第一节 驱动泵
目前应用在ECMO的血泵以离心泵为主。
1.离心泵设计原理
在密闭圆形容器(泵头)的圆心和圆周部各开一个孔,当其内圆锥部高速转动时,圆心中央部为负压,可将血液吸入,而圆周部为正压,可将血液甩出。
2.离心泵结构
由电机和泵头组成。电机具有体积小、重量轻、噪声小、磨损小等优点。早期的泵头为涡流剪切力式,分层塔状锥体形设计,利用液体剪切应力使其产生流动。为了增加液体运动,减弱转速,减少产热,中期的离心泵头内设计有转子叶片,泵效率高,目前新型离心泵头平滑,预充体积小,为了减少长期使用会产生血栓的缺点,甚至设计为没有中轴的磁悬浮结构,离心泵结构示意图见图5-1。离心泵的转子与电机用导线连接,增加了活动性,可进行远距离操作。泵头内采用了涂层技术,生物兼容性好,可不用或少用肝素,更增加了离心泵的安全性。
要求操作简便、调节精确、观察全面。所有的离心泵均采用计算机控制技术以达到上述要求,可对自身状态进行检测,一旦出现问题,及时报警并出现提示信息以利调整。为了预防意外断电,离心泵还备有内部电池,在断电时能在5.0L/min流量下工作近30分钟。为了使灌注更接近生理,靠微处理器控制电机高速和低速交替运转而使血流形成脉冲进行搏动灌注。离心泵通常配有一个流量传感器,分为电磁传感和超声多普勒两种类型。电磁流量传感器精确度高,干扰因素小,但需要特制的一次性无菌探头;超声多普勒传感器不需要探头,可反复使用。
虽然离心泵安全性较高,但由于离心泵非阻闭的特点,体循环阻力或血压上升、动脉插管扭折、患者翻转时压迫胸腔都会导致泵输出量明显降低。同时,容量血管扩张、全身循环阻力降低、低血容量、静脉回流管路扭折也会因引流量减少而导致泵输出量降低。此外,有报道在低流量(0.3L/min)时,使用离心泵比滚压泵溶血指标显著升高,这是由离心泵的高转速和产生的热量造成的。
现在的离心泵的控制系统体积小、重量轻、移动性强、集成度高,能实时进行流量、压力、温度、气泡、红细胞容积和血氧饱和度等的监测(图5-2)。