CN113398354B9 - 集成式膜式氧合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成式膜式氧合器，包括氧合器和附接在氧合器上的过滤器，其中，氧合器包括上盖、下盖、壳体和氧合结构，壳体的两端分别连接上盖和下盖，氧合结构包括设置在壳体内的芯轴、氧压膜和变温膜，过滤器包括过滤器壳体以及安装在过滤器壳体内的导流结构和滤网，过滤器壳体的入口与氧合器下盖上的出血口相连，经过氧合器氧合后的血液直接进入过滤器进行过滤处理，能够减少血液与非自身***的接触面积，减轻血液破坏，避免由于手动连接过滤器与氧合器可能带来的污染风险。

Description

集成式膜式氧合器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种集成式膜式氧合器。

背景技术

膜式氧合器是心脏停跳代替肺的医疗器械，具有调节血液内氧气和二氧化碳含量的功能，是心血管手术的必备的医疗设备，也是治疗急性呼吸疾病和等待肺移植阶段必备的医疗设备。

体外循环时需同时使用氧合器及过滤器，氧合器用于对血液进行气体交换维持病患氧供，过滤器用于过滤血液中的栓子(气泡或固体颗粒)，过滤器是血液回输至人体的最后安全屏障。目前临床应用时，在氧合器与过滤器之间使用软管连接，这种方式存在如下缺陷：

(1)增加医生在临床使用前的工作量；

(2)增加产品被污染的可能性；

(3)增加血液与非自身***的接触面积，导致血液破坏增大；此外，由于连接点并非平滑过渡，会增大对流经血液的破坏。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种集成式膜式氧合器，能够减少使用前的安装步骤，降低污染、渗漏等风险；

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成式膜式氧合器，包括氧合器和附接在所述氧合器上的过滤器，其中，

所述氧合器包括上盖、下盖、壳体和氧合结构，所述上盖由中心向外沿依次分为第一血路空间、第一气路空间和第一水路空间，所述上盖设有与所述第一气路空间连通的进气口和与所述第一水路空间连通的进水口；所述下盖由中心向外沿依次分为第二血路空间、第二气路空间和第二水路空间，所述下盖设有与所述第二血路空间连通的出血口、与所述第二气路空间连通的出气口和与所述第二水路空间连通的出水口；所述壳体的两端分别连接所述上盖和所述下盖，所述壳体上靠近所述上盖处设有与所述壳体的内腔连通的进血口；所述氧合结构设置在所述壳体的内腔中，包括芯轴、氧压膜和变温膜，所述芯轴的上端进入所述第一血路空间，所述芯轴的下端与所述出血口相对，所述氧压膜围绕所述芯轴设置，所述氧压膜连通所述第一气路空间与所述第二气路空间，所述变温膜围绕所述氧压膜设置，所述变温膜连通所述第一水路空间与所述第二水路空间；

所述过滤器包括过滤器壳体、导流结构和滤网，所述导流结构和滤网设置在所述过滤器壳体的空腔中，所述过滤器壳体的下部设有与所述空腔连通的出口，所述过滤器壳体的上部设有与所述空腔连通的入口，所述入口与所述出血口相连，所述导流结构的顶面具有向所述入口凸出的突起部，所述突起部与所述芯轴的下端相对，所述滤网位于所述过滤器壳体的底面与所述导流结构之间。

在一个可行的实现方式中，所述导流结构包括芯和导流盖，所述导流盖设置在所述芯上，所述滤网设置在所述芯的外周，并且，所述滤网位于所述过滤器壳体的底面与所述导流盖之间，所述导流盖的上端为所述突起部；

所述导流盖与所述过滤器壳体之间具有第一通道，所述滤网与所述过滤器壳体之间具有第二通道，所述第一通道与所述第二通道贯通；

所述芯与所述过滤网以及所述过滤器壳体的底面之间形成容纳空间，所述容纳空间与所述出口连通。

在一个可行的实现方式中，所述上盖设有与所述第一血路空间连通的第一排气口，所述芯轴的上端与所述第一排气口相对。

在一个可行的实现方式中，所述导流盖包括第一开口、第二开口和从第一开口向第二开口延伸的过渡面，所述第一开口小于所述第二开口，所述第一开口位于所述芯轴的下方，并且所述第一开口处设有单向膜；

