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CN119680039A - 一种整合型心肺辅助设备 - Google Patents

一种整合型心肺辅助设备 Download PDF

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CN119680039A
CN119680039A CN202411824210.2A CN202411824210A CN119680039A CN 119680039 A CN119680039 A CN 119680039A CN 202411824210 A CN202411824210 A CN 202411824210A CN 119680039 A CN119680039 A CN 119680039A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulsating
module
temperature
oxygenation
pulsating pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202411824210.2A
Other languages
English (en)
Inventor
赵举
黑飞龙
王强
贾在申
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Anzhen Hospital
Original Assignee
Beijing Anzhen Hospital
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Beijing Anzhen Hospital filed Critical Beijing Anzhen Hospital
Priority to CN202411824210.2A priority Critical patent/CN119680039A/zh
Publication of CN119680039A publication Critical patent/CN119680039A/zh
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Abstract

本发明公开了一种整合型心肺辅助设备,涉及医疗器械技术领域,包括壳体、设于壳体内且由内圈至外圈依次设置的搏动泵、变温模块和氧合模块;搏动泵一端设有伸出壳体一端的静脉连接管,另一端与变温模块连通;壳体另一端设有与氧合模块连通的动脉连接管;搏动泵内设有适于膨胀或收缩的搏动件;变温模块包括连通于搏动泵与氧合模块之间的变温通道。通过使搏动件膨胀,搏动泵内的血液受到挤压流入变温模块;搏动件收缩,血液通过静脉连接管进入搏动泵内;通过搏动件的周期性膨胀和收缩,产生模拟生理性的搏动性血流,提高了对组织灌注及器官保护效果。多个模块均设于壳体内部的整合型设计,使得设备体积更小,占地面积小,模块化设置,安装更方便。

Description

一种整合型心肺辅助设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,具体涉及一种整合型心肺辅助设备。
背景技术
机械辅助循环(MAC)是指可以为心脏功能或肺脏功能衰竭患者提供血流动力学支持的各种方法,目前主要包括:体外循环(CPB)、体外膜肺氧合(ECMO)和机械循环支持(MCS)。CPB体外循环主要由人工血泵和气体交换装置(氧合器)构成,可在心脏外科手术期间替代心肺功能。ECMO体外膜肺氧合是一种改良的CPB体外循环技术,可以为严重心、肺功能衰竭患者提供数天至数周的体外生命支持。心室辅助装置(VAD)常用于单纯心功能衰竭患者,可为左心室(LVAD)、右心室(RVAD)或双心室(BiVAD)提供数周至数年的机械循环支持。全人工心脏(TAH)是MCS的一种特殊形式,可作为心脏移植等候期间的过度治疗或某些双心室心力衰竭患者的终末治疗。
无论上述哪种类型的MAC,人体血液都会不可避免地持续暴露于机械辅助循环系统中的人造非生物材料表面,以及由机械泵造成的非生理剪应力(NPSS)中。这两个方面的因素可造成血液细胞损伤和蛋白质激活,导致凝血系统、纤溶系统、补体系统的激活并造成免疫系统功能紊乱[7-10]。尽管近年来对于CPB、ECMO或VAD支持的患者病理生理学机制的认识不断增加,多种抗凝策略的应用,泵和氧合器设计的改进,但上述两个方面的损伤在临床中仍无法忽视。而且,目前各种MAC系统中所应用的血泵多为滚压泵或离心泵,这两类血泵驱动所产生的血流均为非搏动性的血流,有研究证实相较于此类非搏动性的血流,搏动性的血流更接近于生理性的血流,对组织灌注及器官保护的效果更佳。
