用于离体肺护理的系统和方法

用于离体肺护理的系统和方法
【专利摘要】本申请涉及用于离体肺护理的系统和方法。具体地，本申请涉及用于维持、评估离体肺并向其提供治疗的方法和系统。所述方法和系统包括将肺安置在离体灌注回路中；使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；以及通过使换气气体流过气管接口对肺进行换气。长时间维持肺包括使肺重新呼吸系留体积的空气，并在灌注流体和换气气体之间达到平衡状态。评估肺的气体交换能力包括使灌注流体脱氧合，并测量通过用充氧气体对肺进行换气使灌注流体重新氧合所花费的时间。
【专利说明】用于离体肺护理的系统和方法
[0001] 本申请是申请日为2009年I月30日、中国国家申请号为200980110231.5、发明名称为“用于离体肺护理的系统和方法”申请的分案申请。
_2] 对相关申请的引用
[0003]本申请要求2008年I月31日提交的美国临时申请N0.61/024，976、2008年4月 8日提交的美国非临时专利申请N0.12/099687、2008年4月8日提交的美国非临时专利申请N0.12/099715、2008年4月8日提交的美国非临时专利申请N0.12/099717、2008年4月 8日提交的美国非临时专利申请N0.12/099725、2008年4月8日提交的美国非临时专利申请N0.12/099, 728的优先权和权益，其全部内容在此引为参考。
发明领域
[0004]总的来说，本发明涉及用于离体器官护理的系统、方法和装置。更具体来说，本发明在各种不同的实施方案中涉及了便携式装置，用于在生理或接近生理条件下护理、评估离体肺或一对肺，并向其施加治疗性措施。
_5]发明背景
[0006]当前的器官保存技术典型地包括将器官低温储存在冰上的化学保藏溶液中。这些技术利用了各种不同的溶液，其中没有任何一种足以保护器官免于局部缺血造成的损伤。 当打算将器官从供体移植到受体时，这种损伤是特别不希望有的。
[0007]离体器官的有效生理保存，与常规方法相比将提供重要的好处。例如，生理离体保存将允许对收获的器官进行更仔细的监控、功能测试、评估和治疗。这将反过来允许更早检测并可能修复收获的器官中的缺陷，进一步降低移植后器官失效的可能性。执行和评估对器官的简单修复的能力，也将允许保留许多具有较小缺陷的器官，而当前的移植技术需要将它们丢弃。这在收获肺时是极其重要的，因为即使在收获前在供体体内时，肺也容易损害。
[0008]此外，可以获得器.官与特定受体之间的更有效的匹配，进一步降低最终器官排斥的可能性。当前的移植技术主要依赖于匹配供体和受体的血型，它本身是器官是否将被受体排斥的相对不可靠的指标。用于器官相容性的更优选的测试是人类白细胞抗原(HLA)匹配测试，但是当前的冷缺血性器官保存方法预先排除了这种测试的使用，该测试通常可能需要12个小时或以上的时间才能完成。
[0009]使用常规方法时，由局部缺血造成的损伤随着器官离体维持的时间产度而增加。 例如，肺在变得不可用于移植之前典型地可以离体保存仅仅约6到约8小时。心脏在变得不可用于移植之前典型地可以离体保存仅仅约4到约6小时。这些相对短的时间长度限制了能够从给定供体位点到达的受体的数量，从而限制了收获的器官的受体库。然而，即使在时限内，器官也可能严重受损。重要的问题是损伤可能不具有任何可观察到的迹象。因此，不理想的器官可能被移植，导致移植后器官功能障碍或其他损伤。因此，需要开发能够延长器官可以在健康状态下离体保存的时间的技术。这样的技术将降低移植后器官失效的风险， 并扩大潜在的供体和受体库。[0010]延长时间并且可靠的离体器官护理在器官移植范围之外也将提供益处。例如，典型情况下，患者的身体作为整体与许多具体器官相比，能够耐受的化学、生物和放射疗法的水平低得多。离体器官护理系统将允许将器官从体内取出并分离状态下处理，降低了身体其他部分受损的风险。
[0011]综上所述，用于离体护理器官的改进的系统、方法和装置是有需求的。
[0012]发明简沭
[0013]本发明在各种不同实施方案中，通过提供与便携式离体器官护理有关的改进的系统、方法、溶液和装置，致力于解决现有技术状态中的不足之处。
[0014]总的来说，一方面，本发明的特征是一种肺护理系统，所述系统包括:包含便携式底盘的便携式多用途模块，单用途一次性模块，包含:适用于将单用途一次性模块与多用途模块相偶联、用于与多用途模块进行电-机械互操作的接口 ；以及肺室组件，其具有用于允许灌注流体流入肺的第一个接口，用于允许肺用换气气体换气的第二个接口，以及用于允许灌注流体从肺流出的第三个接口，肺室组件包含用于携带灌注流体从肺流出的双重排液系统，双重排液系统包含用于引导一部分灌注流体流向灌注流体气体含量传感器的测量排液管，以及用于接受剩余部分灌注流体流的主排液管。在一个实施方案中，肺护理系统包括用于将灌注流体从肺室组件排出的排液系统，排液系统包括测量导管和主排液导管，测量导管进一步将灌注流体流导向适用于测量灌注流体气体含量的传感器。
[0015]其他实施方案包括一种或多种下述特征。双重排液管包含用于接收灌注流体流的容器，来自容器的溢流流向主排液管。系统包含用于循环灌注流体的泵，用于使肺用具有预定组成的气体换气的换气系统。气体包含氧气、二氧化碳。便携式多用途模块包含肺控制台，用于为一次性模块提供至少一种电、气动和机械控制；肺控制台包括用于控制肺换气的换气控制器，并包括用于启动风箱引起气体流入肺的机械致动器。肺控制台气动控制系统控制一次性模块中与肺相连的换气气体回路中的一个或多个阀。气动控制系统控制至少一个用于切断肺与风箱之间的流动的风箱阀，用于使换气气体换气的泄压阀，以及用于将气体引入换气气体回路的翼阀。换气控制器选择氧合气体、脱氧合气体和维持气体之一作为用于对肺换气的气体。氧合气体是空气或含有25%到100%之间的氧气的气体。脱氧合气体由二氧化碳和氮气构成，维持气体由氧气、二氧化碳和氮气构成。在一个实施方案中，脱氧合气体是约6% 二氧化碳和约94%氮气，维持气体是约12%氧气、约5.5% 二氧化碳和约 82.5%氮气。多用途模块包括灌注流体控制器，它可以控制灌注流体中的气体、例如氧气的含量水平。灌注流体控制器通过例如控制进入气体交换器的`气体流来控制灌注流体气体成分，所述气体交换器在气体流与灌注流体之间交换气体。流入气体交换器的气体是从灌注流体去除氧气的脱氧合气体。多用途监测器包括用于显示肺箱系统的状态的监测器；状态包括与进入肺和流出肺的灌注流体的氧含量有关的信息。它也显示换气气体压和肺动脉压的实时追踪。
[0016]总的来说，另一方面，本发明的特征是一种肺护理模块，包含:单用途一次性模块， 其包括适用于与多用途模块连接的接口，和肺室组件，其具有用于允许灌注流体流入肺的第一个接口和用于允许肺用换气气体换气的第二个接口 ；以及用于将灌注流体流从肺室组件排出的排液系统，排液系统包括测量导管和主排液导管，测量导管将灌注流体流进一步导向适用于测量灌注流体气体含量的传感器。[0017]其他实施方案包括一种或多种下列特征。模块包括用于使肺用维持气体、评估气体和氧合气体例如空气中的一种换气的系统。系统可以被配置成引起肺重新呼吸一定体积的气体。换气系统使肺用具有约12%氧气、约5.5% 二氧化碳和约82.5%氮气的组成的维持气体进行换气。肺通过使用机械致动风箱来进行换气。换气系统还包括用于导入维持气体流的翼阀和用于排出过量气体的泄压阀。通往肺的第二个接口包含气管套管，它具有用于插入气管的插入部分和用于与换气气体回路相连的接头部分。通往肺的第一个接口包括肺动脉套管，它包含用于插入肺动脉的插入部分和用于与灌注流体回路相连的接头部分。它还包含压力换能器接头，在接头部分的腔内靠近插入管处限定了一个开口，用于将压力换能器定位于灌注流体进入肺的入口点附近。压力换能器接头还提供了用于对压力换能器进行远处排气的通道。
[0018]总的来说，另一方面，本发明的特征是一种肺室组件，包含:具有底面和壁的外壳， 底面包含至少一个外壳排液管；用于支撑肺的支撑面，支撑面限定了排液管和排液通道，通往用于将灌注流体排出肺的排液管；可开启盖，提供了与外壳的壁的可密封连接；用于允许灌注流体流入肺的第一个接口 ；用于允许对肺换气的第二个接口 ；以及用于允许灌注流体流离开肺的第三个接口。
[0019]其他实施方案包括一种或多种下列特征。外壳包括用于携带灌注流体流离开肺的排液系统，排液系统包含用于将一部分灌注流体流导向灌注流体气体含量传感器的测量排液管和用于接收剩余部分灌注流体流的主排液管。排液系统具有用于收集离开肺进入池的灌注流体流的区域，所述池为测量排液管进液，测量排液管的排液能力低于灌注流体流出肺的流速。从该区域溢流的灌注流体流流向主排液管。在某些实施方案中，排液系统还包含部分围绕测量排液管的壁，壁部分阻断了灌注流体从测量排液管流向主排液管，壁促进了在测量排液管上方形成灌注流体的池。肺室的外壳限定了开口，为肺动脉套管、肺动脉压力换能器导管和气管套管通过外壳提供了密封通道。在某些实施方案中，灌注流体通过暴露的左心房袖流出肺并流入排液系统。在其他实施方案中，流出肺的灌注流体经密封连接通往左心房套管，所述左心房套管与携带灌注流体离开肺的导管相连。一部分灌注流体流经过氧含量传感器，剩余部分流往储液器。
