组合式血液泵和氧合器系统及相关方法技术方案

本发明专利技术提供血液泵

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合式血液泵和氧合器系统及相关方法


[0001]本专利技术大体上涉及用于提高患者体内的灌注和氧气水平的血液泵和氧合器领域。更具体地，本专利技术涉及一种易于设置和使用的简化的泵
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氧合器系统。

技术介绍

[0002]在本领域中已知许多类型的血液泵
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氧合器系统。例如，在体外循环心脏手术期间，患者与外部的泵
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氧合器系统(通常称为心肺机)互连，该泵
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氧合器系统使血液循环并将氧气引入血液系统中。大多数类型的泵采用滚子或离心泵以使患者的血管系统中的血液流动。大多数类型的氧合器也使用气体可渗透膜，其中，血液沿着膜的一侧流动，而氧气被供应到膜的另一侧。如果氧气供应与血液之间有足够的压力梯度，则氧气将通过膜扩散并进入血液中。此外，二氧化碳往往会从血液中扩散到膜中。
[0003]典型的心肺旁路系统(cardiopulmonary bypass system)相当复杂，并且一般不特别地适用于超过6小时的应用。此外，大多数标准系统表现出较差的血流动力学特性。也就是说，这种系统通常会对血液造成太多的损害以至于无法长时间使用。
[0004]例如，典型的心肺旁路系统在Fischel的第3,890,969号美国专利、Hino的第4,466,804号美国专利和Mortensen的第4,610,656号美国专利中公开。这种常规系统通常使用若干泵、静脉储液器、动脉储液器和单独的气泡捕集装置。这些常规系统表现出若干缺点。最明显的缺点是这种系统的整体复杂性。例如，泵可能需要彼此同步，或者储液器或气泡捕集器中的每一个均可能需要特殊的支撑框架。此外，众多组件需要大量的管和互连。
[0005]常规系统的复杂性导致更高的制造和操作成本。此外，更复杂的系统可能花费更长的时间来设置，并且系统设置可能需要专家人员和监督。即使有这种专家人员在场，系统的复杂性也增加了设置系统时出错的风险。同样，常规系统一旦处于操作中，就需要专家人员进行持续监测和调整。
[0006]常规的心肺旁路系统也不可用于长期应用，因为它们在相当短的使用(例如，6
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8小时)后会显著地损害血液。例如，常规的堵塞滚子泵会机械地破坏红细胞。这种“血液创伤”会发生在任何心肺旁路系统中。“血液创伤”由堵塞泵、互连和其他可能增加系统压力或湍流的系统组件引起和/或加剧。类似地，超过几小时到一天的常规的氧合器由于等离子体泄漏到中空纤维中而导致性能下降。
[0007]上述因素说明了对具有相对较少组件的简单的心肺旁路系统的需要和期望。与Litzie等人的第4,540,399号美国专利中公开的装置类似的装置表现出实现这种简化的尝试。Litzie等人公开了一种紧急旁路系统，该紧急旁路系统具有一个非堵塞泵、氧合器和单独的气泡捕集器。Litzie等人描述了一种连接到氧合器的近端(即，在静脉侧)的离心转子式泵。虽然与其他已知系统相比，Litzie等人提出了简化的心肺旁路系统，但是该系统除了泵和氧合器之外，仍然需要气泡捕集装置。
[0008]在其他情况下，更小的可植入式氧合器可能足以通过略微增加患者血液的氧含量来充分补充患者的心肺功能。例如，患有肺气肿、肺炎、充血性心力衰竭或其他慢性肺病的
患者通常具有大约40托的血氧分压。10％到20％的相对较小的增量一般足以充分维持患者。这是特别期望的替代方案，因为在这种情况下它避免了向患者插管的需求。此外，在许多情况下，临时使用这种类型的氧合器足以使患者度过急性呼吸损伤。将这种患者置于常规呼吸器上通常因损害患者的肺树而成为渐进式下坡螺旋的开始，从而导致对呼吸器的更大依赖。
[0009]过去已经专利技术了许多并入这种基本技术的装置和工艺，包括以下：
[0010][0011]Bodell的专利展示了使用气体可渗透纤维提升血液含氧量的一般概念。在Bodell装置的可植入实施例中，管状壳体用作从肺动脉到心脏左心房或更一般地在动脉与静脉之间的分流器。许多平行连接的毛细管用于充氧和/或净化循环通过该壳体的血液。
[0012]Mortensen的专利示出了一种由多个小直径气体可渗透管制成的经静脉氧合器。然而，Mortensen所公开的特定装置具有明显的缺点，即需要两个切口。插入过程也相当复杂。
[0013]Taheri的专利公开了一种具有单层膜的经静脉氧合器，氧气通过该单层膜扩散。膜设置在护套内，并且柔性线支撑膜和护套两者。
[0014]需要提供一种循环支持系统，其能够在一定时间长度中支持处于循环功能障碍的患者。这种循环支持系统在许多情况下都将非常有用，这些情况例如为：(1)患者处于心源性休克状态；(2)患者处于感染性休克状态，(3)用于心脏切开术后脱离旁路，(4)用于辅助循环系统避免即将发生的心肌梗塞；以及(5)桥接移植患者。高度期望尽可能地简化系统。
[0015]本专利技术旨在解决这种需要并消除或至少减少上述现有技术系统的缺点的影响。