机械辅助循环(MAC)可以提供有效的循环及呼吸功能支持特别对于心功能不全+肺功能不全患者,它面临的主要问题主要有:血液持续暴露于非生物材料表面及非生理性剪应力;可造成血液细胞的激活和损伤;继发明显的全身炎性反应等等。现在的机械辅助装置主要以非搏动性的平流血流为主流,但是这种方式对组织的灌注和器官的保护逊于搏动性血流;而且目前使用的心肺辅助装置多为分体设计,显著增加系统占地面积和安装复杂性。
发明内容
因此,本发明要解决现有技术中的心肺循环装置存在循环血液为平流血、对组织灌注及器官保护的效果不佳、心肺辅助装置分体设计、占地面积大、安装复杂的问题,从而提供一种整合型心肺辅助设备。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种整合型心肺辅助设备,包括壳体、设于所述壳体内且由内圈至外圈依次设置的搏动泵、变温模块和氧合模块;所述搏动泵一端设置有伸出所述壳体一端的静脉连接管,所述搏动泵另一端与所述变温模块连通;所述壳体另一端设置有适于伸出所述壳体另一端外部的动脉连接管;所述搏动泵内侧壁上设置有适于膨胀或收缩的搏动件;所述氧合模块与所述动脉连接管路连通;所述变温模块包括连通于所述搏动泵与所述氧合模块之间的变温通道。
进一步地,所述变温模块还包括缠绕包裹于所述变温通道外周的变温管,所述变温管一端设置有进液口,另一端设置有出液口。
进一步地,所述变温模块还包括变温管,所述变温通道绕设于所述变温管外周。
进一步地,所述静脉连接管靠近所述搏动泵的一端设置有入口单向阀。
进一步地,所述搏动泵靠近所述动脉连接管的一端设置有出口单向阀,所述变温通道入口与所述出口单向阀出口连通。
进一步地,所述搏动件上设置有伸出所述壳体外部的气管,所述气管远离所述搏动件的一端适于与充气结构连接。
进一步地,所述氧合模块包括氧合通道和与所述氧合通道连通的输气管,所述氧合通道一端与所述变温模块连通,另一端与所述动脉连接管连通。
进一步地,所述输气管一端设置有进气口,另一端设置有排气口,所述输气管与所述变温模块连通的位置靠近所述进气口设置,所述输气管与所述动脉连接管连通的位置靠近所述排气口设置。
进一步地,所述氧合通道内设有多个与所述进气口连通的中空纤维。
进一步地,所述搏动件为气囊。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的整合型心肺辅助设备,人体血液从静脉血管流出,通过静脉连接管进入搏动泵内,再进入变温通道一端进入变温模块内加温以使血液保持适宜进入人体的温度,血液再从变温通道另一端流向动脉连接管,再通过动脉连接管输回人体内。在血液从搏动泵进入变温模块前,搏动件为收缩状态,在血液从搏动泵进入变温模块前时,通过使搏动件膨胀,使位于搏动泵内的血液在空间变窄受到挤压时流入变温模块,以此完成一个周期的血液循环;在进行下一周期时,搏动件收缩,血液再次通过静脉连接管进入搏动泵内;如此循环往复,通过搏动件的周期性膨胀和收缩,产生模拟生理性的搏动性血流,相比平流血,搏动性血流对组织灌注及器官保护的效果更佳,可以有效降低在机械辅助循环过程中的各类不良反应及并发症的发生率。同时搏动泵、氧合模块和变温模块均设于壳体内部的设置,避免了血液暴露于非生物材料表面及非生理性剪应力,避免了造成血液细胞的激活和损伤、继发明显的全身炎性反应的风险发生;这种整合型的设计,使得设备体积更小,占地使用面积小,更能够适用于小体重患者,如儿童、新生儿等,有效扩大了设备的使用范围;模块化设置,使用安装更加方便。
2.本发明提供的整合型心肺辅助设备,变温模块还包括缠绕包裹于所述变温通道外周的变温管,所述变温管一端设置有进液口,另一端设置有出液口。如此设置,可以通过在变温管内设置所需温度的液体通过以对所述变温通道内的血液进行保温或加温;同时变温管设于变温通道外周,可以减少变温通道内的血液温度的流失,提高加温保温效果。
3.本发明提供的整合型心肺辅助设备,变温模块还包括变温管,所述变温通道绕设于所述变温管外周。如此设置,可以增加血液流经距离,增加血液加温距离和时间,可以降低加温保温能耗。
4.本发明提供的整合型心肺辅助设备,静脉连接管靠近所述搏动泵的一端设置有入口单向阀。如此设置,可以避免搏动件膨胀时将搏动泵内的血液挤压退回至静脉连接管内发生回流而对输血患者造成危险。
