可移动的心肺机 【发明领域】
本发明涉及一种用于维持血液循环的可移动的心肺机。
背景技术
为了维持人体的循环，通过具有插管的心肺机将缺氧静脉血从人体中移除并通过血泵将其输送到充氧器以避免或消除在手术中由于意外事故或器官衰竭而出现循环骤停或灌注不足的情况。在执行人工肺功能的充氧器中，补给血液氧气并去除二氧化碳。随后，在动脉过滤器中清洁过后，富氧的动脉血通过插管被反馈回人体的循环。这种类型的心肺机在医院中用于固定应用。
DE 43 43 334 AL披露了一种用于移动式应用的普通心肺机。所述心肺机具有支撑结构，在其前面和背面装有手提把手，具有桥状结构并具有向下突出的固定支腿。为了安装心肺机的所有部件，提供了相应的紧固装置。然而，在这种心肺机的情况中，就其功能而言较为重要的元件被布置得可自由出入，因此不能免于受损，这将削弱其使用期间的耐用性。另外，必须总是由两个人携带所述心肺机。
DE 197 02 098 A1还披露了装有一组管子的可移动的心肺机。该心肺机包括用于将血液输送到动脉的回路、用于从静脉中移除血液的第二回路、静脉贮血器、充氧器、最好设计成滚子泵的血泵，以及连接在泵的驱动侧上的采用氧浓缩器形式的氧分配器。此外，所述心肺机具有用于氧浓缩器的泵的输送速率的控制器以及用于分散地能量供应和/或用于电能储存的连接器。尽管该心肺机也特别打算用于移动式应用，但是鉴于其尺寸和重量所述心肺机通常无法由一个人控制。
由于救护车中的有限空间，事实上不可能在准备手术状态下在紧急出动时带着所述心肺机一起去。在紧急出动时所要求的匆忙、特别是在患者患有心肺功能衰竭的情况下，就出现这样的缺点，即，在使用之前需要预先架起所述心肺机。另外，在每次使用过后，在再次使用之前，必须重新架起并在复杂的程序中清洗前述心肺机。因此，立即再使用是不可能的。
DE 199 05 937披露了一种心肺机，其中以两个分离模块的方式布置一方面血液循环的元件以及另一方面驱动和自动控制元件。
【发明内容】
因此本发明的目的是提供一种适合于移动式使用的心肺机(在下文中缩写为“HLM”)。具体地，本发明的一个目的是提供一种可由一个人携带和操纵的HLM。另一个目的是以这种方式构成所述HLM，即，可容易地更换各个元件，因此在使用之后可方便快速地准备下一次使用的HLM。
通过权利要求1的主题可实现上述目的。在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。
模块式结构确保了HLM的方便快速的拆卸和重新装配。
最好将HLM细分为3个功能单元(模块)。
其中可埋入的与血液相接触的元件诸如储存器(4)、泵压头(5)、装有热交换器(7)或动脉过滤器(8)的充氧器(6)的功能单元被称作患者模块(1)(在下文中缩写为“PM”)。
其中可埋入的装有机械手动曲柄(10)的泵驱动机构(9)、基本传感器部分(11)、后备蓄电池(12)的功能单元被称作自动控制模块(2)(在下文中缩写为“SM”)。
包括操作表面(13)(例如触摸屏)、计算机(14)例如小型PC、以及主电源(15)的基本单元被称作基本模块(3)(在下文中缩写为“BM”)。
本发明中的术语“模块”是指其中将各个部分稳固地固定到一个支架上的一个单元，在最简单的示例中所述支架可为基架。然而，优选的支架是打开或关闭的外壳。尽管所述单元的单个部分被稳固地固定到支架上和/或连接在一起，但是接头是可解开的。所述接头最好是插头联接。为了保护元件不受机械损伤，最好所有的元件都布置在外壳中。也可将不是那么敏感的部分布置于外壳的外部。只要单个模块本身或组合形式的两或三个模块可由一个人携带，模块的结构是不受限制的。因此，所述模块应该是简洁的并且可以不用笨重的方式构成。为了可由一个人携带，HLM的尺寸最好近似地相当于执行箱的尺寸，并且其重量最好不超过20kg。
