CN114946838B - 一种肝脏低温灌注保存装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种肝脏的低温机械灌注保存装置和方法，装置包括灌注回路和控制器，其中灌注回路包括主泵、主储液器、副泵和副储液器；主泵与主储液器的入口连接，用于将器官盒中的灌注液泵入主储液器；主储液器的出口分别与肝脏的门静脉和肝脏的肝动脉连接，用于向门静脉和肝动脉供应灌注液；其特征在于，还包括副储液器和副泵，提供额外的肝动脉灌注流路。本发明针对肝动脉内环境不好的情况，采用主储液器和副储液器相配合的方式开展灌注，能改善肝动脉的灌注效率和效果。

Description

一种肝脏低温灌注保存装置和方法

技术领域

本发明属于生物医疗仪器领域，具体涉及肝脏移植用的低温机械灌注保存装置和方法。

背景技术

器官移植是指将有活力的离体器官通过手术转移至患者体内。器官存储过程中温度必须控制在2-8℃的低温环境，传统的器官保存方法是静态冷保存。静态冷保存时间越长，术后移植物功能延迟恢复发生率越高，此外，静态冷保存方式难以对离体器官进行客观评估。与静态冷保存相比，对离体器官的低温机械灌注能够显著降低移植物功能延迟恢复的发生率，有益于提高移植器官的长期存活率，同时，机械灌注参数可辅助评估移植器官质量，有利于离体的充分利用。器官低温灌注保存箱就是移植用离体器官转运、保存和低温机械灌注的设备，器官低温灌注保存能够延长离体器官的储存时间、评估离体器官的质量、降低术后移植物功能延迟恢复发生率，现已广泛应用。

在活体肝脏中，血液通过门静脉和肝动脉流入，在肝脏的窦状腺内混合，然后通过肝静脉流出，其中门静脉血占60％～80％，平均为75％，门静脉血流量约为每分钟1100ml，肝动脉血流量为每分钟350ml左右，占全肝血流量的20％～40％，平均为25％。在离体肝脏的灌注保存期间，灌注液分别从门静脉和肝动脉流入，并通过肝静脉流出，实现肝脏的离体灌注。例如现有技术文献CN104619170A公开的用于灌注肝脏的灌注设备包含三个不同的流动路径：连接到肝脏的门静脉的门流动路径、连接到肝脏的肝动脉的肝流动路径、以及提供到器官盆的返回路径的旁路流动路径；门流动路径和肝流动路径上分别设有压力传感器、流量传感器、气泡传感器；灌注模式时，灌注液沿门流动路径和肝流动路径分别进入肝脏的门静脉和肝动脉；如果控制器从压力传感器接收流体压力超出预定范围的信号，控制器控制泵以停止泵送流体；另外，如果门流动路径或肝流动路径中的任一者或两者中的压力超过预定阈值的情况中，设备能自动停止和/或减小由泵提供的流量和/或压力以防止损坏器官。

通常，进入门静脉和肝动脉的流量与门静脉和肝动脉血管网络内环境有关，通常门静脉网络较为通畅，所以大部分的液体会进入门静脉。正常情况下灌注初始阶段门静脉和肝动脉的流量比为9:1。按照现有技术文献的方案，灌注设备处于灌注模式时，肝动脉管路很容易触发压力限制，触发后并非肝动脉停止灌注，而是蠕动泵停转，只能通过不断降低设定流量(降低压力)才能够继续进行灌注，且在后续低流量灌注期间，肝动脉由于内环境不好，分配到的流量往往不到10％，再加上整体流量偏低，肝动脉的灌注效率和效果较差。因此亟需针对肝动脉内环境不好情况下的改善灌注效果的肝脏灌注解决方案。