技术实现思路

[0016]本专利技术提供了一种大大简化的心肺旁路系统。本专利技术的系统可以不需要专家来设置和维护系统，而仅使用两个基本组件(泵和氧合器)，必要的管、连接器和套管来实现。这些组件连接为闭合的串联回路，以适用于患者血液的体外处理。
[0017]根据一个方面，一种血液泵
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氧合器系统包括至少一个血液泵、氧合器、流入套管和流出套管，它们被连接以形成闭合的串联回路，以能够操作为心肺旁路系统，该心肺旁路系统适用于患者血液的体外处理。血液泵被配置为通过回路将血液从患者传送到流入套管中、通过氧合器并从流出套管出来回到患者体内。歧管连接在流入套管与流出套管之间，使得血液穿过歧管，其中，歧管容纳血液泵和氧合器，并且被设计以形成再循环环路，该再循
环环路被配置为再循环回路中的至少部分的血液，使得血液多次经过氧合器。该系统还包括附加的血液泵，该附加的血液泵定位于流出套管处并被配置为向患者递送设定的容量，其中，该附加的泵被配置为独立于血液泵而被控制，该血液泵在包括氧合器的歧管中循环血液。
[0018]为了消除对单独的储液器的需要，本专利技术的泵
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氧合器系统可以设置有压力反馈系统以控制泵吸力。在这方面，与常规系统相比，本专利技术的系统是相对静态容量的系统，常规系统通常包括一个或更多个单独的储液器等。泵
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氧合器系统可以配备有气体加热器和隔热件，从而消除对用于维持流体温度的热交换器的需要。系统尺寸的减小和血液在患者体外停留时间的减少也消除了对热交换系统的需求。
[0019]为了消除对单独的气泡捕集器的需要，在氧合器中使用负压来循环气体。泵
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氧合器可以定位成使得流体可以通过重力或通过重力与患者的静脉压力的组合而流过氧合器到达泵的入口。这种定向进一步使流体能够平稳且低压地流过系统，从而进一步减少血液创伤。
[0020]本专利技术的泵/氧合器允许不替换整个系统而对泵和氧合器进行替换。换句话说，泵和氧合器是模块化组件，可以无需中断系统操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提高患者体内的灌注和氧气水平的血液泵
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氧合器系统，包括：至少一个血液泵(10)、氧合器(20)、流入套管(80)和流出套管(90)，所述至少一个血液泵(10)、氧合器(20)、流入套管(80)和流出套管(90)被连接以形成闭合的串联的回路，从而能够操作为心肺旁路系统，所述心肺旁路系统适用于对所述患者的血液进行体外处理，其中，所述血液泵(10)被配置为通过所述回路将所述血液从所述患者传送到所述流入套管(80)、通过所述氧合器(20)并从所述流出套管(90)出来回到所述患者体内，其中，所述系统进一步包括歧管(100)，所述歧管(100)连接在所述流入套管(80)与所述流出套管(90)之间，使得所述血液穿过所述歧管(100)，其中，所述歧管(100)容纳所述血液泵(10)和所述氧合器(20)，并且被设计以形成再循环环路，所述再循环环路被配置为再循环所述回路中的至少部分的所述血液，使得所述血液多次经过所述氧合器(20)，以及其中，所述系统进一步包括附加的血液泵(50)，所述附加的血液泵(50)定位于所述流出套管(90)处并且被配置为向所述患者递送设定的容量，其中，所述附加的泵(50)被配置为独立于所述血液泵(10)而被控制，所述血液泵(10)在包括所述氧合器(20)的所述歧管(100)中循环所述血液。