CN117083096A - 心肌喷射灌注装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及如下的硬件和方法：其利用通常配备有可缩回套管针的14‑18规格的套管、将足够量的冷冻生理盐水或冷冻保护溶液直接注射到处于心脏停搏或早期心脏停搏的患者或动物的心脏左心室中，以产生通过两条颈动脉、两条椎动脉和大脑的冷冻过的血液流，从而冷却大脑或其他重要器官。通常，在足够高的压力下注射足够的生理盐水或冷冻保护溶液，以产生30％的基线颈总动脉血流量。具有协同尖端尖锐可缩回套管针的套管装置与其环绕的柔性和刚性护罩、隔膜和旋塞阀共同提供了适用于“现场”或医院环境使用的无菌、自密封***。

Description

心肌喷射灌注装置

相关申请的交叉引用

本专利申请要求以下四项美国临时专利申请中的每一项的优先权，并通过引用合并于此：2020年12月16日提交的U.S.63/126,119；2020年12月16日提交的U.S.63/126,130；2020年12月30日提交的U.S.63/132,165；以及2020年12月30日提交的U.S.63/132,192。

技术领域

本发明是一种用于抑制大脑区域中的组织代谢的方法和装置，更具体地，是一种用于诱导局部治疗性低温或全身治疗性低温或两者的方法和装置。

背景技术

全身低温可以显著延缓低氧或缺氧组织的神经功能恶化，低温长期以来一直被认为可以防止心脏停博期间的脑损伤。尽管最初被认为是由于代谢减少，但由于在低温心脏停搏早期氧气储备就会耗尽，因此低温抑制缺血过程中的触发事件和再灌注损伤现在被认为是缺氧损伤的原因。因此，现在已知低温可以降低组织的氧气需求，并抑制心脏停搏期间和血液循环恢复后发生的病理过程。例如，意外浸入冷水中，以及由此产生的相应的全身低温，始终有助于事故受害者的神经***存活，否则他们会遭受无法弥补的脑损伤。对这一现象的观察促使医生在各种产生低氧和缺氧的外科手术过程中诱导全身低温，以降低患者的全身代谢和相关的总体氧气需求，并抑制有害过程。

特别地，低温已被广泛用于心脏和神经外科手术，在这些手术中，必须诱导心脏停搏才能安全地进行手术。在心脏停搏后自发血液循环恢复后，也使用低温来减轻脑损伤。虽然在心脏搏停前诱导的低温比在心脏停搏后诱导的低温更有效，但临床试验已经表明，在一些情况下，甚至对心脏停搏后的低温也有一些益处，并且在写本文时，一些EMS***确实采用了现有技术的骤停后低温。通过外部手段诱导的在心脏停博期间低温已经在台式研究中产生了积极的结果，现在已经在一些中心进行了这种低温，作为伴随心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation，CPR)的额外治疗。应该注意的是，虽然心肺复苏在心脏停博期间是有益的，但它只产生大约10％的正常血流量，这不足以防止持续心肺复苏的任意时段(可能是20分钟或更长时间)的脑损伤。在常温条件下，认为大约需要30％的正常血流量来防止脑损伤。虽然外部冷却在心脏停博和CPR期间可能有益，但普遍认为，只有浅层大脑结构可能会从外部冷却中受益，而深层结构将保持常温。在心脏停搏患者遭受低温的情况下，通常是在冷水溺水的情况下，长时间的心脏停搏并进行数小时的心肺复苏仍能产生良好的神经***效果。因此，快速诱导冷却，特别是大脑的冷却，已经证明有希望延长当前的20分钟的在常温条件下心肺复苏的屏障。

相对于CPR，当前提高效果的方法之一是使用静脉动脉体外循环或VA ECMO治疗心脏停搏。最近关于早期使用VA ECMO的研究显著改善了心脏停搏效果，并改善了神经***效果。在这种患者中，心肺复苏被来自模拟正常的心输出量和组织灌注的VA ECMO设备的血流所取代。一旦被置于VA ECMO上，患者就可以被带到心脏导管***实验室，打开冠状动脉阻塞(可能***支架)，这样心脏就可以“再次独立”。将患者置于VA ECMO上是技术性很强的程序，即使在最优秀的人手中，手术也需要进行10分钟，这严重限制了停机时间和前往可以进行这种治疗的中心的运输时间。进行VA ECMO手术所需的时间也在较小程度上限制了VAECMO在医院的应用，因为仅仅几分钟的延迟就会对神经***效果产生严重的负面影响。因此，VA ECMO是治疗心脏停搏患者的重要技术，但VA ECMO本身并没有提供任何类似的“购买时间”益处，如果在类似的情况下诱导低温，那么低温将实现这种益处。