发明内容

本发明提供一种肝脏的低温机械灌注保存装置，尤其适合灌注保存肝动脉内环境不好的肝脏。

本发明采取的技术方案如下：

一种肝脏低温灌注保存装置，包括：

控制器，用于控制装置；

灌注回路，包括主泵、主储液器、多个阀组件；

主泵与主储液器连通，用于将器官盒中的灌注液泵入主储液器；

主储液器分别通过门静脉灌注管路和肝动脉灌注管路连通肝脏的门静脉和肝动脉，为门静脉和肝动脉提供灌注液；

其中，灌注回路还包括副储液器和副泵；

副储液器与主泵或主储液器连通，用于从主泵或主储液器获取灌注液；

副储液器通过肝动脉灌注支路与肝动脉连通，肝动脉灌注支路上设有副泵，用于为副储液器向肝动脉供应灌注液提供动力。

进一步地，肝动脉灌注支路连通肝动脉灌注管路，副储液器的灌注液流经肝动脉灌注支路和一部分肝动脉灌注管路后，进入肝动脉。

进一步地，主储液器和副储液器分别设有排气管路。

进一步地，主储液器和副储液器分别设有液位传感器，主储液器和副储液器分别设有连通管，液位传感器检测连通管内高、中和低液位。

进一步地，灌注回路包括过滤器和氧合器。

进一步地，过滤器、氧合器、主储液器和副储液器共同置于一个制冷区域。制冷区域采用半导体制冷元件制冷，半导体制冷元件为帕尔贴制冷片。

进一步地，灌注回路包括多个气泡传感器、多个流量传感器、多个温度传感器和/或多个压力传感器。多个压力传感器包括管路总压力传感器、门静脉灌注管路压力传感器和肝动脉灌注管路压力传感器，多个压力传感器集成在一块电路板上。

进一步地，包括远程操作和显示端。

本发明也提供肝脏的灌注方法，包括：

通过主泵以一定的流量将主储液器中的灌注液分别通过门静脉灌注管路和肝动脉灌注管路对门静脉和肝动脉供应灌注液；

检测肝动脉灌注管路的压力，当压力超过设定值，控制器控制肝动脉灌注管路上的阀关闭以停止主储液器对肝动脉供应灌注液，同时控制副泵将副储液器中的灌注液通过肝动脉灌注支路对肝动脉独立供应灌注液。

进一步地，副储液器中的灌注液由主储液器提供。

进一步地，当副储液器中的灌注液的液位处于低位时，控制器控制肝动脉灌注管路、肝动脉灌注支路、门静脉灌注管路上的阀全部关闭，使副储液器中的灌注液的液位上升到高位时，控制器控制肝动脉灌注支路、门静脉灌注管路上的阀开启，重新开始肝动脉和门静脉的灌注。

进一步地，当主储液器中的灌注液的液位处于中位时，控制器控制肝动脉灌注管路、门静脉灌注管路上的阀全部关闭，使主储液器中的灌注液的液位上升到高位时，控制器控制肝动脉灌注管路、门静脉灌注管路上的阀开启，重新开始肝动脉和门静脉的灌注。

进一步地，副泵生成脉动流或连续流。

进一步地，当肝动脉灌注管路或门静脉灌注管路上的气泡传感器感应到气泡，控制肝动脉灌注管路和门静脉灌注管路上的阀关闭以停止对肝动脉和门静脉的灌注，灌注液从与肝动脉灌注管路和门静脉灌注管路连通的冲洗管路排出。

进一步地，包括冲洗模式：控制器控制肝动脉灌注管路、肝动脉灌注支路和门静脉灌注管路上的阀关闭，灌注液流入主储液器，当主储液器的灌注液的液位达到高位，打开冲洗管路，灌注液从冲洗管路排出；主储液器的灌注液的液位保持高液位一定时间后，控制器控制灌注液从主储液器流入副储液器，当副储液器的灌注液的液位达到高位，打开冲洗管路，灌注液从冲洗管路排出。

进一步地，包括排气模式：将离体肝脏的肝动脉和肝动脉灌注管路分别连接到一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态，将离体肝脏的门静脉和门静脉灌注管路分别连接到另一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态；控制主泵运转，灌注液分别流经肝动脉灌注管路和门静脉灌注管路，并从各自管路上的三通插管的末端流出，排出管路内的气体，在灌注液流出的状态下，用盖子密封三通插管的末端，排气模式结束。

进一步地，包括主泵流量检测步骤，控制器监控主储液器低液位到高液位所用的时间为P，主储液器低液位到高液位的体积为Q，计算出主泵实际输出流量为Q/P，比较Q/P和主泵的流量理论值，判断主泵流量是否准确。

进一步地，包括副泵流量检测步骤，控制器监控副储液器高液位到低液位所用的时间为P，副储液器低液位到高液位的体积为Q，计算出副泵实际输出流量为Q/P，比较Q/P和副泵的流量理论值，判断副泵流量是否准确。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1.现有技术的肝脏灌注设备通常设置肝动脉和门静脉45mmHg的限制压力，设备处于灌注模式时，肝动脉管路很容易触发限制压力，只能通过不断降低设定流量才能够继续进行灌注，肝动脉由于内环境不好，分配到的流量往往不到10％，肝动脉的灌注效率和效果差；本发明采用副泵和副储液器为肝动脉提供额外的灌注流路，能改善肝动脉的灌注效率和效果；

