多器官体外生命支持系统的制作方法

1.本说明书涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多器官体外生命支持系统。


背景技术：

2.本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
3.多器官功能衰竭(multi-organ failure，mof)是致死率极高的临床综合征。随着人口老龄化及外科治疗模式日益复杂，mof发生率也不断升高。人工器官支持是mof进展至常规药物治疗无法控制阶段的终极治疗手段，近年来已成为危重症救治及脏器衰竭治疗的关键手段。
4.目前的人工器官设计均主要着眼于单一脏器支持，如针对肾功能衰竭设计了人工肾(连续肾替代治疗，continuous renal replacement therapy,crrt)；针对肝功能衰竭设计了人工肝脏(artificial liver support，als)；针对肺功能衰竭设计了人工肺(体外膜肺氧合，extracorporeal membrane oxygenation,ecmo)；针对心功能衰竭设计了主动脉内球囊反搏(intra-aortic balloon pump，iabp)或者人工心脏等。
5.在危重症患者救治中，多数患者常存在两个以上的器官功能衰竭，需要多个人工器官同时支持，如crrt ecmo，crrt als，ecmo als crrt，ecmo iabp等。但由于初始设计思路和理念并不统一，当多个人工器官组合使用时，往往会因以下问题降低了支持效率：
6.(1)不同人工器官间存在功能拮抗，限制了最佳效果的发挥；
7.(2)人工器官支持需要抗凝，多重抗凝标准及重复抗凝，增大了抗凝紊乱的风险，易导致出血和血栓栓塞；
8.(3)每种人工器官都需要通过插管将人工管路连接置入患者的自体血管，多部位插管大大增加了感染和插管并发症的发生几率；
9.(4)每个人工器官都需要动力支持，驱动血液流动，多套驱动系统同时运行，增加了机械故障发生概率；
10.(5)多种人工器官同时使用，体积庞大，不方便使用操作，同时患者无法下床活动，影响恢复效果。
11.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本说明书的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

12.鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种多器官体外生命支持系统，将多个人工器官的功能整合优化在一起，能实现动力共享，提高了支持效率。
13.为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种多器官体外生命支持系统，包括：
14.具有第一进口和第一出口的第一管路，所述第一进口和第一出口用于与人体相连；
15.设置在所述第一管路上的泵输机构和人工肺，所述人工肺沿所述第一管路中的血液流向位于所述泵输机构的下游；
16.具有第二进口和第二出口的第二管路，所述第二进口与所述第一管路连通且位于所述泵输机构和所述人工肺之间，所述第二出口与所述第一管路连通且位于所述泵输机构和所述第一进口之间；
17.设置在所述第二管路上的第三人工器官。
18.作为一种优选的实施方式，所述第二管路的数量为一个或多个，每个所述第二管路上各设置一个所述第三人工器官。
19.作为一种优选的实施方式，所述第二管路的数量为两个，其中一个所述第二管路上设置的第三人工器官为人工肾脏，另一个所述第二管路上设置的第三人工器官为人工肝脏。
20.作为一种优选的实施方式，所述人工肺的流量大于所述第三人工器官的流量。
21.作为一种优选的实施方式，所述第一管路上设有位于所述第二进口和所述人工肺之间的第一流量控制件，所述第一流量控制件用于控制进入所述人工肺的流量；所述第二管路上设有位于所述第二进口和所述第三人工器官之间的第二流量控制件，所述第二流量控制件用于控制进入所述第三人工器官的流量。
22.作为一种优选的实施方式，其中一个所述第二管路上设有位于所述第二进口和人工肾脏之间的第二流量控制件，所述第二流量控制件用于控制进入所述人工肾脏的流量；另一个所述第二管路上设有位于所述第二进口和人工肝脏之间设置第三流量控制件，所述第三流量控制件用于控制进入所述人工肝脏的流量；所述第一流量控制件、第二流量控制件和第三流量控制件被配置为控制所述人工肺的流量大于所述人工肾脏和人工肝脏的流量。