[0020]总的来说，另一方面，本发明的特征是一种用于评估肺的方法，包括:将肺安置在离体灌注回路中；使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺并通过左心房接口离开肺；通过使换气气体流经气管接口，对肺进行换气；使灌注流体脱氧合，直到在灌注流体中达到预定的第一个氧含量值；通过用氧合气体对肺换气使灌注流体重新氧合，直到在灌注流体中达到预定的第二个氧含量值；以及根据肺使灌注流体中的氧含量水平从第一个氧含量值变化到第二个氧含量值所花费的时间，来确定肺的状况。
[0021]其他实施方案包括一种或多种下列特征。通过用包含二氧化碳和氮气、例如约 5.5% 二氧化碳和约94.5%氮气的换气气体对肺换气，使灌注流体脱氧合。通过使灌注流体循环经过气体交换装置对灌注流体进行脱氧合，气体交换装置与包含二氧化碳和氮气的换气气体流体连通，气体交换装置通过换气气体与灌注流体之间的气体交换来改变灌注流体中氧气的组成。预定的第一个氧含量值对应于约73%的血红细胞饱和度。氧合气体是空气或含有约25%到约100%之间的氧气的空气。预定的第二个氧含量值对应于约93%的血红细胞饱和度。灌注流体以约每分钟1.5升的速度流动，被加热器加温到接近生理的温度水平。灌注流体由全血或血液制品、例如部分去除白细胞或部分去除血小板的血液构成。在灌注期间，各种不同的治疗药物经灌注流体、或通过气管接口使用喷雾器或支气管镜投送到肺。 灌注流体中的氧气水平使用测定流体中的血红细胞饱和度的脉冲式氧含量计来测量。
[0022]总的来说，另一方面，本发明的特征是一种离体保存肺的方法，包括:使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺并通过左心房接口离开肺；通过气管接口，通过使系留体积的换气气体在肺与可变体积的室之间来回流动，对肺进行换气；以及向系留气体体积中引入附加体积的换气气体并从系留体积中排出过量的换气气体，来维持换气气体的预定组成并维持系留气体体积的最小气体压力。
[0023]其他实施方案包括一种或多种下列特征。换气气体包括氧气、二氧化碳和惰性气体例如氮气的组合物。灌注流体达到对应于换气气体的预定组成的平衡水平。换气气体的预定组成包含约5-20%的氧气和约2-10%的二氧化碳。灌注流体的气体含量达到平衡水平， 平衡水平具有约88%-98%的血红蛋白饱和水平。
[0024]换气气体的预定组成包含约12%氧气和约5.5% 二氧化碳。进入肺的灌注流体的血红蛋白饱和水平达到约90-95%的平衡水平，离开肺的灌注流体的血红蛋白饱和水平达到约90-95%的平衡水平。进入肺的灌注流体的氧含量低于生理水平，离开肺的灌注流体的氧含量高于生理水平。在某些实施方案中使用了下面的参数:换气气体的添加流是每分钟约400-600mL ;系留体积是约400_1200mL ;系留体积的最小气体压力是约4_8cm水柱；换气气体的最大压力是约12-22cm水柱。过量的换气气体通过与系留体积相通的泄压阀排出。 可变体积室是风箱；对风箱加压导致换气气体流入肺。肺动脉接口包含肺动脉套管，肺动脉套管的一部分插入到肺的肺动脉中。灌注流体通过肺的暴露的左心房袖、或通过左心房袖与左心房套管之间的密封或半密封连接流出肺。气管接口包括气管套管，气管套管的一部分插入到肺的气管中。方法包括测量流入肺的灌注流体中的第一个氧含量水平和流出肺的灌注流体中的第二个氧含量水平。氧测量包括测量灌注流体中至少一个血红蛋白氧饱和度水平，以及流入肺和流出肺的灌注流体中的氧气分压。灌注流体包括血液制品，可以向肺投送治疗药物。肺中换气气体与灌注流体之间的气体交换，导致灌注流体中一种或多种气体例如氧气和二氧化碳的水平达到平衡值。当用平衡水平的气体维持时，肺可以保存约3-24 小时的时间。
[0025]附图简沭
[0026]下面的图描述了本发明的说明性实施方案，其中类似的参考编码指称类似的元件。这些描述的实施方案可能不是按比例绘制，并应该被理解为是对本发明的说明而不是限制。
[0027]图1A-1B是所述便携式器官护理系统的实施方案的示意图。图1B显示了肺灌注模块与气体相关的部件。
[0028]图2是所述实施方案的肺灌注回路的示意图。
[0029]图3是根据所述实施方案，在维持模式下器官护理系统的气体环路的示意图。
[0030]图4是根据所述实施方案，在评估模式下器官护理系统的气体环路的示意图。
[0031]图5A-5B是根据所述实施方案的肺通气器气动回路的示意图。
[0032]图6是根据所述实施方案，显示了在整个呼吸周期中肺内典型压力波形的图。
[0033]图7A-7E显示了根据所述实施方案的气管套管的例子。[0034]图8A-8F显示了根据所述实施方案的肺动脉套管的例子。
[0035]图9A-9F显示了图8A-8F中说明的肺动脉套管的侧视图。
[0036]图10是左心房套管的图解。
[0037]图11是根据所述实施方案，在维持模式下器官护理系统监测器的屏幕抓图。
[0038]图12是根据所述实施方案，在维持模式下器官护理系统监测器的屏幕抓图，显示了配置菜单的维护表单。
[0039]图13是根据所述实施方案，在连续评估模式下器官护理系统监测器的屏幕抓图。
[0040]图14是根据所述实施方案，在顺序评估模式的脱氧合子方式下器官护理系统监测器的屏幕抓图。
[0041]图15是根据所述实施方案器官护理系统监测器的屏幕抓图，显示了用于顺序评估子方式设置的配置菜单。
[0042]图16是根据所述实施方案，在顺序评估模式的约束子方式下器官护理系统监测器的屏幕抓图。
[0043]图17是根据所述实施方案，在顺序评估模式的氧合子方式下器官护理系统监测器的屏幕抓图。
[0044]图18是根据所述实施方案器官护理系统监测器的屏幕抓图，显示了用于评估表
单的配置菜单。
[0045]图19是根据所述实施方案器官护理系统监测器的屏幕抓图，显示了用于通气器设置的配置菜单。
[0046]图20是根据所述实施方案器官护理系统监测器的屏幕抓图，显示了用于肺表单的配置菜单。
.[0047]图21是根据所述实施方案器官护理系统监测器的屏幕抓图，显示了用于系统表
单的配置菜单。
[0048]图22是根据所述实施方案的器官护理系统的图解，从距离前视图45度绘制。
[0049]图23是根据所述实施方案的器官护理系统的侧视图。
[0050]图24是根据所述实施方案的器官护理系统的前视图。
[0051]图25是根据所述实施方案的器官护理系统的图解，其中侧面板被除去。
[0052]图26是根据所述实施方案的器官护理系统的图解，其中肺灌注模块被除去。
[0053]图27是根据所述实施方案的肺灌注模块的图解。
[0054]图28是根据所述实施方案的肺室的部件分解图。
[0055]图29是根据所述实施方案的肺室的肺支撑面、外壳和前盖的图解。
[0056]图30是根据所述实施方案的肺室的肺支撑面、外壳和前盖的图解，显示了气管套管和PA套管。
[0057]图31是流程图，显示了根据所述实施方案，在将肺放置到器官护理系统中之前， 在肺供体位点进行的步骤。
[0058]图32是流程图，显示了根据所述实施方案，在将肺从供体位点运输到受体位点的过程中进行的步骤。
[0059]图33是流程图，显示了根据所述实施方案，在肺受体位点进行的从器官护理系统取出肺并将它们移植到受体中的步骤。[0060]图34是流程图，显示了在离体肺的连续评估过程中进行的步骤。
[0061]图35是流程图，显示了在离体肺的顺序评估过程中进行的步骤。
[0062]详细描沭
[0063]正如在简述中所述，总的来说，所述实施方案提供了特别是在便携式离体环境中进行肺离体护理的改进的方法。器官护理系统通过使灌注流体循环通过肺的血管系统，同时使肺重新呼吸具有空气的约一半氧气的特制气体，将肺维持在平衡状态。灌注流体经插入到肺动脉(PA)中的套管进入PA进行循环。在流过肺后，灌注流体从开放的、未插管的左心房(LA)流出肺，排液到储液器中。泵将流体从储液器抽出，使其流过加热器和气体交换器，并返回到插有套管的PA中。在所述实施方案中，灌注流体源自于供体血液。在可替选实施方案中，灌注流体是基于血液制品的、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来自血库的血液。
[0064]所述实施方案能够使肺离体维持较长时间，例如3-24小时或以上。这种较长的离体维持时间扩大了供体肺的潜在受体库，使供体与受体之间的地理距离变得不那么重要。 较长的离体维持时间也提供了在供体器官与器官受体之间进行更好的遗传和HLA匹配所需的时间，增加了有利结果的可能性。将器官维持在接近生理的功能条件下的能力，也使临床医生能够离体评估器官的功能，并鉴定受损的器官。这在肺的情况下是特别有价值的，因为作为供体死亡原因的直接或间接的结果，肺经常受损。因此，即使是新收获的肺也可能是有损伤的。对收获的器官进行迅速评估的能力，能够使外科医生确定肺的质量，如果存在损伤，可以确定问题的性质。然后外科医生对是丢弃肺还是对肺实施治疗做出决定。治疗可以包括复原方法、移除或分拣出肺受损区域、吸取分泌物、烧灼出血血管和给予放射治疗。在从收获到移植的几个阶段对肺评估以及如果需要的话提供治疗的能力，极大提高了肺移植成功的总体可能性。在某些情况下，改进的评估能力和较长的维持时间，能够使医学操作人员对具有较少缺陷的供体器官进行物理修复。增加的离体器官维持时间也能够使器官从患者取出、在离体孤立状态下治疗、然后放回到患者体内。这样的治疗可以包括但不限于药物治疗、气体疗法、外科手术治疗、化学、生物、基因和/或放射治疗。