2.具有蠕动泵输出流量准确性检测和校对功能；

3.具有加氧功能和物联网功能。

附图说明

图1为本发明的第一实施例示意图。

图2为本发明的第一实施例的控制示意图。

图3为本发明的第二实施例示意图。

附图标记：

离体肝脏1、1’，器官盒10、10’，主泵21、21’，副泵22、22’，过滤器30、30’，氧合器40、40’，主储液器51、51’，副储液器52、52’，半导体制冷元件60、60’，控制器70，操作和显示单元80，远程操作和显示端90，主管路110、110’，主储液器支路121，副储液器支路131、131’，门静脉灌注管路120、120’，肝动脉灌注管路130、130’，肝动脉灌注支路132、132’，主储液器排气管路140、140’，副储液器排气管路150、150’，门静脉灌注冲流管路160、160’，肝动脉灌注冲流管路170、170’，电磁阀A1-A11、A1’-A10’，温度传感器T1-T3、T1’-T3’，压力传感器P1-P3、P1’-P3’，流量传感器F1-F2、F1’-F2’，气泡传感器B1-B2、B1’-B2’，门静脉口a、a’，肝动脉口b、b’。

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，但是，下面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。

实施例1

图1-2示出了肝脏低温机械灌注保存装置的第一种实施方式，主要包括用于放置待移植肝脏的器官盒10、冰盒(未图示)、控制器70、操作和显示单元80、主泵21、副泵22、过滤器30、氧合器40、主储液器51、副储液器52、半导体制冷元件60、传感器组件、电磁阀组件，其中传感器组件包括气泡传感器B1-B2、压力传感器P1-P3、流量传感器F1-F2、温度传感器T1-T3和液位传感器(未图示)。

离体肝脏1保存在放有灌注液的器官盒10中，器官盒可以具有托架，肝脏布置于托架上。器官盒被布置在具有凹部的冰盒内，冰盒内可容纳诸如冰、冰水、盐水等的冷却介质，也可以采用其他任何合适的冷却介质，例如高分子相变凝胶材料。在使用中，器官布置在托架内，托架布置在器官盒内，器官盒布置在冰盒中，这样冰盒围绕在器官盒外周，使得器官盒温度维持在2-8℃低温环境中。器官盒构造为在运输、恢复、分析和存储期间提供不间断的无菌条件，同时与冰盒保持热传导。

器官盒10、主泵21、过滤器30、氧合器40、主储液器51通过主管路110依次连接。

主储液器51通过门静脉灌注管路120与门静脉口a连接，门静脉灌注管路120上依次设有电磁阀A2、气泡传感器B2、流量传感器F2、压力传感器P2、电磁阀A6。电磁阀A6和压力传感器P2之间的管路上通过三通阀(未图示)连接有门静脉灌注冲流管路160，门静脉灌注冲流管路160上设有电磁阀A8。

主储液器51通过肝动脉灌注管路130与肝动脉口b连接，肝动脉灌注管路130上依次设有电磁阀A1、气泡传感器B1、流量传感器F1、压力传感器P1、电磁阀A5。电磁阀A5和压力传感器P1之间的管路上通过三通阀(未图示)连接有肝动脉灌注冲流管路170，肝动脉灌注冲流管路170上设有电磁阀A7。

主储液器51内部设有温度传感器T2和液位传感器，其中液位传感器能够感测灌注液在主储液器中的液位处于高位H、中位M或低位L。主储液器51上部通过主储液器排气管路140与器官盒相连，其上设有电磁阀A9。

副储液器52的入口通过副储液器支路131与主储液器51连接，副储液器52的出口连接肝动脉灌注支路132的一端，肝动脉灌注支路132的另一端通过三通阀(未图示)连接到肝动脉灌注管路130，连接点位于电磁阀A1和气泡传感器B1之间的管路。这样，副储液器的肝动脉灌注流路和主储液器的肝动脉灌注流路可以共用各种传感器，管路设计简单。肝动脉灌注支路132上设有副泵22和电磁阀A4。

副储液器52内部设有温度传感器T3和液位传感器，其中液位传感器能够感测灌注液在副储液器中的液位处于高位h、中位m或低位l。副储液器52上部通过副储液器排气管路150与器官盒相连，其上设有电磁阀A10。

