CN108744099A - 一种体外膜肺氧合装置及其控制氧合血供的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体外膜肺氧合装置及其控制氧合血供的控制方法，本发明简单快速地将由氧合器、离心式血泵泵头、微栓过滤器等装置连接到***的智能控制主机，智能控制主机集成了变温水箱，变温水箱可方便快捷地拆卸和组合，本发明的装置可随身携带外出，提供了一种非常便携的生命支持设备，智能控制主机集成了北斗定位和全球通数据传输功能，可远程随时监控该设备的当前地理位置及设备的运行数据，本发明将膜肺氧合装置控制器、变温水箱组合在一起成为一个可拆卸可组合的整体，大大降低***成本、体积和重量。本发明提高了装置的便携性、集成性、操作便利性和智能性。

Description

一种体外膜肺氧合装置及其控制氧合血供的控制方法

技术领域

本发明涉及到生命健康领域，尤其涉及到一种体外膜肺氧合装置及其控制氧合血供的控制方法。

背景技术

体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation)是一种体外生命支持技术，英文简称ECMO,其原理是通过离心式血泵将体内的静脉血经管路引出体外并输送至氧合器，让血液和氧气结合并排出二氧化碳，再将含氧血液输送到病人体内，起到部分或全部心肺替代作用，维持人体脏器组织氧合血供。ECMO设备可监测血液流量，静脉血液压力和动脉血液压力，血液温度及静脉血氧饱和度等。设备可通过旋钮调节离心式血泵转速

现有技术中，该类型的设备由于体积较大且很沉重，目前只能在ICU里使用，不便于转运危重病人时携带，不能放置到救护车上以备急救之需，更不便于灾难医学特殊情况下急救团队随身携带应用。

并且变温水箱和主机分离，主机上没有集成变温水箱，需要另外配置变温水箱才能控制循环血液的温度.主机的控制和变温水箱是两套独立***，参数调节需在两个不同的装置上进行，操作不方便。水箱体积较大且笨重。缺乏便捷携带设备的轻便运输装置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种体外膜肺氧合装置及其控制氧合血供的控制方法。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种体外膜肺氧合装置，其特征在于，包括:血栓过滤器、氧合器、流量传感器、离心式血泵、变温水箱、智能控制主机、动脉插管和静脉插管，其中，所述离心式血泵的输入口通过管路与所述静脉插管连接，压力传感器和2个三通阀安装在这管路上，2个三通阀用于快速预充，所述氧合器设置有有O2输入口、CO2排出口、水流入口和水流出口，所述水流入口和所述水流出口用于热交换，所述离心式血泵的输出口通过密闭管路与所述氧合器的水流入口连接，所述变温水箱的入口与所述氧合器的水流出口通过封闭管路连接，所述变温水箱的出口与所述氧合器的水流出入口通过封闭管路连接，所述氧合器的水流出口通过封闭管路连接到所述血栓过滤器的入口，所述血栓过滤器的出口通过封闭管路穿过所述流量传感器并连接到所述动脉插管，所述动脉插管和所述静脉插管***到人体的动静脉血管中，所述智能控制主机与变温水箱组合成一体，离心式血泵泵头固定在控制主机的泵头驱动接口上，氧合器和微栓过滤器固定在挂杆上。

上述技术方案中，所述离心式血泵的泵头固定装置位于所述控制主机左侧侧面的壁上，所述泵头固定装置上包含一个环形磁铁，环形磁铁通过金属结构跟驱动电机连接，所述驱动电机的转动带动磁铁旋转，离心式血泵的泵头由旋转的环形磁铁带动。

上述技术方案中，所述智能控制主机包括触摸显示屏，压力传感器，温度传感器，血氧饱和度传感器，电源开关，调节旋钮，按键，指示灯，电机，水箱及控制电路；其中，所述电源开关固定在主机面板上，位于传感器插座右侧；所述触摸显示屏通过排线与主控制板连接，所述压力传感器一端安装在管路上，另一端连接在主机面板上，所述温度传感器连接在氧合器上并引出一条线缆连接到主机的面板上的温度传感器插座，血氧饱和度传感器夹在人的手指上并引出一条线缆连接到主机面板上的血氧饱和度传感器插座，所述调节旋钮和所述按键安装在一个电路板上，主机的面板上的传感器连接头通过导线连接到主控制器的电路板上，所述电路板固定在主机显示屏的右边的面板上，在主机的面板上对按键和调节旋钮进行操作，所述指示灯位于主机面板上的按键上方，水箱中的加热片、温度传感器和水泵通过一个插拔式的连接器连接与主控制电路连接，所述电机固定在主机内部，离心式血泵泵头连接部分一端与电机轴相连，另一端固定在主机机箱外壳左侧，离心式血泵快捷地在泵头连接装置上安装和拆卸。

