一种血液泵送装置的制造方法
一种血液泵送装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种适用于驱动血液循环流动的血液泵送装置。
【背景技术】
[0002]在国内外关于各类人工心脏，诸如全人工心脏、各种心室辅助装置以及体外膜肺氧合等的研宄不断取得进展。特别是左心室辅助装置和体外膜肺氧合(extracorporealmembrane oxygenat1n，英文简称ECM0)，在临床上得到更多的应用，对提高医疗领域的急救水平，发挥了重要作用。但是，无论何种人工心脏装置，其驱动血液循环流动的泵，大多采用离心式或轴流式泵，这类血液泵送装置都是用电动机驱动叶片旋转，使血液单方向流动，其高速旋转的叶片，对血液细胞产生无法避免的机械损伤，对血液的损坏大，难以作为病人心脏的替代物被长时间使用。另外，受这类泵的基本工作原理束缚，气泵的输出压力和流量不能独立调节，临床上难以满足病人对血压和血量的不同需求。因此，可以说，各种人工心脏产品在泵血技术上还存在许多亟待解决的问题。
[0003]近年，本装置的发明人在人工心脏研宄中使用不带旋转叶片的装置驱动血液运动，并成功申报二项国家发明专利，分别是ZL201010158310.8和ZL201010158317.X，提出了使用做往复运动的活塞压缩和释放压缩囊，将压缩囊中的液体或气体泵入和泵出硬质心室外壳，有规律的挤压和释放弹性内胆，使内胆中的血液脉动输出的装置，全人工心脏是安置在病人体内的内置部件，血液在内胆中运动，而不是在硬质外壳内。实践证明，存在如下缺陷:
1.内胆壁太薄的情况下，在压缩囊回抽硬质外壳中液体时，内胆回弹力不足，由于外壳与压缩囊构成一个连通器，压力相同，外壳内液体不能全部回流压缩囊，内胆负压空间不足，每次脉动输出的血液达不到设计量；内胆壁厚和回弹力足够的情况下，则在挤压内胆时，内胆中的血液难以全部输出，每次搏动输出都有血液潴留。
[0004]2.对置于体内的人工心脏，整个装置温度接近体温，如果内胆材料对血液不排斥、不过敏，则问题不很严重。但如作为置于体外的血液泵送装置，由于血液经过输送管道、氧合器、泵，温度降低，血液的潴留将产生血凝，是临床上很难解决的问题。
[0005]3.运动的传递通过压缩囊和心室外壳，对压缩囊而言，反复压缩和释放，对材料的韧性提出很高的要求，否则，经不断反复压缩，压缩囊将产生塑性形变，直至损坏。压缩囊中的液体或气体为定量，不与外界交换，这对防止细菌侵入体内，是必要的，但是这对整个连通器的密封要求很高，丝毫泄露都最终导致装置失效，且泵的输出压力调节也不很方便，经反复实践表明，有必要进一步改进和完善。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明旨在提供一种对血液细胞的机械损伤小、最大输出压力和血量可以独立调节的血液泵送装置。该装置在需要时可使血液适当升温，以减小血凝的产生；甚至可以保证正常血液细胞的生存和癌细胞的杀灭，用于癌症治疗。
[0007]本发明解决问题的技术方案是:一种血液泵送装置，包括血泵机构，所述血泵机构包括内设空腔的外壳，外壳上设有与空腔相连通的进气口，空腔内设有带进气孔的弹性内胆，内胆进气孔固定于外壳进气口处；
外壳上与进气口相对的另一侧并排设有与外壳内部空腔连通的血液输入管和血液输出管；
在血液输入管与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳内部空腔的输入单向阀；在血液输出管与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳内空腔单向流出的输出单向阀；
所述外壳上带有进气口的那一侧设有向内胆中充入或抽出气体的气泵。
[0008]所述气泵包括缸体，活塞和驱动活塞往复运动的驱动传动机构；缸体前端完全敞开，缸体前端与血泵机构外壳带有进气口的那一侧固定密封连接，血泵机构外壳带有进气口的那一侧将敞开的缸体内腔封堵，形成活塞的运动腔体；活塞沿缸体的A、B两端做往复运动，通过进气口向内胆中充入或抽出气体。
[0009]所述驱动传动机构包括驱动电机、与驱动电机输出轴连接由第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮构成的减速机构、与第四齿轮同轴安装的偏心轮，偏心轮连接有连杆，连杆连接有支杆，支杆与一传动轴连接，该传动轴与活塞固定连接；
连杆和支杆构成转动到平动的转换机构，连杆通过支杆驱动一端装有活塞的传动轴往复运动。
[0010]进一步的，所述活塞往复运动段的缸体壁上开有通孔C，通孔C处安装有最大输出压力调节机构，最大输出压力调节机构包括排气管和调节阀，在排气管的管壁上沿轴向开有排气槽，调节阀与排气管装配并可旋入或旋出排气管，调节阀在排气管中移动过程中与排气槽之间形成节流间隙，调节阀可部分或全部堵塞排气槽。所述排气管通过通孔C与缸体内活塞运动段的腔体相连通。
[0011]所述最大输出压力调节机构也可通过连接管道与缸体相通，只要保证排气管与气泵的排气通道连通便可，节流间隙的调节也可采用球阀等其他方法实现。
[0012]更进一步的，所述血泵机构带有加温装置，所述加温装置包括套装在血泵机构外壳上的微波加热装置以及对该微波加热装置进行调节的微波功率调节装置。微波作用于血液，引起血液中的水分子振动，产生发热，这种加热方式，比传导加热，加热更均匀，对血细胞影响小，温度控制方便、精准。
[0013]所述加温装置加热温度的范围优选为37度?45度。
[0014]优选的，所述内胆形状与外壳内空腔的形状相同，且内胆内气体充盈时可布满整个空腔。以确保内胆充盈时，内胆外壁、外壳空腔内的血液被全部挤出，不产生血液潴留，保证每次输出的血量相同，并减少血凝形成的可能。
[0015]所述输入单向阀和输出单向阀结构相同，包括在外壳内空腔与血液输入管之间以及空腔与血液输出管之间的外壳空腔壁上分别开设的多个通孔D及中心孔；还包括韧性片和弹性定位带，韧性片覆盖住所有通孔D，弹性定位带穿过中心孔以及韧性片的中心，将韧性片中心部分固定在外壳空腔壁上，韧性片上除中心部分以外的其它区域可弹性翘起。
[0016]单向阀结构有多种，也可以采用人工心脏瓣膜等其他类型的单向阀。
[0017]具体的，内胆的进气孔端通过内胆压板和螺钉固定在外壳的进气口处。
[0018]还包括控制系统，该控制系统包括微机，以及与微机电连接的血压监测模块、流量监测模块、最大输出压力监测模块、呼吸监测模块、温度监测模块、微波功率控制模块、显示装置；
所述最大输出压力监测模块与调节阀电连接；
所述温度监测模块包括安装在血泵机构上的温度传感器；
所述微波功率控制模块与微波功率调节装置电连接；
所述微机与驱动电机及调节阀电连接；
还包括为上述各模块、微机、驱动电机提供动力的电源。
[0019]对于ECMO系统，血泵机构是一次性使用部件，只能用于一个病人；气泵、驱动传动机构和控制系统构成血液泵送装置的可重复使用部件，这些部件不与血液直接接触，可长时间运行。
[0020]本发明主要部件的工作原理及作用如下:
(I)气泵:用于向血泵机构中的内胆充入或抽出气体。[0021](2)血泵机构:当内胆中泵入气体时，将外壳内空腔中的血液挤出，此时输入单向阀关闭，输出单向阀打开，血液按照预定方向流出；
当内胆中的气体被抽出时，在血泵机构的外壳空腔内形成负压区，在负压作用下，输入单向阀打开，输出单向阀关闭，血液将通过血液输入管进入外壳空腔中，为下一次内胆充气泵出血液做准备。
[0022]气泵活塞往返运动一次，内胆被充盈和抽空各一次，血泵机构从血液输出管输出血液一次，从血液输入管吸入血液一次。当气泵反复做往返运动时，血液间歇地被吸入和挤出空腔，在单向阀的控制下实现血液的脉动输出。
[0023](3)驱动传动机构:驱动气泵中的活塞往复运动。由于血泵机构每次输出的血液为定量，因此，通过调节电动机转速，就调节了活塞往返运动的频率，也就实现了血泵机构的输出量调节。
[0024](4)最大输出压力调节机构:通过调节调节阀在排气管中移动过程中与排气槽之间形成节流间隙的大小，可调节在活塞向内胆输送气体时调节阀释放的气体量，进而调整内胆中气体的压缩程度。
[0025]而血泵机构输出血液的最大输出由内胆中气体的压缩程度决定，当输入内胆的气体多、排出少，气体被压缩就大，通过内胆外壁作用到血液的压力也就大；反之，输出血压就减小。因此通过调节泵入内胆的气体，就可实现血泵机构最大输出血压的调节。最大输出血压的调整只需根据不同病人的血压进行调整，无须在泵的工作过程中频繁调节，一旦最大输出血压确定，通过调节阀释放的空气就为定量，不再改变。
[0026]根据血液泵送装置的工作原理，只要血泵机构的输出压力大于病人血压，就可输出血液，随着血液的输出，内胆在气泵泵入的空气作用下，体积不断增大，实时占据外壳内的空腔，活塞从左至右运动，泵入内胆的空气增加，内胆的体积也增大，再加上调节阀不断释放部分空气，因此内胆中空气压缩程度基本不变，血泵机构的输出压力也基本稳定，也就是说，泵的输出压力会自动适应病人的血压。
[0027]而且，血液泵送装置的最大输出压力和流量是独立调节的，也就是说，在调节压力时，对流量的影响不大，在调节流量时，血泵机构的输出压力也基本不变。
[0028](5)加温装置:用于对血液进行升温，防止凝血发生；同时在一定的温度下可保证正常血液细胞生存的同时杀灭癌细胞，用于癌症治疗。
[0029](6)控制系统:
温度检测模块通过温度传感器检测血泵机构内血液的温度，并将温度信号输送到微机，微机接收到温度检测信号后，将其与设定的温度值比较，如果检测温度低于设定值，则输出加大功率的信号到微波加热装置；当控制系统检测温度高于设定值，则输出减小功率的信号到微波加热装置；至检测温度与设定值相同时，输出信号，维持加热功率不变。
[0030]流量监测模块将测得的驱动电机转速信号传递给微机，经微机处理，折算成对应的流量送显示装置显示。微机通过调节驱动电机转速来调节气泵活塞的往复运动速度，实现血液泵送装置的流量调节。
[0031]最大输出压力监测模块将调节阀的位置信号传递给微机，经微机处理，折算成压力后送显示装置显示。通过手动调整调节阀位置，实现泵的最大输出压力的调节。
[0032]血压监测模块检测动态血压，经微机处理后送显示装置显示。
[0033]呼吸监测模块用来检测病人的每分钟呼吸次数，送微机处理，作为血泵机构的输出量调节的重要参数，当病人呼吸频率高于系统设定的正常值时，可通过系统自动或手动加大血泵机构的血液输出量；反之，则减小血液输出量，呼吸频率也在显示装置实时显示。
[0034]整个系统具有人机对话功能，可通过人机对话，向微机发送血液温度、流量、最大输出压力等设定值，根据血泵机构的不同用途和不同病情的病人对设定值进行调整。
[0035]为了保证整个血液泵送装置的流量、最大输出压力、温度能长时间稳定在医生设定的合理值的一定范围内，不因电源电压波动等其他原因导致血液泵送装置的输出量、血压和温度的大幅波动。气泵的电源为可控直流电源，控制系统的电源为稳定的直流电源，分别为驱动电机和控制系统提供能源。
[0036](7)输入单向阀和输出单向阀:采用柔软材料制成，保证血液压力从外壳空腔壁上的多个通孔D作用于韧性片时，其未被弹性带固定的周边区域能被血液撑开，使血液能从通孔D流出。当血液压力从韧性片的另一侧作用于韧性片时，韧性片将通孔D全部覆盖，阻止血液通过通孔D流动。
[0037]本发明的显著效果是:
1.通过向血泵机构内胆输送气体，将具有一定压力的血液进行单向输送，与血液接触部分只有血泵机构的外壳内壁、内胆的外壁、单向阀的外表面和输入输出管的内壁，没有高速旋转的机械叶片与血液接触，内胆柔软，运动速度低。因此，对血液细胞的机械损伤小。
[0038]2.内胆与外壳内空腔形状相同，在内胆充盈时，基本可以将进入空腔内的血液全部排出，很少血液潴留，降低了血凝形成的可能。
[0039]3.泵的最大输出压力和血量可以独立、方便的调节；泵的实际输出压力可自动适应病人的自身血压，可最大限度满足不同体质病人的实际需要，提高装置对病人的适应程度。
[0040]4.对泵送的血液进行了适当的可控的加温，减少了血凝产生的可能；
另外，也使血液泵送装置的用途得到扩展，当血液温度控制在大于等于42度且小于45度时，可保证正常血液细胞生存的同时杀灭癌细胞，用于癌症治疗。
[0041]5.整个装置分为一次性使用部分和通用部分，对于ECMO系统，造价低廉的一次性使用部分在一个病人使用后丢弃，造价相对较高的通用部分可以作为医院设备保存，提供给其他更多的病人使用，减少了病人的医疗费用。
[0042]6.本发明的血液泵送装置为脉动供血装置，由于运动频率低，对泵的制造精度要求不高，容易加工制作，可靠性高，制造成本低，易于在中低收入人群中推广，市场占有率将很尚。
【附图说明】
[0043]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0044]图1为本发明整体结构的示意图；
图2为图1中血泵机构的结构示意图；
图3为图2中单向阀的结构示意图；
图4为图1中气泵气缸的结构示意图；
图5为图4中最大输出压力调节机构的结构示意图；
图6为图1中气泵驱动传动机构的结构示意图；
图7为本发明加温装置构成示意图；
图8为本发明控制系统的结构框图；
图9为本发明用于杀灭血液中癌细胞时的系统结构图；
图10是本发明用于通过血液加热使病灶部位局部组织升温，杀灭癌细胞的系统结构图。
[0045]图中:1-血泵机构，2-气泵，3-驱动传动机构，4-驱动电机，5-控制系统，6_加温装置，7-外壳，8-内胆，9-输入单向阀，10-血液输入管，11-输出单向阀，12-血液输出管，13-螺钉，14-内胆压板，15-韧性片，16-弹性定位带，17-外壳空腔壁，18-缸体，19-活塞，20-进气口，21-传动轴，22-第一齿轮，23-第二齿轮，24-第三齿轮，25-第四 齿轮，26-偏心轮，27-连杆，28-支杆，29-排气管，30-调节阀，31-排气槽，32-微波加热装置，33-微波功率调节装置，34-抽血管，35-血液泵送装置，36-输血管，37-氧合器，38-最大输出压力调节机构，39-血压监测模块，40-流量监测模块，41-最大输出压力监测模块，42-呼吸监测模块，43-温度监测模块，44-微波功率控制模块，45-显示装置，46-微机，47-通孔D。