目前，在医院环境中诱导全身低温的难度较小，但目前在非医院环境中紧急诱导全身低温是困难的或几乎不可能的。因此，尽管这种低温会提供有益的代谢抑制，而且这种作用已经广为人知并得到证实，但诱导全身低温目前并不构成例如院前紧急心脏停搏护理(例如，心肺复苏(CPR))的一部分。迄今为止，尚未诱导低温的类似紧急程序包括对严重休克或中风患者进行院前紧急护理。如上所述，心脏停搏后的冷却有时由护理人员通过随意使用冷包和非正规的输注冷静脉液体来进行，但这些不能以任意可控的方式提供足够的全身冷却。

除此之外，诱导局部低温已被广泛用于各种生理状况的非院内或院前治疗。某种冷包是急救包中的标准设备，用于在挫伤、昆虫叮咬或蜇伤、流鼻血、扭伤等情况下减少外周血流和相应的肿胀。当然，头部冷敷长期以来一直是头痛和发烧的标准症状缓解措施。然而，除了这些常见的治疗方法之外，美国专利No.2,438,643、No.3,175,558和No.4,552,149中描述了局部冷敷的三种不太为人所知的用途。

美国专利No.2,438,643公开了一种用于局部冷冻麻醉的包，其包括包含了生理盐水和吸收性材料(例如，木屑)的多个防水隔室。该包可以在任意合适的制冷装置中冷却，然后用作局部冷包。由于该包必须冷藏，其诱导局部低温的用途仅限于可冷藏的地区。

美国专利No.4,552,149也公开了一种包含冷却剂、依赖于制冷剂的冷包，更具体地，其说是头部冷却剂装置。该装置包括由用于覆盖头部顶部的冷却件组成的主体和围绕主体径向布置的用于覆盖头部的前部、侧面和后部的多个冷却件。这种头部冷却帽设计成在服用脱发是已知的副作用的药物或化学治疗剂期间抑制脱发。与所有需要冷藏的冷包一样，头部冷却剂装置最适合医院和家庭应用，并且不太适合用于传统(动力)制冷不常见的院前紧急护理类型。

美国专利No.3,175,558公开了一种热治疗包，其专为产后应用于女性***而设计，其含有吸热反应的未反应成分。未反应成分通过易碎屏障、定时释放胶囊或两者进行分离，并保持分离直到需要冷包为止。在使用时，通过例如手动破开反应物之间的易碎屏障来混合反应物，从而开始吸热反应并降低冷包及其内含物的总温度。根据需要，将包放置在患者身上，以通过身体对包的反向传导加热来冷却敷用区域。

在数个现有技术的装置中，通过水和硝酸铵之间的吸热反应来实现装置中液体的冷却，硝酸铵通常表现为一群沉淀物。反应物的量和形式通常选择为不降到冰点以下的液体，以防止组织结冰并随后受损。在避免组织损伤时，这种情况会产生患者的次最佳冷却。

如上所述，用于局部冷却的现有技术专利和技术仅具有妨碍其在该领域的心脏停搏或严重休克的紧急治疗中有效使用的缺陷。在美国专利No.4,750,493和No.4,920,963中公开的发明通过提供在一定程度上可以比局部冷包更有效地驱动全身冷却的深度头部冷却，在较早的时候解决并克服了其中的一些缺陷。即便如此，其中公开的装置还是相对笨重，优选尺寸为2'x 2'x 2'。结合其典型的相当重量(25磅左右)，这些装置在可储存和部署的区域方面受到限制，更不用说在外部冷却敷用产生最佳精度和准确性的深度内部低温的能力方面的内在限制了。

因此，在医学界中仍然存在对具有有限物理轮廓的便携式装置的未解决的需求，该便携式装置提供用于诱导冷却颅骨和颅外区域的受控低温。此外，对患者，特别是脑组织进行快速深度冷却同时避免结冰造成的组织损伤来说仍然存在未解决的。虽然这种急救方法和***可能需要具有护理治疗专业知识的人培训使用，但至少，该***优选是简单的、易于部署，即使在“现场”和远离医院的情况下也易于监控。

发明内容

为了满足未解决的需求，本发明关于：利用通常配备有可缩回套管针的14-18规格的套管、将足够量的冷冻生理盐水或冷冻保护溶液直接注射到处于心脏停搏或早期心脏停搏的患者或动物的心脏左心室中，产生通过两条颈动脉、两条椎动脉和大脑的冷冻过的血液流，从而冷却大脑。由于注射冷冻的生理盐水或冷冻保护溶液防止了心脏重新启动，本发明还包括在动物或患者身上使用VA ECMO，如上所述，作为提供呼吸和血流动力学支持的完善的心肺旁路装置，其可用于现场和任意医疗环境中。任意等同于VA ECMO的呼吸和血液动力学支持都可以代替VA ECMO。通常，在足够高的压力下注射足够的生理盐水或冷冻保护溶液，以产生30％的基线颈总动脉血流量(与通常只产生10％的相同血流量的CPR相对)，对于平均身高和体重的患者来说，通常为1-2升，实际上从不超过2升。用于选择性地刺穿皮肤从而直接进入心脏的左心室的具有协同尖端尖锐可缩回套管针的套管装置与其环绕的柔性和刚性护罩和旋塞阀，共同提供了一种无菌的自密封***，其适用于“现场”或医院环境，与VA ECMO或甚至更简单的用于连续或脉动液体注射的电动或甚至手动泵相结合。

