【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离体心脏运输，尤其是涉及一种离体心脏低温运输系统及控制方法。
技术介绍
1、心脏离体运输是心脏移植过程中的关键环节，确保心脏在离体状态下保持活性，对于提高移植成功率具有重要意义。以下是现有心脏离体运输技术及其缺陷，以及一套低温运输系统及控制方法的设计。
2、公开号为cn112806351a的中国专利技术专利公开了器官灌注装置、器官运输系统及灌注液，供体心脏的灌注装置包括多个柔性膜形成的无菌区；多个刚性结构形成的壳体，所述多个柔性膜位于壳体中；第一连接器，用于固定并结合供体心脏的主动脉；第二连接器，位于柔性膜的底部，用于将灌注的流体离开所述供体心脏；第一导管结构，位于所述壳体与所述柔性膜之间，并且与所述第一连接器连接，在第一导管结构中具有流量传感器、氧含量传感器和温度传感器；所述壳体上具有显示屏、存储装置以及控制器；壳体外部还包括有与所述第一导管连接的灌注液调温装置、充氧装置、流量传感器和压力传感器。该灌注装置能够对灌注液进行监控，并对供体心脏进行保护。
3、上述心脏离体运输技术采用冷缺血保存的方式：将心脏放入含有保护液的保存袋中，通过冰块或冷却器进行降温，保持心脏在低温环境下运输。使用特制的冷却箱，将心脏浸泡在保护液中，维持4℃左右的温度进行运输。
4、存在的问题是温度控制不稳定：在运输过程中，温度波动较大，可能导致心脏细胞损伤。保护液渗透压不均匀：心脏各部分受到的保护液渗透压不同，影响心脏保存效果。
技术实现思路
1、为了解决上述
2、一种离体心脏低温运输系统，包括外箱体、可控弹簧式缓冲环绕格栅组件、膜式内箱体、低温维持单元和生命维持单元，所述外箱体内壁设有多个格栅安装槽，可控弹簧式缓冲环绕格栅组件包括多个可控弹簧件、心脏外形扫描组件和基于芯片的弹簧行程控制器，多个可控弹簧件的底座分别可拆卸安装在外箱体内壁的多个格栅安装槽处，所述心脏外形扫描组件扫描待运输离体心脏的外形尺寸，传输给的弹簧行程控制器，弹簧行程控制器根据外形尺寸分别生成控制多个可控弹簧件的行程控制指令，并基于行程控制指令分别控制多个可控弹簧件的行程，使多个可控弹簧件端部形成的支撑区域与待运输离体心脏外形相似，所述膜式内箱体的外壁分别与多个可控弹簧件的端部连接，低温维持单元贴装在膜式内箱体外，基于半导体制冷技术控制膜式内箱体内温度，所述生命维持单元用于在膜式内箱体内填充含氧供体心脏灌注液。
3、通过采用上述技术方案，为了适配不同尺寸待运输离体心脏的低温运输，采用可控弹簧式缓冲环绕格栅组件来实现存放空间的仿形可调，可控弹簧式缓冲环绕格栅组件先基于心脏外形扫描组件实现对待运输离体心脏外形尺寸的三维重建，这个三维重建的精度要求不高，能大致反映待运输离体心脏的外形尺寸即可，通过尺寸的等比例放大，再对外围的多个可控弹簧件进行行程调整，就可以营造一个外形尺寸等比放大的心脏存放空间，这样膜式内箱体内存放的待运输离体心脏在各个方向的受力均匀化，加上待运输离体心脏内存放的含氧供体心脏灌注液的二次缓冲，就能很好避免运输过程的振动对心脏的破坏，可控弹簧件可以是微型可控气弹簧，本身具有很好的弹性，低温维持单元基于半导体制冷技术控制膜式内箱体内温度，通常根据心脏灌注液来调节指定低温，例如2℃-4℃，可以使离体心脏在低温含氧灌注液的环境中存放，生命维持单元可以保证膜式内箱体内一直保有设定容量和设定氧浓度的心脏灌注液，能保障离体心脏的机能，尽可能提升低温运输后心脏移植的成功率。
4、可选的，外箱体包括主箱体和盖体，所述盖体扣合在主箱体上的卡槽，并通过密封圈密封，主箱体和盖体的内壁均布多个格栅安装槽。
5、可选的，可控弹簧件包括可控气弹簧、缓冲垫块和膜连接块，所述可控气弹簧的底座可拆卸安装在主箱体或盖体的格栅安装槽处，所述缓冲垫块的一侧可拆卸安装在可控气弹簧的活塞杆端部，所述膜连接块的一侧面可拆卸安装在缓冲垫块的另一侧，膜式内箱体的外侧壁连接在膜连接块的另一侧面。
