CN113018544B - 导流控制装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及流体控制技术领域，特别涉及一种导流控制装置。该导流控制装置包括导管和控制组件，其中，导管包括管壁、由管壁限定的通道和开设在管壁上的侧孔，控制组件包括瓣膜、弹性件和牵引索，瓣膜的连接侧通过弹性件与侧孔的边沿连接，瓣膜的活动侧与牵引索相连，在牵引索处于收紧状态时，瓣膜的活动侧向通道内偏转，以至少部分阻塞通道，增加经侧孔排出的流体的量，在牵引索处于松弛状态时，弹性件带动瓣膜的活动侧向侧孔偏转，以至少部分封堵侧孔，增加经通道的出口排出的流体的量。本公开的导流控制系统实现了通过控制瓣膜的开合来调整导管中流体的流向及流量的技术效果。
Description
技术领域
本公开涉及流体控制技术领域，特别涉及一种导流控制装置。
背景技术
体外心肺支持辅助(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)，为一种可经皮置入的机械循环辅助技术。体外心肺支持辅助装置通常由主机、泵头和膜式氧合器三个部分构成。主机对体外心肺支持辅助装置的运行进行控制和监测，泵头用于使体内外的血液进行循环，膜式氧合器用于提供氧气并交换体内排出的血液内的二氧化碳。体外心肺支持辅助装置主要引流患者体内的静脉血液至体外，经过膜式氧合器氧合并排除血液中的二氧化碳后的血液回输患者体内。根据血液回输的途径不同，体外心肺支持辅助装置主要有静脉到静脉(venovenous ECMO,VV-ECMO)和静脉到动脉(venous-arterial ECMO,VA-ECMO)两种形式，前者仅具有呼吸辅助作用，而后者同时具有循环和呼吸辅助作用。
对于急性心衰患者，其主要问题是包括心脏在内的各主要脏器供血供氧不足，且由于心脏自身供氧不足，则心脏输出进一步减少从而进一步加剧症状，最终导致患者因心力衰竭而死亡。目前临床上通常采用VA-ECMO(股动静脉插管)和IABP(Intra-AorticBalloon Pump Therapy，主动脉球囊反搏)的方法进行生命支持及改善心衰的情况。但这一方法存在几个主要缺陷：
(1)经股动脉回输的氧合后的高含氧量血流离冠脉入口很远，无助于改善冠脉入口附近的血液氧合，因此无法改善心脏供氧不足的情况。并且，由于IABP球囊的存在，也无法通过在锁骨下动脉或其他动脉回路这些离冠脉入口更近的地方插管，来向心脏输入高氧含量的血液。
(2)由于缺陷(1)的存在，在患者自身肺部功能有缺陷造成氧合不足时，IABP球囊挤压入冠脉的血液也为氧含量较低的血液，虽然增加了心脏血供，但无助于根本性减轻心脏供氧不足的问题，无法或不足以纠正心衰的发展。
(3)IABP球囊对主动脉血流扰动较大，容易造成器官(肝脏、肾脏)等的灌注不良的情况，造成并发症且不利于患者预后。
可见，相关技术中缺乏有效解决或改善心脏自身供氧不足问题的方案。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本公开的目的在于提供一种导流控制装置，能够通过控制瓣膜的开合来调整导管中流体的流向及流量。将本公开用于体外心肺支持辅助时，能够根据临床需求改变导管中血液流向和/或流量，增加对冠脉灌注的血液量及血液中血氧的含量，改善或解决心脏自身供氧不足的问题。
本公开提供了一种导流控制装置，包括导管和控制组件，所述导管用于导流流体，所述控制组件用于控制所述导管中流体的流向和/或流量；其中，
所述导管包括管壁、由管壁限定的通道和开设在所述管壁上的侧孔，所述通道的一端为入口、另一端为出口，所述侧孔与所述通道连通且位于所述入口与所述出口之间；
所述控制组件包括瓣膜、弹性件和牵引索，所述瓣膜具有活动侧和连接侧，所述瓣膜的连接侧通过弹性件与所述侧孔的边沿连接，所述瓣膜的活动侧与所述牵引索相连；在所述牵引索处于收紧状态时，所述瓣膜的活动侧向所述通道内偏转，以至少部分阻塞所述通道，增加经所述侧孔排出的流体的量；在所述牵引索处于松弛状态时，所述弹性件带动所述瓣膜的活动侧向所述侧孔偏转，以至少部分封堵所述侧孔，增加经所述出口排出的流体的量。
由于上述技术方案，本公开具有如下有益效果：
在本公开提供的导流控制装置中，通过在导管上开设侧孔，提供了向侧孔灌注流体的可能性，在侧孔附近设置瓣膜，通过牵引索和弹性件调整瓣膜的状态，来改变流体的流向及流量；即，收紧牵引索，瓣膜封堵通道，流体从侧孔流出，松开牵引索，瓣膜在弹性件的带动下封堵侧孔，流体从通道出口流出。本公开提供的导流控制装置实现了灵活改变流体的流向及流量，具有操作简便，容易实现的优势。在将其用于体外心肺支持辅助时，将侧孔设置在冠状动脉附近，通过收紧牵引索，将体外氧合后的血液导向冠状动脉，通过松开牵引索，将体外氧合后的血液导向除心脏外的其他脏器，从而模拟心脏搏动产生的血压血流搏动，解决心脏供氧不足的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它附图。