[0065]下面将按照下述次序描述肺护理系统。首先，给出了说明性器官护理系统的部件的概述。其次，讨论系统的说明性操作，从准备肺和将其安放在系统中开始。第三，描述了用于维持肺的系统的使用。然后在第四和第五部分中描述评估肺的两种方法——连续评估模式和顺序评估模式。第六，描述了肺通气器气动回路的功能。第七，显示了肺维持和评估过程中示例性的器官护理系统用户界面`和系统显示。第八，描述了器官护理系统和所选部件的说明性实施方案。在第九部分中，描述了使用器官护理系统的说明性模型。
[0066]器官护理系统的概述
[0067]图1是框图，显示了适用于保存和治疗肺的器官护理系统(OCS)IOOO的主要部件。 器官护理系统包括永久性的多用途非一次性部分-OCS肺控制台101，以及单用途一次性部分-肺灌注模块400，后者与身体肺直接接触，以及通过肺的气体和流体。多用途OCS肺控制台101包括四个部件:0CS控制台100，肺控制台模块200，OCS监测器300，以及用于测量液流(114)和灌注流体氧气和血细胞比容水平的探头(116，118)。在所述实施方案中， 0CS1000是自给的、可移动的便携式单元，可以容易地由一个人使用轮子在平表面上运输操纵，或者例如当装入交通工具时由两个人抬起。当装载有器官和灌注流体时，0CS1000重量约为70-100磅，优选为约80磅。
[0068]OCS控制台100为系统提供了操作、温度和电力控制服务。在制造过程中，OCS控制台100被改造成适合与OCS肺控制台模块200 —起使用。可替选地，OCS控制台100可以改造成适合与适用于保存肺之外的其他器官例如心脏、肝脏或肾脏的模块一起使用。OCS 控制台100包括主处理器102，它在所述实施方案中是Freescale MX1，用于提供系统控制和处理数据。主处理器102将软件分配到系统中的其他处理器，包括肺控制台模块控制器 202、加热器控制器104、OCS监测器处理器302和泵控制器(未显示)。它也管理数据，例如从液流传感器114、压力传感器115和氧传感器116、118接收的数据。
[0069]加热器控制器104在所述实施方案中是PIC微控制器，控制灌注流体的加热。压力换能器223测量罐221中内部维持气体的压力，以便可以测定残余气体的量。调节器222 将气体罐压力转换到25_ Hg，以用于系统中。内部维持气体罐221含有混合物，它被设计成在下面描述的维持模式过程中，提供足以维持肺组织的氧气。在所述实施方案中，维持气体由12%氧气、5.5% 二氧化碳和82.5%氮气构成。在某些实施方案中，OCS控制台100还包含在肺评估过程中使用的内部脱氧合气体罐、调节器和压力换能器(未显示)。评估模式在后面的部分中描述。
[0070]对于肺的保存来说特异性的(与其他器官相反的)功能由肺控制台模块200控制。 肺控制台模块200通过数据、电力和气体接头与OCS控制台100相连。数据接头将OCS控制台100上的主处理器与肺控制台模块控制器202相连，这在所述实施方案中在PIC微控制器上执行。电力接头将OCS控制台的电力控制模块106与电力转换器218相连，后者反过来以适合的电压向肺控制台模块200中的电动部件供电。气体接头从维持气体调节器222 通向气体选择开关216，后者选择流入肺的是维持气体还是脱氧合气体。在所述实施方案中，脱氧合气体罐501位于0CS100外部，维持气体罐221位于OCS控制台100内部。在可替选实施方案中，OCS控制台100也包含内部脱氧合气体罐。在另一个可替选实施方案中， 附加的外部维持气体罐221为OCS控制台内部的维持气体罐补充气体。外部气体罐可以在供体位点、受体位点供给，或者可以在运输肺的交通工具中填充。因为外部罐不需要容纳在 OCS肺控制台101的受限体积中，因此它们可以更大，可以为0CS1000的较小的内部气体罐的有限气体储备补充气体。
[0071]控制器202通过控制阀、气体选择开关216和通气器214，管理维持和评估气体的释放，从而在维持模式中执行肺的保存，或在一种评估模式下评估肺。血液气体电磁阀204 控制流入血液气体交换器402的气体量。气道压力传感器206对肺404的气道中的压力取样，所述气道压力传感器206通过隔离膜408检测。泄压阀致动器207是气动控制的，控制泄压阀412。气动控制由孔口节流器的充气或放气以阻断或开放被控制的空气通路来进行。 这种控制方法允许在肺控制台模块200中的控制系统与肺灌注模块400中的换气气体环路之间的完全隔离。气动控制208控制泄压阀207和风箱阀致动器210。肺控制台模块200 的气动控制电路在下面详细描述。翼阀212控制气体投送到肺404的气道。通气器214是具有引起风箱418收缩和扩张的致动器臂的机械装置，导致气体吸入和呼出肺404。
[0072]OCS监测器300通 过按钮为用户提供了对0CS1000的控制，并显示来自系统传感器的、表明肺和0CS1000中各种不同子系统的状态的数据。监测器300是通用的，即它可用于任何器官。它包括监测器处理器302，用于运行控制监测器300的软件并将数据显示在IXD304上。在所述实施方案中，监测器处理器302是Freescale MXl0各种不同的屏幕显示器的实例在下文涉及0CS1000的使用方式时描述。OCS监测器300包括4个用户控制按钮:菜单按钮306调出配置菜单；警报按钮308消除扬声器声音；泵按钮310控制循环泵； 动作按钮312为某些器官特异性动作例如通气器控制、或系统动作例如向外部记忆卡存储对话文件提供访问。也可以包括其他控制装置，例如控制阀或选择项目的旋钮。
[0073]OCS肺控制台101包括探头，用于测量循环灌注介质250、在本文中也称为灌注流体和灌注液的特性。流动探头114测量灌注流体250通过系统的流动速度。在所述实施方案中，流动探头114放置在灌注液管线中，其头部朝向肺动脉。压力传感器115测量灌注流体250进入肺位点处的肺动脉压力。两个氧饱和度传感器116和118探测在回路的动脉、 即氧合一侧和回路的静脉、即脱氧合一侧中灌注流体250中的氧气量。
[0074]肺灌注模块400与流过肺404的气体和流体回路直接接触。因此，必需将它与 0CS1000的其余部分隔离开，以便与器官发生接触的组织或流体永远不会与OCS肺控制台 101发生接触。通过将它与OCS肺控制台101只经过单向气体管线、或经过用于气动控制的隔离的控制气体、或通过机械致动器(用于风箱)连接，实现了这一点。整个肺灌注模块 400、包括整个系统所有与组织和血液接触的表面，是一次性使用的，在每个新的肺放置到 0CS1000中时更换。所有与组织和血液接触的表面是一次性使用的肺灌注模块400的一部分，使用廉价的可以容易地灭菌的生物相容材料从注模部件制造。肺灌注模块400的形状和尺寸适合与OCS控制台100偶联。肺灌注模块与OCS控制台之间的偶联可以包括互锁机械装置，或将灌注模块紧固到OCS控制台上或将灌注模块相对 于OCS控制台维持在所需位置上的其他机械装置。在所述实施方案中，肺灌注模块使用机械铰链和扣钩装置容易地连接到OCS控制台100上或从其上拆下，正如在下面涉及图22时描述的。它也通过插入式电和光学接头相连。
[0075]肺灌注模块400包括由通气器214驱动的风箱418。通气器214使用机械致动器臂压缩和释放风箱418。压缩风箱导致气体被肺404吸入；释放风箱使其膨胀并允许气体被肺呼出。机械致动器在压缩风箱418中移动的距离决定了潮气量，即肺404吸入的气体体积。流入和流出肺的气体经过气体过滤器410，它防止肺产生的任何流体进入气体环路。
[0076]为了确保肺灌注模块400换气环路中气体的隔离，肺灌注模块400与OCS肺控制台101之间所有的肺气体接头都包含防止气体流回到OCS肺模块101中的膜。气动控制的气体接头不需要隔离膜，例如来自泄压阀致动器207和风箱阀致动器的气体接头不需要隔离膜，因为该气体不与器官相接触。只允许流入肺灌注模块的单向气体流动阀自动与换气环路中的气体隔离；这样的阀包括翼阀212和血液气体电磁阀204。气道压力传感器206通过隔离膜408对气体管线压力取样，该隔离膜防止了任何向OCS肺控制台101返回的气体的交换。
[0077]灌注模块400包括血液气体交换器402，它包括能够使气体灌入灌注液流的灌注液/气体交换膜。灌注液通过肺404与气体交换器402之间的回路406和407循环。器官室支撑肺404，并以便于准确测量动脉氧含量水平的方式将灌注液从左心房传输出肺。灌注回路和器官室的详细描述在下文提供。
[0078]灌注模块400还包括泄压阀412，它为待呼出到外部的气体提供受控释放，用于降低通气器气体环路内的气体压力。风箱阀414控制气体流入或流出肺。止回阀416是单向阀，允许外部空气被抽入到换气系统中。风箱418膨胀和收缩；当通气器系统在重新呼吸方式下使用时，风箱在膨胀和收缩时与肺交换基本上固定体积的气体。
