CN111494741B - 一种用于体外循环的人工肺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备领域，公开一种用于体外循环的人工肺，包括人造血、换热装置、换气装置和导流装置。人造血包括全氟碳化合物；换热装置包括换热壳及换热管束，管束内为第一人造血流道，管束外为第一体外血流道，第一体外血流道与患者的静脉血管连通；换气装置包括环状中空的换气壳和中空交换膜，换气壳套设于换热壳外，中空交换膜设于换气壳内，膜内为第二人造血流道，膜外为第二体外血流道并与患者的动脉血管连通；导流装置连通第一体外血流道和第二体外血流道。本发明于中空交换膜两侧形成液‑液交换界面，不存在气栓问题，界面张力梯度小，降低界面凝血，避免膜血栓发生，换气装置与换热装置集成为一体，流道设计合理，结构紧凑。

Description

一种用于体外循环的人工肺

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种用于体外循环的人工肺。

背景技术

呼吸系统危重症如急性呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征及慢性阻塞性肺疾病等，病情危重，死亡率高，严重威胁患者生命。针对这类患者机械通气是一种机械辅助或替代自主呼吸的方法，但这类治疗方法常会产生一些副作用，如通气相关的肺损伤等。机械通气的一些不良后果可通过体外循环系统解决。体外循环系统以体外循环血液氧合(ECMO)和体外循环二氧化碳去除(ECCO2R)为目标。

现有技术的体外循环系统，通常依赖于气体交换膜的使用。具体为，交换膜将体外循环血液与气室分开，在交换膜两侧构建血(液)-气交换界面，体外循环血液中的二氧化碳穿过交换膜并弥散到气室中，同时气室中的氧气穿过交换膜弥散到体外循环血液中。但是，这种液-气交换界面的使用，很容易在界面处发生凝血，膜血栓情况严重，同时必须防止气体进入体外循环血液造成可能的气栓。

进一步地，现有体外循环系统除实现氧气和二氧化碳交换的换气装置外，还具有对体外循环血液进行加热的变温装置，换气装置和变温装置独立设计，整个系统的流路由血液路、气路和水路组成，结构设计难度大，生产工艺复杂，容易出现密封不严而造成的泄露现象，使用不方便，安全性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体外循环的人工肺，可有效避免膜血栓的发生，换气效果好，且结构紧凑，整个装置无气路设置，设计简单。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

提供一种用于体外循环的人工肺，包括：

人造血，所述人造血包括全氟碳化合物；

换热装置，所述换热装置包括换热壳以及设置于所述换热壳内的换热管束，所述换热管束内为第一人造血流道，所述换热管束外为第一体外血流道，所述第一体外血流道被配置为与患者的静脉血管连通；

换气装置，所述换气装置包括环状中空的换气壳和中空交换膜，所述换气壳套设于所述换热壳外，所述中空交换膜设置于所述换气壳内，所述中空交换膜内为第二人造血流道，所述中空交换膜外为第二体外血流道，所述第二体外血流道被配置为与患者的动脉血管连通；

导流装置，所述导流装置设置于所述换热壳内，所述导流装置连通所述第一体外血流道和所述第二体外血流道。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，还包括：

上盖，所述上盖罩设于所述换热装置和所述换气装置的上方，所述上盖与所述换热装置和所述换气装置的上端形成人造血进液腔，所述上盖上设置有人造血进口通道，所述人造血进液腔与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通；

