用于活體外器官護理的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明在各個實施例中提供涉及活體外器官護理的系統(tǒng)、裝置及方法。在一定實施例中，本發(fā)明涉及在接近生理條件下保持活體外器官。
【專利說明】用于活體外器官護理的系統(tǒng)和方法
[0001] 本發(fā)明是申請日為2005年10月7日、申請?zhí)枮?00580042038.4(PCT / US2005 /036211)、發(fā)明名稱為“用于活體外器官護理的系統(tǒng)和方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。_2] 對于相關申請的參考
[0003]本申請要求提交于2004年10月7日的美國臨時專利申請序列號N0.60 /616,835 ;提交于2005年6月28日的美國臨時專利申請序列號N0.60 / 694，971 ;及提交于2005年10月6日、并且標題為用于活體外器官護理的系統(tǒng)和方法的美國臨時專利申請的益處。以上每一個的說明書通過參考全部包括在這里。
【技術領域】
[0004]本發(fā)明一般涉及用于活體外器官護理的系統(tǒng)、方法及裝置。更具體地說，在各個實施例中，本發(fā)明涉及在生理或接近生理的條件下護理活體外器官。
【背景技術】
[0005]當前器官保存技術典型地涉及器官在冰上的化學灌注溶液中的低溫存儲。在心臟的情況下，它典型地被停博，并且在低溫、非機能狀態(tài)下用存儲/心麻痹溶液冷卻。這些技術利用各種心麻痹溶液，它們沒有一種充分保護心臟免于由局部缺血造成的心肌損害。這樣的損傷當諸如心臟之類的器官意圖從供體移植到受體中時，是特別不希望發(fā)生的。除由局部缺血造成的心肌損害之外，心臟的再灌注可能加重心肌損傷，并且可能引起冠狀血管內(nèi)皮和光滑肌肉損傷，這可能導致冠狀血管舒縮功能障礙。
[0006]使用傳統(tǒng)手段，這樣的損傷作為器官在活體外保持的時間長度的函數(shù)而增加。例如，在心臟的情況下，典型地在它變得不適用于移植之前它可以在活體外保持僅幾個小時。該相當短的時間限制從給定供體地點可達到的受體的數(shù)量，由此限制用于采集心臟的受體人數(shù)(recipient pool)。即使在幾個小時的時間極限內(nèi)，心臟仍然可能顯著地損害。顯著問題是可能沒有損害的任何明顯指示。由此，可能移植非最佳器官，導致器官移植后功能障礙或其它損傷。因而，希望開發(fā)可延長器官在活體外健康狀態(tài)下保存的時間的技術。這樣的技術會降低移植失敗的危險，并且擴大潛在供體和受體人數(shù)。
[0007] 活體外器官的有效保存也會提供多種其它好處。比如，延長的活體外保存可能允許對于采集器官的更認真監(jiān)視和功能測試。這又允許在采集器官中的缺陷的較早檢測和可能修復，進一步降低移植失敗的可能性。對于器官進行簡單修復的能力也可能允許保存具有微小缺陷的多個器官，而當前移植技術要求把它們丟棄。
[0008]另外，可以實現(xiàn)在器官與具體受體之間的更有效匹配，進一步降低最終器官排異的可能性。當前移植技術主要依賴于匹配供體和受體血型，這本身是器官是否將被受體排異的較不可靠的指示。對于器官相容性的更優(yōu)選實驗是人體白細胞抗原(HLA)匹配實驗，但當前低溫局部缺血器官保存手段排除這種實驗的使用，該實驗常?？赡苄枰?2小時或更長來完成。
[0009]延長和可靠的活體外器官護理也能提供在器官移植的范圍外的好處。例如，病人身體，作為整體，典型地可容許比多種特殊器官低得多的水平的化學、生物及輻射治療?；铙w外器官護理系統(tǒng)允許從身體摘除，并且在隔離中被處理，降低損害身體其它部分的危險。
[0010]鑒于上文，需要用來護理活體外器官的改進系統(tǒng)、方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明通過在各個實施例中提供與便攜式活體外器官護理相關的改進系統(tǒng)、方法及裝置，消除在現(xiàn)有技術中的不足。更具體地說，根據(jù)各個方面，本發(fā)明提供與便攜式活體外器官護理相關的系統(tǒng)、方法及裝置。根據(jù)一個進步，本發(fā)明的心臟護理系統(tǒng)把心臟保持在或接近正常生理條件下的博動狀態(tài)下。為此，系統(tǒng)在或接近生理溫度、壓力及流率下把氧化、營養(yǎng)豐富的灌注流體循環(huán)到心臟。根據(jù)一個執(zhí)行，系統(tǒng)采用基于血液產(chǎn)品的灌注流體，以更準確地模擬正常生理條件。在可選擇實施例中，系統(tǒng)使用合成血液替代溶液，而在其它實施例中，溶液可以包括與血液替代產(chǎn)品組合的血液產(chǎn)品。
[0012]根據(jù)另一個進步，本發(fā)明的系統(tǒng)可把采集的心臟保持在兩種操作模式中:正常主動脈流動模式(也稱作“正常流動模式”)和退行主動脈流動模式(也稱作“退行流動模式”)。一般地，在正常流動模式中，系統(tǒng)以與血液在人體中循環(huán)的相同方式把灌注流體循環(huán)到心臟。更具體地說，灌注流體經(jīng)左心房進入心臟，并且經(jīng)右和左心室流出心臟。在正常流動模式中，系統(tǒng)以約I升/分與約5升/分之間的速率把灌注流體泵送到心臟。這種模式例如對于在運輸?shù)焦w位置之前和以后進行功能測試以確認心臟沒有缺陷是有用的?？蛇x擇地，在退行流動模式中，系統(tǒng)把灌注流體經(jīng)主動脈流入心臟，流過冠狀竇，及然后經(jīng)右心室流出心臟。在這種操作模式中，系統(tǒng)把灌注流體的流量減小到在約300毫升/分與約I升/分之間。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，退行流動路徑與減小的流率一起，在活體外護理的延長時段期間減小對于心臟的損壞。因而，根據(jù)本發(fā)明的一個特征，心臟在退行流動模式中運輸?shù)焦w地點。
[0013]根據(jù)各個方面，本發(fā)明的系統(tǒng)和/或裝置包括，并且/或者本發(fā)明的方法采用，下面的一個或多個:器官腔室組件，用來在活體外護理期間容納心臟；儲箱，用來容納和可選擇地去除泡沫和/或過濾大量灌注流體；灌注流體泵，用來泵送/循環(huán)到心臟和來自其的灌注流體；加熱器組件，用來把灌注流體的溫度保持在或接近生理溫度處；流動模式選擇器閥，用來在正常與退行流動模式之間切換；氧合器，用來在灌注流體由心臟排出以后重新氧合它；營養(yǎng)子系統(tǒng)，用來在營養(yǎng)素被心臟代謝時補充營養(yǎng)素，并且用來向灌注流體提供保存劑，以減小對于心臟的例如局部缺血和/或其它再灌注相關損傷；傳感器子系統(tǒng)，用來監(jiān)視灌注流體的例如溫度、壓力、流率及/或氧合，和/或來自心臟的電信號及和/或用來保持到和來自心臟的適當流動條件的各種元件；操作人員接口，用來幫助操作人員監(jiān)視系統(tǒng)操作和/或心臟的狀態(tài)，并且/或者能夠使操作人員設置各種操作參數(shù)；電力子系統(tǒng)，用來把故障容許電力提供到器官護理系統(tǒng)；及控制子系統(tǒng)，用來控制器官護理系統(tǒng)的操作。
[0014]可選擇地，在一個 踐中，心臟從供體采集，并且通過插管過程附加到器官腔室組件上。灌注流體泵把灌注流體從儲箱泵送到加熱器組件。加熱器組件把灌注流體加熱到或接近正常生理溫度。根據(jù)一個實施例，加熱器組件把灌注流體加熱到在約32°C與約37°C之間。從加熱器組件，灌注流體流到流動模式選擇器閥。最初，流動模式選擇器閥定位用于退行流動模式，以把灌注流體從加熱器組件導向到在器官腔室組件上的第一接口。也稱作主動脈接口或左心室接口，第一接口經(jīng)位于器官腔室組件內(nèi)的導管插管到左心室的血管組織(例如，主動脈短管)。心臟然后把灌注流體通過右心室經(jīng)在器官腔室組件上的第二接口泵送出心臟。也稱作肺動脈接口或右心室接口的第二接口，經(jīng)位于器官腔室組件內(nèi)的導管插管到右心室的血管組織(例如，肺動脈短管)。在退行流動模式中，流體除小細流灌注流體的形式之外不泵送入或泵送出心臟，該小細流灌注流體被輸送以濕潤左心房。響應處于正常流動模式位置的流動模式選擇器閥，它把灌注流體經(jīng)在器官腔室組件上的第三接口導向到心臟的左心房。也稱作肺靜脈接口或左心房接口的第三接口，經(jīng)位于器官腔室組件內(nèi)的導管插管到左心房的血管組織(例如，肺靜脈短管)。心臟然后通過左心室經(jīng)主動脈接口、和通過右心室經(jīng)肺動脈接口排出灌注流體。 [0015]在兩種操作模式中，從肺動脈接口，灌注流體流入氧合器中。氧合器從外部或機載氣體源接收氧氣，并且在使灌注流體返回到儲箱之前把氣體(例如氧氣)施加到灌注流體上。系統(tǒng)可以包括一個或多個測量灌注流體的氧氣飽和水平的氧氣飽和傳感器，以保證灌注流體保持在生理氧氣水平處。在其中灌注流體是基于血液產(chǎn)品的實施例中，它包括紅細胞(氧攜帶細胞)?？蛇x擇地，氧氣傳感器也提供在灌注流體中的紅細胞濃度的血細胞比容測量。
[0016]在正常和退行流動模式中，當灌注流體流過系統(tǒng)時、和在某些實施例中它在儲箱中的同時，營養(yǎng)子系統(tǒng)以供給的保養(yǎng)溶液注入灌注流體。根據(jù)一個特征，保養(yǎng)溶液包括營養(yǎng)素，如葡萄糖。根據(jù)另一個特征，保養(yǎng)溶液包括供給的治療劑和/或保存劑(例如，心臟興奮藥、胰島素、氨基酸、等等)，用來減小對于心臟的局部缺血和/或其它重新灌注相關損傷。
[0017]根據(jù)另一個實踐，灌注流體包括在心臟采集期間通過放血過程從供體除去的血液。最初，來自供體的血液加載到儲箱中，并且在器官腔室組件中的插管位置用旁路導管設旁路，以能夠?qū)崿F(xiàn)灌注流體在不存在心臟的情況下通過系統(tǒng)的正常模式流動。在插管采集的心臟之前，通過使放血供體的血液通過系統(tǒng)循環(huán)以加熱、氧合及/或過濾它，可以把系統(tǒng)準備好。營養(yǎng)素、保存劑、和/或其它治療劑也可以在準備期間經(jīng)由營養(yǎng)子系統(tǒng)的注射泵提供。在準備期間，各種參數(shù)也可以初始化，并且在準備期間經(jīng)操作人員接口校準。一旦準備好和適當?shù)剡\行，泵流動就被減小或中斷循環(huán)(cycled off)，旁路導管從器官腔室組件除去，及心臟插管到器官腔室組件中。泵流動然后恢復或增大，如情況可能的那樣。根據(jù)一個特征，操作人員接口可以經(jīng)硬布線連接插入到系統(tǒng)中，或者可以不插入并且用來與本發(fā)明的系統(tǒng)無線地通信。
[0018]根據(jù)一個特征，系統(tǒng)包括多個順應腔室。順應腔室基本上是具有柔性、彈性壁的小型列式流體蓄能器，用來通過幫助系統(tǒng)更準確地模仿在人體中的血液流動，例如通過提供流回壓力和/或通過過濾/減小由例如流量變化造成的流體壓力峰值，來仿真人體的血管順應性。在一個構造中，順應腔室布置在流動模式選擇器閥的任一側上和灌注流體泵的輸出上。根據(jù)一個特征，順應腔室在正常流動模式操作期間緊跟用來調(diào)節(jié)由主動脈看到的回壓的夾具來布置。
[0019]根據(jù)一個實施，傳感器子系統(tǒng)包括用來監(jiān)視來自心臟的電信號的心電圖(ECG)傳感器。根據(jù)一個實施例，控制子系統(tǒng)使灌注流體到心臟的泵送與ECG信號同步。根據(jù)一個特征，ECG信號包括r-波，并且控制子系統(tǒng)使用r-波使流體泵送與心臟的舒張狀態(tài)同步。根據(jù)另一個特征，控制子系統(tǒng)依據(jù)ECG信號來調(diào)節(jié)泵沖程體積和/或泵速率。例如，在一個實施例中，當心率增大時控制子系統(tǒng)減小泵沖程體積，以保持血液流動。在另一個實施例中，系統(tǒng)響應檢測到不規(guī)則心率而減小泵沖程體積。在兩種情況下，結果都是減小泵送到心臟的流體體積，這又降低引起對于心臟損壞的可能性。在各個實施例中，傳感器包括灌注流體流量和/或流動壓力傳感器，它們提供用來控制灌注流體泵的反饋。根據(jù)一個實施例，為了更準確地仿真通過身體的正常循環(huán)，系統(tǒng)的泵是脈動泵。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，器官腔室組件包括多個改進特征。更具體地說，在一個構造中，本發(fā)明的器官腔室組件包括殼體、外蓋及中間蓋。殼體包括底部和一個或多個壁，用來容納器官。中間蓋覆蓋到殼體的開口，用來充分封閉在殼體內(nèi)的器官；并且包括框架和在框架內(nèi)懸掛的柔性隔膜。柔性隔膜優(yōu)選地是透明的，但可以是不透明的、半透明的或大體透明的。根據(jù)一個特征，柔性隔膜包括充分富余的隔膜材料，以接觸在腔室內(nèi)容納的器官。這個特征能夠使醫(yī)護人員通過隔膜觸摸/檢查器官，同時仍然保持系統(tǒng)和器官的無茵。外蓋在中間蓋上方獨立于中間蓋打開和關閉。優(yōu)選地，外蓋足夠剛性以保護器官免于間接或直接的物理接觸。
[0021]根據(jù)一個實施，中間蓋鉸接到殼體上。中間蓋也可以包括用來鎖緊在器官腔室的開口上方關閉的中間蓋的鎖閂。外蓋可以類似地鉸接和鎖定。在某些構造中，提供襯墊，用來在中間蓋框架與一個或多個器官腔室壁之間形成流體密封，并且/或者用來在外蓋的周緣與中間蓋的框架之間形成流體密封。
[0022]可選擇地，器官腔室組件包括規(guī)定尺寸和成形為相互配合在殼體的底部內(nèi)的墊片或袋囊組件。優(yōu)選地，墊片組件包括由彈性足以在運輸期間減少器官的機械震動和沖擊的材料形成的墊片。在器官腔室組件被構造以接收心臟的情況下，根據(jù)一個特征，本發(fā)明的墊片包括用來接收至少一個電極的機構。機構可以沒有限制地包括一個或多個槽溝、凹槽、突起、貫通孔徑、部分貫通孔徑、鉤狀物、小孔、按扣、粘性補片等。根據(jù)一個優(yōu)點，機構允許在墊片上或其中的至少一個電極的可調(diào)整放置，以容納不同尺寸和形狀的心臟。根據(jù)一個實施例，墊片包括貫通孔徑，至少一個電極的電氣引線可以穿過該貫通孔徑。
[0023]根據(jù)一個實施例，墊片組件包括至少一個電極，該電極以這樣一種方式可調(diào)節(jié)地定位在墊片上或其中的位置處，從而便于與放置在器官腔室組件中的墊片上的心臟相接觸。根據(jù)一個構造，至少一個電極安置在墊片的表面上，并且由心臟的重量保持到位。在另一個構造中，至少一個電極粘結到墊片的表面上。該至少一個電極包括用來監(jiān)視來自心臟的一個或多個電信號的一個或多個傳感器。它也可以包括用來把電信號提供給心臟的一個或多個除顫器觸點。本發(fā)明的墊片/電極構造的一個優(yōu)點是，它不要求至少一個電極永久或臨時地縫合或以另外方式機械連接到心臟上。代之以，通過把心臟放置在一個或多個電極上進行電氣連接。在一個構造中，至少一個電極包括集成的傳感器和除顫觸點，該觸點允許用戶監(jiān)視來自心臟的電信號和把電信號通過到器官腔室組件的共用電氣接口連接來提供給心臟。根據(jù)另一個特征，共用電氣接口包括在器官腔室組件上的一個或多個電氣端口，用來在腔室內(nèi)的至少一個電極與布置在殼體外的儀器之間傳輸電信號。作為例子，端口可以把ECG信號提供給外部處理器和/或顯示器，并且/或者可以把除顫電力提供給電極。
[0024]可選擇地，器官腔室殼體還包括為了最佳心臟功能而用來傾斜殼體的基座。根據(jù)一個特征，基座把在器官腔室內(nèi)容納的心臟保持在相對于水平的約30°與約60°之間的角度處。
[0025]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明的灌注流體加熱器組件包括與提供用來加熱灌注流體的緊湊、固態(tài)機構相關的多個改進特征。加熱器組件的某些特征使得它特別適于加熱灌注流體的基于血液產(chǎn)品的實施例。在一個實施例中，本發(fā)明的加熱器組件包括進口、出口、流動通道、第一和第二流動通道板及第一加熱器。流動通道形成在第一與第二流動通道板之間。進口使灌注流體流入流動通道，并且出口使灌注流體流出加熱器。第一和第二流動通道板具有充分生物惰性的灌注流體接觸表面，用來提供與流過通道的灌注流體的直接接觸。灌注流體接觸表面可以例如通過對于基片的處理或在基片上涂敷而形成，或者可以是基片表面本身。第一加熱器熱耦合到第一流動通道板上，用來加熱第一流動通道板。在一個構造中，第一加熱器布置在第一流動通道板的非灌注流體接觸側上。根據(jù)另外的實施例，本發(fā)明的加熱器組件也包括熱耦合到第二流動通道板上的第二加熱器，用來加熱第二流動通道板，以在流動通道中提供更均勻的溫度分布。
[0026]根據(jù)一個構造，加熱器組件包括布置在第一加熱器與第一流動通道板之間的第一加熱器板，用來把來自第一加熱器的熱量熱耦合到第一流動通道板。根據(jù)一個特征，第一加熱器板由從加熱器比較均勻地傳導和分布熱量的材料如鋁形成。加熱器板的均勻分布熱量然后耦合到第一流動通道板上，該第一流動通道板優(yōu)選地由諸如鈦之類的生物惰性材料形成，該生物惰性材料如果放置成與加熱器直接接觸，則不必提供足夠均勻的熱量分布。加熱器組件也可以包括布置在第二加熱器與第二流動通道板之間的第二加熱器板，用來把來自第二加熱器的熱量熱耦合到第二流動通道板。
[0027]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明的第一和/或第二加熱器是電阻加熱器。在一個構造中，它們每個包括在聚酰亞胺基片上形成的電阻加熱元件。根據(jù)另外的構造，電阻加熱元件具有約5歐姆的電阻。在其它 構造中，加熱元件的電阻范圍從約3歐姆至約10歐姆。
[0028]可選擇地，本發(fā)明的加熱器組件包括一個或多個溫度傳感器。例如，加熱器組件在其出口處可以包括溫度傳感器，用來把離開加熱器的灌注流體的溫度報告給控制子系統(tǒng)。來自這個傳感器的信號可以在反饋環(huán)路中用來控制到第一和第二加熱器的驅(qū)動信號，以控制加熱器板的溫度。另外，為了保證加熱器板的灌注流體接觸表面不達到可能損害灌注流體的溫度，加熱器組件也可以包括用來把第一和/或第二加熱器的溫度報告給控制子系統(tǒng)的溫度傳感器。來自這些傳感器的信號也可以在反饋環(huán)路中用來進一步控制到第一和/或第二加熱器的驅(qū)動信號，以限制加熱器板的最大溫度。根據(jù)這個實施例的一種變形，加熱器組件可以包括用來把第一和/或第二加熱器的溫度報告給控制子系統(tǒng)的溫度傳感器。
[0029]為了提供在第一和/或第二加熱器與其相應的加熱器板之間提供改進的接觸，并且也為了在第一和/或第二加熱器板與它們相應的流動通道板之間的改進接觸，加熱器組件也可以包括布置在相應加熱器上的第一和第二彈性墊片，用來響應壓緊力把第一加熱器保持成與第一加熱器板相接觸和把第二加熱器保持成與第二加熱器板相接觸。壓緊力可以例如經(jīng)由一個或多個加熱器組件殼體元件提供。根據(jù)一個特征，加熱器組件包括由聚碳酸酯形成的殼體元件，并且重量小于約5磅，而在其它實施例中，加熱器組件的重量可以小于約4磅、小于約3磅、小于約2磅、或甚至小于約I磅。根據(jù)另一個特征，加熱器組件是約
6.75英寸長、約2.75英寸寬、及約2.5英寸厚，都不包括進口和出口端口及溫度傳感器組件。根據(jù)另一個特征，加熱器組件是單次使用一次性組件。[0030]根據(jù)一個實施例，在操作中，加熱器組件使用在約I瓦特與約200瓦特之間的功率。根據(jù)另外的實施例，本發(fā)明的加熱器組件規(guī)定尺寸和成形為，在小于約25分鐘、小于約20分鐘、小于約15分鐘或甚至小于約10分鐘內(nèi)，把以在約300毫升/分與約5升/分之間的速率流過通道的約2.5升灌注流體從小于約30°C的溫度轉(zhuǎn)變到約37°C的溫度，而不引起對于血細胞的實質(zhì)溶血或可能包含在灌注流體中任何蛋白質(zhì)的變性。
[0031]根據(jù)另外的實施例，本發(fā)明的電力子系統(tǒng)提供故障容許電池管理。更具體地說，多個電池被互鎖，從而它們在系統(tǒng)正在操作以保持器官的時候的任何具體時刻，都不能從系統(tǒng)除去。根據(jù)一個特征，電力子系統(tǒng)可在外部電力與機載備用電池之間切換，而不中斷系統(tǒng)操作。根據(jù)另一個特征，電力子系統(tǒng)自動地在給系統(tǒng)供電、給電池充電、以及給無線操作人員接口的內(nèi)部電池充電之間分配外部供給電力。
[0032]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明把便攜式器官護理系統(tǒng)各種子系統(tǒng)和的元件分割成兩個模塊:便攜式多次使用模塊和單次使用一次性模塊。根據(jù)一種分割，本發(fā)明的系統(tǒng)一般把灌注流體接觸(并因而,在采用血液產(chǎn)品灌注流體的實施例中的血液產(chǎn)品接觸)元件分配給一次性模塊,并且把非灌注流體接觸(并因而,非血液產(chǎn)品接觸元件)分配給多次使用模塊。然而，一次性單元也可以包括非血液接觸元件。根據(jù)一個特征，灌注流體接觸元件可以涂敷或粘結有肝素或其它抗凝血劑或生物相容材料，以減小當灌注流體接觸元件表面時否則可能產(chǎn)生的炎癥反應。肝素也可以添加到用于在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的保養(yǎng)溶液中。
[0033]在一個實施例中，便攜式多次使用模塊包括在便攜式底盤上建造的便攜式殼體，并且單次使用一次性模塊包括一次性底盤。為了減小重量，在一個構造中，單次使用模塊底盤由諸如聚碳酸酯之類的模制塑料形成，而多使用模塊底盤由例如聚碳酸酯或碳纖維復合物的模制材料形成。根據(jù)一個特征，卸載元件的單次使用底盤的重量小于約12磅，并且加載單次使用模塊的重量小于約18磅。根據(jù)另一個特征，卸載元件的多使用殼體和底盤的重量小于約50磅，并且當加載有多使用模塊、電池、氣體、保養(yǎng)溶液、灌注流體及心臟時，重量約85磅或更小。根據(jù)另一個優(yōu)點，包括單次和多次使用模塊的本發(fā)明的系統(tǒng)，不包括任何灌注、營養(yǎng)素、保存劑或其它流體、電池及氧源，重量小于約65磅。
[0034]單次使用一次性底盤規(guī)定尺寸和成形為，與多次使用模塊的便攜式底盤互鎖，用于與多次使用模塊的電氣、機械、氣體及流體互操作。根據(jù)一個特征，多次和單次使用模塊經(jīng)光學接口彼此通信，該光學接口在單次使用一次性模塊安裝在便攜式多次使用模塊中時自動地進入光學對準。根據(jù)另一個特征，便攜式多次使用模塊經(jīng)彈簧加載連接把電力提供給單次使用一次性模塊，該彈簧加載連接在單次使用一次性模塊安裝在便攜式多次使用模塊中時也自動地連接。根據(jù)一個特征，光學接口和彈簧加載連接確保，在單次和多次模塊之間的連接在例如粗糙地面上的運輸期間不會由于沖撞而丟失。
