用于離體肺護理的系統和方法

用于離體肺護理的系統和方法
【專利摘要】本申請涉及用于離體肺護理的系統和方法。具體地，本申請涉及用于維持、評估離體肺并向其提供治療的方法和系統。所述方法和系統包括將肺安置在離體灌注回路中；使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；以及通過使換氣氣體流過氣管接口對肺進行換氣。長時間維持肺包括使肺重新呼吸系留體積的空氣，并在灌注流體和換氣氣體之間達到平衡狀態。評估肺的氣體交換能力包括使灌注流體脫氧合，并測量通過用充氧氣體對肺進行換氣使灌注流體重新氧合所花費的時間。
【專利說明】用于離體肺護理的系統和方法
[0001] 本申請是申請日為2009年I月30日、中國國家申請號為200980110231.5、發明名稱為“用于離體肺護理的系統和方法”申請的分案申請。
_2] 對相關申請的引用
[0003]本申請要求2008年I月31日提交的美國臨時申請N0.61/024，976、2008年4月 8日提交的美國非臨時專利申請N0.12/099687、2008年4月8日提交的美國非臨時專利申請N0.12/099715、2008年4月8日提交的美國非臨時專利申請N0.12/099717、2008年4月 8日提交的美國非臨時專利申請N0.12/099725、2008年4月8日提交的美國非臨時專利申請N0.12/099, 728的優先權和權益，其全部內容在此引為參考。
發明領域
[0004]總的來說，本發明涉及用于離體器官護理的系統、方法和裝置。更具體來說，本發明在各種不同的實施方案中涉及了便攜式裝置，用于在生理或接近生理條件下護理、評估離體肺或一對肺，并向其施加治療性措施。
_5]發明背景
[0006]當前的器官保存技術典型地包括將器官低溫儲存在冰上的化學保藏溶液中。這些技術利用了各種不同的溶液，其中沒有任何一種足以保護器官免于局部缺血造成的損傷。 當打算將器官從供體移植到受體時，這種損傷是特別不希望有的。
[0007]離體器官的有效生理保存，與常規方法相比將提供重要的好處。例如，生理離體保存將允許對收獲的器官進行更仔細的監控、功能測試、評估和治療。這將反過來允許更早檢測并可能修復收獲的器官中的缺陷，進一步降低移植后器官失效的可能性。執行和評估對器官的簡單修復的能力，也將允許保留許多具有較小缺陷的器官，而當前的移植技術需要將它們丟棄。這在收獲肺時是極其重要的，因為即使在收獲前在供體體內時，肺也容易損害。
[0008]此外，可以獲得器.官與特定受體之間的更有效的匹配，進一步降低最終器官排斥的可能性。當前的移植技術主要依賴于匹配供體和受體的血型，它本身是器官是否將被受體排斥的相對不可靠的指標。用于器官相容性的更優選的測試是人類白細胞抗原(HLA)匹配測試，但是當前的冷缺血性器官保存方法預先排除了這種測試的使用，該測試通常可能需要12個小時或以上的時間才能完成。
[0009]使用常規方法時，由局部缺血造成的損傷隨著器官離體維持的時間產度而增加。 例如，肺在變得不可用于移植之前典型地可以離體保存僅僅約6到約8小時。心臟在變得不可用于移植之前典型地可以離體保存僅僅約4到約6小時。這些相對短的時間長度限制了能夠從給定供體位點到達的受體的數量，從而限制了收獲的器官的受體庫。然而，即使在時限內，器官也可能嚴重受損。重要的問題是損傷可能不具有任何可觀察到的跡象。因此，不理想的器官可能被移植，導致移植后器官功能障礙或其他損傷。因此，需要開發能夠延長器官可以在健康狀態下離體保存的時間的技術。這樣的技術將降低移植后器官失效的風險， 并擴大潛在的供體和受體庫。[0010]延長時間并且可靠的離體器官護理在器官移植范圍之外也將提供益處。例如，典型情況下，患者的身體作為整體與許多具體器官相比，能夠耐受的化學、生物和放射療法的水平低得多。離體器官護理系統將允許將器官從體內取出并分離狀態下處理，降低了身體其他部分受損的風險。
[0011]綜上所述，用于離體護理器官的改進的系統、方法和裝置是有需求的。
[0012]發明簡沭
[0013]本發明在各種不同實施方案中，通過提供與便攜式離體器官護理有關的改進的系統、方法、溶液和裝置，致力于解決現有技術狀態中的不足之處。
[0014]總的來說，一方面，本發明的特征是一種肺護理系統，所述系統包括:包含便攜式底盤的便攜式多用途模塊，單用途一次性模塊，包含:適用于將單用途一次性模塊與多用途模塊相偶聯、用于與多用途模塊進行電-機械互操作的接口 ；以及肺室組件，其具有用于允許灌注流體流入肺的第一個接口，用于允許肺用換氣氣體換氣的第二個接口，以及用于允許灌注流體從肺流出的第三個接口，肺室組件包含用于攜帶灌注流體從肺流出的雙重排液系統，雙重排液系統包含用于引導一部分灌注流體流向灌注流體氣體含量傳感器的測量排液管，以及用于接受剩余部分灌注流體流的主排液管。在一個實施方案中，肺護理系統包括用于將灌注流體從肺室組件排出的排液系統，排液系統包括測量導管和主排液導管，測量導管進一步將灌注流體流導向適用于測量灌注流體氣體含量的傳感器。
[0015]其他實施方案包括一種或多種下述特征。雙重排液管包含用于接收灌注流體流的容器，來自容器的溢流流向主排液管。系統包含用于循環灌注流體的泵，用于使肺用具有預定組成的氣體換氣的換氣系統。氣體包含氧氣、二氧化碳。便攜式多用途模塊包含肺控制臺，用于為一次性模塊提供至少一種電、氣動和機械控制；肺控制臺包括用于控制肺換氣的換氣控制器，并包括用于啟動風箱引起氣體流入肺的機械致動器。肺控制臺氣動控制系統控制一次性模塊中與肺相連的換氣氣體回路中的一個或多個閥。氣動控制系統控制至少一個用于切斷肺與風箱之間的流動的風箱閥，用于使換氣氣體換氣的泄壓閥，以及用于將氣體引入換氣氣體回路的翼閥。換氣控制器選擇氧合氣體、脫氧合氣體和維持氣體之一作為用于對肺換氣的氣體。氧合氣體是空氣或含有25%到100%之間的氧氣的氣體。脫氧合氣體由二氧化碳和氮氣構成，維持氣體由氧氣、二氧化碳和氮氣構成。在一個實施方案中，脫氧合氣體是約6% 二氧化碳和約94%氮氣，維持氣體是約12%氧氣、約5.5% 二氧化碳和約 82.5%氮氣。多用途模塊包括灌注流體控制器，它可以控制灌注流體中的氣體、例如氧氣的含量水平。灌注流體控制器通過例如控制進入氣體交換器的`氣體流來控制灌注流體氣體成分，所述氣體交換器在氣體流與灌注流體之間交換氣體。流入氣體交換器的氣體是從灌注流體去除氧氣的脫氧合氣體。多用途監測器包括用于顯示肺箱系統的狀態的監測器；狀態包括與進入肺和流出肺的灌注流體的氧含量有關的信息。它也顯示換氣氣體壓和肺動脈壓的實時追蹤。
[0016]總的來說，另一方面，本發明的特征是一種肺護理模塊，包含:單用途一次性模塊， 其包括適用于與多用途模塊連接的接口，和肺室組件，其具有用于允許灌注流體流入肺的第一個接口和用于允許肺用換氣氣體換氣的第二個接口 ；以及用于將灌注流體流從肺室組件排出的排液系統，排液系統包括測量導管和主排液導管，測量導管將灌注流體流進一步導向適用于測量灌注流體氣體含量的傳感器。[0017]其他實施方案包括一種或多種下列特征。模塊包括用于使肺用維持氣體、評估氣體和氧合氣體例如空氣中的一種換氣的系統。系統可以被配置成引起肺重新呼吸一定體積的氣體。換氣系統使肺用具有約12%氧氣、約5.5% 二氧化碳和約82.5%氮氣的組成的維持氣體進行換氣。肺通過使用機械致動風箱來進行換氣。換氣系統還包括用于導入維持氣體流的翼閥和用于排出過量氣體的泄壓閥。通往肺的第二個接口包含氣管套管，它具有用于插入氣管的插入部分和用于與換氣氣體回路相連的接頭部分。通往肺的第一個接口包括肺動脈套管，它包含用于插入肺動脈的插入部分和用于與灌注流體回路相連的接頭部分。它還包含壓力換能器接頭，在接頭部分的腔內靠近插入管處限定了一個開口，用于將壓力換能器定位于灌注流體進入肺的入口點附近。壓力換能器接頭還提供了用于對壓力換能器進行遠處排氣的通道。
[0018]總的來說，另一方面，本發明的特征是一種肺室組件，包含:具有底面和壁的外殼， 底面包含至少一個外殼排液管；用于支撐肺的支撐面，支撐面限定了排液管和排液通道，通往用于將灌注流體排出肺的排液管；可開啟蓋，提供了與外殼的壁的可密封連接；用于允許灌注流體流入肺的第一個接口 ；用于允許對肺換氣的第二個接口 ；以及用于允許灌注流體流離開肺的第三個接口。
[0019]其他實施方案包括一種或多種下列特征。外殼包括用于攜帶灌注流體流離開肺的排液系統，排液系統包含用于將一部分灌注流體流導向灌注流體氣體含量傳感器的測量排液管和用于接收剩余部分灌注流體流的主排液管。排液系統具有用于收集離開肺進入池的灌注流體流的區域，所述池為測量排液管進液，測量排液管的排液能力低于灌注流體流出肺的流速。從該區域溢流的灌注流體流流向主排液管。在某些實施方案中，排液系統還包含部分圍繞測量排液管的壁，壁部分阻斷了灌注流體從測量排液管流向主排液管，壁促進了在測量排液管上方形成灌注流體的池。肺室的外殼限定了開口，為肺動脈套管、肺動脈壓力換能器導管和氣管套管通過外殼提供了密封通道。在某些實施方案中，灌注流體通過暴露的左心房袖流出肺并流入排液系統。在其他實施方案中，流出肺的灌注流體經密封連接通往左心房套管，所述左心房套管與攜帶灌注流體離開肺的導管相連。一部分灌注流體流經過氧含量傳感器，剩余部分流往儲液器。
[0020]總的來說，另一方面，本發明的特征是一種用于評估肺的方法，包括:將肺安置在離體灌注回路中；使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺并通過左心房接口離開肺；通過使換氣氣體流經氣管接口，對肺進行換氣；使灌注流體脫氧合，直到在灌注流體中達到預定的第一個氧含量值；通過用氧合氣體對肺換氣使灌注流體重新氧合，直到在灌注流體中達到預定的第二個氧含量值；以及根據肺使灌注流體中的氧含量水平從第一個氧含量值變化到第二個氧含量值所花費的時間，來確定肺的狀況。
[0021]其他實施方案包括一種或多種下列特征。通過用包含二氧化碳和氮氣、例如約 5.5% 二氧化碳和約94.5%氮氣的換氣氣體對肺換氣，使灌注流體脫氧合。通過使灌注流體循環經過氣體交換裝置對灌注流體進行脫氧合，氣體交換裝置與包含二氧化碳和氮氣的換氣氣體流體連通，氣體交換裝置通過換氣氣體與灌注流體之間的氣體交換來改變灌注流體中氧氣的組成。預定的第一個氧含量值對應于約73%的血紅細胞飽和度。氧合氣體是空氣或含有約25%到約100%之間的氧氣的空氣。預定的第二個氧含量值對應于約93%的血紅細胞飽和度。灌注流體以約每分鐘1.5升的速度流動，被加熱器加溫到接近生理的溫度水平。灌注流體由全血或血液制品、例如部分去除白細胞或部分去除血小板的血液構成。在灌注期間，各種不同的治療藥物經灌注流體、或通過氣管接口使用噴霧器或支氣管鏡投送到肺。 灌注流體中的氧氣水平使用測定流體中的血紅細胞飽和度的脈沖式氧含量計來測量。
