输液器

人工关节
人工髋关节
人工膝关节
人工晶体
人工晶体植入示意图
普通人工晶体
折叠型人工晶体
微量泵(微量注射器)



用途：专用于静脉药物注射， 尤用于心血管疾病的治疗。 功能：药物放在专用针筒内， 推杆推动的速度可以预置， 另外，也可以设置注射流量， 或设置总注入量。 特点：流量小，精度非常高。
输液泵的液体推动装置


动力：电机。由一系列直流脉冲控制电机 转动，再通过一系列的机械传递和减速使 之变成推动液体前进的动力（挤压）。 推动装置：常见的有蠕动式和小盒式。
流量检测和输液流量控制

流量检测的目的就是为了独立于流量控制 机构测得实际的输液流量，从而提供反馈 控制信号，随时改变控制机构的状态，使 之实现对流量的精确控制。
光电液滴法：
液滴传感器


传感器主要是由光电三极 管和红外线发光二极管组 成。信号送入逻辑控制电 路，用于判断液滴的频率 和所设置的液滴的频率是 否相等。以此为根据来控 制电机的驱动脉冲的多少， 使得设定值和实际值相等。 利用微处理器来分析液滴 信号，以排除溅起的水珠 或其他原因造成的伪信号。
补偿血液循环功能:人工心脏、心脏辅助装置、人工心脏瓣膜、人工 血管和人工血液； 支持运动功能：人工关节、人工脊椎、人工骨、人工肌腰和假肢； 具有血液净化功能：人工肾、人工肝； 具有呼吸辅助功能：人工肺、人工气管和人工喉； 具有支持消化功能：人工食管、人工胆管和人工肠； 具有排尿辅助功能：人工膀胱、人工输尿管和人工尿道； 具有内分泌辅助功能：人工胰、人工胰岛细胞； 具有生殖辅助功能：人工子宫、人工输卵管、人工睾九、人工阴道 和阴茎假体； 具有神经传导功能辅助作用：心脏起搏器和膈起搏器； 具有感觉辅助功能：人工视觉、人工听觉、人工晶体、人工角膜和 人工鼻等。
膜式氧合器


氧气和血液直接接触会引起血液损伤，主要是因血浆蛋 白变性和血细胞损伤，这使灌注只能限于数小时。如用 了薄的半透膜将血相和气相分隔开，可使界面上的作用 力降低，从而使蛋白及有形成分的损伤减少到最低限度。 膜式氧合器与天然的肺相似，它使血液分流入许多衬膜 的薄膜腔，提供为快速气体交换所必需的高表面-容量比。 膜式氧合器可以是扁平片或间距很小的管子。但制造的 膜的材料至今不能达到天然肺那样的程度，且效能相当 低。如果在血膜中存在对流的混合湍流则其效能可望改 善。
滚动泵


心肺机有4~5个独立的血泵，静脉血藉助重力而 引流入泵-氧合器，然而有些手术需一个泵。一 个单独血泵亦可从左心室插管以吸引血液，另一 个泵可操纵抽吸导管，第四个泵为动脉血回流时 用，第五个泵可作为备用。 在泵-氧合器中，几乎均使用转子泵产生非搏动 性血流。由于滚动泵对血液产生切应力会造成溶 血，因此这种泵只限于使用几个小时内。
常用的控制参数
①泵率（血泵搏动频率）； ②泵输出量（血泵每分钟泵出的血量）和每 搏量（血泵搏动一次排出的血量）； ③血泵收缩相（S）和舒张相（D）所占的时 间比例（S/D）。 其它还有驱动压、心房压等。
人工心肺机
Heart-Lung Machine

心肺机包括几个泵、 一个氧合器、一个控 制血液温度的热变换 器、多个过障测试和报警

在现实的输液器中，所有系统的控制及鉴 定工作是否正常是由微处理器来进行的。 微处理器本身也会发生故障。这可以有一 个故障测试电路来检查：微处理器必须定 时给故障测试电路复位，以表示微处理器 工作正常。否则测试电路中的计时器将输 出脉冲使微处理器停止工作并报警。
输液泵的测试
Artificial Organs


人工器官是用来部分或全部替代病损的自 然器官，以补偿、替代或修复自然器官的 功能的器件或装置。 人工器官的发展动向是：“暂时代替”向 “长期”或“永久代替”发展；“体外应 用”向“体内植入”进展；“装饰性”向 “功能性”发展。
人工器官的种类