本发明所涉及的HLM的目的在于维持和/或取代心肺功能。这样一种心肺机通常包括：患者血液的静脉输送、用于平衡容积的储存器、用于积极地支持血液循环的血泵、用于补给血液氧气并去除二氧化碳的充氧器、用于调节(加热或冷却)血液温度的热交换器、用于过滤血液的具有旁路的动脉过滤器、用于连接内循环的阀以及用于将血液返回到患者的动脉管。为了使所述心肺机充满血液代用品并且在将成套系统连接于患者的循环(起动)之前为了排空所述成套系统，需要内部旁路。为了将血液代用品的容积保持得尽可能地小，内体积应该是小的。将血液循环元件整体组合在外壳中或将它们模制在塑料外壳中也是实现该调整的一个可行方案。
为了在各个测点中或各个测点处组合或布置非常敏感的传感器，最好使得控制模块预安装有患者模块并且进行测试，以使得将来的使用者可得到插入式的结构元件，所述插入式的结构元件将被布置和固定于基本模块。包含血液循环元件诸如患者血液的静脉输送、储存器、血泵、充氧器、具有旁路的动脉过滤器以及阀的插入式结构元件与控制模块相分开并且在使用之后被抛弃。控制模块被送回到制造者那里回收利用。可通过数据线/数据端口读出储存在自动控制模块和基本模块中的患者的数据，并且出于患者建档或统计目的，也可使所述数据成为能从参与的医院可获取的形式。通过进行上述操作可确保所述架起的精确执行。更困难条件下的“现场架起”作为误差原因基本上被限制于HLM的充满和排空。
所有程序和操作的驱动和自动控制所必需的软件最好包含于基本模块的小PC中。基本操作数据由基本程序提供。通过操作表面(例如触摸屏)可执行可行的必需的改变。也可储存这些改变。
可移动的HLM还装有用作电源的蓄电池。由主蓄电池保证基本模块中的主要能量。控制模块装有后备蓄电池，所述后备蓄电池可维持有限时间内的急症手术。
本发明的另一个优点在于，在由基本模块基本设定之后，控制模块也可与患者模块一起自支持充分地操作，即，在没有基本模块的情况下，通过外部电源，例如车用蓄电池操作。不可对控制参数进行进一步的改变或调整，然而，所使用的数量不再取决于基本模块的数量。
为了划分与其他现有技术文献例如DE 199 05 937 C1的界限，本发明是这样一种HLM，即，可容易地由一个人携带，并且由各种插座构成，所述插座装有：血液循环元件；自动控制元件；和用于测量例如血液温度、血压、氧饱和度、容积流量、内压力的传感器；以及基本电源和软件。
用相应的天线和传感器等等测量：动脉入口处、动脉出口处以及充氧器处的温度；动脉入口处、动脉出口处以及泵和充氧器之间的压力；氧气补充物的压力；静脉入口和动脉出口处的氧饱和度；静脉入口和静脉出口处气泡的检测以及动脉出口处血流量的测量。
在制造者的工厂处可将单个模块安装并布置于外壳中，这可保护所有的元件不受外部机械损伤。
患者模块内部中的血液引导不受DE 197 02 098 A1中所披露的预转换管的影响但是受预成型血液引导系统的影响。所述血液引导的优点在于，更低的血液机械应变、更好的血液动力以及更低切变速率的出现。
可由一个人携带和操纵的HLM既可在紧急出动时直接在现场使用也可在医院或在心脏病实践中使用。纯粹的医院中的住院病人使用也是可能的。
与控制模块之间的连接最好是功能性的，电力的和机械的都可以。这些电连接可为自动控制模块提供完全的传感器部分并可提供阀的触发。机械连接提供从自动控制模块中的泵传动到患者模块中的泵压头的电力传输。