【具体实施方式】
[0046]如图1?8所示，一种血液泵送装置35，包括血泵机构I，所述血泵机构I包括内设空腔的外壳7，外壳上设有与空腔相连通的进气口 20，空腔内设有带进气孔的弹性内胆8，所述内胆8形状与外壳7内空腔的形状相同，且内胆8内气体充盈时可布满整个空腔。内胆8的进气孔端通过内胆压板14和螺钉13固定在外壳7的进气口 20处。
[0047]外壳7上与进气口 20相对的另一侧并排设有与外壳7内部空腔连通的血液输入管10和血液输出管12。
[0048]在血液输入管10与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳7内部空腔的输入单向阀9 ;在血液输出管12与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳7内空腔单向流出的输出单向阀U。
[0049]所述输入单向阀9和输出单向阀11结构相同，安装时只需将相同结构的单向阀按正反不同方向安装即可。相同结构的单向阀包括在外壳7内空腔与血液输入管10之间以及空腔与血液输出管12之间的外壳空腔壁17上分别开设的中心孔及呈圆周分布的多个通孔D47 ;还包括韧性片15和弹性定位带16，韧性片15覆盖住所有通孔D47，弹性定位带16穿过中心孔以及韧性片的中心，将韧性片15固定在外壳空腔壁17上，韧性片15上除中心部分以外的其它区域可弹性翘起。
[0050]所述外壳上带有进气口 20的那一侧设有向内胆8中充入或抽出气体的气泵2。所述气泵2包括缸体18，活塞19和驱动活塞19往复运动的驱动传动机构3 ;缸体18前端完全敞开，缸体18前端与血泵机构外壳带有进气口 20的那一侧固定密封连接，血泵机构外壳带有进气口的那一侧将敞开的缸体内腔封堵，形成活塞19的运动腔体；活塞19沿缸体18的A、B两端做往复运动，通过进气口 20向内胆8中充入或抽出气体。
[0051]所述驱动传动机构3包括驱动电机4、与驱动电机4输出轴连接的由第一齿轮22、第二齿轮23、第三齿轮24、第四齿轮25构成的减速机构、与第四齿轮25同轴安装的偏心轮26，偏心轮26连接有连杆27，连杆27连接有支杆28，支杆28与一传动轴21连接，该传动轴21与活塞19固定连接；连杆27和支杆28构成转动到平动的转换机构，连杆27通过支杆28驱动一端装有活塞19的传动轴21往复运动。
[0052]所述活塞往复运动段的缸体壁上开有通孔C，通孔C处安装有最大输出压力调节机构38，最大输出压力调节机构38包括排气管29和调节阀30，在排气管29的管壁上沿轴向开有排气槽31，调节阀30与排气管29装配并可旋入或旋出排气管29，调节阀30在排气管29中移动过程中与排气槽31之间形成节流间隙，调节阀30可部分或全部堵塞排气槽31 ;所述排气管29通过通孔C与缸体内活塞运动段的腔体相连通。
[0053]所述血泵机构I带有加温装置6，所述加温装置6包括套装在血泵机构外壳7上的微波加热装置32以及对该微波加热装置32进行调节的微波功率调节装置33。
[0054]所述加温装置6加热温度的范围为37度?45度。
[0055]还包括控制系统5，该控制系统5包括微机46，以及与微机46电连接的血压监测模块39、流量监测模块40、最大输出压力监测模块41、呼吸监测模块42、温度监测模块43、微波功率控制模块44、显示装置45 ;
所述最大输出压力监测模块41与调节阀30电连接；
所述温度监测模块43包括安装在血泵机构上的温度传感器；
所述微波功率控制模块44与微波功率调节装置43电连接；
所述微机46与驱动电机4及调节阀30电连接；
还包括为上述各模块、微机46、驱动电机4提供动力的电源。
[0056]微机46通过调节驱动电机4的转速来调节气泵活塞19的往复运动速度，实现血液泵送装置35的流量调节。驱动电机4的转速信号经微机46处理，折算成对应的流量送显示装置45显示。流量按每分钟输出量显示，因为活塞19往复运动一次，血液泵送装置35的输出量是基本不变的，检测驱动电机4转速，也就可计算出每分钟的输出量。
[0057]呼吸监测模块42用来检测病人的每分钟呼吸次数，送微机46处理，作为输出量调节的重要参数，当病人呼吸频率高于系统设定的正常值时，可通过系统自动或手动加大血液输出量，反之，则减小血液输出量，呼吸频率也在显示装置45实时显示。
[0058]通过调节阀30调节活塞19在向内胆8输送气体时，释放的气体量，达到改变气泵输入内胆8中的气体量，进而调节内胆8中气体被压缩的程度，实现最大输出压力的调节。可见，血液泵送装置35的流量和最大输出压力是独立调节的，在调节最大输出压力时，对输出流量影响不大；在调节流量时，最大输出压力也基本不变。
[0059]血液泵送装置35的输出压力显示包括最大输出压力显示和动态血压显示二部分。最大输出压力根据调节阀30的旋入深度转换而来，旋入深度越大，排气槽31被堵塞越多，排气量越少，最大输出压力也就越大。检测调节阀30的旋入深度，经微机46处理，折算成压力后送显示装置45显示。动态血压由血压监测模块39检测，经微机46处理后送显示装置45显示。
[0060]温度检测是指流经血泵机构I的血液温度检测，此信息输送到微机46，当温度低于设定值时，微机46发出增加加热功率的指令给微波功率调节装置33，当温度高于设定值时，微机46发送减小功率的指令。
[0061]整个系统具有人机对话功能，可通过人机对话，向微机46发送血液温度、流量、最大输出压力等设定值，根据血液泵送装置35的不同用途和不同病情的病人对设定值进行调整。
[0062]为了保证整个血液泵送装置35的流量、最大输出压力、温度能长时间稳定在医生设定的合理值的一定范围内，不因电源电压波动等其他原因导致血液泵送装置的输出量、血压和温度的大幅波动。气泵2的电源为可控直流电源，控制系统5的电源为稳定的直流电源，分别为驱动电机4和控制系统5提供能源。
[0063]如图9是应用本发明的血液泵送装置35杀灭血液中癌细胞时的系统构成图，由血液泵送装置35、植入病人血管中的抽血管34和植入病人另一血管的输血管36构成，血液泵送装置35运转后，血液经抽血管34进入血泵机构I加温后通过输血管36送回病人体内。血液的设定温度通过血液泵送装置35的人机对话输入至控制系统5，温度的监测和调控由控制系统5实现。血液的温度设定值在43度左右，然后通过对血液细胞的镜检，观察癌细胞消除情况，适当调整温度设定值，但血液在泵内的实际温度最高不能达到45度，最低不低于42度。血液的泵送以V-V转流方式为佳。
[0064]如图10所示，本发明的血液泵送装置35用于 通过血液加热使病灶部位局部组织升温，杀灭癌细胞的系统结构图，由血液泵送装置35、氧合器37、植入病人血管中的抽血管34和植入病人另一血管的输血管36构成，血液泵送装置35运转后，血液经植入病人血管中的抽血管34进入氧合器37，排除二氧化碳并氧合后，再流经血泵机构I，经血泵机构I加温、加压后通过植入病人另一血管的输血管36输送回病人体内。同样，血液的设定温度通过人机对话输入至控制系统5，血液温度的监测和调控由控制系统5实现，同时，根据病灶组织的实际温度，适当调整血液泵的温度设定值，以满足血液在的血液泵送装置35内的实际温度和病灶部位的温度都必须保证最高不达到45度，最低不低于42度的要求。抽血管34和输血管36植入人体血管时，可以是V-A转流，也可是V-V转流，视病灶所在部位的供血情况决定。情况允许时，首选V-A转流，可改善病灶部位组织的供氧情况，避免组织营养不足的情况出现，并可相对延长每次加温维持时间。