血液采集装置，所述血液采集装置设置于所述换热装置的下方，所述血液采集装置的血液进口被配置为与患者的静脉血管连通，所述血液采集装置的血液出口与所述第一体外血流道连通。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述血液采集装置包括相连通的采集腔和血液进口通道，所述血液进口通道远离所述采集腔的一端为所述血液进口，所述换气壳连接有血液出口通道，所述血液出口通道连通所述第二体外血流道和所述患者的动脉血管，所述血液进口通道和所述血液出口通道平行设置。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，还包括人造血收集装置，所述人造血收集装置设置于所述换热装置和所述换气装置的下方，所述人造血收集装置包括集液腔，所述集液腔与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通，所述人造血收集装置还包括与所述集液腔连通的人造血出口通道，所述人造血出口通道与所述人造血进口通道平行设置且两者流通方向相反。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述集液腔包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与所述第一人造血流道连通，所述第二腔室与所述第二人造血流道连通，所述第三腔室同时与所述第一腔室和所述第二腔室连通，所述人造血出口通道设置于所述第三腔室上。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述中空交换膜为中空纤维膜。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述换气壳包括第一筒和第二筒，所述第一筒间隔套设于所述第二筒外，所述第一筒与所述第二筒之间形成间隔区域，所述间隔区域的上下两端均封堵有灌封材料层，所述第一筒、所述第二筒和所述灌封材料层形成换气腔，所述中空交换膜设置于所述换气腔内。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述导流装置为中空结构，所述导流装置包括内部的导流腔以及与所述导流腔连通的第一导流孔和第二导流孔，所述第一导流孔与所述第一体外血流道连通，所述第二导流孔贯穿所述换热壳，所述第二筒上设置有导流槽，所述导流槽的一端与所述第二导流孔连通，另一端与所述换气腔的第二体外血流道连通。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，还包括导管，所述导管的一端与所述血液采集装置的血液出口连通，另一端伸入所述换热壳内，并与所述第一体外血流道连通。

作为用于体外循环的人工肺的一种优选方案，所述人造血进口通道上设置有第一测温口；和/或，

所述血液采集装置上设置有第二测温口；和/或，

所述血液出口通道上设置有第三测温口；和/或，

所述人造血出口通道上设置有第四测温口。

本发明的有益效果为：

本发明提供的用于体外循环的人工肺中，从患者的静脉血管流出的体外血流入换热装置的第一体外血流道，并与换热装置中第一人造血流道内的人造血进行换热，实现对体外血的加热。加热后的体外血由导流装置引流至换气装置的第二体外血流道中，在中空交换膜两侧的浓度差的作用下，体外血中的二氧化碳穿过中空交换膜的膜壁弥散至中空交换膜内，并溶解于第二人造血流道内的人造血中。同时，第二人造血流道内的人造血中的氧气穿过中空交换膜的膜壁弥散至第二体外血流道，并与体外血中的血红蛋白结合。经二氧化碳去除及氧合后的体外血由第二体外血流道流入患者的动脉血管内，完成体外血的一次循环。

本实施例中，采用人造血实现对体外血的二氧化碳去除及氧合，由于二氧化碳和氧气在人造血中的溶解度和弥散速度都非常高，从而提高了二氧化碳和氧气的交换效率，即提高了体外血的循环过滤效果，治疗效率高，治疗效果好。采用人造血实现对体外血的二氧化碳去除及氧合，于中空交换膜两侧形成液-液交换界面，与现有的气-液交换界面相比，本实施例不存在气栓问题，界面张力梯度小，降低界面凝血，避免膜血栓发生，提高装置的使用寿命。进一步地，换气装置套设于换热装置外，两者集成为一体，体外血于换热装置的第一体外血流道换热后，经导流装置进入换气装置的第二体外血流道换气后，最终流回患者体内，流道设计合理，结构紧凑，整个装置无气路设置，设计简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于体外循环的人工肺的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于体外循环的人工肺的剖视图；

图3为本发明实施例提供的用于体外循环的人工肺的分解图；

图4为本发明实施例提供的用于体外循环的人工肺的第一筒的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的用于体外循环的人工肺的第二筒的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的用于体外循环的人工肺的第二筒的剖视图。