上述技术方案中，所述智能控制主机内部还包含一个锂电池和一个控制器，所述控制器控制电机转速、水泵的转动、水箱加热、并实时采集传感器数据，监测血液循环回路中的血液压力、血液流量、血氧饱和度、温度、气泡大小，控制器里集成的NB-IoT物联网通信模块进行GPS或北斗定位，同时进行全球数据传输和通信，锂电池用于户外或断电情况下给整个控制电路提供电源。

本发明的一种利用体外膜肺氧合装置控制氧合血供的控制方法，利用上述的体外膜肺氧合装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

首先，控制器控制离心式血泵转动起来后，离心式血泵的输入口产生负压通将血液从人体内引出静脉血，离心式血泵产生的压力差将静脉血输送到氧合器；

其次，氧合器将静脉血中的CO2排出并与氧气结合形成富含氧的动脉血，血液在氧合器里与恒温水流进行热交换，氧合器流出的动脉血经过微栓过滤器后通过动脉插管输回人体；

最后，控制器检测血液流量、静脉插管的引流血压和氧合器前后的血压、混合静脉血氧饱和度、人体的动脉血氧饱和度、心率、管路里的气泡探测及气泡大小测量数据，并实时显示到液晶显示屏上，同时控制器控制电机转速以达到设定的目标流量或转速，血泵的转速和水箱的温度控制在同一个界面通过旋钮和按键进行设置和调节。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明可以简单快速地将由氧合器，离心式血泵泵头、微栓过滤器、管路、及插管组成的血液循环氧合闭合装置连接到***的控制主机，主机集成了变温水箱，变温水箱可方便快捷地拆卸和组合。结合水箱的控制主机体积依然很小，重量轻，非常便于携带，可随身携带外出，携带上救护车，上飞机，为心肺危重病人的急救提供了一种非常便携的生命支持设备。设备运行的数据和地理位置定位可以在全球范围内实时传输到云端，为体外膜肺氧合装置的远程监控和互联网诊断及治疗提供一种可行的方案。

本发明将膜肺氧合装置控制器、变温水箱组合在一起成为一个可拆卸可组合的整体，大大降低***成本、体积和重量。提高了该设备的便携性，集成性，操作便利性。集成全球定位功能和全球通数据传输功能，设备运行的数据和地理位置定位可以在全球范围内实时传输到云端，为体外膜肺氧合装置的远程监控和互联网诊断及治疗提供一种可行的方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的体外膜肺氧合装置的示意图；

其中，1-血栓过滤器，2-氧合器，3-流量传感器，4-离心式血泵，5-触摸显示屏、6-压力、温度、血氧饱和度传感器，7-电源开关，8、9-调节旋钮，10-按键、11-指示灯，12-智能控制主机，13-挂杆，14-挂钩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，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。

图1为本发明的体外膜肺氧合装置的示意图，如图1所示，本发明的一种体外膜肺氧合装置，包括:血栓过滤器、氧合器、流量传感器、离心式血泵、变温水箱、智能控制主机、动脉插管和静脉插管，其中，所述离心式血泵的输入口通过管路与所述静脉插管连接，压力传感器和2个三通阀安装在这管路上，2个三通阀用于快速预充，所述氧合器设置有有O2输入口、CO2排出口、水流入口和水流出口，所述水流入口和所述水流出口用于热交换，所述离心式血泵的输出口通过密闭管路与所述氧合器的水流入口连接，所述变温水箱的入口与所述氧合器的水流出口通过封闭管路连接，所述变温水箱的出口与所述氧合器的水流出入口通过封闭管路连接，所述氧合器的水流出口通过封闭管路连接到所述血栓过滤器的入口，所述血栓过滤器的出口通过封闭管路穿过所述流量传感器并连接到所述动脉插管，所述动脉插管和所述静脉插管***到人体的动静脉血管中，所述智能控制主机与变温水箱组合成一体，离心式血泵泵头固定在控制主机的泵头驱动接口上，氧合器和微栓过滤器固定在挂杆上。

