新生儿支持系统、相关的设备及其使用方法

申请号 CN200680028784.2 申请日 2006-07-07 公开(公告)号 CN101237843A 公开(公告)日 2008-08-06
申请人 百奥阿提斯有限公司; 发明人 吉姆·V·西茨曼;
摘要 本 发明 提供一种生命支持系统、相关的设备及其使用方法。更特别地,本发明提供一种用于新生儿或 胎儿 的支持系统,该支持系统包括:至少部分填充有模拟 羊 水 的容器、 透析 系统、充 氧 器以及营养馈送装置。
权利要求

1.一种用于支持新生儿或胎儿生命的装置,包括:
流体容器,所述流体容器中至少部分地填充有模拟,所述模拟羊水 配制为用于模拟子宫内的羊水的作用;
透析系统,所述透析系统配置为从所述模拟羊水中去除废物;
器,所述充氧器配置为向循环通过新生儿或胎儿的血液充氧;以及
营养馈送装置,所述营养馈送装置配置为向新生儿或胎儿输送至少一种 营养素。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述充氧器还配置为用于从所述通 过新生儿或胎儿循环的血液中去除废物。
3.如权利要求1所述的装置,还包括流体处理系统,所述流体处理系 统包含所述充氧器和所述营养馈送装置。
4.如权利要求1所述的装置,还包括循环,所述循环泵配置为使血 液循环通过所述充氧器和所述营养馈送装置中的至少一个。
5.如权利要求4所述的装置,其中所述循环泵与新生儿或胎儿的脐静 脉和脐动脉流体连通。
6.如权利要求1所述的装置,还包括连接装置,所述连接装置配置为 用于提供与新生儿或胎儿的脐静脉的连接,并提供与所述新生儿或胎儿的脐 动脉的连接。
7.一种在子宫外维持新生儿或胎儿生命的方法,包括:
将新生儿或胎儿放入生命支持系统中,所述生命支持系统包括至少部分 地填充有模拟羊水的容器;以及
为胎儿或新生儿提供足以维持新生儿或胎儿生命的生命支持。
8.如权利要求7所述的方法,其中为胎儿或新生儿提供生命支持的步 骤包括使用充氧器为通过新生儿或胎儿循环的血液充氧。
9.如权利要求7所述的方法,其中为胎儿或新生儿提供生命支持的步 骤包括使用营养馈送装置为通过新生儿或胎儿循环的血液输送一种或多种 营养素。
10.如权利要求7所述的方法,其中为胎儿或新生儿提供生命支持的步 骤包括从所述模拟羊水和通过新生儿或胎儿循环的血液之一或所述两者中 去除废物。
11.如权利要求7所述的方法,其中为胎儿或新生儿提供生命支持的步 骤还包括泵送血液通过胎儿或新生儿的脐动脉和脐静脉的之一或所述两者 的步骤。
12.一种用于提供与脐动脉和脐静脉之一或所述两者的连接的连接装 置,包括:
动脉输入元件,所述动脉输入元件配置为连接至脐动脉;以及
静脉回流元件,所述静脉回流元件配置为连接至脐静脉。
13.如权利要求12所述的连接装置,其中所述连接装置还包括循环泵, 所述循环泵配置为使流体流过所述动脉输入元件和所述静脉回流元件之一 或所述两者。
14.一种流体处理系统,包括:
营养馈送装置,所述营养馈送装置配置为向流体输送至少一种营养素; 以及
充氧器,所述充氧器配置为向所述流体充氧,其中所述流体处理系统配 置为与脐动脉和脐静脉之一或所述两者连接。
15.如权利要求14所述的流体处理系统,还包括用于从所述流体中去 除废物的装置,所述用于从所述流体中去除废物的装置与所述充氧器流体连 通。
16.如权利要求15所述的流体处理系统,还包括透析系统,所述透析 系统配置为从第二流体中去除废物。
17.如权利要求14所述的流体处理系统,还包括循环泵,所述循环泵 配置为使流体流过所述流体处理系统的至少一部分。

说明书全文

技术领域

在某些实施例中,本发明涉及一种生命支持系统、相关的设备和系统, 以及此类设备和系统的使用方法。更特别地,本发明涉及一种新生儿或胎儿 的支持系统及此类系统的相关使用方法。