附图说明

图1A是显示本***特征的示意图，包括但不限于套管针、旋塞阀、隔膜、柔性护套和弹性护套，所有这些都处于封闭无菌布置中。

图1B是本发明的套管针的立体图，该套管针穿过协同的旋塞阀处于适当位置。

图2是显示了初步研究的结果的折线图，该研究将在左心室输注期间相对于心肺复苏期间的血流量(以CC/分钟为单位)与基线相比进行了比较和对比。

图3A是本套管针的实施例的立体图，其中，切割尖端是实心的，部分中空中心终止于切割尖端附近的“鸟眼”孔中，套管针紧紧地安装在环绕的套管内，套管针可以穿过套管前后自由移动和前后自由通过。

图3B是套管针的切割尖端的另一种几何配置的立体图，其中，切割尖端呈屋顶状且实心的，部分中空中心终止于切割尖端附近的鸟眼孔中，套管针紧紧地安装在环绕的套管内，套管针可以穿过套管前后自由移动和前后自由通过。

图3C是套管针的立体图，套管针配有外部凹槽而不是内部中空中心，紧紧地安装在环绕的套管内；

图3D是沿图3C的IIID-IIID线的截面图；

图3E是配有外部凹槽、设置在环绕的套管内的套管针的替代配置的立体图；以及

图3F是配有外部凹槽、位于环绕的套管内的套管针的另一种配置的立体图。

具体实施方式

如上所述，本发明关于将适量的冷冻生理盐水或冷冻保护液直接注射到心脏的左心室，并使用14-18规格的导管或其等同物，以产生通过颈动脉和椎动脉二者并进入大脑的冷冻血液流，从而冷却大脑。需要时，例如在心脏停搏或严重休克的紧急治疗期间，更长时间连续注射冷冻生理盐水或冷冻保护液可以产生更普遍的低温。有限时间的全身低温经常适用于改善中风的负面后果。由于注射冷冻的生理盐水或冷冻保护液因低温而防止了心脏重新启动，因此本发明还包括使用VA ECMO(或其等同物)，这是一种完善的(本领域已知的)便携式心肺旁路装置，它提供呼吸和血液动力学二者的支持，并且可以在现场和医疗保健环境中使用。结合本文所述的发明构思，任意等同于VA ECMO的呼吸和血液动力学支持装置或协议都可以被替换。通常，在足够高的压力下注射足够的生理盐水或冷冻保护液，以产生30％的基线颈总动脉血流，而CPR通常只产生10-20％的颈总动脉血流。如下面详细描述的，用于选择性地通过皮肤而直接穿刺到心脏的左心室的具有协同的尖锐尖端可缩回套管针的套管装置，连同其环绕的护罩和旋塞阀，提供了一种无菌的自密封***，适合在“现场”或医院环境中使用。

直接左心室穿刺是冷生理盐水的最佳注射部位，原因包括以下几点。当使用左心室时，只需要一次穿刺就可以灌注整个脑血管***。左心室较厚，通常会自密封，不受小直径穿刺(例如，套管针/14-18规格套管可能产生或离开)的影响。即使发生了渗漏，在使用VAECMO时功能正常的主动脉瓣也会限制出血，VA ECMO可以提供快速输血和持续灌注。可选地，如果需要，使用可选的导丝实施例(见图1，模块F、G和H)将允许经皮关闭。在心脏停搏的情况下，容易找到左心室。相比之下，单个动脉更小，在心脏停搏的情况下更难定位和操作，比左心室更难插管，不像左心室那样容易自密封，并且经常有斑块，斑块可能会被无意中撞击和释放，导致潜在的灾难性栓塞。由于这些原因，试图给血管插管而不是给左心室插管，对于注射冷却液来说是站不住脚的。通过使用高压输注到左心室，可以通过高压流引发的文丘里效应来产生额外的流量。考虑到左心室壁厚，将比任意薄壁血管都能更好地耐受这些高输注压力。因此，在本技术的背景下，优选的是，将冷液体注射并输注到左心室而不是任意其他静脉或动脉中。液体本身可以是冷生理盐水、冷保护液体或其它适合于输注到需要冷却的动物或患者的循环***中的任意***液。

