CN220213555U - 一种多功能体外循环机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多功能体外循环机，包括机体和底座，所述机体设置有N个循环机构，底座上设置有计重装置；循环机构包括第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵和第四蠕动泵；每个循环机构分别由对应驱动电机驱动实现不同的功能。本申请采用了蠕动泵替换现有离心泵，避免了离心泵在转动，血液不能流动的情况。同时通过设置多个蠕动泵和管道连接，使得体外循环机同时具有血液体外循环、血液透析、冷冻液灌注、血液和空气吸出、血液调温等功能。通过计重装置对体外循环过程产生的水分以及进入身体预充液体的排除进行监控，保证血液中水分的含量在正常范围内，提高体外循环的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种多功能体外循环机。
背景技术
在心脏、肺进行手术时，心、肺不能工作，但为了维持体内的血液循环及身体氧气、二氧化碳交换，医生一般会采用体外循环机和人工膜肺辅助血液在人体外进行循环，维持病人的其他器官处于供血、供氧状态。
现有技术中体外循环机是采用离心泵进行驱动(例如中国专利：CN
218338751U)，将血液从人体器官一侧中引出通过人工膜肺后再进入人体器官另一侧。当血液中(血粘度增加、血凝、管路较小)存在阻力时，阻力越高离心泵的泄漏量越高，虽然离心泵在转动，但实际的血液流量减小或者完全没有流动，这将对血液循环造成不良影响，严重时导致人体出现供血不足等灾难性后果。而蠕动泵通过碾压的方式强制性的把血液推出去，它会维持比较高的压力，保证血液流动通畅及流量的稳定。同时离心泵适用于大流量，例如5000mL/min，但当适用于小流量(婴儿、小动物)时(例如小于1200mL/min)，离心泵不足以使血液在较小血液管路中顺畅流动，导致血液循环不稳定。
由于体外循环管路有较大的容量，体外循环开始时，管路中大量的预冲液会进入身体。体外循环结束时，医生会把管路中的血液输回身体，这样就会造成身体多进入了预冲液的水量。这会造成血容量增加以及血细胞浓度降低的问题，会对心脏极为不利。
手术过程中，不仅仅需要体外循环保证，还需要灌注装置将冷冻液灌注到心脏冠脉让心脏暂时停跳以保护心脏，以及心脏恢复跳时吸引装置将多余血液从心脏中吸出以减小心脏压力。现有的体外循环机只能支持血液体外循环，和灌注装置、吸引装置是分开的。
实用新型内容
针对现有技术中体外循环机结构功能单一的技术问题，本实用新型提出一种多功能体外循环机及其工作方法，通过设置多个蠕动泵和管道连接方式，实现不同的功能，提高集成度和实用性。
为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种多功能体外循环机，包括机体1和底座2，机体1安装在底座2上，其特征在于，所述机体1设置有N个循环机构，N≥2且为正整数；每个循环机构分别由对应驱动电机驱动。
优选地，所述机体1一侧设置有第一支架15，机体1另一侧设置有第二支架16；第一支架15上放置人工膜肺3，第二支架16上放置人工肾脏5。
优选地，所述循环机构包括第一蠕动泵11、第二蠕动泵12、第三蠕动泵13和第四蠕动泵14。
优选地，所述第一蠕动泵11上设置有第一进液口111和第一出液口112；人工膜肺3上设置有第一进口31与第一出口32；第一出口32通过管道与第一进液口111连接。
优选地，所述第二蠕动泵12上设置有第二进液口121和第二出液口122；第二进液口121通过管道进入冷冻液容器中，第二出液口122与灌注管道41连接，灌注管道41前端设置有灌注头。
优选地，所述第三蠕动泵13上设置有第三进液口131和第三出液口132；第三进液口131与吸出管道42连接；第三出液口132与人工膜肺3的第二进口33连接。
优选地，所述第四蠕动泵14上设置有第四进液口141和第四出液口142；第四进液口141通过管道与水箱连接，第四出液口142与人工膜肺3的第三进口35连接，人工膜肺3的第二出口36通过管道进入水箱。