主泵21和副泵22可以是适合与器官的灌注结合的任何泵。合适的泵的示例可包括手动操作泵、离心泵和蠕动泵，此处采用外购来的步进电机蠕动泵。

过滤器30用于过滤液路中的颗粒物，防止颗粒进入和堵塞装置的流通路径。颗粒物可以例如是由离体器官产生的脂肪颗粒或血液凝结物。过滤器可以是单个过滤器或多个孔径不同的过滤器的组合使用，此处采用外购来的1个40μm过滤器。

氧合器40用于将氧气提供给灌注液，提高灌注液的氧含量。氧气可通过任何合适的装置提供至氧合器。合适的氧气源可以是医院高压氧气、大型氧气瓶或者定制小型氧气瓶。

主储液器51和副储液器52用于在流路中临时储存灌注液，起到气泡捕捉器的作用，分离可能被夹带在灌注液流中的气泡，防止这些气泡继续向下游并且进入离体器官。

气泡传感器B1-B2可采用超声波气泡传感器，超声波气泡传感器可不接触灌注液，因此无需清洁且易于更换。

流量传感器F1-F2，用于检测流经管路的灌注液流量，流量传感器可以为超声波流量传感器。

压力传感器P1-P3检测液路的实时压力并提供过压监测。压力传感器通过检测2点压力并以均值方式求得压力值。与主泵连接的压力传感器P3测量管路总压力，压力传感器P1和P2分别检测肝动脉灌注管路和门静脉灌注管路的压力。通过对比压力传感器测得的2点压力，或对比总压力与肝动脉和门静脉灌注管路测试出来的压力值，可以有效的提示压力传感器的准确性。如果灌注管路的2点压力差异过大，装置会提示错误；如果肝动脉灌注管路和门静脉灌注管路的压力之和与总压力差异过大，装置也会提示错误。本实施例中，压力传感器P1、P2和P3分别独立设置在各自的管路上，也可以将所有压力传感器集成在一块电路板上。

液位传感器采用连通管的方式，主储液器和副储液器的侧面分别安装有一个连通管，连通管是一个硬质的半口型管，连通管安装于储液器的外壁，储液器外壁的底部和顶部设有管路接口并与连通管连接。连通管的竖直的硬管壁上安装有3个光电传感器以检测低、中、高液位。当储液器与大气连通时，液体进入储液器和连通管，连通管液面与储液器液位保持一致，通过检测连通管内的液体以此判断储液器的液位高度并以此检测蠕动泵的输出流量。当储液器不与大气连通时，储液器处于封闭状态，蠕动泵将液体泵入储液器，储液器中产生压力，将液体压入管路，储液器的空气部分与连通管空气部分连接并处于同样的气压之下，因此同样能够保持相同的液位。

操作和显示单元80具有操作输入部和显示单元，操作输入部提供温度、压力、泵输出流量等的设置功能。显示单元实现灌注参数的全程显示、装置运行模式及运行进度等的显示。

本实施例中，过滤器30、氧合器40、主储液器51和副储液器52放置在同一个冷藏区域中，此处采用冰箱，冰箱以半导体制冷元件60作为制冷源，半导体制冷元件为帕尔贴制冷片组件。器官盒10、主储液器51和副储液器52上分别设置三个温度传感器T1、T2、T3，分别检测器官盒内灌注液温度、主储液器中的灌注液温度、副储液器中的灌注液温度。任一温度超过设定值2-8℃，控制器70控制帕尔贴制冷片组件启动，将灌注液温度降低到设定值。这样的设计可以有效的保证长时间灌注、或因为临床需要频繁打开密封盖时对灌注液的温度要求。

本实施例的装置包括冲洗模式、排气模式和灌注模式。

冲洗模式

在开机冲洗模式，控制器70控制主泵提供2L/min的均匀流量。控制器70控制电磁阀A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A10关闭，电磁阀A9打开。灌注液从器官盒经过主泵21、过滤器30、氧合器40，达到主储液器51，主储液器中的气体经过主储液器排气管路140排出管路系统。

液位传感器检测主储液器中灌注液的液位。当液位达到高位H时，控制器控制电磁阀A3、A4、A5、A6、A9、A10关闭，电磁阀A1、A2、A7、A8打开，灌注液同时经过气泡传感器B1-B2、流量传感器F1-F2、压力传感器P1-P2、冲洗管路160和170返回器官室。

使主储液器中灌注液的高液位保持2min后，控制器控制电磁阀A1、A2、A4、A5、A6、A7、A8、A9关闭，电磁阀A3、A10打开，灌注液从主储液器51进入副储液器52，副储液器中的气体由排气管路150排出管路系统。