[0022]總的來說，另一方面，本發明的特征是一種離體保存肺的方法，包括:使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺并通過左心房接口離開肺；通過氣管接口，通過使系留體積的換氣氣體在肺與可變體積的室之間來回流動，對肺進行換氣；以及向系留氣體體積中引入附加體積的換氣氣體并從系留體積中排出過量的換氣氣體，來維持換氣氣體的預定組成并維持系留氣體體積的最小氣體壓力。
[0023]其他實施方案包括一種或多種下列特征。換氣氣體包括氧氣、二氧化碳和惰性氣體例如氮氣的組合物。灌注流體達到對應于換氣氣體的預定組成的平衡水平。換氣氣體的預定組成包含約5-20%的氧氣和約2-10%的二氧化碳。灌注流體的氣體含量達到平衡水平， 平衡水平具有約88%-98%的血紅蛋白飽和水平。
[0024]換氣氣體的預定組成包含約12%氧氣和約5.5% 二氧化碳。進入肺的灌注流體的血紅蛋白飽和水平達到約90-95%的平衡水平，離開肺的灌注流體的血紅蛋白飽和水平達到約90-95%的平衡水平。進入肺的灌注流體的氧含量低于生理水平，離開肺的灌注流體的氧含量高于生理水平。在某些實施方案中使用了下面的參數:換氣氣體的添加流是每分鐘約400-600mL ;系留體積是約400_1200mL ;系留體積的最小氣體壓力是約4_8cm水柱；換氣氣體的最大壓力是約12-22cm水柱。過量的換氣氣體通過與系留體積相通的泄壓閥排出。 可變體積室是風箱；對風箱加壓導致換氣氣體流入肺。肺動脈接口包含肺動脈套管，肺動脈套管的一部分插入到肺的肺動脈中。灌注流體通過肺的暴露的左心房袖、或通過左心房袖與左心房套管之間的密封或半密封連接流出肺。氣管接口包括氣管套管，氣管套管的一部分插入到肺的氣管中。方法包括測量流入肺的灌注流體中的第一個氧含量水平和流出肺的灌注流體中的第二個氧含量水平。氧測量包括測量灌注流體中至少一個血紅蛋白氧飽和度水平，以及流入肺和流出肺的灌注流體中的氧氣分壓。灌注流體包括血液制品，可以向肺投送治療藥物。肺中換氣氣體與灌注流體之間的氣體交換，導致灌注流體中一種或多種氣體例如氧氣和二氧化碳的水平達到平衡值。當用平衡水平的氣體維持時，肺可以保存約3-24 小時的時間。
[0025]附圖簡沭
[0026]下面的圖描述了本發明的說明性實施方案，其中類似的參考編碼指稱類似的元件。這些描述的實施方案可能不是按比例繪制，并應該被理解為是對本發明的說明而不是限制。
[0027]圖1A-1B是所述便攜式器官護理系統的實施方案的示意圖。圖1B顯示了肺灌注模塊與氣體相關的部件。
[0028]圖2是所述實施方案的肺灌注回路的示意圖。
[0029]圖3是根據所述實施方案，在維持模式下器官護理系統的氣體環路的示意圖。
[0030]圖4是根據所述實施方案，在評估模式下器官護理系統的氣體環路的示意圖。
[0031]圖5A-5B是根據所述實施方案的肺通氣器氣動回路的示意圖。
[0032]圖6是根據所述實施方案，顯示了在整個呼吸周期中肺內典型壓力波形的圖。
[0033]圖7A-7E顯示了根據所述實施方案的氣管套管的例子。[0034]圖8A-8F顯示了根據所述實施方案的肺動脈套管的例子。
[0035]圖9A-9F顯示了圖8A-8F中說明的肺動脈套管的側視圖。
[0036]圖10是左心房套管的圖解。
[0037]圖11是根據所述實施方案，在維持模式下器官護理系統監測器的屏幕抓圖。
[0038]圖12是根據所述實施方案，在維持模式下器官護理系統監測器的屏幕抓圖，顯示了配置菜單的維護表單。
[0039]圖13是根據所述實施方案，在連續評估模式下器官護理系統監測器的屏幕抓圖。
[0040]圖14是根據所述實施方案，在順序評估模式的脫氧合子方式下器官護理系統監測器的屏幕抓圖。
[0041]圖15是根據所述實施方案器官護理系統監測器的屏幕抓圖，顯示了用于順序評估子方式設置的配置菜單。
[0042]圖16是根據所述實施方案，在順序評估模式的約束子方式下器官護理系統監測器的屏幕抓圖。
[0043]圖17是根據所述實施方案，在順序評估模式的氧合子方式下器官護理系統監測器的屏幕抓圖。
[0044]圖18是根據所述實施方案器官護理系統監測器的屏幕抓圖，顯示了用于評估表
單的配置菜單。
[0045]圖19是根據所述實施方案器官護理系統監測器的屏幕抓圖，顯示了用于通氣器設置的配置菜單。
[0046]圖20是根據所述實施方案器官護理系統監測器的屏幕抓圖，顯示了用于肺表單的配置菜單。
.[0047]圖21是根據所述實施方案器官護理系統監測器的屏幕抓圖，顯示了用于系統表
單的配置菜單。
[0048]圖22是根據所述實施方案的器官護理系統的圖解，從距離前視圖45度繪制。
[0049]圖23是根據所述實施方案的器官護理系統的側視圖。
[0050]圖24是根據所述實施方案的器官護理系統的前視圖。
[0051]圖25是根據所述實施方案的器官護理系統的圖解，其中側面板被除去。
[0052]圖26是根據所述實施方案的器官護理系統的圖解，其中肺灌注模塊被除去。
[0053]圖27是根據所述實施方案的肺灌注模塊的圖解。
[0054]圖28是根據所述實施方案的肺室的部件分解圖。
[0055]圖29是根據所述實施方案的肺室的肺支撐面、外殼和前蓋的圖解。
[0056]圖30是根據所述實施方案的肺室的肺支撐面、外殼和前蓋的圖解，顯示了氣管套管和PA套管。
[0057]圖31是流程圖，顯示了根據所述實施方案，在將肺放置到器官護理系統中之前， 在肺供體位點進行的步驟。
[0058]圖32是流程圖，顯示了根據所述實施方案，在將肺從供體位點運輸到受體位點的過程中進行的步驟。
[0059]圖33是流程圖，顯示了根據所述實施方案，在肺受體位點進行的從器官護理系統取出肺并將它們移植到受體中的步驟。[0060]圖34是流程圖，顯示了在離體肺的連續評估過程中進行的步驟。
[0061]圖35是流程圖，顯示了在離體肺的順序評估過程中進行的步驟。
[0062]詳細描沭
[0063]正如在簡述中所述，總的來說，所述實施方案提供了特別是在便攜式離體環境中進行肺離體護理的改進的方法。器官護理系統通過使灌注流體循環通過肺的血管系統，同時使肺重新呼吸具有空氣的約一半氧氣的特制氣體，將肺維持在平衡狀態。灌注流體經插入到肺動脈(PA)中的套管進入PA進行循環。在流過肺后，灌注流體從開放的、未插管的左心房(LA)流出肺，排液到儲液器中。泵將流體從儲液器抽出，使其流過加熱器和氣體交換器，并返回到插有套管的PA中。在所述實施方案中，灌注流體源自于供體血液。在可替選實施方案中，灌注流體是基于血液制品的、基于合成的血液代用品的、血液制品和血液代用品的混合物或源自于來自血庫的血液。
[0064]所述實施方案能夠使肺離體維持較長時間，例如3-24小時或以上。這種較長的離體維持時間擴大了供體肺的潛在受體庫，使供體與受體之間的地理距離變得不那么重要。 較長的離體維持時間也提供了在供體器官與器官受體之間進行更好的遺傳和HLA匹配所需的時間，增加了有利結果的可能性。將器官維持在接近生理的功能條件下的能力，也使臨床醫生能夠離體評估器官的功能，并鑒定受損的器官。這在肺的情況下是特別有價值的，因為作為供體死亡原因的直接或間接的結果，肺經常受損。因此，即使是新收獲的肺也可能是有損傷的。對收獲的器官進行迅速評估的能力，能夠使外科醫生確定肺的質量，如果存在損傷，可以確定問題的性質。然后外科醫生對是丟棄肺還是對肺實施治療做出決定。治療可以包括復原方法、移除或分揀出肺受損區域、吸取分泌物、燒灼出血血管和給予放射治療。在從收獲到移植的幾個階段對肺評估以及如果需要的話提供治療的能力，極大提高了肺移植成功的總體可能性。在某些情況下，改進的評估能力和較長的維持時間，能夠使醫學操作人員對具有較少缺陷的供體器官進行物理修復。增加的離體器官維持時間也能夠使器官從患者取出、在離體孤立狀態下治療、然后放回到患者體內。這樣的治療可以包括但不限于藥物治療、氣體療法、外科手術治療、化學、生物、基因和/或放射治療。
[0065]下面將按照下述次序描述肺護理系統。首先，給出了說明性器官護理系統的部件的概述。其次，討論系統的說明性操作，從準備肺和將其安放在系統中開始。第三，描述了用于維持肺的系統的使用。然后在第四和第五部分中描述評估肺的兩種方法——連續評估模式和順序評估模式。第六，描述了肺通氣器氣動回路的功能。第七，顯示了肺維持和評估過程中示例性的器官護理系統用戶界面`和系統顯示。第八，描述了器官護理系統和所選部件的說明性實施方案。在第九部分中，描述了使用器官護理系統的說明性模型。
[0066]器官護理系統的概述
[0067]圖1是框圖，顯示了適用于保存和治療肺的器官護理系統(OCS)IOOO的主要部件。 器官護理系統包括永久性的多用途非一次性部分-OCS肺控制臺101，以及單用途一次性部分-肺灌注模塊400，后者與身體肺直接接觸，以及通過肺的氣體和流體。多用途OCS肺控制臺101包括四個部件:0CS控制臺100，肺控制臺模塊200，OCS監測器300，以及用于測量液流(114)和灌注流體氧氣和血細胞比容水平的探頭(116，118)。在所述實施方案中， 0CS1000是自給的、可移動的便攜式單元，可以容易地由一個人使用輪子在平表面上運輸操縱，或者例如當裝入交通工具時由兩個人抬起。當裝載有器官和灌注流體時，0CS1000重量約為70-100磅，優選為約80磅。
[0068]OCS控制臺100為系統提供了操作、溫度和電力控制服務。在制造過程中，OCS控制臺100被改造成適合與OCS肺控制臺模塊200 —起使用。可替選地，OCS控制臺100可以改造成適合與適用于保存肺之外的其他器官例如心臟、肝臟或腎臟的模塊一起使用。OCS 控制臺100包括主處理器102，它在所述實施方案中是Freescale MX1，用于提供系統控制和處理數據。主處理器102將軟件分配到系統中的其他處理器，包括肺控制臺模塊控制器 202、加熱器控制器104、OCS監測器處理器302和泵控制器(未顯示)。它也管理數據，例如從液流傳感器114、壓力傳感器115和氧傳感器116、118接收的數據。