[0065]所述血液泵送装置35制造较为简单，只要提高与血液接触面的光洁度，减少血液在器件表面的粘附，选择对血液不排斥、不过敏的材料，如膨体聚四氟乙烯(英文缩写ePTFE)制作与血液有接触的部件，辅以表面肝素化处理，血泵机构I对血液的不良作用将进一步减小，由于血泵机构I的实际输出血压与病人血压可以自动适应，血液输出量可以方便、简捷的调节，且必要时可对泵中流动的血液进行加温处理，不但可以作为ECOM系统的血液泵，而且可望成为杀灭癌细胞治疗癌症的重要装置，因此，所述装置完全可望成为一种新的工业产品，服务医疗事业。
【主权项】
1.一种血液泵送装置，其特征在于:包括血泵机构(1)，所述血泵机构(I)包括内设空腔的外壳(7)，外壳上设有与空腔相连通的进气口( 20)，空腔内设有带进气孔的弹性内胆(8)，内胆进气孔固定于外壳进气口(20)处； 外壳(7)上与进气口(20)相对的另一侧并排设有与外壳(7)内部空腔连通的血液输入管(10)和血液输出管(12)； 在血液输入管(10)与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳(7)内部空腔的输入单向阀(9);在血液输出管(12)与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳(7)内空腔单向流出的输出单向阀(11); 所述外壳上带有进气口(20)的那一侧设有向内胆(8)中充入或抽出气体的气泵(2)。2.根据权利要求1所述的血液泵送装置，其特征在于:所述气泵(2)包括缸体(18)，活塞(19 )和驱动活塞(19 )往复运动的驱动传动机构(3 ); 缸体(18)前端完全敞开，缸体(18)前端与血泵机构外壳带有进气口(20)的那一侧固定密封连接，血泵机构外壳带有进气口的那一侧将敞开的缸体内腔封堵，形成活塞(19)的运动腔体； 活塞(19)沿缸体(18)的A、B两端做往复运动，通过进气口(20)向内胆(8)中充入或抽出气体。3.根据权利要求2所述的血液泵送装置，其特征在于:所述驱动传动机构(3)包括驱动电机(4)、与驱动电机(4)输出轴连接的由第一齿轮(22)、第二齿轮(23)、第三齿轮(24)、第四齿轮(25)构成的减速机构、与第四齿轮(25)同轴安装的偏心轮(26)，偏心轮(26)连接有连杆(27 )，连杆(27 )连接有支杆(28 )，支杆(28 )与一传动轴(21)连接，该传动轴(21)与活塞(19)固定连接； 连杆(27 )和支杆(28 )构成转动到平动的转换机构，连杆(27 )通过支杆(28 )驱动一端装有活塞(19)的传动轴(21)往复运动。4.根据权利要求2所述的血液泵送装置，其特征在于:所述活塞往复运动段的缸体壁上开有通孔C，通孔C处安装有最大输出压力调节机构(38 )，最大输出压力调节机构(38 )包括排气管(29 )和调节阀(30 )，在排气管(29 )的管壁上沿轴向开有排气槽(31)，调节阀(30 )与排气管(29)装配并可旋入或旋出排气管(29)，调节阀(30)在排气管(29)中移动过程中与排气槽(31)之间形成节流间隙，调节阀(30)可部分或全部堵塞排气槽(31); 所述排气管(29)通过通孔C与缸体内活塞运动段的腔体相连通。5.根据权利要求1?4任一项所述的血液泵送装置，其特征在于:所述血泵机构(I)带有加温装置(6 )，所述加温装置(6 )包括套装在血泵机构外壳(7 )上的微波加热装置(32 )以及对该微波加热装置(32)进行调节的微波功率调节装置(33)。6.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:所述加温装置(6)加热温度的范围为37度?45度。7.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:所述内胆(8)形状与外壳(7)内空腔的形状相同，且内胆(8 )内气体充盈时可布满整个空腔。8.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:所述输入单向阀(9)和输出单向阀(11)结构相同，包括在外壳(7)内空腔与血液输入管(10)之间以及空腔与血液输出管(12)之间的外壳空腔壁(17)上分别开设的多个通孔D (47)及中心孔； 还包括韧性片(15)和弹性定位带(16)，韧性片(15)覆盖住所有通孔D (47)，弹性定位带(16 )穿过中心孔以及韧性片的中心，将韧性片(15 )中心部分固定在外壳空腔壁(17 )上，韧性片(15)上除中心部分以外的其它区域可弹性翘起。9.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:内胆(8)的进气孔端通过内胆压板(14)和螺钉(13)固定在外壳(7)的进气口(20)处。10.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:还包括控制系统(5)，该控制系统(5)包括微机(46)，以及与微机(46)电连接的血压监测模块(39)、流量监测模块(40)、最大输出压力监测模块(41 )、呼吸监测模块(42 )、温度监测模块(43 )、微波功率控制模块(44)、显示装置(45)； 所述最大输出压力监测模块(41)与调节阀(30)电连接； 所述温度监测模块(43)包括安装在血泵机构上的温度传感器； 所述微波功率控制模块(44)与微波功率调节装置(43)电连接； 所述微机(46)与驱动电机(4)及调节阀(30)电连接； 还包括为上述各模块、微机(46 )、驱动电机(4 )提供动力的电源。
【专利摘要】本发明公开了一种血液泵送装置，包括血泵机构，血泵机构包括内设空腔的外壳，外壳上设有与空腔相连通的进气口，空腔内设有带进气孔的弹性内胆，内胆进气孔固定于外壳进气口处；外壳上与进气口相对的另一侧并排设有与外壳内部空腔连通的血液输入管和血液输出管；在血液输入管与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳内部空腔的输入单向阀；在血液输出管与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳内空腔单向流出的输出单向阀；外壳上带有进气口的那一侧设有向内胆中充入或抽出气体的气泵。该装置具有对血液细胞的机械损伤小，最大输出压力和血量可以独立调节，可使血液适当升温减少凝血产生，可杀灭血液中癌细胞的优点。
【IPC分类】A61M1/10
【公开号】CN104906643
【申请号】CN201510298054
【发明人】罗良才