图1是本公开实施例提供的在牵引索松弛时导流控制装置的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的在牵引索收紧时导流控制装置的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的导流控制装置的一种使用状态的示意图；
图4是本公开实施例提供的导流控制装置的另一种使用状态的示意图；
图中：1-导管，2-控制组件，3-锁骨下动脉，4-冠状动脉，
11-通道，12-管壁，13-侧孔，14-出口，15-入口，21-瓣膜21，22-拉索，23-限位件，24-支撑件，25-定位件。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
急性心衰患者的主要问题在于包括心脏在内的各脏器供血供氧不足，目前临床采用的VA-ECMO配合IABP的方法虽然能够解决心脏供血问题，但无法改善心脏供氧问题。
改善心脏供氧问题的关键在于将含氧量高的血液导入冠状动脉，经过体外氧合的血液的含氧量高于动脉血液的含氧量，如果将体外氧合的血液导向冠状动脉，必然能够改善心脏供氧。然而，目前血液插管在回输血流时，由体外血泵等动力源及压力流阻决定血流的流速，由置管位置及插管开口等决定血流方向，无法改变血液输送过程中血流的方向。即，现有的插管不能满足在靠近冠状动脉的地方输入高含氧量血液的需求。为此，本公开实施例提供一种导流调节装置，能够改变氧合后血液在人体内的流向，实现在心脏射血时，增加对冠状动脉的血氧供给，在心脏射血以外，增加对其他脏器的血氧供给的效果，模拟心脏搏动产生的血压血流搏动，改善或者消除心脏缺氧的问题。
图1示出了本公开实施例提供的一种导流控制装置，请参见图1，该装置包括导管1和控制组件2，导管1用于导流流体，控制组件2用于控制导管1中流体的流向和/或流量。具体的，本公开的导流控制装置应用于体外心肺支持辅助时，可以属于体外心肺支持辅助装置的一部分，此时，导管1用于导流氧合后的血液，控制组件2用于控制氧合后的血液在人体内的流向和/或流量。
请参见图1，所述导管1包括管壁12、由管壁12限定的通道11和开设在所述管壁12上的侧孔13，所述通道11的一端为入口15、另一端为出口14，所述侧孔13与所述通道11连通且位于所述入口15与所述出口14之间。所述控制组件2包括瓣膜21、弹性件和拉索22，所述瓣膜21具有活动侧和连接侧，所述瓣膜21的连接侧通过弹性件与所述侧孔13的边沿连接，所述瓣膜21的活动侧与所述拉索22相连；在所述拉索22处于收紧状态时，所述瓣膜21的活动侧向所述通道11内偏转，以至少部分阻塞所述通道11，增加经所述侧孔13排出的流体的量；在所述拉索22处于松弛状态时，所述弹性件带动所述瓣膜21的活动侧向所述侧孔13偏转，以至少部分封堵所述侧孔13，增加经所述出口14排出的流体的量。
在一个可行的实现方式中，瓣膜21的形状与导管1内通道11的截面相近或一致，瓣膜21的尺寸接近或者大于通道11的截面尺寸，如此，瓣膜21在向通道11内偏转时，具有更好的封堵通道11的效果，从而能够阻挡流体向出口14方向流动，迫使流体从侧孔13流出。侧孔13的形状可以与通道11的截面相近或一致，例如为圆形或者椭圆形，侧孔13的尺寸不大于瓣膜21的尺寸，使得瓣膜21具有较好的封堵侧孔13的效果，阻挡流体从侧孔13流出。
在一个可行的实现方式中，拉索22的一端为连接端、另一端为提拉端，所述拉索22的提拉端设置在所述导管1以外，所述拉索22的连接端穿入所述导管1的通道11后与所述瓣膜21的连接侧相连。
瓣膜21的偏转方向可以通过拉索22控制，为实现提拉拉索22使瓣膜21封堵通道11的效果，可以将拉索22定位在管壁12内侧与侧孔13相对的位置处，如此，通过拉拉索22，就能使瓣膜21的活动端向通道11内偏转，实现封堵通道11的效果。
在一个可行的实现方式中，可以在管壁12内侧与侧孔13相对的位置处设置定位件25，将拉索22的连接端穿过定位件25后与瓣膜21的活动端连接。在此基础上，还可以在管壁12内设置限位件23，拉索22穿过限位件23后穿入定位件25中，所述拉索22能够相对于限位件23和定位件25移动。通过限位件23和定位件25可使拉索22贴近管壁12，限制拉索22的移动路径，从而降低拉索22对管道内流体的阻力。
在一个可行的实现方式中，所述管壁12上设有导引管，所述导引管的上端靠近所述通道11的入口15，所述导引管的下端与所述侧孔13相对，所述拉索22穿过所述导引管后与所述瓣膜21的活动端相连，所述拉索22能够在所述导引管内移动。具体的，导引管可以设置在管壁12的内侧、管壁12的外侧或者管壁12中，当设置在管壁12中时，导引管的下端与通道11连通，当设置在管壁12外侧时，需要在管壁12上开设通孔，使导引管的下端与通孔连通。
在一个可行的实现方式中，在管壁12内侧与侧孔13相对的位置处还设置有支撑件24，支撑件24位于定位件25或者导引管的下方，当拉索22处于收紧状态时，所述瓣膜21的活动端处于所述支撑件24与限位件23之间，流体集聚在入口15与瓣膜21之间时，支撑件24能够为瓣膜21提供支撑力。