23.作为一种优选的实施方式，所述多器官体外生命支持系统还包括温控部，所述温控部用于对系统中流动的血液进行温度调节。
24.作为一种优选的实施方式，所述温控部包括设在所述人工肺内部的换热组件，所述换热组件通过热交换的方式对供血液流动的管路进行温度调节；或者，所述温控部包括设在所述人工肺外部的调温装置，所述调温装置用于对系统管路中流动的血液进行温度调节。
25.作为一种优选的实施方式，所述第一管路上设有位于所述泵输机构下游的第四流量控制件，所述第四流量控制件用于控制流出所述泵输机构的血液的流量和压力。
26.作为一种优选的实施方式，所述第三人工器官连接有废液回收容器，所述废液回收容器用于排出废液；所述第三人工器官设置有快接接口。
27.有益效果：本说明书实施方式所提供的多器官体外生命支持系统，将多个人工器官的功能整合优化在一起，设置一个泵输机构即能实现动力共享，提高了支持效率。
28.具体的，通过第一管路与人体相连，在第一管路上设置第二管路，并且设置泵输机构、人工肺和第三人工器官，通过优化管路设计，可以使不同人工器官发挥各自功能，且可以统一标准抗凝，避免发生功能拮抗及抗凝紊乱。同时，本多器官体外生命支持系统缩小了体积，实现了可便携移动支持，能够促进病人术后恢复。只有第一进口和第一出口与人体相连，减少了插管路径，减少了出血、血栓栓塞和感染等并发症的发生几率，从而最大限度地
发挥各人工器官的治疗作用。还有，第二管路上的第三人工器官可以按需选用，方便安装切换。
29.此外，第三人工器官在工作过程中可能会产生气泡(气泡导致气栓)，而人工肺可以去除气泡。本实施例提供的多器官体外生命支持系统，人工肺直接与第一出口相连，体外循环的血液最终都会经过人工肺脱泡后再回到人体，可以最大限度避免气泡带来的不利影响。
30.参照后文的说明和附图，详细公开了本说明书的特定实施方式，指明了本说明书的原理可以被采用的方式。应该理解，本说明书的实施方式在范围上并不因而受到限制。
31.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
32.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
33.为了更清楚地说明本说明书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说明书的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本实施方式中所提供的一种多器官体外生命支持系统的结构示意图；
35.图2为本实施方式中所提供的另一种多器官体外生命支持系统的结构示意图。
36.附图标记说明：
37.100、人体；1、第一管路；101、第一进口；102、第一出口；2、泵输机构；3、人工肺；4、第二管路；401、第二进口；402、第二出口；5、人工肾脏；6、人工肝脏；7、第一流量控制件；8、第二流量控制件；9、第三流量控制件；10、调温本体；11、第四流量控制件；12、废液回收容器。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
39.需要说明的是，当元件被称为“设置于”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另一个元件。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另一个元件。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，并不表示是唯一的实施方式。
40.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说明书的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本说明书的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本说明书。本文所使用的术语“和/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。
41.请参阅图1和图2。本说明书实施方式提供一种多器官体外生命支持系统，可以包括第一管路1、泵输机构2、人工肺3、第二管路4和第三人工器官。