附图标记：

1-换热装置；2-换气装置；3-导流装置；4-上盖；5-血液采集装置；6-人造血收集装置；7-导管；8-连接部；

11-换热壳；

111-第二顶盖；112-第二底盖；113-第二筒壁；

1121-流出孔；

21-换气壳；22-中空交换膜；23-灌封材料层；

211-第一筒；212-第二筒；

2111-第一法兰；2112-第二法兰；2113-血液出口通道；

2121-第一顶盖；2122-第一筒壁；2123-注入孔；2124-导流槽；31-导流腔；32-第一导流孔；33-第二导流孔；

41-人造血进液腔；42-人造血进口通道；

51-采集腔；52-血液进口通道；

61-集液腔；62-人造血出口通道；

611-第一腔室；612-第二腔室；613-第三腔室；

6111-第一连通孔；6121-第二连通孔；

71-第三连通孔；

a-第一测温口；b-第二测温口；c-第三测温口；d-第四测温口。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本实施例提供一种用于体外循环的人工肺，包括人造血、换热装置1、换气装置2和导流装置3，装置集成性高，结构紧凑。

具体地，人造血包括全氟碳化合物，即人造血为全氟碳化合物的乳剂。全氟碳化合物的作用类似人体血中血红蛋白的运载作用，能够迅速、大量且可逆地吸收并释放氧气和二氧化碳，随着人造血的循环运输气体。常用的全氟碳化合物有全氟三丁胺、全氟丁基四氢呋喃、全氟萘烷等。

换热装置1包括换热壳11以及设置于换热壳11内的换热管束(图未示)。换热管束内为供人造血流通的第一人造血流道。流入第一人造血流道的人造血会预先经加热和富氧处理。换热管束外为供体外血流动的第一体外血流道，第一体外血流道被配置为与患者的静脉血管连通。

换气装置2包括换气壳21和中空交换膜22。换气壳21为环状中空结构，其间隔套设于换热壳11外。环状的换气壳21内部为换气腔，中空交换膜22设置于换气腔内。中空交换膜22内为第二人造血流道，中空交换膜22外为第二体外血流道，第二体外血流道被配置为与患者的动脉血管连通。

导流装置3设置于换热壳11内，导流装置3连通第一体外血流道和第二体外血流道。

从患者的静脉血管流出的体外血流入换热装置1的第一体外血流道，并与换热装置1中第一人造血流道内的人造血(预先经加热和富氧处理)进行换热，实现对体外血的加热。加热后的体外血由导流装置3引流至换气装置2的第二体外血流道中，在中空交换膜22两侧的浓度差的作用下，体外血中的二氧化碳穿过中空交换膜22的膜壁弥散至中空交换膜22内，并溶解于第二人造血流道内的人造血中。同时，第二人造血流道内的人造血中的氧气穿过中空交换膜22的膜壁弥散至第二体外血流道，并与体外血中的血红蛋白结合。经二氧化碳去除及氧合后的体外血由第二体外血流道流入患者的动脉血管内，完成体外血的一次循环。

本实施例中，采用人造血实现对体外血的二氧化碳去除及氧合，由于二氧化碳和氧气在人造血中的溶解度和弥散速度都非常高，从而提高了二氧化碳和氧气的交换效率，即提高了体外血的循环过滤效果，治疗效率高，治疗效果好。采用人造血实现对体外血的二氧化碳去除及氧合，于中空交换膜22两侧形成液-液交换界面，与现有的气-液交换界面相比，本实施例不存在气栓问题，界面张力梯度小，降低界面凝血，避免膜血栓发生，提高装置的使用寿命。进一步地，换气装置2套设于换热装置1外，两者集成为一体，体外血于换热装置1的第一体外血流道换热后，经导流装置3进入换气装置2的第二体外血流道换气后，最终流回患者体内，流道设计合理，结构紧凑，整个装置无气路设置，设计简单。

需要说明的是，少量的全氟碳化合物进入人体内被证明是无害和可代谢的，即采用人造血对体外血进行二氧化碳去除及氧合是安全可靠的。

中空交换膜22优选为中空纤维膜。中空纤维膜包括多个多孔质的中空纤维束，渗透性好。中空纤维束分为第一中空纤维束和第二中空纤维束。多个第一中空纤维束形成第一纤维束层，多个第二中空纤维束形成第二纤维束层。第一纤维束层和第二纤维束层于换气腔内绕换热壳11的周向交替排列。其中，第一中空纤维束沿第一方向螺旋，第二中空纤维束沿第二方向螺旋，第二方向与第一方向相反。示例性地，第一中空纤维束和第二中空纤维束的螺旋角为20°-80°。