优选地，所述底座2中设置有计重装置6。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本申请采用了蠕动泵替换现有离心泵，避免了离心泵在转动，血液不能流动的情况。
通过设置多个蠕动泵和管道连接，使得体外循环机同时具有血液体外循环、血液透析、冷冻液灌注、血液和空气吸出、血液调温等功能。
通过计重装置对体外循环过程产生的水分以及进入身体预充液体的排除进行监控，保证血液中水分的含量在正常范围内，提高体外循环的安全性。
同时利用血液透析的电解质浓度、酸碱度的调节能力，来保证体外循环过程中，患者血液的电解质浓度、酸碱度、血气等指标达到医生需要水平的目的。
附图说明：
图1为根据本实用新型示例性实施例1的一种多功能体外循环机结构示意图。
图2为根据本实用新型示例性实施例1的一种多功能体外循环机中第一蠕动泵和人工膜肺的连接结构示意图。
图3为根据本实用新型示例性实施例1的一种多功能体外循环机中第二蠕动泵结构示意图。
图4为根据本实用新型示例性实施例1的一种多功能体外循环机中第三蠕动泵和人工膜肺的连接结构示意图。
图5为根据本实用新型示例性实施例1的一种多功能体外循环机中第四蠕动泵和人工膜肺的连接结构示意图。
图6为根据本实用新型示例性实施例2的一种多功能体外循环机结构示意图。
图7为根据本实用新型示例性实施例2的一种多功能体外循环机中第一蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵和人工肾脏、人工膜肺的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供一种多功能体外循环机，包括机体1和底座2，机体1安装在底座2上，底座2设置在台面。
机体1内部设置有N个(N≥2且为正整数)循环机构(蠕动泵)，每个循环机构分别通过外接开关和对应驱动电机(例如步进电机)连接，通过循环机构的运行，带动血液进行循环。
本实施例中，循环机构包括第一蠕动泵11、第二蠕动泵12、第三蠕动泵13和第四蠕动泵14。
机体1外部一侧设置有第一支架15，第一支架15上可放置人工膜肺；人工膜肺用于模拟人体肺，使血液在其中与外界发生气体(O2和CO2)交换，再通过蠕动泵的运行，带动气体交换后的血液进行循环。
本实施例中，如图2所示，第一蠕动泵11上设置有第一进液口111和第一出液口112。
当选择多功能体外循环机的第一工作模式(血液体外循环)时，人工膜肺3的第一进口31与人体器官的第一血管(例如心脏的静脉)通过管道连接，人工膜肺3的第一出口32与第一蠕动泵11的第一进液口111通过管道连接，第一蠕动泵11的第一出液口112与人体器官的第二血管(例如心脏的动脉)通过管道连接。
手术过程中，第一血管的血液不能进入人体器官，则第一蠕动泵11开始运行，使血液从第一血管通过第一进口31进入人工膜肺3，在人工膜肺3中完成气体(O2和CO2)交换，之后从第一出口32流出，通过第一蠕动泵11上的第一进液口111和第一出液口112流入到第二血管，实现血液在体外的循环。
本专利采用了蠕动泵替换现有离心泵，蠕动泵通过碾压的方式强制性的把血液推出去，它会维持比较高的压力，使血液中存在阻力情况下，仍然能带动血液实现循环，保证血液流动通畅及流量的稳定。
本实施例中，第一出液口112和第二血管之间的管道上设置有血压检测仪、空气检测仪和温度检测仪、微栓过滤器等。血压检测仪，用于检测血液的血压；空气检测仪，用于检测血液中是否存在空气；温度检测仪，用于检测血液的温度；微栓过滤器，用于过滤血液中的血栓。
本实施例中，第一出液口112和第二血管之间的管道上还设置有血栓过滤网，用于过滤血液中的血栓；血栓过滤网的直径可以根据需要进行调整。
在对身体器官(心脏)做手术前，需使其进入停跳状态，一般是通过对冠脉灌注冷冻液(例如晶体盐水)使其温度下降到一定值就可实现。本实施例中，冷冻液通过第二蠕动泵12的运行被灌注到心脏冠脉。
如图3所示，第二蠕动泵12上设置有第二进液口121和第二出液口122。
当选择多功能体外循环机的第二工作模式(灌注液灌注)时：
第二进液口121通过管道43进入冷冻液容器(内部存储有冷冻液，例如冰水)中，第二出液口122通过灌注管道41进入人体器官，灌注管道41前端设置有灌注头。灌注瓶中灌注液通过管道进入冷冻液容器与冷冻液发生能量交换降温后，再在第二蠕动泵12运行带动下，通过管道43从第二进液口121进入，再从第二出液口122流出到灌注管道41，最后通过灌注头进入人体器官。
