[发明专利]用于控制生物机械心室-主动脉匹配的设备

说明书

用于控制患者的生物机械心室‑主动脉匹配的设备旨在通过引入患者的动脉系统中的导管(2)将一定量的受控压力下的医用气体提供给气囊(1)或其他可充气式主动脉内装置。该设备包括：阻尼容器(20)，其容积大于气囊(1)的容积，适于在顺应性压力(Pc)下装载医用气体并放置成与气囊(1)直接流体连通。在整个治疗持续时间段内，阻尼袋(20)保持与气囊(1)直接流体连通。所述设备还包括：最大压力贮存器(10)，其能够以最大压力(Pm)用医用气体填充，从而又以顺应性压力填充阻尼袋(20)；在阻尼袋(20)中的顺应性压力检测部件(21)；介于阻尼袋与导管(2)之间的连接部件(25)，其配备有可操作式顺应性流动切断部件(26)；控制单元(50)。

技术领域

本发明涉及用于治疗心血管系统疾病的医疗装置领域。具体地说，本发明涉及用于在任一系统的弹性改变的条件下维持左心室和主动脉之间的血液流动的装置。

背景技术

通过心室的周期性收缩在来自心脏的大动脉(主动脉和肺动脉)中产生足够的血流，心室的周期性收缩为血液提供机械能，然后该机械能在小动脉级上消散。由于心室和动脉是具有弹性特征的结构，所以在多种病理条件下，它们之间的能量转移取决于其可以向上或向下改变的即时弹性的机械适应性，并且显著降低了系统的效率。在实践中，可能存在两种情况：1)正常心室，其不能将其能量转移至具有已增大的弹性(动脉粥样硬化、高血压、主动脉夹层形成)的动脉中；2)具有已降低的弹性(心力衰竭、急性心肌梗塞等)的心室，其不能将其能量转移到正常动脉中。这两种情况均导致人们试图用药理学辅助或机械支持干预来医治的血流减少和生理恶化疾病发病。

左心室功能受限的病例是在临床情况下更频繁发生的情况，为了解决这个问题，已经研发了主动脉反搏技术，该技术随着——最近和针对非常有限的病例和条件——心室辅助装置(VAD)的植入而广泛普及。

主动脉反搏是一种应用了三十多年的、基于对在主动脉弓下降段插入主动脉的气囊的强制充气和放气的有效性的技术。放气发生在心室血液喷出步骤(收缩)中，以促进血液转移到主动脉；充气发生在主动脉瓣关闭时的心室充盈步骤(舒张)中，以促进血液向周边的转移和冠状动脉灌注。该操作顺序必须以完全同步的方式进行，通常由心电图控制。气囊通过由股动脉途径插入的导管放入主动脉，并用氦气充气和放气。现代反搏器包括：与插入到主动脉的导管连接的气囊充气泵；装有医用氦气的气瓶，供给气囊的气体从该气瓶中取出；泵操作控制装置，包括患者的心脏脉搏检测器和计算机化的泵驱动单元以及由操作者控制的界面。

该反搏器的操作牵涉从气瓶中取出少量气体(通常为20-50mL)，气囊借助于与从患者身上检测到的心动周期同步的泵的周期性充气和后续放气。

反搏力图获得的血液动力学效果由收缩压的下降和所导致的心室功的减少、舒张压的增加和所导致冠脉灌注的改善、心输出量或多或少的显著增加而组成。

技术问题

在传统的主动脉反搏中，由于泵送步骤的技术复杂性和执行时间，不可能足够快地管理该过程。因为这个原因，对于每个充气周期，泵的启动时刻以及进入气囊的气体只能是“预测性”类型的。这意味着激活泵的每个命令都基于患者前一个心脏搏动的检测而不是当前的心脏搏动的检测：基于前一个搏动周期计算和控制所有的定时。由于患者的脉动时间的持续性并不总是得到保证，特别是对于处于循环性休克的急性期的患者，对于工作周期的或多或少的一致部分，甚至反搏装置的干预可能与心脏动作的相位不完全相同。这可以甚至实质上减少反搏操作的积极效果，并带来不足以满足患者临床需求的益处。

所描述的问题在经常不幸与反搏器的使用的临床状况相关联的复杂心律不齐的情况下加剧，直至不导致有利状况，而是导致明显不利的状况。弥补这些问题的企图越来越高效并且技术越来越复杂，但是这导致设备和装置(例如带有光纤导管的气囊)的成本不断增加。即使有这些限制和操作的复杂性，主动脉反搏器仍然是在心室收缩功能不足的状况下选择的临时机械支持。