[0079]图2显示了肺灌注回路。回路完全容纳(housed)在肺灌注模块中，其所有部件都是一次性的。灌注流体250在灌注回路中循环，在通过肺404的血管系统之前经过肺灌注模块的各种不同部件。泵226使灌注流体250绕着肺灌注回路流动。它从储液器224接收灌注流体250,并将溶液泵送通过弹性变形室(compliance chamber>228至加热器230。弹性变形室228是管路的挠性部分，用于减轻泵226的脉动性质。加热器230恢复灌注流体 250在流体循环过程中损失到环境中的热。在所述实施方案中，加热器将灌注流体250维持在30-37°C的生理温度或其附近，优选在约34°C。在经过加热器230后，灌注流体250流入气体交换器402。与肺相似，气体交换器402能够通过可透气体的中空纤维膜在气体与灌注流体250之间交换气体。但是，气体交换器具有约I平方米的有效气体交换表面积，仅仅是 50-100平方米的肺有效交换面积的一部分。因此，气体交换器402与肺相比仅具有有限的气体交换能力。血液气体电磁阀204调节进入气体交换器402的气体的供应量。供应给气体交换器的气体的组成由OCS所处方式所决定，将在下文详细描述。例如，当0CS1000处于顺序评估模式时，在顺序评估循环的脱氧合阶段中向气体交换器供应脱氧合气体500。在通过气体交换器402后，灌注流体250经过流速探头114、压力探头115和灌注液氧气探头 116。我们将来自氧气探头116的读数称为SvO2,因为它度量了灌注流体250在即将进入肺前其中的氧气，这与静脉血氧气类似。取样/注射端口 236便于在灌注流体250即将到达肺前取出样品或注入化学物质。然后灌注溶液通过插有套管的肺动脉232进入肺404。
[0080]肺动脉(PA)套管将灌注回路与肺404的血管系统相连。图8A-8F中显示了几种肺动脉(PA)套管的示例性实施方案。参考图8A，单个PA套管802具有用于插入到单个PA 中的单个插入管804,用于在PA分支到两个肺之前的位点处为PA插入套管。为了将套管连到肺动脉上，将插入管804插入PA中，并使用缝线将PA紧固在管上。套管802的插入管 804与接头部分805相连，用于将插入管804定位在适合于无应力连接到肺404的肺动脉上的角度和位置。接头部分805连接到主管部分808，后者与灌注流体回路相连。图9A是PA 套管802的侧视图，显示了插入管804与接头部分805之间的角度；在所述实施方案中，角度在约15°到30°之间，优选为约22.5°。
[0081]参考8B-8F，双重PA套管810、820、830、840和850各具有两个插入管812、814、 822、824、832、834、842、844 和 852,854,每对管分别在套管 810、820、830、840 和 850 中与套管的主轴成30、45、60、75和90°角。每个管在肋状物处直径为约0.5到0.72英寸，在插入管体上直径为约0.4到0.62英寸。不同的角度为外科医生提供了对套管的选择，以最好地适应供体肺的解剖学。参考图8B，一对插入管812和814以Y形构型与接头部分815相连。 正如在图9B中最清楚显示的，接头部分815相对 于主管818成一定角度；角度被选择为便于插入管812和814插入到肺404的肺动脉中。在所述实施方案中，角度在15到30°之间，优选为约22.5°。参考图9C-9F，在接头部分825、835、845、855与它们相应的主管828、 838、848和858之间，显示了类似的15到30°之间、优选为约22.5°的角。具有带有以各种不同预定角度分开的分支末端的PA套管的可替选方案，是可以弯曲以适应供体肺血管的角度的可延展性PA套管。
[0082]现在描述制造PA套管的材料。在单一 PA套管802的说明性实施方案中，插入部分804具有聚碳酸酯尖头，接头部分805和主管部分808由氨酯(urethane)管线制成。在可替选实施方案中，插入管804、接头部分805和主管部分808都由硬度在50Shore A到90Shore A之间的有机娃、优选硬度为80Shore A的有机娃的单块有机娃制成。同样地,对于双重PA 套管来说，双重PA套管810、820、830、840和850各自的主管818、828、838、848、858和接头部分 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。在可替选实施方案中，整个双重管PA套管，即双重插入管、接头部分和主管，都由单块80ShoreA的有机娃(silicone)制成。有机娃构造的优点在于它软得足以为肺血管用缝线系紧在套管接头上提供良好的支点和紧固。此外，有机硅在与肺PA连接时可以容易地切成所需长度。此外，有机硅允许整个套管制成单块，因为它能够模制成复杂形状。套管的整合构造消除了分离的套管部件之间的过渡，这种过渡可能在灌注流体250中产生不想要的湍流、引入杂质或在分离部件之间的结合处引起渗漏。此外， 整合构造只需要模制单个零件，这降低了成本并增加了套管的可靠性。
[0083]每个PA套管的接头部分也包括用于连接灌注液压力传感器115的接头。再次参考图8A-8F和9A-9F，PA套管802、810、820、830、840和850分别包括压力换能器接头806、 816、826、836、846和856。接头用于允许将灌注液压力传感器放置在正确位置，正好位于灌注液流减慢的肺入口位点处，压力读数不被Bernoulli流动压力所扭曲。压力换能器接头也为压力传感器115的远程排气提供通道，帮助确保压力读数的准确性。
[0084]在通过肺后，灌注液从左心房流出肺，在将肺从供体外植期间左心房的一部分随着肺一起取出。因为左心房组织在将肺移植到受体的过程中用作连接区，因此重要的是尽可能保持它不被扰动并健康。因此，在所述实施方案中，左心房袖没有套管，允许循环的灌注液从开放的左心房和左心房袖排出。
[0085]在可替选实施方案中，左心房袖套有笼状套管1002，如图10中所示。在该实施方案中，所有LA血管放置在套管内；然后将多余的LA组织绕在套管周围。LA套管1002的笼状结构1004被设计成保持左心房开放并且不阻塞任何肺静脉，从而帮助降低组织健康受损的风险。在套管内部，从肺静脉流出的灌注液收集在管1006中，并进料到灌注液储液器。 接头1008提供了压力换能器的连接点，该压力换能器可以放置在套管1002内部，并测量灌注液压力。
[0086]使用“溢流杯”技术允许在新排出的流体与储液器中的其他灌注液进行混合之前对其取样，流出肺的灌注液收集在双重排液系统中。所有流出肺的液流被导向小杯，所述小杯给测量排液管供液。该排液能力受到使用小直径管的限制。灌注液离开肺的流速超过测量排液管的能力。过量的血液从该小杯溢流，被导向主排液管并进而导向池。测量排液管将没有气泡的新排出的灌注液流导向第二个氧气探头118，以获得被称为Sa02的动脉氧气水平的准确读数。在通过第二个取样/注射端口 234后，灌注溶液完成其循环并返回到储液器224。只有在其中左心房袖未插套管的配置中，双重排液系统才是需要的 。但是，如果左心房袖插有套管，例如带有下面描述的笼状套管，双重排液系统则是不需要的，因为新排出的无气泡的灌注液实心液柱流出插套管的左心房袖。
[0087]在所述实施方案中，灌注流体250由供体血液添加肝素、胰岛素、维生素和抗生素构成。葡聚糖用于调整胶体渗透压、血细胞比容水平和pH。
[0088]下面的部分描述如何使用0CS1000保存和评估肺。仪器使用前部分描述了在将肺连接到OCS之前，准备0CS1000和肺的初始步骤。维持模式部分描述了如何使用OCS保存肺。评估模式部分描述了评估肺状况的两种方式一连续方式和顺序方式。
[0089]仪器使用前
[0090]在从供体取出肺后，将气管套管插入气管中，以在肺灌注模块400的气体回路与肺之间提供连接机构。图7A-7E显示了一组示例性气管套管。参考图7A,套管700包括气管插入部分704，使用缆线捆扎或通过其他机构将气管紧固在其上。在所述实施方案中，插入部分704长约0.8英寸。套管700的底层优选由聚碳酸酯或另外的硬质可注模生物相容塑料、例如丙烯酸类物、聚酯、K-树脂、尼龙、聚乙烯或聚丙烯构成。插入部分704上方的覆盖层优选由软质有机硅橡胶构成；用于覆盖层的可替选材料是其他软质生物相容的挤出或可模制材料，例如聚氨酯、热塑性弹性体和其他橡胶材料。气管连接部分704附近是挠性部分706，它优选由聚氨酯或上面列出的适用于插入部分覆盖层的其他生物相容材料之一构成。插入部分704及其覆盖层和挠性部分706是可注模的，有机硅覆盖层覆盖模制在底层部分上。在可替选实施方案中，有机硅覆盖层单独地模制或挤压和拉伸在底层上。
[0091 ] 在插入到气管中的插入部分704的末端是肋状物703 ;肋状物帮助将插入部分704 紧固在气管内的插入位置，并用围绕气管放置的缆线捆扎紧。在插入部分704的相反末端， 其直径比插入部分704的底层部分直径大大约0.2英寸的第二个肋状物705，用作有机硅覆盖层的限位器和气管的限位器。肋状物705之后是长约0.5英寸的倒钩管接头，具有成一定角度的倒钩以固定直径0.5英寸的管。在通向肺OCS的肺室接头710的底部部件，具有第二个长约0.5英寸的倒钩管接头，具有成一定角度的倒钩以固定直径0.5英寸的管。