更特别地，通过以下技术和硬件可以快速且容易地实现治疗性脑和全身低温。通过通常与用于初始切割和穿孔的可缩回套管针配合的小直径套管(14-18规格)进行经皮左心室插管，并将冷却的心脑麻痹液高压输注到左心室，可以在心脏停搏时快速引发保护性/治疗性低温状态。初步研究表明，该技术可以在短时间内实现30％的基线脑血流(图2)。因此，可以很快实现快速脑冷却。尽管有人推测，通过在颈动脉内***套管也可以实现类似的效果，但如上所述这在技术上比心室内输注困难得多，因为需要在两条颈动脉中***，需要将套管放入较小的目标中，并有使动脉硬化斑块脱离的风险，这可能会导致患者中风。当液体被引入左心室时，通过增加左心室的压力而产生正向流动，导致二尖瓣关闭，主动脉瓣打开。通过使用高压射流，循环***内的血液产生，从而增加灌注液的有效体积。左心室辅助装置(left ventricular assist device，LVAD)需要在半永久/永久的基础上在左心室内进行套管的开放手术植入，延长心输出量的置换。相比之下，本装置设计成一种实现大脑和器官保护的暂时(临时)措施，可能在输注完成后重新进行心肺复苏。只有有限量(通常不超过2升)的液体可以以这种方式输注，因为没有液体回流到泵中，并且如果允许无限期地持续，患者体内将发生体积过载。由于大脑和身体的温度的降低，心肺复苏的血流——尽管在常温下不足以——变得足以保护组织，尤其是脆弱的脑物质。通过使用脉动流(在下文中进一步讨论)，还认为将用患者自身的血液在左心室内的射流之间更多的填充可能发生，从而增加灌注液的体积并允许以比典型的CPR更有效的水平进行灌注。冷心脑麻痹液保持在相对较低的温度下，因为每次喷射都需要冷却更大体积的患者自身血液。

如下面结合附图更具体地描述的，与更简单的经皮血管内装置相比，需要坚硬的(可能是金属)的套管针/套管***装置穿透进入左心室，因为需要强有力的穿刺装置穿过需要穿透的所有组织层(包括左心室的壁)，以便进入左心室。使用更强有力、更坚硬的套管将防止***过程中和***后出现扭结和卷曲。(更柔韧、更不坚固的套管在***后更容易迁移，并受到“导管抽动(catheter whip)”的影响，这可能对左心室有害。)坚硬的套管还将允许射流更好地指向左心室流出道/主动脉瓣。小直径套管也已知能够在高百分比的情况下从左心室移除，而不需要外科手术来关闭心室***道。由于患者通常无论如何都会被放置在VA ECMO上，并且来自VA ECMO设备的灌注将从相反的方向向上到达主动脉，因此主动脉瓣将阻止来自左心室内任意持续开放的通道的血液有任何损失，直到自发循环恢复。由于人们认为可以实现大脑和全身的维持状态，因此在现场立即重启心脏并不令人担忧，因为在意外低温的情况下，根据临床数据，没有脑损伤的心肺复苏极限可能会延长到数个小时。在一个仿真中，如图1A(参见模块F-G-H)所示，可以将导丝***从穿刺部位延伸到左心室的通道内。通过将导丝保持在适当位置，可以将市场上可买到的封堵材料穿过导丝，并在需要时用于封堵左心室道。此外，如果希望重新***套管，也可以将其穿过该导丝。导丝独特地构造为：外部组件由有延展性的预先处理过的护套制成，可以折叠/手风琴式折叠，可以防止导丝在通道内丢失。简单的无菌敷料可以放置在导丝的外段，以保持其无菌性。

本装置还具有验证最佳定位的多个特征。如果超声波装置可用，如果临床医生熟练使用超声波，则可以通过该技术来确定最佳位置。为了使验证套管位置成为可能，套管针的构造必须允许在左心室被刺穿后从左心室抽吸血液。当“盲目地”***套管时，也就是说，在没有超声波或任意其他成像指导的情况下，这将确认放置是否适当。典型的套管针是实心结构，但目前的套管针要么是中空的，要么与允许血液流动的侧通道配合，下面将更详细地讨论(尽管套管针的切割尖端必须是实心的)。对套管针切割尖端的坚固性的需求是，如果套管针的结构类似于IV导管的在整个尖端都是中心中空的管心针(基本上是中空套管针)，则切割尖端可能产生穿刺组织的取芯。在目前的输注开始后，这种取芯可能会导致栓塞。完全中空的套管针尖端也可能干扰从左心室抽吸血液以确认本套管的定位的尝试。因此，目前的套管针的任何切割形状(“铅笔尖”、六边形等)的几个实施方案都是可考虑的。这些都需要具有不同几何形状的实心或绝大多数是实心的锋利的套管针尖端，然而，套管针的中心部分(而不是尖端自身)将从靠近切割尖端的“鸟眼(bird's eye)”开始是中空的。鸟眼产生了可以“拉回”液体(包含血液)流动的导管，以使医生确信套管针/鸟眼/导管确实正确定位在左心室中。如果使用超声波，则可以通过左心室内产生的可视化血流来进一步验证或优化已证实的定位。如关于附图进一步解释的，套管针可以在密封***内缩回，而不是在初始部署后完全移除套管针，以允许重新***套管针，通过鸟眼将血液/液体抽回以建立左心室定位从而通过“抽吸”来再次确认套管定位，而不会引入外部污染或偶然引入空气。此外，代替包含中空中心，套管针可以有利地以允许从左心室抽吸的方式在外部开槽，并且当套管针在其紧密配合的套管中就位时，该槽产生事实上的中空通道。出于实际原因，主要是由于套管针的规格较窄，通常制造带槽套管针比空心套管针更容易、更坚固。这种带槽套管针可以应用于放置套管或导管的其他医疗区域，并且人们希望在移除套管针之前对液体进行采样或甚至注射液体。当在***过程中使用闭塞器时，也可以使用带槽套管针，也就是说，闭塞器基本上是圆形尖端的套管针。特别地，***脑室内导管可能是本发明带槽套管针的一种应用，因为为了确定套管尖端是否在大脑的室空间内，需要重复地移除和更换闭塞器。如以下所改造和下文进一步讨论的那样，套管针可以在成功地将套管放置在左心室内时取出，并容纳在本装置的无菌范围内，同时将针套上护套，以防止患者、操作者或旁观者无意中被针刺穿。如果希望将套管针完全从装置中取出，考虑到套管针穿过的旋塞阀的定位，这也是一种选择。透明护套材料将很容易从上述旋塞阀上撕下，并且套管针尖端最初***的隔膜可以并且应该由自密封聚合物制成。还有额外的端口(D)(见图1A)，其可以根据需要在输注过程中重复抽吸，以重新验证套管位置。