[0035] 在各個實施例中，器官腔室組件和泵接口組件都安裝到一次性底盤上。泵接口組件被對準以從灌注流體泵的泵驅(qū)動器接收泵送力，并且接口組件然后把泵送力轉(zhuǎn)移到灌注流體以使灌注流體循環(huán)到器官腔室組件。根據(jù)一個實施例，灌注流體泵是脈動泵，并且泵接口組件包括殼體、第一可變形隔膜、流體進口及流體出口。泵接口組件的殼體包括內(nèi)側和外偵U。第一可變形隔膜安裝成與殼體的內(nèi)側流體密封地相互連接，以在第一可變形隔膜的內(nèi)側與殼體的內(nèi)側之間形成腔室。流體進口例如從儲箱接收灌注流體，并且響應在遠離殼體內(nèi)側的方向上運動的、并因而使第一可變形隔膜在同一方向上變形的泵驅(qū)動器，把流體提供到腔室中。出口響應在向殼體內(nèi)側的方向上運動的泵驅(qū)動器，把灌注流體排出到腔室外，例如排出到加熱器組件。
[0036]根據(jù)一個構造，泵接口組件包括支架，該支架配合在第一可變形隔膜的周緣上，以在可變形隔膜內(nèi)側的周緣與殼體內(nèi)側的周緣之間形成流體緊密密封。根據(jù)另外的構造，泵接口組件包括用來提供在灌注流體泵驅(qū)動器與泵接口殼體之間的流體緊密密封的襯墊。
[0037]根據(jù)一個實施，系統(tǒng)也包括定位在到流體進口的輸入上的流量閥。流量閥包括球閥組件，該球閥組件定向成響應在遠離殼體內(nèi)側的方向上運動的泵驅(qū)動器打開，并使灌注流體通過雙向流體進口通入腔室中；并且定向成響應在向殼體內(nèi)表面的方向上運動的泵驅(qū)動器關閉，并停止灌注流體通過流體進口返回到腔室外。在另外的實施中，流體出口也包括球閥組件，該球閥組件定向成響應在遠離殼體內(nèi)表面的方向上運動的泵驅(qū)動器而關閉，并且響應在向殼體內(nèi)側的方向上運動的泵驅(qū)動器打開，并通過流體出口排出器官灌注流體。
[0038]可選擇地，灌注流體泵剛性地安裝到便攜式多使用底盤上，泵接口組件剛性地安裝到一次性單次使用底盤上，及系統(tǒng)包括用來響應與便攜式多次使用模塊相互配合的單次使用一次性模塊而在灌注泵驅(qū)動器與泵接口組件之間自動地形成流體緊密密封的特征。更具體地說，泵接口組件可以包括一個或多個突起，該突起在接口組件殼體的外側外，規(guī)定尺寸和成形為與在便攜式多使用模塊上的一個或多個表面嚙合和鄰接，以在向灌注泵的泵驅(qū)動器的方向上推/拉泵接口組件的內(nèi)側。
[0039]根據(jù)一個特征，泵接口組件包括與第一可變形隔膜鄰近地安裝的第二可變形隔膜，用來在第一可變形隔膜撕裂的情況下提供故障容許密封。根據(jù)另一個特征，泵接口組件至少部分地由聚碳酸酯或其它模制塑料材料形成，以減小單次使用一次性模塊的重量。
[0040]在一個實施例中，灌注流體儲箱安裝到單次使用一次性底盤上，并且與器官腔室流體連通。根據(jù)另外的實施例，流動模式選擇器閥安裝到一次性底盤上。在其它實施例中，本發(fā)明的固態(tài)灌注加熱器安裝到一次性底盤上。氧合器優(yōu)選地設有多次使用模塊，但在某些實施例中，可選擇地可以是一次性模塊的部分。進給氧合器的氧氣源可以包括在多使用便攜式底盤上，可以是多使用模塊的部分，或者可以在系統(tǒng)外。
[0041]在一個構造中，與加熱器組件、氧合器及/或灌注流體泵相關聯(lián)的各種傳感器包括在一次性單次使用模塊上。然而，例如關于非灌注流體接觸傳感器，情況不必是這樣。根據(jù)一個實施例，單使用一次性模塊采用:包括列式小池的氧氣傳感器，灌注流體穿過該列式小池；光源，用來引導在穿過小池的灌注流體處的光；及光學傳感器，用來測量穿過小池的灌注流體的光學性能。優(yōu)選地，列式小池無縫地或大體無縫地附加到灌注流體流動導管上，以減小在灌注流體中的渦流和提供一個或多個準確測量。無縫或大體無縫構造也減小對于灌注流體的任何基于血液成分的損害。
[0042]根據(jù)另外的構造，一次性單次使用模塊包括布置在例如灌注流體泵的出口處、和在器官腔室與模式選擇閥之間的模式選擇閥任一側上的上述多個列式順應腔室。在另外的實施例中，一次性單次使用模塊包括用來從器官腔室組件抽樣流體的多個端口。根據(jù)一個特征，端口被互鎖，從而從多個端口的第一個抽樣流體同時禁止從多個的第二個端口抽樣流體。這種安全特征減小混合流體樣本和不注意打開端口的可能性。在一個實施例中，器官腔室組件包括用于與肺動脈、主動脈及左心房接口的流體互相連接的端口。
[0043]在另一個方面，本發(fā)明致力于一種保存活體外心臟的方法。該方法包括:把心臟放置在便攜式器官護理系統(tǒng)的保護腔室中；把灌注流體泵送到心臟中，灌注流體處于在約25°C與約37°C之間的溫度，并且處于約200毫升/分與約5升/分之間的體積；在心臟正在保護腔室中博動的同時監(jiān)視其的一個或多個生理特性；及至少部分基于電氣特性來調(diào)節(jié)泵送特性，以保存活體外心臟。
[0044]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明致力于一種保存活體外心臟的方法，該方法包括步驟:把心臟放置在便攜式器官護理系統(tǒng)的保護腔室中的一個或多個電極上；把灌注流體泵送到心臟，灌注流體處于在約25°C與約37°C之間的溫度，并且處于約200毫升/分與約5升/分之間的體積；及在把灌注流體泵送到心臟的同時，監(jiān)視來自電極的電信號，以保存活體外心臟。
[0045]根據(jù)另外的方面，本發(fā)明致力于一種運輸活體外心臟的方法，該方法包括步驟:把用于移植的心臟放置在便攜式器官護理系統(tǒng)的保護腔室中；把灌注流體經(jīng)心臟的主動脈泵送到心臟中；提供經(jīng)由心臟的右心室遠離心臟的灌注流體的流動；及在把灌注流體經(jīng)主動脈泵送到心臟中和提供經(jīng)由右心室遠離心臟的灌注流體的流動的同時，把在便攜式器官護理系統(tǒng)中的心臟從供體地點運輸?shù)绞荏w地點。
[0046]根據(jù)另外方面，本發(fā)明致力于一種評估用于移植的心臟的方法，該方法包括步驟:把心臟放置在便攜式器官護理系統(tǒng)的保護腔室中；把灌注流體經(jīng)心臟的左心室泵送到心臟中；提供灌注流體經(jīng)心臟的右心室遠離心臟的流動；在把灌注流體經(jīng)左心室泵送到心臟中和提供灌注流體經(jīng)右心室遠離心臟的流動的同時，經(jīng)由便攜式器官護理系統(tǒng)把心臟從供體地點運輸?shù)绞荏w地點； 在把心臟移植到受體中之前，操作在保護腔室外的流動控制，以改變灌注流體的流動，從而灌注流體經(jīng)心臟的左心房泵送到心臟中，并且經(jīng)心臟的右心室和左心室流出心臟；及進行心臟的評估。在某些實施例中，本評估包括在灌注流體正在泵送的同時對心臟進行HLA實驗。
[0047]在另一個方面，本發(fā)明致力于一種對心臟提供治療的方法。該方法包括步驟:把心臟放置在便攜式器官護理系統(tǒng)的保護腔室中；把灌注流體經(jīng)心臟的左心室泵送到心臟中；提供灌注流體經(jīng)心臟的右心室遠離心臟的流動；操作在保護腔室外的流動控制，以改變灌注流體的流動，從而灌注流體經(jīng)心臟的左心房泵送到心臟中，并且經(jīng)心臟的右心室和左心室流出心臟；及管理對于心臟的治療處置。該治療可以包括例如管理對于心臟的免疫抑制治療、化學治療、基因治療及輻射治療的一種或多種。
[0048]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明致力于一種移植心臟的方法。該方法包括:停止供給者的心臟的博動；從供體移出心臟；把心臟轉(zhuǎn)移到器官護理系統(tǒng)；及在從供體移出心臟之后小于30分鐘內(nèi)把灌注流體泵送到心臟(從而減小心臟的移出低溫局部缺血時間)，灌注流體處于在約32°C與約37°C之間的溫度。在某些實施例中，在把心臟轉(zhuǎn)移到器官護理系統(tǒng)之后小于10分鐘內(nèi)，使得心臟達到約35°C與約37°C之間的溫度。
[0049]下面關于本發(fā)明的說明性實施例，進一步詳細地描述本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]如下附圖描繪本發(fā)明的說明性實施例，其中相同附圖標記表示相同元件。這些描繪的實施例可能不按比例畫出，并且要理解成說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍代之以由附屬權利要求限定。
[0051]圖1是根據(jù)本發(fā)明的說明性實施例的便攜式器官護理系統(tǒng)的示意圖。
[0052]圖2是描繪采集心臟的圖。
[0053]圖3是概念圖，描繪根據(jù)本發(fā)明的說明性實施例在正常流動模式配置中與圖1的器官護理系統(tǒng)互相連接的圖2的采集心臟。
[0054]圖4是概念圖，描繪根據(jù)本發(fā)明的說明性實施例在退行流動模式配置中與圖1的器官護理系統(tǒng)互相連接的圖2的采集心臟。
[0055]圖5A-5F表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例在圖1的器官護理系統(tǒng)中采用的類型的器官腔室組件的各種視圖。
[0056]圖6A-6F表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例在圖1的器官護理系統(tǒng)中采用的類型的灌注加熱器組件的各種視圖。
[0057]圖7表示在圖6A-6F的加熱器組件中采用類型的示例性電阻加熱器元件的更詳細視圖。
[0058]圖8A- 8C表示根據(jù)本發(fā)明的說明性實施例的灌注流體泵接口組件的各種視圖。
[0059]圖9表示在圖1中描繪的類型的灌注流體泵組件的泵驅(qū)動器側連同用來安裝有灌注流體泵接口組件的支架的立體圖。
[0060]圖10表示與圖9的灌注流體泵組件的泵驅(qū)動器側配合的圖8A-8C的灌注流體泵接口組件的側視圖。
[0061]圖11描繪用來控制圖1的器官護理系統(tǒng)的操作的說明性控制方案的方塊圖。
[0062]圖12是與圖1的說明性器官護理系統(tǒng)一起可以采用的類型的示例性數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的方塊圖。
[0063]圖13是在圖1的說明性器官護理系統(tǒng)中用于保持灌注流體溫度可以采用的類型的示例性加熱控制子系統(tǒng)的方塊圖。
[0064]圖14是在圖1的說明性器官護理系統(tǒng)中可以采用的類型的示例性電力管理子系統(tǒng)的方塊圖。
[0065]圖15是在圖1的說明性器官護理系統(tǒng)中用于控制灌注流體泵組件的操作可以采用的類型的示例性泵送控制子系統(tǒng)的方塊圖。
[0066]圖16是描繪r-波的曲線圖，根據(jù)本發(fā)明說明性實施例，圖15的泵送控制子系統(tǒng)與該r-波同步。
[0067]圖17A-17J描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例可以與操作人員接口一起采用的類型的示例性顯示屏幕。
[0068]圖18A和18B表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的圖1系統(tǒng)的示例性實施。
[0069]圖19A-19C表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的圖18A和18B的系統(tǒng)使其頂部去除和前面板打開的各種視圖。
[0070]圖20A是根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的使其頂部除去、前面板打開及單次使用一次性模塊除去的圖18A和18B的系統(tǒng)的前視立體圖。
[0071]圖20B是在圖20A的多次使用模塊的盆(basin)中形成的、用來與在單次使用一次性模塊中的對應突起相嚙合的槽的側視圖。
[0072]圖21A表示用來把在圖20A的多次使用模塊內(nèi)的單次使用一次性模塊接收和鎖定到位的安裝支架。
[0073] 圖21B和21C表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的使用圖21A的安裝支架的單次使用一次性模塊到多次使用模塊中的安裝。
[0074]圖22A-22C表示在圖21B和21C的安裝期間用來自動地進行在單使用一次性模塊與多次使用模塊之間的光電互相連接的示例性機構。
[0075]圖23A-23C表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的使所有外部壁都除去的圖18A和18B的系統(tǒng)的各種視圖。
[0076]圖23D是概念圖，表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例在圖23A-23C的電路板之間的互相連接。
[0077]圖24A-24E表示根據(jù)本發(fā)明的說明性實施例的單次使用一次性模塊的各種俯視立體圖。
[0078]圖25A-25C表示圖24A-24D的說明性單次使用一次性模塊的各種仰視立體圖。
[0079]圖26A和26B描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的流動模式選擇器閥的操作。
[0080]圖27A和27B表示使得說明性器官腔室的頂部去除的圖19A-19C的單次使用一次性模塊的各種俯視圖。
[0081]圖28A-28C表示在圖19A-19C的說明性單次使用一次性模塊中采用的類型的示例性血細胞比容器和氧氣飽和傳感器的各種視圖。
[0082]圖29A是流程圖，描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的從供體除去心臟和把它放置在圖1的器官護理系統(tǒng)中的供體側過程。
[0083]圖29B是描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例具有縫合和插管部位的采集心臟的圖。
[0084]圖30是流程圖，描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的從圖1的器官護理系統(tǒng)除去器官和把它移植到受體中的受體側過程。
[0085]圖31描繪線圖，表明根據(jù)本發(fā)明實施例的在向前模式中在進行灌注中的器官的電解質(zhì)穩(wěn)定性。
[0086]圖32描繪線圖，表明根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的在退行模式中在進行灌注中的器官的電解質(zhì)穩(wěn)定性。
[0087]圖33描繪線圖，表明根據(jù)本發(fā)明實施例在進行灌注中的器官的動脈血氣體分布?！揪唧w實施方式】
[0088]如上在概述中描述的那樣，本發(fā)明一般提供對于活體外器官護理的改進手段。更具體地說，在各個實施例中，本文明致力于涉及在活體外便攜式環(huán)境中保持器官的改進系統(tǒng)、方法及裝置。根據(jù)一個改進，本發(fā)明的器官保存系統(tǒng)保持心臟在或接近正常生理條件下博動。為此，系統(tǒng)在或接近生理溫度、壓力及流量下把氧化營養(yǎng)豐富灌注流體循環(huán)到心臟。根據(jù)一個實施，系統(tǒng)采用更準確地模仿正常生理條件的灌注流體溶液。在一個實施例中，灌注流體是基于血液產(chǎn)品的。在可選擇實施例中，溶液是基于合成血液替代物的。在其它實施例中，溶液可以包含與血液替代產(chǎn)品組合的血液產(chǎn)品。
[0089]根據(jù)各個說明性實施例，本發(fā)明的改進能夠使諸如心臟之類的器官在活體外保持延長的時期，例如，超過34、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24或更多小時。這樣的延長活體外保持時間擴展對于供體器官的受體的人數(shù)，使得在供體與受體之間的地理距離較不重要。本發(fā)明的延長活體外保持時間也提供對于在供體器官與器官受體之間的更好遺傳和HLA匹配所需要的時間，增大有利結果的可能性。在接近生理功能條件下保持器官的能力也使臨床醫(yī)師能夠在活體外評估器官的功能，進一步增大移植成功的可能性。在某些情形下，延長的保持時間能夠使醫(yī)護人員對具有微小缺陷的供體器官進行修復。根據(jù)另一個優(yōu)點，本發(fā)明的增加活體外器官保持時間能夠使器官從病人除去，在活體外分離地治療，及然后放回到病人的身體中。這樣的治療可以而不是限制地包括外科治療；化學、生物、基因及/或福射治療。
[0090]本發(fā)明的說明性系統(tǒng)、方法及裝置按如下順序描述。第一，描述說明性器官護理系統(tǒng)100的元件。第二，討論系統(tǒng)100的說明性操作。第三，進一步詳細地描述系統(tǒng)100的元件的子集。第四，討論用于系統(tǒng)100的說明性控制系統(tǒng)和方法。第五，描述說明性用戶接口。第六，與示例性實施例相關地進一步詳細地討論系統(tǒng)100的機械特征。第七，描述在器官采集、運輸及移植過程期間用來采用系統(tǒng)100的示例性方法。第八，介紹適于和系統(tǒng)100 —起使用的說明性灌注、營養(yǎng)及保存溶液。
[0091]轉(zhuǎn)到說明性實施例，圖1描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的一種便攜式器官護理系統(tǒng)100的示意圖。圖2表示心臟102的概念圖，該心臟102可以利用本發(fā)明的器官護理系統(tǒng)100在活體外保存/保持。參照圖1和2，說明性系統(tǒng)100包括:器官腔室組件104，用來在活體外保持期間容納心臟102 ;儲箱160，用來保持、消除泡沫及過濾灌注流體108 ;用來把灌注流體108加載到儲箱160中的入口 774、和用來對于在儲箱160中容納的灌注流體108施加治療劑的入口 762 ;灌注流體泵106，用來泵送/循環(huán)到采集心臟102和來自其的灌注流體108 ;加熱器組件110，用來把灌注流體108的溫度保持在或接近生理溫度處；流動模式選擇器閥112，用來在正常與主動脈退行流動模式(也分別稱作“正常流動模式”和“退行流動模式”)之間切換；氧合器114，用來在灌注流體108由心臟102排出以后再氧化它；營養(yǎng)子系統(tǒng)115,用來在營養(yǎng)素116由心臟102代謝時補充營養(yǎng)素116,并且用來向灌注流體提供另外的保存劑118，以減小對于心臟102的例如局部缺血和/或其它重新灌注相關損傷。說明性系統(tǒng)100也包括多個傳感器，該傳感器非限制性地包括:溫度傳感器120、122及124 ;壓力傳感器126、128、130及132 ;灌注流量傳感器134、136及138 ;灌注流體氧合傳感器140 ;及傳感器電極142和144、及除顫源143。系統(tǒng)100還包括:各種元件，用來保持到和來自心臟102的適當流動條件；操作人員接口 146，用來幫助操作人員監(jiān)視系統(tǒng)100的操作、和/或心臟102的情況，并且用來使操作人員能夠選擇各種操作參數(shù)；電力子系統(tǒng)148，用來把故障容許電力提供到系統(tǒng)100 ;及控制器150，用來控制器官護理系統(tǒng)100的操作。
[0092]也參照圖3和4，根據(jù)說明性實施例，系統(tǒng)100可把心臟102保持在兩種操作模式中-在圖3中表示的正常流動模式、和在圖4中表示的退行流動模式。一般地，在圖3中的正常流動模式中，系統(tǒng)100以與血液在人體中循環(huán)的相同方式把灌注流體108循環(huán)到心臟102。更具體地說，參照圖1-3，灌注流體108經(jīng)肺靜脈168進入心臟102的左心房152。灌注流體108經(jīng)肺動脈164從右心室154流出，和經(jīng)主動脈158從左心室156流出。在正常流動模式中，系統(tǒng)100以在約I升/分與約5升/分之間的接近生理速率把灌注流體泵送到心臟102。這種模式例如對于在運輸?shù)焦w位置之前和以后進行功能測試以確認心臟102沒有缺陷是有用的。
[0093]可選擇地，在圖4中表示的退行流動模式中，系統(tǒng)100使灌注流體108經(jīng)主動脈158流入心臟102，流過心臟的冠狀竇155和其它冠狀血管系統(tǒng)，及經(jīng)肺動脈164流出心臟102的右心室154。如下面關于圖24A和24B進一步詳細討論的那樣，系統(tǒng)100也通過細流閥768把細流流動769提供到左心房152。細流流動以足以濕潤左心房152和左心室156的量提供。在一定用途中，細流流量小于約5毫升/分，小于約I毫升/分，或小于約0.1毫升/分。在這種操作模式中，系統(tǒng)100把灌注流體108的流量減小到在約300毫升/分與約I升/分之間。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，圖4的退行流動路徑與減小流量一道，在活體外保持的延長時段期間減小對心臟102的損害。因而，根據(jù)本發(fā)明的一個特征，心臟102在退行流動模式中運輸?shù)焦w地點。
[0094]已經(jīng)簡要地描述了正常和退行流動模式，其次將可操作地進一步詳細描述系統(tǒng)100。再次參照圖1-4，在一個實踐中，心臟102從供體采集，并且插管到器官腔室組件104中。灌注流體108通過經(jīng)入口 774加載到儲箱160中、和可選擇地經(jīng)入口 762用治療劑處置而在系統(tǒng)100內(nèi)準備待用。泵106把加載灌注流體108從儲箱160泵送到加熱器組件110。加熱器組件110把灌注流體108加熱到或接近正常生理溫度。根據(jù)一個實施例，加熱器組件110把灌注流體加熱到在約32°C與約37°C之間。加熱器組件110具有內(nèi)部流動通道，該內(nèi)部流動通道具有近似等于流體導管的內(nèi)部橫截面面積的橫截面過流面積，該流體導管把灌注流體108攜帶到加熱器組件110和/或從其攜帶走，從而使流體流動的干擾最小。從加熱器組件110，灌注流體108流到流動模式選擇器閥112。