6、通过采用上述技术方案，多个可控弹簧件采用阵列式安装，当盖体扣合在主箱体上时，分别安装在盖体和主箱体内壁的多个可控气弹簧端部安装在膜连接块之间形成一个仿形离体心脏的空间，这个空间将膜式内箱体的外形束缚成与待运输离体心脏外形相似，能使待运输离体心脏在运输过程中受到的外力更加柔和均衡。
7、可选的，心脏外形扫描组件包括多个主箱体视觉摄像头、多个盖体视觉摄像头、存储器、视觉分析芯片和数据分析芯片，多个主箱体视觉摄像头分别安装在主箱体的内壁上，且摄像头朝上，多个盖体视觉摄像头安装在盖体内壁上，且当盖体扣合在主箱体上时，多个盖体视觉摄像头的摄像头朝下，多个主箱体视觉摄像头和多个盖体视觉摄像头分别与存储器通信交互采集的视觉画面数据，所述视觉分析芯片与存储器通信连接，通过采集的视觉画面数据对待运输离体心脏进行三维重建，数据分析芯片与视觉分析芯片交互三维重建数据，并基于三维重建数据生成待运输离体心脏的存放空间参数，并基于存放空间参数分别生成控制多个可控弹簧件的控制指令，所述弹簧行程控制器与数据分析芯片通信交互控制指令数据，并基于控制指令分别控制多个可控弹簧件的执行动作。
8、可选的，弹簧行程控制器包括指令缓存器和控制芯片，所述指令缓存器与数据分析芯片通信交互控制指令数据，所述控制芯片与指令缓存器通信连接，根据交互的控制指令数据分别控制多个可控弹簧件的执行动作。
9、通过采用上述技术方案，心脏外形扫描组件的主要作用是要对待运输离体心脏进行三维重建，并分别控制多个可控弹簧件的执行动作使多个可控气弹簧端部安装在膜连接块之间形成一个仿形离体心脏的空间，三维重建可以分两步进行，第一步将待运输离体心脏处理完成后放在主箱体上方100mm-200毫米的中心位置停留五秒以上，多个主箱体视觉摄像头获取待运输离体心脏底部的视觉画面，再将盖体盖上，等待五秒，多个盖体视觉摄像头完成下部扫描，主箱体视觉摄像头和视觉摄像头可以是采用基于近距离无线传输技术的微型视觉摄像头，例如蓝牙摄像头，通过近距离无线传输技术实现近距离与存储器交互视觉画面数据，视觉分析芯片可以基于成熟的三维视觉重建技术实现对待运输离体心脏外形及尺寸的三维重建，在重建完成后可以进行尺寸的等比例放大，例如1.2倍。最终根据等比例放大的尺寸来分别生成控制多个可控弹簧件的控制指令，所述弹簧行程控制器与数据分析芯片通信交互控制指令数据，并基于控制指令分别控制多个可控弹簧件的执行动作。
10、控制芯片可以与指令缓存器通信交互的控制指令数据，并分别控制多个可控弹簧件的执行动作完成当前离体心脏的外形和尺寸适配。
11、可选的，膜式内箱体包括柔性膜袋和闭合拉链，所述柔性膜袋的外壁设有多个连接点，柔性膜袋的底部多个连接点分别与主箱体内安装的可控弹簧件的膜连接块连接安装，内部用于填充生命维持单元输送的含氧供体心脏灌注液和待运输离体心脏，闭合拉链安装在柔性膜袋顶部的袋口本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：包括外箱体(1)、可控弹簧式缓冲环绕格栅组件、膜式内箱体、低温维持单元和生命维持单元，所述外箱体(1)内壁设有多个格栅安装槽，可控弹簧式缓冲环绕格栅组件包括多个可控弹簧件(21)、心脏外形扫描组件和基于芯片的弹簧行程控制器(23)，多个可控弹簧件(21)的底座分别可拆卸安装在外箱体(1)内壁的多个格栅安装槽处，所述心脏外形扫描组件扫描待运输离体心脏(100)的外形尺寸，传输给的弹簧行程控制器(23)，弹簧行程控制器(23)根据外形尺寸分别生成控制多个可控弹簧件(21)的行程控制指令，并基于行程控制指令分别控制多个可控弹簧件(21)的行程，使多个可控弹簧件(21)端部形成的支撑区域与待运输离体心脏(100)外形相似，所述膜式内箱体的外壁分别与多个可控弹簧件(21)的端部连接，低温维持单元贴装在膜式内箱体外，基于半导体制冷技术控制膜式内箱体内温度，所述生命维持单元用于在膜式内箱体内填充含氧供体心脏灌注液。