[0069]加熱器控制器104在所述實施方案中是PIC微控制器，控制灌注流體的加熱。壓力換能器223測量罐221中內部維持氣體的壓力，以便可以測定殘余氣體的量。調節器222 將氣體罐壓力轉換到25_ Hg，以用于系統中。內部維持氣體罐221含有混合物，它被設計成在下面描述的維持模式過程中，提供足以維持肺組織的氧氣。在所述實施方案中，維持氣體由12%氧氣、5.5% 二氧化碳和82.5%氮氣構成。在某些實施方案中，OCS控制臺100還包含在肺評估過程中使用的內部脫氧合氣體罐、調節器和壓力換能器(未顯示)。評估模式在后面的部分中描述。
[0070]對于肺的保存來說特異性的(與其他器官相反的)功能由肺控制臺模塊200控制。 肺控制臺模塊200通過數據、電力和氣體接頭與OCS控制臺100相連。數據接頭將OCS控制臺100上的主處理器與肺控制臺模塊控制器202相連，這在所述實施方案中在PIC微控制器上執行。電力接頭將OCS控制臺的電力控制模塊106與電力轉換器218相連，后者反過來以適合的電壓向肺控制臺模塊200中的電動部件供電。氣體接頭從維持氣體調節器222 通向氣體選擇開關216，后者選擇流入肺的是維持氣體還是脫氧合氣體。在所述實施方案中，脫氧合氣體罐501位于0CS100外部，維持氣體罐221位于OCS控制臺100內部。在可替選實施方案中，OCS控制臺100也包含內部脫氧合氣體罐。在另一個可替選實施方案中， 附加的外部維持氣體罐221為OCS控制臺內部的維持氣體罐補充氣體。外部氣體罐可以在供體位點、受體位點供給，或者可以在運輸肺的交通工具中填充。因為外部罐不需要容納在 OCS肺控制臺101的受限體積中，因此它們可以更大，可以為0CS1000的較小的內部氣體罐的有限氣體儲備補充氣體。
[0071]控制器202通過控制閥、氣體選擇開關216和通氣器214，管理維持和評估氣體的釋放，從而在維持模式中執行肺的保存，或在一種評估模式下評估肺。血液氣體電磁閥204 控制流入血液氣體交換器402的氣體量。氣道壓力傳感器206對肺404的氣道中的壓力取樣，所述氣道壓力傳感器206通過隔離膜408檢測。泄壓閥致動器207是氣動控制的，控制泄壓閥412。氣動控制由孔口節流器的充氣或放氣以阻斷或開放被控制的空氣通路來進行。 這種控制方法允許在肺控制臺模塊200中的控制系統與肺灌注模塊400中的換氣氣體環路之間的完全隔離。氣動控制208控制泄壓閥207和風箱閥致動器210。肺控制臺模塊200 的氣動控制電路在下面詳細描述。翼閥212控制氣體投送到肺404的氣道。通氣器214是具有引起風箱418收縮和擴張的致動器臂的機械裝置，導致氣體吸入和呼出肺404。
[0072]OCS監測器300通 過按鈕為用戶提供了對0CS1000的控制，并顯示來自系統傳感器的、表明肺和0CS1000中各種不同子系統的狀態的數據。監測器300是通用的，即它可用于任何器官。它包括監測器處理器302，用于運行控制監測器300的軟件并將數據顯示在IXD304上。在所述實施方案中，監測器處理器302是Freescale MXl0各種不同的屏幕顯示器的實例在下文涉及0CS1000的使用方式時描述。OCS監測器300包括4個用戶控制按鈕:菜單按鈕306調出配置菜單；警報按鈕308消除揚聲器聲音；泵按鈕310控制循環泵； 動作按鈕312為某些器官特異性動作例如通氣器控制、或系統動作例如向外部記憶卡存儲對話文件提供訪問。也可以包括其他控制裝置，例如控制閥或選擇項目的旋鈕。
[0073]OCS肺控制臺101包括探頭，用于測量循環灌注介質250、在本文中也稱為灌注流體和灌注液的特性。流動探頭114測量灌注流體250通過系統的流動速度。在所述實施方案中，流動探頭114放置在灌注液管線中，其頭部朝向肺動脈。壓力傳感器115測量灌注流體250進入肺位點處的肺動脈壓力。兩個氧飽和度傳感器116和118探測在回路的動脈、 即氧合一側和回路的靜脈、即脫氧合一側中灌注流體250中的氧氣量。
[0074]肺灌注模塊400與流過肺404的氣體和流體回路直接接觸。因此，必需將它與 0CS1000的其余部分隔離開，以便與器官發生接觸的組織或流體永遠不會與OCS肺控制臺 101發生接觸。通過將它與OCS肺控制臺101只經過單向氣體管線、或經過用于氣動控制的隔離的控制氣體、或通過機械致動器(用于風箱)連接，實現了這一點。整個肺灌注模塊 400、包括整個系統所有與組織和血液接觸的表面，是一次性使用的，在每個新的肺放置到 0CS1000中時更換。所有與組織和血液接觸的表面是一次性使用的肺灌注模塊400的一部分，使用廉價的可以容易地滅菌的生物相容材料從注模部件制造。肺灌注模塊400的形狀和尺寸適合與OCS控制臺100偶聯。肺灌注模塊與OCS控制臺之間的偶聯可以包括互鎖機械裝置，或將灌注模塊緊固到OCS控制臺上或將灌注模塊相對 于OCS控制臺維持在所需位置上的其他機械裝置。在所述實施方案中，肺灌注模塊使用機械鉸鏈和扣鉤裝置容易地連接到OCS控制臺100上或從其上拆下，正如在下面涉及圖22時描述的。它也通過插入式電和光學接頭相連。
[0075]肺灌注模塊400包括由通氣器214驅動的風箱418。通氣器214使用機械致動器臂壓縮和釋放風箱418。壓縮風箱導致氣體被肺404吸入；釋放風箱使其膨脹并允許氣體被肺呼出。機械致動器在壓縮風箱418中移動的距離決定了潮氣量，即肺404吸入的氣體體積。流入和流出肺的氣體經過氣體過濾器410，它防止肺產生的任何流體進入氣體環路。
[0076]為了確保肺灌注模塊400換氣環路中氣體的隔離，肺灌注模塊400與OCS肺控制臺101之間所有的肺氣體接頭都包含防止氣體流回到OCS肺模塊101中的膜。氣動控制的氣體接頭不需要隔離膜，例如來自泄壓閥致動器207和風箱閥致動器的氣體接頭不需要隔離膜，因為該氣體不與器官相接觸。只允許流入肺灌注模塊的單向氣體流動閥自動與換氣環路中的氣體隔離；這樣的閥包括翼閥212和血液氣體電磁閥204。氣道壓力傳感器206通過隔離膜408對氣體管線壓力取樣，該隔離膜防止了任何向OCS肺控制臺101返回的氣體的交換。
[0077]灌注模塊400包括血液氣體交換器402，它包括能夠使氣體灌入灌注液流的灌注液/氣體交換膜。灌注液通過肺404與氣體交換器402之間的回路406和407循環。器官室支撐肺404，并以便于準確測量動脈氧含量水平的方式將灌注液從左心房傳輸出肺。灌注回路和器官室的詳細描述在下文提供。
[0078]灌注模塊400還包括泄壓閥412，它為待呼出到外部的氣體提供受控釋放，用于降低通氣器氣體環路內的氣體壓力。風箱閥414控制氣體流入或流出肺。止回閥416是單向閥，允許外部空氣被抽入到換氣系統中。風箱418膨脹和收縮；當通氣器系統在重新呼吸方式下使用時，風箱在膨脹和收縮時與肺交換基本上固定體積的氣體。
[0079]圖2顯示了肺灌注回路。回路完全容納(housed)在肺灌注模塊中，其所有部件都是一次性的。灌注流體250在灌注回路中循環，在通過肺404的血管系統之前經過肺灌注模塊的各種不同部件。泵226使灌注流體250繞著肺灌注回路流動。它從儲液器224接收灌注流體250,并將溶液泵送通過彈性變形室(compliance chamber>228至加熱器230。彈性變形室228是管路的撓性部分，用于減輕泵226的脈動性質。加熱器230恢復灌注流體 250在流體循環過程中損失到環境中的熱。在所述實施方案中，加熱器將灌注流體250維持在30-37°C的生理溫度或其附近，優選在約34°C。在經過加熱器230后，灌注流體250流入氣體交換器402。與肺相似，氣體交換器402能夠通過可透氣體的中空纖維膜在氣體與灌注流體250之間交換氣體。但是，氣體交換器具有約I平方米的有效氣體交換表面積，僅僅是 50-100平方米的肺有效交換面積的一部分。因此，氣體交換器402與肺相比僅具有有限的氣體交換能力。血液氣體電磁閥204調節進入氣體交換器402的氣體的供應量。供應給氣體交換器的氣體的組成由OCS所處方式所決定，將在下文詳細描述。例如，當0CS1000處于順序評估模式時，在順序評估循環的脫氧合階段中向氣體交換器供應脫氧合氣體500。在通過氣體交換器402后，灌注流體250經過流速探頭114、壓力探頭115和灌注液氧氣探頭 116。我們將來自氧氣探頭116的讀數稱為SvO2,因為它度量了灌注流體250在即將進入肺前其中的氧氣，這與靜脈血氧氣類似。取樣/注射端口 236便于在灌注流體250即將到達肺前取出樣品或注入化學物質。然后灌注溶液通過插有套管的肺動脈232進入肺404。
[0080]肺動脈(PA)套管將灌注回路與肺404的血管系統相連。圖8A-8F中顯示了幾種肺動脈(PA)套管的示例性實施方案。參考圖8A，單個PA套管802具有用于插入到單個PA 中的單個插入管804,用于在PA分支到兩個肺之前的位點處為PA插入套管。為了將套管連到肺動脈上，將插入管804插入PA中，并使用縫線將PA緊固在管上。套管802的插入管 804與接頭部分805相連，用于將插入管804定位在適合于無應力連接到肺404的肺動脈上的角度和位置。接頭部分805連接到主管部分808，后者與灌注流體回路相連。圖9A是PA 套管802的側視圖，顯示了插入管804與接頭部分805之間的角度；在所述實施方案中，角度在約15°到30°之間，優選為約22.5°。
[0081]參考8B-8F，雙重PA套管810、820、830、840和850各具有兩個插入管812、814、 822、824、832、834、842、844 和 852,854,每對管分別在套管 810、820、830、840 和 850 中與套管的主軸成30、45、60、75和90°角。每個管在肋狀物處直徑為約0.5到0.72英寸，在插入管體上直徑為約0.4到0.62英寸。不同的角度為外科醫生提供了對套管的選擇，以最好地適應供體肺的解剖學。參考圖8B，一對插入管812和814以Y形構型與接頭部分815相連。 正如在圖9B中最清楚顯示的，接頭部分815相對 于主管818成一定角度；角度被選擇為便于插入管812和814插入到肺404的肺動脈中。在所述實施方案中，角度在15到30°之間，優選為約22.5°。參考圖9C-9F，在接頭部分825、835、845、855與它們相應的主管828、 838、848和858之間，顯示了類似的15到30°之間、優選為約22.5°的角。具有帶有以各種不同預定角度分開的分支末端的PA套管的可替選方案，是可以彎曲以適應供體肺血管的角度的可延展性PA套管。