最佳情况下，该装置由完全密封的经皮心肌穿刺套管/套管针装置组成，与心脑麻痹液储液器/泵(图1，项目A-E、I和J)相关联地使用，并具有可选的Seldinger型导丝特征(图1、项目F、G和H)，以标记左心室的***道。结合附图进一步公开并解释所有这些特征。

现在参考图1，模块A包含本发明的主套管10。使用模块B中所示的专门设计的套管针将其***，并且其设计成与主套管10协同使用。主套管10在14至18规格或等同的导管尺寸范围内。主套管经由套管接头连接器14连接到套管接头12。套管接头连接器通常是带螺纹的公/母连接器，但可以是能够类似地保持液体密封、无菌***的任意连接器(卡入式、压配合等)。邻近套管接头连接器14是远端旋塞阀16。远端旋塞阀16直接连接到远端旋塞阀刚性壳体18，该远端旋塞阀刚性壳体18是在管的远端连接到旋塞阀的中空管，而中空管的近端完全由刚性壳体隔膜20(壳体是刚性的，而不是隔膜20自身，隔膜20自身是柔性的并且通常自密封地可渗透)覆盖。刚性壳体隔膜20由可以被本套管针破坏(刺穿)、但在套管针缩回时最佳地自密封的柔性弹性聚合物制成。如图1A所示，套管针22已经被推过刚性壳体隔膜20，套管针切割尖端24被显示在远端旋塞阀16的近端位置，其中，套管针切割尖端24被完全包覆，不能刺穿任何操作者、患者或旁观者。

关于图1A，需要理解的一件重要的事情是，线性连接的套管针基座26、套管针22和套管针切割尖端24，所有这些都表示长的、连续的结构，比图1A所示的要长得多，因此图中模块B处具有断开部分。套管针22需要足够长，以在其穿过主套管10时延伸，以离开套管远端尖端11，从而用作从胸部皮肤开始穿过患者组织并向下进入心脏左心室中的位置的切割刃口。在定位套管针22及其协同的主套管10之后，套管针22可以缩回到图1A所示的位置，在该位置，套管针不受阻碍，但仍被容纳在无菌的封闭环境中，下面将进行进一步的描述。

图1A的预组装结构，特别是A段和B段所示的主套管10及其相关结构的无菌性(预灭菌)很大程度上可能是由柔性护套29实现的。柔性护套29可以由任意柔性聚合物材料制成，通常比图1A所示的要长得多，可能从4到12英寸或更长，大约高达20到24或30英寸。柔性护套29允许套管针22穿过主套管10以离开套管远端尖端11，因为柔性护套中有足够的松弛部分以允许这样做，并且套管针然后可以缩回而不影响柔性护套29内的封闭环境。如图1A所示，柔性护套29从远端旋塞阀刚性壳体的远端与近端旋塞阀之间的区域延伸并将其包围(在通过本领域已知的方式产生的无菌区域中)，但柔性护套实际上只需要从远端旋塞阀刚性壳体的近端延伸到套管针连接器28，只要使柔性护套的内部密封并对其进行保持，使其没有破口(除了由套管针22的切割端本身引入隔膜20中的破口)。以这种方式，如果套管针22***患者体内，随后缩回，然后随后需要重新***到患者体内，则将一直保持***部位的无菌区域，特别是在根据需要选择性地关闭远端旋塞阀16时。

在图1A中，套管针基座26牢固地锚定在套管针连接器28中，但沿着套管针22长度的其他任意地方，套管针22都可以自由地向前(向远端)和向后(向近端)穿过主套管10，假设远端旋塞阀16处于打开位置。