2.根据权利要求1所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：外箱体(1)包括主箱体(11)和盖体(12)，所述盖体(12)扣
3.根据权利要求2所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：可控弹簧件(21)包括可控气弹簧(211)、缓冲垫块(212)和膜连接块(213)，所述可控气弹簧(211)的底座可拆卸安装在主箱体(11)或盖体(12)的格栅安装槽处，所述缓冲垫块(212)的一侧可拆卸安装在可控气弹簧(211)的活塞杆端部，所述膜连接块(213)的一侧可拆卸安装在缓冲垫块(212)的另一侧，膜式内箱体的外侧壁连接在膜连接块(213)的另一侧面。
4.根据权利要求3所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：心脏外形扫描组件包括多个主箱体视觉摄像头(221)、多个盖体视觉摄像头(222)、存储器(223)、视觉分析芯片(224)和数据分析芯片(225)，多个主箱体视觉摄像头(221)分别安装在主箱体(11)的内壁上，且摄像头朝上，多个盖体视觉摄像头(222)安装在盖体(12)内壁上，且当盖体(12)扣合在主箱体(11)上时，多个盖体视觉摄像头(222)的摄像头朝下，多个主箱体视觉摄像头(221)和多个盖体视觉摄像头(222)分别与存储器(223)通信交互采集的视觉画面数据，所述视觉分析芯片(224)与存储器(223)通信连接，通过采集的视觉画面数据对待运输离体心脏(100)进行三维重建，数据分析芯片(225)与视觉分析芯片(224)交互三维重建数据，并基于三维重建数据生成待运输离体心脏(100)的存放空间参数，并基于存放空间参数分别生成控制多个可控弹簧件(21)的控制指令，所述弹簧行程控制器(23)与数据分析芯片(225)通信交互控制指令数据，并基于控制指令分别控制多个可控弹簧件(21)的执行动作。
5.根据权利要求4所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：弹簧行程控制器(23)包括指令缓存器(231)和控制芯片(232)，所述指令缓存器(231)与数据分析芯片(225)通信交互控制指令数据，所述控制芯片(232)与指令缓存器(231)通信连接，根据交互的控制指令数据分别控制多个可控弹簧件(21)的执行动作。
6.根据权利要求5所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：膜式内箱体包括柔性膜袋(31)和闭合拉链，所述柔性膜袋(31)的外壁设有多个连接点，柔性膜袋(31)的底部多个连接点分别与主箱体(11)内安装的可控弹簧件(21)的膜连接块(213)连接安装，内部用于填充生命维持单元输送的含氧供体心脏灌注液和待运输离体心脏(100)，闭合拉链安装在柔性膜袋(31)顶部的袋口，当柔性膜袋(31)锁闭时，柔性膜袋(31)内部形成封闭且无菌的离体心脏暂存空间。
7.根据权利要求6所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：低温维持单元包括多块半导体制冷片(41)、多个温度传感器(42)和基于芯片的半导体温控器(43)，多块半导体制冷片(41)分别贴装在柔性膜袋(31)的外壁，多个温度传感器(42)分别安装在相邻两块半导体制冷片(41)之间缝隙处的柔性膜袋(31)外壁上，并分别与半导体温控器(43)通信连接，半导体温控器(43)分别控制多块半导体制冷片(41)的制冷功率。
8.根据权利要求7所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：生命维持单元包括心脏灌注液箱体(51)、微型灌注泵(52)和供氧装置(53)，所述心脏灌注液箱体(51)设有循环出口、循环入口和氧气入口，所述微型灌注泵(52)的泵入口通...