进一步地，该用于体外循环的人工肺还包括上盖4。上盖4优选罩设于换热装置1和换气装置2的上方，上盖4与换热装置1和换气装置2的上端形成人造血进液腔41，人造血进液腔41与第一人造血流道和第二人造血流道连通，上盖4上设置有人造血进口通道42。人造血由上盖4的人造血进口通道42进入人造血进液腔41，之后分别流入换热装置1的第一人造血流道和换气装置2的第二人造血流道。

本实施例中，人造血进液腔41同时与第一人造血流道和第二人造血流道连通，一次操作便可完成对换热装置1和换气装置2的同时注血，结构紧凑，操作方便。进一步地，人造血由换热装置1和换气装置2的上方注入，人造血在重力的作用下能够更顺畅地在第一人造血流道和第二人造血流道内从上至下流动，使得人造血能够很好地填充第一人造血流道和第二人造血流道，提高换热及换气效率。

上盖4的人造血进口通道42上设置有第一测温口a，用于实时监控人造血的初始温度。

优选地，换气壳21的上端周向设置有第一法兰2111，上盖4的边缘周向对应第一法兰2111设置有第一安装槽，第一法兰2111卡入于第一安装槽内，提高上盖4与换热壳11连接处的密封性。上盖4优选为聚碳酸酯等生物相容性好的材料。上盖4与换气壳21的第一法兰2111之间可进一步采用密封件密封。密封件可为橡胶、硅胶或生物相容性好的材料。

该用于体外循环的人工肺还包括血液采集装置5。血液采集装置5优选设置于换热装置1的下方。血液采集装置5的血液进口被配置为与患者的静脉血管连通，血液采集装置5的血液出口与第一体外血流道连通。从患者体内流出的体外血由下方进入第一体外血流道内，体外血与第一人造血流道内的人造血的流动方向相反，换热效果好。

示例性地，血液采集装置5包括相连通的采集腔51和血液进口通道52，血液进口通道52远离采集腔51的一端即为血液进口。从患者体内流出的体外血经血液进口通道52流入采集腔51内。血液采集装置5上还设置有第二测温口b，用于监控体外血的初始温度。

导流装置3设置于换热壳11的上部，被加热后的体外血由第一体外血流道的上部流入导流装置3内，并进一步进入换气装置2的第二体外血流道中，体外血由上向下流经第二体外血流道，即换气装置2内体外血和人造血的流动方向相同。

换气壳21的底部连接有血液出口通道2113，血液出口通道2113连通第二体外血流道和患者的动脉血管。第二体外血流道内的体外血与第二人造血流道内的人造血换气完成后，体外血由血液出口通道2113流出换气装置2，并最终进入患者体内。血液出口通道2113上设置有第三测温口c，方便实时监控该用于体外循环的人工肺输出的体外血的温度。

本实施例中，血液进口通道52和血液出口通道2113平行设置，减小体外血的流动阻力，保证体外血在换热装置1和换气装置2内流通顺畅。

还需说明的是，流入人造血进液腔41中的人造血预先经过加热及富氧处理，之后分别流入换热装置1的第一人造血流道和换气装置2的第二人造血流道，即换热装置1和换气装置2的人造血来源一致，体外血在换热装置1中完成初次换热，之后在换气装置2内进行换气的同时进行二次换热，从而保证对体外血的加热效果和气体交换效率。

该用于体外循环的人工肺还包括人造血收集装置6。人造血收集装置6设置于换热装置1和换气装置2的下方。人造血收集装置6包括集液腔61，集液腔61与第一人造血流道和第二人造血流道的底部连通，用于收集换热完成的人造血以及换气完成的人造血。人造血收集装置6还包括与集液腔61连通的人造血出口通道62。换热完成的人造血以及换气完成的人造血都流入集液腔61内，并最终由人造血出口通道62流入人造血回收装置(图未示)中。回收的人造血释放二氧化碳、吸收氧气并变温后，便可继续参与下一次体外循环。

