本發(fā)明屬于醫(yī)療器械，具體涉及一種體外循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術：

1、在現(xiàn)有的體外循環(huán)技術中，通常會使用血泵、氧合器、熱交換器等部件來構建體外循環(huán)系統(tǒng)，以使血液在體外完成氧合和溫度調節(jié)等過程，然后再回輸?shù)饺梭w。然而，目前的體外循環(huán)系統(tǒng)存在諸多不足之處，例如：

2、傳統(tǒng)血泵可能會對血液中的血細胞造成較大的破壞，影響血液的質量，進而可能引發(fā)患者術后的并發(fā)癥，如溶血、血栓形成等。

3、氧合器的氧合效率有限，在長時間體外循環(huán)過程中難以保證血液中氧含量的穩(wěn)定，可能導致患者組織器官的缺氧損傷。

4、系統(tǒng)的控制和監(jiān)測不夠精確，難以根據(jù)患者的實時生理狀態(tài)調整循環(huán)參數(shù)，如流量、壓力等，容易造成血流動力學不穩(wěn)定，對患者的生命安全構成威脅。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有體外循環(huán)系統(tǒng)的上述缺陷，提供一種新型的體外循環(huán)系統(tǒng)，能夠降低血液破壞程度，提高氧合效率，并且可以精確控制和監(jiān)測循環(huán)參數(shù)，以確?；颊咴隗w外循環(huán)過程中的安全和健康。

2、本發(fā)明的技術方案如下：

3、一種體外循環(huán)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

4、泵血裝置，用于驅動血液在體外循環(huán)系統(tǒng)中流動；

5、過濾裝置，用于清除血液中的雜質；

6、加溫裝置，用于調節(jié)血液的溫度；

7、氣體交換裝置，用于調節(jié)血液中的氣體含量；

8、監(jiān)控與控制系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測和控制體外循環(huán)系統(tǒng)的運行參數(shù)。

9、進一步地，所述泵血裝置包括：

10、離心泵，所述離心泵的葉片由鈦合金制成且表面通過等離子體增強化學氣相沉積技術涂覆有親水性聚合物，離心腔內壁具有納米級陶瓷涂層；

11、電磁驅動系統(tǒng)，所述電磁驅動系統(tǒng)由電磁線圈和永磁體組成，通過控制電磁線圈中的電流大小和頻率，產(chǎn)生可變的磁場，推動永磁體帶動離心泵旋轉。

12、進一步地，所述過濾裝置采用多層過濾膜結構，其中，

13、第一層采用具有特定孔徑分布的微孔濾膜，用于過濾血栓、組織碎片和其他可見雜質；

14、第二層采用超濾膜，用于過濾小分子有害物質、炎性介質和蛋白聚集物。

15、進一步地，所述微孔濾膜的孔徑范圍在50-200微米之間；所述超濾膜的截留分子量在5-50kda之間。

16、進一步地，所述過濾裝置還包括壓力監(jiān)測裝置，所述壓力監(jiān)測裝置位于過濾裝置的進出口，用于測量過濾裝置進出口的壓力差。

17、進一步地，所述加溫裝置包括：

18、水熱式加熱系統(tǒng)，所述水熱式加熱系統(tǒng)采用螺旋形熱交換管路，增加血液與循環(huán)水的接觸面積，其中，熱交換管路由醫(yī)用級的聚碳酸酯或硅橡膠制成；

19、溫度監(jiān)測系統(tǒng)，在血液出入口和加熱區(qū)域均勻分布多個熱電偶溫度傳感器，將不同位置的血液溫度信號實時傳輸至監(jiān)控與控制系統(tǒng)，用于對血液溫度的多點精確監(jiān)測。

20、進一步地，所述氣體交換裝置包括：

21、膜式氧合器，所述膜式氧器由均勻微孔結構的中空纖維和外殼組成；所述外殼有血液入口和出口，以及氣體入口和出口，用于血液和氣體的有效流動和分離；

22、氣體流量調節(jié)系統(tǒng)，用于根據(jù)血液中氧分壓和二氧化碳分壓的實時監(jiān)測結果，調節(jié)進入和排出的氧氣和二氧化碳的流量。