【申请人】湖南人文科技学院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种适用于驱动血液循环流动的血液泵送装置。
【背景技术】
[0002]在国内外关于各类人工心脏，诸如全人工心脏、各种心室辅助装置以及体外膜肺氧合等的研宄不断取得进展。特别是左心室辅助装置和体外膜肺氧合(extracorporealmembrane oxygenat1n，英文简称ECM0)，在临床上得到更多的应用，对提高医疗领域的急救水平，发挥了重要作用。但是，无论何种人工心脏装置，其驱动血液循环流动的泵，大多采用离心式或轴流式泵，这类血液泵送装置都是用电动机驱动叶片旋转，使血液单方向流动，其高速旋转的叶片，对血液细胞产生无法避免的机械损伤，对血液的损坏大，难以作为病人心脏的替代物被长时间使用。另外，受这类泵的基本工作原理束缚，气泵的输出压力和流量不能独立调节，临床上难以满足病人对血压和血量的不同需求。因此，可以说，各种人工心脏产品在泵血技术上还存在许多亟待解决的问题。
[0003]近年，本装置的发明人在人工心脏研宄中使用不带旋转叶片的装置驱动血液运动，并成功申报二项国家发明专利，分别是ZL201010158310.8和ZL201010158317.X，提出了使用做往复运动的活塞压缩和释放压缩囊，将压缩囊中的液体或气体泵入和泵出硬质心室外壳，有规律的挤压和释放弹性内胆，使内胆中的血液脉动输出的装置，全人工心脏是安置在病人体内的内置部件，血液在内胆中运动，而不是在硬质外壳内。实践证明，存在如下缺陷:
1.内胆壁太薄的情况下，在压缩囊回抽硬质外壳中液体时，内胆回弹力不足，由于外壳与压缩囊构成一个连通器，压力相同，外壳内液体不能全部回流压缩囊，内胆负压空间不足，每次脉动输出的血液达不到设计量；内胆壁厚和回弹力足够的情况下，则在挤压内胆时，内胆中的血液难以全部输出，每次搏动输出都有血液潴留。
[0004]2.对置于体内的人工心脏，整个装置温度接近体温，如果内胆材料对血液不排斥、不过敏，则问题不很严重。但如作为置于体外的血液泵送装置，由于血液经过输送管道、氧合器、泵，温度降低，血液的潴留将产生血凝，是临床上很难解决的问题。
[0005]3.运动的传递通过压缩囊和心室外壳，对压缩囊而言，反复压缩和释放，对材料的韧性提出很高的要求，否则，经不断反复压缩，压缩囊将产生塑性形变，直至损坏。压缩囊中的液体或气体为定量，不与外界交换，这对防止细菌侵入体内，是必要的，但是这对整个连通器的密封要求很高，丝毫泄露都最终导致装置失效，且泵的输出压力调节也不很方便，经反复实践表明，有必要进一步改进和完善。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明旨在提供一种对血液细胞的机械损伤小、最大输出压力和血量可以独立调节的血液泵送装置。该装置在需要时可使血液适当升温，以减小血凝的产生；甚至可以保证正常血液细胞的生存和癌细胞的杀灭，用于癌症治疗。
[0007]本发明解决问题的技术方案是:一种血液泵送装置，包括血泵机构，所述血泵机构包括内设空腔的外壳，外壳上设有与空腔相连通的进气口，空腔内设有带进气孔的弹性内胆，内胆进气孔固定于外壳进气口处；
外壳上与进气口相对的另一侧并排设有与外壳内部空腔连通的血液输入管和血液输出管；
在血液输入管与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳内部空腔的输入单向阀；在血液输出管与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳内空腔单向流出的输出单向阀；
所述外壳上带有进气口的那一侧设有向内胆中充入或抽出气体的气泵。
[0008]所述气泵包括缸体，活塞和驱动活塞往复运动的驱动传动机构；缸体前端完全敞开，缸体前端与血泵机构外壳带有进气口的那一侧固定密封连接，血泵机构外壳带有进气口的那一侧将敞开的缸体内腔封堵，形成活塞的运动腔体；活塞沿缸体的A、B两端做往复运动，通过进气口向内胆中充入或抽出气体。
[0009]所述驱动传动机构包括驱动电机、与驱动电机输出轴连接由第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮构成的减速机构、与第四齿轮同轴安装的偏心轮，偏心轮连接有连杆，连杆连接有支杆，支杆与一传动轴连接，该传动轴与活塞固定连接；
连杆和支杆构成转动到平动的转换机构，连杆通过支杆驱动一端装有活塞的传动轴往复运动。
[0010]进一步的，所述活塞往复运动段的缸体壁上开有通孔C，通孔C处安装有最大输出压力调节机构，最大输出压力调节机构包括排气管和调节阀，在排气管的管壁上沿轴向开有排气槽，调节阀与排气管装配并可旋入或旋出排气管，调节阀在排气管中移动过程中与排气槽之间形成节流间隙，调节阀可部分或全部堵塞排气槽。所述排气管通过通孔C与缸体内活塞运动段的腔体相连通。
[0011]所述最大输出压力调节机构也可通过连接管道与缸体相通，只要保证排气管与气泵的排气通道连通便可，节流间隙的调节也可采用球阀等其他方法实现。
[0012]更进一步的，所述血泵机构带有加温装置，所述加温装置包括套装在血泵机构外壳上的微波加热装置以及对该微波加热装置进行调节的微波功率调节装置。微波作用于血液，引起血液中的水分子振动，产生发热，这种加热方式，比传导加热，加热更均匀，对血细胞影响小，温度控制方便、精准。
[0013]所述加温装置加热温度的范围优选为37度?45度。
[0014]优选的，所述内胆形状与外壳内空腔的形状相同，且内胆内气体充盈时可布满整个空腔。以确保内胆充盈时，内胆外壁、外壳空腔内的血液被全部挤出，不产生血液潴留，保证每次输出的血量相同，并减少血凝形成的可能。
[0015]所述输入单向阀和输出单向阀结构相同，包括在外壳内空腔与血液输入管之间以及空腔与血液输出管之间的外壳空腔壁上分别开设的多个通孔D及中心孔；还包括韧性片和弹性定位带，韧性片覆盖住所有通孔D，弹性定位带穿过中心孔以及韧性片的中心，将韧性片中心部分固定在外壳空腔壁上，韧性片上除中心部分以外的其它区域可弹性翘起。
[0016]单向阀结构有多种，也可以采用人工心脏瓣膜等其他类型的单向阀。
[0017]具体的，内胆的进气孔端通过内胆压板和螺钉固定在外壳的进气口处。
[0018]还包括控制系统，该控制系统包括微机，以及与微机电连接的血压监测模块、流量监测模块、最大输出压力监测模块、呼吸监测模块、温度监测模块、微波功率控制模块、显示装置；
所述最大输出压力监测模块与调节阀电连接；
所述温度监测模块包括安装在血泵机构上的温度传感器；
所述微波功率控制模块与微波功率调节装置电连接；
所述微机与驱动电机及调节阀电连接；
还包括为上述各模块、微机、驱动电机提供动力的电源。
[0019]对于ECMO系统，血泵机构是一次性使用部件，只能用于一个病人；气泵、驱动传动机构和控制系统构成血液泵送装置的可重复使用部件，这些部件不与血液直接接触，可长时间运行。
[0020]本发明主要部件的工作原理及作用如下:
(I)气泵:用于向血泵机构中的内胆充入或抽出气体。[0021](2)血泵机构:当内胆中泵入气体时，将外壳内空腔中的血液挤出，此时输入单向阀关闭，输出单向阀打开，血液按照预定方向流出；
当内胆中的气体被抽出时，在血泵机构的外壳空腔内形成负压区，在负压作用下，输入单向阀打开，输出单向阀关闭，血液将通过血液输入管进入外壳空腔中，为下一次内胆充气泵出血液做准备。
[0022]气泵活塞往返运动一次，内胆被充盈和抽空各一次，血泵机构从血液输出管输出血液一次，从血液输入管吸入血液一次。当气泵反复做往返运动时，血液间歇地被吸入和挤出空腔，在单向阀的控制下实现血液的脉动输出。
[0023](3)驱动传动机构:驱动气泵中的活塞往复运动。由于血泵机构每次输出的血液为定量，因此，通过调节电动机转速，就调节了活塞往返运动的频率，也就实现了血泵机构的输出量调节。
[0024](4)最大输出压力调节机构:通过调节调节阀在排气管中移动过程中与排气槽之间形成节流间隙的大小，可调节在活塞向内胆输送气体时调节阀释放的气体量，进而调整内胆中气体的压缩程度。
[0025]而血泵机构输出血液的最大输出由内胆中气体的压缩程度决定，当输入内胆的气体多、排出少，气体被压缩就大，通过内胆外壁作用到血液的压力也就大；反之，输出血压就减小。因此通过调节泵入内胆的气体，就可实现血泵机构最大输出血压的调节。最大输出血压的调整只需根据不同病人的血压进行调整，无须在泵的工作过程中频繁调节，一旦最大输出血压确定，通过调节阀释放的空气就为定量，不再改变。
[0026]根据血液泵送装置的工作原理，只要血泵机构的输出压力大于病人血压，就可输出血液，随着血液的输出，内胆在气泵泵入的空气作用下，体积不断增大，实时占据外壳内的空腔，活塞从左至右运动，泵入内胆的空气增加，内胆的体积也增大，再加上调节阀不断释放部分空气，因此内胆中空气压缩程度基本不变，血泵机构的输出压力也基本稳定，也就是说，泵的输出压力会自动适应病人的血压。
[0027]而且，血液泵送装置的最大输出压力和流量是独立调节的，也就是说，在调节压力时，对流量的影响不大，在调节流量时，血泵机构的输出压力也基本不变。
[0028](5)加温装置:用于对血液进行升温，防止凝血发生；同时在一定的温度下可保证正常血液细胞生存的同时杀灭癌细胞，用于癌症治疗。
[0029](6)控制系统:
温度检测模块通过温度传感器检测血泵机构内血液的温度，并将温度信号输送到微机，微机接收到温度检测信号后，将其与设定的温度值比较，如果检测温度低于设定值，则输出加大功率的信号到微波加热装置；当控制系统检测温度高于设定值，则输出减小功率的信号到微波加热装置；至检测温度与设定值相同时，输出信号，维持加热功率不变。
[0030]流量监测模块将测得的驱动电机转速信号传递给微机，经微机处理，折算成对应的流量送显示装置显示。微机通过调节驱动电机转速来调节气泵活塞的往复运动速度，实现血液泵送装置的流量调节。
[0031]最大输出压力监测模块将调节阀的位置信号传递给微机，经微机处理，折算成压力后送显示装置显示。通过手动调整调节阀位置，实现泵的最大输出压力的调节。
[0032]血压监测模块检测动态血压，经微机处理后送显示装置显示。
[0033]呼吸监测模块用来检测病人的每分钟呼吸次数，送微机处理，作为血泵机构的输出量调节的重要参数，当病人呼吸频率高于系统设定的正常值时，可通过系统自动或手动加大血泵机构的血液输出量；反之，则减小血液输出量，呼吸频率也在显示装置实时显示。
[0034]整个系统具有人机对话功能，可通过人机对话，向微机发送血液温度、流量、最大输出压力等设定值，根据血泵机构的不同用途和不同病情的病人对设定值进行调整。
[0035]为了保证整个血液泵送装置的流量、最大输出压力、温度能长时间稳定在医生设定的合理值的一定范围内，不因电源电压波动等其他原因导致血液泵送装置的输出量、血压和温度的大幅波动。气泵的电源为可控直流电源，控制系统的电源为稳定的直流电源，分别为驱动电机和控制系统提供能源。
[0036](7)输入单向阀和输出单向阀:采用柔软材料制成，保证血液压力从外壳空腔壁上的多个通孔D作用于韧性片时，其未被弹性带固定的周边区域能被血液撑开，使血液能从通孔D流出。当血液压力从韧性片的另一侧作用于韧性片时，韧性片将通孔D全部覆盖，阻止血液通过通孔D流动。
[0037]本发明的显著效果是:
1.通过向血泵机构内胆输送气体，将具有一定压力的血液进行单向输送，与血液接触部分只有血泵机构的外壳内壁、内胆的外壁、单向阀的外表面和输入输出管的内壁，没有高速旋转的机械叶片与血液接触，内胆柔软，运动速度低。因此，对血液细胞的机械损伤小。
[0038]2.内胆与外壳内空腔形状相同，在内胆充盈时，基本可以将进入空腔内的血液全部排出，很少血液潴留，降低了血凝形成的可能。
[0039]3.泵的最大输出压力和血量可以独立、方便的调节；泵的实际输出压力可自动适应病人的自身血压，可最大限度满足不同体质病人的实际需要，提高装置对病人的适应程度。
[0040]4.对泵送的血液进行了适当的可控的加温，减少了血凝产生的可能；
另外，也使血液泵送装置的用途得到扩展，当血液温度控制在大于等于42度且小于45度时，可保证正常血液细胞生存的同时杀灭癌细胞，用于癌症治疗。
[0041]5.整个装置分为一次性使用部分和通用部分，对于ECMO系统，造价低廉的一次性使用部分在一个病人使用后丢弃，造价相对较高的通用部分可以作为医院设备保存，提供给其他更多的病人使用，减少了病人的医疗费用。
[0042]6.本发明的血液泵送装置为脉动供血装置，由于运动频率低，对泵的制造精度要求不高，容易加工制作，可靠性高，制造成本低，易于在中低收入人群中推广，市场占有率将很尚。
【附图说明】
[0043]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0044]图1为本发明整体结构的示意图；
图2为图1中血泵机构的结构示意图；
图3为图2中单向阀的结构示意图；
图4为图1中气泵气缸的结构示意图；
图5为图4中最大输出压力调节机构的结构示意图；
图6为图1中气泵驱动传动机构的结构示意图；
图7为本发明加温装置构成示意图；
图8为本发明控制系统的结构框图；
图9为本发明用于杀灭血液中癌细胞时的系统结构图；
图10是本发明用于通过血液加热使病灶部位局部组织升温，杀灭癌细胞的系统结构图。
[0045]图中:1-血泵机构，2-气泵，3-驱动传动机构，4-驱动电机，5-控制系统，6_加温装置，7-外壳，8-内胆，9-输入单向阀，10-血液输入管，11-输出单向阀，12-血液输出管，13-螺钉，14-内胆压板，15-韧性片，16-弹性定位带，17-外壳空腔壁，18-缸体，19-活塞，20-进气口，21-传动轴，22-第一齿轮，23-第二齿轮，24-第三齿轮，25-第四 齿轮，26-偏心轮，27-连杆，28-支杆，29-排气管，30-调节阀，31-排气槽，32-微波加热装置，33-微波功率调节装置，34-抽血管，35-血液泵送装置，36-输血管，37-氧合器，38-最大输出压力调节机构，39-血压监测模块，40-流量监测模块，41-最大输出压力监测模块，42-呼吸监测模块，43-温度监测模块，44-微波功率控制模块，45-显示装置，46-微机，47-通孔D。