液位传感器检测副储液器52中灌注液的液位，当液位达到高位h时，控制器控制电磁阀A1、A3、A5、A6、A9关闭，电磁阀A2、A4、A7、A8、A10打开，控制器控制副泵22以150ml/min匀速运转，灌注液从副储液器52泵出，经过肝动脉灌注支路132并入肝动脉灌注管路130，并经气泡传感器B1、流量传感器F1、压力传感器P1、冲洗管路170返回器官室。

当副储液器52中灌注液的液位达到低位l时，控制器控制副泵22停止运行，同时电磁阀A3、A4、A5、A6、A9、A10关闭，电磁阀A1、A2、A7、A8打开，再次持续2min后冲洗模式结束。

排气模式

将离体肝脏的肝动脉和装置的肝动脉灌注管路130分别连接到一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态。将离体肝脏的门静脉和装置的门静脉灌注管路120分别连接到另一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态。

控制主泵以0.3L/min的均匀流量运转。控制电磁阀A1、A2、A5和A6打开，电磁阀A3、A4、A7、A8、A9、A10关闭。灌注液流经肝动脉灌注管路130和门静脉灌注管路120，并从各自管路上的三通插管的末端流出，排出管路内的气体。灌注液进入三通插管后，会有部分灌注液进入肝脏与三通插管相连的血管，通过调整三通插管的角度，可以使血管内的气体排出。

在液体流出的状态下，用盖子密封三通插管的末端，排气模式结束。

灌注模式

控制器控制主泵21按照设定的流量均速运转。流量按照肝脏的重量设定，每分钟的设定流量按照0.66L/kg计算，输入肝脏重量后系统会自动生成设定流量。

控制电磁阀A1、A2、A5、A6打开，电磁阀A3、A4、A7、A8、A9、A10关闭。器官盒10的灌注液经过过滤器30、氧合器40进入主储液器51，主储液器储存灌注液和管路压力，并将灌注液压入肝动脉灌注管路130和门静脉灌注管路120，最后进入肝动脉和门静脉，实现自由分配式灌注。

当压力传感器P1检测肝动脉管路压力达到设定的45mmHg时，控制器控制电磁阀A1、A2、A4、A5、A6、A7、A8、A9关闭，电磁阀A3、A10打开，灌注液从主储液器51进入副储液器52。当副储液器52液位达到高液位h时，电磁阀A1、A3、A7、A8、A9关闭，电磁阀A2、A4、A5、A6、A10打开，副泵22以固定压力40mmHg开始对肝动脉进行脉冲式或连续式独立灌注。固定压力灌注的优势在于，灌注全程，副泵会维持设定的灌注压力不变，不会因肝动脉阻力过大而停止灌注。同时，固定压力的灌注方式是安全的灌注方式，当肝动脉阻力过大时，比较容易达到设定的压力，管路流量低。随着低流量的持续灌注，阻力降低，管路流量随之变大，因此固定压力灌注可以有效的避免灌注过程中肝脏可能出现的机械损伤。

同时，控制器控制主泵减少25％的流量，此时的主储液器51只连通了门静脉，仅对门静脉进行灌注。当副储液器42液位达到低位l时，电磁阀A1、A2、A4、A5、A6、A7、A8、A9关闭，电磁阀A3、A10打开，副储液器52补液后继续独立灌注。

当肝动脉管路流量达到主泵最开始设定流量的15％以上，即肝动脉基本已经被灌注通畅时，副泵继续运转至副储液器达到低液位，控制器控制副泵停止运转，控制电磁阀A1、A2、A5、A6打开，电磁阀A3、A4、A7、A8、A9、A10关闭，重新由主储液器同时实现肝动脉和门静脉的灌注。

当任何气泡传感器感应到气泡，控制器控制电磁阀A5、A6关闭，电磁阀A7、A8打开，进行1min的冲洗后切换回灌注模式。

灌注过程中，如果主储液器液位低于中液位M，控制器控制电磁阀A1、A2关闭，电磁阀A9打开补液至高液位后切换回灌注模式。

副泵对肝动脉独立灌注时，压力传感器模块上的总压力只与门静脉相互关联，肝动脉压力独立监测，与总压力没有关系。

本装置还可实现主泵输出流量自动检测和校准，控制器设定主泵以最高转速均速转动，如蠕动泵理论每转一周流量为L，每分钟旋转周数为M，则理论最高输出流量为LM(ml/min)，控制器可监控主储液器低液位到高液位所用的时间，如P min，主储液器低液位到高液位的体积也是已知的，如为Q ml，则可以计算出实际输出流量为Q/P(ml/min)，比较实际值Q/P和理论值LM即可判断出主泵流量是否准确，并可根据此方法校准主泵的输出流量。副泵的输出流量检测方法与主泵大致一致，计算副储液器高液位到低液位所用的时间即可得到副泵实际输出流量参数。对照分析主泵和副泵的实际输出流量参数、理论输出流量参数与流量传感器检测参数，即可进行液路流量准确性提示报警。