[0082]現在描述制造PA套管的材料。在單一 PA套管802的說明性實施方案中，插入部分804具有聚碳酸酯尖頭，接頭部分805和主管部分808由氨酯(urethane)管線制成。在可替選實施方案中，插入管804、接頭部分805和主管部分808都由硬度在50Shore A到90Shore A之間的有機娃、優選硬度為80Shore A的有機娃的單塊有機娃制成。同樣地,對于雙重PA 套管來說，雙重PA套管810、820、830、840和850各自的主管818、828、838、848、858和接頭部分 815、825、835、845、855 可以由氨酯制成，插入管 812、814、822、824、832、834、842、844、 852和854可以由聚碳酸酯制成。在可替選實施方案中，整個雙重管PA套管，即雙重插入管、接頭部分和主管，都由單塊80ShoreA的有機娃(silicone)制成。有機娃構造的優點在于它軟得足以為肺血管用縫線系緊在套管接頭上提供良好的支點和緊固。此外，有機硅在與肺PA連接時可以容易地切成所需長度。此外，有機硅允許整個套管制成單塊，因為它能夠模制成復雜形狀。套管的整合構造消除了分離的套管部件之間的過渡，這種過渡可能在灌注流體250中產生不想要的湍流、引入雜質或在分離部件之間的結合處引起滲漏。此外， 整合構造只需要模制單個零件，這降低了成本并增加了套管的可靠性。
[0083]每個PA套管的接頭部分也包括用于連接灌注液壓力傳感器115的接頭。再次參考圖8A-8F和9A-9F，PA套管802、810、820、830、840和850分別包括壓力換能器接頭806、 816、826、836、846和856。接頭用于允許將灌注液壓力傳感器放置在正確位置，正好位于灌注液流減慢的肺入口位點處，壓力讀數不被Bernoulli流動壓力所扭曲。壓力換能器接頭也為壓力傳感器115的遠程排氣提供通道，幫助確保壓力讀數的準確性。
[0084]在通過肺后，灌注液從左心房流出肺，在將肺從供體外植期間左心房的一部分隨著肺一起取出。因為左心房組織在將肺移植到受體的過程中用作連接區，因此重要的是盡可能保持它不被擾動并健康。因此，在所述實施方案中，左心房袖沒有套管，允許循環的灌注液從開放的左心房和左心房袖排出。
[0085]在可替選實施方案中，左心房袖套有籠狀套管1002，如圖10中所示。在該實施方案中，所有LA血管放置在套管內；然后將多余的LA組織繞在套管周圍。LA套管1002的籠狀結構1004被設計成保持左心房開放并且不阻塞任何肺靜脈，從而幫助降低組織健康受損的風險。在套管內部，從肺靜脈流出的灌注液收集在管1006中，并進料到灌注液儲液器。 接頭1008提供了壓力換能器的連接點，該壓力換能器可以放置在套管1002內部，并測量灌注液壓力。
[0086]使用“溢流杯”技術允許在新排出的流體與儲液器中的其他灌注液進行混合之前對其取樣，流出肺的灌注液收集在雙重排液系統中。所有流出肺的液流被導向小杯，所述小杯給測量排液管供液。該排液能力受到使用小直徑管的限制。灌注液離開肺的流速超過測量排液管的能力。過量的血液從該小杯溢流，被導向主排液管并進而導向池。測量排液管將沒有氣泡的新排出的灌注液流導向第二個氧氣探頭118，以獲得被稱為Sa02的動脈氧氣水平的準確讀數。在通過第二個取樣/注射端口 234后，灌注溶液完成其循環并返回到儲液器224。只有在其中左心房袖未插套管的配置中，雙重排液系統才是需要的 。但是，如果左心房袖插有套管，例如帶有下面描述的籠狀套管，雙重排液系統則是不需要的，因為新排出的無氣泡的灌注液實心液柱流出插套管的左心房袖。
[0087]在所述實施方案中，灌注流體250由供體血液添加肝素、胰島素、維生素和抗生素構成。葡聚糖用于調整膠體滲透壓、血細胞比容水平和pH。
[0088]下面的部分描述如何使用0CS1000保存和評估肺。儀器使用前部分描述了在將肺連接到OCS之前，準備0CS1000和肺的初始步驟。維持模式部分描述了如何使用OCS保存肺。評估模式部分描述了評估肺狀況的兩種方式一連續方式和順序方式。
[0089]儀器使用前
[0090]在從供體取出肺后，將氣管套管插入氣管中，以在肺灌注模塊400的氣體回路與肺之間提供連接機構。圖7A-7E顯示了一組示例性氣管套管。參考圖7A,套管700包括氣管插入部分704，使用纜線捆扎或通過其他機構將氣管緊固在其上。在所述實施方案中，插入部分704長約0.8英寸。套管700的底層優選由聚碳酸酯或另外的硬質可注模生物相容塑料、例如丙烯酸類物、聚酯、K-樹脂、尼龍、聚乙烯或聚丙烯構成。插入部分704上方的覆蓋層優選由軟質有機硅橡膠構成；用于覆蓋層的可替選材料是其他軟質生物相容的擠出或可模制材料，例如聚氨酯、熱塑性彈性體和其他橡膠材料。氣管連接部分704附近是撓性部分706，它優選由聚氨酯或上面列出的適用于插入部分覆蓋層的其他生物相容材料之一構成。插入部分704及其覆蓋層和撓性部分706是可注模的，有機硅覆蓋層覆蓋模制在底層部分上。在可替選實施方案中，有機硅覆蓋層單獨地模制或擠壓和拉伸在底層上。
[0091 ] 在插入到氣管中的插入部分704的末端是肋狀物703 ;肋狀物幫助將插入部分704 緊固在氣管內的插入位置，并用圍繞氣管放置的纜線捆扎緊。在插入部分704的相反末端， 其直徑比插入部分704的底層部分直徑大大約0.2英寸的第二個肋狀物705，用作有機硅覆蓋層的限位器和氣管的限位器。肋狀物705之后是長約0.5英寸的倒鉤管接頭，具有成一定角度的倒鉤以固定直徑0.5英寸的管。在通向肺OCS的肺室接頭710的底部部件，具有第二個長約0.5英寸的倒鉤管接頭，具有成一定角度的倒鉤以固定直徑0.5英寸的管。
[0092]撓性部分706可以被夾住，以封閉進出肺404的空氣流。例如，夾住區段706被用于在外植后和連接到OCS的氣體回前維持肺404的靜態膨脹。靜態膨脹用于防止肺萎陷以及由此對肺泡的損傷。在靜態(static)膨脹中，肺膨脹到約20厘米水柱的壓力。然后在撓性區段706處夾住氣管套管。
[0093]在撓性區段706離氣管插入部分最遠的末端附近，套管700包括鎖緊螺母，用于將套管緊固到肺室。鎖緊螺母708安置在套管的階形部分上。在鎖緊螺母708附近，有0.7英寸長的15_接頭710，用于將套管連接到標準通氣器接頭，所述標準通氣器接頭將肺與OCS 的氣體回路相連。氣管套管被設計成適應于根據供體尺寸具有不同氣管直徑的供體肺。圖 7A顯示了氣管套管700，具有0.9英寸的插入部分尖頭直徑702。在圖7B、7C、7D和7E中， 顯示了分別具有0.85,0.80,0.75和0.70英寸的插入部分724、744、764和784的插入部分尖頭直徑722、742、762、782的套管。為了適應于來自某些供體的肺，可能需要插入部分直徑小于0.7英寸或大于0.9英寸的套管。
.[0094]在接受肺之前，將OCS灌注回路用供體血液、打底灌注溶液和藥物進行打底。然后將該灌注液循環并加溫。在該階段中，氣體交換器402建立起對應于維持模式的血液氣體。 這通過設置氣體選擇器開關216以允許維持氣體流入氣體交換器，并通過占空系數調節氣體交換器閥204以提供維持氣體通過氣體交換器的低平均流速，來實現。氣體在氣體交換器中的交換導致循環的灌注液與維持氣體達到平衡，建立起所需的維持灌注液的O2和CO2 氣體水平。灌注液的PH通過CO2水平控制。這些預備性步驟確保當肺裝備在OCS上時，灌注液已經達到維持氣體水平，這有助于加速肺向維持模式的過渡。
[0095]維持樽式[0096]維持模式將肺置于安全穩定的條件下，以允許它們保存較長的一段時間。通過將肺置于與含有滿足肺代謝要求的氧氣和控制血液PH的二氧化碳的氣體的平衡狀態下，維持氣體滿足了肺細胞的需求。肺中的氧氣消耗如此之低，使得每次呼吸可以基本上循環利用，極大地減少了新鮮氣體的消耗體積。因為一般來說需要將捐贈的器官運輸到受體所在的不同地點，減少支持肺所需的氣體量并從而增加系統的便攜性，是明顯有益的。
[0097]當肺放置在器官室內時，氣管套管與放置在暫停方式下的系統氣體管線相連。在暫停方式下，風箱418處于完全擴展狀態，即準備執行第一次肺吸氣。取下氣管套管上的夾子，使肺和氣體管線中的壓力平衡。然后開始吸氣。
[0098]圖3是維持模式中OCS的運行示意圖。在維持模式中，通氣器系統將系留體積的氣體在肺與風箱之間來回移動，使肺重新呼吸氣體。此外，少量維持氣體220在每次呼吸期間通過閥212慢慢進入換氣回路。過量的氣體通過泄壓閥從回路排出，以便防止壓力逐漸增加并維持系統中的理想最低氣體壓力。在所述實施方案中，維持氣體220由約9-15%氧氣、優選約12%氧氣、約4-7% 二氧化碳、優選約5.5% 二氧化碳，余量為氮氣組成。
[0099]維持氣體220的組成包括約為空氣中一半量的氧氣，維持灌注流體250中接近生理pH水平的量的二氧化碳。在維持模式中，在維持氣體220與灌注氣體水平之間實現平衡。 在這種平衡中，在進入肺404的灌注流體250中的氧氣水平即靜脈水平PvO2與離開肺404 的水平即動脈水平PaO2之間，僅存在小的差異。維持氣體220的組成被選擇成獲得與生理血液氣體水平偏離盡可能小的灌注液氧氣水平。太高的氧含量導致遠高于生理水平的靜脈氧氣含量；相反，太低的氧含量導致遠低于生理水平的動脈氧氣水平。優選的維持氣體組成是這些水平之間的折中，在灌注流體250中獲得了大約在生理靜脈與動脈水平之間的中點處的平衡動脈和靜脈氧氣水平。約12%的優選氧氣成分也提供了超過服務于肺代謝需求的足夠氧氣。此外，12%氧氣含量接近于呼吸空氣的健康肺的肺泡中的氧氣含量，這是因為由沿著進入肺的氣道的氣體交換導致氣管中的氧氣水平與肺泡中的水平之間存在梯度。在維持模式中，當重新呼吸維持氣體時，這種梯度在肺404的情況下不存在，整個肺中的氧氣水平約為12%。
[0100]開始時，當肺第一次與OCS氣體管線連接時，氣體環路充滿空氣，沒有維持氣體。 因此，肺起初用空氣換氣。當維持氣體逐漸流入，過量氣體被釋放時，氣體環路中的氣體組成很快改變到維持氣體的組成。
[0101]在維持模式中，設置氣體選擇器閥216(圖1)以選擇維持氣體罐221。在維持模式中，氣體交換器閥204總是關閉，因為氣體交換器402沒有使用。風箱閥414總是打開的， 以維持風箱與肺之間的氣體交換。參考圖3，被動止回閥416在吸入條件下允許空氣進入回路`，但是在維持模式過程中保持關閉，因為換氣回路總是具有正壓力。