【具体实施方式】
[0046]如图1?8所示，一种血液泵送装置35，包括血泵机构I，所述血泵机构I包括内设空腔的外壳7，外壳上设有与空腔相连通的进气口 20，空腔内设有带进气孔的弹性内胆8，所述内胆8形状与外壳7内空腔的形状相同，且内胆8内气体充盈时可布满整个空腔。内胆8的进气孔端通过内胆压板14和螺钉13固定在外壳7的进气口 20处。
[0047]外壳7上与进气口 20相对的另一侧并排设有与外壳7内部空腔连通的血液输入管10和血液输出管12。
[0048]在血液输入管10与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳7内部空腔的输入单向阀9 ;在血液输出管12与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳7内空腔单向流出的输出单向阀U。
[0049]所述输入单向阀9和输出单向阀11结构相同，安装时只需将相同结构的单向阀按正反不同方向安装即可。相同结构的单向阀包括在外壳7内空腔与血液输入管10之间以及空腔与血液输出管12之间的外壳空腔壁17上分别开设的中心孔及呈圆周分布的多个通孔D47 ;还包括韧性片15和弹性定位带16，韧性片15覆盖住所有通孔D47，弹性定位带16穿过中心孔以及韧性片的中心，将韧性片15固定在外壳空腔壁17上，韧性片15上除中心部分以外的其它区域可弹性翘起。
[0050]所述外壳上带有进气口 20的那一侧设有向内胆8中充入或抽出气体的气泵2。所述气泵2包括缸体18，活塞19和驱动活塞19往复运动的驱动传动机构3 ;缸体18前端完全敞开，缸体18前端与血泵机构外壳带有进气口 20的那一侧固定密封连接，血泵机构外壳带有进气口的那一侧将敞开的缸体内腔封堵，形成活塞19的运动腔体；活塞19沿缸体18的A、B两端做往复运动，通过进气口 20向内胆8中充入或抽出气体。
[0051]所述驱动传动机构3包括驱动电机4、与驱动电机4输出轴连接的由第一齿轮22、第二齿轮23、第三齿轮24、第四齿轮25构成的减速机构、与第四齿轮25同轴安装的偏心轮26，偏心轮26连接有连杆27，连杆27连接有支杆28，支杆28与一传动轴21连接，该传动轴21与活塞19固定连接；连杆27和支杆28构成转动到平动的转换机构，连杆27通过支杆28驱动一端装有活塞19的传动轴21往复运动。
[0052]所述活塞往复运动段的缸体壁上开有通孔C，通孔C处安装有最大输出压力调节机构38，最大输出压力调节机构38包括排气管29和调节阀30，在排气管29的管壁上沿轴向开有排气槽31，调节阀30与排气管29装配并可旋入或旋出排气管29，调节阀30在排气管29中移动过程中与排气槽31之间形成节流间隙，调节阀30可部分或全部堵塞排气槽31 ;所述排气管29通过通孔C与缸体内活塞运动段的腔体相连通。
[0053]所述血泵机构I带有加温装置6，所述加温装置6包括套装在血泵机构外壳7上的微波加热装置32以及对该微波加热装置32进行调节的微波功率调节装置33。
[0054]所述加温装置6加热温度的范围为37度?45度。
[0055]还包括控制系统5，该控制系统5包括微机46，以及与微机46电连接的血压监测模块39、流量监测模块40、最大输出压力监测模块41、呼吸监测模块42、温度监测模块43、微波功率控制模块44、显示装置45 ;
所述最大输出压力监测模块41与调节阀30电连接；
所述温度监测模块43包括安装在血泵机构上的温度传感器；
所述微波功率控制模块44与微波功率调节装置43电连接；
所述微机46与驱动电机4及调节阀30电连接；
还包括为上述各模块、微机46、驱动电机4提供动力的电源。
[0056]微机46通过调节驱动电机4的转速来调节气泵活塞19的往复运动速度，实现血液泵送装置35的流量调节。驱动电机4的转速信号经微机46处理，折算成对应的流量送显示装置45显示。流量按每分钟输出量显示，因为活塞19往复运动一次，血液泵送装置35的输出量是基本不变的，检测驱动电机4转速，也就可计算出每分钟的输出量。
[0057]呼吸监测模块42用来检测病人的每分钟呼吸次数，送微机46处理，作为输出量调节的重要参数，当病人呼吸频率高于系统设定的正常值时，可通过系统自动或手动加大血液输出量，反之，则减小血液输出量，呼吸频率也在显示装置45实时显示。
[0058]通过调节阀30调节活塞19在向内胆8输送气体时，释放的气体量，达到改变气泵输入内胆8中的气体量，进而调节内胆8中气体被压缩的程度，实现最大输出压力的调节。可见，血液泵送装置35的流量和最大输出压力是独立调节的，在调节最大输出压力时，对输出流量影响不大；在调节流量时，最大输出压力也基本不变。
[0059]血液泵送装置35的输出压力显示包括最大输出压力显示和动态血压显示二部分。最大输出压力根据调节阀30的旋入深度转换而来，旋入深度越大，排气槽31被堵塞越多，排气量越少，最大输出压力也就越大。检测调节阀30的旋入深度，经微机46处理，折算成压力后送显示装置45显示。动态血压由血压监测模块39检测，经微机46处理后送显示装置45显示。
[0060]温度检测是指流经血泵机构I的血液温度检测，此信息输送到微机46，当温度低于设定值时，微机46发出增加加热功率的指令给微波功率调节装置33，当温度高于设定值时，微机46发送减小功率的指令。
[0061]整个系统具有人机对话功能，可通过人机对话，向微机46发送血液温度、流量、最大输出压力等设定值，根据血液泵送装置35的不同用途和不同病情的病人对设定值进行调整。
[0062]为了保证整个血液泵送装置35的流量、最大输出压力、温度能长时间稳定在医生设定的合理值的一定范围内，不因电源电压波动等其他原因导致血液泵送装置的输出量、血压和温度的大幅波动。气泵2的电源为可控直流电源，控制系统5的电源为稳定的直流电源，分别为驱动电机4和控制系统5提供能源。
[0063]如图9是应用本发明的血液泵送装置35杀灭血液中癌细胞时的系统构成图，由血液泵送装置35、植入病人血管中的抽血管34和植入病人另一血管的输血管36构成，血液泵送装置35运转后，血液经抽血管34进入血泵机构I加温后通过输血管36送回病人体内。血液的设定温度通过血液泵送装置35的人机对话输入至控制系统5，温度的监测和调控由控制系统5实现。血液的温度设定值在43度左右，然后通过对血液细胞的镜检，观察癌细胞消除情况，适当调整温度设定值，但血液在泵内的实际温度最高不能达到45度，最低不低于42度。血液的泵送以V-V转流方式为佳。
[0064]如图10所示，本发明的血液泵送装置35用于 通过血液加热使病灶部位局部组织升温，杀灭癌细胞的系统结构图，由血液泵送装置35、氧合器37、植入病人血管中的抽血管34和植入病人另一血管的输血管36构成，血液泵送装置35运转后，血液经植入病人血管中的抽血管34进入氧合器37，排除二氧化碳并氧合后，再流经血泵机构I，经血泵机构I加温、加压后通过植入病人另一血管的输血管36输送回病人体内。同样，血液的设定温度通过人机对话输入至控制系统5，血液温度的监测和调控由控制系统5实现，同时，根据病灶组织的实际温度，适当调整血液泵的温度设定值，以满足血液在的血液泵送装置35内的实际温度和病灶部位的温度都必须保证最高不达到45度，最低不低于42度的要求。抽血管34和输血管36植入人体血管时，可以是V-A转流，也可是V-V转流，视病灶所在部位的供血情况决定。情况允许时，首选V-A转流，可改善病灶部位组织的供氧情况，避免组织营养不足的情况出现，并可相对延长每次加温维持时间。