通过液体注射器32或其功能或结构等同物——手动泵、手压泵或其他液体注射装置——来引入最终进入主套管10的液体流。当主套管10放置就位时，使近端旋塞阀30保持在关闭位置。当开始注射冷液体时，应手动打开近端旋塞阀，并使其在将液体引入***的整个过程中保持在打开位置。

在放置主套管10期间，特别是在现场，并且在没有来自超声波的任何引导以将套管针切割尖端24和主套管10放置到待治疗患者的左心室中的情况下，需要有一种方法来确认套管正确放置。(当然，可以使用超声波或荧光镜引导来放置主套管10，但在现场这种引导可能不可用。)确认套管远端尖端11正确放置的一种方法是打开抽吸旋塞阀40并“拉回”抽吸注射器36，以确保血液从在左心室中就位的套管远端尖端11返回(以及相关的左心室血液供应)。这种返回可以在套管针仍处于初始***位置时最佳地返回，通过鸟眼35将血液抽回套管针22中，然后抽回抽吸注射器36中，在抽吸注射器36可以看到血液返回。当然，即使在套管针缩回之后，也可以确认血液通过套管尖端11返回到抽吸注射器36中。因此，抽吸注射器36的要点是提供简单、机械地确认套管远端尖端11确实处于心脏左心室腔中的正确位置。当然，抽吸注射器36装配有其自身的与抽吸旋塞阀40互连的抽吸套管38。在将套管针22初始放置到患者体内之后，同时将套管远端尖端11定位在左心室内，***中最初处于打开位置的唯一旋塞阀是抽吸旋塞阀40，以允许用户“向后拉”以确认回血。当确认已回血时，关闭抽吸旋塞阀40，并且打开远端旋塞阀16和近端旋塞阀30两者，以允许冷液体通道从液体注射器32进入主套管10，然后进入患者的左心室(在一些情况下，通过模块C储液器和与其连接的泵来辅助)。

图1A中所示的可选特征是提供了用于放置辅助的Seldinger导丝的模块F-G-H。Seldinger导丝在本领域中是已知的，尽管以前从未用于根据本发明的***中。如果希望取出整个主套管10(不仅仅是套管针22)，而且希望稍后再次***套管，则可以将Seldinger导丝沿套管向下插并且进入左心室以保持***道。Seldinger导丝具有柔性的可移除凸缘，允许通过输注套管而前进。在离开输注套管的尖端时，该计划将展开，防止导丝在患者体内丢失，也就是说，模块G中所示的展开结构将导丝保持在患者体内的适当位置，因此导丝不会无意中被拉出或脱落。如果需要，该模块G选项将使得可以重新***除初始套管之外的另一导管或套管，或者如果希望或需要，将有助于引入左心室壁闭合装置。

再次参考套管针22，在套管针22在患者内处于完全***位置的情况下，套管针的尖端——其套管针切割尖端24如图所示在标记为I的模块中处于加载(延伸)位置——用于以优化的定向穿刺胸壁以成功进入左心室。如上所述，套管针是具有至少一个鸟眼孔的专用的中空或带槽套管针，使得套管针在到其远端尖端的整个过程中都不是中空的(或带槽)。在确认套管/套管针被认为在左心室内之后，于是打开近端旋塞阀30，并用多普勒模式下的超声波(如果可用)冲洗套管针，以验证定位在左心室内并已对其进行了良好冲洗。如果使用荧光镜检查，IV造影剂包含在冲洗注射器内，或者包含在具有多普勒的生理盐水内，但是如上所述，当荧光镜检查或多普勒引导不可用时，抽吸注射器36可以用于回抽血液以进行验证，因为仅使用解剖标志盲***左心室是可能的(尽管不是最佳的)。主套管10最好由钢以及套管针22组成，然而，也可以用等同材料代替。考虑到套管针/套管装置需要穿透多个坚硬的组织层，塑料套管可能难以***，并且可能“折叠”，而钢则不会这样。在超声波或荧光镜观察时钢也将更容易被看到，尽管根据需要可以用超声波或放射学标记材料浸渍足够结实的塑料套管。在套管/套管针被认为处于左心室内的适当位置之后，套管可以通过标记为J的附接装置来附接至皮肤，该附接装置也将保持穿刺部位无菌。如果在初始喷射灌注之后预计套管将被立即或迅速移除，则不一定需要模块J。然后将套管针撤回到由柔性护套29限制的长度。如果认为必要，则可以通过撕开柔性护套29并关闭图示的旋塞阀以防止空气泄漏回***中，来将套管针22从***中完全移除。