本实施例中，管道43可采用冷凝盘旋管
手术过程中，心脏内部会出现血液和空气以及回血压力较高，为避免对手术的影响，需要将血液和空气从人体器官内部吸出。本实施例中，血液和空气通过第三蠕动泵13的运行被吸出人体器官内部。
如图4所示，第三蠕动泵13上设置有第三进液口131和第三出液口132。当选择多功能体外循环机的第三工作模式(血液吸引)时，第三进液口131通过吸出管道42进入人体器官，吸出管道42前端设置有吸引头；第三出液口132通过管道与人工膜肺3的第二进口33连接，血液和空气在第三蠕动泵13运行带动下，从人体器官内部进入人工膜肺3，血液从第一出口32流出，空气从排气口34排出(人工膜肺3中安装有液气分离装置)，避免空气跟随血液循环进入人体器官以及减轻心脏压力。
当手术开始前，需要对身体进行降温；当手术完成后，需要将人体器官的温度慢慢恢复到正常温度，为实现这一功能，在本实施例中，冷冻液容器的外部设置有调温装置(温度可控)，可按需要选择变温的温度。同时，通过第四蠕动泵14的运行带动加热的水流在人工膜肺3中循坏，从而与血液发生热交换，调整血液的温度，进而设定温度的血液进入人体器官，调整人体器官内部温度。
如图5所示，第四蠕动泵14上设置有第四进液口141和第四出液口142。
当选择多功能体外循环机的第四工作模式(血液变温)时：
第四进液口141通过管道进入水箱(水箱底部设置有加热器，可采用PTC加热器，温度可控)，第四出液口142通过管道与人工膜肺3的第三进口35(设置在热交换室)连接，人工膜肺3的第二出口36(设置在热交换室)通过管道进入水箱。
血液从第一进口31进入人工膜肺3，在完成氧气、二氧化碳交换后，进入热交换室中的模拟毛细丝血管37；加热后的水在第四蠕动泵14的运行带动下，通过第四进液口141、第四出液口142、第三进口35后进入人工膜肺3与热交换室中的模拟毛细丝血管37中血液发生热交换，冷切水再通过第二出口36和管道流入水箱，实现对血液的加热。
本实施例中，通过第一蠕动泵11、第二蠕动泵12、第三蠕动泵13和第四蠕动泵14的协同运行，只需布置好管道连接，就可使得体外循环机同时具有血液体外循环、冷冻液灌注、血液和空气吸出、血液变温的功能。
实施例2
本实施例中，如图6所示，底座2中设置有计重装置6，机体1外部另一侧(第一支架15相对的一侧)设置有第二支架16，第二支架16可放置人工肾脏，人工肾脏可用于过滤多余的水，其它结构和实施例1相同。
本实施例中，体外循坏机还具有血液透析和监控功能。
如图7所示，当选择多功能体外循环机的第五工作模式(血液透析)时：
人工膜肺3的第一进口31与人体器官的第一血管(例如心脏的静脉)通过管道连接，人工膜肺3的第一出口32与第一蠕动泵11的第一进液口111通过管道连接，第一蠕动泵11的第一出液口112通过管道与人工肾脏5的第一进入口51连接，人工肾脏5的第一流出口52与人体器官的第二血管(例如心脏的动脉)通过管道连接，实现血液在体外的循环；
同时第三蠕动泵13的第三进液口131通过管道进入透析溶液桶(装有提前调配完成的透析液，包括钾离子、钠离子、钙离子等)，第三蠕动泵13的第三出液口132通过管道与人工肾脏5的第二进入口53连接，人工肾脏5的第二流出口54通过管道与第四蠕动泵14的第四进液口141连接，第四蠕动泵14的第四出液口142通过管道进入废液桶；透析溶液桶和废液桶放置在设置有计重装置6的底座2上。
本工作模式中，在第一蠕动泵11的带动下，人体中血液从人工膜肺3的第一进口31进入到模拟毛细丝血管37进行氧气、二氧化碳交换，交换后的血液通过第一进液口111、第一出液口112、第一进液口51进入人工肾5中半透膜毛细丝管；
透析溶液桶中的透析液在第三蠕动泵13运行带动下，从第三进口35进入人工肾脏5，与半透膜毛细丝管中血液进行透析交换；完成透析交换的液体在第四蠕动泵14的运行带动下，从第二出口54离开人工肾脏5，再通过第四进液口141和第四出液口142后进入废液桶。