【技术特征摘要】
1.一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：包括外箱体(1)、可控弹簧式缓冲环绕格栅组件、膜式内箱体、低温维持单元和生命维持单元，所述外箱体(1)内壁设有多个格栅安装槽，可控弹簧式缓冲环绕格栅组件包括多个可控弹簧件(21)、心脏外形扫描组件和基于芯片的弹簧行程控制器(23)，多个可控弹簧件(21)的底座分别可拆卸安装在外箱体(1)内壁的多个格栅安装槽处，所述心脏外形扫描组件扫描待运输离体心脏(100)的外形尺寸，传输给的弹簧行程控制器(23)，弹簧行程控制器(23)根据外形尺寸分别生成控制多个可控弹簧件(21)的行程控制指令，并基于行程控制指令分别控制多个可控弹簧件(21)的行程，使多个可控弹簧件(21)端部形成的支撑区域与待运输离体心脏(100)外形相似，所述膜式内箱体的外壁分别与多个可控弹簧件(21)的端部连接，低温维持单元贴装在膜式内箱体外，基于半导体制冷技术控制膜式内箱体内温度，所述生命维持单元用于在膜式内箱体内填充含氧供体心脏灌注液。
2.根据权利要求1所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：外箱体(1)包括主箱体(11)和盖体(12)，所述盖体(12)扣合在主箱体(11)上的卡槽，并通过密封圈密封，主箱体(11)和盖体(12)的内壁均布多个格栅安装槽。
3.根据权利要求2所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：可控弹簧件(21)包括可控气弹簧(211)、缓冲垫块(212)和膜连接块(213)，所述可控气弹簧(211)的底座可拆卸安装在主箱体(11)或盖体(12)的格栅安装槽处，所述缓冲垫块(212)的一侧可拆卸安装在可控气弹簧(211)的活塞杆端部，所述膜连接块(213)的一侧可拆卸安装在缓冲垫块(212)的另一侧，膜式内箱体的外侧壁连接在膜连接块(213)的另一侧面。
4.根据权利要求3所述的一种离体心脏低温运输系统，其特征在于：心脏外形扫描组件包括多个主箱体视觉摄像头(221)、多个盖体视觉摄像头(222)、存储器(223)、视觉分析芯片(224)和数据分析芯片(225)，多个主箱体视觉摄像头(221)分别安装在主箱体(11)的内壁上，且摄像头朝上，多个盖体视觉摄像头(222)安装在盖体(12)内壁上，且当盖体(12)扣合在主箱体(11)上时，多个盖体视觉摄像头(222)的摄像头朝下，多个主箱体视觉摄像头(221)和多个盖体视觉摄像头(222)分别与存储器(223)通信交互采集的视觉画面数据，所述视觉分析芯片(224)与存储器(223)通信连接，通过采集的视觉画面数据对待运输离体心脏(100)进行三维重建，数据分析芯片(225)与视觉分析芯片(224)交互三维重建数据，并基于三维重建数据生成待运输离体心脏(100)的存放空间参数，并基于存放空间参数分别生成控制多个可控弹簧件(21)的控制指令，所述弹簧行程控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵明一，潘煜欣，陈橙，贺韶宇，
申请(专利权)人：中南大学湘雅三医院，
类型：发明
国别省市：
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