5.本发明提供的整合型心肺辅助设备,搏动泵靠近所述动脉连接管的一端设置有出口单向阀,所述变温通道入口与所述出口单向阀出口连通。如此设置,可以避免搏动件收缩时变温通道内的血液回流至搏动泵内。
6.本发明提供的整合型心肺辅助设备,氧合通道内设有多个与所述进气口连通的中空纤维。如此设置,可以使进入中空纤维中的血液和氧气进行充分的气体交换,为血液提供氧气。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述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为本发明实施例提供的整合型心肺辅助设备的内部结构示意图。
附图标记说明:1、壳体;2、搏动泵;3、变温模块;4、氧合模块;5、静脉连接管;6、动脉连接管;7、入口单向阀;8、出口单向阀;9、气管;10、气囊;11、进水口;12、出水口;13、进气口;14、排气口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
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”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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,或一体地连接;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。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的一种整合型心肺辅助设备,包括壳体1、设于所述壳体1内且由内圈至外圈依次设置的搏动泵2、变温模块3和氧合模块4;所述搏动泵2一端设置有伸出所述壳体1一端的静脉连接管5,所述搏动泵2另一端与所述变温模块3连通;所述壳体1另一端设置有适于伸出所述壳体1另一端外部的动脉连接管6;所述搏动泵2内侧壁上设置有适于膨胀或收缩的搏动件;所述氧合模块4与所述动脉连接管6路连通;所述变温模块3包括连通于所述搏动泵2与所述氧合模块4之间的变温通道。
这种整合型心肺辅助设备,使用过程中,人体血液从静脉血管流出,通过静脉连接管5进入搏动泵2内,再进入变温通道一端进入变温模块3内加温以使血液保持适宜进入人体的温度,血液再从变温通道另一端流向动脉连接管6,再通过动脉连接管6输回人体内,在血液从搏动泵2进入变温模块3前,搏动件为收缩状态,在血液从搏动泵2进入变温模块3前时,通过使搏动件膨胀,使位于搏动泵2内的血液在空间变窄受到挤压时流入变温模块3,以此完成一个周期的血液循环;在进行下一周期时,搏动件收缩,血液再次通过静脉连接管5进入搏动泵内;如此循环往复,通过搏动件的周期性膨胀和收缩,产生模拟生理性的搏动性血流,相比平流血,搏动性血流对组织灌注及器官保护的效果更佳,可以有效降低在机械辅助循环过程中的各类不良反应及并发症的发生率。同时搏动泵2、氧合模块4和变温模块3均设于壳体1内部的设置,避免了血液暴露于非生物材料表面及非生理性剪应力,避免了造成血液细胞的激活和损伤、继发明显的全身炎性反应的风险发生;这种整合型的设计,使得设备体积更小,占地使用面积小,更能够适用于小体重患者,如儿童、新生儿等,有效扩大了设备的使用范围;模块化设置,使用安装更加方便。
在本实施例中,变温模块3还包括缠绕包裹于所述变温通道外周的变温管,所述变温管一端设置有进液口,另一端设置有出液口。如此设置,可以通过在变温管内设置所需温度的液体通过以对所述变温通道内的血液进行保温或加温;同时变温管设于变温通道外周,可以减少变温通道内的血液温度的流失,提高加温保温效果。在可替换的实施例中,变温通道绕设于所述变温管外周,如此设置,可以增加血液流经距离,增加血液加温距离和时间,可以降低加温保温能耗。
在本实施例中,静脉连接管5靠近所述搏动泵2的一端设置有入口单向阀7。如此设置,可以避免搏动件膨胀时将搏动泵2内的血液挤压退回至静脉连接管5内发生回流而对输血患者造成危险。
在本实施例中,搏动泵2靠近所述动脉连接管6的一端设置有出口单向阀8,所述变温通道入口与所述出口单向阀8出口连通。如此设置,可以避免搏动件收缩时变温通道内的血液回流至搏动泵2内。
在本实施例中,搏动件上设置有伸出所述壳体1外部的气管9,所述气管9远离所述搏动件的一端适于与充气结构连接。具体的,搏动件为气囊10。气囊10内适于输入惰性气体。
