元素以及蛋白质；所述流通空间用于提供血液循环流动的通路。
在某一个实施例中，所述氧合装置为鼓泡式氧合器或膜式氧合器，用于对流经所述氧合装置的血液进行氧合。
在某一个实施例中，所述脉搏发生器，用于对完成氧合的血液加入模拟生理脉冲。
在某一个实施例中，所述系统还包括监测设备；所述监测设备与所述营养交换装置和环状包裹在管路外表面的传感器连接；所述传感器包括压力传感器和血氧传感器。
在某一个实施例中，所述监测设备还包括报警装置和切换装置，所述报警装置与医护系统连接，当接收到体外循环系统运行时的血液异常数据时，实时发出警示，同时触发所述切换装置，将所述营养交换装置切换至旁路管道，建立旁路导通。
在某一个实施例中，所述系统还包括控温装置，所述控温装置与所述营养交换装置连接，用于维持血液正常活性温度
相比现有技术，本发明实施例提出的一种体外循环系统可将血液净化、人工心肺以及体外血氧、营养供给等功能有机结合，通过提供独立于人体内部循环的体外血液循环系统，有效阻断因伴随患者身体的体内血液循环而带来的病症转移，为医疗救治争取宝贵时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明某一实施例提供的体外循环系统的结构示意图；
图2为本发明某一实施例提供的动力装置的结构示意图；
图3为本发明某一实施例提供的营养交换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。第一术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如图1所示，本发明优选实施例中一种体外循环系统的结构包括第一动力装置、血液净化装置、营养交换装置、氧合装置、脉搏发生器和第二动力装置之间的管路串联，其中，所述第一动力装置与系统血液入口连接，所述第二动力装置与系统血液出口连接，所述第一动力装置和第二动力装置共同组成所述体外循环系统的动力装置。
具体地，如图2所示，所述第一动力装置包括离心泵和静脉回流泵，其中，所述离心泵为人工血泵，包括容积式血泵和叶片式血泵，通过驱动血液流动，为体外血液循环提供动力；所述静脉回流泵则连接在所述离心泵和所述系统血液入口间的管路位置，通过对所在管路提供压力差，防止入口处的静脉血回流。
所述第二动力装置为流速控制器，可通过动态调节血液出口处的管路通道间隙，控制流经血液的流量及流速，所述血液的流速为4L-6L/min，使血液进入目标治疗区域时流速保持稳定。
所述血液净化装置和所述营养交换装置分别设置可置换接口，其中，所述血液净化装置的上游和下游分别设有透析液的引入管路和引出管路；所述营养交换装置的上游和下游分别设有灌流液的引入管路1和引出管路2，且所述引入1管路和引出管路2分别安装有控制该管路内的置换液单向流入、流出速度的调节阀门，使所述血液净化装置的替换透析液和所述营养交换装置的替换灌流液按照引入管路流入、引出管路流出的方向进行装置内的液体动态更替。
具体地，所述血液净化装置内包括半透膜和透析液，所述透析液含有吸附介质，血液在体内外循环过程中产生的杂质通过所述半透膜，被流动透析液中的吸附介质吸附，所述杂质包括代谢废物、病原体、细菌，以及抗凝剂装置和目标治疗区域产生的微颗粒，所述目标治疗区域包括病变器官，如急慢性肾衰竭、腹腔脏器感染引发败血症等。
如图3所示，所述营养交换装置包括储存空间和流通空间，其中，所述流通空间连接至血液净化装置和氧合装置之间，其输出端设置第一保险阀3，用于控制血液循环主路导通；所述储存空间与流通空间单向连接，同时通过旁路导管5连接至氧合装置输入端，并在所述旁路导管5处设置第二保险阀4，用于控制血液循环旁路导通。
具体地，所述储存空间和流通空间内部包括与目标治疗区域适配的灌流液，所述灌流液含有维持渗透压和生命循环的必需成分，包括抗凝剂、葡萄糖、微量元素以及蛋白质，所述灌流液用于模拟血液进入循环。
具体地，所述储存空间包括三个端口：旁路输出端与旁路导管5连接，输入端与所述营养交换装置上游处的灌流液引入管路相连接，输出端与所述流通空间的输入端单向连接；替换灌流液经引入管路流至所述储存空间内进行存储，部分替换灌流液经过所述储存空间的输出端，流至所述流通空间。
具体地，所述流通空间包括三个端口：输入端连接至所述储存空间的输出端，两个输出端则分别与所述营养交换装置下游处的灌流液引出管路和主路导管相连接，所述流通空间可提供体外血液循环的流动通路，并在血液通路中补充所述灌流液。
在所述体外循环系统中，所述控温装置设置在所述营养交换装置处，控温装置的内部包括液体冷却装置和热交换器，可调整体外循环过程中的血液温度，使血液维持在正常活性温度(37摄氏度)。