[0092]挠性部分706可以被夹住，以封闭进出肺404的空气流。例如，夹住区段706被用于在外植后和连接到OCS的气体回前维持肺404的静态膨胀。静态膨胀用于防止肺萎陷以及由此对肺泡的损伤。在静态(static)膨胀中，肺膨胀到约20厘米水柱的压力。然后在挠性区段706处夹住气管套管。
[0093]在挠性区段706离气管插入部分最远的末端附近，套管700包括锁紧螺母，用于将套管紧固到肺室。锁紧螺母708安置在套管的阶形部分上。在锁紧螺母708附近，有0.7英寸长的15_接头710，用于将套管连接到标准通气器接头，所述标准通气器接头将肺与OCS 的气体回路相连。气管套管被设计成适应于根据供体尺寸具有不同气管直径的供体肺。图 7A显示了气管套管700，具有0.9英寸的插入部分尖头直径702。在图7B、7C、7D和7E中， 显示了分别具有0.85,0.80,0.75和0.70英寸的插入部分724、744、764和784的插入部分尖头直径722、742、762、782的套管。为了适应于来自某些供体的肺，可能需要插入部分直径小于0.7英寸或大于0.9英寸的套管。
.[0094]在接受肺之前，将OCS灌注回路用供体血液、打底灌注溶液和药物进行打底。然后将该灌注液循环并加温。在该阶段中，气体交换器402建立起对应于维持模式的血液气体。 这通过设置气体选择器开关216以允许维持气体流入气体交换器，并通过占空系数调节气体交换器阀204以提供维持气体通过气体交换器的低平均流速，来实现。气体在气体交换器中的交换导致循环的灌注液与维持气体达到平衡，建立起所需的维持灌注液的O2和CO2 气体水平。灌注液的PH通过CO2水平控制。这些预备性步骤确保当肺装备在OCS上时，灌注液已经达到维持气体水平，这有助于加速肺向维持模式的过渡。
[0095]维持樽式[0096]维持模式将肺置于安全稳定的条件下，以允许它们保存较长的一段时间。通过将肺置于与含有满足肺代谢要求的氧气和控制血液PH的二氧化碳的气体的平衡状态下，维持气体满足了肺细胞的需求。肺中的氧气消耗如此之低，使得每次呼吸可以基本上循环利用，极大地减少了新鲜气体的消耗体积。因为一般来说需要将捐赠的器官运输到受体所在的不同地点，减少支持肺所需的气体量并从而增加系统的便携性，是明显有益的。
[0097]当肺放置在器官室内时，气管套管与放置在暂停方式下的系统气体管线相连。在暂停方式下，风箱418处于完全扩展状态，即准备执行第一次肺吸气。取下气管套管上的夹子，使肺和气体管线中的压力平衡。然后开始吸气。
[0098]图3是维持模式中OCS的运行示意图。在维持模式中，通气器系统将系留体积的气体在肺与风箱之间来回移动，使肺重新呼吸气体。此外，少量维持气体220在每次呼吸期间通过阀212慢慢进入换气回路。过量的气体通过泄压阀从回路排出，以便防止压力逐渐增加并维持系统中的理想最低气体压力。在所述实施方案中，维持气体220由约9-15%氧气、优选约12%氧气、约4-7% 二氧化碳、优选约5.5% 二氧化碳，余量为氮气组成。
[0099]维持气体220的组成包括约为空气中一半量的氧气，维持灌注流体250中接近生理pH水平的量的二氧化碳。在维持模式中，在维持气体220与灌注气体水平之间实现平衡。 在这种平衡中，在进入肺404的灌注流体250中的氧气水平即静脉水平PvO2与离开肺404 的水平即动脉水平PaO2之间，仅存在小的差异。维持气体220的组成被选择成获得与生理血液气体水平偏离尽可能小的灌注液氧气水平。太高的氧含量导致远高于生理水平的静脉氧气含量；相反，太低的氧含量导致远低于生理水平的动脉氧气水平。优选的维持气体组成是这些水平之间的折中，在灌注流体250中获得了大约在生理静脉与动脉水平之间的中点处的平衡动脉和静脉氧气水平。约12%的优选氧气成分也提供了超过服务于肺代谢需求的足够氧气。此外，12%氧气含量接近于呼吸空气的健康肺的肺泡中的氧气含量，这是因为由沿着进入肺的气道的气体交换导致气管中的氧气水平与肺泡中的水平之间存在梯度。在维持模式中，当重新呼吸维持气体时，这种梯度在肺404的情况下不存在，整个肺中的氧气水平约为12%。
[0100]开始时，当肺第一次与OCS气体管线连接时，气体环路充满空气，没有维持气体。 因此，肺起初用空气换气。当维持气体逐渐流入，过量气体被释放时，气体环路中的气体组成很快改变到维持气体的组成。
[0101]在维持模式中，设置气体选择器阀216(图1)以选择维持气体罐221。在维持模式中，气体交换器阀204总是关闭，因为气体交换器402没有使用。风箱阀414总是打开的， 以维持风箱与肺之间的气体交换。参考图3，被动止回阀416在吸入条件下允许空气进入回路`，但是在维持模式过程中保持关闭，因为换气回路总是具有正压力。
[0102]在每个维持模式周期开始时，风箱418位于完全打开位置，肺处于其最小体积。在循环过程中，风箱418压缩，驱动气体进入肺。肺扩张以容纳该气体体积，导致压力升高。当已投送指定体积的气体时，在开始周期的呼气部分之前，风箱418暂停一段指定的平台期。 在呼气过程中，风箱418返回其原始的完全扩展状态，肺放松。在由指定呼吸速率设定的间隔时间后，开始下一轮换气周期。在每个周期的吸气阶段中风箱418压缩的程度，由用户指定的潮气量决定，典型在400到1200mL之间。
[0103]图6显示了每个换气周期的典型呼吸压力波形650。在周期开始时，压力设定为呼气末正压(PEEP)值652，它约为5cm水柱。当风箱在周期的吸气部分654中压缩时，压力增加到峰值压力656，并在周期的平台部分658中保持在峰值压力。在所述实施方案中，峰值压力约为20cm水柱。在周期的呼气部分660中，压力降低，直到它在周期结束时达到所需 PEEP水平。完整换气周期的持续时间662由用户选定的呼吸率设定，典型约为6秒。
[0104]在每个维持模式换气周期中还发生两个其他事件。在吸气阶段654期间，翼阀212 暂时地打开，允许特定体积的已校准维持气体进入回路。晚些时候，在呼气阶段660结束时，泄压阀412暂时地打开，以将过量气体排出到外部空气中，直到达到所需PEEP。翼阀212 和泄压阀412的打开在图6中分别用迹线664和666显示。
[0105]维持气体进入换气环路的平均流速由用户指定，典型为500ml/min。在每分钟10 次呼吸的换气速率下，翼阀212每个周期允许50ml维持气体进入回路。当以典型的600ml 的潮气量换气时，在每个周期中注入的维持气体量仅为潮气量的约10%，因此对任何给定的换气周期仅有少量影响。维持气体的流速通常设定在保持气体环路中的气体组成接近于维持气体水平所需的最低水平上，尽管肺的代谢倾向于降低氧气水平和增加CO2水平。维持气体的注入也用于维持系统中的所需PEEP水平。从肺和呼吸设备泄露的气体量也影响注入的维持气体量。
[0106]因为肺的代谢活性低，它需要很少的氧气支持，并仅产生少量二氧化碳。因此肺自身的代谢对换气气体和灌注液气体的组成仅有少量影响。因为维持气体在每个换气周期过程中被注入气体管线,换气气体和灌注液气体的组成快速达到相同的组成，即维持气体的组成。一旦发生这种情况，肺就处于与维持气体平衡的状态下。在平衡状态下，灌注液氧气水平达到稳态值。SaO2稳态水平 在约93-95%的范围内，略低于生理水平。相应的稳态SvO2 水平在约90-91%的范围内，高于生理水平。因此，在维持模式中，跨过肺的灌注流体250中的饱和度水平之间的差异低于生理差异。较高的SvO2部分是由于身体组织不存在脱氧合效应，这发生在生理情况下。较低的SaO2水平部分由肺用仅具有空气的约一半氧含量的维持气体的换气引起。
[0107]在维持模式换气的改良中，系统缩短了风箱的压缩冲程以说明由翼阀212所贡献的气体体积，以便维持投送到肺的精确和恒定的潮气量。
[0108]评估模式-连续
[0109]图4是显示执行肺评估所涉及的各种不同部件的示意图。在连续方式评估中，系统通过将空气吸入肺并在灌注流体返回肺之前除去灌注液的氧气，来模拟身体过程。在体内，氧气的去除通过组织实现；在OCS中，它通过脱氧合气体流过气体交换器来实现。连续方式的评估通过测量肺能够使血液重新氧合的能力，来测试肺的气体交换能力。这种测量通过测量静脉和动脉血氧水平来进行。连续评估模式下肺性能的评分，将在下面进一步讨论。