[0095]最初，流動模式選擇器閥112定位在退行流動模式中，以把灌注流體108從加熱器組件110經(jīng)第一接口 162導向到器官腔室組件104中。也稱作主動脈接口或左心室接口，接口 162包括經(jīng)位于器官腔室組件104上的孔徑228b到左心室的血管組織的插管(如圖5A-5B中所示)。當心臟102溫暖時，它開始博動，這使心臟102把灌注流體108泵送通過冠狀血管系統(tǒng)155，并且通過右心室154經(jīng)第二接口 166泵送出心臟102。也稱作肺動脈接口或右心室接口的第二接口 166，包括經(jīng)位于器官腔室組件104上的孔徑228c到右心室的血管組織的插管(如圖5A- 5B中所示)。如上所述，在退行流動模式中，流體除較灌注流體的小細流769之外，流體不主動地泵送入或泵送出心臟的左側，該小細流灌注流體被輸送以濕潤左心房152和左心室156，如下面參照圖24A-24E描述的那樣。
[0096]響應放置在正常模式位置中的流動模式選擇器閥112，它把灌注流體108經(jīng)第三接口 170導向到心臟102的左心房152中。也稱作肺靜脈接口或左心房接口的第三接口170，包括經(jīng)位于器官腔室組件104上的孔徑228a到左心房152的血管組織的插管(如圖5A-5B中所示)。心臟102然后通過左心室156經(jīng)主動脈接口 162、和通過右心室154經(jīng)肺動脈接口 166排出灌注流體108。
[0097]接口 162、166及170的每一個通過把血管組織(例如，主動脈短管)拉到接口端部上、然后試圖或另外把組織固定到接口上，可以插管到心臟102。血管組織優(yōu)選地是在心臟102被切除并且從供體移出之后保持連接到心臟102上的血管的短段(例如，主動脈短管158)。例如，主動脈接口 162插管到通過切開從冠狀竇155在下游位置中的主動脈158已經(jīng)形成的切開主動脈158的小段上。在一定用途中，短血管段長度可以是約5至約10英寸，或更長。段也可以比約5英寸短。段的長度可以是約2至4英寸，或約I至約2英寸；在其它用途中，段可以小于約I / 2英寸，或者小于約I / 4英寸。
[0098]可選擇地，插管通過把接口直接附加到適用心房或心室上可以發(fā)生，如在其中心臟102通過切斷整個血管組織而不留下連接到心臟102上的血管的任何短管部分準備好移出的用途中優(yōu)選的那樣。例如，左心房152插管可通過把接口 170直接插入到左心房152中并且把接口 170夾持到位而形成，而不需要系到任何肺靜脈168組織上。
[0099]繼續(xù)參照圖1，在兩種流動模式中，灌注流體108從肺動脈接口 166流入氧合器114中。氧合器114從外部或機上源通過氣體調(diào)節(jié)器174和氣體流動腔室176、或允許氣體流量的精確控制的任何其它氣體控制裝置來接收氣體，該氣體調(diào)節(jié)器174和氣體流動腔室176能是控制氣體流動的脈沖寬度調(diào)制電磁閥。氣體壓力表178提供氣體源172多滿的可見指示。換能器132把類似信息提供給控制器150?？刂破?50可依據(jù)例如在傳感器140處測量的灌注流體氧含量來自動地調(diào)節(jié)到氧合器114中的氣體流量。根據(jù)各個說明性實施例，氧合器114是標準隔膜氧合器,如由Dideco-Sorin Biomdecal的分部制造的Liliput2、或由Medtronic，Inc制造的MINIMAX PLUS?。在說明性實施例中，氣體包括氧氣和二氧化碳混合物。這樣一種混合物的示例性組分包含約85%的O2、約1%的CO2，其余是N2。在重新氧合以后，氧合器114把灌注流體108返回到儲箱160。根據(jù)說明性實施例，傳感器140當在多波長下應用以提供氧氣飽和的基于光學的測量時，測量由灌注流體108吸收或反射的光量。由于灌注流體108在一定實施例中是基于血液產(chǎn)品的，所以它可以包含紅細胞(即，氧攜帶細胞)。因此，傳感器140也提供指示灌注流體108的血細胞比容測量的信號145。在可選擇實施例中，灌注流體108由合成血液替代物形成，而在其它實施例中，灌注流體108可以包含與血液替代產(chǎn)品組合的血液產(chǎn)品。
[0100]而且，在兩種流動模式中，當灌注流體108溶液流過系統(tǒng)100時、和在某些實施例中，在它在儲箱160中的同時，包括保養(yǎng)溶液116/118的源和注射泵182的營養(yǎng)子系統(tǒng)115，向灌注流體108注入具有諸如葡萄糖之類的營養(yǎng)素116。保養(yǎng)溶液116 / 118也包括治療劑和/或保存劑118的源，用來減小對于心臟102的局部缺血和/或其它重新灌注相關損傷。
[0101]下面參照圖24A-26B進一步詳細地描述正常和退行流動模式。
[0102]根據(jù)說明性實施例，在把器官引入到器官腔室組件104中之前準備系統(tǒng)100。在準備期間，準備溶液(下面描述)插入到器官腔室160中，并且泵送通過系統(tǒng)100。在一種典型用途中，在約5與約20分鐘的之間的時段內(nèi)進行準備。在器官腔室組件104中的插管接口 162、166及170被旁路以能夠在不存在供體心臟102的情況下實現(xiàn)灌注流體108通過系統(tǒng)100的正常模式流動。血液(或合成血液替代物)然后加載到儲箱160中。血液可以是在心臟102的采集期間從供體抽出的、或從分類和交叉匹配庫存血液得到的血液。系統(tǒng)100然后使血液(或血液替代物)循環(huán)通過系統(tǒng)100，以加熱、氧合及過濾它。營養(yǎng)素、保存劑和/或其它治療劑經(jīng)營養(yǎng)子系統(tǒng)115的注射泵182提供。在準備期間，各種參數(shù)也可以初始化，并且經(jīng)操作人員接口 146校準。一旦系統(tǒng)100正在適當?shù)剡\行，泵速率就可減小或帶到零，并且心臟102可插管到器官腔室組件104中。泵速率然后增大。下面參照圖29A的流程圖進一步詳細地描述系統(tǒng)100的準備。
[0103]如圖1中所示，系統(tǒng)100也包括多個順應腔室184、186及188。順應腔室184、186及188基本上是具有柔性、彈性壁的小型列式流體蓄能器，設計成通過幫助系統(tǒng)更準確地模仿在人體中的血液流動，例如通過提供流動回壓和/或通過過濾/減小由例如流量變化和/或泵106的泵送造成的流體壓力尖峰，來仿真人體的血管順應性。根據(jù)說明性實施例，順應腔室184布置在模式閥112的輸出112a與儲箱160之間，并且在正常流動模式期間與可調(diào)節(jié)夾具190組合地操作，以把回壓提供給主動脈158而使灌注流體流入冠狀竇155而進給心臟102。在說明性實施例中，提供給主動脈158的流體回壓在約55mmHg與約85mmHg之間，這在平均主動脈血液壓力的可接受的接近生理范圍內(nèi)(它典型地在約80mmHg與約IOOmmHg之間)。到主動脈158的回壓幫助系統(tǒng)100仿真正常生理條件。順應腔室186布置在模式閥112的輸出112b與器官腔室組件104的肺靜脈插管接口 170之間。順應腔室186的主要功能是把回壓提供給左心房152和平滑由灌注流體泵106的泵送作用引起的壓力/流動尖峰，這把血液輸送到心臟而不引起實質(zhì)的流體壓力尖峰。在說明性實施例中，提供到左心房152的流體回壓在約OmmHg與約14mmHg之間，這與在正常生理條件下的左心房壓力近似相同。順應腔室188布置在單向閥310的輸出與加熱器110的進口 IIOa之間。順應腔室188的主要功能也是平滑由灌注流體泵106的泵送作用引起的壓力/流動尖峰和把流體回壓提供到肺動脈164。在說明性實施例中，提供到肺動脈164的流體回壓在約OmmHg與約25mmHg之間,這在平均主動脈血液壓力的可接受的接近生理范圍內(nèi)(在約OmmHg與約12mmHg 之間)。
[0104]順應腔室184、186及188通過其尺寸和形狀及在其設計中使用的材料提供上述好處。腔室184、186及188定尺寸成包含約20毫升至100毫升的流體108，并且它們以橢圓形構造成形，以允許它們接收流體108和膨脹而緩沖壓力尖峰，并且把回壓提供到心臟102。在一定用途中，用于腔室184、186及188的材料包括至少一個柔性隔膜，該柔性隔膜選擇成腔室具有約10 (較柔軟)至約60 (較不柔軟)的Shore A durametric硬度(ASTMD224000)，對于一定優(yōu)選實施例具有在約30(+ / -約8)與約50(+ / -約8)之間的硬度。在說明性實施例中，順應腔室184具有約50(+ / -約8)的Shore A硬度，并且順應腔室186具有約30(+ / -約8)的 Shore A硬度。在說明性實施例中，順應腔室188具有雙層構造，其內(nèi)腔室具有約50(+ / -約8)的Shore A硬度，并且外套具有約30 (+ / -約8)的Shore A硬度?？蛇x擇地，內(nèi)腔室可具有較低硬度(例如，約30，+ / -約8)，并且外套可具有較高硬度(例如約50，+ / -約8)。
[0105]已經(jīng)提供了系統(tǒng)100的操作概述，接下來更詳細地描述器官腔室組件104、灌注加熱器組件110、及用來與泵106接口的泵頭接口組件192。圖5A-5F描繪圖1的說明性器官腔室組件104的各種視圖。如在圖5A-5D中最清楚地表示的那樣，器官腔室組件104包括殼體194、外蓋196及中間蓋198。殼體包括底部194e和一個或多個壁194a_194d，用來容納心臟102。中間蓋198覆蓋到殼體194的開口 200，用來將心臟102充分封裝在殼體194內(nèi)。如在圖5E和5F中最清楚地表示的那樣，中間蓋198包括框架198a、和在框架198a內(nèi)懸掛的柔性隔膜198b。柔性隔膜198b優(yōu)選地是透明的，但可以是不透明的、半透明的、或大體透明的。根據(jù)一個特征，柔性隔膜包括充分盈余的隔膜材料，以接觸在殼體195內(nèi)盛放的心臟102。這個特征能夠使醫(yī)護人員能夠直接通過隔膜198b來觸摸或檢查心臟102、或通過隔膜198b向心臟102應用超聲波探針，同時保持殼體195的無茵。隔膜198b可以例如由任何適當?shù)娜嵝跃酆纤芰现瞥桑缬删郯滨ブ瞥?。隔?98b也可以具有集成導電墊片/觸點199a和199b，通過該集成導電墊片/觸點199a和199b，經(jīng)諸如電極142和144之類的電極可以檢測心臟的電氣活動，并且/或者通過其可以輸送除顫或定速信號，如下面更充分地描述的那樣。可選擇地，觸點199a和199b可以是包括電極142和144的功能性的全部或部分的電極。如圖5C中所示，外蓋196在中間蓋198上方獨立于中間蓋198地打開和關閉。優(yōu)選地，外蓋196是剛性的，足以間接或直接地保護心臟102免于物理接觸。外蓋196和腔室194也可以由任何適當?shù)娜嵝跃酆纤芰现瞥桑缬删厶妓狨ブ瞥伞?br> [0106]根據(jù)一個實施，殼體194包括兩個鉸鏈部分202a和202b，并且中間蓋框架198a分別包括兩個對應配對鉸鏈部分204a和204b。在殼體194上的鉸鏈部分202a和202b與在中間蓋框架198a上的鉸鏈部分204a和204b相互配合，以使中間蓋198相對于殼體194的開口 200能夠打開和關閉。如在圖和5F中最清楚地表示的那樣，器官腔室組件104也包括用來關緊在開口 200上方關閉的中間蓋198的兩個鎖閂206a和206b。如圖5E和5F中所示，鎖閂206a和206b可轉(zhuǎn)動地分別卡合到在殼體194的壁194c上的鎖閂鉸鏈部分208a和208b上。如在圖5A和5E中最清楚地表示的那樣，中間蓋框架198a也包括鉸鏈部分210。鉸鏈部分210與在外蓋196上的配對鉸鏈部分212可轉(zhuǎn)動地卡合，以使外蓋196能夠打開而不打開中間蓋198。如在圖5B、?及5F中最好表示的那樣，外蓋196也包括用來使鎖閂206a和206b能夠夾緊在中間蓋框架198a的邊緣216上的兩個切口 214a和214b。如圖5B、?及5F中所示，器官腔室組件104也包括鎖閂218，該鎖閂218可轉(zhuǎn)動地卡合到在殼體194的壁194c上的鉸鏈部分220上。在操作中，鎖閂218嚙合在外蓋196的邊緣225上的接片221，以確保外蓋196在中間蓋198上關閉。[0107]如在圖5E和5F中最清楚地表示的那樣，中間蓋也包括兩個襯墊198c和198d。襯墊198d配合在中間蓋框架198a的周緣與外蓋196的周緣之間，以當外蓋196關閉時在中間蓋198與外蓋196之間形成流體密封。襯墊198c配合在殼體194的外邊沿194f與中間蓋框架198a之間，以當中間蓋198關閉時在中間蓋198與殼體194的周緣194f之間形成流體密封。
[0108]可選擇地，器官腔室組件104包括定尺寸和成形為配合在殼體194的內(nèi)底部表面194g上的墊片222或袋囊組件。優(yōu)選地，墊片222由彈性足以在運輸期間緩沖心臟102免于機械震動和沖擊的材料形成，例如由閉孔泡沫形成。根據(jù)一個特征，墊片222包括用來可調(diào)節(jié)地定位一對電極如圖1的電極142和144，的機構。根據(jù)說明性實施例，機構包括兩個貫通孔徑224a和224b，用來通過從墊片222的下側到在墊片的心臟接觸表面上的對應電極142和144的電氣引線。使電氣引線穿過墊片222到電極142和144，使電極142和144能夠可調(diào)節(jié)地定位在墊片222內(nèi)，以容納各種尺寸的心臟。在其它實施例中，機構可以而非限制地包括一個或多個不同取向的槽溝、凹槽、突起、貫通孔徑、部分貫通孔徑、鉤、小孔、粘性補片等。在一定實施例中，墊片222可以配置有允許電極插入在墊片222內(nèi)的一種或多種套狀結構，因而提供定位在電極與心臟102之間的墊片222的隔膜狀表面。
[0109]在某些說明性實施例中，墊片222構造成墊片組件，使組件包括可調(diào)節(jié)地布置在墊片222上或其中的一個或多個電極，如電極142和144。根據(jù)一個優(yōu)點，本發(fā)明的墊片/電極構造便利電極與放置在墊片222上的心臟102之間的接觸，而不用把電極臨時或永久地縫合或以另外方式機械連接到心臟102上。心臟102自身的重量也有助于在運輸期間穩(wěn)定電極。根據(jù)說明性實施例，電極142和144包括用來監(jiān)視來自心臟的一個或多個電信號的一個或多個傳感器、和/或用來把電信號提供給心臟的除顫器。如圖1和5C中所示，器官腔室組件104包括電氣接口連接235a-235b，該電氣接口連接235a_235b分別安裝到在殼體194的壁194b中的孔徑234a-234b中。提供蓋226，用來保護當不使用時的電氣接口連接 235a-235b。
[0110]如下面參照圖15進一步詳細描述的那樣，接口連接235a和235b把電信號，如ECG信號，從電極142和144耦合出殼體194例如到控制器194和/或操作人員接口 146上。如下面參照圖22A進一步詳細描述的那樣，接口連接235a和235b也可以聯(lián)接到除顫源上，該除顫源或者由外部儀器提供或者通過在系統(tǒng)100內(nèi)的電路提供，并且把除顫或定速信號143通過電極142和144發(fā)送到心臟102。
[0111]如在圖5E和5F中最清楚地表示的那樣，器官腔室組件104包括安裝在接口孔徑232中的可重新密封隔膜接口 230。接口 230包括框架230a、和安裝在框架230a中的可重新密封聚合物隔膜230b。隔膜230b可以由硅酮或任何其它適當聚合物制成。在操作中，接口 230用來把定速引線在必要時提供到心臟102，而不必打開腔室蓋196和198。隔膜230b繞定速引線密封，以保持心臟102周圍的封閉環(huán)境。隔膜230b也響應除去定速引線而重新密封。
[0112]如圖5A和5B中所示，器官腔室組件104包括用來接收以上參照圖1_4、和下面參照圖24A-28C描述的主動脈接口 162、肺動脈接口 166及肺靜脈接口 170的孔徑228a_228c。如圖中所示，器官腔室組件104也包括用來把灌注流體108排放出殼體194回到儲箱160中的排放管201、和用來把器官腔室組件104安裝到單次使用模塊上的安裝容器203A-203d (表示在圖19A的634處)。
[0113]圖6A-6F描繪圖1的灌注流體加熱器組件110的各種視圖。如圖6A和6B中所示，加熱器組件Iio包括具有進口 IlOa和出口 IlOb的殼體234。如在圖6D的縱向剖視圖中和圖6E的橫向剖視圖中所示，加熱器組件110包括在進口 IlOa與出口 IlOb之間延伸的流動通道240。加熱器組 件110可以概念化成具有上部236和下部238對稱半部。因而，只有上半部表示在圖6F中的分解視圖中。
[0114]現(xiàn)在參照圖6D-6F，流動通道240形成在第一 242與第二 244流動通道板之間。進口 IlOa使灌注流體流入流動通道240，并且出口 IlOb使灌注流體流出加熱器110。第一242和第二 244流動通道板實質(zhì)具有生物惰性灌注流體108接觸表面(它們在一定實施例中可以容納血液產(chǎn)品)，用來提供與流過通道240的灌注流體的直接接觸。灌注流體接觸表面可以例如由對于板的處理或涂敷而形成，或者可以是板表面本身。加熱器組件110分別包括第一和第二電加熱器246和248。第一加熱器246布置成與第一加熱器板250鄰近，并且把熱量耦合到其上。第一加熱器板250又把熱量耦合到第一流動通道板242上。類似地，第二加熱器248布置成與第二加熱器板252鄰近，并且把熱量耦合到其上。第二加熱器板252又把熱量耦合到第二流動通道板244上。根據(jù)說明性實施例，第一 250和第二 252加熱器板由分別從第一 246和第二 248電加熱器比較均勻地傳導和分布熱量的材料形成，如由鋁形成。加熱器板250和252的均勻熱量分布使流動通道板能夠由諸如鈦之類的生物惰性材料形成，減小關于其熱量分布特性的擔心。
[0115]具體地參照圖6E和6F，加熱器組件110也包括用來對于殼體234流體密封相應流動通道板242和244的O形圈254和256，以形成流動通道240。
[0116]加熱器組件110還包括第一組件支架258和260。組件支架258安裝在在電加熱器246的周緣上方的加熱器組件110的頂部側236上，以把加熱器246、加熱器板250及流動通道板242夾持在組件支架258與殼體234之間。螺栓262a_262j穿過在支架258、電加熱器246、加熱器板250及流動通道板242中的對應通孔配合，并且擰到對應螺母264a_264j中以把所有這些元件附加到殼體234上。組件支架260以類似方式安裝在加熱器組件110的底部側238上，以把加熱器248、加熱器板252及流動通道板244附加到殼體234上。彈性墊片268配合在支架258的周緣內(nèi)。類似地，彈性墊片270配合在支架260的周緣內(nèi)。支架272配合在墊片268上。螺栓278a-278f分別穿過配合在支架272中的孔276a_276f中，并且擰到螺母280a-280f中，以將彈性墊片268壓緊緊靠加熱器246而提供到加熱器板250的更高效熱量傳遞。彈性墊片270以類似方式由支架274壓緊緊靠加熱器248。
[0117]如關于圖1提到的、和也在圖6A中表示的那樣，說明性加熱器組件110包括溫度傳感器120和122、及雙傳感器124。例如，在實踐中的雙傳感器124包括用來提供故障容許的雙熱敏電阻傳感器，測量離開加熱器組件110的灌注流體108的溫度，及把這些溫度提供給控制器150。如下面關于圖13的加熱子系統(tǒng)149進一步詳細描述的那樣，來自傳感器120,122及124的信號可以在反饋環(huán)路中用來控制到第一 246和/或第二 248加熱器的驅(qū)動信號，以控制加熱器256和248的溫度。另外，為了保證加熱器板250和252、和因此加熱器板250和252的血液接觸表面242和244不達到可能損害灌注流體的溫度，說明性加熱器組件110也包括用來分別用于監(jiān)視加熱器246和248的溫度、和把這些溫度提供給控制器150的溫度傳感器/引線導線120和122。在實踐中，附加到傳感器/引線導線120和122上的傳感器是基于RTD(電阻溫度裝置)的。也如關于圖13進一步詳細討論的那樣，來自附加到傳感器/引線導線120和122上的傳感器的信號可以在反饋環(huán)路中使用，來進一步控制到第一 246和/或第二 248加熱器的驅(qū)動信號，以限制加熱器板250和252的最大溫度。作為故障保護，有用于加熱器246和248的每一個的多個傳感器，從而如果一個失效，則系統(tǒng)可繼續(xù)利用在另一個傳感器處的溫度操作。
[0118]如下面關于圖13進一步詳細描述的那樣，加熱器組件110的加熱器246把驅(qū)動信號281a和281b (集體地281)從控制器150接收到對應驅(qū)動引線282a上。類似地，加熱器248把驅(qū)動信號283a和283b (總稱283)從控制器150接收到驅(qū)動引線282b上。驅(qū)動信號281和283控制到相應加熱器246和248的電流，并因而控制由各個加熱器246和248產(chǎn)生的熱量。更具體地說，如圖7中所示，驅(qū)動引線282a包括跨過加熱器246的電阻性元件286連接的高和低對。通過電阻性元件286提供的電流越大，電阻性元件286變得越熱。加熱器248以相同方式關于驅(qū)動引線282b操作。根據(jù)說明性實施例，元件286具有約5歐姆的電阻。然而，在其它說明性實施例中，元件可以具有在約3歐姆與約10歐姆之間的電阻。如關于圖11和13更詳細討論的那樣，加熱器246和248可以由處理器150獨立地控制。
[0119]根據(jù)說明性實施例，加熱器組件110殼體元件由模制塑料形成，例如由聚碳酸酯形成，并且重量小于約I磅。更具體地說，殼體234和支架258、260、272及274都由模制塑料形成，例如由聚碳酸酯形成。根據(jù)另一個特征，加熱器組件是單次使用一次性組件。
[0120]在操作中，說明性加熱器組件110使用在約I瓦特與約200瓦特之間的功率，并且定尺寸和成形為，在小于約30分鐘、小于約25分鐘、小于約20分鐘、小于約15分鐘或甚至小于約10分鐘內(nèi)，把以在約300毫升/分與約5升/分之間的速率流過通道240的灌注流體從小于約30°C的溫度轉(zhuǎn)變到至少約37°C的溫度，而基本上不引起血細胞溶血、或變性蛋白質(zhì)或另外損壞灌注流體的任何血液產(chǎn)品部分的情況。