[0102]在每個維持模式周期開始時，風箱418位于完全打開位置，肺處于其最小體積。在循環過程中，風箱418壓縮，驅動氣體進入肺。肺擴張以容納該氣體體積，導致壓力升高。當已投送指定體積的氣體時，在開始周期的呼氣部分之前，風箱418暫停一段指定的平臺期。 在呼氣過程中，風箱418返回其原始的完全擴展狀態，肺放松。在由指定呼吸速率設定的間隔時間后，開始下一輪換氣周期。在每個周期的吸氣階段中風箱418壓縮的程度，由用戶指定的潮氣量決定，典型在400到1200mL之間。
[0103]圖6顯示了每個換氣周期的典型呼吸壓力波形650。在周期開始時，壓力設定為呼氣末正壓(PEEP)值652，它約為5cm水柱。當風箱在周期的吸氣部分654中壓縮時，壓力增加到峰值壓力656，并在周期的平臺部分658中保持在峰值壓力。在所述實施方案中，峰值壓力約為20cm水柱。在周期的呼氣部分660中，壓力降低，直到它在周期結束時達到所需 PEEP水平。完整換氣周期的持續時間662由用戶選定的呼吸率設定，典型約為6秒。
[0104]在每個維持模式換氣周期中還發生兩個其他事件。在吸氣階段654期間，翼閥212 暫時地打開，允許特定體積的已校準維持氣體進入回路。晚些時候，在呼氣階段660結束時，泄壓閥412暫時地打開，以將過量氣體排出到外部空氣中，直到達到所需PEEP。翼閥212 和泄壓閥412的打開在圖6中分別用跡線664和666顯示。
[0105]維持氣體進入換氣環路的平均流速由用戶指定，典型為500ml/min。在每分鐘10 次呼吸的換氣速率下，翼閥212每個周期允許50ml維持氣體進入回路。當以典型的600ml 的潮氣量換氣時，在每個周期中注入的維持氣體量僅為潮氣量的約10%，因此對任何給定的換氣周期僅有少量影響。維持氣體的流速通常設定在保持氣體環路中的氣體組成接近于維持氣體水平所需的最低水平上，盡管肺的代謝傾向于降低氧氣水平和增加CO2水平。維持氣體的注入也用于維持系統中的所需PEEP水平。從肺和呼吸設備泄露的氣體量也影響注入的維持氣體量。
[0106]因為肺的代謝活性低，它需要很少的氧氣支持，并僅產生少量二氧化碳。因此肺自身的代謝對換氣氣體和灌注液氣體的組成僅有少量影響。因為維持氣體在每個換氣周期過程中被注入氣體管線,換氣氣體和灌注液氣體的組成快速達到相同的組成，即維持氣體的組成。一旦發生這種情況，肺就處于與維持氣體平衡的狀態下。在平衡狀態下，灌注液氧氣水平達到穩態值。SaO2穩態水平 在約93-95%的范圍內，略低于生理水平。相應的穩態SvO2 水平在約90-91%的范圍內，高于生理水平。因此，在維持模式中，跨過肺的灌注流體250中的飽和度水平之間的差異低于生理差異。較高的SvO2部分是由于身體組織不存在脫氧合效應，這發生在生理情況下。較低的SaO2水平部分由肺用僅具有空氣的約一半氧含量的維持氣體的換氣引起。
[0107]在維持模式換氣的改良中，系統縮短了風箱的壓縮沖程以說明由翼閥212所貢獻的氣體體積，以便維持投送到肺的精確和恒定的潮氣量。
[0108]評估模式-連續
[0109]圖4是顯示執行肺評估所涉及的各種不同部件的示意圖。在連續方式評估中，系統通過將空氣吸入肺并在灌注流體返回肺之前除去灌注液的氧氣，來模擬身體過程。在體內，氧氣的去除通過組織實現；在OCS中，它通過脫氧合氣體流過氣體交換器來實現。連續方式的評估通過測量肺能夠使血液重新氧合的能力，來測試肺的氣體交換能力。這種測量通過測量靜脈和動脈血氧水平來進行。連續評估模式下肺性能的評分，將在下面進一步討論。
[0110]圖34是流程圖，顯示了執行肺連續評估所涉及的關鍵步驟。在步驟3402中，脫氧合氣體流過氣體交換器402。這通過使用氣體選擇器開關216，將其設定為選擇脫氧合氣體 500，并通過打開氣體交換器閥204以將氣體交換器402與脫氧合氣體供應源相連來實現。 在所述實施方案中，脫氧合氣體由4-7%C02，優選為6%C02，其余部分是氮氣組成。在該方式下，翼閥212保持關閉。在步驟3404中，使用風箱418使肺用空氣或另外的換氣氣體換氣， 風箱在每個周期的吸氣階段中將空氣或其他換氣氣體的新鮮呼吸投送到肺。[0111]圖6顯示了連續方式換氣周期中的氣體壓力情況和閥設置。當周期開始時，風箱 418處于完全打開位置，肺處于其最小體積，壓力處于PEEP水平652。在吸氣階段654中， 風箱閥414被打開668，風箱壓縮，驅動氣體進入肺。肺擴張以容納氣體，并伴有壓力升高。 當風箱418已投送指定量的氣體，系統暫停一段用戶指定的平臺時間658 (也稱為停留時間)，然后開始周期的呼氣階段660。在呼氣過程中，通過關閉風箱閥414、670封住風箱與肺之間的連接。在回路的肺一側，將泄壓閥412打開672以從肺排出氣體，直到達到PEEP水平，這時泄壓閥412關閉674。同時，風箱418擴張到完全伸展位置。這在風箱一側產生了吸力，吸力通過被動止回閥416釋放，被動止回閥416使外部空氣填充風箱，為下一輪吸氣周期做準備。下一輪換氣周期開始的時間由用戶指定的呼吸率決定。因此，風箱閥414和泄壓閥412在每個周期過程中的協同驅動，導致肺用新鮮空氣的連續換氣。
[0112]在可替選實施方案中，在吸氣階段654結束時平臺期658之前，風箱閥414關閉。 這允許在吸氣階段后立即開始風箱擴張。
[0113]可以向止回閥416入口供應空氣之外的氣體。事實上，可以提供任何所需組成的氣體。例如，氣體可以從在醫院中提供富氧的普通氣體輸送裝置來提供。這樣的裝置可以標準的50%或100%氧氣水平供應換氣氣體。
[0114]當脫氧合氣體正流過氣體交換器402并且肺正用空氣換氣時，灌注液循環通過肺和氣體交換器，如圖34的步驟3406中所示。當在連續方式下評估肺時，為了接近生理條件， 希望向肺供應具有與身體相似的氧氣水平的靜脈灌注流體。氣體交換器402具有有限的氣體交換能力，并且在3-41/min的生理血液流速下，當血液正循環經過肺并在那里連續地重新氧合時，它不能從血液中除去足夠的氧氣，以便將飽和度水平降低到對應于身體的水平。 因此，為了使氣體交換器402在靜脈血中實現氧氣的生理水平，將流速降低到約1.51/min。 在可替選實施方案中，使用介于1.51/min與生理流速3-41/min之間的流速,對于進入肺的靜脈血來說具有相應較高的氧氣水平。在所述實施方案中，在血液進入肺時的近似生理血液氣體水平為一方面，與生理流速為另一方面之間，存在折衷。這種折衷可以通過增加系統的氣體交換能力來減少或消除。在一種方法中，在肺灌注回路中使用串聯或并聯的多個氣體交換器。在另一種方法中，通過給氣體交換器裝備較大的氣體交換表面增加了它的氣體交換能力。
[0115]典型情況下，在肺已保持在維持模式下之后直接進行連續方式評估。下面的可替選實施方案加速了從維持向連續方式評估的切換。最初，在維持模式下，風箱418含有全部體積的維持氣體，它在正常情況下將在幾個空氣換氣周期過程中被沖走。另一種方法是進行吹掃操作，用空氣替換風箱418中的全部內含物。在吹掃過程中，風箱閥414打開，風箱 418以緩慢速度完全壓縮。在該壓縮過程中。泄壓閥412被主動控制以將壓力維持在接近 PEEP水平。在該壓縮循環結束時，風箱閥414關閉，風箱418完全擴張，從止回閥416用新鮮空氣填充其整個體積。可以進行一個或多個吹掃循環以徹底建立起新的氣體組成。
[0116]一旦系統處于穩態.，如圖34步驟3408中所示，測量進入肺和離開肺的灌注液氧氣水平值。也可以獲取灌注液樣品，以證實氧氣水平并確定灌注流體的其他成分。在連續評估模式中，通過測定肺在每次呼吸中能夠向灌注液轉移多少氧氣，用戶評估了肺的氣體交換能力。這種評估是基于進入肺和離開肺的灌注液中氧氣水平的測量值(3410)。使用各種不同參數，例如與肺換氣的氣體中氧氣的分數對評估進行校正。氣體交換能力的標準度量是以毫米汞柱計的血液中氧氣分壓PaO2與吸入氧氣分數值FiO2之間的比率。在正常的靜息人體中，該比率是100/.21=450。比率低于300表明肺受損，比率低于200表明急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)。但是，為了使這種度量在OCS中作為評估工具有效，需要幾種歸一化調整。一種關鍵的調整是對血液在進入肺之間的脫氧合水平Pv02。一般來說，由于氣體交換器有限的脫氧合能力，PvO2水平在OCS中比在人體中更高。因此，對于給定的肺氣體交換能力來說，預計在OCS的連續評估模式中的肺具有比體內更高的Pa02。
[0117]肺氣體交換能力的另一種度量是進入肺的血液的氧氣水平PvO2與離開肺的血液的氧氣水平PaO2之間的差值。在正常人體中，PvOyjC平約為40mm Hg，Pa02約為IOOmm Hg， 除去和進入氧氣水平之間的差值為60_ Hg。在OCS上，PvO2水平可以是60_ Hg，健康肺可能達到115mm Hg的PaO2, PaO2 - PvO2值為55mm Hg，接近于體內的相應值。
[0118]為了使測量的連續方式參數作為評估工具有效，需要幾種歸一化調整。這些調整是基于多種因素，例如換氣參數、血細胞比容水平、血液流速、肺容積、海拔高度和溫度。
[0119]順序評估模式
[0120]順序評估模式是評估肺氣體交換能力的第二種方法。在該方式中，肺接受深度靜脈灌注液氧氣水平，對它們進行了與連續評估模式不同的能力測試。
[0121]順序評估包括三個階段:脫氧合，保持和重新氧合。脫氧合階段從系統的所有灌注液中除去氧氣。在保持階段后，肺將灌注液池重新氧合。它們達到重新氧合的速度是它們的氣體交換能力的指示。圖35顯示了執行肺順序評估所包括的重要步驟。
[0122]脫氧合階段3502、3504用于降低灌注流體250的氧含量。這通過使用氣體交換器 402和肺404 二者來實現。為了使氣體交換器402對血液脫氧合，通過將氣體選擇器閥216 設定到選擇脫氧合氣體并打開氣體交換器法204，將脫氧合氣體500通入其中。盡管氣體交換器靠其自身能夠使血液脫氧合，但通過使用肺和通氣器加速了這個過程。為了實現這一點，通氣器被構造成作為循環換氣器運行，如同在維持模式中(參見上文)，翼閥212將脫氧合氣體500注入氣體回路。在幾個通氣器循環內，氣體回路中循環呼吸的氣體符合脫氧合氣體組成，即約6%C02和94%N2，肺對通過它們循環的灌注流體進行脫氧合。在效果上，肺被用作非常有效的氣體交換器，幫助對灌注液池脫氧合。正如在圖35步驟3504中所指出的，脫氧合階段持續到灌注液氧氣低于用戶定義的 閾值，這通常約為50-70%氧氣，優選為約60%氧氣。