在SM出故障的情况下，使用者具有通过利用手动曲柄人工地操作而维持HLM基本功能的能力。自动控制模块最好包括显示出以下部件的外壳：用于完全电子测量装配和自动控制逻辑的装置、泵驱动、用于调节内部旁路的阀、过渡的电源、用于紧急操作的操作单元、用于外部传感器(温度、压力和氧饱和度、容积流量测量)的触点、与PM的连接、与BM的连接、用于在一个BM与另一个BM之间传输信息的存储介质。
可将SM整体结合在PM中并在工厂中与之结合在一起。同步地执行功能测试和随后的定标。所有的模块作为一个单元分配给使用者。在使用之后使用者可拆开PM和SM。可将SM送回到制造者那里以便于在适当地检查之后回收利用。
基本模块最好包括具有小PC、装有操作表面例如触摸屏的LCD显示器、主电源、负荷装置以及与SM之间连接的外壳。
BM的目标在于，提供必需的能量、控制和监控充电、完全系统的容错和简明操作、记录所有的相关操作数据、使用者行为的文件编制以及与外部数据处理装置的连接以便于传输所记录的信息。
BM和SM之间的电连接可为例如四极的，并用于传输能量和信息。
使用者可一直保持BM，并且使用者在使用之前可将所述BM与由SM和PM构成的单元相连接。
已知心肺机的最大优点在于，可一次又一次地使控制模块返回到制造者那里，因此可非常频繁地进行与控制有关的元件的控制，从而可容易地进行可转换到所有应用的软件更新，并且在工厂里可一次又一次地重新检查、调节、修改和校准敏感传感器。
当安装独立的系统元件时最复杂的操作是PM与SM之间的连接。由于该项操作只能由制造者进行，因此使用者解脱了。最主要的是，因此消除了在紧急出动情况中可能出现的误差原因。如上所述的，在离开工厂之前，可一起测试和校准PM与SM。为此获得了标准传感器信息的最高精确度，并且排除了由于使用者不适当地连接PM与SM之间的四极电力和机械连接所造成的操作不当的情况。
由于可在工厂里进行可导致最大操作不当的最复杂的连接，因此其结构可更简单，并且例如装有专用装置。这可导致研发方面和随后制造方面的相应节约。
由于BM与SM之间的连接只是为信息和能量传输所需，因此可在BM的软件更新之后，与第一代现有的BM一起使用本发明所涉及的HLM的下一代产品。为此使用者可确保BM中的其研究也可用于将来。
例如在供应厂商出现泵压头的输送问题的情况中该优点将变得更为清楚。如果出现这种情况的话，可在将患者模块与新的泵压头相连接之前通过相应的修改来修正和检查SM。
必须定期检查和校准SM的所有元件。在这种观念中，由于使用者只是保持通常不包括安全相关元件的BM，这些检查间隔的遵守是不适用的。
在适当的医疗当局会诊之后，可通过外部能源(例如车用蓄电池)执行在BM故障情况中所使用的应急处理程序。这些外部能源不是理想的，并且必须放弃详细操作数据的记录。然而，对于系统的全部故障来说，这是高级备选项目。
在事故操作或多重应急事件中最好可使用若干个HLM系统。现场BM的数量限制了应用情况的数量。用本发明所涉及的HLM可调节所述系统并影响BM的启动，之后将BM与SM断开并进一步使用具有外部能源的SM和PM。然后BM可适用于治疗另一个患者。因此，只有SM/PM单元的数量将限制所要治疗的患者数量。
名称目录
1.患者模块
2.控制模块
3.基本模块
4.储存器
5.泵压头
6.充氧器
7.热交换器
8.动脉过滤器
9.泵驱动
10.手动曲柄
11.电子测量装置和控制逻辑
12.后备蓄电池
13.触摸屏
14.计算机
15.主电源