所述氧合装置为鼓泡式氧合器或膜式氧合器，其内部含有纤维管式氧合膜，氧气通过所述氧合膜的弥散作用进入流经的血液，完成氧合，所产生的二氧化碳则通过所述氧合膜再从血液中弥散出来，从所述装置内的排气口排出。
所述脉搏发生器通过产生脉冲式信号，在完成氧合的血液中加入模拟生理脉冲，使血液形成脉冲式搏动，使脉搏频率处于60-100次/分钟。
所述监测设备则设置在所述营养交换装置处，并通过传感器与所述脉搏发生器输出端连接，所述传感器环状包裹在输出管路外表面，具体包括压力传感器、温度传感器和血氧传感器，其中所述压力传感器对血液出口位置的血液压力进行监测；所述温度传感器实时监测血液出口位置所流经血液的温度；所述血氧传感器则对血液中的氧分压进行监测，上述传感器接收的数据信息均实时反馈至监测设备。
具体地，所述体外循环系统中，所述监测设备包括报警装置和切换装置，所述报警装置与医院内部医护系统连接，当所接收的传感器反馈的血液数据存在异常时，实时向医院系统发出警示，及时排查系统故障；同时控制所述切换装置，关闭所述营养交换装置中的第一保险阀3，停止所述流通空间的主路血液循环，并开启第二保险阀4，使所述储存空间的旁路导管5导通，接入氧合装置继续进行循环，防止体外循环中断。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可监听存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种体外循环系统，其特征在于，包括通过管路串联的动力装置、血液净化装置、营养交换装置、氧合装置和脉搏发生器，其中：
所述动力装置包括第一动力装置和第二动力装置，所述第一动力装置与系统血液入口连接，所述第二动力装置与系统血液出口连接；
所述血液净化装置和所述营养交换装置设置可置换接口，其中，所述血液净化装置的上游和下游分别设有透析液的引入管路和引出管路；所述营养交换装置的上游和下游分别设有灌流液的引入管路和引出管路。
2.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，所述第一动力装置包括离心泵，用于为体外血液循环提供动力；所述第二动力装置为流速控制器，用于控制血液出口处的血液流量及流速。
3.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，所述第一动力装置还包括静脉回流泵，所述静脉回流泵接入所述离心泵和所述系统血液入口之间，用于防止静脉血回流。
4.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，所述血液净化装置用于吸附血液在体外循环过程中的杂质，所述杂质包括代谢废物、病原体、细菌，以及抗凝剂装置和目标治疗区域产生的微颗粒，其中所述目标治疗区域包括病变器官。
5.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，所述营养交换装置包括储存空间和流通空间；所述储存空间用于存储与目标治疗区域适配的灌流液，所述灌流液含有维持渗透压和生命循环的必需成分，包括抗凝剂、葡萄糖、微量元素以及蛋白质；所述流通空间用于提供血液循环流动的通路。
6.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，所述氧合装置为鼓泡式氧合器或膜式氧合器，用于对流经所述氧合装置的血液进行氧合。
7.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，所述脉搏发生器用于对完成氧合的血液加入模拟生理脉冲。
8.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，还包括监测设备；所述监测设备与所述营养交换装置和环状包裹在管路外表面的传感器连接；所述传感器包括压力传感器和血氧传感器。
9.根据权利要求8所述的体外循环系统，其特征在于，所述监测设备还包括报警装置和切换装置：
所述报警装置与医护系统连接，当接收到体外循环系统运行时的血液异常数据时，实时发出警示，同时触发所述切换装置，将所述营养交换装置切换至旁路管道，建立旁路导通。
10.根据权利要求1所述的体外循环系统，其特征在于，还包括控温装置，所述控温装置与所述营养交换装置连接，用于维持血液正常活性温度。
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