电机转速法：

用光电元件或霍尔元件测量电机的实际转 速作为反馈控制信号的。在小盒式输液器 中电机转速与实际输液量是直接相关连的。
报警系统


报警的项目： 当输液皮管系统没有安放在输液器的正确位置应该报 警，因为这是不可能给出合适的输液流量，即病人得 不到治疗。 当输液器已经输入了预定的液体后，输液器应报警告 诉医护人员作进一步处理。 当皮管堵塞或当皮管中有空气时对病人是危险的，这 时也应该报警。 一般输液器都能用电池驱动和工作，以适应不同的场 合使用，当电池将要耗尽时，应作出报警，以免使病 人受到危害。 在输液器报警时，机器应能自动停止输液。报警的方式 一般都包括红色信号灯闪烁和蜂鸣器鸣叫，即灯光报警 和声音报警。此外，还应有插座可以把报警装置接到护 士值班室内。
能量与驱动

能量转换机制和驱动结构有许多形式：



气体压缩机—电磁阀 螺线管—活塞 热发动机—活塞 电动机—叶轮 螺线管—推板 电动机—推板等。

前三者为气体或液体推动隔膜，而后两种则为推 板直接推动隔膜。
TAH
检测与控制

检测的参数包括来自人体的各种生理参数， 如心房压、心室压、主动脉压、中心静脉 压、动脉血流量、心电信号，以及来自人 工心脏系统内的各个工作参数。检测到的 信号，一方面送至控制单元作为输入，从 而形成闭环控制，另一方面经过处理，用 于显示、记录和发出报警信号。

氧合器有两种:

血-气直接接触式 膜式

气体交换效能取决于氧摄取与二氧化碳排 除的相对速率。该相对速率应该是达到生 理学平衡的，即氧的摄入比二氧化碳的排 除超过30%左右。
直接接触式氧合器



血-气直接接触氧合器是血膜型或鼓泡型结构，它们都使 血液大面积暴露于氧气之中，由氧和二氧化碳的交换决 定其分压。 血膜型氧合器中，静脉血在固定的表面上如线网或在转 动的表面上流动，如部分浸在血液中转动的碟片或圆柱 体。 鼓泡式氧合器中，氧气直接分散到圆柱体底部的静脉血 中，然后造成气泡聚结在储血器中。血液在注入体内前， 必须经过过滤器和去泡装置除尽残留的泡沫。可弃式氧 合器附有环氧树脂的静脉端变温器。变温器包饶于氧合 柱四周，以调节血温，并可减少气栓的发生。
血泵

血泵的功能相当于一个心室。泵室内有一隔膜或囊 状膜或推板将其分隔为二个腔，一个腔供血液充盈， 叫作血腔；另一个腔与驱动系统相通，称为传动腔。 血泵动作与天然心脏的收缩、舒张不同，它的外壳 固定不变，血腔容量的改变全靠隔膜或囊状膜的变 形运动或推板的往复运动来实现。
由于有使用隔 膜或囊状膜或 推板来实现血 腔的充盈和排 空的隔膜泵、 囊泵、推板泵、 此外还有管状 形泵和使用特 殊螺旋桨推动 的轴流泵，等 等。

供应临床上使用的人工心脏有两大类：

部分人工心脏(Partial Artificial Heart,PAH) 全人工心脏(Total Artificial Heart, TAH) 。

前者即心室辅助装置，主要作为短期使用。
全人工心脏



全人工心脏是指天然心脏全部摘除后，原位植入人工血 泵来替代天然心脏的全部功能；或系解剖上、生理上能 完全替代天然心脏人工血泵。 替换天然心脏的方法有两种，即心脏移植和人工心脏装 置。心脏移植存在着供心来源、组织配型、排异反应和 供心的冠状动脉硬化等因素，在应用上受到一定限制。 人工心脏虽能弥补这个缺点，但还存在不少问题需待解 决。 永久性人工心脏替换术，是在1982年12月DeVries等首先 应用隔膜式气体驱动的人工心脏（Jarvik 7型）作全人工 心脏植入术，维持终身生命。术后存活112天，终因感染、 多器官功能衰竭而死亡。尸检证明人工心脏良好。
心室辅助装置