所述芯的下部为柱状，所述芯的上部由边缘向中部收紧；所述芯的上部穿过所述第二开口后位于所述第一开口的下方，所述芯的侧面与所述导流盖连接，所述芯的上部与所述导流盖的内侧面之间具有第三通道，所述第三通道与所述容纳空间连通。

在一个可行的实现方式中，所述过滤器壳体的底面上具有沿所述过滤器壳体内壁设置的凸起，所述滤网的下端与所述凸起连接，所述滤网的上端与所述导流盖连接。

在一个可行的实现方式中，所述变温膜与所述壳体的内壁之间具有间隙，所述间隙的宽度自所述上盖向所述下盖逐渐减小。

在一个可行的实现方式中，所述膜式氧合器还包括第一封堵层和第二封堵层，所述第一封堵层设置于所述壳体与所述上盖的结合处，所述第二封堵层设置于所述壳体与所述下盖的结合处；

所述氧压膜包括多根换气管，所述换气管为两端开口的中空管；每根换气管的一端穿入所述第一封堵层并与所述第一气路空间连通、另一端穿入所述第二封堵层并与所述第二气路空间连通；

所述变温膜包括多根变温管，所述变温管为两端开口的中空管；每根变温管的一端穿入所述第一封堵层并与所述第一水路空间连通、另一端穿入所述第二封堵层并与所述第二水路空间连通。

在一个可行的实现方式中，所述集成式膜式氧合器还包括用于引导血液横向流动的扰流结构，所述扰流结构设置在所述壳体与所述变温膜之间。

在一个可行的实现方式中，所述扰流结构包括多个由所述壳体的内壁向所述变温膜突出的凸起；多个凸起呈阶梯状分布，靠近所述上盖的凸起与所述变温膜之间的距离大于靠近所述下盖的凸起与所述变温膜之间的距离。

在一个可行的实现方式中，所述上盖还设有再循环口，所述再循环口与所述第一排气口连通，所述壳体上设有第二排气口；所述第二排气口上设有单向透气膜。

在一个可行的实现方式中，所述壳体为柱状壳体，所述壳体的内径自所述上盖向所述下盖依次减小；

所述芯轴的横截面由所述上盖向所述下盖逐渐减小。

在一个可行的实现方式中，所述上盖具有第一分隔环和第二分隔环，所述第二分隔环环绕所述第一分隔环设置，所述第一分隔环分隔所述第一血路空间与所述第一气路空间，所述第二分隔环分隔所述第一气路空间与所述第一水路空间；

所述下盖具有第三分隔环和第四分隔环，所述第四分隔环环绕所述第三分隔环设置，所述第三分隔环分隔所述第二血路空间与所述第二气路空间，所述第四分隔环分隔所述第二气路空间与所述第二水路空间。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供的集成式膜式氧合器中，进血口设置在壳体上部，出血口设置于下盖，血液进入膜式氧合器后，首先充盈变温膜与壳体之间的空间，然后横向进入变温膜，在持续不断进入氧合器的血液的驱动下，进入变温膜的血液可以持续横向进入氧压膜，进而进入到芯轴位置，从芯轴下端的出血口直接流入过滤器进行过滤。本发明对氧合器和过滤器进行改进，通过提高血液横穿氧压膜的比例提升了氧合器的氧合效果，通过将氧合功能与过滤功能集成为一体，能够减少使用前的安装步骤，降低如意外污染、渗漏等由于安装带来的潜在风险，并且，由于经过氧合处理的血液直接进入过滤器进行过滤，因而减少了血液与非自身***的接触面积，减轻血液破坏。

附图说明

图1是本发明实施例提供的集成式膜式氧合器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的壳体的一种结构的局部示意图；

图3是本发明实施例提供的壳体的另一种结构的局部示意图；

图4是本发明实施例提供的设有第二排气口的壳体的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的集成式膜式氧合器的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的氧合器中水的流向示意图；