背景技术

目前可用的新生儿支持系统均存在着某些固有的缺陷,这些缺陷包括但 不限于,这些系统局限为应用于可存活的新生儿(viable neonate)。通常, 目前可用的新生儿支持系统通过新生儿的正常呼吸或辅助呼吸来提供交 换。这需要新生儿的部充分发育以便能够进行氧气交换。
由于各种原因,新出生的孩子可能早产。此类原因可包括双胎妊娠或各 种医学状况,如孕妇或发育中的胎儿的受创伤(trauma)或感染、生理畸形、 先兆子痫或过多(hydramniosis)等,在此仅举几例。当孩子早产时,他 们常常具有特定的需求以便维持生命并促进正常发育。
早产儿的存活能(viability)常常取决于孩子出生时的发育良好程度。 通常,早产儿的存活率随着其发育程度的提高而提高。Allen等人先前的报 告称,在怀孕23周到25周之间,存活能力从15%上升至79%(根据有限 的分娩群体的记录)。参见1993年11月25日出版的新英格兰医学期刊第 329卷第22号中刊登的M.Allen等人的《存活能力的范围》(M.Allen et al., The Limits of Viability.New England Journal of Medicine.November 25,1993: Vol.329,No.22)。对于在这一存活能力范围(window)之前乃至在该范围 期间出生的孩子来说,需要一种能够始终维持生命和发育的支持系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在子宫外维持胎儿或早产儿生存的生 命支持系统或装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够维持流产的胎儿、尤其是具有完整 颅骨的胎儿生存的生命支持系统。
本发明的再一目的在于提供一种在子宫外维持新生儿或胎儿的生命的 方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于连接至胎儿或新生儿的脐静脉与 脐动脉之一或连接至这两者的连接装置。
本发明的又一目的在于提供一种用于向胎儿或新生儿的血液供应氧和 营养素的之一或这两者的流体处理系统。
在本发明的一个实施例中,所提供的用于支持新生儿或胎儿的装置包括 流体容器。该流体容器至少部分地填充有模拟羊水。模拟羊水是一种模拟子 宫内的羊水作用的流体。该装置还包括透析系统和充氧器(oxygenator)。 该透析系统配置为从模拟羊水中去除废物。充氧器配置为向循环通过新生儿 或胎儿的血液充氧。该装置还可包括营养馈送装置(nutritional feeder)。该 营养馈送装置配置为向新生儿或胎儿输送至少一种营养素。
根据本发明的另一实施例,提供一种在母体子宫外维持新生儿或胎儿生 存的方法。该方法包括:将新生儿或胎儿放入生命支持系统中,该生命支持 系统包括至少部分地填充有模拟羊水的容器。该方法还包括为胎儿或新生儿 提供足以维持新生儿或胎儿生命的生命支持的步骤。所述为胎儿或新生儿提 供生命支持的步骤包括下列步骤之一或全部:从模拟羊水中去除废物,为新 生儿或胎儿的血液充氧,以及向新生儿或胎儿的血液补充具有营养价值的物 质。
根据本发明的另一实施例,提供一种用于提供与脐动脉和脐静脉之一或 这两者的连接的连接装置。该连接装置包括配置为连接至脐动脉的动脉输入 元件。该连接装置还包括配置为连接至脐静脉(venous artery)的静脉回流 元件。该连接装置还可包括循环,该循环泵配置为使流体流过动脉输入元 件和静脉回流元件之一或这两者。
在本发明的又一实施例中,提供一种流体处理系统。优选地,该流体处 理系统包括营养馈送装置,该营养馈送装置配置为向所述流体输送至少一种 营养素。该流体处理系统还可包括充氧器,该充氧器配置为向流体充氧。
当结合附图考虑时,本发明的其它目的、优点和新颖特征将通过以下对 本发明的详细说明而变得显而易见。

附图说明

通过对附图的描述可进一步理解申请人的发明,其中,除非另有说明, 相同的附图标记用于表示说明各视图中相同的零部件。
图1是根据本发明的一个实施例的生命支持系统的立体图。
图2是根据本发明实施例的连接设备的立体图。
图3是根据本发明实施例所使用的流体处理装置的立体图。