离心式血泵的泵头固定装置位于所述控制主机左侧侧面的壁上，所述泵头固定装置上包含一个环形磁铁，环形磁铁通过金属结构跟驱动电机连接，所述驱动电机的转动带动磁铁旋转，离心式血泵的泵头由旋转的环形磁铁带动。

本发明的具体实施例中，智能控制主机包括触摸显示屏，压力传感器，温度传感器，血氧饱和度传感器，电源开关，调节旋钮，按键，指示灯，电机，水箱及控制电路；其中，所述电源开关固定在主机面板上，位于传感器插座右侧；所述触摸显示屏通过排线与主控制板连接，所述压力传感器一端安装在管路上，另一端连接在主机面板上，所述温度传感器连接在氧合器上并引出一条线缆连接到主机的面板上的温度传感器插座，血氧饱和度传感器夹在人的手指上并引出一条线缆连接到主机面板上的血氧饱和度传感器插座，所述调节旋钮和所述按键安装在一个电路板上，主机的面板上的传感器连接头通过导线连接到主控制器的电路板上，所述电路板固定在主机显示屏的右边的面板上，在主机的面板上对按键和调节旋钮进行操作，所述指示灯位于主机面板上的按键上方，水箱中的加热片、温度传感器和水泵通过一个插拔式的连接器连接与主控制电路连接，所述电机固定在主机内部，离心式血泵泵头连接部分一端与电机轴相连，另一端固定在主机机箱外壳左侧，离心式血泵快捷地在泵头连接装置上安装和拆卸。

其中，触摸显示屏用于实时显示运行转速、流量、时间、压力、温度、血氧饱和度、心率参数和触摸更改主机的参数设置，以及启动、停止控制。压力传感器用于检测膜肺前端和后端的压力，温度传感器用于测量血液的温度，混合静脉血氧饱和度传感器通过反射式的血红蛋白对特定波长红光和红外光的吸收度来测量管道中静脉血液的血氧饱和度。动脉血氧饱和度和心率检测通过指夹式的传感器采集。

智能控制主机内部还包含一个锂电池和一个控制器，所述控制器控制电机转速、水泵的转动、水箱加热、并实时采集传感器数据，监测血液循环回路中的血液压力、血液流量、血氧饱和度、温度、气泡大小，控制器里集成的NB-IoT物联网通信模块进行GPS或北斗定位，同时进行全球数据传输和通信，远程可对设备运行参数进行监视和调整，便于医生远程进行分析和诊断。锂电池用于户外或断电情况下给整个控制电路提供电源。

其中基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

本发明的一种利用体外膜肺氧合装置控制氧合血供的控制方法，利用上述的体外膜肺氧合装置实现的，包括如下步骤：

首先，控制器控制离心式血泵转动起来后，离心式血泵的输入口产生负压通将血液从人体内引出静脉血，离心式血泵产生的压力差将静脉血输送到氧合器；

其次，氧合器将静脉血中的CO2排出并与氧气结合形成富含氧的动脉血，血液在氧合器里与恒温水流进行热交换，氧合器流出的动脉血经过微栓过滤器后通过动脉插管输回人体；

最后，控制器检测血液流量、静脉插管的引流血压和氧合器前后的血压、混合静脉血氧饱和度、人体的动脉血氧饱和度、心率、管路里的气泡探测及气泡大小测量数据，并实时显示到液晶显示屏上，同时控制器控制电机转速以达到设定的目标流量或转速，血泵的转速和水箱的温度控制在同一个界面通过旋钮和按键进行设置和调节。

设备运行的数据和地理位置定位可以在全球范围内实时传输到云端，为体外膜肺氧合装置的远程监控和互联网诊断及治疗提供一种可行的方案。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (5)