图7是本发明实施例提供的氧合器中气体的流向示意图；

图8是本发明实施例提供的集成式膜式氧合器中血液的流向示意图；

图中：10-上盖，101-第一血路空间，102-第一气路空间，103-第一水路空间， 104-进水口，105-进气口，106-第一排气口，107-再循环口，20-壳体，201-进血口，202-第二排气口，203-单向透气膜，204-压紧盖，30-下盖，301-第二血路空间，302-第二气路空间，303-第二水路空间，306-出水口，40-氧合结构，401-芯轴，402-氧压膜，403-变温膜，404-间隙，405-凸起，501-第一封堵层，502-第二封堵层，60-过滤器，601-过滤器壳体，602-滤网，603-芯，604-导流盖，6011-入口，6012-出口，6041-第一开口，6042-第二开口，6043-过渡面，6044-单向膜。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及 /或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供一种集成式膜式氧合器，包括氧合器和附接在氧合器上的过滤器。氧合器与过滤器连接成整体，经氧合器氧合后的血液直接进入过滤器进行过滤，减少血液与非自身***的接触面积，减少血液破坏，同时避免由于手动连接过滤器与氧合器可能带来的污染风险。

请参见图1，氧合器包括上盖10、下盖30、壳体20和氧合结构40，壳体20 的两端分别连接上盖10和下盖30，氧合结构40设置在壳体20内部，氧合结构 40用于将静脉血转变为动脉血。

其中，上盖10由中心向外沿依次分为第一血路空间101、第一气路空间102 和第一水路空间103，上盖10还设有与第一气路空间102连通的进气口105和与第一水路空间103连通的进水口104。在一个可能的实现方式中，上盖10包括上盖本体、第一分隔环和第二分隔环，上盖本体具有开口和与该开口相对的底部，底部向远离开口方向突出，从而使得上盖本体的中部呈凹陷状，第一分隔环设置在上盖本体中，第一分隔环将上盖本体上凹陷状的空间划分为内外两个空间，其中，第一分隔环内的空间即为第一血路空间101，第二分隔环环绕第一分隔环设置，第二分隔环将第一分隔环外的空间划分为内外两个空间，其中，处于第一分隔环与第二分隔环之间的空间为第一气路空间102，处于第二分隔环与上盖本体的边沿之间的空间为第一水路空间103。进气口105和进水口104均设置在上盖本体上，并且，进气口105处于第一分隔环与第二分隔环之间，进水口104处于第二分隔环与上盖本体的边沿之间。

下盖30由中心向外沿依次分为第二血路空间301、第二气路空间302和第二水路空间303，所述下盖30设有与所述第二血路空间301连通的出血口、与所述第二气路空间302连通的出气口(图中未示出)和与所述第二水路空间303连通的出水口306。在一个可能的实现方式中，下盖30包括下盖本体、第三分隔环和第四分隔环，下盖本体具有开口和与该开口相对的底部，底部向远离开口方向突出，从而使得下盖本体的中部呈凹陷状，第三分隔环设置在下盖本体中，第三分隔环将下盖本体上凹陷状的空间划分为内外两个空间，其中，第三分隔环内的空间即为第二血路空间301，第四分隔环环绕第三分隔环设置，第四分隔环将第三分隔环外的空间划分为内外两个空间，其中，处于第三分隔环与第四分隔环之间的空间为第二气路空间302，处于第四分隔环与下盖本体的边沿之间的空间为第二水路空间303。出血口、出气口和出水口306均设置在上盖本体上，并且，出血口处于第三分隔环以内，出气口处于第三分隔环与第四分隔环之间，出水口306 处于第四分隔环与上盖本体的边沿之间。

壳体20为两端开口的中空部件，壳体20的两端分别连接上盖10和下盖30，壳体20上靠近上盖10处设有与壳体的内腔连通的进血口201。在一个可能的实现方式中，壳体20为圆柱形，壳体20内部设有第一壳体分隔件和第二壳体分隔件，第一壳体分隔件和第二壳体分隔件为环状部件，第一壳体分隔件的两端分别连接上盖10的第一分隔环和下盖30的第三分隔环，第二壳体分隔件的两端分别连接上盖10的第二分隔环和下盖30的第四分隔环。