42.其中，第一管路1具有第一进口101和第一出口102。如图2所示，第一进口101和第一出口102用于与人体100相连。泵输机构2和人工肺3设置在第一管路1上。人工肺3沿第一管路1中的血液流向位于泵输机构2的下游。也即泵输机构2更靠近第一进口101设置，人工肺3更靠近第一出口102设置。第二管路4具有第二进口401和第二出口402。第二进口401与第一管路1连通且位于泵输机构2和人工肺3之间，第二出口402与第一管路1连通且位于泵输机构2和第一进口101之间。第三人工器官设置在第二管路4上。
43.本说明书实施方式所提供的多器官体外生命支持系统，将多个人工器官的功能整合优化在一起，设置一个泵输机构2即能实现动力共享，提高了支持效率。
44.具体的，通过第一管路1与人体100相连，在第一管路1上设置第二管路4，并且设置泵输机构2、人工肺3和第三人工器官，通过优化管路设计，可以使不同人工器官发挥各自功能，且可以统一标准抗凝，避免发生功能拮抗及抗凝紊乱。同时，本多器官体外生命支持系统缩小了体积，实现了可便携移动支持，能够促进病人术后恢复。只有第一进口101和第一出口102与人体100相连，减少了插管路径，减少了出血、血栓栓塞和感染等并发症的发生几率，从而最大限度地发挥各人工器官的治疗作用。还有，第二管路4上的第三人工器官可以按需选用，方便安装切换。
45.此外，第三人工器官在工作过程中可能会产生气泡(气泡导致气栓)，而人工肺3可以去除气泡。本实施例提供的多器官体外生命支持系统，人工肺3直接与第一出口102相连，体外循环的血液最终都会经过人工肺3脱泡后再回到人体100，可以最大限度避免气泡带来的不利影响。
46.在本实施方式中，仅设置一个泵输机构2，即可驱动血液在多个人工器官之间实现体外循环流动，降低了泵输机构2剪切力对血液的破坏。此外，由于仅设置一个泵输机构2，且血液在系统管路及各个人工器官中流动时阻力较大，因此对泵输机构2的泵输动力要求较高。因此，泵输机构2可以选用包括但不限于血泵或者其他泵输动力较大的泵，本实施例对此不作限定。
47.具体的，第二管路4的数量可以为一个或多个，每个第二管路4上各设置一个第三人工器官。第三人工器官上可以设置用于快接的接口，方便更换不同的人工器官。
48.优选的，第二管路4的数量为两个，其中一个第二管路4上设置的第三人工器官为人工肾脏5，另一个第二管路4上设置的第三人工器官为人工肝脏6。
49.在本实施例中，泵输机构2(人工心脏)、人工肺3、人工肾脏5和人工肝脏6可采用任意合适的现有构造，本实施例对此不作限定。
50.现有技术中单独使用人工肾脏5、人工肝脏6等第三人工器官时，有去气泡、去血栓、保温的需求，需要单独设置相应的功能模块来达到上述需求。而本实施例中，将人工肾脏5、人工肝脏6等第三人工器官的出口(即第二出口402)设计在第一管路1上且在泵输机构2和第一进口101之间，使经过第三人工器官的血液流入泵输机构2，再流入人工肺3，也即人工肺3位于第三人工器官的下游。而人工肺3具有去气泡、去血栓、保温的功能，从而无需额外设置相应的功能模块，同时可以共用驱动模块(泵输机构2)，进而简化结构。本实施例不
仅简化了结构，缩小了体积，并且在不额外设置功能模块的情况下也具有去气泡、去血栓、保温的功能，使人工肾脏5、人工肝脏6等第三人工器官和人工肺3、泵输机构2协同作用。
51.在本实施方式中，人工肺3的流量大于第三人工器官的流量，从而可以模拟人体器官的实际血液流量。具体的，第一管路1上可以设有位于第二进口401和人工肺3之间的第一流量控制件7。第一流量控制件7用于控制进入人工肺3的血液流量。在另一种实施方式中，第二管路4上可以设有位于第二进口401和第三人工器官之间的第二流量控制件8。第二流量控制件8用于控制进入第三人工器官的血液流量。
52.具体的，其中一个第二管路4上可以设有位于第二进口401和人工肾脏5之间的第二流量控制件8，用于控制进入人工肾脏5的血液流量。另一个第二管路4上可以设有位于第二进口401和人工肝脏6之间的第三流量控制件9，用于控制进入人工肝脏6的血液流量。第一流量控制件7、第二流量控制件8和第三流量控制件9被配置为控制人工肺3的流量大于人工肾脏5的流量、人工肺3的流量大于人工肝脏6的流量。
53.其中，人工肾脏5和人工肝脏6的血液流量优选不超过400毫升/分钟。优选的，第一流量控制件7、第二流量控制件8和第三流量控制件9被配置为控制人工肺3、人工肾脏5、人工肝脏6的流量比为4：1：1。