在血液、透析液交换过程中，血液不仅会排除毒素，还会排除水分(相当于排除尿液)，若不对血液中水分含量进行检测，会出现血液中水分减少或增多的情况，影响人体的健康。
本实施例中，在进行水分析出前，计重装置记录起始重量数据X，起始重量数据包括透析溶液桶和废液桶重量，透析溶液桶中装有提前调配完成的透析液，废液桶中无液体；并分别设置第一蠕动泵11、第三蠕动泵13、第四蠕动泵14的第一转速、第三转速、第四转速；为排除人体中多余水分，第四转速应大于第三转速。
水分析出过程中，计重装置记录实时重量数据Y。在预设时间(例如1分钟)内，若实时重量数据Y与起始重量数据X的差值大于第一预设阈值范围(例如[700g,900g])的最大值，则表明排除的水分过多，应减小第四蠕动泵14的第四转速；若实时重量数据Y与起始重量数据X的差值小于第一预设阈值范围的最小值，则表明进入血液中的水分过多，应提高第四蠕动泵14的第四转速。
例如起始重量数据X为1000g，第三转速为500r/min,第四转速为550r/min，第一预设阈值范围为[700g,900g]。若在1分钟后，当实时重量数据Y为2000g，则表明排除的水分过多，应减小第四蠕动泵14的第四转速；当实时重量数据Y为1600g，则表明进入血液中的水分过多，应提高第四蠕动泵14的第四转速。
本实施例中，通过第一蠕动泵11、第三蠕动泵13、第四蠕动泵14、人工膜肺3以及人工肾脏5的协同运行下，在对血液在体外循环的过程中，同时对血液进行透析，将血液和管道中多余的水分或液体排出，避免过多水分或液体进入人体器官中，提高了安全性。
本实施例中，还可对血液中电解质浓度、碳酸氢根离子的浓度进行调节。当体外循环过程中，可能会出现血液中电解质浓度、碳酸氢根离子的浓度超标，此时可调节透析液中碳酸氢根离子浓度、电解质浓度，让透析液与血液在人工肾中进行弥散交换，进而达到调节血液中碳酸氢根离子浓度、电解质浓度的目的。
实施例3
本实施例中，基于上述实施例1、2所述的一种多功能体外循环机，还提供一种多功能体外循环机的工作方法，具体包括以下步骤：
S1：当选择多功能体外循环机的第一工作模式(血液体外循环)时：血液在第一蠕动泵11带动下从第一进口31进入人工膜肺3，在人工膜肺3中完成气体(O2和CO2)交换，之后从第一出口32流出，通过第一蠕动泵11上的第一进液口111和第一出液口112流回血管，实现血液在体外的循环。
S2：或当选择多功能体外循环机的第二工作模式(冷冻液灌注)时：冷冻液在第二蠕动泵12带动下从第二进液口121进入，再从第二出液口122流出到灌注管道41，通过灌注头进入对应部位。
S3：或当选择多功能体外循环机的第三工作模式(血液、空气排除)时：血液和空气在第三蠕动泵13带动下通过吸出管道42和第三进液口131进入人工膜肺3，血液从第一出口32流出，空气从排气口34排出。
S4：或当选择多功能体外循环机的第四工作模式(血液变温)时：水箱中变温的液体在第四蠕动泵14带动下，从第四进液口141和第三进口35进入人工膜肺3与血液发生热交换，在从第二出口36流出到水箱。
S5：或当选择多功能体外循环机的第五工作模式(血液透析)时：腔体中血液在第一蠕动泵11带动下从第一进口31进入人工膜肺3中模拟毛细丝血管37进行氧气、二氧化碳交换，交换后通过第一进液口111、第一出液口112、第一进液口51进入人工肾5中半透膜毛细丝管；
透析液在第三蠕动泵13带动下，依次经过第三进液口131、第三出液口132、第三进口35进入人工肾5与半透膜毛细丝管中血液进行弥散透析交换；透析交换后的血液在第一蠕动泵11推动下，经过第一出液口52后流回身体；透析交换后的透析液在第四蠕动泵14带动下从第二出口36流入到第四进液口141，再从第四出液口142进入废液桶；底座2上的计重装置6实时对透析液桶和废液桶的总重量进行记录。
本实施例中，在进行水分析出前，计重装置记录起始重量数据X，起始重量数据包括透析溶液桶和废液桶重量，透析溶液桶中装有提前调配完成的透析液，废液桶中无液体；并分别设置第一蠕动泵11、第三蠕动泵13、第四蠕动泵14的第一转速、第三转速、第四转速；为排除人体中多余水分，第四转速应大于第三转速。