在本实施例中,氧合模块4包括氧合通道和与所述氧合通道连通的输气管9,所述氧合通道一端与所述变温模块3连通,另一端与所述动脉连接管6连通。具体的,输气管9一端设置有进气口13,另一端设置有排气口14,所述输气管9与所述变温模块3连通的位置靠近所述进气口13设置,所述输气管9与所述动脉连接管6连通的位置靠近所述排气口14设置。
在本实施例中,氧合通道内设有多个与所述进气口13连通的中空纤维。如此设置,可以使进入中空纤维中的血液和氧气进行充分的气体交换,为血液提供氧气。
综上所述,这种整合型心肺辅助设备,使用过程中,人体血液从静脉血管流出,通过静脉连接管5进入搏动泵2内,再进入变温通道一端进入变温模块3内加温以使血液保持适宜进入人体的温度,血液再从变温通道另一端流向动脉连接管6,再通过动脉连接管6输回人体内,在血液从搏动泵2进入变温模块3前,搏动件为收缩状态,在血液从搏动泵2进入变温模块3前时,通过使搏动件膨胀,使位于搏动泵2内的血液在空间变窄受到挤压时流入变温模块3,以此完成一个周期的血液循环;在进行下一周期时,搏动件收缩,血液再次通过静脉连接管5进入搏动泵内;如此循环往复,通过搏动件的周期性膨胀和收缩,产生模拟生理性的搏动性血流,相比平流血,搏动性血流对组织灌注及器官保护的效果更佳,可以有效降低在机械辅助循环过程中的各类不良反应及并发症的发生率。同时搏动泵2、氧合模块4和变温模块3均设于壳体1内部的设置,避免了血液暴露于非生物材料表面及非生理性剪应力,避免了造成血液细胞的激活和损伤、继发明显的全身炎性反应的风险发生;这种整合型的设计,使得设备体积更小,占地使用面积小,更能够适用于小体重患者,如儿童、新生儿等,有效扩大了设备的使用范围;模块化设置,使用安装更加方便。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种整合型心肺辅助设备,其特征在于,包括壳体(1)、设于所述壳体(1)内且由内圈至外圈依次设置的搏动泵(2)、变温模块(3)和氧合模块(4);所述搏动泵(2)一端设置有伸出所述壳体(1)一端的静脉连接管(5),所述搏动泵(2)另一端与所述变温模块(3)连通;所述壳体(1)另一端设置有适于伸出所述壳体(1)另一端外部的动脉连接管(6);所述搏动泵(2)内侧壁上设置有适于膨胀或收缩的搏动件;所述氧合模块(4)与所述动脉连接管(6)路连通;所述变温模块(3)包括连通于所述搏动泵(2)与所述氧合模块(4)之间的变温通道。
2.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述变温模块(3)还包括缠绕包裹于所述变温通道外周的变温管,所述变温管一端设置有进液口,另一端设置有出液口。
3.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述变温模块(3)还包括变温管,所述变温通道绕设于所述变温管外周。
4.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述静脉连接管(5)靠近所述搏动泵(2)的一端设置有入口单向阀(7)。
5.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述搏动泵(2)靠近所述动脉连接管(6)的一端设置有出口单向阀(8),所述变温通道入口与所述出口单向阀(8)出口连通。
6.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述搏动件上设置有伸出所述壳体(1)外部的气管(9),所述气管(9)远离所述搏动件的一端适于与充气结构连接。
7.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述氧合模块(4)包括氧合通道和与所述氧合通道连通的输气管(9),所述氧合通道一端与所述变温模块(3)连通,另一端与所述动脉连接管(6)连通。
8.根据权利要求7所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述输气管(9)一端设置有进气口(13),另一端设置有排气口(14),所述输气管(9)与所述变温模块(3)连通的位置靠近所述进气口(13)设置,所述输气管(9)与所述动脉连接管(6)连通的位置靠近所述排气口(14)设置。
9.根据权利要求8所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述氧合通道内设有多个与所述进气口(13)连通的中空纤维。
10.根据权利要求1所述的整合型心肺辅助设备,其特征在于,所述搏动件为气囊(10)。
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