[0123]在保持階段3506中，通過關閉氣體交換器閥204和翼閥212停止脫氧合過程，同時灌注液繼續流過灌注回路。在該階段過程中，允許灌注液池穩定到均勻的脫氧合水平。達到均勻所需要的時間可能取決于灌注液流速。在可替選實施方案中，監測動脈和靜脈氧含量水平，保持階段維持到水平隨時間變得相等并恒定。在保持階段期間，換氣停止，或者可替選地，系統進行一次或多次吹掃循環(描述在上面的連續評估部分中)，為重新氧合階段做準備。吹掃循環在這里發揮有用作用，因為氣體回路中的氣體正從脫氧合氣體切換到空氣，其極性相反，并且為了立即開始灌注流體的氧合，氣體回路需要在一開始就充滿空氣。
[0124]在順序評估模式的最后階段中，通過用空氣或另外的換氣氣體為肺換氣(步驟 3508)，對剝離氧氣的灌注液池進行重新氧合。換氣使用與上述用于連續評估相同的方法來進行，區別在于氣體交換器閥204保持關閉。因此，在順序評估模式的重新氧合階段中，肺是灌注回路中唯一的氣體交換源(步驟3510)。肺重新氧合灌注液池所花費的時間是肺氣體交換能力的關鍵指標。測量到的重新氧合時間是灌注流體250從脫氧合狀態達到由一個或兩個脈沖式氧含量計探頭116和118所測量(步驟3512)到的預定氧合水平所用的時間。 在可替選實施方案中，從一個或多個取樣端口 234、236獲取血樣，并通過實驗室血氣分析儀測量飽和度水平。氧合閾值水平的飽和度設定在90%到100%的范圍內，優選設定在93%。
[0125]由空氣換氣的肺使血液從脫氧合閾值水平重新氧合到氧合閾值水平花費的時間所度量的肺氣體交換能力，提供了對肺狀況的度量(步驟3514)。一般來說，健康的肺將能夠在4-5次呼吸內使灌注液池重新氧合，這對應于順序評估模式重新氧合時間在45到90秒范圍內，典型約為I分鐘。重新氧合時間作為評估工具的有效性，可能需要根據換氣參數、 血細胞比容、血液流速、肺容量和海拔高度進行歸一化。
[0126]在順序方式評估的可替選實施方案中，在氧合階段中向止回閥416的入口供應空氣之外的氣體。例如，來自醫院環境中提供含50%或100%氧氣氣體的裝置的氣體，可以提供換氣氣體。在這種情況下，重新氧合時間減少，為了確定肺的氣體交換能力，重新氧合時間測量值需要進行適當校準。
[0127]在順序評估模式期間評估肺氣體交換能力的另一種方法是測量脫氧合階段中肺使灌注流體250脫氧合的速度。肺在用脫氧合氣體500進行換氣時使灌注流體250脫氧合的效率，為肺的氣體交換能力提供了指示。
[0128]順序評估模式的優點在于可以使用3-41/分鐘的生理血液流速，這是因為在重新氧合過程中，氣體交換僅通過肺進行。因為沒有包含氣體交換器，因此不需要限制血液流動。
[0129]肺通氣器氣動回路
[0130]肺通氣器氣動回路提供了控制風箱閥414和泄壓閥412以控制各種不同換氣方式的機構。它也控制氣體流向血液氣體交換器402和肺。氣動控制提供了幾種優點，包括以不同速度打開和關閉閥的能力，可以利用廉價、一次性導向閥的能力，將肺控制臺模塊200與攜帶暴露于肺的氣體的閥隔離開的能力，并為一次性肺灌注模塊400與控制臺模塊200的連接和拆卸提供了方便和模塊化的接口。
[0131]在控制臺模塊控制器202上運行的軟件控制氣動控制模塊208，它反過來控制泄壓閥致動器207和風箱閥致動器210。圖5a顯示了肺控制臺模塊200中氣動回路 的部件以及回路如何與，肺灌注模塊400相連。在圖5a中，對應于圖1上顯示為氣動控制模塊208 的部件用虛線標出。表I是所述實施方案的氣動回路部件的名單。
[0132]表I
【權利要求】
1.一種肺護理系統，包括: 含有便攜式底盤的便攜式多用途模塊； 單用途一次性模塊，包含: 接口，適于將單用途一次性模塊與多用途模塊相結合，用于與多用途模塊進行電-機械互操作；以及 肺室組件，具有用于允許灌注流體流流入肺的第一個接口，用于允許肺用換氣氣體換氣的第二個接口，以及用于允許灌注流體從肺流出的第三個接口，肺室組件包括用于攜帶灌注流體流從肺流出的雙重排液系統，雙重排液系統包括用于引導一部分灌注流體流向灌注流體氣體含量傳感器的測量排液管，以及用于接受剩余部分灌注流體流的主排液管。
2.權利要求1的系統，其中雙重排液系統還包含容器，用于收集從肺流出流入池中的灌注流體流，所述灌注流體流進液到測量排液管中，測量排液管的排液能力低于灌注流體流出肺的流速，其中從容器溢流的過量灌注流體流向主排液管。
3.權利要求1的系統，其中一次性模塊還包括適于使灌注流體循環經過肺的泵。
4.權利要求1的系統，還包括與第二個接口相連的換氣系統，用于使肺用具有預定組成的氣體進行換氣。
5.權利要求4的系統，其中預定組成包括約12%氧氣。
6.權利要求4的系 統，其中預定組成是約12%氧氣、約5.5%二氧化碳和約82.5%氮氣。
7.權利要求1的系統，還包括在主排液管與灌注流體的儲液器之間提供流體連通的導管。
8.權利要求1的系統，其中便攜式多用途模塊包含肺控制臺，用于為一次性模塊提供電、氣動和機械控制中的至少一種。
9.權利要求8的系統，其中肺控制臺包括用于控制肺換氣的換氣控制器。
10.權利要求9的系統，其中換氣控制器包括機械致動器，用于驅動風箱以使換氣氣體流入肺。
11.權利要求9的系統，其中肺控制臺模塊包括氣動控制系統，用于控制一次性模塊中與肺相連的換氣氣體回路中的至少一個閥。
12.權利要求11的系統，其中至少一個閥放置在換氣氣體回路中肺與風箱之間，閥的關閉狀態關閉肺與風箱之間的氣體連通。
13.權利要求11的系統，其中至少一個閥包括用于將換氣氣體從肺換氣回路排出的泄壓閥。
14.權利要求11的系統，其中至少一個閥包括用于將換氣氣體導入換氣氣體回路的翼閥。
15.權利要求9的系統，其中換氣控制器能夠選擇多種用于為肺換氣的氣體中的一種。
16.權利要求15的系統，其中多種氣體包括氧合氣體、脫氧合氣體和維持氣體。
17.權利要求16的系統，其中氧合氣體選自空氣和含有25%到100%之間的氧氣的氣體。
18.權利要求16的系統，其中脫氧合氣體包含二氧化碳和氮氣。
19.權利要求16的系統,其中脫氧合氣體由約6%二氧化碳和約94%氮氣構成。
20.權利要求16的系統,其中維持氣體包含氧氣、二氧化碳和氮氣。
21.權利要求16的系統，其中維持氣體由約12%氧氣、約5.5% 二氧化碳和約82.5%氮氣構成。
22.權利要求16的系統，其中維持氣體從容納在多用途模塊內的罐供應。
23.權利要求8的系統，其中便攜式多用途模塊包括用于控制灌注流體氣體成分的灌注流體控制器。
24.權利要求23的系統，其中灌注流體控制器包括用于控制氣體流向一次性模塊中的氣體交換器的氣動閥控制器，其中氣體交換器被構造成在流向氣體交換器的氣體流與灌注流體之間交換氣體。
25.權利要求24的系統，其中流向氣體交換器的氣體流包含用于從灌注流體中去除氧氣的脫氧合氣體。
26.權利要求25的系統,其中脫氧合氣體包含二氧化碳和氮氣。
27.權利要求25的系統，其中脫氧合氣體由約6%二氧化碳和約94%氮氣構成。
28.權利要求1的系統，其中多用途模塊包括用于顯示肺護理系統的狀態的監測器，以及用于控制肺護理系統的操作的用戶界面。
29.權利要求28的系統，其中所顯示的狀態包括進入肺的灌注流體的氧含量和流出肺的灌注流體的氧含量中的至少一種。
30.權利要求28的系統，其中監測器顯示氣體進入肺處換氣氣體壓力的實時描記圖、通過位于灌注流體進入肺動脈處的壓力傳感器測量到的肺的肺動脈壓的實時描記圖，以及肺動脈壓的時間平均圖。
31.權利要求1的 系統，其中多用途模塊包括用于顯示肺評估期間肺護理系統狀態的監測器，以及用于控制肺護理系統操作的用戶界面，其中監測器顯示進入肺的灌注流體的氧含量的實時描記圖和離開肺的灌注流體的氧含量的實時描記圖。
32.—種肺護理系統,包括: 便攜式多用途模塊，包括便攜式底盤和肺控制臺； 單用途一次性模塊，包括: 接口，適于將單用途一次性模塊與多用途模塊相結合，用于與多用途模塊進行電-機械互操作；以及 肺室組件，具有用于允許灌注流體流流入肺的第一個接口，用于允許肺用換氣氣體換氣的第二個接口，以及用于允許灌注流體流從肺流出的第三個接口，其中 肺控制臺為一次性模塊中灌注流體和換氣氣體提供了電、氣動和機械控制中的至少一種。
33.權利要求32的系統，其中肺室組件包括雙重排液系統，用于攜帶灌注流體留離開肺，所述雙重排液系統包括用于將一部分灌注流體流導向灌注流體氣體含量傳感器的測量排液管，和用于接收剩余部分的灌注流體流的主排液管。
34.權利要求33的系統，其中雙重排液系統還包括容器，用于收集從肺流出流入池中的灌注流體流，所述灌注流體流進液到測量排液管中，測量排液管的排液能力低于灌注流體流出肺的流速，其中從容器溢流的過量灌注流體流向主排液管。
35.權利要求32的系統，其中一次性模塊還包括適于使灌注流體循環經過肺的泵。
36.權利要求32的系統，其中一次性模塊還包括與第二個接口相連的換氣系統，用于使肺用具有預定組成的氣體進行換氣。
37.權利要求36的系統，其中預定組成包括約12%氧氣。
38.權利要求36的系統，其中預定組成是約12%氧氣、約5.5% 二氧化碳和約82.5%氮氣。
39.權利要求33的系統，其中主排液管將剩余部分的灌注流體導向儲液器。
40.權利要求32的系統，其中肺控制臺包括用于控制肺換氣的換氣控制器。
41.權利要求40的系統，其中換氣控制器包括機械致動器，用于驅動風箱以使換氣氣體流入肺。
42.權利要求40的系統，其中肺控制臺模塊包括氣動控制系統，用于控制一次性模塊中與肺相連的換氣氣體回路中的至少一個閥。
43.權利要求42的系統，其中至少一個閥放置在換氣氣體回路中肺與風箱之間，閥的關閉狀態關閉肺與風 箱之間的流體連通。
44.權利要求42的系統，其中至少一個閥包括用于將換氣氣體從肺換氣回路排出的泄壓閥。
45.權利要求42的系統，其中至少一個閥包括用于將換氣氣體導入換氣氣體回路的翼閥。
46.權利要求40的系統,其中換氣控制器被構造成選擇多種用于肺換氣的氣體中的一種。
47.權利要求46的系統，其中多種氣體包括氧合氣體、脫氧合氣體和維持氣體。
48.權利要求47的系統，其中氧合氣體選自空氣和含有25%到100%之間的氧氣的氣體。
49.權利要求47的系統，其中脫氧合氣體包含二氧化碳和氮氣。
