[发明专利]用于氧合器性能评估的系统和方法

说明书

用于监测体外回路系统中的氧合器性能等的系统和方法。更具体地，本公开涉及包括控制器的系统和方法，该控制器被编程为根据入口压力测量、出口压力测量和血液流速测量来确定氧合器装置流动阻抗。该系统和方法可以包括通信设备，该通信设备从控制器接收信号以传送与氧合器装置性能有关的信息。

相关申请(多个)交叉引用

本申请要求2016年11月8日提交的美国临时专利申请序列No.62/418,832的权益和优先权，该专利申请的公开内容通过引用以其整体并入于此。

背景技术

本公开涉及体外回路(extracorporeal circuit)中的氧合血液。更具体地，本公开涉及用于评估在体外回路中操作的氧合器的性能的系统和方法。

在心肺转流(cardiopulmonary bypass)期间通常使用体外回路来从患者的循环系统的静脉部分(经由静脉插管)抽取血液并将血液返回到动脉部分(经由动脉插管)。体外回路通常包括静脉引流管线、静脉血液储器、血泵、氧合器、热交换器、一个或多个过滤器、以及血液输送管、端口和将各部件进行互连的连接件。通常，氧合器和热交换器组合成单个设备。

血液氧合器是体外回路的一次性部件，并且用于给血液充氧。一般而言，氧合器部分地或完全地接管患者肺部的正常气体交换功能。氧合器通常采用由数千个微孔的或半透性的中空纤维组成的微孔膜或束。血流被引导围绕中空纤维的外表面。同时，富氧气体混合物通过纤维内腔。由于来自患者的血液中相对高的二氧化碳浓度，因此二氧化碳从血液中转移、扩散穿过微孔纤维并进入通过的氧合气体流。与此同时，氧气从氧合气体中转移、扩散穿过纤维并进入血液中。由此提高了血液的氧含量，并且降低了二氧化碳含量。在血液已经在氧合器束的纤维周围流动之后，它必须经由血液出口端口被引导到氧合器壳体外部。

体外回路的最常见故障模式之一是氧合器阻塞的时候。通常在患者肝素化最小的情况下进行体外生命支持实例。这可导致血栓形成，如果肝素水平降到将控制血栓形成的水平以下的话。还可由于颗粒物质或其他机械问题而发生氧合器的堵塞或阻塞。

鉴于以上的情况，需要改进的系统和方法，以便容易并可靠地检测氧合器性能损伤。

发明内容

根据本公开的原理的一些方面涉及用于检测体外回路系统等中的有害的氧合器装置堵塞或阻抗的系统和方法。一个示例氧合器装置建立从血液入口端口、通过氧合器纤维束并且到血液出口端口的血液流动路径。在使用氧合器装置期间，因为氧合器纤维束可能变得阻塞，因此减少血液流动通过氧合器并损害其性能(即，氧合器给足够量的血液充氧的能力)。本公开的各方面提供了用于测量和监测氧合器装置阻抗的系统和方法，以标识在氧合器装置中的血栓形成或其他阻塞的进展。

一个示例系统包括氧合器装置，该氧合器装置具有用于生成入口压力测量的第一传感器、用于生成出口压力测量的第二传感器和用于生成血液流速(flow rate)测量的第三传感器。将入口压力测量、出口压力测量和血液流速测量用于计算流动阻抗，并且本文公开的系统传送与流动阻抗相关的信息。

监测氧合器装置性能的一种方法开始于将氧合器装置的血液入口和出口端口流体连接到体外回路中。来自患者的血液被递送到血液入口端口并在通过氧合器纤维束时被氧合。由控制器根据测得的压差除以血液流速来计算血流阻抗。在一些实施例中，建立基线阻抗。来自患者的血液连续通过氧合器装置，并且反复地监测阻抗测量以确定操作阻抗。在基线阻抗和操作阻抗之间的差异超过预定阈值的情况下，经由通信设备将警报传送给护理人员或临床医生，以通知护理人员氧合器装置性能受损到应该更换氧合器装置的程度或者应该重新考虑肝素剂量的程度。在一些公开的系统和方法中，由灌注回路中使用的独立氧合器装置提供控制器和通信设备，并且在其他实施例中，系统和方法提供与提供给用户的氧合器装置分开的控制器和通信设备。利用所公开的方法，氧合器装置损伤确定相对容易，并且可以由具有很少训练或经验的人监测氧合器装置性能。

附图说明