2.根据权利要求1所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述血液泵(10)被配置为设置递送超过期望递送给患者的流速的流速，其中，所有过量的流量通过所述氧合器(20)再循环，使得所述血液在所述氧合器(20)内重复地经历O2和CO2的交换。3.根据权利要求1或2所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述歧管(100)包括主干(104)和侧干(105)，所述主干(104)具有连接到所述流入套管(80)的近端(108)和连接到所述流出套管(90)的远端(109)，其中，所述侧干(105)具有近端(107)和远端(106)，所述近端(107)和所述远端(106)连接到所述主干(104)以形成所述再循环环路。4.根据前述权利要求中任一项所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述歧管(100)包括至少一个歧管侧端口(101)，所述至少一个歧管侧端口(101)被配置为允许所述血液泵(10)和所述氧合器(20)中的至少一个的替换。5.根据权利要求3或4所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述血液泵(10)通过在所述主干(104)处的第一歧管侧端口(101)放置，并且被推进到所述侧干(105)与所述主干(104)的近端接合处的下游的所述主干(104)中，并且其中，所述氧合器(20)通过所述侧干(105)处的第二歧管侧端口(101')放置，并且通过所述歧管侧干(105)的一部分被推进，其中，所述各自的止血阀(102、102')分别地围绕泵护套(13)和氧合器护套(23)形成紧密密封，所述泵护套(13)和所述氧合器护套(23)延伸通过所述各自的歧管侧端口(101、101')。6.根据权利要求3或4所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述血液泵(10)通过在所述主干(104)处的第一歧管侧端口放置并被推进到所述侧干(105)与所述主干(104)的远端接合处的上游的所述主干(104)中，并且其中，所述氧合器(20)通过第二歧管侧端口(101)插入所述血液泵(10)上游的所述主干(104)中。7.根据权利要求5或6所述的血液泵
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氧合器系统，其中，球囊导管(110)通过第三歧管侧端口(101')放置，所述第三歧管侧端口(101')具有带阻塞球囊(112)的止血阀(102”)，所述止血阀(102”)围绕球囊导管轴(111)密封，所述阻塞球囊(112)附接到所述球囊导管轴(111)并放置在所述氧合器(20)下游的所述侧干(104)中，其中，所述球囊导管被配置为通过充气和放气所述阻塞球囊(112)来控制流过所述歧管主干(104)和所述歧管侧干(105)的
血液量。8.根据权利要求7所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述阻塞球囊(112)被配置为与心律同步，其中优选地，所述阻塞球囊(112)在收缩期间完全放气并且在舒张期间完全充气。9.根据前述权利要求中任一项所述的血液泵
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氧合器系统，其中，所述歧管(100)配备有至少一个快速连接联接器(103)，所述至少一个快速连接联接器(103)被配置为分别允许所述流入套管(80)和所述流出套...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：奥科斯医疗公司，
类型：发明
国别省市：