[0121] 根據(jù)一個特征，加熱器組件110包括殼體元件，如殼體234和支架258、260、272及274，它們由聚碳酸酯形成并且重量小于約5磅。在其它實施例中，加熱器組件的重量可以小于約4磅、小于約3磅、小于約2磅、或甚至小于約I磅。在說明性實施例中，加熱器組件110具有約6.6英寸的長度288，不包括進口 IIOa和出口 IlOb端口，及約2.7英寸的寬度。加熱器組件110具有約2.6英寸的高度292。加熱器組件110的流動通道240具有約1.5英寸的標稱寬度296、約3.5英寸的標稱長度294、及約0.070英寸的標稱高度298。高度298和寬度296選擇成，當灌注流體108通過通道240時提供它的均勻加熱。高度298和寬度296也選擇成，在通道240內(nèi)提供與把灌注流體108攜帶到加熱器組件110中和/或從其攜帶出的流體導管的內(nèi)部橫截面面積近似相等的橫截面面積。在一種構造中，高度298和寬度296選擇成，在通道240內(nèi)提供與進口流體導管792(下面參照圖25C表示)的內(nèi)部橫截面面積近似相等和/或與出口流體導管794 (下面參照圖24E表示)的內(nèi)部橫截面面積大體相等的橫截面面積。
[0122]突起257a_257d和259a_259d包括在加熱器組件110中，并且用來接收用來把加熱器組件粘結到多使用單元650 (在圖20A中參考)上的熱激活粘合劑。
[0123]圖8A-8C表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的泵接口組件300的各種視圖。圖9表示圖1的灌注流體泵組件106的泵驅(qū)動器端部的立體圖，并且圖10表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例與灌注流體泵組件106的泵驅(qū)動器端部相配對的泵接口組件300。參照圖8A-10，泵接口組件300包括殼體302，該殼體302具有外側304和內(nèi)側306。泵接口組件300包括進口308和出口 310。如在圖8B的仰視圖和圖8C的分解視圖中最清楚地表示的那樣，泵接口組件300也包括內(nèi)312和外3140形圈密封件、兩個可變形隔膜316和318、環(huán)形支架320、及配合在O形圈314與支架320之間的半環(huán)319a和319b。半環(huán)319a和319b可以由泡沫、塑料、或其它適當材料制成。
[0124]內(nèi)O形圈312配合在沿內(nèi)側306的周緣的環(huán)形軌道中。第一可變形隔膜316在內(nèi)O形圈312上方安裝，與殼體302的內(nèi)側306流體緊密地相互連接，以在第一可變形隔膜316的內(nèi)側與殼體302的內(nèi)側306之間形成腔室。第二可變形隔膜318配合在第一可變形隔膜316的頂部上，以在第一可變形隔膜316裂開或撕裂的情況下提供故障容許。說明性地，可變形隔膜316和318由薄聚氨酯膜(約0.002英寸厚)形成。然而，可以采用任何適當厚度的任何適當材料。參照圖8A和8B，支架320安裝在第二可變形隔膜318和環(huán)319a和319b上方，并且沿內(nèi)側306的周緣附加到殼體302上。螺紋緊固件322a_322i經(jīng)由在支架320中的相應螺紋孔徑324a-324i把支架320附加到殼體302上。如圖8B中所示，外O形圈314配合在支架320中的環(huán)形溝槽中，用來提供與泵組件106的流體緊密密封。在把O形圈314插入在支架320中的環(huán)形溝槽中之前,半環(huán)319a和319b放置在溝槽中。O形圈314然后在支架320中的環(huán)形溝槽中壓縮和定位。在定位在環(huán)形溝槽內(nèi)之后，O形圈314在溝槽內(nèi)膨脹，以把本身和半環(huán)319a和319b固定到位。
[0125]泵接口組件300也包括從其外側304突出的熱熔點321a_321c。如下面參照圖21A-21C和24A-24C進一步詳細描述的那樣，點321a_321c接收熱粘結劑，以把泵接口組件300熱熔粘結到單次使用一次性模塊底盤635的C形支架656上。
[0126]如圖8C中所示，流體出口 310包括出口殼體310a、出口配件310b、流動調(diào)節(jié)器球310c及出口端口 310d。球310c定尺寸成配合在出口端口 310d內(nèi)，但不穿過出口 310的內(nèi)孔徑326。配件310b粘結到出口端口 310d上(例如，經(jīng)環(huán)氧樹脂或其它粘合劑)，以在內(nèi)孔徑326與配件310b之間捕捉球310c。出口殼體310a類似地粘結到配件310b上。
[0127]在操作中，泵接口組件300對準以從灌注流體泵組件106的泵驅(qū)動器334接收泵送力，并且把泵送力轉(zhuǎn)移到灌注流體108，由此使灌注流體108循環(huán)到器官腔室組件104。根據(jù)說明性實施例，灌注流體泵組件106包括具有驅(qū)動器334 (下面關于圖9進一步詳細地描述)的脈動泵，該驅(qū)動器334接觸隔膜318。流體進口 308例如從儲箱160抽吸灌注流體108，并且響應在遠離可變形隔膜316和318的方向上運動的、因而使隔膜316和318在相同方向上變形的泵驅(qū)動器，把流體提供到在內(nèi)隔膜316與殼體302的內(nèi)側306之間形成的腔室中。當泵驅(qū)動器遠離可變形隔膜316和318運動時，在儲箱160內(nèi)的流體108的壓力頭使灌注流體108從儲箱160流入泵組件106中。在這方面，泵組件106、進口閥191及儲箱160定向成把灌注流體108的重力進給提供到泵組件106中。同時，流動調(diào)節(jié)器球310c抽入到孔徑326中，以防止灌注流體108也通過出口 310抽取到腔室中。應該注意，出口閥310和進口閥191在說明性實施例中是單向閥，但在可選擇實施例中，閥310和/或191是雙向閥。響應在向可變形隔膜316和318運動的泵驅(qū)動器334，流動調(diào)節(jié)器球310c向配件310b運動以打開內(nèi)孔徑326，這使出口 310能夠把灌注流體108排出在殼體302的內(nèi)側306與可變形隔膜316的內(nèi)側之間形成的腔室。在圖1中的儲箱160與進口 308之間表示的分離單向閥191停止任何灌注流體排出進口 308和流回到儲箱160中。
[0128]如下面關于圖18A-27B進一步詳細討論的那樣，在一定實施例中，器官護理系統(tǒng)100機械地劃分成一次性單次使用單元(表示在19A-19C和24A-25C中的634處)和非一次性多次使用單元(表示在圖20A中的650處)。在這樣的實施例中，泵組件106剛性地安裝到多次使用模塊650上，并且泵接口組件300剛性地安裝到一次性單次使用模塊634上。泵組件106和泵接口組件300具有對應相互鎖定連接，該對應相互鎖定連接配合在一起以在兩個組件106和300之間形成流體緊密密封。
[0129]更具體地 說，如在圖9的立體圖中所示，灌注流體泵組件106包括:泵驅(qū)動器殼體338，具有頂部表面340 ;和泵驅(qū)動器334，容納在殼體338的圓筒336內(nèi)。泵驅(qū)動器殼體338也包括對接端口 342，該對接端口 342包括定尺寸和成形為與從泵接口組件300突出的凸緣328配合的槽溝332。如圖10中所示，泵驅(qū)動器殼體338的頂部表面340安裝到在非一次性多使用單元650上的支架346上。支架346包括用來分別鄰接泵接口組件300的錐形突起323a和323b的特征344a和344b。支架346也包括定尺寸和成形為與在泵驅(qū)動器殼體338上的對接端口 342和槽溝332對準的切口 330。
[0130]在操作上，在泵接口組件300與流體泵組件106之間的密封分兩個步驟形成，參照圖9和10說明。在第一步驟中，凸緣328定位在對接端口 342內(nèi)，而錐形突起323a和323b定位在與在支架346上的對應特征344a和344b鄰近的順時針側上。在第二步驟中，如在圖9中由箭頭345、347及349所示，泵接口組件300和流體泵組件106在相反方向上轉(zhuǎn)動(例如，在保持泵組件106固定的同時在逆時針方向上轉(zhuǎn)動泵接口組件300)以把凸緣328滑動到對接端口 342的槽溝332中。同時，錐形突起323a和323b分別在支架特征344a和344b下滑動，使支架特征344a和344b的內(nèi)表面與錐形突起323a和323b的錐形外表面嚙合，以向泵驅(qū)動器334拉動泵接口組件300的內(nèi)側306和把凸緣328與對接端口 342互鎖，并且使錐形突起323a和323b與支架特征344a和344b互鎖以在兩個組件300和106之間形成流體緊密密封。[0131]已經(jīng)從系統(tǒng)、操作及元件的觀點描述了說明性器官護理系統(tǒng)100，下面討論用來實現(xiàn)系統(tǒng)100的操作的說明性控制系統(tǒng)和方法。更具體地說，圖11描繪系統(tǒng)100的說明性控制方案的方塊圖。如以上參照圖1描述的那樣，系統(tǒng)100包括用來控制系統(tǒng)100的操作的控制器150。如表示的那樣，控制器150與如下個六子系統(tǒng)相互操作地連接:操作人員接口146，用來幫助操作人員監(jiān)視和控制系統(tǒng)100及監(jiān)視心臟102的狀態(tài)；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)147，具有用來得到與心臟102和系統(tǒng)100相關的數(shù)據(jù)并且用來把數(shù)據(jù)輸送到控制器150的各種傳感器；電力管理子系統(tǒng)148，用來把故障容許電力提供到系統(tǒng)100 ;加熱子系統(tǒng)149，用來為了溫暖灌注流體108而把受控能量提供到加熱器110 ;數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)151，用來存儲和保持與系統(tǒng)100的操作相關的和關于心臟102的數(shù)據(jù)；及泵送子系統(tǒng)153，用來通過系統(tǒng)100的控制灌注流體108的泵送。應該注意，盡管參照單個控制器150在概念上描述系統(tǒng)100,但在多個控制器或處理器中也可以分配系統(tǒng)100的控制。例如,描述的子系統(tǒng)的任一個或全部可以包括專用處理器/控制器?？蛇x 擇地，各種子系統(tǒng)的專用處理器/控制器可以與和經(jīng)中央控制器/處理器通信。
[0132]圖12-17J表明圖11的各種子系統(tǒng)的相互操作。首先參照圖12的方塊圖，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)147包括用來得到與系統(tǒng)100和心臟102如何起作用相關的信息并把該信息通信到控制器150用于系統(tǒng)100的處理和使用的傳感器。如關于圖1描述的那樣，子系統(tǒng)147的傳感器非限制性地包括:溫度傳感器120、122及124 ;壓力傳感器126、128及130 ;流量傳感器134、136及138 ;氧合/血細胞比容傳感器140 ;及電極142和144。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)147還包括:一組Hall傳感器388和來自灌注泵組件106的軸編碼器390 ；電池傳感器362a-362c，用來分別感應電池352a-352c是否被足夠地充電；外部電力可用傳感器354，用來感應外部交流電力是否可用；操作人員接口模塊電池傳感器370，用來感應操作人員接口模塊電池的充電狀態(tài)；及氣體壓力傳感器132，用來感應來自氣體流動腔室176的氣體流動。現(xiàn)在將分別與在圖13-17J中進一步詳細表示的加熱149、電力管理148、泵送153、數(shù)據(jù)管理151、及操作人員接口 146子系統(tǒng)相關地描述系統(tǒng)100如何使用來自數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)147的信息。
[0133]加熱子系統(tǒng)149在圖13的方塊圖中描繪。也繼續(xù)參照圖1，加熱子系統(tǒng)149通過雙反饋環(huán)路手段來控制在系統(tǒng)100內(nèi)的灌注流體108的溫度。在第一環(huán)路251 (灌注流體溫度環(huán)路)中，灌注流體溫度熱敏電阻傳感器124把兩個(故障容許)信號125和127提供到控制器150。信號125和127指示灌注流體108當在離開加熱器組件110時的溫度?？刂破?50分別調(diào)節(jié)到驅(qū)動器247和249的驅(qū)動信號285和287。驅(qū)動器247和249分別把來自控制器150的對應數(shù)字水平信號285和287轉(zhuǎn)換成加熱器驅(qū)動信號281和283，其具有足夠電流水平以驅(qū)動第一 246和第二 248加熱器來把灌注流體108加熱到在操作人員選擇溫度范圍內(nèi)。響應檢測到灌注流體溫度125和127在操作人員選擇溫度范圍下的控制器150，它分別把到第一 246和第二 248加熱器的驅(qū)動信號281和283設置到足夠水平，以繼續(xù)加熱灌注流體108。相反，響應檢測到灌注流體溫度125和127在操作人員選擇溫度范圍以上的控制器150，它分別減小到第一 246和第二 248加熱器的驅(qū)動信號281和283。響應檢測到灌注流體108的溫度在操作人員選擇溫度范圍內(nèi)，控制器150把驅(qū)動信號281和283保持為恒定或大體恒定水平。
[0134]優(yōu)選地，控制器150以基本相同的方式來改變驅(qū)動信號281和283。然而，情況不必如此。例如，每個加熱器246和248對于具體電流或電壓水平驅(qū)動信號可以不同地響應。在這樣一種情況下，控制器150可以以稍微不同的水平來驅(qū)動每個加熱器246和248，以從每一個得到相同溫度。根據(jù)一個特征，加熱器246和248每個具有相關校準因數(shù)，控制器150在確定提供到具體加熱器以獲得具體溫度結果的具體驅(qū)動信號的水平時，存儲和采用該相關校準因數(shù)。在一定構造中，控制器150把在雙傳感器124中的熱敏電阻之一設置為缺省熱敏電阻，并且在其中熱敏電阻給出兩個不同溫度讀數(shù)的情況下將使用來自缺省熱敏電阻的溫度讀數(shù)。在一定構造中，在溫度讀數(shù)在預定范圍內(nèi)的場合，控制器150使用兩個讀數(shù)的較高者。驅(qū)動器247和249把加熱器驅(qū)動信號281和283施加到在加熱器組件110上的對應驅(qū)動引線282a和282b上。
[0135]在第二環(huán)路253 (加熱器溫度環(huán)路)中，加熱器溫度傳感器120和122把指示加熱器246和248的溫度的信號121和123分別提供到控制器150。根據(jù)說明性實施例，對于加熱器246和248建立溫度最高限度(例如，通過缺省或通過操作人員選擇)，在該溫度最高限度以上，加熱器246和248的溫度不允許升高。當加熱器246和248的溫度升高并且接近溫度最高限度時，傳感器121和123把該溫度指示給控制器150，該控制器150然后降低到加熱器246和248的驅(qū)動信號281和283，以減小或停止向加熱器246和248的電力供給。因而，在來自灌注流體溫度傳感器124的低溫信號125或127可致使控制器150增大到加熱器246和248的電力，加熱器溫度傳感器120和122保證加熱器246和248不被驅(qū)動到使它們的相應加熱器板250和252變得熱得足以損害灌注流體108的程度。根據(jù)各個說明性實施例，控制器150設置成把灌注流體溫度保持在約32°C與約37°C之間、或在約34°C與約36°C之間。根據(jù)另外的說明性實施例，控制器150設置成把加熱器板250和252的最大溫度限制到小于約38°C、39°C、40°C、41°C或42V。
[0136]如可看到的那樣，第二環(huán)路253如有必要配置成優(yōu)先于第一環(huán)路251，從而來自溫度傳感器120和122的、指示加熱器246和248正在接近最大允許溫度的溫度讀數(shù)優(yōu)先于來自灌注流體溫度傳感器124的任何低溫信號的作用。在這方面，子系統(tǒng)149保證即使灌注流體108的溫度還沒有達到操作人員選擇溫度值，加熱器板250和252的溫度也不升高到高于最大允許溫度。這種優(yōu)先特征在失效的情況下特別重要。例如，如果灌注流體溫度傳感器124都失效，則第二環(huán)路253通過排它地切換到加熱器溫度傳感器120和122并且把溫度設置點下降到較低值而停止加熱器組件110免于過熱和損害灌注流體108。根據(jù)一個特征，控制器150考慮指定給與來自加熱器246和248及灌注流體108的溫度測量相關聯(lián)的延遲的兩個時間常數(shù)，以優(yōu)化溫度控制的動態(tài)響應。
[0137]圖14描繪用來把故障容許電力提供到系統(tǒng)100的電力管理子系統(tǒng)148的方塊圖。如圖所示，系統(tǒng)100可以由四個源之一供給動力-由外部交流源351 (例如，在北美洲的60Hz、120VAC或在歐洲的50Hz、230VAC)或由三個獨立電池352a_352c的任一個?？刂破?50從交流線電壓可用傳感器354接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)指示交流電壓351是否適于由系統(tǒng)100使用。響應控制器15 0檢測到交流電壓351不可用，控制器150向電力切換電路356發(fā)出信號，以從電池352a-352c之一提供系統(tǒng)電力高358?？刂破?50由電池電荷傳感器362a-362c確定可用電池352a_352c的哪一個充電最充分，并且然后經(jīng)由切換網(wǎng)絡356把該電池切換到操作中。
[0138]可選擇地，響應控制器150檢測到外部交流電壓351可用，它確定是否使用可用交流電壓351(例如，在整流以后)，用來提供系統(tǒng)電力358和用來把電力供給到用戶接口模塊146、用來對電池352a-352c的一個或多個充電、和/或用來對用戶接口模塊146的內(nèi)部電池充電，該用戶接口模塊146也具有其自己的內(nèi)部充電器和充電控制器。為了使用可用交流電壓351，控制器150通過切換系統(tǒng)364發(fā)信號來把交流電壓351拉到電源350中。電源350接收交流電壓351，并且把它轉(zhuǎn)換成用來把電力提供到系統(tǒng)100的交流電流。電源350是通用的，并且可處理全世界普通使用的任何線頻率或線電壓。根據(jù)說明性實施例，響應來自電池傳感器362a-362c的一個或多個的低電池指示，控制器150也把電力經(jīng)切換網(wǎng)絡364和充電電路366導向適當?shù)碾姵?。響應控制?50從傳感器370接收到低電池信號，它也或可選擇地把充電電壓367導向到用戶接口電池368。根據(jù)另一個特征，電力管理子系統(tǒng)148按最少充電第一的順序選擇向系統(tǒng)100供電的電池，保留最多充電電池。如果當前正在用來向系統(tǒng)100供電的電池由用戶除去，則電力管理子系統(tǒng)148自動地切換到下個最少充電電池，以繼續(xù)向系統(tǒng)100供電。
[0139]根據(jù)另一個特征，電力管理子系統(tǒng)148也采用鎖定機構，以防止多于一個電池352a-352c在給出時間從系統(tǒng)100除去。如果一個電池被除去，則其它兩個在系統(tǒng)100內(nèi)機械地鎖定到位。在這方面，系統(tǒng)148提供故障容許水平，以有助于保證電力源358對于系統(tǒng)100始終可用。
[0140]現(xiàn)在參照圖15和16將進一步詳細地描述圖11的泵送子系統(tǒng)153。更具體地說，圖15是描繪說明性泵送子系統(tǒng)153的概念方塊圖，并且圖16表示與描繪由子系統(tǒng)153輸出的泵送的示例性波385同步的心臟102的示例性ECG414。在圖16中表示的ECG414具有P、Q、R、S、T、及U波峰。泵送子系統(tǒng)153包括相互操作地連接到泵接口組件300上的灌注流體泵106，如以上參照圖8A-10更詳細描述的那樣。如圖15中所示，控制器150使用Hall傳感器反饋通過把驅(qū)動信號339發(fā)送到無刷三相泵電機360來操作泵送子系統(tǒng)153。驅(qū)動信號339致使泵電機軸337轉(zhuǎn)動，由此使泵螺桿341向上和/或向下運動泵驅(qū)動器334。根據(jù)說明性實施例，驅(qū)動信號339被控制以 改變電機軸337的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度，以使泵驅(qū)動器334周期地上下運動。這種周期運動把灌注流體108泵送通過系統(tǒng)100。
[0141]在操作中，控制器150從整體定位在泵電機軸337內(nèi)的Hall傳感器388接收第一信號387，以指示泵電機軸337的位置，用于變換電機繞組電流的目的?？刂破?50從軸編碼器傳感器390接收指示泵螺桿341的精確轉(zhuǎn)動位置的第二較高分辨率信號389。由當前電機變換相位位置387和當前轉(zhuǎn)動位置389，控制器150計算引起電機軸337的必要轉(zhuǎn)動變化的適當驅(qū)動信號339 (量值和極性)，以使泵螺桿341的適當豎直位置變化實現(xiàn)希望的泵送動作。通過改變驅(qū)動信號339的量值，控制器150可改變泵送速率(即，泵送循環(huán)重復得頻繁程度)，并且通過改變轉(zhuǎn)動方向變化，控制器150可改變泵送行程體積(例如，通過改變泵驅(qū)動器334在循環(huán)期間運動得多遠)。一般地說，循環(huán)泵送速率調(diào)節(jié)灌注流體108提供到心臟102的脈動速率，而(對于給定速率)泵送行程調(diào)節(jié)提供到心臟102的灌注流體108的體積。
[0142]速率和行程體積都影響到和來自心臟102的灌注流體108的流量，并且間接地影響其壓力。如關于圖1提到的那樣，系統(tǒng)包括三個流量傳感器134、136及138 ;和三個壓力傳感器126、128及130。如圖15中所示，傳感器134、136及138把對應流量信號135、137及139提供到控制器150。類似地，傳感器126、128及130把對應壓力信號129、131及133提供到控制器150?？刂破?50在反饋中采用所有這些信號，以保證正在提供到灌注泵106的命令對于系統(tǒng)100具有希望影響。在某些情況下，并且如下面參照圖17A-17J進一步詳細討論的那樣，控制器150響應指示具體流量或流體壓力在可接受范圍外的信號可以產(chǎn)生各種警報。另外，采用多個傳感器使控制器150能夠區(qū)分關于系統(tǒng)100的機械問題(例如，導管堵塞)和關于心臟102的生物學問題。