具体实施方式

通过参照以下对本发明的特定实施例及其具体实例的详细说明,可以理 解本发明。在此所用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非意在限制本发 明。
图1示出了系统2及其各部件,所述各部件与新生儿或胎儿交互作用并 为新生儿或胎儿提供基本生命支持所用的所有元素(element)。在优选实施 例中,用于新生儿或胎儿的生命支持系统2甚至可支持具有完整颅骨的流产 胎儿。该系统包括流体容器4,该流体容器4中至少部分地填充有模拟羊水 6,模拟羊水模拟子宫内的羊水的作用。因此,模拟羊水6与自然羊水具有 相同的电解液、蛋白质含量、摩尔渗透压浓度(osmolality)和温度。充氧器 8设置为用以连续补充供给胎儿或新生儿的血液的氧供应。充氧器8包括输 氧装置10,其用以向循环通过充氧器8的血液输送氧。可通过肠胃外营养馈 送装置12向胎儿或新生儿提供营养素,该营养馈送装置12可与充氧器8相 关联。胎儿和新生儿的脐动脉或脐静脉可通过显微外科手术(microscopic surgery)而直接或间接地连接至循环泵14,以便循环泵14模拟胎儿或新生 儿在子宫内正常所经历的静脉与动脉血液流动。按照这种方式,血液可被连 续地泵送通过充氧器8。
模拟羊水6从流体容器4流出并进入透析系统18。透析系统18再现了 身体肾脏的功能,用于从模拟羊水6中去除一种或多种废物。输入元件20 和排出元件22用于输送模拟羊水6进入与离开羊膜透析系统18(amniotic dialysis system)。透析系统18配置为用于驱使模拟羊水6流经透析系统18 的功能部。此外,透析系统18可包括加热器和恒温器(未示出),其对使 模拟羊水6保持恒定温度起作用。
流体容器4可由本领域内目前公知的各种适用材料构成。此外,该流体 容器可被隔离(insulated)。该流体容器具有足够的尺寸以容纳胎儿或新生 儿,并允许胎儿或新生儿成长为完全可存活的婴儿。设置在流体容器4中的 流体6选择为模拟母体子宫内的羊水的作用和功能。因此,该流体仿效子宫 内的羊水的作用。
营养馈送装置12配置为向新生儿或胎儿提供生存与促进正常发育所必 须的、足够的蛋白质、葡萄糖、脂类、元素和维生素。在一个实施例中,营 养馈送装置12为设有供应管线的袋或其它流体容器,所述供应管线将营养 流体从营养馈送装置12供应至流过充氧器8的血液中。替代地,营养馈送 装置12可并入作为充氧器8的一部分,以使流过充氧器8的血液也流过营 养馈送装置12。
优选地,充氧器8配置为使流过胎儿或新生儿体内的血液,以类似于胎 儿在典型的妊娠期间发育时血液从胎儿流向胎盘的方式,流过充氧器8。充 氧器8的输氧装置10也可配置为用于输送来自发育的胎儿或新生儿的血液 中的废物。在又一个实施例中,输氧装置10可配置为向胎儿或新生儿输送 营养素。
图2示出了可与图1的生命支持系统2一起使用并与之相关联的连接装 置28。连接装置28可代替图1中的循环泵14、或配置为该循环泵14的一 部分。静脉元件30从连接装置28延伸至图1的流体容器4中。静脉管(piping) 26是连接装置28的静脉部件的一部分,该静脉管26将血液供应至图1所示 的充氧器8和营养馈送装置12。血液经过连接装置28的动脉部件返回胎儿 或新生儿体内。该动脉部件包括动脉管24,该动脉管24朝向图1的充氧器 8延伸并可成为该充氧器8的一部分。该动脉部件还包括延伸到图1的流体 容器4中的动脉元件32。优选地,延伸到图1的流体容器4中的动脉元件 32和静脉元件30配置为可通过显微外科手术将动脉元件32和静脉元件30 分别连接至胎儿或新生儿的脐动脉和脐静脉。按照这种方式,连接装置28 起到模拟胎儿在子宫内通常所经历的血液流动的作用。
连接装置28还可包括循环泵,该循环泵至少部分地促进并驱动血液流 经系统。替代地,该循环泵可设置在系统中的其它位置,例如,以便使该循 环泵易于更换,或如孕妇的心脏所驱动的那样,更准确地复制(replicate) 胎儿的血液流动。
图3示出另一个用于设置血液充氧器40和营养馈送装置44的构型34。 在图3所示的构型34中,动脉血流进入管36并继续穿过循环泵38以进入 充氧器40。当血液经过充氧器40时,血液富含氧。充氧器40还可包括一个 或多个用以连接供应管线的输入端口42a和输出端口42b,所述供应管线用 于提供如氧气或呈气态、液态或固态等任何形态的某些其它物质。输入端口 42a和输出端口42b中的一个或多个端口可设置出口(egress),该出口用于 包括血液采样或去除一部分血液在内的各种用途。富含氧的血液离开充氧器 40并直接流入代谢物输送装置或营养馈送装置44。
如前所述,营养馈送装置44为血液提供营养素以供胎儿或新生儿使用。 营养馈送装置44可包括一个或多个可用作营养素或血液的馈送管线和/或输 出管线的输入端口和/或输出端口46a、46b、46c、46d。例如,营养素可通 过各端口46a、46b、46c、46d而输入各营养馈送装置44中。替代地,一个 或一个以上的端口,例如端口46d,可用作血液的出口。如先前对于血液充 氧器40所述,该出口可用于包括血液采样或去除一部分血液在内的各种用 途。输出口48为血液提供模拟的动脉回流。
加热器、恒温器或其它温度调节装置(未示出)可与用于血液充氧器40 和营养馈送装置44的构型34一起设置或作为该构型34的一部分设置。按 照这种方式,流经由血液充氧器40和营养馈送装置44构成的构型34的血 液的温度可被热调节,以模拟由母体血液原本提供的热调节。
因此,图3的血液充氧和营养系统34可与图1中提供的胎儿或新生儿 生命支持系统2结合使用,或作为该系统2的一部分,替代地,血液充氧和 营养系统可单独使用或与各种其它的设备和/或系统结合使用。
所提出的前述说明和实例仅用于说明本发明,而非旨在限制本发明。由 于本领域技术人员可结合本发明的精神和实质对所述实施例做出各种修改, 因此本发明应当被宽泛地视为包含所有落入所附权利要求书范围内的各种 变型及其等同内容。
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