用一个（或二个）血泵替代单（双）侧的心室功 能：



左心室辅助装置(Left Assist Device, LVAD) 右心室辅助装置(Right Assist Device, RVAD) 双心室辅助装置(Biventicular Assist Device, BVAD)

目的在于减轻心室前负荷，以期待病人心脏功能 的恢复。

要使溶血减到最低限度，可采取下列预防措施：
1.采用不易弯曲的乙烯基塑料管代替柔软橡皮管，以减 少管壁和滚动子之间的相对移动。 2.尽可能使用口径大的管道。 3.使用非箝闭性转子框架，以减少管道的磨损。 4.在管道的内外侧涂上硅油凝胶或喷雾剂等润滑剂，以 减少血液损伤，以及延长管子的寿命。
氧合器
皮管堵塞和气泡的检测
是通过测定皮管内的压力曲线而实现的。
在输液盒式的装置中，活塞组件的容器内装有压 力传感器以测定液体中的压力。活塞运动产生的 压力通过密闭容器内的液体传递给输液盒中的液 体，在阀门打开以前，这二部分液体的压力大小 是相等的（或成正比），阀门打开瞬时的压力就 是皮管内液体的压力，当该压力高于10━15psi时 就认为静脉端的皮管堵塞。输液剂应停止运行并 报警。当充盈期最低压过小时，则可认为是另一 端皮管堵塞，。当输液管道内有气泡时，由于空 气的可压缩性，使得压力上升缓慢，压力曲线平 坦。
心血管的人造代用品和 辅助装置
心脏瓣膜



可分为机械瓣和生物瓣 机械瓣中，球瓣和碟瓣的设计被证明是既 可靠又可长期使用的机械代用品。 生物瓣中，异种猪瓣尤以其特有的优点而 广泛使用于临床。
机械瓣的构造


闭锁器 支架

右为流线状双 锥形碟瓣
心脏辅助装置

心脏辅助装置的设计目标是并缓解急性和 慢性心力衰竭。应用这种装置不仅可对依 靠离体外循环生存的病人作为一种暂时性 左室支持系统，还可对治疗慢性心力衰竭 作为一种永久性装置植入病人体内。



一般外部检查 电安全检查 基本功能检查：可以根据说明书逐项检查功能， 如各项报警功能是否正常（给于一定的报警状 态以观察是否产生报警），流量检测功能是否 正常，输液功能是否正常等。 流量精度检查：可以利用秒表和量筒来进行测 试，观察在一定时间内所输液的总量是否与所 设置的流量值相符合。
人工器官
最为常用的心脏辅助装置：

反搏 左心室辅助装置
主动脉内气囊反搏



经由股动脉引入不会有血 栓形成的光滑聚氨酯气囊， 气囊进入胸腔主动脉让顶 端到达主动脉弓部。 在舒张早期，气囊迅速充 气，充气增加了动脉舒张 压或冠状动脉灌注压 在收缩早期则因迅速放气 使气囊致瘪，瘪缩降低了 左心室喷血时主动脉的阻 抗。
蠕动式液体推动装置
挤压速度通过实际测量也流速度反馈控制。 可以使用普通的输液皮管，尽管对不同的皮管其输液量 的测量值可能是不同的。
小盒式液体推动装置
活塞 0.2ml
输液盒
活塞下上运动使输液盒充盈和排空。活塞的动程固定，每次下压挤 出的液体体积0.2ml。活塞回复时间固定，如0.7秒，活塞下压的速度 则根据所设置的流量而不同。 输入流量的控制比较精确，但必须使用专用的输液皮管。由于输液 皮管是消耗品，其使用成本较高。
输液器
Infusionpump,也称输液泵，是一种输液用的医 疗器械。
输液器功能




推动液体以一定的滴速（滴/分）或流量 （ml/h）进入静脉。输液流量和滴速可 以通过仪器面板上的按钮来设置。 预置输入总量，并对实际流量进行检测。 当输入达到所需液体的总量时，输液器 能自动停止输液并在面板上显示出己输 入体内的液体。 发生异常的情况时，应当及时停止输液， 并产生灯光报警和鸣叫报警，使医护人 员的及时处理。异常情况包括：管道堵 塞（输入端或输出端）、漏液、无液、 气泡等。 能利用输液器测量静脉压力。