[0143] 根據(jù)本發(fā)明的一個特征，泵送系統(tǒng)153可以配置成在泵送循環(huán)的每次運動期間控制泵驅(qū)動器334的位置，以允許精細調(diào)諧的泵送速率和體積分布。這又使泵送系統(tǒng)153能夠以任何希望脈動圖案把灌注流體108供給到心臟。根據(jù)一個說明性實施例，軸337的轉(zhuǎn)動位置由軸編碼器390感應到，并且由控制器150按至少約每轉(zhuǎn)100增量調(diào)整。在另一個說明性實施例中，軸337的轉(zhuǎn)動位置由軸編碼器390感應，并且由控制器150按至少約每轉(zhuǎn)1000增量調(diào)整。根據(jù)另外的說明性實施例，軸337的轉(zhuǎn)動位置由軸編碼器390感應，并且由控制器150按至少約每轉(zhuǎn)2000增量調(diào)整。泵螺桿341和因而泵驅(qū)動器334的豎直位置最初校準到零或地位置，與泵螺桿341的基準位置相對應。
[0144]根據(jù)說明性實施例，泵送子系統(tǒng)153的位置精度使控制器150能夠精確地調(diào)節(jié)灌注流體108通過心臟102的泵送。使灌注流體的脈動流動與心臟自然速率同步的這個過程這里稱作“r-波同步”，這繼續(xù)參照圖2、15及16描述。正常機能的心臟具有兩階段泵送周期-舒張期和收縮期。在也稱作“休眠階段”的舒張階段期間，心臟的心房157和152收縮，使在心房157和152與心室154和156之間的瓣膜打開以允許血液流入和加載心室154和156。在收縮階段期間，加載的心室噴出血液，并且心房157和152打開且充滿血液。在這個過程期間心臟102的周期性膨脹和收縮可通過用圖表示在圖16中414處表示的心臟的心室ECG波形而表示。圖16描繪與代表通過子系統(tǒng)153的泵送輸出的示例性波385同步的ECG波形414。
[0145]泵送子系統(tǒng)153配置成在將導致流體108在最有益時刻輸送到心臟102的時刻提供最大輸出。在說明性實施例中，在退行模式中，泵送子系統(tǒng)153配置成把流體108向心臟102泵送，從而最大泵輸出382出現(xiàn)在心臟的舒張階段期間，其在圖16中表示的S波峰之后開始，并且是左心室156已經(jīng)結束把灌注流體108噴射通過主動脈158的時候。以這種方式來計時泵輸出，允許用戶使灌注流體108通過主動脈158和進入冠狀血管系統(tǒng)155的噴射最大。計時泵送通過在波385上的點377處開始泵送而完成，點377是在點382之前的點，并且與心臟的r-波脈沖380的波峰和心室收縮的中間相對應。點377選擇成考慮到在從控制器150提供信號以開始泵送流體的時刻與把泵送流體108實際輸送到心臟102的時刻之間的時間延遲。在另一個例子中，在其中心臟的左側填充和噴射灌注流體的正常流動模式期間(如參照圖24A更詳細描述的那樣)，控制器150使泵送子系統(tǒng)153同步以在r-波380之后的固定時期處開始泵送，從而匹配左心房152的自然充盈周期。同步可以由操作人員通過在系統(tǒng)100上的操作軟件中的預編程例行程序和/或通過手動地操作用戶接口顯示區(qū)域410的控制而調(diào)整和微調(diào)，如下面參照圖17A-17J更詳細描述的那樣。
[0146]為了實現(xiàn)同步的泵輸出，控制器150預測何時心臟的r-波脈沖380將出現(xiàn)和使泵在ECG414期間的適當時刻處泵送。為了進行這種預測，控制器150分別測量來自從電極142和144提供的電信號379和381的各種r_波脈沖380的長度。由這些脈沖，控制器150跟蹤從一個脈沖380到下一個過去的時間，并且使用這種信息計算分離兩個順序r-波脈沖的時間長度的連續(xù)平均值。由該信息，控制器150通過把分離兩個順序r-波脈沖的平均時間添加到之前r-波380的時間上而規(guī)劃下個r-波的時間(并且由該規(guī)劃確定在該規(guī)劃r-波之前或之后何時泵送應該開始以實現(xiàn)最佳輸出輸送的時刻)?；谠趓-波之間的分離時間的這個連續(xù)平均值，控制器150具有相對于隨后的r-波調(diào)整泵輸出時刻的選項，如在波385沿ECG414向左或右運動中反映的那樣，該運動由在圖16中的箭頭383所表明。調(diào)節(jié)波385因而允許用戶調(diào)整和定制通過泵106的輸出的計時，從而優(yōu)化心臟的充盈。另外，泵106也可以調(diào)節(jié)以增大或減小泵行程體積，以定制由泵106提供的流體108的體積，并且這可以與r-波同步相關地或獨立地進行。
[0147]應該注意，盡管泵送子系統(tǒng)153具體地與r-波循環(huán)385同步，但情況不必如此。在可選擇說明性實施例中，子系統(tǒng)153可以與心臟的任何適用特性同步地泵送，該適用特性包括進入或離開具體腔室或血管的流體壓力。而且，子系統(tǒng)153可以編程成以任何任意圖案泵送，不管是周期性的還是非周期性的。
[0148]返回參照圖11，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)151接收和存儲來自各個其它子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)信息。數(shù)據(jù)和其它信息可以下載到便攜式存儲器裝置并且在數(shù)據(jù)庫內(nèi)組合，如由操作人員希望的那樣。存儲數(shù)據(jù)和信息可由操作人員訪問，并且通過操作人員接口子系統(tǒng)146顯示。[0149]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到操作人員接口子系統(tǒng)146，圖17A-17J表示操作人員接口子系統(tǒng)146的各種說明性顯示屏幕。圖17A-17J的顯示屏幕使操作人員能夠從系統(tǒng)100接收信息和把命令提供到系統(tǒng)100。圖17A描繪根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的頂部水平“主頁”顯示屏幕400。由顯示屏幕400，操作人員可訪問從數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)147可得到的所有數(shù)據(jù)，并且可把任何希望命令提供到控制器150。如參照圖17B-17J更詳細描述的那樣，圖17A的顯示屏幕也允許操作人員訪問更詳細的顯示屏幕，以便得到信息、提供命令及設置操作人員可選擇參數(shù)。
[0150]繼續(xù)參照圖1,顯示屏幕400包括顯示區(qū)域402,該顯示區(qū)域402表示與系統(tǒng)100的操作有關的多個數(shù)值和圖形指示。具體地說，顯示區(qū)域402包括離開在器官腔室組件104上的主動脈接口 162的灌注流體108的主動脈輸出壓力(AOP) 404的數(shù)值讀數(shù)、主動脈流體壓力(AOP) 404的波形描繪406、及指示流體壓力404是否太高或太低的AOP警報圖像408 (警報408在圖17A中表示為“關閉”)。顯示屏幕400也包括顯示區(qū)域410，該顯示區(qū)域410具有心臟102正在博動的速率的數(shù)值指示412、心臟102的ECG414、指示HR412是否超過或低于操作人員設置閾值的心率(HR)警報圖像416、及指示系統(tǒng)100已經(jīng)運行多長的時間日志418，時間日志418包括準備時間(下面參照圖29A進一步詳細地討論)。數(shù)值顯示419表示系統(tǒng)100已經(jīng)支持心臟102的時間量。指示器警報413指示何時超過操作人員預置時間極限。
[0151]顯示屏幕400 包括多個輔助顯示區(qū)域 420、424、432、438、444、450、456、460、462、466、472、480、及482。顯示區(qū)域420表示肺動脈壓力(PAP) 422的數(shù)值讀數(shù)。PAP422是流自心臟的肺動脈164的灌注流體108的壓力的指示，由壓力傳感器130所測量。顯示區(qū)域420也提供PAP警報指示器424，當PAP422在操作人員預置范圍外時該PAP警報指示器424發(fā)信號。顯示區(qū)域426指示灌注流體108在它離開加熱器110時的溫度(Temp)428。顯示區(qū)域426也包括Temp警報指示器430，該Temp警報指示器430響應在操作人員預置范圍之外的Temp428而發(fā)信號。操作人員預置范圍的上限表示在427處。顯示區(qū)域432表示灌注流體108的血細胞比容(HCT)434的數(shù)值讀數(shù)、和如果HCT434下降到低于操作人員預置閾值則向操作人員發(fā)信號的HCT警報指示器436。顯示區(qū)域438表示灌注流體108的氧飽和度(SvO2) 440。顯示區(qū)域438也包括用來指示灌注流體108的Sv02440是否下降到低于操作人員預置閾值的SvO2警報442。顯示區(qū)域444指示灌注流體108當它流出主動脈158時的主動脈輸出流量(AOF) 446。A0F446由流量傳感器134測量。AOF警報448指示流量446是否落到操作人員預置范圍外。顯示區(qū)域450表示器官腔室流量(CF)452。CF452是灌注流體108當它離開器官腔室104時、由流量傳感器136測量的流量的指示。顯示區(qū)域450也包括響應CF454落到操作人員預置范圍外發(fā)信號的CF警報454。顯示區(qū)域456包括用來指示何時到存儲器卡的文件傳輸正在發(fā)生的圖形458。
[0152]顯不區(qū)域460表不電池352a_352c (以上參照圖14描述)的每一個充電的程度的圖形表示459。顯示區(qū)域460也提供電池352a-352c在當前操作模式中可繼續(xù)運行系統(tǒng)100的剩余時間量的數(shù)值指示461。顯示區(qū)域462識別操作人員接口模塊146是否正在以無線464方式操作、以及在操作人員接口模塊146與系統(tǒng)100的其余部分之間的無線連接的強度的圖形表示463。顯示區(qū)域462也提供在操作人員接口模塊電池368 (以上參照圖14描述)中剩余的電荷的圖形指示467、和操作人員接口模塊電池368在無線操作模式中可支持它的剩余時間量的數(shù)值指示465。顯示區(qū)域466指示來自氣體流動腔室176的氧氣的流量468。它也提供機載氧氣罐多滿的圖形指示469、和在機載氧氣罐耗盡之前剩余時間量的數(shù)值指示470。顯示區(qū)域472表示心臟102的心率、和心臟102已經(jīng)插管到系統(tǒng)100中的時間量476。這個字段是以上提到的字段419的復制。顯示區(qū)域480和482分別表示系統(tǒng)100的操作的當前時間和日期。[0153]致動在操作人員接口 146上的轉(zhuǎn)盤(如鼠標、或其它控制裝置)，如在圖18A中表示的轉(zhuǎn)盤626，打開如在圖17B的顯示屏幕401中所示的配置菜單484。如表示的那樣，訪問配置菜單484覆蓋顯不區(qū)域402和410,從而它們不再表不壓力406和心率414的圖形描繪，而是繼續(xù)顯示臨界α /數(shù)值信息。也如表示的那樣，所有其它顯示區(qū)域保持不變。這使操作人員能夠調(diào)整系統(tǒng)100的操作，同時繼續(xù)監(jiān)視臨界信息。根據(jù)一個特征，配置菜單484允許操作人員預編程用于系統(tǒng)100的希望操作參數(shù)。使用顯示屏幕401，操作人員通過分別選擇字段488和490可觀看/編輯工作和舒張(或退行)模式警報。操作人員通過選擇字段492和494可設置特殊ECG和LAP圖形選項。另外，操作人員通過分別選擇字段496和498可設置氧氣流量和灌注流體溫度。選擇字段500使操作人員能夠設置時間和日期，而選擇字段502使操作人員能夠選擇顯示信息的語言。在顯示字段484的底部處，操作人員具有返回504到顯示屏幕400、取消506對于操作設置進行的任何變化、把變化保存508為新缺省、或把操作設置復位510到工廠缺省的選項。
[0154]參照圖17C-17D，選擇觀看/編輯工作模式警報字段488使圖17D的工作模式警報對話框512在圖17C的顯示字段484內(nèi)打開。工作模式對話框512顯示與正常流動模式(以上參照圖1和3描述)有關的參數(shù)，并且包括用來設置用于正常流動模式警報的每一個的數(shù)值閾值的字段。更明確地說，對話框512包括:CF警報字段514 ;PAP警報字段516 ；Α0Ρ警報字段518 ;LAP警報字段520 ;灌注流體Temp警報字段524 ;3￥02警報字段526 ;HCT警報字段528 ;及HR警報字段530。通過選擇具體警報字段和致動向上532和/或向下534箭頭，操作人員可調(diào)整用于與警報每一個相關的參數(shù)的每一個的可接受上和/或下閾值。對話框512也包括警報圖形536a-536i，該警報圖形536a_536i的每一個與具體正常流動模式警報相關。操作人員通過選擇相關警報圖形536a-536i可啟用/禁用以上正常流動模式警報的任一個。使用對話框512進行的任何變化反映在圖17A的顯示屏幕400中的對應字段中。
[0155]參照圖17A、17B及17E，選擇觀看/編輯非工作模式警報字段490使圖17E的休眠模式警報對話框538在圖17C的顯示字段484內(nèi)打開。休眠模式對話框538顯示與退行流動模式(以上參照圖1和4描述)有關的參數(shù)，并且包括用來設置用于退行流動模式警報的每一個的數(shù)值閾值的字段。根據(jù)說明性實施例，用于正常和退行流動模式的可用警報類似，但不必相同。另外，即使對于相同的那些，閾值也可以不同。因而，本發(fā)明使操作人員能夠選擇用于操作的每種流動模式的不同警報和/或不同閾值。更明確地說，對話框538包括=CF警報字段540 ；PAP警報字段542 ；A0F警報字段544 ；Α0Ρ警報字段546 ；LAP警報字段548 ;灌注流體Temp警報字段550 ；Sv02警報字段552 ;HCT警報字段556 ;及HR警報字段558。通過選擇具體警報字段和致動向上560和/或向下562箭頭，操作人員可調(diào)整用于與警報每一個相關的參數(shù)的每一個的可接受數(shù)值上和/或下閾值。對話框538也包括警報圖形564a_564i,該警報圖形564a_564i的每一個與具體正常流動模式警報相關。操作人員通過選擇相關警報圖形564a-564i來啟用/禁用以上正常流動模式警報的任一個。如對話框512的情形那樣，使用對話框538進行的任何變化反映在圖17A的顯示屏幕400中的對應字段中。在一個執(zhí)行中，系統(tǒng)100可以配置成在改變流動模式時在用于給出流動模式的警報極限集之間自動地切換。
[0156]參照圖17A、17B、17F及17G，操作人員接口 146也提供用來調(diào)節(jié)各種參數(shù)的圖形機構。例如，如以上參照圖16提到的那樣，用戶顯示區(qū)域402的一個優(yōu)點是，它允許操作人員監(jiān)視(和調(diào)節(jié))子系統(tǒng)153的泵送。顯示區(qū)域410辨別心臟102的ECG波形414，并且顯示402以波形形式406表示流過主動脈的流體的壓力。在這兩種顯示中，操作人員可監(jiān)視泵送分布對心臟的ECG414的影響，這允許用戶調(diào)整泵送子系統(tǒng)153的行程體積、調(diào)節(jié)泵送子系統(tǒng)153的速率(和因而泵送通過系統(tǒng)100的流體108的流量、手動地施加或調(diào)整子系統(tǒng)的啟動時間(例如，通過在:T-波380與泵送循環(huán)的開始之間施加固定延遲)、或自動地編程泵送子系統(tǒng)153以在沿心臟的ECG波形414的預定時刻處泵送，如根據(jù)心臟是正在退行還是正常模式中灌注而適當?shù)靥畛湫呐K所需要的那樣。這些泵送調(diào)節(jié)可以利用操作人員接口 146的各種圖形幀進行。作為例子，響應操作人員選擇位于顯示屏幕401的顯示字段484中的ECG圖形幀選項492，操作人員接口 146顯示圖17F的對話框568。對話框568表示ECG414的圖形表示572、以及光標570。光標570的位置指示泵送子系統(tǒng)153相對于心臟102的ECG414將啟動輸出泵送行程的點(即，泵電機106將把灌注流體108推到心臟102的泵送循環(huán)的部分)。通過轉(zhuǎn)動在操作人員接口 146上的機械旋鈕626 (表示在圖18A和18B)中，操作人員運動光標570的位置，以調(diào)整何時泵送子系統(tǒng)153相對于r_波脈沖380將啟動輸出泵送行程。如以上關于圖15和16描述的那樣，泵送子系統(tǒng)153從ECG傳感器142和144接收r-波信號380。泵送子系統(tǒng)153使用r_波信號380以及來自光標570的泵調(diào)整信息，使灌注流體泵送與心臟102的博動同步。在另一個例子中，響應操作人員按下泵調(diào)整按鈕625，操作人員接口 146顯示圖17G的對話框574。由對話框574，操作人員可選擇指針576和轉(zhuǎn)動旋鈕626，以接通和斷開泵電機106。另外，操作人員可選擇條狀圖形578和轉(zhuǎn)動旋鈕626，以調(diào)整以升/分顯示的泵送流體的體積。
[0157]操作人員接口 146也提供多條報警和/提示消息。作為例子，在圖17H中，操作人員接口 146顯示提示操作人員連接到交流電源上以對電池重新充電的消息。這條消息例如響應控制器150檢測到臨近的低電池條件而出現(xiàn)。操作人員接口 146顯示圖171的消息，以確認用戶希望進入等待模式和提示操作人員插入便攜式存儲器裝置，如磁盤或光盤、便攜式盤驅(qū)動器、閃存卡或其它適當存儲器裝置，以便下載和存儲關于系統(tǒng)100的具體使用的信息。操作人員接口 146響應可識別故障發(fā)生，顯示錯誤消息，如圖17J的錯誤消息。圖17J的錯誤消息包括例如錯誤信息580，以幫助維修技術人員診斷和/或修理故障。
[0158]已經(jīng)描述了用來實現(xiàn)系統(tǒng)100的操作的說明性控制系統(tǒng)和方法，現(xiàn)在將討論系統(tǒng)100的說明性機械特征、以及在單次使用一次性模塊634與多次使用模塊650單元之間的元件的說明性劃分。更具體地說，圖18A-18B表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的圖1的系統(tǒng)的機械實現(xiàn)600。如表不的那樣,說明性實現(xiàn)600包括殼體602和手推車604。殼體602在概念上劃分成上部602a和下部602b殼體部分，并且包括前606a、后606b、左606c、及右606d偵U。手推車604包括平臺608和用來把系統(tǒng)600從一處運輸?shù)搅硪惶幍妮喿?10a_610d。鎖插603把殼體602固定到手推車604上。為了進一步有助于便攜性，系統(tǒng)600也包括鉸鏈安裝到殼體602的左側606c的上部部分602a上的把手610、以及安裝在殼體602的左側606c和右側606d的下部部分602b上的兩個剛性安裝把手612a和612b。
[0159]殼體602還包括可拆除頂部614、和前面板615，該前面板615具有上部面板613、和由鉸鏈616a和616b鉸接到下部面板617上的中間面板616。頂部614包括用于協(xié)助移動的把手614a和614b。在表明的實施例中，上部面板613擰到、用螺栓連接到或以另外方式連接到頂部614上，從而頂部614的拆除也拆除面板613。 [0160]如圖18A中所示，系統(tǒng)600包括交流電纜618、以及用來固定電纜618的框架620，兩者都布置在殼體602的左側606c的下部部分602b上。也布置在左側602c的下部部分602b上的軟件復位開關622使操作人員能夠重新啟動系統(tǒng)軟件和電子器件。
[0161]如圖18A和18B中所示，裝置600也包括操作人員接口模塊146、以及用來保持操作人員接口模塊146的托架623。操作人員接口模塊146包括顯示器624，用來例如經(jīng)由圖17A-17J的顯示屏幕向操作人員顯示信息。如以上提到的那樣，操作人員接口模塊146也包括可轉(zhuǎn)動和可按壓旋鈕626，用來在各種參數(shù)和圖17A-17J的顯示屏幕之間選擇。旋鈕626可以用來設置用于系統(tǒng)100的自動控制的參數(shù)，以及提供對于系統(tǒng)100的操作的手動控制。例如，旋鈕626可以用來把指令提供到控制器150，以增大灌注流體流量、氣體流量、等等。如以上也關于圖1、14及17A-17J討論的那樣，操作人員接口模塊146包括其自己的電池368，并且可以從托架623拆除和用在無線模式中。在托架623中時，電源連接使操作人員接口模塊146能夠被充電。如表示的那樣，操作人員接口模塊也包括控制按鈕625，用來控制泵、靜寂或禁用警報、進入或離開等待模式、進入或調(diào)節(jié)ECG同步模式、及啟動灌注時鐘，該灌注時鐘初始化在器官護理期間得到的數(shù)據(jù)的顯示。
[0162]如圖18B中所示，說明性實現(xiàn)600也包括電池室628和氧氣罐室630，兩者都布置在殼體602的右側606d的下部部分602b上。如表示的那樣，電池室628裝有以上關于圖14描述的三個系統(tǒng)電池352a-352c。根據(jù)一個特征，電池室626包括三個電池鎖632a_632c。如以上關于圖14描述的那樣，電池鎖632a_632c機械地相互操作,從而在任何給出時刻只可以除去三個電池352a-352c的一個。
[0163]一次性模塊634和多使用單元650由耐用但重量輕的材料建造。在某些說明性實施例中，聚碳酸酯塑料用來形成單元634和650的元件的一個或多個。為了進一步減小重量，底盤635和多使用模塊底盤602由低重量材料形成，像例如由碳纖維環(huán)氧樹脂復合物、聚碳酸酯ABS-塑料混合物、玻璃增強尼龍、縮醛、原ABS(straight ABS)、鋁或鎂形成。根據(jù)一個說明性實施例，整個系統(tǒng)600的重量小于約85磅，包括多使用模塊、心臟、電池、氣體罐、及準備、營養(yǎng)、保存和灌注流體，并且在不包括這樣的物品時小于約50磅。根據(jù)另一個說明性實施例，一次性模塊634的重量小于約12磅，不包括任何溶液。根據(jù)另外的說明性實施例，多使用模塊650，不包括所有流體、電池352a-352c及氧氣源172，重量小于約50磅。
[0164]繼續(xù)參照圖19A-19C，表示根據(jù)本發(fā)明說明性實施例的圖18A和18B的實現(xiàn)600的各個視圖，使頂部614和上部前面板613除去并且前中間面板616打開。參照圖19A-19C，系統(tǒng)100構造成單次使用一次性模塊634(下面參照圖24A-25C詳細地表示和描述)和多次使用模塊650 (沒有單次使用模塊地表示在圖20中)。如下面進一步詳細討論的那樣，根據(jù)說明性實施例的一個特征，系統(tǒng)100的所有血液接觸元件都包括在單次使用一次性模塊634中，從而在使用之后,整個單次使用一次性模塊634可以丟棄,新模塊634安裝,及系統(tǒng)100在非常短的時間內(nèi)可再次使用。