[0065]所述血液泵送装置35制造较为简单，只要提高与血液接触面的光洁度，减少血液在器件表面的粘附，选择对血液不排斥、不过敏的材料，如膨体聚四氟乙烯(英文缩写ePTFE)制作与血液有接触的部件，辅以表面肝素化处理，血泵机构I对血液的不良作用将进一步减小，由于血泵机构I的实际输出血压与病人血压可以自动适应，血液输出量可以方便、简捷的调节，且必要时可对泵中流动的血液进行加温处理，不但可以作为ECOM系统的血液泵，而且可望成为杀灭癌细胞治疗癌症的重要装置，因此，所述装置完全可望成为一种新的工业产品，服务医疗事业。
【主权项】
1.一种血液泵送装置，其特征在于:包括血泵机构(1)，所述血泵机构(I)包括内设空腔的外壳(7)，外壳上设有与空腔相连通的进气口( 20)，空腔内设有带进气孔的弹性内胆(8)，内胆进气孔固定于外壳进气口(20)处； 外壳(7)上与进气口(20)相对的另一侧并排设有与外壳(7)内部空腔连通的血液输入管(10)和血液输出管(12)； 在血液输入管(10)与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳(7)内部空腔的输入单向阀(9);在血液输出管(12)与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳(7)内空腔单向流出的输出单向阀(11); 所述外壳上带有进气口(20)的那一侧设有向内胆(8)中充入或抽出气体的气泵(2)。2.根据权利要求1所述的血液泵送装置，其特征在于:所述气泵(2)包括缸体(18)，活塞(19 )和驱动活塞(19 )往复运动的驱动传动机构(3 ); 缸体(18)前端完全敞开，缸体(18)前端与血泵机构外壳带有进气口(20)的那一侧固定密封连接，血泵机构外壳带有进气口的那一侧将敞开的缸体内腔封堵，形成活塞(19)的运动腔体； 活塞(19)沿缸体(18)的A、B两端做往复运动，通过进气口(20)向内胆(8)中充入或抽出气体。3.根据权利要求2所述的血液泵送装置，其特征在于:所述驱动传动机构(3)包括驱动电机(4)、与驱动电机(4)输出轴连接的由第一齿轮(22)、第二齿轮(23)、第三齿轮(24)、第四齿轮(25)构成的减速机构、与第四齿轮(25)同轴安装的偏心轮(26)，偏心轮(26)连接有连杆(27 )，连杆(27 )连接有支杆(28 )，支杆(28 )与一传动轴(21)连接，该传动轴(21)与活塞(19)固定连接； 连杆(27 )和支杆(28 )构成转动到平动的转换机构，连杆(27 )通过支杆(28 )驱动一端装有活塞(19)的传动轴(21)往复运动。4.根据权利要求2所述的血液泵送装置，其特征在于:所述活塞往复运动段的缸体壁上开有通孔C，通孔C处安装有最大输出压力调节机构(38 )，最大输出压力调节机构(38 )包括排气管(29 )和调节阀(30 )，在排气管(29 )的管壁上沿轴向开有排气槽(31)，调节阀(30 )与排气管(29)装配并可旋入或旋出排气管(29)，调节阀(30)在排气管(29)中移动过程中与排气槽(31)之间形成节流间隙，调节阀(30)可部分或全部堵塞排气槽(31); 所述排气管(29)通过通孔C与缸体内活塞运动段的腔体相连通。5.根据权利要求1?4任一项所述的血液泵送装置，其特征在于:所述血泵机构(I)带有加温装置(6 )，所述加温装置(6 )包括套装在血泵机构外壳(7 )上的微波加热装置(32 )以及对该微波加热装置(32)进行调节的微波功率调节装置(33)。6.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:所述加温装置(6)加热温度的范围为37度?45度。7.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:所述内胆(8)形状与外壳(7)内空腔的形状相同，且内胆(8 )内气体充盈时可布满整个空腔。8.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:所述输入单向阀(9)和输出单向阀(11)结构相同，包括在外壳(7)内空腔与血液输入管(10)之间以及空腔与血液输出管(12)之间的外壳空腔壁(17)上分别开设的多个通孔D (47)及中心孔； 还包括韧性片(15)和弹性定位带(16)，韧性片(15)覆盖住所有通孔D (47)，弹性定位带(16 )穿过中心孔以及韧性片的中心，将韧性片(15 )中心部分固定在外壳空腔壁(17 )上，韧性片(15)上除中心部分以外的其它区域可弹性翘起。9.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:内胆(8)的进气孔端通过内胆压板(14)和螺钉(13)固定在外壳(7)的进气口(20)处。10.根据权利要求5所述的血液泵送装置，其特征在于:还包括控制系统(5)，该控制系统(5)包括微机(46)，以及与微机(46)电连接的血压监测模块(39)、流量监测模块(40)、最大输出压力监测模块(41 )、呼吸监测模块(42 )、温度监测模块(43 )、微波功率控制模块(44)、显示装置(45)； 所述最大输出压力监测模块(41)与调节阀(30)电连接； 所述温度监测模块(43)包括安装在血泵机构上的温度传感器； 所述微波功率控制模块(44)与微波功率调节装置(43)电连接； 所述微机(46)与驱动电机(4)及调节阀(30)电连接； 还包括为上述各模块、微机(46 )、驱动电机(4 )提供动力的电源。
【专利摘要】本发明公开了一种血液泵送装置，包括血泵机构，血泵机构包括内设空腔的外壳，外壳上设有与空腔相连通的进气口，空腔内设有带进气孔的弹性内胆，内胆进气孔固定于外壳进气口处；外壳上与进气口相对的另一侧并排设有与外壳内部空腔连通的血液输入管和血液输出管；在血液输入管与外壳内的空腔之间设有可使血液单向流入外壳内部空腔的输入单向阀；在血液输出管与外壳内的空腔之间设有可使血液从外壳内空腔单向流出的输出单向阀；外壳上带有进气口的那一侧设有向内胆中充入或抽出气体的气泵。该装置具有对血液细胞的机械损伤小，最大输出压力和血量可以独立调节，可使血液适当升温减少凝血产生，可杀灭血液中癌细胞的优点。
【IPC分类】A61M1/10
【公开号】CN104906643
【申请号】CN201510298054
【发明人】罗良才
【申请人】湖南人文科技学院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日
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