50.權利要求47的系統，其中脫氧合氣體由約6%二氧化碳和約94%氮氣構成。
51.權利要求47的系統，其中維持氣體包含氧氣、二氧化碳和氮氣。
52.權利要求47的系統，其中維持氣體由約12%氧氣、約5.5% 二氧化碳和約82.5%氮氣構成。
53.權利要求47的系統，其中維持氣體從容納在多用途模塊內的罐供應。
54.權利要求32的系統，其中肺控制臺包括用于控制灌注流體氣體成分的灌注流體控制器。
55.權利要求54的系統，其中灌注流體控制器包括用于控制流向一次性模塊中的氣體交換器的氣體流的氣動閥控制器，其中氣體交換器被構造成在流向氣體交換器的氣體流與灌注流體之間交換氣體。
56.權利要求55的系統，其中流向氣體交換器的氣體流包括用于從灌注流體中去除氧氣的脫氧合氣體。
57.權利要求56的系統，其中脫氧合氣體包含二氧化碳和氮氣。
58.權利要求56的系統，其中脫氧合氣體由約6%二氧化碳和約94%氮氣構成。
59.權利要求32的系統，其中多用途模塊包括用于顯示肺護理系統的狀態的監測器，以及用于控制肺護理系統的操作的用戶界面。
60.權利要求59的系統，其中所顯示的狀態包括進入肺的灌注流體的氧含量和流出肺的灌注流體的氧含量中的至少一種。
61.權利要求59的系統，其中監測器顯示氣體進入肺處換氣氣體壓力的實時描記圖、通過位于灌注流體進入肺動脈處的壓力傳感器測量到的肺的肺動脈壓的實時描記圖，以及肺動脈壓的時間平均圖。
62.權利要求32的系統，其中多用途模塊包括用于顯示肺評估期間肺護理系統狀態的監測器，以及用于控制肺護理系統操作的用戶界面，其中監測器顯示進入肺的灌注流體的氧含量的實時描記圖和離開肺的灌注流體的氧含量的實時描記圖。
63.—種肺護理系統,包括: 含有底盤的多用途模塊；和 單用途一次性模塊，包括: 接口，適于與多用途模塊相連接； 肺室組件，具有用于允許灌注流體流流入肺的第一個接口，用于允許肺用換氣氣體換氣的第二個接口，和用于允許灌注流體流從肺流出的第三個接口 ；以及 用于將灌注流體從肺室組件排出的排液系統，排液系統包測量導管和主排液管導管，所述測量導管將灌注流體流進一步導向適于測量灌注流體氣體含量的傳感器。
64.權利要求63的系統，其中測量導管適于將灌注流體置于適合通過傳感器進行氣體含量測量的條件下。
65.權利要求63的系統，其`中灌注流體氣體含量是氧氣含量。
66.權利要求63的系統，其中傳感器是脈沖式氧含量計。
67.—種肺護理模塊,包括: 單用途一次性模塊，包括: 接口，適于與多用途模塊相連接；以及 肺室組件，具有用于允許灌注流體流流入肺的第一個接口和用于允許肺用換氣氣體換氣的第二個接口 ；以及 用于將灌注流體流從肺室組件排出的排液系統，排液系統包測量導管和主排液管導管，所述測量導管將灌注流體流進一步導向適于測量灌注流體氣體含量的傳感器。
68.權利要求67的模塊，還包括與用于肺用氣體換氣的第二個接口相連的換氣系統。
69.權利要求68的模塊，其中氣體可從多種氣體中選擇，多種氣體中的每種具有預定組成。
70.權利要求69的模塊，其中多種氣體包括維持氣體、評估氣體和空氣。
71.權利要求70的模塊，其中維持氣體的預定組成包括約12%氧氣。
72.權利要求70的模塊，其中維持氣體的預定組成是約12%氧氣、約5.5% 二氧化碳和約82.5%氮氣。
73.權利要求68的模塊，其中換氣系統可以構造成使肺重新呼吸一定體積的維持氣體。
74.權利要求73的模塊,其中換氣系統包括隔離體積區室,一定體積的維持氣體在肺與隔離體積區室之間循環。
75.權利要求73的模塊,其中換氣系統包括風箱,一定體積的維持氣體通過驅動風箱在肺與風箱之間循環。
76.權利要求73的模塊，其中換氣系統包括經翼閥與維持氣體外部供應源的連接，所述翼閥將氣體釋放到換氣系統中，以維持換氣系統中維持氣體的預定組成。
77.權利要求68的模塊，其中換氣系統還包括泄壓閥，所述泄壓閥維持肺中的最小氣體壓力。
78.權利要求70的模塊，其中評估氣體的預定組成包括約6%二氧化碳。
79.權利要求70的模塊，其中評估氣體的預定組成包括約4-7%二氧化碳和約93-97%氮氣。
80.權利要求67的模塊，其中第二個接口包括氣管套管。
81.權利要求80的模塊，其中氣管套管包含用于插入氣管的氣管插入部分、撓性部分、用于將氣管套管緊固到肺室組件上的鎖定裝置和通氣器接頭部分。
82.權利要求81的模塊，其中氣管插入部分的直徑為約0.65英寸到0.95英寸。
83.權利要求81的模塊，其中撓性部分可以被夾緊，以封閉進出肺的氣體流。
84.權利要求67的模塊，還包括適于將灌注流體流入肺和從肺流出的泵。
85.權利要求84的模塊，還包括與灌注流體熱接觸的加熱器，用于將灌注流體的溫度維持在接近生理水平。
86.權利要求85的模.塊，其中溫度在約30°C到37°C之間。
87.權利要求85的模塊，其中溫度在約34°C到37°C之間。
88.權利要求84的模塊，還包括與至少一個氣體供應源和灌注流體流體連通的氣體交換裝置，所述氣體交換裝置適于可控地調節灌注流體中第一種氣體成分的組成。
89.權利要求88的模塊，還包括用于從多種氣體供應源中進行選擇，以調節灌注流體中氣體成分的組成的氣體選擇開關。
90.權利要求84的模塊，其中第一個接口包括肺動脈套管。
91.權利要求90的模塊，其中肺動脈套管包括用于插入到肺動脈中的插入管、與插入管相連的接頭部分，和主管部分，所述主管部分與用于連接到攜帶流入肺的灌注流體流的回路上的接頭部分相連。
92.權利要求91的模塊，其中肺動脈套管還包括壓力換能器接頭，所述壓力換能器接頭在靠近插入管的接頭部分的腔內限定了開口，用于將壓力換能器定位在灌注流體進入肺的入口點附近。
93.權利要求92的模塊，其中壓力換能器接頭還提供用于為壓力換能器遠端排氣的通道。
94.權利要求92的模塊，其中肺動脈套管包括兩個插入管。
95.權利要求92的模塊，其中插入管以約15°到90°之間的角度偏離開肺動脈套管的主軸。
96.權利要求67的模塊，其中肺的左心房袖暴露于肺室組件，以允許灌注流體從肺流向排液系統。
97.權利要求67的模塊，其中一次性模塊還包括在左心房袖與將灌注流體從肺導向排液系統的套管之間的連接。
98.權利要求67的模塊，其中肺室組件包括外殼、支撐面和可開啟的蓋子。
99.權利要求98的模塊，其中支撐面限定了排液管和排液通道，用于排出流出肺的灌注流體。
100.權利要求98的模塊，其中支撐面被構造成固定撓性包封，為肺提供支撐并錨定肺。
101.權利要求98的模塊,其中撓性包封包含聚氨酯。
102.一種用于離體肺保存的方法，所述方法包括: 使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺； 通過使系留體積的換氣氣體在肺與可變體積室之間來回流動，通過氣管接口對肺換氣；以及 在系留體積中導入附加的換氣氣體流并從系留體積中排出過量的換氣氣體，來維持換氣氣體的預定組成并維持系留體積的最小氣體壓力。
103.權利要求102的方法，其中換氣氣體包括氧氣、二氧化碳和惰性氣體的組合物。
104.權利要求103的方法，其中惰性氣體是氮氣。
105.權利要求102的方法，其中灌注流體的氣體含量達到對應于換氣氣體預定組成的平衡水平。
106.權利要求102的方法，其中換氣氣體的預定組成包括約5-20%氧氣和約2-10%二氧化碳。
107.權利要求106的方法，其中灌注流體的氣體含量達到平衡水平，平衡水平的血紅蛋白飽和水平為約88%-98%。
108.權利要求102的方法，其中換氣氣體的預定組成包括約12%氧氣和約5.5% 二氧化碳。
109.權利要求105的方法，其中進入肺的灌注流體的血紅蛋白飽和水平達到約90-95%的平衡水平，離開肺的灌注流體的血紅蛋白飽和水平達到約90-95%的飽和水平。
110.權利要求102的方法，其中進入肺的灌注流體的氧含量低于生理水平，離開肺的灌注流體的氧含量高于生理水平。
111.權利要求102的方法，其中附加的換氣氣體流為每分鐘約400-600mL。
112.權利要求102的方法，其中系留體積為約400-1200mL。
113.權利要求102的方法，其中系留體積的最小氣體壓力為約4-8cm水柱。
114.權利要求102的方法，其中換氣氣體的最大壓力為約12-22cm水柱。
115.權利要求102的方法，其中過量的換氣氣體通過與系留體積相通的泄壓閥排出。
116.權利要求102的方法，其中可變體積室包含風箱。
117.權利要求116的方法，還包含壓縮風箱以使換氣氣體流入肺。
118.權利要求117的方法，其中在風箱與肺之間流動的換氣氣體體積由風箱的壓縮沖程量值所決定。
119.權利要求102的方法，其中換氣氣體流出肺由肺的收縮引起。
120.權利要求102的方法，其中肺動脈接口包括肺動脈套管，所述肺動脈套管的一部分插入到肺的肺動脈中。
121.權利要求102的方法，其中灌注流體通過暴露的左心房袖從肺流出。
122.權利要求102的方法，其中左心房接口包括在肺的左心房與左心房套管之間的密封連接。
123.權利要求102的方法，其中氣管接口包括氣管套管，所述氣管套管的一部分插入到肺的氣管中。
124.權利要求102的方法，其中灌注流體維持在接近生物溫度。
125.權利要求102的方法，還包括測量流入肺的灌注流體中的第一個氧含量水平和流出肺的灌注流體中的第二個氧含量水平。
126.權利要求102的方法，還包括測量灌注流體中的至少一個血紅蛋白氧飽和度水平和流入肺的灌注流體中的氧氣分壓。
127.權利要求102的方法，還包括測量灌注流體中的至少一個血紅蛋白氧飽和度水平和流出肺的灌注流體中的氧氣分壓。
128.權利要求102的方法，其中灌注流體包含血液制品。
129.權利要求128的方法，其中灌注流體至少部分去除了白細胞。
130.權利要求129的方法，其中灌注流體至少部分去除了血小板。
131.權利要求102的方法，其中灌注流體包括全血。
132.權利要求102的方法，還包括在灌注期間向肺投送一種或多種治療藥物。
133.權利要求132的方法，其中一種或多種治療藥物選自抗微生物劑、血管舒張劑和消炎藥。
134.權利要求132的方法，其中一種或多種治療藥物選自前列腺素、前列環素、葡聚糖、異丙腎上腺素、依前列醇和一氧化氮供體。
135.權利要求132的方法，其中一種或多種治療藥物通過噴霧器和支氣管鏡中的一種經氣管接口投送。