[0165]根據(jù)說明性實施例，單次使用模塊634包括用來支撐單次使用模塊634的所有元件的底盤635。如關于圖24A-25C更詳細描述的那樣，單次使用模塊634的元件包括以上關于圖5A-5F詳細描述的器官腔室組件104、灌注流體儲箱160、氧合器114、灌注流體泵接口300、及所有各種流體流動導管和外圍監(jiān)視元件633。 [0166]如圖19A-20A中所示，在除去頂部614和前面板616打開的情況下，操作人員容易接近一次性634和多次使用650模塊的元件的多個。例如，操作人員可以安裝、除去及觀看營養(yǎng)子系統(tǒng)115的營養(yǎng)素116和保存劑118源的液位。操作人員也可以控制營養(yǎng)素116和保存劑118注射泵182的操作。操作人員也可以把器官，如心臟102，插管到器官腔室組件104中。如下面參照圖21A-21C詳細描述的那樣，這種構造也為操作人員提供足夠的接近，以向/從多次使用模塊650安裝和/或除去單次使用模塊634。
[0167]圖20表示使單次使用模塊634除去的多次使用模塊650的前視立體圖。如表示的那樣，多次使用模塊650包括:手推車604 ;殼體602的下部部分602b、以及從外部安裝到它上的所有元件、以及包含在其中的那些(參照圖21A-21C和23A-23C，下面進一步詳細地描述);殼體602的上部部分602a和從外部安裝到它上的所有元件，包括頂部蓋614，把手610、612a及612b，及前面板616 ;操作人員接口 146 ;及灌注流體泵電機組件106。如下面參照圖21A-21C詳細描述的那樣，多次使用模塊650也包括用來接收單次使用模塊534和把其鎖定到位的支架組件638。
[0168]如圖20A中所示和下面參照圖22A-22C進一步詳細描述的那樣，多次使用模塊650也包括用來與一次性模塊634的前端電路板(在圖24D中的637處表示)接口連接的前端接口電路板636。也如參照圖22A-22C詳細描述的那樣，在多次使用模塊650與一次性模塊634之間的電源和驅(qū)動信號連接分別經(jīng)由在前端接口電路板636和前端電路板637上的對應機電連接器640和647完成。作為例子，前端電路板637從前端接口電路板636經(jīng)機電連接器640和647接收用于一次性模塊634的電源。前端電路板637也從控制器150經(jīng)前端接口電路板636和機電連接器640和647接收用于各種元件(例如，加熱器組件110、和氧合器114)的驅(qū)動信號。前端電路板637和前端接口電路板636經(jīng)由光學連接器(在圖22B中以648表示)交換控制和數(shù)據(jù)信號(例如，在控制器150與一次性模塊134之間)。如參照圖22A-22F更詳細描述的那樣，在前端637和前端接口 636電路板之間采用的連接器構造分別保證在單次和多次使用模塊634和650之間的關鍵電源和數(shù)據(jù)相互連接，即使在不平地面上運輸期間也繼續(xù)操作，如在器官運輸期間可能經(jīng)歷的那樣。
[0169]如圖20A中所示，根據(jù)另一個特征，殼體602的上部部分602a包括流體緊密盆652，該流體緊密盆652構造成捕獲可能不小心泄漏的任何灌注流體108和/或營養(yǎng)素116和/或保存劑118溶液。盆652也防止任何泄漏流體108或溶液116 / 118通入殼體602的下部部分602b中。在這種方式，盆652屏蔽系統(tǒng)100的電子元件免于任何這樣的泄漏流體108或溶液116 / 118。屏蔽元件包括例如下面參照圖23C和23D表示和更詳細討論的電源板720。盆652包括在灌注流體泵106上延伸并且屏蔽它免于任何偶然泄漏流體的部分658。根據(jù)另一個特征，盆652定尺寸成在任何具體時間容納在系統(tǒng)100內(nèi)包含的灌注流體108 (包括保養(yǎng)溶液116 / 118)的全部體積。
[0170]也參照圖20B，根據(jù)說明性實施例的另外特征，盆652的泵覆蓋部分658的外側659包括槽溝660。如下面參照圖21A-21C和24A進一步詳細描述的那樣，槽溝660在將單次使用模塊634安裝到多次使用模塊650中的期間與在單次使用模塊634上的突起662相
口四合。
[0171]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到單次使用模塊634到多次使用模塊650中的安裝，圖21A表示布置在多次使用模塊650上、用來接收單次使用模塊634和把它鎖定到位的上述支架組件638的詳細視圖。圖21B表示安裝到 支架組件638上和安裝到多次使用模塊650中的單次使用模塊634的側視立體圖，并且圖21C表示安裝在多次使用模塊650內(nèi)的單次使用模塊634的側視圖。參照圖21A和21B，支架組件638包括兩個安裝支架642a和642b，這兩個安裝支架642a和642b經(jīng)安裝孔644a_644d和646a_646d分別安裝到上部殼體部分602a的后面板654的內(nèi)側上。橫桿641在安裝支架642a和642b之間延伸，并且可轉(zhuǎn)動地附加到它們上。鎖定臂643和645沿橫桿641間隔開，并且從其徑向地延伸。每個鎖定臂643和645包括相應向下延伸的鎖定突起643a和645b。杠桿639附加到橫桿641上，并且從其徑向向上延伸。在箭頭651的方向上致動杠桿639向殼體602的后側606b轉(zhuǎn)動鎖定臂643和645。在箭頭653的方向上致動杠桿639向殼體602的前側606a轉(zhuǎn)動鎖定臂643和645。
[0172]如以上關于圖10描述的那樣，灌注泵接口組件300包括四個突出熱熔點321a-321d。如圖24A中所示，在組裝期間，突起321a_321d與對應孔徑657a_657d對準，并且通過孔徑657a-657d熱熔到突起321a_321d中，以把泵接口組件300的外側304剛性地安裝到單次使用模塊底盤635的C形支架656上。
[0173]參照圖10、20B、21A、21B及24A，在安裝期間，在第一步驟中，單次使用模塊634降低到多次使用模塊650中，同時向前傾斜單次使用模塊634(表示在圖21B中)。這個過程使圖24A的突起662滑動到圖20B的槽溝660中。如圖10中所示，它也把泵接口組件300的凸緣328定位在灌注泵組件106的對接端口 342內(nèi)，并且把泵接口組件300的錐形突起323a和323b定位在泵組件支架346的特征344a和344b的對應一個的順時針側上。在第二步驟中，單次使用模塊634向后轉(zhuǎn)動，直到單次使用模塊底盤635的鎖定臂托架672和674嚙合彈簧加載鎖定臂638的突起643和645，迫使突起643和645向上(方向651)轉(zhuǎn)動，直到鎖定突起643a和645a清除(clear)鎖定臂托架672和674的高度，在該點處彈簧使鎖定臂638向下(方向653)轉(zhuǎn)動，允許鎖定突起643a和645a可釋放地與一次性模塊底盤635的鎖定臂托架672和674鎖定。這種運動使圖24A的一次性模塊底盤突起662的彎曲表面668轉(zhuǎn)動并與圖20B的盆槽溝660的扁平側670相嚙合。杠桿639可用來向上(方向651)轉(zhuǎn)動鎖定臂638，以釋放單次使用模塊634。
[0174]如圖10中所示，這種運動也使泵接口組件300在逆時針方向上相對于泵組件106轉(zhuǎn)動，以把凸緣328滑動到對接端口 342的槽溝332中，并且同時，在相應支架特征344a和344b下滑動錐形突起323a和323b。當錐形突起323a和323b在相應支架特征344a和344b下滑動時，支架特征344a和344b的內(nèi)表面與錐形突起323a和323b的錐形外表面相嚙合，以向泵驅(qū)動器334拉動泵接口組件300的內(nèi)側306，來在泵接口組件300與泵組件106之間形成流體緊密密封。杠桿639可以鎖定到位，以把一次性模塊634牢固地保持在多次使用模塊650內(nèi)ο
[0175]如以上參照圖20A簡要提到的那樣，把單次使用模塊374互鎖到多次使用模塊650中，在多次使用模塊650上的前端接口電路板636與在單次使用模塊634上的前端電路板637之間形成電氣和光學相互連接。電氣和光學連接使多次使用模塊650能夠供電、控制單次模塊634和從其收集信息。圖22A是概念圖，表示在單次使用一次性模塊634的前端電路板637上、用來與在多次使用模塊650的前端接口電路板636上的對應光學耦合器和機電連接器通信的各種光學耦合器和機電連接器。由于這種對應性是一對一，所以僅參照前端電路板637描述各種光學耦合器和機電連接器，而不是也描繪前端電路板650。
[0176]根據(jù)說明性實施例，前端電路板637從前端接口電路板636經(jīng)光學耦合器和機電連接器接收信號。例如，前端電路板637從前端接口電路板636經(jīng)機電連接器712和714接收電源358 (也表示在圖14中)。前端電路板637對于單次使用模塊634的元件供電，如單次使用模塊634的各種傳感器和換能器?？蛇x擇地，前端電路板637在分配之前把電源轉(zhuǎn)換到適當水平。前端接口電路板636也把圖13的加熱器驅(qū)動信號281a和281b經(jīng)機電連接器704和706提供到在圖6E的加熱器246上的適用連接282a。類似地，機電連接器708和710把圖13的加熱器驅(qū)動信號283a和283b聯(lián)接到在加熱器248的282b中的適用連接上。前端電路板637可以從前端接口電路板636經(jīng)機電連接器687接收除顫命令。作為響應，前端電路板637產(chǎn)生具有適當電流和電壓水平的除顫信號143，并且如圖5E中所示，把信號143經(jīng)電氣接口連接235a-235b聯(lián)接到器官腔室組件104上。
[0177]在另一個說明性實施例中，除顫命令可從外部源(未表示)提供，而不是通過電路板636提供。作為例子，并且參照圖5E和圖1，外部除顫裝置可插入到在圖24E中表示的電氣耦合器613中，該電氣耦合器613連接到電氣接口連接235a-235b上。外部除顫裝置把除顫信號143通過耦合器613和接口連接235a和235b發(fā)送到電極142和144。電極142和144然后把信號143輸送到心臟102。這個可選擇實施例允許用戶提供除顫(和定速)，而不用使信號143經(jīng)過電路板618、636、及637。示例性外部除顫裝置可以包括ZollM-Series便攜式除顫器。
[0178]根據(jù)說明性實施例，前端電路板637從溫度、壓力、流體流量、氧合/血細胞比容及ECG傳感器接收信號，放大信號，把信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，及把它們經(jīng)由光學耦合器提供到前端接口電路板636。例如，前端電路板637把來自在加熱器板250上的傳感器120的溫度信號121 (表示在圖6A和13中)經(jīng)由光學耦合器676提供到前端接口電路板636。類似地，前端電路板637把來自在加熱器板252上的傳感器122的溫度信號123 (表示在圖6A和13中)經(jīng)由光學耦合器678提供到前端接口電路板636。前端電路板637也把來自熱敏電阻傳感器124的灌注流體溫度信號125和127 (表示在圖6A和13中)經(jīng)由光學耦合器680和682提供到前端接口電路板636。灌注流體壓力信號129、131及133從相應壓力換能器126、128及130經(jīng)相應光學耦合器688、690及692提供到前端接口電路板636。前端電路板637也把來自相應流量傳感器134、136及138的灌注流體流量信號135、137及139經(jīng)由相應光學耦合器694、696及698提供到前端接口電路板636。另外，前端電路板637也把來自氧氣飽和傳感器140的氧氣飽和141和血細胞比容145信號經(jīng)由相應光學耦合器700和702提供到前端接口電路板636。
[0179]在其它說明性實施例中，以上傳感器的一個或多個直接布線到用于處理和分析的主系統(tǒng)板718 (下面參照圖23D描述)，因而將前端接口電路板636和前端電路板637旁路到一起。這樣的實施例在用戶優(yōu)選在清除之前重新使用傳感器的一個或多個的場合可能是希望的。在一個這樣的例子中，流量傳感器134、136及138和氧氣和血細胞比容傳感器140通過在圖23C中表示的電氣耦合器611直接電氣聯(lián)接到系統(tǒng)主板718上，從而旁路與電路板636和637的任何連接。
[0180]如以上關于圖11-16描述的那樣，控制器150采用提供到前端接口電路板636的信號、以及其它信號，以傳輸數(shù)據(jù)和另外的系統(tǒng)100的控制操作。如關于圖17A-17J描述的那樣，控制器150也顯示傳感器信息，并且可以經(jīng)由操作人員接口模塊146向操作人員顯示與傳感器信息相關的各種警報。
[0181]圖22B表明對于在電路板636和637之間的電氣相互連接采用的類型的示例性機電連接器對的操作。類似地，圖22C表明對于在電路板636和637之間的光學耦合相互連接采用的類型的光學耦合器對的操作。采用的電氣連接器和光學耦合器的一個優(yōu)點是，它們即使當系統(tǒng)100正在不平地面上運輸時，例如像沿在機場處的停機坪滾動、在不良天氣條件下在飛機上運輸、或在救護車中在不平道路上運輸時，也保證連接完整性。另外，光學耦合器把溫度、壓力及ECG傳感器與系統(tǒng)100的其余部分電氣地隔離開，這防止除顫信號損害系統(tǒng)100。用于前端電路板637的電源在前端接口電路板636上布置的直流電源中隔離。
[0182]如圖22B中所示，諸如連接器704之類的機電連接器包括:布置在前端接口電路板636上的部分，如部分703 ;和布置在前端電路板637上的部分，如部分705。部分703包括安裝在大體直的和剛性的棒703b上的擴大頭部703a。頭部703包括面朝外大體平表面708。部分705包括大體直的和剛性的針705，該針705包括用來接觸表面708的端部705a、和彈簧加載端部705b。針705如由方向箭頭721表示的那樣可軸向地進出運動，同時仍然保持與擴大頭部703a的表面708的電氣接觸。這種特征使單次使用模塊634即使當經(jīng)歷與在不平地面上的運輸相關的機械干擾時，也保持與多次使用模塊650的電氣接觸。平表面708的優(yōu)點是，它允許多次使用模塊650的內(nèi)表面的容易清理。根據(jù)說明性實施例，系統(tǒng)100采用用于在單次使用一次性634和多次使用650模塊之間的電氣連接的連接器。示例性連接器是由Interconnect Devices制造的零件n0.101342。然而,可以使用任何適當?shù)倪B接器。[0183]光學耦合器，如前端電路板637的光學耦合器684和687，被使用，并且包括對應對等部分，如前端接口電路板636的光學稱合器683和685。光學稱合器的光學發(fā)射器和光學接收器部分可以布置在電路板636或637上。例如，在ECG信號379的情況下，光學發(fā)射器684布置在電路板637上，用來接收電氣信號379和把它光學耦合到在電路板636上的光學接收器683上。在其中除顫器信號通過電路板636和637傳輸(而不是直接到主板718)的情況下，在電路板636上的光學發(fā)射器685把信號光學耦合到在電路板637上的光學接收器687上。
[0184]如在采用的機電連接器的情況下那樣，在光學發(fā)射器與對應光學接收器之間的光學對準的容許公差使電路板636和637即使在不平地面上運輸期間也保持光學通信。根據(jù)說明性實施例，系統(tǒng)100使用由Osram制造的零件號碼為n0.SFH485P和/或n0.SFH203PFA的光學耦合器。然而，可以使用任何適當?shù)鸟詈掀鳌?br> [0185]耦合器和連接器便利在系統(tǒng)100內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。前端接口電路板636和前端板637以定速方式傳輸與系統(tǒng)100有關的數(shù)據(jù)。如圖22C中所示，電路板636把與在控制器150上的時鐘相同步的時鐘信號傳輸?shù)角岸税?37。前端電路板637接收這個時鐘信號，并且使用它使其系統(tǒng)數(shù)據(jù)(如溫度、壓力、ECG、r-波檢測、或其它希望信息)的傳輸與控制器150的時鐘周期同步。這種數(shù)據(jù)由在前端電路板637上的處理器根據(jù)時鐘信號和數(shù)據(jù)類型與源地址(即，提供數(shù)據(jù)的傳感器的類型和位置)的預置序列而數(shù)字化。前端接口電路板636從前端板637接收數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)集傳輸?shù)街靼?18以便由控制器150用在評估、顯示、及系統(tǒng)控制中，如以上參照圖11、12及14描述的那樣。輔助光學耦合器可以添加在多次使用模塊與單次使用模塊之間，用于控制數(shù)據(jù)從多次使用模塊到單次使用模塊的傳輸，這樣的數(shù)據(jù)包括加熱器控制信號或泵控制信號。 [0186]已經(jīng)描述了在單次使用模塊634與多次使用模塊650之間的機械、電氣及光學相互連接，下面關于圖23A-23D將討論多次使用模塊650的輔助元件，接著是關于圖24A-28C描述單次使用模塊634的元件的機械布置。如圖23A-23D中所示，在除去殼體602的壁的情況下，除以前討論的那些元件之外，多次使用模塊650包括布置在殼體602的下部部分602b中的機載氣體源172。氣體源172在圖23A-23D中描繪為由支撐結構712定位在氣體罐室630中的罐，該支撐結構712鄰接罐172?？蛇x擇地，氣體源172可以由帶條和扣組件714或其它適當機構進一步固定在氣體罐室630內(nèi)。具體地參照圖23B和如以上參照圖1描述的那樣，氣體源172通過氣體調(diào)節(jié)器174和氣體流動腔室176把氣體提供到系統(tǒng)100。氣體壓力傳感器132測量在氣體源172中的氣體壓力，并且氣體壓力表178提供氣體源172的充滿度的可見指示。另外，在控制器150與氣體流動腔室176之間的電氣連接使控制器150能夠自動地調(diào)節(jié)進入氧合器114中的氣體流動。
[0187]如最清楚地表示在圖23C中的那樣，電池室628容納電池352a_352c。如以上參照圖14提到的那樣，封鎖機構用來防止電池352a-352c的多于一個在系統(tǒng)100正在操作時的給定時刻從電池室628除去。
[0188]如以上討論的那樣，系統(tǒng)100包括用來便利到、來自系統(tǒng)100和在其內(nèi)的功率分配和數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€互連電路板。具體地說，如以上參照圖22A-22E討論的那樣和如圖23C中所示，多次使用模塊650包括光學和機電地耦合到單次使用模塊650的前端電路板637上的前端接口電路板636。也如圖23C中所示，系統(tǒng)100還包括主板718、電源電路板720、及布置在多次使用模塊650上的電池接口板711。主板718配置成允許系統(tǒng)100是故障容許的，因為如果故障發(fā)生在給出電路板的操作中(如圖23D中所示)，則主板718把泵送和加熱參數(shù)保存在非易失存儲器中。當系統(tǒng)100重新啟動時，它可根據(jù)這樣的參數(shù)重新捕獲和繼續(xù)進行。
[0189]參照圖23D的概念圖，電纜731把電源(如交流電源351)從電源350經(jīng)由連接器744和730帶到電源電路板720。電源350把交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，并且如以上參照圖14的電源子系統(tǒng)描述的那樣分配直流電源。也參照圖14和22A，電源電路板720把直流電源和數(shù)據(jù)信號358經(jīng)相應電纜727和729從連接器726和728耦合到在前端接口電路板636上的對應連接器713和715上。電纜729把電源和數(shù)據(jù)信號都攜帶到前端接口電路板636。電纜727經(jīng)前端接口電路板636把電源攜帶到加熱器110。連接器713和715與在單次使用模塊634上的前端電路板637上的對應連接器712和714 (以上關于圖22A描述)相互配合，以把電源提供到單次使用模塊634。
[0190]如圖23D中所示，電源電路板720也分別把直流電源358和數(shù)據(jù)信號從在電源電路板720上的連接器732和734經(jīng)由電纜733和735提供到對應連接器736和738。也參照圖14和19A，電纜737把直流電源358和數(shù)據(jù)信號從在主電路板718上的連接器740經(jīng)由在操作人員接口模塊托架623上的連接器742耦合到操作人員接口模塊146上。電源電路板720也把直流電源358和數(shù)據(jù)信號從連接器745和747經(jīng)電纜741和743提供到在電池接口板711上的連接器749和751。電纜741攜帶直流電源信號，并且電纜743攜帶數(shù)據(jù)信號。電池接口板711把直流電源和數(shù)據(jù)分配到電池352a、352b及352c。電池352a、352b及352c包含允許它們彼此通信以監(jiān)視相應電荷的電子電路，如以上參照圖14描述的那樣，從而控制器150可監(jiān)視和控制電池352a-352c的充電和放電。
[0191]根據(jù)某些說明性實施例，控制器150布置在主電路板718上，并且進行由系統(tǒng)100要求的所有控制和處理 。然而，在其它說明性實施例中，控制器150是分布式的，把某些處理功能性布置在前端接口電路板636上，某些在電源電路板720上，及/或某些在操作人員接口模塊146中。依據(jù)控制器150在系統(tǒng)100內(nèi)是否分布或分布的程度，在各種電路板之間提供適當?shù)碾娎|連接。
