[发明专利]离体器官高精度恒温灌注仪

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其是一种离体器官高精度恒温灌注仪。

背景技术

随着外科技术的进步和新型免疫抑制剂的问世，器官移植作为唯一有效的治疗终末期器官疾病的方法获得了大力发展，从整体上来看，维持器官保存期间移植物的活力，是器官移植成功的前提条件和根本保障，器官保存为器官移植做出了重大的贡献。虽然一些新的器官保存技术如机械持续灌注保存、常温保存已开始应用于临床，但单纯低温保存仍是当前各大器官移植中心的首选。

虽然器官移植手术的出现为彻底治愈终末期疾病患者提供可能，但是器官短缺逐渐成为限制该技术进一步推广的主要因素，而其在运送保存过程中活体的死亡又加剧了这一短缺，虽然心脏死亡后器官捐献的出现极大缓解了移植器官的供需矛盾，但离体器官保存过程中的高死亡率和能量消耗已成为限制条件之一，而且随着对供体需求的增加，大量老年供体和边缘供体被用于临床，这对器官保存方式提出了更高的要求。

离体器官灌注保存仪器能够综合考虑器官多个重要生理参数，维持温度、pH值、血液浓度以及能量指数等相对恒定，并能实时完成生理参数信息的采集检测、分析处理和过程控制，其对目前医学领域有不可估量的意义。一方面，持续溶液灌注有助于提高受者术后生存率，增加移植物在保存期间的氧气供应，同时加强能量物质的补充可以改善移植物复灌后的能量代谢，减少脂质过氧化物的蓄积，降低氧化应激损伤，有助于改善术后器官功能。另一方面，传统的低温保存(冰水混合液)对离体器官具有一定破坏性，而静态保存的养分消耗也易使器官失活，故如何实现高精度恒温控制是目前离体器官灌注保存仪器所面临的迫切问题之一。

发明内容

发明目的：一个目的是提供一种离体器官高精度恒温灌注仪，以解决现有技术存在的上述问题，提高温度控制精度，以延长离体器官的活性寿命。

技术方案：一种离体器官高精度恒温灌注仪，包括：器官溶液灌注模块、状态监控模块和GPS定位模块，其中，

所述器官溶液灌注模块包括控制单元，依序连通的新液存储箱、人造肺过滤容器、第一蠕动泵、器官容置箱、pH计容器、第二蠕动泵和已用液存储箱，以及与所述控制单元电连接的温度传感器采集模块、超声测量模块、显示输出模块和步进电机；所述步进电机与第一蠕动泵和第二蠕动泵传动连接，所述温度传感器采集模块设置于器官容置箱中，所述超声测量模块用于测量导液管内的溶液流速；

所述状态监控模块包括与所述控制单元电连接的水压传感器、pH计、压缩机和压缩机驱动模块，所述水压传感器和pH计的信号通过A/D转换器转换后送入所述控制单元；所述GPS定位模块包括GPS天线和FPGA模块，所述FPGA模块与所述控制单元电连接。

在进一步的实施例中，器官灌注模块控制灌注速度的过程如下：

步骤1A、利用温度传感器采集模块的温度值来补偿声速，声速补偿公式如下，其中c为超声波在溶液介质中的传播速度，T为溶液温度：

c＝1449.2+4.632T-0.054T²

步骤1B、结合声速补偿，利用超声测量法测溶液流速与流量，并由监视器显示，其中超声测量法所测液体流速公式为：

其中，υ为测得溶液流速，L为超声波发送接收机的连线距离，θ为发送接收机连线与导液管的锐夹角，c为超声波在溶液介质中的传播速度，Δt为逆流时间与顺流时间之差；

步骤1C、控制单元根据流量控制步进电机转速，带动第一、第二双蠕动泵工作，通过设置寄存器调制值与定时器比较，产生与设定值一致的脉冲宽度调制信号，转速公式如下：

ω＝θ_N×f

其中，θ_N为步进电机单脉冲转向角，f为步进脉冲频率，第一、第二双蠕动泵的步进电机同步工作，共同实现溶液灌注过程。

在进一步的实施例中，状态监控模块监测控制灌注仪的过程如下：

步骤2A，按照预定时间利用A/D转换器将水压传感器和pH计采集的模拟信号转换为数字信号，保存；读取温度数据，保存；

步骤2B，通过触摸屏接收控制信息；

步骤2C，通过PWM控制器控制压缩机输出功率，控制直流压缩机的频率变化，从而精确调节制冷量或制热量。

在进一步的实施例中，所述GPS定位的过程如下：

步骤3A，由外部中断得到时间观测量和导航电文，并将两者拼接；