23、進一步地，所述中空纖維的內徑在200-500微米之間。

24、進一步地，所述監(jiān)控與控制系統(tǒng)由傳感器系統(tǒng)、微處理器和人機交互界面組成；其中，

25、所述傳感器系統(tǒng)：包括壓力傳感器、溫度傳感器、氧分壓傳感器、二氧化碳分壓傳感器和流量傳感器，用于實時采集體外循環(huán)系統(tǒng)中的壓力、溫度、血液氧分壓、二氧化碳分壓和血液流量信息；

26、所述微處理器根據(jù)設定的生理參數(shù)范圍，用于控制泵血裝置的電磁驅動系統(tǒng)、氣體交換裝置的氣體流量調節(jié)系統(tǒng)和加溫裝置；

27、所述人機交互界面和報警系統(tǒng)用于實現(xiàn)用戶與體外循環(huán)系統(tǒng)的交互和系統(tǒng)異常狀態(tài)的警示。

28、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

29、本發(fā)明的泵血裝置通過優(yōu)化的葉片結構、涂層技術和電磁驅動系統(tǒng)，極大地降低了對血液的機械損傷，顯著減少了溶血和血栓形成的風險，保證了血液的完整性和生理功能，有助于提高患者術后的恢復效果和長期健康狀況。

30、過濾裝置的多層過濾膜結構和精確的壓力監(jiān)測機制，能夠全面清除血液中的各種雜質，從大顆粒的血栓、組織碎片到小分子的有害物質、炎性介質和蛋白聚集物，有效減少了因雜質引發(fā)的術后并發(fā)癥，提高了血液的純凈度，保障了血液的安全性和質量。

31、加溫裝置通過螺旋形熱交換管路的優(yōu)化設計、精確的溫度監(jiān)測和智能的控制算法，確保血液溫度的精確穩(wěn)定，將溫度波動控制在極小范圍內，避免了因溫度變化對血液的生理功能造成不良影響，增強了體外循環(huán)過程的安全性和穩(wěn)定性。

32、氣體交換裝置的高效中空纖維膜和精確的氣體流量調節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)了高效的氣體交換，保證了血液中氧氣和二氧化碳含量的精確調節(jié)，滿足長時間體外循環(huán)過程中組織和器官的氧氣需求，同時避免了二氧化碳在血液中的蓄積，維持了血液的酸堿平衡。

33、監(jiān)控與控制系統(tǒng)通過全面的傳感器系統(tǒng)、智能的微處理器和便捷的人機交互界面，實現(xiàn)了對體外循環(huán)系統(tǒng)的實時、精確、自動控制和監(jiān)測，減少了人工干預的需求和誤差，提高了系統(tǒng)的可靠性和操作的便利性，為患者的治療提供了更安全、更穩(wěn)定的保障。

技術特征：

1.一種體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述泵血裝置包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾裝置采用多層過濾膜結構，其中，

4.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述微孔濾膜的孔徑范圍在50-200微米之間；所述超濾膜的截留分子量在5-50kda之間。

5.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾裝置還包括壓力監(jiān)測裝置，所述壓力監(jiān)測裝置位于過濾裝置的進出口，用于測量過濾裝置進出口的壓力差。

6.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述加溫裝置包括：

7.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體交換裝置包括：

8.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空纖維的內徑在200-500微米之間。

9.根據(jù)權利要求1所述的體外循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控與控制系統(tǒng)由傳感器系統(tǒng)、微處理器和人機交互界面組成；其中，

技術總結
本發(fā)明提供一種體外循環(huán)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：泵血裝置，用于驅動血液在體外循環(huán)系統(tǒng)中流動；過濾裝置，用于清除血液中的雜質；加溫裝置，用于調節(jié)血液的溫度；氣體交換裝置，用于調節(jié)血液中的氣體含量；監(jiān)控與控制系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測和控制體外循環(huán)系統(tǒng)的運行參數(shù)。本發(fā)明能夠降低血液破壞程度，提高氧合效率，并且可以精確控制和監(jiān)測循環(huán)參數(shù)，以確?；颊咴隗w外循環(huán)過程中的安全和健康。

技術研發(fā)人員：胡強,高國棟,馬劍,王子珩,陶隨,劉剛,滕媛,卞璐瑜,焦思琪
受保護的技術使用者：中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15