136.權利要求102的方 法，還包括在開始肺灌注之前在灌注流體中建立所需氧含量水平。
137.權利要求136的方法，其中灌注流體中的所需氧含量水平對應于約88%-98%的血紅蛋白飽和水平。
138.—種保存離體肺的方法，所述方法包括:將灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；通過使系留體積的換氣氣體在肺與可變體積室之間來回流動，經氣管接口對肺換氣；在系留體積中導入附加體積的換氣氣體并從系留體積中排出過量的換氣氣體，來維持換氣氣體的預定組成并維持系留體積的最小氣體壓力；并且其中換氣氣體成分與灌注流體之間在肺中的氣體交換導致灌注流體中相應的氣體成分達到平衡值。
139.權利要求138的方法，其中換氣氣體成分是氧氣和二氧化碳中的至少一種。
140.一種用于保存離體肺的系統，所述系統包括:灌注流體回路，用于使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；換氣回路，用于通過氣管接口對肺換氣，換氣回路適于使系留體積的換氣氣體在肺與可變體積室之間來回流動；翼閥，與換氣回路流體連通，用于在系留體積中導入附加體積的換氣氣體；以及泄壓閥，與換氣回路流體連通，用于從系留體積中排出過量的換氣氣體，并維持系留體積的最小氣體壓力；并且其中換氣氣體成分與灌注流體之間在肺中的氣體交換導致灌注流體中相應的氣體成分達到平衡值。
141.一種用于保存離體肺的系統，所述系統包含:用于使灌注流體循環經過肺的機構，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；用于通過氣管接口對肺換氣的機構，換氣回路適于使系留體積的換氣氣體在肺與可變體積室之間來回流動；用于在系留體積中導入附加體積的換氣氣體的機構；以及用于從系留體積中排出過量的換氣氣體并維持系留體積的最小氣體壓力的機構，其中換氣氣體成分與灌注流體之間在肺中的氣體交換導致灌注流體中相應的氣體成分達到平衡值。
142.—種評估肺的方法，所述方法包括:使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；通過使換氣氣體流經氣管接口對肺進行換氣；使灌注流體脫氧合，直到在灌注流體中達到氧含量的第一個預定值；以及通過用氧合氣體對肺換氣使灌注流體重新氧合，直到在灌注流體中達到氧含量的第二個預定值，其中肺的狀態可以根據肺使灌注流體中的氧含量從第一個氧含量值變化到第二個氧含量值所花費的時間來確定。
143.權利要求142的方法，其中通過用包含CO2的脫氧合氣體對肺換氣使灌注流體脫氧合。
144.權利要求143的方法 ，其中脫氧合氣體包含約6%C02。
145.權利要求142的方法，其中通過將灌注流體循環經過氣體交換裝置使灌注流體脫氧合，所述氣體交換裝置與包含CO2和N2的脫氧合氣體流體連通，氣體交換裝置通過脫氧合氣體與灌注流體之間的氣體交換從灌注流體中去除氧氣。
146.權利要求145的方法，其中脫氧合氣體包含約6%C02和約94%N2。
147.權利要求142的方法，其中通過用包含CO2和N2的脫氧合氣體對肺換氣使灌注流體脫氧合。
148.權利要求142的方法，其中灌注流體含有紅細胞，灌注流體中的第一個氧含量預定值對應于約73%的紅細胞飽和度。
149.權利要求142的方法，其中灌注流體含有紅細胞，灌注流體中的第二個氧含量預定值對應于約93%的紅細胞飽和度。
150.權利要求142的方法，其中氧合氣體是空氣。
151.權利要求142的方法，其中氧合氣體含有約25%到100%之間的氧氣。
152.權利要求142的方法，其中灌注流體以每分鐘約1.5升的速度流過灌注回路。
153.權利要求142的方法，其中在運輸肺的同時對肺進行評估。
154.權利要求142的方法，其中灌注流體被維持在接近生理溫度。
155.權利要求142的方法，其中灌注流體包括血液制品。
156.權利要求155的方法，其中灌注流體至少部分去除了白細胞。
157.權利要求155的方法，其中灌注流體至少部分去除了血小板。
158.權利要求142的方法，其中灌注流體包括全血。
159.權利要求142的方法，還包括在灌注期間向肺投送一種或多種治療藥物。
160.權利要求159的方法，其中一種或多種治療藥物選自抗微生物劑、血管舒張劑和消炎藥。
161.權利要求159的方法,其中一種或多種治療藥物選自前列腺素、前列環素、葡聚糖、異丙腎上腺素、依前列醇和一氧化氮供體。
162.權利要求159的方法，其中一種或多種治療藥物通過噴霧器和支氣管鏡中的一種經氣管接口投送。
163.權利要求142的方法，還包括測量灌注流體的氧含量以確定何時達到灌注流體中的第一個和第二個氧含量預定值。
164.權利要求163的方法，其中通過使用脈沖式氧含量計確定灌注流體中紅細胞的飽和度水平，來測量灌注流體的氧含量。
165.一種用于評估肺的系統，所述系統包括:用于使灌注流體循環經過肺的離體灌注回路，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；以及用于使換氣氣體通過氣管接口流入和流出肺的換氣回路，其中系統被構造成使灌注流體脫氧合，直到在灌注流體中達到第一個氧含量預定值，以及通過用氧合氣體對肺換氣使灌注流體重新氧合，直到在灌注流體中達到氧含量的第二個預定值，并且其中系統還被構造成根據肺使灌注流體中的氧含量從第一個氧含量值變化到第二個氧含量值所花費的時間來確定肺的狀態。
166.權利要求165的系統，其中系統被構造成通過用包含CO2和N2的脫氧合氣體對肺換氣使灌注流體脫氧合。
167.權利要求165的 系統，其中換氣回路還包括氣體交換裝置，系統被構造成通過在使包含CO2和N2的脫氧合氣體經過氣體交換裝置的同時使灌注流體循環經過氣體交換裝置，來對灌注流體脫氧合，所述氣體交換裝置適于通過脫氧合氣體與灌注流體之間的氣體交換從灌注流體中去除氧氣。
168.—種用于評估肺的系統，所述系統包括:用于使灌注流體循環經過肺的機構，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；以及用于使換氣氣體通過氣管接口流入和流出肺的機構，其中系統被構造成使灌注流體脫氧合，直到在灌注流體中達到第一個氧含量預定值，以及通過用氧合氣體對肺換氣使灌注流體重新氧合，直到在灌注流體中達到氧含量的第二個預定值，并且其中系統還被構造成根據肺使灌注流體中的氧含量從第一個氧含量值變化到第二個氧含量值所花費的時間來確定肺的狀態。
169.—種肺護理系統,所述系統包括:離體灌注回路，用于使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過左心房接口離開肺；和換氣回路，用于使換氣氣體通過氣管接口流入和流出肺，其中系統包括肺維持模式和肺評估模式，肺維持模式被構造成通過使系留體積的換氣氣體在肺與可變體積室之間來回流動，經氣管接口對肺進行換氣，并且評估模式被構造成:使灌注流體脫氧合，直到在灌注流體中達到第一個氧含量預定值；通過用氧合氣體對肺換氣使灌注流體重新氧合，直到在灌注流體中達到氧含量的第二個預定值；以及根據肺使灌注流體中的氧含量從第一個氧含量值變化到第二個氧含量值所花費的時間來確定肺的狀態。
170.一種評估肺的方法，所述方法包含:將肺放置在離體灌注回路中；使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過肺靜脈離開肺；使灌注流體循環經過氣體交換器，氣體交換器從灌注流體中去除氧氣； 通過使換氣氣體流過氣管接口對肺換氣；在灌注回路中灌注流體離開肺后的位點處測量灌注流體中的第一個氧飽和度值；以及根據第一個氧飽和度值確定肺的狀態。
171.權利要求170的方法，其中確定肺的狀態包括確定第一個氧飽和度值與換氣氣體中吸入的氧氣分數之間的比率。
172.權利要求170的方法，還包括:在灌注回路中肺動脈接口附近的位點處測量灌注流體中的第二個氧飽和度值；以及根據第一個與第二個氧飽和度值之間的差來確定肺的狀態。
173.權利要求170的方法，其中換氣氣體是空氣。
174.權利要求170的方法，其中換氣氣體含有25%到100%之間的氧氣。
175.權利要求170的方法，其中灌注流體以每分鐘約1.5升的速度流過灌注回路。
176.—種評估肺的方法，所述方法包括:將肺放置在離體灌注回路中；使灌注流體循環經過肺，流體通過肺動脈接口進入肺，通過肺靜脈離開肺；通過使換氣氣體流過氣管接口對肺換氣；使灌注流體脫氧合，直到在灌注流體中達到第一個氧飽和度預定值；通過用空氣對肺換氣使灌注流體重新氧合，直到在灌注流體中達到氧飽和度的第二個預定值；以及根據肺使灌注流體中的氧飽和度水平從第一個氧飽和度值變化到第二個氧飽和度值所花費的時間來確定肺的狀態。
177.權利要求176的方法，其中通過用包含CO2和N2的換氣氣體對肺換氣使灌注流體脫氧合。
178.權利要求177的方法，其中換氣氣體包含約5.5%C02和94.5%N2。
179.權利要求176的方法，其中通過使灌注流體循環經過氣體交換裝置將灌注流體脫氧合，所述氣體交換裝置與包含CO2和N2的換氣氣體流體連通，氣體交換裝置通過換氣氣體與灌注流體之間的氣體交換調節灌注流體中的氧氣組成。
180.權利要求179的方法，其中換氣氣體包含約5.5%C02和94.5%N2。
181.權利要求179的方法，其中氧飽和度的第一個預定值是約77%氧氣。
182.權利要求179的方法，其中氧飽和度的第二個預定值是約97%。
183.權利要求1、32、63、140、141、165、168或169的肺護理系統在保存或評估離體肺中的應用。
184.權利要求67的模塊在保存`或評估離體肺中的應用。
【文檔編號】A01N1/02GK103430939SQ201310148246
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2009年1月30日 優先權日:2008年1月31日
【發明者】羅伯特·費什曼, 羅伯特·哈維那, 伊哈卜·阿德爾·法塔斯, 阿納斯·阿德拉茲姆, 斯科特·尼維爾, 湯姆·畢曉普, 塔莫爾·科哈亞, 斯坦利·科伊, 羅納德·泰勒, 多格·哈利奧特, 馬修·德雷默爾, 保羅·穆銳, 約翰·蘇里維安, 馬克·安德松, 理查德·布理因哈姆, 邁克·凡德里爾, 瓦里德·哈桑內 申請人:特蘭斯邁迪茨公司