氧合结构40设置在壳体的内腔中，氧合结构40包括芯轴401、氧压膜402 和变温膜403，芯轴401的上端进入第一血路空间101，芯轴401的下端与出血口相对，氧压膜402围绕芯轴401设置，氧压膜402连通第一气路空间102与第二气路空间302，变温膜403围绕氧压膜402设置，变温膜403连通第一水路空间103与第二水路空间303；变温膜403与壳体20之间具有间隙404，间隙404 的宽度自上盖10向下盖30逐渐减小。具体的，芯轴401设置在第一壳体分隔件内，氧压膜402设置在第一壳体分隔件与第二壳体分隔件之间，变温膜403设置在壳体20内壁与第二壳体分隔件之间，并且，变温膜403包裹氧压膜402的外表面。

本发明实施例中，上盖10、壳体20、下盖30及氧合结构40组装完成后，上盖10中第一血路空间101与第一气路空间102不相通，第一气路空间102与第一水路空间103不相通；下盖30中第二血路空间301与第二气路空间302不相通，第二气路空间302与第二水路空间303不相通。具体的，可以在上盖10 与壳体20的结合处设置第一封堵层501，在下盖30与壳体20的结合处设置第二封堵层502。第一封堵层501能够将第一血路空间101、第一气路空间102与第一水路空间103进行隔离，还能将壳体内腔与上盖10各空间进行隔离；第二封堵层502能够将第二血路空间301、第二气路空间302与第二水路空间303进行隔离，还能将壳体内腔与下盖30各空间进行隔离。

氧合器是能够在手术或维持生命时候替代人体肺部功能进行体外气体交换的一种医疗器械。氧合器由气体交换和温度控制两部分功能组成。气体交换功能由氧压膜402实现，温度控制功能由变温膜403实现。本发明实施例中，氧压膜 402包括多根换气管，所述换气管为两端开口的中空管，换气管的孔径大小为 0.1um～5um；每根换气管的一端穿入所述第一封堵层501并与所述第一气路空间 102连通、另一端穿入所述第二封堵层502并与所述第二气路空间302连通；所述多根换气管中至少部分换气管的管壁具有微孔，该微孔只允许气体通过而阻挡红细胞通过，实际上，也可以将换气管的管壁视为只允许气体通过的半透膜，氧合器正是通过半透膜来实现血中的换气过程的。所述变温膜403包括多根变温管，所述变温管为两端开口的中空管；每根变温管的一端穿入所述第一封堵层501并与所述第一水路空间103连通、另一端穿入所述第二封堵层502并与所述第二水路空间303连通。本实施例中，氧压膜402和变温膜403均由大量的薄壁中空管组成，区别是：氧压膜402使用的中空管中至少部分为有孔膜，以便与血液进行气体交换，而变温膜403全部为无孔膜，以便进行导流并与中空管外的血液进行热交换。

本发明实施例中，变温膜403与壳体20内壁之间具有间隙404，该间隙404 的宽度自上盖10向下盖30逐渐减小，而进血口201靠近上盖10，如此，当血液从进血口201进入氧合器时，首先充盈变温膜403与壳体20内壁之间的间隙404，由于该间隙404呈现上宽下窄的形态(如图2所示)，故少量血液即可充满间隙 404下部，更多的血液驻留在间隙404上部，在持续不断的从进血口201注入的血液的驱动下，使驻留在间隙404上部的血液可以持续横向穿过变温膜403和氧压膜402，而后进入到芯轴401所在的空间，再流入与该空间相连的过滤器60，经过滤后回输至人体。