水分析出过程中，计重装置记录实时重量数据Y。在预设时间(例如1分钟)内，若实时重量数据Y与起始重量数据X的差值大于第一预设阈值范围(例如[700g,900g])的最大值，则表明排除的水分过多，应减小第四蠕动泵14的第四转速；若实时重量数据Y与起始重量数据X的差值小于第一预设阈值范围的最小值，则表明进入血液中的水分过多，应提高第四蠕动泵14的第四转速。
例如起始重量数据X为1000g，第三转速为500r/min,第四转速为550r/min，第一预设阈值范围为[700g,900g]。若在1分钟后，当实时重量数据Y为2000g，则表明排除的水分过多，应减小第四蠕动泵14的第四转速；当实时重量数据Y为1600g，则表明进入血液中的水分过多，应提高第四蠕动泵14的第四转速。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
Claims (4)
1.一种多功能体外循环机，包括机体(1)和底座(2)，机体(1)安装在底座(2)上，其特征在于，所述机体(1)设置有N个循环机构，N≥2且为正整数；每个循环机构分别由对应驱动电机驱动；
所述机体(1)一侧设置有第一支架(15)，机体(1)另一侧设置有第二支架(16)；第一支架(15)上放置人工膜肺(3)，第二支架(16)上放置人工肾脏(5)；
所述循环机构包括第一蠕动泵(11)、第二蠕动泵(12)、第三蠕动泵(13)；
所述第一蠕动泵(11)上设置有第一进液口(111)和第一出液口(112)；人工膜肺(3)上设置有第一进口(31)与第一出口(32)；第一出口(32)通过管道与第一进液口(111)连接；
所述第二蠕动泵(12)上设置有第二进液口(121)和第二出液口(122)；第二进液口(121)通过管道进入冷冻液容器中，第二出液口(122)与灌注管道(41)连接，灌注管道(41)前端设置有灌注头；
所述第三蠕动泵(13)上设置有第三进液口(131)和第三出液口(132)；第三进液口(131)与吸出管道(42)连接；第三出液口(132)与人工膜肺(3)的第二进口(33)连接。
2.如权利要求1所述的一种多功能体外循环机，其特征在于，所述循环机构还包括第四蠕动泵(14)。
3.如权利要求2所述的一种多功能体外循环机，其特征在于，所述第四蠕动泵(14)上设置有第四进液口(141)和第四出液口(142)；第四进液口(141)通过管道与水箱连接，第四出液口(142)与人工膜肺(3)的第三进口(35)连接，人工膜肺(3)的第二出口(36)通过管道进入水箱。
4.如权利要求1所述的一种多功能体外循环机，其特征在于，所述底座(2)中设置有计重装置(6)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320490016.XU CN220213555U (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种多功能体外循环机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320490016.XU CN220213555U (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种多功能体外循环机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN220213555U true CN220213555U (zh) | 2023-12-22 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320490016.XU Active CN220213555U (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种多功能体外循环机 |
Country Status (1)
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2023
- 2023-03-14 CN CN202320490016.XU patent/CN220213555U/zh active Active
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