[实用新型]用于心脏外科停跳手术的冷热交换系统

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗设备领域，具体来说涉及一种用于心脏外科停跳手术的冷热交换系统。

背景技术

在心脏外科停跳手术中，因为心脏处于停止跳动状态但是身体内的血液循环和氧合作用不能停止，所以必须实行体外血液循环。目前被广泛使用于临床的是人工心肺机系统，它是由血泵一组、冷热交换水箱和监护器等配合一次性用品——氧合器及管路组成，其中，血泵提供动力，使身体内的血液在串联有氧合器的闭环中流动。

由于人工血液循环与人的自然血液循环存在相对差别，如果手术过程较长，这种差别可能使人的器官产生损伤(特别是脑组织，可因为缺氧而产生损伤)。为了减少这样的损伤，必须降低人体的新陈代谢水平，减少人体对氧的需要，这样就相对的保护了人体器官。在心外科停跳手术中，冷热交换水箱向氧合器的闭环回路中提供冷水或热水，冷水或热水在氧合器中与血回路进行冷热交换(氧合器中的水回路和血回路是隔离的，通过隔离界面进行热交换)，在手术开始时，用冷水对血液进行降温；在手术结束时，用热水对血液进行升温。监护器采集被手术者的各项体征及其它体外循环中的重要数据，使循环处于正常运转，这样基本构成了一个体外循环的过程。

目前，世界上使用最多的冷热交换水箱为德国某一品牌的水箱，该水箱由两个水槽、压缩机、电加热管及控制电路组成，其中，两个水槽分别为a水槽和b水槽。如图7所示，a水槽和b水槽均安装有压缩机29和电加热管，压缩机的制冷管保持制冷状态，通过控制电加热管的工作时间来使a水槽和b水槽达到水温要求，a水槽提供两个相同温度的输出水回路——第一回路和第二回路；b水槽提供第三回路。第三回路的水温与第一回路和第二回路的水温不同，即该水箱向外输出具有两个不同水温的三个回路。

第一回路串联有氧合器，第二回路串联有变温毯，第三回路为心脏停搏液回路，其中，第一回路通过输出的冷水或热水在氧合器中与血回路进行冷热交换，在手术过程中以降低或升高患者血液温度；第二回路通过变温毯辅助患者对其体温进行升降；第三回路用于降低被手术患者的心脏温度，以保护心肌。

但是，瑞士监管部门最先发现(后经欧盟及各国监管部门证实)：目前全世界所使用的热交换水箱存在隐患。因为热交换水箱是在手术室内循环使用，一次手术结束后，热交换水箱内仍存在水，剩余的水会滋生大量致病细菌；除此之外，用于使热交换水箱向外输出水的水泵也会因为接触水而产生细菌。最重要的是，产生的细菌在水循环过程中会通过水泵和压缩机的风扇扩散到了空气中，从而进入被手术者开放状态的胸腔内。

目前，已经有报告印证了上述观点。有报告称(S Haller,et al.CONTAMINATION DURING PRODUCTION OF HEATER-COOLER UNITS BY MYCOBACTERIUM CHIMAERA POTENTIAL CAUSE FOR INVASIVE CARDIOVASCULAR INFECTIONS:RESULTS OF AN OUTBREAK INVESTIGATION IN GERMANY,APRIL 2015 TO FEBRUARY 2016，Eurosurveillance,Volume 21,Issue 17,28 April 2016)，多个发生感染的患者在心脏外科停跳手术中均使用了同一个来自德国生产商生产的热交换水箱。还有文章(Public Health England，出版物网关号码为2015394)不但公开报道“体外循环和ECMO(extracorporeal membrane oxygenation)过程中冷热交换水箱会产生带菌的气雾，并对患者造成感染”，而且该文章还暗示感染的细菌为结核杆菌。也有文献报道称(T,Klassen S,Jonas D,et al.Heater-cooler units:contamination of crucial devices in cardiothoracic surgery.[J].Journal of Hospital Infection,2016.)，发现了多例分支杆菌嵌合体严重感染的病例，且这些患者的感染发生在接受了开胸手术后的数月或数年。

针对于上述发现，冷热交换水箱生产商提出了各种灭菌的方法。例如：紫外线杀菌、药物杀菌和过滤水等方法，但是，采用紫外线杀菌、药物杀菌和过滤水后，虽然细菌数量能立刻减少，但是经过一定时间，细菌数量就恢复到杀菌前的水平，且此时的细菌具有一定抗体。因此，灭菌的方法并不能彻底解决问题。