本实施例中，人造血出口通道62与人造血进口通道42平行设置且两者流通方向相反，保证人造血能够填充满换热装置1的第一人造血流道以及换气装置2的第二人造血流道，流动顺畅。

示例性地，集液腔61包括第一腔室611、第二腔室612和第三腔室613。第一腔室611设置于换热壳11的下方，并与第一人造血流道连通。第二腔室612套设于第一腔室611外，且第二腔室612与第二人造血流道连通。即第一腔室611与第二腔室612的设置方式，与换热壳11和换气壳21的设置方式相同。第三腔室613设置于第一腔室611和第二腔室612的底部，且第三腔室613同时与第一腔室611和第二腔室612连通，人造血出口通道62设置于第三腔室613上。换热完成后的人造血流入第一腔室611内，换气完成的人造血流入第二腔室612内，第一腔室611和第二腔室612内的人造血汇入第三腔室613内，并最终流入人造血回收装置。

当然，在其他实施例中，也可不设置第三腔室613，将第一腔室611与第二腔室612打通即可。

人造血出口通道62上设置有第四测温口d，用于测量人造血的流出温度。

本实施例中，参见图2、图4和图5，换气壳21为环状中空结构，包括第一筒211和第二筒212，第一筒211间隔套设于第二筒212外。其中，第一筒211为上下两端开口结构，上述的第一法兰2111设置于第一筒211的上端周向。第二筒212为上端封闭、下端开口的结构。第一筒211和第二筒212之间形成间隔区域。间隔区域的上下两端均封堵有灌封材料层23，形成换气腔。由上盖4的人造血进口通道42流入人造血进液腔41内的人造血，经换气腔上端的灌封材料层23流入换气腔的中空交换膜22内。换气完成后的人造血经换气腔底端的灌封材料层23流入集液腔61的第二腔室612内。灌封材料层23为单向渗透层，提高换气腔的密封性。

第二筒212包括上部的第一顶盖2121以及周向的第一筒壁2122。

换热壳11为上下两端封闭的筒状结构，包括上部的第二顶盖111、下部的第二底盖112以及连接第二顶盖111和第二底盖112的第二筒壁113。第二筒212贴合罩设于换热壳11上，第一顶盖2121与第二顶盖111贴合设置，第一筒壁2122与第二筒壁113贴合设置。

进一步地，第一顶盖2121上开设有注入孔2123，且注入孔2123贯穿第二顶盖111。第二底盖112上设置有流出孔1121。由上盖4的人造血进口通道42流入人造血进液腔41的人造血，除部分流入换气腔外，其余人造血经注入孔2123流入换热装置1的换热管束内。

人造血流经换热管束内的第一人造血流道后，经第二底盖112上的流出孔1121流入第一腔室611内。第一腔室611的底壁设置有第一连通孔6111，第一腔室611内的人造血经第一连通孔6111流入第三腔室613内。类似地，第二腔室612的底壁设置有第二连通孔6121，第二腔室612内的人造血经第二连通孔6121流入第三腔室613内。

第一腔室611的外壳为筒状，连接于换热壳11的底端。第二腔室612为环形的倒锥台状，其套设于第一腔室611外，并与换气壳21的第一筒211的底端连接。第一筒211的底端周向设置有第二法兰2112，第二腔室612的外壳上端设置有第二安装槽，第二法兰2112卡入第二安装槽内，提高第二腔室612的密封性。第三腔室613为筒状，连接于第二腔室612的底端。

本实施例中，换热壳11与第一腔室611的外壁的连接处形成台阶，换气壳21的第二筒212的下端抵接于台阶处，提高换气腔的密封性。

换热壳11、第一腔室611的外壳、第二腔室612的外壳以及第三腔室613的外壳，可为一体成型，提高密封性，如采用3D打印技术加工成型。当然，各结构也可单独加工后，拼装而成，于拼装处涂抹密封胶或设置密封条等以提高密封性。