本装置通过物联网连接远程操作和显示端90，可远程实现灌注参数的全程显示、装置运行模式及运行进度的显示、灌注报告的自动存储，并可实现远程控制。

实施例2

图3示出了低温机械灌注保存装置的第二种实施方式，主要包括用于放置待移植肝脏的器官盒10’、冰盒(未图示)、控制器(未图示)、操作和显示单元(未图示)、主泵21’、副泵22’、过滤器30’、氧合器40’、主储液器51’、副储液器52’、半导体制冷元件60’、传感器组件、电磁阀组件，其中传感器组件包括气泡传感器B1’-B2’、压力传感器P1’-P3’、流量传感器F1’-F2’、温度传感器T1’-T3’和液位传感器(未图示)。

器官盒10’、主泵21’、过滤器30’、氧合器40’通过主管路110’依次连接。

氧合器40’的出口通过三通阀(未图示)同时连接主储液器支路121和副储液器支路131’。

主储液器支路121与主储液器51’连接。主储液器支路121上设有电磁阀A11。主储液器51’通过门静脉灌注管路120’与门静脉口a’连接，门静脉灌注管路120’上依次设有电磁阀A2’、气泡传感器B2’、流量传感器F2’、压力传感器P2’、电磁阀A6’。电磁阀A6’和压力传感器P2’之间的管路上通过三通阀(未图示)连接有门静脉灌注冲流管路160’,门静脉灌注冲流管路160’上设有电磁阀A8’。

主储液器51’通过肝动脉灌注管路130’与肝动脉口b’连接，肝动脉灌注管路130’上依次设有电磁阀A1’、气泡传感器B1’、流量传感器F1’、压力传感器P1’、电磁阀A5’。电磁阀A5’和压力传感器P1’之间的管路上通过三通阀(未图示)连接有肝动脉灌注冲流管路170’，肝动脉灌注冲流管路170’上设有电磁阀A7’。

主储液器51’内部设有温度传感器T2’和液位传感器，其中液位传感器能够感测灌注液在主储液器中的液位处于高位H、中位M或低位L。主储液器51’上部通过主储液器排气管路140’与器官盒相连，其上设有电磁阀A9’。

氧合器40’通过副储液器支路131’与副储液器52’的入口连接。副储液器支路131’上设有电磁阀A3’。副储液器52’的出口连接肝动脉灌注支路132’的一端，肝动脉灌注支路132’的另一端通过三通阀(未图示)连接到肝动脉灌注管路130’，连接点位于电磁阀A1’和气泡传感器B1’之间的管路。肝动脉灌注支路132’上设有副泵22’和电磁阀A4’。

副储液器52’内部设有温度传感器T3’和液位传感器，其中液位传感器能够感测灌注液在副储液器中的液位处于高位h、中位m或低位l。副储液器52’上部通过副储液器排气管路150’与器官盒相连，其上设有电磁阀A10’。

同实施例1，在本实施例中，过滤器30’、氧合器40’、主储液器51’和副储液器52’放置在同一个冰箱内，冰箱以半导体制冷元件60’作为制冷源。

本实施例的装置包括冲洗模式、排气模式和灌注模式。

冲洗模式

在开机冲洗模式，控制器控制主泵提供2L/min的均匀流量。控制器控制电磁阀A1’、A2’、A3’、A4’、A5’、A6’、A7’、A8’、A10’关闭，电磁阀A9’和A11打开。灌注液从器官盒经过主泵21’、过滤器30’、氧合器40’，达到主储液器51’，主储液器中的气体经过主储液器排气管路140’排出管路系统。

液位传感器检测主储液器中灌注液的液位。当液位达到高位H时，控制器控制电磁阀A1’、A2’、A4’、A5’、A6’、A7’、A8’、A9’、A11关闭，电磁阀A3’、A10’打开。灌注液从器官盒经过主泵21’、过滤器30’、氧合器40’，达到副储液器52’，副储液器中的气体经过副储液器排气管路150’排出管路系统。

液位传感器检测副储液器中灌注液的液位。当液位达到高位H时，控制器控制电磁阀A3’、A5’、A6’、A9’关闭，电磁阀A1’、A2’、A4’、A7’、A8’、A10’、A11打开，副泵开始以150ml/min匀速运转。