在本公开提供的导流控制装置中，通过在导管1上开设侧孔13，提供了向侧孔13灌注流体的可能性，在侧孔13附近设置瓣膜21，通过拉索22和弹性件调整瓣膜21的状态，来改变流体的流向及流量；即，收紧拉索22，瓣膜21封堵通道11，流体从侧孔13流出，松开拉索22，瓣膜21在弹性件的带动下封堵侧孔13，流体从通道11出口14流出。本公开提供的导流控制装置实现了灵活改变流体的流向及流量，具有操作简便，容易实现的优势。
本公开实施例提供的导流控制装置可用于体外心肺支持辅助，以动态调整血流灌注方向及灌注量，从而改善或解决心脏自身供氧不足的问题。图3和图4示出了将导流控制装置用于体外心肺支持辅助时的状态示意图。请参见图4，导管1的一端在体外连接供血装置，例如膜式氧合器，导管1的另一端自锁骨下动脉3插入，经过心脏主动脉后进入其他主动脉，导管1的侧孔13被放置于心脏冠状动脉4的入口15附近，将体外氧合后的血液通过入口15导入通道11，利用监测设备监测获得心脏的射血周期，在心脏射血时，收紧拉索22，使瓣膜21从封堵侧孔13切换为封堵通道11，氧合后的血液从侧孔13射向冠状动脉4的入口15方向，增加冠状动脉4入口15处血压、血流量以及血液含氧量；在心脏射血周期以外的时间松开拉索22，弹性件带动瓣膜21恢复其初始位置，使瓣膜21从封堵通道11切换为封堵侧孔13，通道11内的流体顺着出口14流出(如图3所示)，以增加对除心脏以外的其他脏器的灌注。
以上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。
以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式，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，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种导流控制装置，其特征在于，所述导流控制装置用于体外心肺支持辅助以动态调整血流灌注方向及灌注量，包括导管和控制组件，所述导管用于导流流体，所述控制组件用于控制所述导管中流体的流向和/或流量；其中，
所述导管包括管壁、由管壁限定的通道和开设在所述管壁上的侧孔，所述通道的一端为入口、另一端为出口，所述侧孔与所述通道连通且位于所述入口与所述出口之间；
所述控制组件包括瓣膜、弹性件和牵引索，所述瓣膜具有活动侧和连接侧，所述瓣膜的连接侧通过弹性件与所述侧孔的边沿连接，所述瓣膜的活动侧与所述牵引索相连；在所述牵引索处于收紧状态时，所述瓣膜的活动侧向所述通道内偏转，以至少部分阻塞所述通道，增加经所述侧孔排出的流体的量；在所述牵引索处于松弛状态时，所述弹性件带动所述瓣膜的活动侧向所述侧孔偏转，以至少部分封堵所述侧孔，增加经所述出口排出的流体的量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述牵引索的一端为连接端、另一端为提拉端，所述牵引索的提拉端设置在所述导管以外，所述牵引索的连接端穿入所述导管的通道后与所述瓣膜的活动侧相连。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管壁内侧设置有定位件，所述定位件与所述侧孔相对，所述牵引索的连接端穿过所述定位件后与所述瓣膜的活动侧相连。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述管壁内还设有至少一个限位件，所述牵引索依次穿过各限位件后穿入所述定位件中，所述牵引索能够相对于所述限位件和所述定位件移动。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管壁上设有导引管，所述导引管的上端靠近所述通道的入口，所述导引管的下端与所述侧孔相对，所述牵引索穿过所述导引管后与所述瓣膜的活动侧相连，所述牵引索能够在所述导引管内移动。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导引管设置在所述管壁的内侧。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导引管设置在所述管壁中或者所述管壁的外侧，并且，所述导引管的下端与所述通道连通。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述管壁内侧还设有支撑件，在所述牵引索处于收紧状态时，所述瓣膜的活动侧位于所述支撑件与限位件之间。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述瓣膜的形状与所述通道的截面形状相同，所述瓣膜的尺寸不小于所述通道的截面的尺寸。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述瓣膜在所述管壁上的投影不小于所述侧孔。
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