其中，为使变温膜403与壳体20之间的间隙404呈现逐渐减小的形态，可以通过以下任一方法或其组合实现：

(1)将壳体20设计为柱状，使壳体20的内径自上盖10向下盖30依次减小；

(2)对变温管进行排列设计，使变温膜403接近下盖30的一端比接近上盖 10的一端端更靠近壳体20内壁。

为更好的汇聚氧合后的血液，可以将芯轴401设置为椎体结构，使芯轴401 的横截面由上盖10向下盖30逐渐缩小。

进一步的，为使更多血液能够横穿变温膜和氧压膜，进行充分的热交换和气体交换，还可以在壳体与变温膜之间设置扰流结构，通过扰流结构引导血液横向流动。

如图3所示，扰流结构包括多个由壳体20的内壁向变温膜403突出的凸起 405。血液自进血口201进入壳体20内壁与变温膜403之间的空隙中，在向下盖 30流动的过程中，受到凸起405的阻挡，迫使血流改变流向，横向进入变温膜403。在一个更优的实现方式中，组成扰流结构的多个凸起405呈阶梯状分布，并且，靠近上盖10的凸起405与变温膜403之间的距离大于靠近下盖30的凸起 405与变温膜403之间的距离，如此设计，可以使流向下盖30的血液能够受到各凸起405的阻挡，从而使尽量多的血液横穿变温膜403和氧压膜402。

气体交换能力除了与氧压膜402表面积、气源氧气浓度相关外还与血流路线设置有直接的关系。大量实验表明，无论气体路线与血流路线逆向还是同向，路线越长气体交换能力越差，路线达到2米后气体交换能力趋近于0。因此，使血流路线横穿氧压膜的占比越高，氧合器效果越好。上述实施例提供的集成式膜式氧合器，通过进血口和出血口的布置、变温膜与壳体内壁之间的间隙及扰流结构，提高了血液横穿氧压膜的比例，进而提升了氧合器的氧合效果，与现有技术相比，可以使用更小的氧压膜面积达到同样的气体交换能力。

相关技术的膜式氧合器中，氧合结构包括由内向外设置的芯轴、变温膜和氧合膜，血液入口设置在氧合器的下部，血液出口设置在氧合器的上部，血液在氧合器中的流动路径为：血液入口→芯轴所在空间→变温膜→氧压膜→血液出口，由于芯轴空间较小，血液在流经芯轴附近时不能得到较好的缓冲，易形成湍流，造成血液破坏。但是，上述实施例提供的氧合器比传统氧合器布局具有更大的血流缓冲区域，当血液进入氧合器后，能够使更多的血液以较慢的速度横穿变温膜与氧压膜，血液与变温膜及氧压膜接触的时间更长，能够获得更好的变温效率与氧合效果。以上设计也使得的氧合器阻力损失更小，减少了由于阻力带来的血液破坏。

氧合器主要指标除了气体交换能与变温能力外，还有气泡祛除能力。临床医生在使用膜式氧合器前须要对膜式氧合器进行排气操作，然而，由于传统的模式氧合器将排气口设置在外壳侧面，并非整个产品的最高点，因此容易造成气泡聚集，需要医生不断的手持氧合器变换氧合器角度，才能使气泡通过排气口排出，另外，氧合器内部的气泡情况无法直观观察，需要使用物体轻轻敲打氧合器外壳，使得藏匿于氧合器内部的气泡进入到可以通过外壳观察到的地方。这为氧合器临床应用带来了诸多不便，需要花费大量术前准备时间。本发明实施例通过合理布局排气口，使得氧合器中的气泡易于排出，无需进行繁复的排气操作。具体手段为：在上盖10上设置与第一血路空间101连通的第一排气口106，第一排气口 106与芯轴401的上端相对。

与传统的氧合器设计布局相比，本实施例提出的血流路线更容易将氧合器内的空气顺着血流聚集在芯轴附近，由于血液中的气泡向上方运动，所以更容易通过上盖顶部的第一排气口排出。使用者无需敲打或转动氧合器即可轻松排气，并可以通过透明上盖直观观察氧合器内部还有无残存气泡，并可在术中通过观察顶部气泡聚集情况，来判断产品或整体回路是否存在安全风险，便于第一时间采取措施，避免严重后果。