[0110]图34是流程图，显示了执行肺连续评估所涉及的关键步骤。在步骤3402中，脱氧合气体流过气体交换器402。这通过使用气体选择器开关216，将其设定为选择脱氧合气体 500，并通过打开气体交换器阀204以将气体交换器402与脱氧合气体供应源相连来实现。 在所述实施方案中，脱氧合气体由4-7%C02，优选为6%C02，其余部分是氮气组成。在该方式下，翼阀212保持关闭。在步骤3404中，使用风箱418使肺用空气或另外的换气气体换气， 风箱在每个周期的吸气阶段中将空气或其他换气气体的新鲜呼吸投送到肺。[0111]图6显示了连续方式换气周期中的气体压力情况和阀设置。当周期开始时，风箱 418处于完全打开位置，肺处于其最小体积，压力处于PEEP水平652。在吸气阶段654中， 风箱阀414被打开668，风箱压缩，驱动气体进入肺。肺扩张以容纳气体，并伴有压力升高。 当风箱418已投送指定量的气体，系统暂停一段用户指定的平台时间658 (也称为停留时间)，然后开始周期的呼气阶段660。在呼气过程中，通过关闭风箱阀414、670封住风箱与肺之间的连接。在回路的肺一侧，将泄压阀412打开672以从肺排出气体，直到达到PEEP水平，这时泄压阀412关闭674。同时，风箱418扩张到完全伸展位置。这在风箱一侧产生了吸力，吸力通过被动止回阀416释放，被动止回阀416使外部空气填充风箱，为下一轮吸气周期做准备。下一轮换气周期开始的时间由用户指定的呼吸率决定。因此，风箱阀414和泄压阀412在每个周期过程中的协同驱动，导致肺用新鲜空气的连续换气。
[0112]在可替选实施方案中，在吸气阶段654结束时平台期658之前，风箱阀414关闭。 这允许在吸气阶段后立即开始风箱扩张。
[0113]可以向止回阀416入口供应空气之外的气体。事实上，可以提供任何所需组成的气体。例如，气体可以从在医院中提供富氧的普通气体输送装置来提供。这样的装置可以标准的50%或100%氧气水平供应换气气体。
[0114]当脱氧合气体正流过气体交换器402并且肺正用空气换气时，灌注液循环通过肺和气体交换器，如图34的步骤3406中所示。当在连续方式下评估肺时，为了接近生理条件， 希望向肺供应具有与身体相似的氧气水平的静脉灌注流体。气体交换器402具有有限的气体交换能力，并且在3-41/min的生理血液流速下，当血液正循环经过肺并在那里连续地重新氧合时，它不能从血液中除去足够的氧气，以便将饱和度水平降低到对应于身体的水平。 因此，为了使气体交换器402在静脉血中实现氧气的生理水平，将流速降低到约1.51/min。 在可替选实施方案中，使用介于1.51/min与生理流速3-41/min之间的流速,对于进入肺的静脉血来说具有相应较高的氧气水平。在所述实施方案中，在血液进入肺时的近似生理血液气体水平为一方面，与生理流速为另一方面之间，存在折衷。这种折衷可以通过增加系统的气体交换能力来减少或消除。在一种方法中，在肺灌注回路中使用串联或并联的多个气体交换器。在另一种方法中，通过给气体交换器装备较大的气体交换表面增加了它的气体交换能力。
[0115]典型情况下，在肺已保持在维持模式下之后直接进行连续方式评估。下面的可替选实施方案加速了从维持向连续方式评估的切换。最初，在维持模式下，风箱418含有全部体积的维持气体，它在正常情况下将在几个空气换气周期过程中被冲走。另一种方法是进行吹扫操作，用空气替换风箱418中的全部内含物。在吹扫过程中，风箱阀414打开，风箱 418以缓慢速度完全压缩。在该压缩过程中。泄压阀412被主动控制以将压力维持在接近 PEEP水平。在该压缩循环结束时，风箱阀414关闭，风箱418完全扩张，从止回阀416用新鲜空气填充其整个体积。可以进行一个或多个吹扫循环以彻底建立起新的气体组成。
[0116]一旦系统处于稳态.，如图34步骤3408中所示，测量进入肺和离开肺的灌注液氧气水平值。也可以获取灌注液样品，以证实氧气水平并确定灌注流体的其他成分。在连续评估模式中，通过测定肺在每次呼吸中能够向灌注液转移多少氧气，用户评估了肺的气体交换能力。这种评估是基于进入肺和离开肺的灌注液中氧气水平的测量值(3410)。使用各种不同参数，例如与肺换气的气体中氧气的分数对评估进行校正。气体交换能力的标准度量是以毫米汞柱计的血液中氧气分压PaO2与吸入氧气分数值FiO2之间的比率。在正常的静息人体中，该比率是100/.21=450。比率低于300表明肺受损，比率低于200表明急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。但是，为了使这种度量在OCS中作为评估工具有效，需要几种归一化调整。一种关键的调整是对血液在进入肺之间的脱氧合水平Pv02。一般来说，由于气体交换器有限的脱氧合能力，PvO2水平在OCS中比在人体中更高。因此，对于给定的肺气体交换能力来说，预计在OCS的连续评估模式中的肺具有比体内更高的Pa02。
[0117]肺气体交换能力的另一种度量是进入肺的血液的氧气水平PvO2与离开肺的血液的氧气水平PaO2之间的差值。在正常人体中，PvOyjC平约为40mm Hg，Pa02约为IOOmm Hg， 除去和进入氧气水平之间的差值为60_ Hg。在OCS上，PvO2水平可以是60_ Hg，健康肺可能达到115mm Hg的PaO2, PaO2 - PvO2值为55mm Hg，接近于体内的相应值。
[0118]为了使测量的连续方式参数作为评估工具有效，需要几种归一化调整。这些调整是基于多种因素，例如换气参数、血细胞比容水平、血液流速、肺容积、海拔高度和温度。
[0119]顺序评估模式
[0120]顺序评估模式是评估肺气体交换能力的第二种方法。在该方式中，肺接受深度静脉灌注液氧气水平，对它们进行了与连续评估模式不同的能力测试。
[0121]顺序评估包括三个阶段:脱氧合，保持和重新氧合。脱氧合阶段从系统的所有灌注液中除去氧气。在保持阶段后，肺将灌注液池重新氧合。它们达到重新氧合的速度是它们的气体交换能力的指示。图35显示了执行肺顺序评估所包括的重要步骤。
[0122]脱氧合阶段3502、3504用于降低灌注流体250的氧含量。这通过使用气体交换器 402和肺404 二者来实现。为了使气体交换器402对血液脱氧合，通过将气体选择器阀216 设定到选择脱氧合气体并打开气体交换器法204，将脱氧合气体500通入其中。尽管气体交换器靠其自身能够使血液脱氧合，但通过使用肺和通气器加速了这个过程。为了实现这一点，通气器被构造成作为循环换气器运行，如同在维持模式中(参见上文)，翼阀212将脱氧合气体500注入气体回路。在几个通气器循环内，气体回路中循环呼吸的气体符合脱氧合气体组成，即约6%C02和94%N2，肺对通过它们循环的灌注流体进行脱氧合。在效果上，肺被用作非常有效的气体交换器，帮助对灌注液池脱氧合。正如在图35步骤3504中所指出的，脱氧合阶段持续到灌注液氧气低于用户定义的 阈值，这通常约为50-70%氧气，优选为约60%氧气。
[0123]在保持阶段3506中，通过关闭气体交换器阀204和翼阀212停止脱氧合过程，同时灌注液继续流过灌注回路。在该阶段过程中，允许灌注液池稳定到均匀的脱氧合水平。达到均匀所需要的时间可能取决于灌注液流速。在可替选实施方案中，监测动脉和静脉氧含量水平，保持阶段维持到水平随时间变得相等并恒定。在保持阶段期间，换气停止，或者可替选地，系统进行一次或多次吹扫循环(描述在上面的连续评估部分中)，为重新氧合阶段做准备。吹扫循环在这里发挥有用作用，因为气体回路中的气体正从脱氧合气体切换到空气，其极性相反，并且为了立即开始灌注流体的氧合，气体回路需要在一开始就充满空气。
[0124]在顺序评估模式的最后阶段中，通过用空气或另外的换气气体为肺换气(步骤 3508)，对剥离氧气的灌注液池进行重新氧合。换气使用与上述用于连续评估相同的方法来进行，区别在于气体交换器阀204保持关闭。因此，在顺序评估模式的重新氧合阶段中，肺是灌注回路中唯一的气体交换源(步骤3510)。肺重新氧合灌注液池所花费的时间是肺气体交换能力的关键指标。测量到的重新氧合时间是灌注流体250从脱氧合状态达到由一个或两个脉冲式氧含量计探头116和118所测量(步骤3512)到的预定氧合水平所用的时间。 在可替选实施方案中，从一个或多个取样端口 234、236获取血样，并通过实验室血气分析仪测量饱和度水平。氧合阈值水平的饱和度设定在90%到100%的范围内，优选设定在93%。
[0125]由空气换气的肺使血液从脱氧合阈值水平重新氧合到氧合阈值水平花费的时间所度量的肺气体交换能力，提供了对肺状况的度量(步骤3514)。一般来说，健康的肺将能够在4-5次呼吸内使灌注液池重新氧合，这对应于顺序评估模式重新氧合时间在45到90秒范围内，典型约为I分钟。重新氧合时间作为评估工具的有效性，可能需要根据换气参数、 血细胞比容、血液流速、肺容量和海拔高度进行归一化。
[0126]在顺序方式评估的可替选实施方案中，在氧合阶段中向止回阀416的入口供应空气之外的气体。例如，来自医院环境中提供含50%或100%氧气气体的装置的气体，可以提供换气气体。在这种情况下，重新氧合时间减少，为了确定肺的气体交换能力，重新氧合时间测量值需要进行适当校准。
[0127]在顺序评估模式期间评估肺气体交换能力的另一种方法是测量脱氧合阶段中肺使灌注流体250脱氧合的速度。肺在用脱氧合气体500进行换气时使灌注流体250脱氧合的效率，为肺的气体交换能力提供了指示。
[0128]顺序评估模式的优点在于可以使用3-41/分钟的生理血液流速，这是因为在重新氧合过程中，气体交换仅通过肺进行。因为没有包含气体交换器，因此不需要限制血液流动。
[0129]肺通气器气动回路