进一步地，参见图2，导流装置3设置于换热壳11内，导流装置3为中空筒状，包括内部导流腔31以及与导流腔31连通的第一导流孔32和第二导流孔33。第一导流孔32与换热壳11内的第一体外血流道连通。第一导流孔32沿导流装置3的侧壁间隔设置有多个，保证换热后的体外血能够顺利流入导流腔31内。第二导流孔33贯穿换热壳11的第二顶盖111，并延伸至换气壳21的第二筒212的第一顶盖2121上。参见图5和图6，第一顶盖2121内部设置有导流槽2124，导流槽2124的一端与第二导流孔33连通，另一端贯穿第二筒212的第一筒壁2122，并与换气腔内的第二体外血流道连通。换热完成的体外血由第一导流孔32流入导流腔31内，之后由第二导流孔33流入导流槽2124内，并最终由导流槽2124流入换气腔内。

本实施例中，导流装置3设置于换热壳11的上端中部。导流槽2124沿第二顶盖111的径向延伸，且导流槽2124设置有四个，四个导流槽2124依次呈90°设置，将体外血均匀导入换气腔内。

进一步地，血液采集装置5的血液出口通过导管7与换热装置1内的第一体外血流道的底部连通。具体地，导管7一端与血液出口连通，另一端贯穿第三腔室613和第一腔室611并伸入换热壳11内。导管7上设置有第三连通孔71，体外血由第三连通孔71进入换热壳11内的第一体外血流道内。

本实施例中，导管7与导流装置3通过连接部8连接，实现导流装置3的安装定位。在其他实施例中，也可不设置连接部8，将导流装置3的上部直接连接于换热壳11的上部即可。

本实施例的用于体外循环的人工肺的工作过程大致为：

患者的静脉血首先流入血液采集装置5内，再经导管7流入换热装置1的第一体外血流道内，沿第一体外血流道由下向上流动。同时，预先经过加热和富氧处理的人造血由上盖4的人造血进口通道42流入人造血进液腔41内，之后分流为两路。其中一路人造血由换气装置2上部的灌封材料层23流入换气腔的中空交换膜22内，于第一人造血流道由上至下流动。另一路人造血由换气装置2的第二筒212的第一顶盖2121上的注入孔2123流入换热壳11内，沿第二人造血流道由上至下流动。

于换热壳11内，第一体外血流道内的体外血与第一人造血流道内的人造血逆向流动并换热，实现对体外血的初次加热。换热完成后，第一人造血流道内的人造血流入第一腔室611内，第一体外血流道内的体外血由导流装置3的第一导流孔32流入导流腔31，并由第二导流孔33流入换气壳21的第二筒212的第二顶盖111的导流槽2124，由导流槽2124流入换气壳21的换气腔内，并进入第二体外血流道。

于换气壳21内，体外血沿中空交换膜22外的第二体外血流道流动。在中空交换膜22两侧的浓度差的作用下，体外血中的二氧化碳穿过中空交换膜22的膜壁弥散至中空交换膜22内，并溶解于第二人造血流道内的人造血中。同时，第二人造血流道内的人造血中的氧气穿过中空交换膜22的膜壁弥散至第二体外血流道，并与体外血中的血红蛋白结合，实现对体外血的二氧化碳去除及氧合。最后，换气完成的体外血由换气壳21底部的血液出口通道2113流出，并进入患者的动脉血管内；同时，换气完成的人造血流入第二腔室612。

第一腔室611和第二腔室612内的人造血汇入第三腔室613内，并最终由第三腔室613的侧壁上的人造血出口通道62流入人造血回收装置。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种用于体外循环的人工肺，其特征在于，包括：

人造血，所述人造血包括全氟碳化合物；

换热装置（1），所述换热装置（1）包括换热壳（11）以及设置于所述换热壳（11）内的换热管束，所述换热管束内为第一人造血流道，所述换热管束外为第一体外血流道，所述第一体外血流道被配置为与患者的静脉血管连通；

换气装置（2），所述换气装置（2）包括环状中空的换气壳（21）和中空交换膜（22），所述换气壳（21）套设于所述换热壳（11）外，所述中空交换膜（22）设置于所述换气壳（21）内，所述中空交换膜（22）内为第二人造血流道，所述中空交换膜（22）外为第二体外血流道，所述第二体外血流道被配置为与患者的动脉血管连通；