[0192]如以上參照圖19A-19C和23A-23C描述的那樣，系統(tǒng)100機械地劃分成單次使用一次性模塊634和多次使用模塊650。也如描述的那樣，根據(jù)說明性實施例，單次使用模塊634包括系統(tǒng)100的所有或大體所有灌注流體108接觸元件/組件、及各種外圍元件、流動導管、傳感器及用來操作血液接觸元件的支持電子器件。如以上參照圖22A和23D討論的那樣，根據(jù)說明性實施例，模塊634不包括處理器，代之以依賴控制器150，該控制器150為了控制例如可以布置在前端接口電路板636、電源電路板720、操作人員接口模塊146、及主電路板718之間。然而，在其它說明性實施例中，單次使用模塊634可以例如在前端電路板637上包括其自己的控制器/處理器。
[0193]參照圖24A-28C，接著將在包括在其中的元件方面描述單次使用模塊634。此后，通過描述的元件來跟蹤示例性向前和退行流動模式。
[0194]首先參照圖24A，一次性模塊634包括具有上部750a和下部750b部分的底盤635。上部部分750a包括用來支撐各種元件的平臺752。下部部分750b支撐平臺752，并且包括用來與多次使用模塊650可樞軸聯(lián)接的結構。更具體地說，下部底盤部分750b包括:C形安裝件656，用來剛性地安裝灌注流體泵接口組件300 ;和突起662，用來滑動到圖20B的槽溝660中和與其相卡合。下部底盤部分750b也提供用來安裝氧合器114的結構。如圖25A和25C中所示，下部部分750b還包括用來安裝加熱器組件110的結構。另外，儲箱160安裝到平臺725的下側，并且延伸到下部底盤部分750b中。各種傳感器，如O2飽和和血細胞比容傳感器140 (表示在圖24A中并且下面參照圖28A-28C詳細描述)、流量傳感器136 (表示在圖24A中)、流量傳感器138 (表示在圖25B中)，布置在下部底盤部分750b內(nèi)/或者安裝到其上。流動壓力順應腔室188 (表示在圖25B中)也布置在下部底盤部分750b中。如圖24D中所示，下部底盤部分750b還安裝前端電路板637。下面參照通過單次使用模塊634的正常和退行流動路徑進一步詳細地描述在下部底盤部分750b中布置的導管。
[0195]參照圖24A-25C，并且如以上提到的那樣，上部底盤部分750a包括平臺752。平臺752包括形成在其中的把手752a和752b，以有助于安裝單次使用模塊634和從多次使用模塊650上除去?？蛇x擇地，這樣的把手可布置在平臺757上，以在單次使用模塊到多次使用模塊的安裝期間允許更容易的可接近性。如在圖24C中最清楚地表示的那樣，傾斜平臺757安裝到平臺752上。器官腔室組件104安裝到傾斜平臺757上。根據(jù)說明性實施例，在單次使用模塊634安裝在多次使用模塊650內(nèi)的情況下，平臺757相對于水平以約10°至約80°傾斜，以便當心臟102放置在器官腔室組件104內(nèi)時為心臟102提供最佳操作角度。在某些說明性實施例中，平臺757相對于水平以約20°至約60°、或約30°至約50°傾斜。流動模式選擇器閥112、流量傳感器134、及灌注流體流動壓力順應腔室184和186也安裝到傾斜平臺757上。
[0196]參照圖24E，幾個流體端口安裝到平臺752上。例如，流體抽樣端口 754使操作人員能夠抽樣經(jīng)在器官腔室組件104上的插管接口 162進入和/或離開主動脈158的流動。流體抽樣端口 755使操作人員能夠抽樣經(jīng)在器官腔室組件104上的接口 170進入左心房152的流動。另外，流體端口 758使操作人員能夠經(jīng)在器官腔室組件104上的肺動脈接口166抽樣離開肺動脈164的冠 狀流動。根據(jù)說明性實施例，操作人員旋轉(zhuǎn)相應閥754a、755a或758a以得到來自抽樣端口 754、755及758的流動。來自選擇的具體端口的流動提供在單個共用出口 764處。根據(jù)一個特征，只有來自選擇的最左端口的流動提供在出口 764處。作為例子，如果操作人員打開兩個端口 755和758，則只有來自端口 755的流動提供在出口764處。以這種方式，系統(tǒng)100減小操作人員混合來自多個端口的樣本的可能性。
[0197]單次使用模塊634也包括利用閥762a可操作的通用注射端口 762,用來使操作人員例如經(jīng)儲箱160把藥品注射到灌注流體108中。抽樣764和注射762端口都安裝到平臺752上。還布置在上部底盤部分750a上的是利用閥766a可操作的注入端口 766，用來使營養(yǎng)116和保存118流體流入灌注流體108中。上部底盤部分750a也包括用來把放出血液從供體加載到儲箱160中的管774。如圖24D中所示，單次使用模塊634包括用來更換在選擇流體端口上的通氣帽的非通氣帽776，在滅菌期間在使滅菌氣體流過單次使用模塊634的時候使用該流體端口。優(yōu)選地，這樣的滅菌發(fā)生在包裝單次使用模塊634待售之前。
[0198]上部底盤部分750a也包括流動夾具190，用來當心臟102被插管并且在器官腔室組件104中在正常流動模式中操作時調(diào)節(jié)施加到左心房152上的回壓。上部底盤部分750a還包括細流閥768。細流閥768可以利用把手768a打開和關閉，以在退行流動模式期間調(diào)節(jié)到左心房152以濕潤左心房152的小流體流動。上部底盤部分750a也包括利用相應閥770a和772a可操作的端口 770和772，端口 770用于輔助溶液的注入，并且端口 772用于沖洗氧合器114。
[0199]如最清楚在圖24A和24D中表示的那樣，上部底盤部分750還包括流動壓力探針126、128及130。如以上參照圖1描述的那樣，探針126測量流入/流出主動脈158的灌注流體108的壓力。探針128測量通過肺靜脈168流入左心房152的灌注流體108的壓力。探針130測量流出肺動脈164的灌注流體108的壓力。每個探針包括相應連接器126a、128a及130a(為了清楚縮短表示)，用來把相應信號129、131、及133聯(lián)接到前端電路板637上。
[0200]具體地參照圖24C的單次使用模塊634的側剖視圖，儲箱160包括幾個元件。更明確地說，儲箱160包括四個進口:782、784、786及788。進口 782把灌注流體108從器官腔室194的排放管201傳輸?shù)絻ο?60中。進口 784接收來自管774的放出血液。進口 786接收來自氧合器114的氧化灌注流體108，并且進口 788接收經(jīng)回壓夾具190離開主動脈158的灌注流體108。儲箱160也具有出口 790，該出口 790把灌注流體提供到單向進口閥191。儲箱160還包括消泡器778和過濾器780。消泡器778在灌注流體108進入儲箱160時去除從灌注流體108出來的氣泡。根據(jù)說明性實施例，消泡器由具有抗泡沫涂層的多孔聚氨酯泡沫制成。過濾器780是聚酯氈，它過濾碎屑、血液顆粒、栓子、及灌注流體在進入儲箱160時從灌注流體出來的氣泡。
[0201]如以上在概述中提到的那樣，在單次使用模塊634中采用的O2飽和和血細胞比容傳感器140包括優(yōu)于現(xiàn)有技術手段的重要優(yōu)點。圖28A-28C描繪本發(fā)明的O2飽和和血細胞比容傳感器140的說明性實施例。如圖28A中所示，傳感器140包括連接到導管798上的列式小池形截面的管子812，該管子812具有至少一個光學通透窗口，通過該窗口紅外傳感器可提供紅外光。在列式小池形管子812中使用的示例性傳感器是由Datamed，BL0P4制造的那些。如在圖28B的剖視圖中表示的那樣，小池812是具有連接器801a和801b的單件模壓部分。連接器801a和801b構造成分別鄰接到導管端部798a和798b的連接容器803a和803b上。在小池812與導管端部798a和798b之間的這種相互連接構造成以至于，在導管798和小池812內(nèi)提供大體恒定的橫載面過流面積。構造由此減小并且在某些實施例中大體除去在小池812與導管798之間的接口 814a和814b處的不連續(xù)性。不連續(xù)性的減小/除去使基于血液的灌注流體108能夠以紅細胞的減小溶解和減小渦流來流過小池，這能夠?qū)崿F(xiàn)灌注流體氧氣水平的更準確讀數(shù)。這也減小由系統(tǒng)100對于灌注流體108的損害，這最終減小在心臟102被系統(tǒng)100灌注時由系統(tǒng)100對其進行的損害。
[0202]根據(jù)說明性實施例，小池812由透光材料形成，如由任何適當?shù)耐腹獠ＡЩ蚓酆衔镄纬?。如圖28A中所示，傳感器140也包括用來導向在通過小池812的灌注流體108處的光波和用來測量光透射率和/或光反射率以確定在灌注流體108中的氧氣量的光學收發(fā)器816。如在圖28C中表明的那樣，在某些實施例中，光發(fā)射器布置在小池812的一側上，并且用來測量通過灌注流體108的光透射率的檢測器布置在小池812的相對側上。圖28C描繪小池812和收發(fā)器816的俯視剖視圖。收發(fā)器816繞小池812配合，從而收發(fā)器內(nèi)部平表面811和813分別匹配緊靠小池平表面821和823，而收發(fā)器816的內(nèi)部凸起表面815與小池812凸起表面819相配對。在操作中，當Uv光從收發(fā)器816發(fā)射時，它從平表面811通過在小池812內(nèi)的流體108傳播，并且由平表面813接收。平表面813可以配置有用來測量通過流體108的光透射率的檢測器。[0203]現(xiàn)在參照圖24A-24D和圖25A將描述在正常和退行流動模式中通過單次使用模塊634的流體流動路徑。如以上參照圖1-4描述的那樣，系統(tǒng)100可把心臟102保持在兩種操作模式中:在圖3中表示的正常流動模式、和在圖4中表示的退行流動模式。如以上關于圖1提到的那樣，為在正常和退行流動模式之間變化，系統(tǒng)100提供流動模式選擇器閥112，如在圖26A和26B中詳細表示的那樣。為了在正常流動模式中操作，操作人員把流動模式選擇器閥手柄112e設置到在圖24A中指示的位置。這具有如在圖26A中表示的通過選擇器閥112對準流動路徑的效果。明確地說，在正常流動模式中，流體可流入端口 112b，流過流動通道112f及流出端口 112c。另外，流體可流入端口 112d，流過流動通道112g及流出端口 112a。為了在退行流動模式中操作，操作人員把流動模式選擇器閥手柄112e設置到在圖24B中指示的位置。這具有如圖26B中表示的通過選擇器閥112對準流動路徑的效果。明確地說，在退行流動模式中，流體可流入端口 112b，流過流動通道112h及流出端口 112d。
[0204]參照圖24A，在正常流動模式中，儲箱160把灌注流體108提供到灌注泵接口組件300的單向進口閥191。參照圖25A，灌注泵106把灌注流體108泵送出出口閥310。參照圖25C，灌注流體108然后流過導管792和順應腔室188，并且流入加熱器組件110的進口IlOa中。加熱器組件110加熱灌注流體108，并且然后使它注出加熱器出口 110b。參照圖24A，加熱的灌注流體108從在下部底盤部分750b中的加熱器出口 IlOb通過底盤板752流動，并且經(jīng)導管794流入模式選擇閥112的端口 112b中。也參照圖24D，灌注流體108流出模式閥端口 112c，穿過順應腔室186、導管796、及壓力傳感器128，進入在器官腔室組件104上的肺靜脈插管接口 170中。
[0205]參照圖24A，在正常流動模式中，心臟102把灌注流體108通過肺動脈接口 166和壓力傳感器130泵送出肺動脈164。導管796然后使灌注流體108從肺動脈接口 166通過板752和通過O2飽和和血細胞比容傳感器140流動。還參照圖25A和25C，導管798然后使灌注流體108從傳感器140通過流量傳感器136流入氧合器114中。導管800使灌注流體108從氧合器114經(jīng)由 儲箱進口 786流回儲箱160中。
[0206]參照圖24A、24D及24E，在正常流動模式中，心臟102也把灌注流體108通過主動脈接口 162和壓力傳感器126泵送出主動脈158。導管802使灌注流體108從壓力傳感器126流動通過流量傳感器134，并且流回到在流動模式選擇器閥112上的端口 112d。夾具804把導管802保持到位。導管806使灌注流體108從流動模式選擇器閥112流出端口112a并通過順應腔室184和回壓調(diào)整夾具190。如以上提到的那樣，夾具190可以調(diào)節(jié)以限制通過導管806的流動而在正常流動模式期間調(diào)整由主動脈158看到的回壓，以便更真實地仿真正常生理條件。在灌注流體108泵送入和泵送出其時可膨脹和收縮的順應腔室184與夾具190協(xié)作，以緩沖流動壓力尖峰而進一步改進接近正常生理條件的仿真。后加載夾具190配置成精密地模仿影響主動脈壓力、左心房壓力、及冠狀流的人體系統(tǒng)血管阻力。導管808使灌注流體108經(jīng)由儲箱進口 788返回儲箱160中。
[0207]在退行流動模式中，流動模式選擇器閥112如圖24B中所示定位。參照圖24B，儲箱160把灌注流體108提供到進口閥191。如圖25A中所示，灌注泵106把灌注流體108泵送出出口閥310。如圖25C中所示，灌注流體108然后流過導管792和順應腔室188，并且流入加熱器組件110的進口 IlOa中。加熱器組件110加熱灌注流體108，并且然后使它流出加熱器出口 110b。參照圖24B，加熱的灌注流體108從在下部底盤部分750b中的加熱器出口 IlOb流動通過底盤板752，并且經(jīng)導管794流入模式選擇閥112的輸入112b中。也參照圖24D，灌注流體108流出模式閥出口 112d，流入導管802中，流過流量傳感器134、壓力傳感器126，及經(jīng)主動脈接口 162流入主動脈158中。灌注流體108然后流過冠狀竇155和冠狀血管系統(tǒng)的其它部分。
[0208]參照圖24B，在退行流動模式中，心臟102把灌注流體108泵送出肺動脈164，并且泵送過肺動脈接口 166和壓力傳感器130。導管796然后使灌注流體從肺動脈接口 166流動通過板752，并且流入O2飽和和血細胞比容傳感器140中。也參照圖25A和25C，導管798然后使灌注流體108從傳感器140通過流量傳感器136流入氧合器114中。導管800使灌注流體108從氧合器114經(jīng)由儲箱進口 786流回到儲箱160中。在退行流動模式中，大體上沒有灌注流體經(jīng)肺靜脈168和肺靜脈接口 170泵送入或泵送出左心房152，例外的是，少量灌注流體由細流閥768從導管794繞過流動模式選擇器閥112分流到順應腔室186中。如以上提到的那樣，細流流動提供足夠的灌注流體108，以在退行流動期間保持左心房152濕潤。 [0209]如以上描述的那樣，系統(tǒng)100的說明性實施例具有用來測量流體流動和壓力的一個或多個傳感器或探針。探針和/或傳感器可以從標準商業(yè)源得到。流量傳感器134、136及138是傳統(tǒng)的、超聲波流動傳感器,如從Transonic Systems Inc., Ithaca, NY可買到的那些。流體壓力探針126、128及130可以是從MSI或G.E.Themonetrics可買到的傳統(tǒng)的、應變式壓力傳感器?？蛇x擇地，預校準壓力換能器芯片可嵌在器官腔室連接器中，并且導線連接到諸如前端板637之類的數(shù)據(jù)收集部位。
[0210]已經(jīng)描述了系統(tǒng)100的說明性實施例的電氣和機械元件和功能性及其一定操作模式，下面參照圖29A和29B的說明性器官采集和移值過程將描述系統(tǒng)100。更具體地說，圖29A是流程圖900，描繪用來采集供體心臟102和把它在供體位置處插管到系統(tǒng)100中的示例性方法。圖29B描繪在用于插管的準備中用來處置心臟102的護理的具體點，并且圖30是示例性方法的流程圖902，該示例性方法用來從系統(tǒng)100除去供體器官102并且把它在接體場合處移植到病人中。
[0211]如圖29A中所示，得到和準備用于插管和運輸?shù)男呐K102的過程始于提供適當器官供體904。器官供體帶到供體位置，此時接收和準備用于插管和運輸?shù)墓w心臟102的過程向下轉(zhuǎn)到兩個交叉路線906和908。路線906主要涉及準備用于移植的供體心臟102，而路線908主要涉及準備接收供體心臟102的系統(tǒng)100和然后把心臟102經(jīng)系統(tǒng)100運輸?shù)绞荏w場合。
[0212]具體參照圖29A，第一條路線906包括給供體放血910、停博供體心臟914、移出心臟916、及準備用于插管918到系統(tǒng)100中的心臟102。具體地說，在放血步驟910中，供體的血液被除去并且擱置在一邊，從而它可用來在系統(tǒng)100上保存期間灌注心臟102。這個步驟通過把導管插入到供體的動脈或靜脈血管系統(tǒng)中以允許供體的血液流出供體并且收集到血液收集袋中而執(zhí)行。供體的血液允許流出，直到收集到必要量的血液，典型地1.0-2.5升，此時除去導管。通過放血抽取的血液然后被過濾和添加到系統(tǒng)100的流體儲箱160中，準備和系統(tǒng)100—起使用?？蛇x擇地，在使用具有與導管和血液收集袋集成的過濾器的設備的單一步驟中，血液可從供體放出并且對于白細胞和血小板過濾。這樣一種過濾器的例子是Pall BC2B過濾器。在放出供體的血液之后，供體心臟102在步驟914中以心麻痹溶液進行注射，以臨時停止博動為采集心臟102作好準備。
[0213] 在心臟102被停博之后，心臟102從供體移出，并且準備918加載到系統(tǒng)100上。一般地說，移出心臟916和準備加載918的步驟涉及切斷在心臟102的血管系統(tǒng)與供體內(nèi)部胸腔之間的連接、縫合各種切斷連接、然后從胸腔提起心臟102。
[0214]更具體地說，如圖29B中所示，切斷右和左肺動脈164a和164b，并且右肺動脈164a利用外科用線901a或其它合適機構結扎。結扎防止流體流過切斷的右肺動脈164a的切斷端部903a。如以上參照圖24A-24B描述的那樣，左肺動脈164b保持未縫合，以允許它插管到器官腔室組件104，由此允許灌注流體108流過左肺動脈164b、流過肺動脈插管接口170、及流回儲箱160。左肺靜脈168b和169b及右肺靜脈168a和169a也被切斷，并且除單一肺靜脈169b之外都用外科用線901b、901c、及901d分別結扎。這防止流體流經(jīng)右肺靜脈168a和169a的切斷端部903b和903c、或流過左肺靜脈168b的切斷端部903d，但允許未結扎靜脈通過肺靜脈接口 170插管到器官腔室組件104。如以上參照圖24A-24B描述的那樣，這種布置允許灌注流體108流過右肺動脈164b、流過肺動脈接口 166、及流回到氧合器114。可選擇地，血液可經(jīng)插管肺動脈干從右心室排出。肺動脈干未示出，并且包括在肺動脈164的分支164a和164b與右心室159之間的肺動脈164的段。上靜脈腔161也被切斷，并且一旦心臟連接到系統(tǒng)100上并且開始博動，就用線901e結扎，以防止流體流過其端部903e。下靜脈腔163類似地被切斷，并且用線901f結扎或縫合，以防止流體流過其端部903f。主動脈158也切斷(在表明實施例中，在冠狀竇155的下游的點處)但是不結扎，允許它插管到器官腔室組件104。在一個實施例中，主動脈158插管到主動脈連接器，該主動脈連接器可容易地附加到主動脈接口 170上。
[0215]繼續(xù)參照圖29A的流程圖，在心臟血管系統(tǒng)切斷和適當?shù)亟Y扎之后，心臟102然后通過把它插入到器官腔室組件104中并且把主動脈158、左肺動脈164b、及肺靜脈169b插管到在器官腔室組件104中的適當點而加載到系統(tǒng)100。
[0216]常常是，從也已經(jīng)捐出其肺部的供體得到的心臟遺失左心房152的部分或全部。在這種情況下，通過插管主動脈158和右肺動脈164a或肺動脈干(未示出，但在以上描述過)、并且允許任何剩余左心房152部分在保存時段期間保持敞開，心臟102仍然可在退行模式中裝備儀表和灌注。
[0217]繼續(xù)參照圖29A，在心臟經(jīng)路徑906的準備期間，系統(tǒng)100通過路徑908的步驟準備，從而它準備好并且等待心臟102 —準備好就接收用于插管和運輸?shù)男呐K102。通過迅速地把心臟102從供體轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)100，并且隨后用灌注流體108灌注心臟102，醫(yī)護操作人員可使心臟102喪失氧氣和其它營養(yǎng)素的時間量最小，并因而減小在當前器官護理技術期間產(chǎn)生的局部缺血和其它不良效果。在一定實施例中，在用心麻痹溶液灌注心臟102與灌注流體108開始經(jīng)系統(tǒng)100流過心臟102之間的時間量小于約15分鐘。在其它說明性實施例中，之間的時間小于約I / 2小時，小于約I小時，小于約2小時，或甚至小于約3小時。類似地，在移植心臟到器官護理系統(tǒng)100中并把心臟102帶到接近生理溫度(例如在約34°C與約37°C之間)之間的時間發(fā)生在短時間段內(nèi)，從而減小在心臟組織內(nèi)的局部缺血。在某些說明性實施例中，時間段小于約5分鐘，而在其它用途中，它可能小于約I / 2小時，小于約I小時，小于約2小時，或甚至小于約3小時。根據(jù)某些說明性實施例，心臟可直接從供體轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)100，而不用心麻痹，并且在這樣的用途中，溫暖灌注流體108開始流動的時刻和/或心臟達到接近生理溫度的時間類似地小于約5分鐘，小于約I / 2小時，小于約I小時，小于約2小時，或甚至小于約3小時。在一種實施中，供體心臟在從供體除去之前不停博，并且在心臟102仍然正在博動的同時裝備到系統(tǒng)100上。
[0218]如圖29A中所示，系統(tǒng)100在路線908中通過一系列步驟被準備，這些步驟包括準備單次使用模塊634 (步驟922)、準備具有準備溶液的系統(tǒng)100 (步驟924)、過濾來自供體的血液并且把它添加到系統(tǒng)100的儲箱160 (步驟912)、及把心臟102連接到系統(tǒng)100中(步驟904)。具體地說，準備單次使用模塊634的步驟922包括組裝一次性單次使用模塊634。適當?shù)慕M件表示在例如圖24A-24D、圖25A-25C、及圖26中。在模塊634組裝、或提供在適當組件中之后，它然后通過以上參照21A-21C描述的過程插入到多次使用模塊650中。
[0219]在步驟924中，加載系統(tǒng)100用準備溶液準備好，如下面參照表1更具體詳細描述的那樣。根據(jù)一個特征，為了幫助準備，系統(tǒng)100提供在圖27A中所示安裝到器官腔室組件104中的器官旁路導管810。如描繪的那樣，旁路導管包括三段810a-810c。段810a附加到肺動脈插管接口 170上。段810b附加到主動脈插管接口 810b上，并且段810c附加到肺靜脈插管接口 166。使用如此附加/插管到器官腔室組件104中的旁路導管810，操作人員可使系統(tǒng)100把灌注流體108循環(huán)通過在實際操作期間使用的所有路徑。這使系統(tǒng)100在把心臟102插管到位之前能夠被徹底測試和準備好。