在准备好开始喷射灌注之后，可以打开近端旋塞阀30，并且可以执行作为位置的最终验证的额外冲洗。近端旋塞阀30将转到关闭位置，模块C——心脑麻痹液储液器和泵将转到打开位置(包括旋塞阀46)——并且心脑麻痹溶液，可能或通常(但不一定)是冷的，可以在高压下用电动泵、机械泵甚至手动泵输注。换言之，如果在现场使用方式下，可以通过电动机或任意手动泵送模式来实现液体泵送(图1A，模块C)。储液器需要大约两升的容量。在喷射灌注开始之后，特别是当远端旋塞阀16也关闭时，套管针22缩回的柔性护套29将防止空气经由文丘里效应进入***。

如以上部分所述，模块G和H与模块F一样，是可选的修改，并代表了也包含在透明气密包装内的标准导丝的附加特征。如果希望将导丝保持就位但希望移除套管，则导丝将以标准方式前进，附接的凸缘G防止导丝的近端尖端在套管装置-模块A内丢失。一旦移除套管装置-模块A，可以在皮肤上方的穿刺部位将导丝的远端手动固定到现在缩回的套管。为了完全移除套管，将从导丝的特别设计的近端模块H上折断凸缘G。这将允许导丝穿过套管模块A，使得喷射灌注装置可以从该部位完全移除。为了防止导丝在患者体内丢失，导丝的近端部分通常由具有“记忆”的可塑性物质特别构造，建议在近端导丝内设置可选折叠点。这些多个折叠点一旦折叠，将防止导丝通过穿刺部位并进入患者体内而丢失，否则在该处将不容易取回导丝。

无菌敷料可以放置在导丝的外部，以保持无菌。这种导丝放置有多重用途。首先，如果想要重新***灌注套管，则可以使用该导丝。折叠点可以拉直，导管穿过导丝回到原位。此外，左心室穿刺可能导致穿刺部位持续出血。经皮***穿刺密封装置，例如在非侵入性VSD闭合中使用的穿刺密封装置，可以沿着这样的导丝穿过，并且可以用于非手术地闭合泄漏的穿刺部位。

图1A中的图示出了左心室高压“喷射”输注“脑麻痹”溶液的完全封闭***，主要针对大脑，但也有利于在心脏停搏时保护其他器官，主要作为VA ECMO的桥梁。该图显示了一个完全实施的装置的组件。它是封闭的***，因为在任何时候将空气引入左心室都会产生灾难性的结果，导致关键器官(更具体地，冠状动脉/心脏和大脑)气泡栓塞。本发明的装置也是具有高输注压力耐受性的封闭***，以防止在高压输注期间脱离，并导致输注液体泄漏和潜在的空气进入左心室。该***也封闭以保持无菌。随附数据(图2)显示，在动物模型中，通过16-18规格的导管(用于测试)左心室输注压力可使大脑获得良好的流量，从而使快速脑麻痹成为现实。通过快速心脑麻痹，大脑和其他器官，尤其是心脏得以被保护，因为左心室输注会使心脏迅速冷却。还是如上所述，与试图通过供应大脑的单个动脉来输注相比，心脏也更容易进入。同样如上所述，处于危险中的个体可能患有动脉硬化疾病，并且针***时斑块的碎片可能向上游流入大脑，并可能造成无法弥补的损伤。四条动脉供应大脑，右颈动脉、左颈动脉、左椎动脉和右椎动脉。通过左心室输注，所有四条动脉都参与了脑麻痹溶液对大脑的灌注。此外，已知左心室的小直径穿刺绝大多数是自密封的。通过使用小直径穿刺装置，可以最小化因***技术不完善而造成组织损伤的可能性。利用高压输注将需要心血管***内现有的血液来帮助灌注重要器官。通过使用极冷的输注液，所产生的混合的血液和输注溶液在混合后达到治疗温度低温。

再次参考图1，模块A是输注套管；模块B是套管针；模块C是输注储液器和输注泵送装置；模块D是输注套管位置检查装置；模块E是导丝***模块；模块F是无菌套管针缩回模块；模块G是套管针定位验证模块；模块H提供了上述可选的导丝硬件。从以上所有内容可以清楚地看出，本套管装置将通过左胸或上腹部经皮***左心室，其中，套管针在输注套管内完全延伸。通过在模块G中所示的注射器上抽吸，由于套管针是在尖端具有鸟的尺寸的中空的套管针，因此，一旦尖端在血管结构内，当套管针处于正确位置时，将通过鸟眼来获得回血。