更进一步的，由于壳体20为柱体形态，部分气泡可能没有进入芯轴401附近，而是集聚在壳体20上部，为排出这一部分气泡，本实施例还在壳体20上靠近上盖10处设置第二排气口202。在一个可能的实现方式中，可以使用软管将第二排气口202与其他组件连接，来进行排气。在另一个可能的实现方式中，还可以在第二排气口202上设置单向透气膜203，具体的，如图4所示，可以在单向膜外套设压紧盖204，压紧盖204通过螺纹或卡扣与第二排气口202连接，以压紧并固定单向透气膜203。单向透气膜203上具有微孔，该微孔仅能使气体通过而不能使血液通过，因而，设有单向透气膜203的第二排气口202无需与其他组件连接，即可实现截留血液并排出血液中的气泡的功能。

进一步的，上盖10上还设有再循环口107，再循环口107与所述第一排气口 106连通。在需要另外引出氧合后的血液至其他用途时的情况下，可以通过连接再循环口，从芯轴附近抽取氧合后的血液。

请参见图5，过滤器60包括过滤器壳体601、滤网602和导流结构，其中，导流结构用于分散血液，使血液缓慢通过滤网602，减小对血液的破坏，滤网602 的孔径为40μm以下，能够过滤40μm以上的微栓(包括大气泡、微气栓及微粒)，以防止微栓阻塞微循环，造成重要器官损坏。以下就过滤器60的结构进行展开说明。

过滤器壳体601的内部具有空腔，过滤器壳体的上部设有与所述空腔连通的入口6011，过滤器壳体的下部设有与所述空腔连通的出口6012，入口6011与氧合器的出血口或者第二血路空间301相连，并且，入口6011位于氧合器的芯轴的下方。具体的，壳体可以包括过滤器上壳和与过滤器上壳连接的过滤器下壳，过滤器上壳与过滤器下壳之间形成空腔，入口6011设置在过滤器上壳上，出口 6012设置在过滤器下壳上。此外，还可以在过滤器壳体的底面上沿过滤器壳体的内壁设计一圈凸起，用于安装滤网，以便在滤网两侧形成血流通道，凸起与过滤器壳体的底面可以为一体成型结构。

导流结构包括芯603和导流盖604，导流盖604设置在芯603上，滤网602 环绕导流结构设置，滤网602的上端连接导流盖604、下端连接过滤器壳体601 的底部，滤网602的结构近似中空柱状。导流盖604与过滤器壳体601之间具有第一通道，滤网602与过滤器壳体601之间具有第二通道，第一通道与第二通道贯通；芯603与过滤网602以及过滤器壳体601的底面之间形成容纳空间，所述容纳空间与所述出口连通。

在一个可能的实现方式中，导流盖604呈喇叭状，包括第一开口6041、第二开口6042和从第一开口6041向第二开口6042延伸的弧形过渡面6043，第一开口6041小于第二开口6042。芯603的下部为柱状，例如可以是与滤网602形状适配的圆柱形，芯603的上部由边缘向中部收紧，使其呈现上小下大的形状；芯 603的上部穿过第二开口6042后位于第一开口的下方，芯603的侧面与第二开口 6042连接，芯603的上部与导流盖604的内侧面之间具有第三通道，第三通道与容纳空间连通。第一开口6041处设有单向膜6044，该单向膜6044允许气泡从第五间隙进入第二血路空间301。

滤网602的上端与导流盖连接，滤网602的下端与过滤器壳体底面上的凸起连接。经过氧合的血液从出血口流入过滤器的第一通道，然后顺着第一通道流入第二通道，之后从第二通道横穿滤网602，滤网602将微气泡与固体颗粒截留，过滤后的血液汇入容纳空间，然后从过滤器壳体底部的出口6012流出，并通过连接管路将氧合后的血液回输至人体。如果通过滤网602的血液混有气泡，血液中的气泡向上方运动，会从第容纳空间进入第三通道，聚集在第一开口6041附近，然后通过单向膜6044进入第二血路空间301，进而继续向上运动，直至通过第一排气口106排出。本实施例中，血液进入过滤器后，在过滤器的各通道中缓慢流动，与滤网充分接触，能够提升过滤效率，并且，当过滤后的血液中存在气泡时，气泡能够顺着第三通道的狭窄空间快速到达第一开口6041，加速排出血液中的气泡。