[0220]在下個步驟912中，來自供體的血液被過濾和添加到儲箱160。過濾過程通過白細胞和血小板的完全或部分除去減小發(fā)炎過程。另外，供體血液與一種或多種營養(yǎng)素116和/或保存118溶液相混合，以形成灌注流體108。在步驟926中，系統(tǒng)100通過把灌注流體108在退行流動模式中泵送通過系統(tǒng)100來利用灌注流體108準備好，如以上參照圖24B描述的那樣，并且使旁路導管810在適當?shù)奈恢蒙?。當灌注流體108在準備步驟926中循環(huán)通過系統(tǒng)100時，它在通過加熱器組件110時弄熱到希望溫度。希望溫度范圍和加熱應用在上面參照圖6A至6E、 及關于圖13描述。在步驟920中，在系統(tǒng)100用灌注流體108準備好之后，旁路導管810被除去，并且心臟102，如以上描述和在圖27B中表示的那樣，裝備到系統(tǒng)100上。
[0221]在心臟102裝備到系統(tǒng)100上之后，泵104被致動，并且流動模式閥112定位在退行流動模式中(以上參照圖1和4描述)，以在退行流動模式中通過主動脈把灌注流體108泵送到心臟102的血管系統(tǒng)中。溫暖、氧氣和營養(yǎng)豐富的灌注流體108通過心臟102的泵送，允許心臟102在接近正常生理狀態(tài)下的活體外起作用。具體地說，溫暖灌注流體108在它通過心臟102灌注時溫暖心臟102，這可以使心臟102恢復以其自然方式博動。在某些情況下，希望幫助心臟102恢復其博動，這可以通過把掌握信息或除顫信號143(表示在圖22E中)提供到心臟102而進行。這可以如以上參照圖5A-5F的器官腔室組件和圖17A-17J的操作人員接口 146描述的那樣進行。
[0222]在心臟在步驟920裝備到系統(tǒng)100上之后，隨后的步驟928和930允許操作人員測試心臟102和系統(tǒng)100、和評估其相應狀態(tài)。說明性地，步驟928涉及分別評估來自傳感器142和144 (如圖27A中表示的那樣定位)的ECG信號379和381、以及來自傳感器140的灌注流體108的血細胞比容145和氧氣飽和141水平。如參照圖12和17A-17I進一步描述的那樣，操作人員在心臟102被插管的同時，也可監(jiān)視系統(tǒng)100的流體流動、壓力、及溫度。如以上參照圖5E和5F描述的那樣，洲試步驟928也可以包括使操作人員通過升起器官腔室104的外蓋196和間接地通過柔性隔膜198b觸摸/檢查心臟102而觸摸/檢查心臟102。在評估步驟930期間，基于在測試928期間得到的數(shù)據(jù)和其它信息，操作人員確定是否和如何調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的性能(例如，流體流動、壓力、及溫度)、和是否提供輔助除顫、或?qū)τ谛呐K102的其它需要處置模式。操作人員在步驟932中進行任何這樣的調(diào)節(jié)，然后重復步驟928和930以重新測試和重新評估心臟102和系統(tǒng)100。在一定實施例中，操作人員也可以選擇在調(diào)節(jié)步驟932期間對于心臟102進行外科、治療或其它過程。例如，操作人員可進行心臟的生理適應性評估，像例如進行超聲波或其它成像檢驗、對于心臟進行超聲心動圖或診斷檢驗、測量動脈血液氣體水平和其它評估檢驗。
[0223]在另一種應用中，在步驟932期間或其之后，系統(tǒng)100允許醫(yī)護人員在移出之后但在植入受體之前針對與打算受體的相容性來評估器官。例如，操作人員可以在器官插管到系統(tǒng)100上的同時，對器官進行人體白細胞抗原(HLA)匹配檢驗。這樣的檢驗可能要求12小時或更長，并且被進行以保證器官與打算受體的相容性。使用上述系統(tǒng)100保存器官可能允許超過完成HLA匹配所需要的時間的保存時間，可能導致改進的移植后后果。在HLA匹配檢驗例子中，在保存溶液正在泵送到心臟的同時，對于心臟可進行HLA檢驗。[0224]根據(jù)另外的說明性實施例，在心臟如由步驟932確定的那樣起作用之后，操作人員對心臟進行外科手術或提供治療或其它處置，如免疫抑制處置、化學治療、基因測試和治療、或輻射治療。因為系統(tǒng)100允許心臟102在接近生理溫度、流體流量、及氧氣飽和水平下被灌注，所以心臟102在調(diào)節(jié)步驟932之后可保持長時間段(例如，至少3天或更多、大于至少I周、至少3周、或一個月或更長的時段)，以允許重復評估和處置。
[0225]根據(jù)說明性實施例，測試928、評估930及調(diào)節(jié)932步驟可以在系統(tǒng)100在退行流動模式中操作的情況下進行，或者可以在系統(tǒng)100在正常流動模式中操作的情況下進行。在正常流動模式中，操作人員可在正?；蚪咏Ｉ硌毫鲃訔l件下測試心臟102的功能。基于評估930，如有必要，在步驟932中可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的設置，以修改流動、加熱及/或其它特性，以在步驟934中穩(wěn)定心臟102，準備好在步驟936中運輸?shù)绞荏w地點。在心臟102和系統(tǒng)100被測試和評估以保證適當性能之后，具有加載心臟102的系統(tǒng)在步驟936處運輸?shù)绞荏w地點。
[0226]現(xiàn)在參照圖30，移植過程的第一階段942涉及重復在剛離開供體地點936之前進行的測試928和評估930步驟。如果心臟102的功能和特性是不可接受的，則系統(tǒng)100可被調(diào)節(jié)942為適當?shù)?，例如，以提供適當?shù)牧黧w氧含量或營養(yǎng)水平、或增大或減小適當流體溫度。如以上提到的那樣，對于心臟102可以進行外科和/或其它治療/矯正過程、以及測試928和評估930。根據(jù)說明性實施例，在受體地點處的測試可以在退行流動模式、正常流動模式、或兩者的組合中進行。
[0227]在步驟946處，在測試完成之后，系統(tǒng)100放置在正常/向前流動模式中。在一定實施例中，這個步驟946不啟動，直到左心房152和肺靜脈164被插管、在系統(tǒng)中有適當?shù)牟僮黧w積、心臟呈現(xiàn)穩(wěn)定的電活動、ABG和電解質(zhì)在可接受范圍內(nèi)、Sv02是> 80%、及血液溫度在約34°C與約36°C之間。步驟946通過減慢和/或停止系統(tǒng)100的退行泵送、然后重新啟動在向前模式中的泵送而完成。在一定實施例中，在向前模式中重新啟動之前，用戶打開主動脈抽樣端口 754a，通過逆時針旋轉(zhuǎn)壓力控制夾具190而釋放該夾具，然后把泵106的流量增大到約1.0升/分，把流動控制閥112設置到正常/向前流動，及把泵106的流量增大到約2.0升/分，以允許血液102置換在系統(tǒng)100的灌注管線(例如802)中的空氣、并且通過心臟102的左側和向下到儲箱返回管線808。用戶然后關閉主動脈抽樣端口 754a。
[0228]從泵106發(fā)出的灌注流體108的流量然后在步驟950處增大到臨床醫(yī)師挑選的水平(典型地在約I升/分至約5升/分之間)，以接近由心臟102在正常博動模式中起作用時提供的生理流量。心臟102和系統(tǒng)100在步驟952處以與以上關于步驟928和930描述的方式相類似的方式被再次測試。臨床醫(yī)師也可以挑選對于心臟進行任何其它實驗或評估，例如超聲心動圖、電解質(zhì)測量、心臟酶測量、新陳代謝測量、血管內(nèi)超聲評估、壓力-體積環(huán)路評估、及Millar壓力評估。
[0229]在受體地點處的第三階段946中，心臟102準備移植到受體中。這個階段包括對泵106斷電以停止灌注流體108的流動。其次，在步驟958中，心臟102被停博，例如通過以與在受體地點處在步驟914中進行的相類似的方式給它注射心麻痹溶液。在步驟960中，心臟102去除插管，并且從器官腔室組件106除去。在步驟962中，心臟102通過首先除去縫合901a-901f、然后把心臟102插入在受體的胸腔中、及把各種心臟囊(例如，158、164a、164b、168a、168b、169a、169b、及903a_903f)縫合到它們在受體內(nèi)的適當配對囊上而移植到受體病人中。
[0230]盡管已經(jīng)描述了除顫心臟、把定速信號輸送到心臟、及由取自灌注流體的樣本進行血液化學分析的外部裝置和方法，但把這些特征集成到便攜式系統(tǒng)中也可能是有益的。這樣的特征包括除顫、定速、診斷ECG感應、及血液化學分析。
[0231]如以上描述的那樣，系統(tǒng)100采用準備溶液，并且也采用把營養(yǎng)補充116溶液和保存溶液118與血液產(chǎn)品或 合成血液產(chǎn)品相組合以形成灌注流體108的灌注流體108。接下來描述準備、補充116、及保存118溶液。
[0232]根據(jù)一定實施例，具有特定溶質(zhì)和濃度的溶液被選擇和定比例，以使器官在生理或接近生理條件下起作用。例如，這樣的條件包括在或接近生理溫度處保持器官功能、和/或把器官保存在允許諸如蛋白質(zhì)合成之類的正常細胞代謝的狀態(tài)下。
[0233]在一定實施例中，溶液由混合物通過把成分與流體組合、由較濃溶液通過稀釋、或由較稀溶液通過濃縮而形成。在示例性實施例中，適當?shù)娜芤喊芰吭?、在移植之前和期間幫助器官繼續(xù)其正常生理功能的一種或多種刺激劑、及選擇和定比例以至于器官在灌注期間繼續(xù)其細胞代謝的一種或多種氨基酸。細胞代謝包括例如在灌注期間在起作用的同時進行蛋白質(zhì)合成。某些說明性溶液基于水的，而其它說明性溶液是不含水的，例如基于有機溶劑的、基于離子液體的、或基于脂肪酸的。
[0234]溶液可以包括幫助器官執(zhí)行其正常生理功能的一種或多種富含能量成分。這些成分可以包括是可代謝的能量豐富材料、和/或器官在灌注期間可用來合成能量源的這樣的材料的成分。能量豐富分子的示例性源包括例如一種或多種碳水化合物。碳水化合物的例子包括單糖、雙糖、低聚糖、多糖、或其組合、或其母體或代謝物。盡管不意味著限制，但適用于溶液的單糖的例子包括辛糖；庚糖；己糖，如果糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、及塔羅糖；戊糖，如核糖、阿拉伯糖、木糖、及來蘇糖；丁糖，如赤蘚糖和蘇糖；及丙糖，如甘油醛。盡管不意味著限制，但適用于溶液的雙糖的例子包括(+)_麥芽糖(4-0- ( a -D-吡喃葡萄糖基)-a -D-吡喃葡萄糖)、(+)-纖維二糖(4_0_ ( β -D-吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄糖)、(+)_乳糖(4-0-(β -D-吡喃半乳糖基)_β -D-吡喃葡萄糖)、蔗糖(2-0-(a-D-吡喃葡萄糖基)-β-D-呋喃果糖苷)。盡管不意味著限制，但適用于溶液的多糖的例子包括纖維素、淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、硫粘蛋白多糖(如硫酸皮膚素、硫酸軟骨素、硫代硫酸鹽(sulodexide)、中基富與酸(mesoglycans)、硫酸乙酰肝素、idosanes、肝素及類肝素)、及糖原。在某些實施例中，使用單糖、雙糖、和醛糖與酮糖的多糖、或它們的組合。在這里描述的溶液中可以采用一種或多種異構體，包括對映體；非對映體；及/或單糖、雙糖、及/或多糖的互變異構體，包括這里描述和未描述的那些。在某些實施例中，一種或多種單糖、雙糖、及/或多糖可能已經(jīng)化學改性，例如通過一個或多個官能團的衍化和/或保護(具有保護團)。在一定實施例中，諸如右旋糖或其它形式的葡萄糖之類的碳水化合物是優(yōu)選的。
[0235]其它可能能量源包括三磷酸腺苷(ATP);輔酶A ;丙酮酸鹽；黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD);氯化硫胺素焦磷酸(輔羧酶)；β_煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD) 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH);及核苷的磷酸鹽衍生物，即核苷酸，包括單、雙、及三磷酸鹽(例如，UTP、GTP、GDF、及UDP);輔酶；或具有類似細胞代謝功能的其它生物分子；及/或其代謝物或母體。例如，預期腺苷、鳥苷、胸苷(5-Me-尿苷)、胞苷、及尿苷的磷酸鹽衍生物，以及其它自然和化學改性核苷。
[0236]在一定實施例中，與磷酸鹽源，如核苷酸，一道提供一種或多種碳水化合物。碳水化合物幫助器官能夠在灌注期間產(chǎn)生ATP或其它能量源。磷酸鹽源可以通過ATP、ADP、AMP或其它源直接提供。在其它說明性實施例中，磷酸鹽通過磷酸酯鹽提供，如通過磷酸甘油、磷酸鈉或其它磷酸鹽離子提供。磷酸鹽可以包括在任何離子狀態(tài)下的其任何形式，包括質(zhì)子化形式和具有一個或多個相反離子的形式。
[0237]溶液可以包括用來幫助器官在灌注期間的正常生理功能的一種或多種器官刺激劑。在其中移植器官是心臟的某些說明性實施例中，提供心臟刺激劑，以使心臟能夠在灌注和移植期間繼續(xù)起作用(例如，繼續(xù)博動)。這樣的刺激劑可以包括例如兒茶酚胺，如腎上腺素和/或去甲腎上腺素，它們促進心臟的博動。可以使用其它心臟刺激劑，如一定形式的肽和/或多肽(例如，加壓素、Anthropleurin-A和Anthropleurin-Β)、及/或β I / β 2-腎上腺接受體阻塞劑(如CGP12177)、buplinarol、心得樂(pindolol)、心得舒(alprenolol)、及強心苷。也可以使用一種或多種天然產(chǎn)品，如毛地黃(地高辛)、沼澤木賊堿(palustrin)、及/或阿魏酸。諸如以上的那些之類的刺激劑可與溶液一起包括,或者在使用點處由用戶添加。
[0238]在某些情況下，提供輔助成分，以幫助器官在灌注期間執(zhí)行其代謝。這些成分包括例如腺嘌呤和/或腺苷的形式或衍生物，它們可以用于ATP合成、用來保持內(nèi)皮功能、及/或用來減輕局部缺血和/或重新灌注損傷。根據(jù)一定實施，鎂離子源提供有磷酸鹽，并且在一定實施例中，提供有腺苷，以進一步增強在灌注器官的細胞內(nèi)的ATP合成。
[0239]這里描述的溶液可以包括一種或多種氨基酸，優(yōu)選地多種氨基酸，以支持通過器官的細胞的蛋白質(zhì)合成。適當?shù)陌被岚ɡ缱匀怀霈F(xiàn)的氨基酸的任一種。氨基酸可以處于各種對映或非對映形式。例如，溶液可以采用D-或L-氨基酸、或其組合，即在較多D-或L-異構體或外消旋溶液中對映豐富的溶液。適當氨基酸也可以是非自然出現(xiàn)的或改性氨基酸，如瓜氨酸、鳥氨酸、高半胱氨酸、高絲氨酸、諸如丙氨酸之類的氨基酸、氨基-己酸、或其組合。[0240]一定典型溶液包括某些但不是所有自然出現(xiàn)的氨基酸。在某些實施例中，溶液包括必需氨基酸。例如，溶液可以用如下氨基酸的一種或多種或全部制備:
[0241]
【權利要求】
1.一種能夠從器官護理系統(tǒng)中的泵驅(qū)動器組件移除的泵接口組件，所述器官護理系統(tǒng)將器官維持在生理狀態(tài)，所述泵接口組件包括: 殼體，所述殼體包括外側和內(nèi)側； 第一可變形隔膜，所述第一可變形隔膜與所述殼體的內(nèi)側流體緊密地互連，以在可變形隔膜的內(nèi)側與所述殼體的內(nèi)側之間限定腔室， 其中，所述殼體構造成能夠與所述泵驅(qū)動器組件移除地對接并且包括: 凸緣，所述凸緣從所述殼體的外側延伸并且構造成與限定在所述泵驅(qū)動器組件中的槽溝配合；以及 突起，所述突起設置在所述殼體的外側，并且構造成鄰接所述泵驅(qū)動器組件的一個或多個表面以在相對于所述泵驅(qū)動器組件旋轉(zhuǎn)所述殼體時沿朝向所述泵驅(qū)動器組件的泵驅(qū)動器的方向迫動所述殼體，從而在所述殼體與所述泵驅(qū)動器組件之間形成流體緊密密封， 流體進口，所述流體進口用于接收器官灌注流體并且用于將流體提供至所述腔室中，以及 流體出口，所述流體出口用于響應于所述泵驅(qū)動器使所述第一可變形隔膜沿朝向所述殼體的內(nèi)側的方向變形而將所述器官灌注流體排出到所述腔室外， 其中，所述器官護理系統(tǒng)和所述泵驅(qū)動器組件能夠不止一次地重復使用，而泵接口和殼體能夠在容納被維持在生理狀態(tài)下的器官的單次使用之后而被廢棄。
2.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，包括支架，所述支架用于配合在所述第一可變形隔膜的周緣上，以在所述可變形隔膜內(nèi)側的周緣與所述殼體內(nèi)側的周緣之間形成流體緊密密封。
3.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，包括襯墊，所述襯墊用于提供與所述泵驅(qū)動器組件的流體緊密的互連。
4.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，其中，所述流體出口是單向流體出口。
5.根據(jù)權利要求4所述的泵接口組件，其中，所述單向流體出口包括球閥組件，所述球閥組件定向成響應于所述泵驅(qū)動器沿遠離所述殼體內(nèi)表面的方向移動而關閉，并且定向成響應于所述泵驅(qū)動器沿朝向所述殼體內(nèi)側使所述第一可變形隔膜變形的方向移動而打開，以通過所述流體出口排出器官灌注流體。
6.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，包括第二可變形隔膜，所述第二可變形隔膜鄰近所述第一可變形隔膜安裝以在所述第一可變形隔膜失效的情況下提供故障容許密封。
7.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，其中，所述泵接口組件至少部分地由聚碳酸酯形成。
8.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，其中，所述泵接口組件是單次使用一次性組件。
9.根據(jù)權利要求1所述的泵接口組件，其中，所述流體進口確定尺寸、成形以及定向成用于接收灌注流體的重力進給。
10.一種用于與器官護理系統(tǒng)一起使用的泵系統(tǒng)，所述器官護理系統(tǒng)將器官維持在生理狀態(tài)，所述泵系統(tǒng)包括: 泵驅(qū)動器組件，所述泵驅(qū)動器組件限定槽溝并且包括: 泵驅(qū)動器； 對接端口 ；以及外表面； 泵接口組件，所述泵接口組件構造成可移除地連接至所述泵驅(qū)動器組件，所述泵接口組件包括: 殼體，所述殼體具有外側和內(nèi)側； 第一可變形隔膜，所述第一可變形隔膜與所述殼體的內(nèi)側流體緊密地互接，以在所述可變形隔膜的內(nèi)側與所述殼體的內(nèi)側之間限定腔室，所述隔膜構造成流體地隔離所述泵驅(qū)動器與所述腔室； 凸緣，所述凸緣從所述殼體的外側延伸并且構造成與所述槽溝配合； 突起，所述突起設置在所述殼體的外側，并且構造成鄰接所述泵驅(qū)動器組件的外表面以在相對于所述泵驅(qū)動器組件旋轉(zhuǎn)所述殼體時沿朝向所述泵驅(qū)動器組件的方向迫動所述殼體，從而在所述殼體與所述泵驅(qū)動器組件之間形成流體緊密密封； 流體進口，所述流體進口用于接收灌注流體并且用于將流體提供至所述腔室中，以及 流體出口，所述流體出口用于響應于所述泵驅(qū)動器使所述可變形隔膜沿朝向所述殼體的內(nèi)側的方向變形而將 器官灌注流體排出到所述腔室外， 其中，所述泵驅(qū)動器組件設置在所述器官護理系統(tǒng)上，并且所述殼體設置在所述泵接口組件上，使得當所述泵接口組件設置在所述器官護理系統(tǒng)上時，所述泵驅(qū)動器能夠驅(qū)動泵接口。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述泵接口組件包括支架，所述支架用于配合在所述第一可變形隔膜的周緣上，以在所述可變形隔膜內(nèi)側的周緣與所述殼體內(nèi)側的周緣之間形成流體緊密密封。
12.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述泵接口組件包括襯墊，所述襯墊用于提供與所述泵驅(qū)動器組件的流體緊密的互連。
13.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述流體出口是單向流體出口。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述單向流體出口包括球閥組件，所述球閥組件定向成響應于所述泵驅(qū)動器沿遠離所述殼體內(nèi)表面的方向移動而關閉，并且定向成響應于所述泵驅(qū)動器沿朝向所述殼體內(nèi)側使所述第一可變形隔膜變形的方向移動而打開，以通過所述流體出口排出器官灌注流體。
15.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，包括第二可變形隔膜，所述第二可變形隔膜鄰近所述第一可變形隔膜安裝以在所述第一可變形隔膜失效的情況下提供故障容許密封。
16.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述泵接口組件至少部分地由聚碳酸酯形成。
17.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述泵接口組件是單次使用一次性組件。
18.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述流體進口確定尺寸、成形以及定向成用于接收灌注流體的重力進給。
【文檔編號】A01N1/02GK103931605SQ201310556156
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2005年10月7日 優(yōu)先權日:2004年10月7日
【發(fā)明者】瓦利德·哈桑內(nèi), 理查德·布林哈姆, 喬瓦尼·切切雷, 艾哈邁德·埃爾貝塔諾尼, 羅伯特·菲斯曼, 勞倫斯·戈夫, 塔梅爾·卡亞爾, 斯坦利·枝, 斯克特·紐厄爾, 伯特·奧克斯, 丹尼斯·索薩, 羅納德·泰勒, 約翰·魯爾克, 保羅·萊茲伯格, 霍薩姆·阿爾加米爾, 大衛(wèi)·卡蓬特 申請人:特蘭斯邁迪茨公司