以下简要回顾了以上所有内容。注射器将部分填充有常用的静脉内溶液(例如，生理盐水)或心脏停搏溶液(例如，本领域已知的用于开心手术的溶液)。在本发明的上下文中，“脑心麻痹溶液”是包括但不限于现有技术的心脏停搏液的任何溶液，其能够是冷冻过的并且适于引入需要本发明热疗的动物或患者的血液循环***中。然后，使用多普勒模式的超声波可以用于通过检测注射到中空套管针中而产生的流量以及通过鸟眼排出到左心室的流量，来验证左心室内的良好位置。输注套管和套管针的尖端也可以由特殊的回声材料组成，其可以附加地或替代地用于验证输注套管和套管针在左心室内的位置。串行套管针缩回模块由透明塑料组成，以使过程可视化，而且包括特定的长度，在完全缩回时该长度不会使套管针的尖端离开***(这会导致潜在的穿刺问题)，而是保留在输注套管***的未用部分内。它也是提供者的安全特征。通过保持无菌，如果需要，可以将套管针重新***输注套管中，从而可以重新定位套管。套管针和输注套管二者都是刚性的坚固金属结构。这将更好地耐受高压输注，包括减少导管抽动。塑料导管不会安全地允许重新引入套管针，因为已知这种装置会导致导管被剪切。套管针的尖端不是中空的，从而不会在套管针内产生组织芯，也不会在任何输注过程中意外栓塞。一旦验证了导管的位置在左心室内，缩回的套管针就可以开始在高压下输注。然后，可以利用当前的数据和实践注入各种溶液，建议任意此类液体也应该被冷却。模块C是输注储液器和输注装置。可以采用各种手段使溶液冷却，并通过适当的绝缘来保持冷态。可以使用电动输注泵，或者在高压静脉输注中使用气动压力装置，或者甚至可以结合机械活塞装置。如果希望在套管针缩回后进一步验证输注套管的位置，则可以使用模块D抽吸血液或注射溶液以通过多普勒来验证套管位置。模块G是导丝，其可以沿着套管***左心室中，如果有人希望撤回所有输注套管的情况下，这可以保持***通道。导丝具有柔性的可移除凸缘，允许通过输注套管而前进。在离开输注套管的尖端时，将展开防止导丝在患者体内丢失的计划。这一选项将使Seldinger技术在移除凸缘之后能够重新***另一导管或套管，或有助于在重新拉直导丝的“折叠”外部后引入左心室壁闭合装置。

现在参考图1B，套管针22的替代实施方案具有附着于套管针注射器27的内部柱塞部分的套管针基座26，使得套管针可以经过套管针注射器27延伸和缩回，而不必依赖于柔性护套29的适应性。套管针22延伸，类似于图1A所示，穿过远端旋塞阀16(在打开位置)，同样穿过套管接头连接器14的中空中心，然后从那里穿过并到达套管远端尖端(未显示)。

图3A-图3F显示了套管针与其相邻套管结合的各种实施方案，包括切割尖端形状，以及通向套管针尖端附近的通道是套管针内的中空内管，还是套管针中在协同套管内形成中空液体管的凹槽。在所有这些图中，套管针/套管组合300具有套管针322、相关的套管324、套管针切割尖端326以及套管针中空中心330或套管针凹槽332，套管针322可以在该相关的套管324内沿任意方向穿过。图3A和图3B包含鸟瞰孔328。以上已经讨论了所有这些结构及其功能。

虽然可以以恒定流量将液体注射到***中，但优选的冷液体注射将是脉冲式注射，例如，每分钟60至100个脉冲。这种脉冲式注射可以手动进行，也可以使用手动或计算机控制的电动或其他泵进行(见图1A的模块C)。当引入脉动流时，大约30-50％的脉冲时间将是实际的液体注入，平衡“恢复”。因此，对于每分钟60个脉冲的脉动流注射，大约.3-.5秒将是液体注射，其余时间将是恢复期，在此期间左心室可以收缩和重新填充或以其他方式平衡。脉动流通过促进冷液体更快地混合到患者体内的液体流中来增强冷却，而直接不间断的流也被认为不利于混合。

尽管本发明已经在上文中进行了特别描述，但其仅限于所附权利要求书中所阐述的范围。

Claims (15)

1.一种经皮心肌喷射灌注装置，其包括：协同套管针和套管装置，用于对需要这种治疗的患者或动物的心脏的左心室进行穿孔和插管；液体储存器；一定量的液体，其充入所述液体储存器和测试注射器，其中，所有协同元件容纳在所述套管针能够在其中前进和缩回的无菌封闭***内。

2.根据权利要求1所述的装置，而所述协同套管针具有实心的切割尖端。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述协同套管针具有实心的切割尖端和与实心的切割尖端相邻的鸟眼孔。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述鸟眼孔连接到套管针内的中空管。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述鸟眼孔连接到所述协同套管针中的与所述套管一起形成液体通道的凹槽。

6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述协同套管针能够穿过所述套管缩回。

7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述协同套管针和所述套管由至少一个旋塞阀或注射器控制。

8.根据权利要求3所述的装置，其中，所述套管包含相关联的导丝。

9.根据权利要求3所述的装置，其中，所述套管包含相关联的抽吸注射器。

10.根据权利要求3所述的装置，其中，所述套管包含相关联的储液器和泵。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述泵是手动泵。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述泵是电动泵。

13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述泵配置为提供脉动液体流。

14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述泵配置为提供每分钟60个脉冲到100个脉冲之间的脉动液体流。

15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述泵配置为提供脉动液体流，其中，由所述泵产生的脉冲具有占空比，其中，脉动流的周期性的30-50％为主动泵送。