[发明专利]一种超声直线电机驱动的逐层氧合人工泵肺辅助装置

说明书

本发明公开了一种超声直线电机驱动的逐层氧合人工泵肺辅助装置，涉及医疗器械技术领域，包括外壳、血腔和主控电路，所述外壳内设有超声直线电机、血泵推板以及位置传感器，所述血腔设置在所述外壳上方，所述血腔内部放置有中空纤维膜；所述主控电路控制所述血腔进行舒张和收缩动作。本发明不需要单独的氧合器，复杂的连接管路，可在维持血液循环的同时实现逐层充分氧合，减少血液与异物接触面积，具有生物兼容性好、血细胞损伤小、血液氧合充分、体积空间小、抗电磁干扰、可靠性高、易于使用的特点，可用于便携式呼吸支持和器官保存等场景中。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种超声直线电机驱动的逐层氧合人工泵肺辅助装置。

背景技术

人工心肺辅助技术是一种完全替代或者部分替代体外心功能以及肺功能的治疗技术。在抢救垂危患者手术过程中，人工心肺辅助装置为那些突然性的呼吸或者血液循环功能障碍的患者提供体外的人工心肺辅助，充当肺的呼吸与心脏的泵血功能，可以使患者肺或者心脏得到充分休息，安全度过手术危险期。当前人工心肺辅助技术已经是衡量治疗心血管病水平的重要标志之一，广泛应用于传统药物疗法无法解决的心肺功能障碍患者。1882年Schroder向血液容器内输送空气，制造气泡以增加血液含氧量，具备了人工心肺机的雏形。1937年Gibbon把血泵和氧合器结合在一起，组成了人工心肺机。人工心肺机采用腔静脉插管插入患者的上下腔静脉或右心房，引出患者血液。体外管路中的血液经过热交换水箱的温度调节后，流入人工肺将静脉血氧合为动脉血，再由人工心脏泵入动脉系统，使患者组织、器官得到充分灌注，维持患者血液循环和内环境的稳定。Wu等人提出一个一体化可穿戴人工心肺辅助装置，在呼吸支持方面表现出具有良好生物相容性与长期可靠性，可望用于肺移植的过渡阶段。

目前市面上的人工心肺装置主要包括氧合器、血泵、热交换设备、管道和插管。由于血泵和氧合器之间有着较长的连通管道，血液流阻较大，因此常常需要足够的压力才能维持体外血液的正常循环。其中较长的管道增加了血液与外界的接触面积，较大的血液剪切应力和血液接触面积容易引起血细胞损伤，导致血栓以及溶血，不利于患者的治疗恢复。为了改善人工心肺装置的性能，很多学者提出了相应的改进方法。美国专利US2020230308A1通过人工心肺装置引入一个单插点头的多腔引流管，在心室卸载的同时对血液进行氧合，减少血管损伤和感染。但是引流管和血液接触之间的接触面积较大，血细胞损伤较大。中国专利201921286512.3将磁悬浮血泵和氧合器之间位置进行整合和调整。该装置减少了人工心肺装置使用时的占用空间，方便携带，同时减少了血细胞损伤。但是该装置仅仅对血泵和氧合器两个设备进行简单的组合，整个装置体积仍然较大。中国专利202010600835.6提出了一种体外膜肺氧合装置，集成了人工心肺单元、控制单元、显示单元以及供电单元。该装置体积小，便于户外携带，同时可以检测血液指标，进行生理特征显示。但是，该装置的人工心肺单元同样也是对血泵和氧合器两个设备进行简单的组合，缺乏对血泵和氧合器内在结构上的设计和优化，没有考虑优化血细胞损伤。此外，在目前人工心肺装置的氧合器中，随着血液和中空纤维膜的距离增加，中间部分的血液的氧分压逐渐减少，无法充分氧合，难以满足人体的正常血氧需求。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种超声直线电机驱动的逐层氧合人工泵肺辅助装置，实现充分氧合，减少血液与异物接触面积。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何减少人工泵肺辅助装置的血液与异物接触面积，同时具有血细胞损伤小、血液氧合充分、体积小、抗电磁干扰的功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种超声直线电机驱动的逐层氧合人工泵肺辅助装置，包括外壳、血腔和主控电路，所述外壳内设有超声直线电机、血泵推板以及位置传感器，所述血腔设置在所述外壳上方，所述血腔内部放置有中空纤维膜；所述主控电路控制所述血腔进行舒张和收缩动作。

进一步地，所述血腔设有血液入口和血液出口，所述血液入口和所述血液出口均设有瓣膜。

进一步地，所述中空纤维膜具有多层结构。