相关技术中氧合器与过滤器功能不同，一般以独立的两个器件存在，使用时需要用软管进行连接，当血液流经接头处时，易造成血液破坏。本发明实施例将过滤器与氧合器集成为一体，经过氧合器过滤的血液不须要流经长长的导管才能进行过滤，避免了导管连接对血液造成的破坏。本发明实施例不仅将过滤器与氧合器进行物理器件的连接整合，还进行了功能优化，主要体现为：

1，过滤器与氧合器共用第一排气口，如果经滤网过滤的血液存在气泡，气泡会自动进入芯轴所在空间，然后自第一排气口排出，不需要在过滤器上额外加装排气口。

2，设计导流结构对血液进行分散导流，降低血液流速，使血液与滤网充分接触，提升过滤效果，减少血液破坏。

本实施例提供的集成式膜式氧合器的使用方法及工作过程如下：

在手术或维持生命体征时将进血口201通过软管与人体静脉连接，将过滤器的出口6012通过软管与人体动脉连接，将进水口104和出水口306分别通过软管与变温水箱连接。进气口105通过软管与气源连接。变温水箱将设定好温度的水通过进水口104输入组成变温膜403的各变温管的内腔，气源将设定好浓度的氧气通过进气口105输入组成氧合膜的各换气管的内腔。当静脉血通过进血口 201进入壳体20时，流经变温膜403的血液通过变温管的外壁与血液进行热交换，达到为血液升温或降温的目的。完成温度交换的静脉血横向进入氧压膜402，换气管内是气体，换气管外是血液，气体和血液在半透膜的两侧通过扩散作用进行氧气与二氧化碳的交换，此时静脉血中的二氧化碳进入到换气管内腔，而换气管内的氧气进入到血液。完成静脉血转变为动脉血的过程，动脉血继续进入过滤器，依次经过第一通道、第二通道、滤网后聚集在容纳空间，通过过滤器壳体底部的出口6012回输至人体，维持患者氧供。其作用与人体自身的肺功能一致。

图6是本发明实施例提供的集成式膜式氧合器中水的流向示意图，请参见图 6，变温水箱中的水自进水口104流入第一水路空间103，经变温管输入第二水路空间303，然后自出水口306回到变温水箱，血液在流经变温管时与变温管内的水进行热交换，将血液温度调整至所需温度范围。

图7是本发明实施例提供的集成式膜式氧合器中气体的流向示意图，请参见图7，气源中的氧气自进气口105进入第一气路空间102，然后流入换气管，经过换气管的血液与换气管进行气体交换，换气管内的氧气与血液结合，血液中的二氧化碳进入换气管，之后流入第二气路空间302，并从出气口排出。

图8是本发明实施例提供的集成式膜式氧合器中血液的流向示意图，请参见图8，血液从进血口201进入氧合器，并横穿变温膜403和氧压膜402，之后汇聚在芯轴401所在的空间，然后进入过滤器，过滤器的导流结构将血液分散降速，经过降速的血液横穿滤网，汇聚至容纳空间，随后从与容纳空间相连的出口流出。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种集成式膜式氧合器，其特征在于，

包括氧合器和附接在所述氧合器上的过滤器，其中，

所述氧合器包括上盖、下盖、壳体和氧合结构，所述上盖由中心向外沿依次分为第一血路空间、第一气路空间和第一水路空间，所述上盖设有与所述第一气路空间连通的进气口、与所述第一血路空间连通的第一排气口和与所述第一水路空间连通的进水口；所述下盖由中心向外沿依次分为第二血路空间、第二气路空间和第二水路空间，所述下盖设有与所述第二血路空间连通的出血口、与所述第二气路空间连通的出气口和与所述第二水路空间连通的出水口；所述壳体的两端分别连接所述上盖和所述下盖，所述壳体上靠近所述上盖处设有与所述壳体的内腔连通的进血口；所述氧合结构设置在所述壳体的内腔中，包括芯轴、氧压膜和变温膜，所述芯轴的上端进入所述第一血路空间，所述芯轴的上端与所述第一排气口相对，所述芯轴的下端与所述出血口相对，所述氧压膜围绕所述芯轴设置，所述氧压膜连通所述第一气路空间与所述第二气路空间，所述变温膜围绕所述氧压膜设置，所述变温膜连通所述第一水路空间与所述第二水路空间；