[0130]肺通气器气动回路提供了控制风箱阀414和泄压阀412以控制各种不同换气方式的机构。它也控制气体流向血液气体交换器402和肺。气动控制提供了几种优点，包括以不同速度打开和关闭阀的能力，可以利用廉价、一次性导向阀的能力，将肺控制台模块200与携带暴露于肺的气体的阀隔离开的能力，并为一次性肺灌注模块400与控制台模块200的连接和拆卸提供了方便和模块化的接口。
[0131]在控制台模块控制器202上运行的软件控制气动控制模块208，它反过来控制泄压阀致动器207和风箱阀致动器210。图5a显示了肺控制台模块200中气动回路 的部件以及回路如何与，肺灌注模块400相连。在图5a中，对应于图1上显示为气动控制模块208 的部件用虚线标出。表I是所述实施方案的气动回路部件的名单。
[0132]表I
【权利要求】
1.一种肺护理系统，包括: 含有便携式底盘的便携式多用途模块； 单用途一次性模块，包含: 接口，适于将单用途一次性模块与多用途模块相结合，用于与多用途模块进行电-机械互操作；以及 肺室组件，具有用于允许灌注流体流流入肺的第一个接口，用于允许肺用换气气体换气的第二个接口，以及用于允许灌注流体从肺流出的第三个接口，肺室组件包括用于携带灌注流体流从肺流出的双重排液系统，双重排液系统包括用于引导一部分灌注流体流向灌注流体气体含量传感器的测量排液管，以及用于接受剩余部分灌注流体流的主排液管。
2.权利要求1的系统，其中双重排液系统还包含容器，用于收集从肺流出流入池中的灌注流体流，所述灌注流体流进液到测量排液管中，测量排液管的排液能力低于灌注流体流出肺的流速，其中从容器溢流的过量灌注流体流向主排液管。
3.权利要求1的系统，其中一次性模块还包括适于使灌注流体循环经过肺的泵。
4.权利要求1的系统，还包括与第二个接口相连的换气系统，用于使肺用具有预定组成的气体进行换气。
5.权利要求4的系统，其中预定组成包括约12%氧气。
6.权利要求4的系 统，其中预定组成是约12%氧气、约5.5%二氧化碳和约82.5%氮气。
7.权利要求1的系统，还包括在主排液管与灌注流体的储液器之间提供流体连通的导管。
8.权利要求1的系统，其中便携式多用途模块包含肺控制台，用于为一次性模块提供电、气动和机械控制中的至少一种。
9.权利要求8的系统，其中肺控制台包括用于控制肺换气的换气控制器。
10.权利要求9的系统，其中换气控制器包括机械致动器，用于驱动风箱以使换气气体流入肺。
11.权利要求9的系统，其中肺控制台模块包括气动控制系统，用于控制一次性模块中与肺相连的换气气体回路中的至少一个阀。
12.权利要求11的系统，其中至少一个阀放置在换气气体回路中肺与风箱之间，阀的关闭状态关闭肺与风箱之间的气体连通。
13.权利要求11的系统，其中至少一个阀包括用于将换气气体从肺换气回路排出的泄压阀。
14.权利要求11的系统，其中至少一个阀包括用于将换气气体导入换气气体回路的翼阀。
15.权利要求9的系统，其中换气控制器能够选择多种用于为肺换气的气体中的一种。
16.权利要求15的系统，其中多种气体包括氧合气体、脱氧合气体和维持气体。
17.权利要求16的系统，其中氧合气体选自空气和含有25%到100%之间的氧气的气体。
18.权利要求16的系统，其中脱氧合气体包含二氧化碳和氮气。
19.权利要求16的系统,其中脱氧合气体由约6%二氧化碳和约94%氮气构成。
20.权利要求16的系统,其中维持气体包含氧气、二氧化碳和氮气。
21.权利要求16的系统，其中维持气体由约12%氧气、约5.5% 二氧化碳和约82.5%氮气构成。
22.权利要求16的系统，其中维持气体从容纳在多用途模块内的罐供应。
23.权利要求8的系统，其中便携式多用途模块包括用于控制灌注流体气体成分的灌注流体控制器。
24.权利要求23的系统，其中灌注流体控制器包括用于控制气体流向一次性模块中的气体交换器的气动阀控制器，其中气体交换器被构造成在流向气体交换器的气体流与灌注流体之间交换气体。
25.权利要求24的系统，其中流向气体交换器的气体流包含用于从灌注流体中去除氧气的脱氧合气体。
26.权利要求25的系统,其中脱氧合气体包含二氧化碳和氮气。
27.权利要求25的系统，其中脱氧合气体由约6%二氧化碳和约94%氮气构成。
28.权利要求1的系统，其中多用途模块包括用于显示肺护理系统的状态的监测器，以及用于控制肺护理系统的操作的用户界面。
29.权利要求28的系统，其中所显示的状态包括进入肺的灌注流体的氧含量和流出肺的灌注流体的氧含量中的至少一种。
30.权利要求28的系统，其中监测器显示气体进入肺处换气气体压力的实时描记图、通过位于灌注流体进入肺动脉处的压力传感器测量到的肺的肺动脉压的实时描记图，以及肺动脉压的时间平均图。
31.权利要求1的 系统，其中多用途模块包括用于显示肺评估期间肺护理系统状态的监测器，以及用于控制肺护理系统操作的用户界面，其中监测器显示进入肺的灌注流体的氧含量的实时描记图和离开肺的灌注流体的氧含量的实时描记图。
32.—种肺护理系统,包括: 便携式多用途模块，包括便携式底盘和肺控制台； 单用途一次性模块，包括: 接口，适于将单用途一次性模块与多用途模块相结合，用于与多用途模块进行电-机械互操作；以及 肺室组件，具有用于允许灌注流体流流入肺的第一个接口，用于允许肺用换气气体换气的第二个接口，以及用于允许灌注流体流从肺流出的第三个接口，其中 肺控制台为一次性模块中灌注流体和换气气体提供了电、气动和机械控制中的至少一种。
33.权利要求32的系统，其中肺室组件包括双重排液系统，用于携带灌注流体留离开肺，所述双重排液系统包括用于将一部分灌注流体流导向灌注流体气体含量传感器的测量排液管，和用于接收剩余部分的灌注流体流的主排液管。
34.权利要求33的系统，其中双重排液系统还包括容器，用于收集从肺流出流入池中的灌注流体流，所述灌注流体流进液到测量排液管中，测量排液管的排液能力低于灌注流体流出肺的流速，其中从容器溢流的过量灌注流体流向主排液管。
35.权利要求32的系统，其中一次性模块还包括适于使灌注流体循环经过肺的泵。
36.权利要求32的系统，其中一次性模块还包括与第二个接口相连的换气系统，用于使肺用具有预定组成的气体进行换气。
37.权利要求36的系统，其中预定组成包括约12%氧气。
38.权利要求36的系统，其中预定组成是约12%氧气、约5.5% 二氧化碳和约82.5%氮气。
39.权利要求33的系统，其中主排液管将剩余部分的灌注流体导向储液器。
40.权利要求32的系统，其中肺控制台包括用于控制肺换气的换气控制器。
41.权利要求40的系统，其中换气控制器包括机械致动器，用于驱动风箱以使换气气体流入肺。
42.权利要求40的系统，其中肺控制台模块包括气动控制系统，用于控制一次性模块中与肺相连的换气气体回路中的至少一个阀。
43.权利要求42的系统，其中至少一个阀放置在换气气体回路中肺与风箱之间，阀的关闭状态关闭肺与风 箱之间的流体连通。
44.权利要求42的系统，其中至少一个阀包括用于将换气气体从肺换气回路排出的泄压阀。
45.权利要求42的系统，其中至少一个阀包括用于将换气气体导入换气气体回路的翼阀。
46.权利要求40的系统,其中换气控制器被构造成选择多种用于肺换气的气体中的一种。
47.权利要求46的系统，其中多种气体包括氧合气体、脱氧合气体和维持气体。
48.权利要求47的系统，其中氧合气体选自空气和含有25%到100%之间的氧气的气体。
49.权利要求47的系统，其中脱氧合气体包含二氧化碳和氮气。
50.权利要求47的系统，其中脱氧合气体由约6%二氧化碳和约94%氮气构成。
51.权利要求47的系统，其中维持气体包含氧气、二氧化碳和氮气。
52.权利要求47的系统，其中维持气体由约12%氧气、约5.5% 二氧化碳和约82.5%氮气构成。
53.权利要求47的系统，其中维持气体从容纳在多用途模块内的罐供应。
54.权利要求32的系统，其中肺控制台包括用于控制灌注流体气体成分的灌注流体控制器。
55.权利要求54的系统，其中灌注流体控制器包括用于控制流向一次性模块中的气体交换器的气体流的气动阀控制器，其中气体交换器被构造成在流向气体交换器的气体流与灌注流体之间交换气体。
56.权利要求55的系统，其中流向气体交换器的气体流包括用于从灌注流体中去除氧气的脱氧合气体。
57.权利要求56的系统，其中脱氧合气体包含二氧化碳和氮气。
58.权利要求56的系统，其中脱氧合气体由约6%二氧化碳和约94%氮气构成。
59.权利要求32的系统，其中多用途模块包括用于显示肺护理系统的状态的监测器，以及用于控制肺护理系统的操作的用户界面。
60.权利要求59的系统，其中所显示的状态包括进入肺的灌注流体的氧含量和流出肺的灌注流体的氧含量中的至少一种。
61.权利要求59的系统，其中监测器显示气体进入肺处换气气体压力的实时描记图、通过位于灌注流体进入肺动脉处的压力传感器测量到的肺的肺动脉压的实时描记图，以及肺动脉压的时间平均图。
62.权利要求32的系统，其中多用途模块包括用于显示肺评估期间肺护理系统状态的监测器，以及用于控制肺护理系统操作的用户界面，其中监测器显示进入肺的灌注流体的氧含量的实时描记图和离开肺的灌注流体的氧含量的实时描记图。