主储液器中的灌注液进入门静脉灌注管路120’，经过气泡传感器B2’、流量传感器F2’、压力传感器P2’，从冲洗管路160’返回器官室。主储液器中的灌注液进入肝动脉灌注管路130’，经过气泡传感器B1’、流量传感器F1’、压力传感器P1’，从冲洗管路170’返回器官室。副储液器中的灌注液经肝动脉灌注支路132’也流入肝动脉灌注管路130’。当副储液器中液体到达低位时，副泵停止运转，控制器控制电磁阀A4’和A10’关闭，继续持续2min后冲洗模式结束。

排气模式

将离体肝脏的肝动脉和装置的肝动脉灌注管路130’分别连接到一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态。将离体肝脏的门静脉和装置的门静脉灌注管路120’分别连接到另一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态。

控制主泵以0.3L/min的均匀流量运转。控制电磁阀A1’、A2’、A5’、A6’、A11打开，电磁阀A3’、A4’、A7’、A8’、A9’、A10’关闭。灌注液流经肝动脉灌注管路130’和门静脉灌注管路120’，并从各自管路上的三通插管的末端流出，排出管路内的气体。灌注液进入三通插管后，会有部分灌注液进入肝脏与三通插管相连的血管，通过调整三通插管的角度，可以使血管内的气体排出。

在液体流出的状态下，用盖子密封三通插管的末端，排气模式结束。

灌注模式

控制器控制主泵21’按照设定的流量均速运转。控制电磁阀A1’、A2’、A5’、A6’、A11打开，电磁阀A3’、A4’、A7’、A8’、A9’、A10’关闭。灌注液分别通过肝动脉灌注管路130’和门静脉灌注管路120’进入肝动脉和门静脉，实现自由分配式灌注。

当压力传感器P1’检测肝动脉管路压力达到设定的45mmHg时，控制器控制电磁阀A4’、A7’、A8’、A9’关闭，电磁阀A1’、A2’、A3’、A5’、A6’、A10’、A11打开。大部分灌注液由电磁阀A3’进入副储液器。当副储液器中的液位达到高位时，控制电磁阀A1’、A3’、A7’、A8’、A9’关闭，电磁阀A2’、A4’、A5’、A6’、A10’、A11打开。同时，主泵自动减少25％的流量后只灌注门静脉，副泵以40mmHg的固定压力灌注肝动脉。

当副储液器液位达到低位时，控制电磁阀A1’、A4’、A7’、A8’、A9’关闭，电磁阀A2’、A3’、A5’、A6’、A10’、A11打开。主泵流量不变，副储液器补液达到高液位后，控制电磁阀A1’、A3’、A7’、A8’、A9’关闭，电磁阀A2’、A4’、A5’、A6’、A10’、A11打开，继续上一个步骤灌注，并往复循环。

当肝动脉管路流量达到主泵最开始设定流量的15％以上，副泵继续运转至副储液器达到低液位，控制器控制副泵停止运转，控制电磁阀A1’、A2’、A5’、A6’、A11打开，电磁阀A3’、A4’、A7’、A8’、A9’、A10’关闭，重新由主储液器同时实现肝动脉和门静脉的灌注。

当任何气泡传感器感应到气泡，控制器控制电磁阀A5’、A6’关闭，电磁阀A7’、A8’打开，进行1min的冲洗后切换回灌注模式。

灌注过程中，如果主储液器液位低于中液位，控制器控制电磁阀A1’、A2’关闭，电磁阀A9’打开补液至高液位后切换回灌注模式。

Claims (24)

1.一种肝脏低温灌注保存装置，包括：

控制器，用于控制所述装置；

灌注回路，包括主泵、主储液器、多个阀组件；

所述主泵与所述主储液器连通，用于将器官盒中的灌注液泵入所述主储液器；

所述主储液器分别通过门静脉灌注管路和肝动脉灌注管路连通所述肝脏的门静脉和肝动脉，为所述门静脉和所述肝动脉提供灌注液；

其特征在于，所述灌注回路还包括副储液器和副泵；

所述副储液器与所述主泵或所述主储液器连通，用于从所述主泵或所述主储液器获取灌注液；

所述副储液器通过肝动脉灌注支路与所述肝动脉连通，所述肝动脉灌注支路上设有所述副泵，用于为所述副储液器向所述肝动脉供应灌注液提供动力。

2.根据权利要求1所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述肝动脉灌注支路连通所述肝动脉灌注管路。

3.根据权利要求1所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述主储液器和所述副储液器分别设有排气管路。