导流装置（3），所述导流装置（3）设置于所述换热壳（11）内，所述导流装置（3）连通所述第一体外血流道和所述第二体外血流道；

所述换气壳（21）包括第一筒（211）和第二筒（212），所述第一筒（211）间隔套设于所述第二筒（212）外，所述第一筒（211）与所述第二筒（212）之间形成间隔区域，所述间隔区域的上下两端均封堵有灌封材料层（23），所述第一筒（211）、所述第二筒（212）和所述灌封材料层（23）形成换气腔，所述中空交换膜（22）设置于所述换气腔内；

所述导流装置（3）为中空结构，所述导流装置（3）包括内部的导流腔（31）以及与所述导流腔（31）连通的第一导流孔（32）和第二导流孔（33），所述第一导流孔（32）与所述第一体外血流道连通，所述第二导流孔（33）贯穿所述换热壳（11），所述第二筒（212）上设置有导流槽（2124），所述导流槽（2124）的一端与所述第二导流孔（33）连通，另一端与所述换气腔的第二体外血流道连通，第一体外血流道内的体外血由导流装置（3）的第一导流孔（32）流入导流腔（31），并由第二导流孔（33）流入换气壳（21）的第二筒（212）的第二顶盖（111）的导流槽（2124），由导流槽（2124）流入换气壳（21）的换气腔内，并进入第二体外血流道；

还包括上盖（4），所述上盖（4）罩设于所述换热装置（1）和所述换气装置（2）的上方，所述上盖（4）与所述换热装置（1）和所述换气装置（2）的上端形成人造血进液腔（41），所述上盖（4）上设置有人造血进口通道（42），所述人造血进液腔（41）与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通，对换热装置1和换气装置2同时注血；

血液采集装置（5），所述血液采集装置（5）设置于所述换热装置（1）的下方，所述血液采集装置（5）的血液进口被配置为与患者的静脉血管连通，所述血液采集装置（5）的血液出口与所述第一体外血流道连通；

还包括人造血收集装置（6），所述人造血收集装置（6）设置于所述换热装置（1）和所述换气装置（2）的下方，所述人造血收集装置（6）包括集液腔（61），所述集液腔（61）与所述第一人造血流道和所述第二人造血流道连通，所述人造血收集装置（6）还包括与所述集液腔（61）连通的人造血出口通道（62），所述人造血出口通道（62）与所述人造血进口通道（42）平行设置且两者流通方向相反。

2.根据权利要求1所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，所述血液采集装置（5）包括相连通的采集腔（51）和血液进口通道（52），所述血液进口通道（52）远离所述采集腔（51）的一端为所述血液进口，所述换气壳（21）连接有血液出口通道（2113），所述血液出口通道（2113）连通所述第二体外血流道和所述患者的动脉血管，所述血液进口通道（52）和所述血液出口通道（2113）平行设置。

3.根据权利要求1所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，所述集液腔（61）包括第一腔室（611）、第二腔室（612）和第三腔室（613），所述第一腔室（611）与所述第一人造血流道连通，所述第二腔室（612）与所述第二人造血流道连通，所述第三腔室（613）同时与所述第一腔室（611）和所述第二腔室（612）连通，所述人造血出口通道（62）设置于所述第三腔室（613）上。

4.根据权利要求1所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，所述中空交换膜（22）为中空纤维膜。

5.根据权利要求1所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，还包括导管（7），所述导管（7）的一端与所述血液采集装置（5）的血液出口连通，另一端伸入所述换热壳（11）内，并与所述第一体外血流道连通。

6.根据权利要求2所述的用于体外循环的人工肺，其特征在于，

所述人造血进口通道（42）上设置有第一测温口（a）；和/或，

所述血液采集装置（5）上设置有第二测温口（b）；和/或，

所述血液出口通道（2113）上设置有第三测温口（c）；和/或，

所述人造血出口通道（62）上设置有第四测温口（d）。