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ECMO流路系統(tǒng)中的3個常見問題及迅音外夾式超聲波流量傳感器的作用

來源:上海迅音科技有限公司   2024年04月07日 15:32  

在ECMO(體外膜肺氧合)設備的運行中,管路血液的正常輸送是重要前提。如果有異常情況發(fā)生,或許會導致災難性的后果。因此,對于ECMO管路中血液的流速變動的準確監(jiān)測,是ECMO器械設計者需要重點關注的問題。

 

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以下為ECMO管路中的3個常見的流路相關問題及在應對這些問題時,迅音外夾式超聲波流量傳感器/超聲波流量計可發(fā)揮的作用:

 

1.泵故障

所謂泵故障,即驅(qū)動控制臺或泵頭無法驅(qū)動離心泵產(chǎn)生正向回路血流。此時ECMO/體外膜肺氧合支持會中斷。

 

泵故障的潛在后果:

VA ECMO:如果循環(huán)主要由 ECMO 流量支持,很可能導致血液動力崩潰和逆行回路流量。 如果患者自身仍有一定的心臟功能,就會出現(xiàn)不同程度的低血壓和心源性休克。

VV ECMO:如果患者高度依賴 ECMO 血流,可能會在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生嚴重缺氧和心臟驟停

 

泵故障有多種類型:

電池故障(并且沒有連接交流電源),電機故障(控制臺或泵頭)、泵頭脫離或爆發(fā)性血栓形成。部分泵故障的發(fā)生相對突然且很難預測,例如來自電源的故障。但也存在相對可防可控的故障,例如由于血栓被卡在泵頭而導致的泵頭故障。在這類故障造成嚴重后果之前,通常存在一定的早期跡象,例如泵頭噪音、溶血、振動、血流量下降。

 

泵頭噪音和溶血的發(fā)現(xiàn)需要依靠醫(yī)護工作人員的人力投入,如保持對磨損刮擦類機械噪音的警覺,用手電筒光照檢查管路系統(tǒng)中的血栓;但考慮到醫(yī)護人員需要時常面對具有挑戰(zhàn)的工作環(huán)境及工作強度,ECMO/體外膜肺氧合機器研發(fā)時需要針對這些跡象設計相對更加全面的智能預警功能。在監(jiān)測血流量變動時,準確、可靠的超聲波流量傳感器/超聲波流量計是ECMO預警智能化、自動化的重要組件。

 

迅音科技的外夾式超聲波流量傳感器/超聲波流量計精度可達3%,可以精準監(jiān)控ECMO管路中血液流量的各類微小變化,便于ECMO系統(tǒng)在更為嚴重的問題發(fā)生之前便見微知著,防患于未然。

 

 

2. 流速過低

在ECMO/體外膜肺氧合系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程中,血液流速必須高于某個特定數(shù)值,否則容易造成低灌注壓、靶器官低灌注、低血氧癥、高碳血酸癥、休克惡化等后果。體外生命支持組織(ELSO)2017年的指導文件表明,為了維持充足的氧氣供應及有效去除二氧化碳,一個用于成人的ECMO流路系統(tǒng)的流速通常應保持在4-6升/分鐘。美國國家生物技術信息中心(NCBI) 2016年發(fā)表的臨床經(jīng)驗指出,血流流速必須始終高于在2升/分的水平,若低于此速度,有返流生成的風險,并會因此產(chǎn)生低效的 ECMO 運行;血液流速過低時,醫(yī)護人員需要立刻排查原因,例如患者是否已經(jīng)移動身體并導致了部分管路的扭結、又如患者身上是否發(fā)生了出血、滲血等情況。

 

如何實現(xiàn)ECMO系統(tǒng)的流量要求?

ECMO研發(fā)者無需進行額外的開發(fā)工作,可以直接使用迅音科技的傳感器/流量計的流量開關功能來滿足ECMO系統(tǒng)流速要求。流量開關功能允許開發(fā)者設置一個流量值,當管路中血液的流速低于設定值時,系統(tǒng)將發(fā)出自動警報。

 

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3. 返流

當ECMO系統(tǒng)中的血液流速小于2升/分鐘時,返流產(chǎn)生的風險急劇增大。迅音科技的超聲波流量傳感器/流量計具有雙向測量功能,可鑒別來自正、反兩個方向的液體流動。當檢測到來自相反方向的液體時,系統(tǒng)中的流速顯示會被以“—”標識。

 

 

迅音超聲波流量傳感器/超聲波流量計的其他特點:

 

  1. 外夾式設計,避免內(nèi)置探頭對于血細胞的剪切應力

  2. 傳感器的測量原理為超聲波時差法,適合以血液、水等液體為介質(zhì)的流量測量。

  3. 具有RS485標準輸出模式,便于整合入ECMO系統(tǒng)中。

  4. 傳感器尺寸多樣,標準型號傳感器適合外徑1/4英寸到3/4英寸(6.4mm-19.1mm)不等的軟管。

  5. 體積小巧,傳感器的所有電路和零部件均集成在傳感器殼體內(nèi)部,無需外部計算處理系統(tǒng)。下圖中的傳感器樣品為CG 038。CG 038適合外徑3/8英寸的軟管,長寬高為:60mm x 39mm x 34.3mm,重量約為120克。

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下圖為5個不同尺寸的CG系列外夾式超聲波流量傳感器/超聲波流量計所夾持的管路大小對比圖。

 

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除了ECMO/體外膜肺氧合系統(tǒng),迅音科技的外夾式超聲波流量傳感器/流量計亦可以用在多種醫(yī)療器械中,例如血液透析機、人工心肺機、手術灌注系統(tǒng)系統(tǒng)等。

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