所述过滤器包括过滤器壳体、导流结构和滤网，所述导流结构和滤网设置在所述过滤器壳体的空腔中，所述过滤器壳体的下部设有与所述空腔连通的出口，所述过滤器壳体的上部设有与所述空腔连通的入口，所述入口与所述出血口相连，所述导流结构的顶面具有向所述入口凸出的突起部，所述突起部与所述芯轴的下端相对，所述滤网位于所述过滤器壳体的底面与所述导流结构之间。

2.根据权利要求1所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述导流结构包括芯和导流盖，所述导流盖设置在所述芯上，所述滤网设置在所述芯的外周，并且，所述滤网位于所述过滤器壳体的底面与所述导流盖之间，所述导流盖的上端为所述突起部；

所述导流盖与所述过滤器壳体之间具有第一通道，所述滤网与所述过滤器壳体之间具有第二通道，所述第一通道与所述第二通道贯通；

所述芯与所述滤网以及所述过滤器壳体的底面之间形成容纳空间，所述容纳空间与所述出口连通。

3.根据权利要求2所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述导流盖包括第一开口、第二开口和从第一开口向第二开口延伸的过渡面，所述第一开口小于所述第二开口，所述第一开口位于所述芯轴的下方，并且所述第一开口处设有单向膜；

所述芯的下部为柱状，所述芯的上部由边缘向中部收紧；所述芯的上部穿过所述第二开口后位于所述第一开口的下方，所述芯的侧面与所述导流盖连接，所述芯的上部与所述导流盖的内侧面之间具有第三通道，所述第三通道与所述容纳空间连通。

4.根据权利要求3所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述过滤器壳体的底面上具有沿所述过滤器壳体内壁设置的凸起，所述滤网的下端与所述凸起连接，所述滤网的上端与所述导流盖连接。

5.根据权利要求1所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述变温膜与所述壳体的内壁之间具有间隙，所述间隙的宽度自所述上盖向所述下盖逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述氧合器还包括第一封堵层和第二封堵层，所述第一封堵层设置于所述壳体与所述上盖的结合处，所述第二封堵层设置于所述壳体与所述下盖的结合处；

所述氧压膜包括多根换气管，所述换气管为两端开口的中空管；每根换气管的一端穿入所述第一封堵层并与所述第一气路空间连通、另一端穿入所述第二封堵层并与所述第二气路空间连通；

所述变温膜包括多根变温管，所述变温管为两端开口的中空管；每根变温管的一端穿入所述第一封堵层并与所述第一水路空间连通、另一端穿入所述第二封堵层并与所述第二水路空间连通。

7.根据权利要求1所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述集成式膜式氧合器还包括用于引导血液横向流动的扰流结构，所述扰流结构设置在所述壳体与所述变温膜之间。

8.根据权利要求7所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述扰流结构包括多个由所述壳体的内壁向所述变温膜突出的凸起；多个凸起呈阶梯状分布，靠近所述上盖的凸起与所述变温膜之间的距离大于靠近所述下盖的凸起与所述变温膜之间的距离。

9.根据权利要求2所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述上盖还设有再循环口，所述再循环口与所述第一排气口连通，所述壳体上设有第二排气口；所述第二排气口上设有单向透气膜。

10.根据权利要求1所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述壳体为柱状壳体，所述壳体的内径自所述上盖向所述下盖依次减小；

所述芯轴的横截面由所述上盖向所述下盖逐渐减小。

11.根据权利要求1所述的集成式膜式氧合器，其特征在于，

所述上盖具有第一分隔环和第二分隔环，所述第二分隔环环绕所述第一分隔环设置，所述第一分隔环分隔所述第一血路空间与所述第一气路空间，所述第二分隔环分隔所述第一气路空间与所述第一水路空间；

所述下盖具有第三分隔环和第四分隔环，所述第四分隔环环绕所述第三分隔环设置，所述第三分隔环分隔所述第二血路空间与所述第二气路空间，所述第四分隔环分隔所述第二气路空间与所述第二水路空间。

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