54.第二流量控制件8和第三流量控制件9还具有控制其所在的第二管路4通断的功能，从而实现选择性地使用部分或所有第三人工器官。在具体的应用场景中，若患者仅肾功能衰竭，则保持第二流量控制件8打开，第三流量控制件9关闭，使人工肾脏5工作，人工肝脏6不工作；若患者仅肝功能衰竭，则保持第二流量控制件8关闭，第三流量控制件9打开，使人工肾脏5不工作，人工肝脏6工作；若患者肾功能和肝功能同时衰竭，则保持第二流量控制件8和第三流量控制件9同时打开，使人工肾脏5和人工肝脏6均工作。
55.在本实施方式中，第一管路1上可以设有位于泵输机构2下游的第四流量控制件11，用于控制流出泵输机构2的血液的流量和压力。可以通过调整泵输机构2的转速来调节进入泵输机构2的流量。第三人工器官一般具有较大的阻力，血液流经第三人工器官后，压力降低，通过在泵输机构2出口处设置第四流量控制件11，控制血液流量从而提高血液压力，使其满足人体100的需求。此处的第四流量控制件11也可以为压力控制件，能实现调整血液压力即可。
56.本实施方式对上述第一流量控制件7、第二流量控制件8、第三流量控制件9和第四流量控制件11的类型不做特别的限制，可以采取相同或不同的元件实现流量控制的功能。例如，这四个流量控制件都可以选取流量阀，通过控制流量阀的开度来实现血液流量控制。
57.为了使血液在体外循环过程中，温度更加接近人体温度，本实施例的多器官体外生命支持系统还包括用于对系统中流动的血液进行温度调节的温控部。温控部可以包括测温模块、加热模块和控制模块。当测温模块测得系统中流动的血液的温度低于目标值时，控制模块控制加热模块工作，直至血液温度上升到目标值。温控部还可以包括降温模块，当测温模块测得系统中流动的血液温度高于目标值时，控制模块控制降温模块工作，直至血液温度降低到目标值。
58.在一个可选的实施例中，温控部可包括集成在人工肺3内部的换热组件，换热组件通过热交换的方式对供血液流动的管路进行温度调节。具体的，换热组件可包括换热管，与人工肺3内用于供血液流动的管路缠绕设置，换热管内流通换热介质(例如热水)，从而通过
热交换将热量传递给血液，实现保温与温度调节。
59.在另一个可选的实施例中，温控部还包括设在人工肺3外部的调温装置，调温装置用于对系统管路中流动的血液进行温度调节。在该实施例的指引下，如图1和图2所示，调温装置一种可行的方案是设在第一管路1上，该调温装置可以包括设在第一管路1上的调温本体10以及设在调温本体10上并与第一管路1连通的调温通道，调温本体10中可以设有加热模块和降温模块，其中加热模块可以为电加热块。调温本体10被设定为接近或略高于人体正常温度，当血液由第一管路1流入调温装置的调温通道中时被调节温度，流出调温通道后即调节至目标温度。该方式可实现对血液的接触式调温。
60.或者，在该实施例的指引下，调温装置的另一种可行的方式为包括加热或保温腔，例如调温装置整体为一种水浴保温箱，可以至少将本多器官体外生命支持系统中的管路例如第一管路1、第二管路4等放置在调温装置内；或者将本多器官体外生命支持系统整体放置入调温装置内。该方式同样是通过热交换的方式实现对血液的加热或保温，并且该方式可实现对血液的非接触式调温。
61.上述将温控部设在人工肺3外部的实施例中，血液在进入人工肺3之前被调温，也就是，血液进入人工肺3之前温度较高，接近人体温度。如此，可极大地提高人工肺3对血液的氧合效率和除气(二氧化碳)效率。
62.在一种实施方式中，所述调温装置采取水浴保温方式，可以将第一管路1浸入温度可调节的液体内，从而间接控制第一管路1内的血液的温度。在另一种实施方式中，调温装置可以包括包裹在第一管路1外的调温材料，从而对第一管路1内的血液调温。在其他实施方式中，调温装置可以设置在泵输机构2的出口处，串联在第一管路1上，以实现对第一管路1内血液的调温。
63.在本实施方式中，第三人工器官可以连接有废液回收容器12，用于排出废液。人工肺3和第一出口102之间的第一管路1上可以设置气泡监测装置，一旦监测到气泡，控制泵输机构2停止工作且使系统保持报警状态。
64.本说明书实施方式提供的多器官体外生命支持系统，聚焦多人工器官协同治疗中的共性问题，建立了一体化动力平台，体现了多器官个体化、智能化按需组合使用的设计理念。
65.需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
66.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。