4.根据权利要求1所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述主储液器和所述副储液器分别设有液位传感器。

5.根据权利要求4所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述主储液器和所述副储液器分别设有连通管，所述液位传感器检测所述连通管内灌注液的高、中和低液位。

6.根据权利要求1所述的肝脏低温灌注运转装置，其特征在于，所述灌注回路包括过滤器和氧合器。

7.根据权利要求6所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述过滤器、所述氧合器、所述主储液器和所述副储液器共同置于一个制冷区域。

8.根据权利要求7所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述制冷区域采用半导体制冷元件制冷。

9.根据权利要求8所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述半导体制冷元件为帕尔贴制冷片。

10.根据权利要求1所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述灌注回路包括多个气泡传感器、多个流量传感器、多个温度传感器和/或多个压力传感器。

11.根据权利要求10所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述多个压力传感器包括管路总压力传感器、门静脉灌注管路压力传感器和肝动脉灌注管路压力传感器。

12.根据权利要求10-11任一所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，所述多个压力传感器集成在一块电路板上。

13.根据权利要求1所述的肝脏低温灌注保存装置，其特征在于，进一步包括远程操作和显示端。

14.一种根据权利要求1-13任一所述的肝脏低温灌注保存装置的低温灌注方法，所述方法包括：

通过主泵以一定的流量将主储液器中的灌注液分别通过门静脉灌注管路和肝动脉灌注管路对离体肝脏的门静脉和肝动脉供应灌注液；

检测所述肝动脉灌注管路的压力，当压力超过设定值，控制器控制所述肝动脉灌注管路上的阀关闭以停止所述主储液器对肝动脉供应灌注液，同时控制副泵将副储液器中的灌注液通过肝动脉灌注支路对肝动脉独立供应灌注液。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述副储液器中的灌注液由所述主储液器提供。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当所述副储液器中的灌注液的液位处于低位时，控制器控制所述肝动脉灌注管路、所述肝动脉灌注支路、所述门静脉灌注管路上的阀全部关闭，使所述副储液器中的灌注液的液位上升到高位时，控制器控制所述肝动脉灌注支路、所述门静脉灌注管路上的阀开启，重新开始肝动脉和门静脉的灌注。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述主储液器中的灌注液的液位处于中位时，控制器控制所述肝动脉灌注管路、所述门静脉灌注管路上的阀全部关闭，使所述主储液器中的灌注液的液位上升到高位时，控制器控制所述肝动脉灌注管路、所述门静脉灌注管路上的阀开启，重新开始肝动脉和门静脉的灌注。

18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述副泵生成脉动流。

19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述副泵生成连续流。

20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述肝动脉灌注管路或所述门静脉灌注管路上的气泡传感器感应到气泡，控制所述肝动脉灌注管路和所述门静脉灌注管路上的阀关闭以停止对肝动脉和门静脉的灌注，灌注液从与所述肝动脉灌注管路和所述门静脉灌注管路连通的冲洗管路排出。

21.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括冲洗模式：控制器控制所述肝动脉灌注管路、所述肝动脉灌注支路和所述门静脉灌注管路上的阀关闭，灌注液流入所述主储液器，当所述主储液器的灌注液的液位达到高位，打开冲洗管路，灌注液从冲洗管路排出；

所述主储液器的灌注液的液位保持高液位一定时间后，控制器控制灌注液从所述主储液器流入所述副储液器，当所述副储液器的灌注液的液位达到高位，打开冲洗管路，灌注液从冲洗管路排出。

22.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括排气模式：

将离体肝脏的肝动脉和肝动脉灌注管路分别连接到一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态，将离体肝脏的门静脉和门静脉灌注管路分别连接到另一个三通插管的两端，保持剩余末端为打开状态；

控制主泵运转，灌注液分别流经肝动脉灌注管路和门静脉灌注管路，并从各自管路上的三通插管的末端流出，排出管路内的气体，在灌注液流出的状态下，用盖子密封三通插管的末端，排气模式结束。

23.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括主泵流量检测步骤，控制器监控主储液器低液位到高液位所用的时间为P，主储液器低液位到高液位的体积为Q，计算出主泵实际输出流量为Q/P，比较Q/P和主泵的流量理论值，判断主泵流量是否准确。

24.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括副泵流量检测步骤，控制器监控副储液器高液位到低液位所用的时间为P，副储液器低液位到高液位的体积为Q，计算出副泵实际输出流量为Q/P，比较Q/P和副泵的流量理论值，判断副泵流量是否准确。