1.一种体外膜肺氧合装置，其特征在于，包括:血栓过滤器、氧合器、流量传感器、离心式血泵、变温水箱、智能控制主机、动脉插管和静脉插管，其中，所述离心式血泵的输入口通过管路与所述静脉插管连接，压力传感器和2个三通阀安装在这管路上，2个三通阀用于快速预充，所述氧合器设置有O2输入口、CO2排出口、水流入口和水流出口，所述水流入口和所述水流出口用于热交换，所述离心式血泵的输出口通过密闭管路与所述氧合器的水流入口连接，所述变温水箱的入口与所述氧合器的水流出口通过封闭管路连接，所述变温水箱的出口与所述氧合器的水流出入口通过封闭管路连接，所述氧合器的水流出口通过封闭管路连接到所述血栓过滤器的入口，所述血栓过滤器的出口通过封闭管路穿过所述流量传感器并连接到所述动脉插管，所述动脉插管和所述静脉插管***到人体的动静脉血管中，所述智能控制主机与变温水箱组合成一体，离心式血泵泵头固定在控制主机的泵头驱动接口上，氧合器和微栓过滤器固定在挂杆上。

2.根据权利要求1所述的一种体外膜肺氧合装置，其特征在于，所述离心式血泵的泵头固定装置位于所述控制主机左侧侧面的壁上，所述泵头固定装置上包含一个环形磁铁，环形磁铁通过金属结构跟驱动电机连接，所述驱动电机的转动带动磁铁旋转，离心式血泵的泵头由旋转的环形磁铁带动。

3.根据权利要求1所述的一种体外膜肺氧合装置，其特征在于，所述智能控制主机包括触摸显示屏，压力传感器，温度传感器，血氧饱和度传感器，电源开关，调节旋钮，按键，指示灯，电机，水箱及控制电路；其中，所述电源开关固定在主机面板上，位于传感器插座右侧；所述触摸显示屏通过排线与主控制板连接，所述压力传感器一端安装在管路上，另一端连接在主机面板上，所述温度传感器连接在氧合器上并引出一条线缆连接到主机的面板上的温度传感器插座，血氧饱和度传感器夹在人的手指上并引出一条线缆连接到主机面板上的血氧饱和度传感器插座，所述调节旋钮和所述按键安装在一个电路板上，主机的面板上的传感器连接头通过导线连接到主控制器的电路板上，所述电路板固定在主机显示屏的右边的面板上，在主机的面板上对按键和调节旋钮进行操作，所述指示灯位于主机面板上的按键上方，水箱中的加热片、温度传感器和水泵通过一个插拔式的连接器连接与主控制电路连接，所述电机固定在主机内部，离心式血泵泵头连接部分一端与电机轴相连，另一端固定在主机机箱外壳左侧，离心式血泵快捷地在泵头连接装置上安装和拆卸。

4.根据权利要求3所述的一种体外膜肺氧合装置，其特征在于，所述智能控制主机内部还包含一个锂电池和一个控制器，所述控制器控制电机转速、水泵的转动、水箱加热、并实时采集传感器数据，监测血液循环回路中的血液压力、血液流量、血氧饱和度、温度、气泡大小，控制器里集成的NB-IoT物联网通信模块进行GPS或北斗定位，同时进行全球数据传输和通信；所述锂电池连接到主控制电路上，用于户外或断电情况下给整个控制电路提供电源。

5.一种利用体外膜肺氧合装置控制氧合血供的控制方法，利用权利要求4所述的体外膜肺氧合装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

首先，控制器控制离心式血泵转动起来后，离心式血泵的输入口产生负压通将血液从人体内引出静脉血，离心式血泵产生的压力差将静脉血输送到氧合器；

其次，氧合器将静脉血中的CO2排出并与氧气结合形成富含氧的动脉血，血液在氧合器里与恒温水流进行热交换，氧合器流出的动脉血经过微栓过滤器后通过动脉插管输回人体；

最后，控制器检测血液流量、静脉插管的引流血压和氧合器前后的血压、混合静脉血氧饱和度、人体的动脉血氧饱和度、心率、管路里的气泡探测及气泡大小测量数据，并实时显示到液晶显示屏上，同时控制器控制电机转速以达到设定的目标流量或转速，血泵的转速和水箱的温度控制在同一个界面通过旋钮和按键进行设置和调节。