63.—种肺护理系统,包括: 含有底盘的多用途模块；和 单用途一次性模块，包括: 接口，适于与多用途模块相连接； 肺室组件，具有用于允许灌注流体流流入肺的第一个接口，用于允许肺用换气气体换气的第二个接口，和用于允许灌注流体流从肺流出的第三个接口 ；以及 用于将灌注流体从肺室组件排出的排液系统，排液系统包测量导管和主排液管导管，所述测量导管将灌注流体流进一步导向适于测量灌注流体气体含量的传感器。
64.权利要求63的系统，其中测量导管适于将灌注流体置于适合通过传感器进行气体含量测量的条件下。
65.权利要求63的系统，其`中灌注流体气体含量是氧气含量。
66.权利要求63的系统，其中传感器是脉冲式氧含量计。
67.—种肺护理模块,包括: 单用途一次性模块，包括: 接口，适于与多用途模块相连接；以及 肺室组件，具有用于允许灌注流体流流入肺的第一个接口和用于允许肺用换气气体换气的第二个接口 ；以及 用于将灌注流体流从肺室组件排出的排液系统，排液系统包测量导管和主排液管导管，所述测量导管将灌注流体流进一步导向适于测量灌注流体气体含量的传感器。
68.权利要求67的模块，还包括与用于肺用气体换气的第二个接口相连的换气系统。
69.权利要求68的模块，其中气体可从多种气体中选择，多种气体中的每种具有预定组成。
70.权利要求69的模块，其中多种气体包括维持气体、评估气体和空气。
71.权利要求70的模块，其中维持气体的预定组成包括约12%氧气。
72.权利要求70的模块，其中维持气体的预定组成是约12%氧气、约5.5% 二氧化碳和约82.5%氮气。
73.权利要求68的模块，其中换气系统可以构造成使肺重新呼吸一定体积的维持气体。
74.权利要求73的模块,其中换气系统包括隔离体积区室,一定体积的维持气体在肺与隔离体积区室之间循环。
75.权利要求73的模块,其中换气系统包括风箱,一定体积的维持气体通过驱动风箱在肺与风箱之间循环。
76.权利要求73的模块，其中换气系统包括经翼阀与维持气体外部供应源的连接，所述翼阀将气体释放到换气系统中，以维持换气系统中维持气体的预定组成。
77.权利要求68的模块，其中换气系统还包括泄压阀，所述泄压阀维持肺中的最小气体压力。
78.权利要求70的模块，其中评估气体的预定组成包括约6%二氧化碳。
79.权利要求70的模块，其中评估气体的预定组成包括约4-7%二氧化碳和约93-97%氮气。
80.权利要求67的模块，其中第二个接口包括气管套管。
81.权利要求80的模块，其中气管套管包含用于插入气管的气管插入部分、挠性部分、用于将气管套管紧固到肺室组件上的锁定装置和通气器接头部分。
82.权利要求81的模块，其中气管插入部分的直径为约0.65英寸到0.95英寸。
83.权利要求81的模块，其中挠性部分可以被夹紧，以封闭进出肺的气体流。
84.权利要求67的模块，还包括适于将灌注流体流入肺和从肺流出的泵。
85.权利要求84的模块，还包括与灌注流体热接触的加热器，用于将灌注流体的温度维持在接近生理水平。
86.权利要求85的模.块，其中温度在约30°C到37°C之间。
87.权利要求85的模块，其中温度在约34°C到37°C之间。
88.权利要求84的模块，还包括与至少一个气体供应源和灌注流体流体连通的气体交换装置，所述气体交换装置适于可控地调节灌注流体中第一种气体成分的组成。
89.权利要求88的模块，还包括用于从多种气体供应源中进行选择，以调节灌注流体中气体成分的组成的气体选择开关。
90.权利要求84的模块，其中第一个接口包括肺动脉套管。
91.权利要求90的模块，其中肺动脉套管包括用于插入到肺动脉中的插入管、与插入管相连的接头部分，和主管部分，所述主管部分与用于连接到携带流入肺的灌注流体流的回路上的接头部分相连。
92.权利要求91的模块，其中肺动脉套管还包括压力换能器接头，所述压力换能器接头在靠近插入管的接头部分的腔内限定了开口，用于将压力换能器定位在灌注流体进入肺的入口点附近。
93.权利要求92的模块，其中压力换能器接头还提供用于为压力换能器远端排气的通道。
94.权利要求92的模块，其中肺动脉套管包括两个插入管。
95.权利要求92的模块，其中插入管以约15°到90°之间的角度偏离开肺动脉套管的主轴。
96.权利要求67的模块，其中肺的左心房袖暴露于肺室组件，以允许灌注流体从肺流向排液系统。
97.权利要求67的模块，其中一次性模块还包括在左心房袖与将灌注流体从肺导向排液系统的套管之间的连接。
98.权利要求67的模块，其中肺室组件包括外壳、支撑面和可开启的盖子。
99.权利要求98的模块，其中支撑面限定了排液管和排液通道，用于排出流出肺的灌注流体。
100.权利要求98的模块，其中支撑面被构造成固定挠性包封，为肺提供支撑并锚定肺。
101.权利要求98的模块,其中挠性包封包含聚氨酯。
102.一种用于离体肺保存的方法，所述方法包括: 使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺； 通过使系留体积的换气气体在肺与可变体积室之间来回流动，通过气管接口对肺换气；以及 在系留体积中导入附加的换气气体流并从系留体积中排出过量的换气气体，来维持换气气体的预定组成并维持系留体积的最小气体压力。
103.权利要求102的方法，其中换气气体包括氧气、二氧化碳和惰性气体的组合物。
104.权利要求103的方法，其中惰性气体是氮气。
105.权利要求102的方法，其中灌注流体的气体含量达到对应于换气气体预定组成的平衡水平。
106.权利要求102的方法，其中换气气体的预定组成包括约5-20%氧气和约2-10%二氧化碳。
107.权利要求106的方法，其中灌注流体的气体含量达到平衡水平，平衡水平的血红蛋白饱和水平为约88%-98%。
108.权利要求102的方法，其中换气气体的预定组成包括约12%氧气和约5.5% 二氧化碳。
109.权利要求105的方法，其中进入肺的灌注流体的血红蛋白饱和水平达到约90-95%的平衡水平，离开肺的灌注流体的血红蛋白饱和水平达到约90-95%的饱和水平。
110.权利要求102的方法，其中进入肺的灌注流体的氧含量低于生理水平，离开肺的灌注流体的氧含量高于生理水平。
111.权利要求102的方法，其中附加的换气气体流为每分钟约400-600mL。
112.权利要求102的方法，其中系留体积为约400-1200mL。
113.权利要求102的方法，其中系留体积的最小气体压力为约4-8cm水柱。
114.权利要求102的方法，其中换气气体的最大压力为约12-22cm水柱。
115.权利要求102的方法，其中过量的换气气体通过与系留体积相通的泄压阀排出。
116.权利要求102的方法，其中可变体积室包含风箱。
117.权利要求116的方法，还包含压缩风箱以使换气气体流入肺。
118.权利要求117的方法，其中在风箱与肺之间流动的换气气体体积由风箱的压缩冲程量值所决定。
119.权利要求102的方法，其中换气气体流出肺由肺的收缩引起。
120.权利要求102的方法，其中肺动脉接口包括肺动脉套管，所述肺动脉套管的一部分插入到肺的肺动脉中。
121.权利要求102的方法，其中灌注流体通过暴露的左心房袖从肺流出。
122.权利要求102的方法，其中左心房接口包括在肺的左心房与左心房套管之间的密封连接。
123.权利要求102的方法，其中气管接口包括气管套管，所述气管套管的一部分插入到肺的气管中。
124.权利要求102的方法，其中灌注流体维持在接近生物温度。
125.权利要求102的方法，还包括测量流入肺的灌注流体中的第一个氧含量水平和流出肺的灌注流体中的第二个氧含量水平。
126.权利要求102的方法，还包括测量灌注流体中的至少一个血红蛋白氧饱和度水平和流入肺的灌注流体中的氧气分压。
127.权利要求102的方法，还包括测量灌注流体中的至少一个血红蛋白氧饱和度水平和流出肺的灌注流体中的氧气分压。
128.权利要求102的方法，其中灌注流体包含血液制品。
129.权利要求128的方法，其中灌注流体至少部分去除了白细胞。
130.权利要求129的方法，其中灌注流体至少部分去除了血小板。
131.权利要求102的方法，其中灌注流体包括全血。
132.权利要求102的方法，还包括在灌注期间向肺投送一种或多种治疗药物。
133.权利要求132的方法，其中一种或多种治疗药物选自抗微生物剂、血管舒张剂和消炎药。
134.权利要求132的方法，其中一种或多种治疗药物选自前列腺素、前列环素、葡聚糖、异丙肾上腺素、依前列醇和一氧化氮供体。
135.权利要求132的方法，其中一种或多种治疗药物通过喷雾器和支气管镜中的一种经气管接口投送。
136.权利要求102的方 法，还包括在开始肺灌注之前在灌注流体中建立所需氧含量水平。
137.权利要求136的方法，其中灌注流体中的所需氧含量水平对应于约88%-98%的血红蛋白饱和水平。
138.—种保存离体肺的方法，所述方法包括:将灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；通过使系留体积的换气气体在肺与可变体积室之间来回流动，经气管接口对肺换气；在系留体积中导入附加体积的换气气体并从系留体积中排出过量的换气气体，来维持换气气体的预定组成并维持系留体积的最小气体压力；并且其中换气气体成分与灌注流体之间在肺中的气体交换导致灌注流体中相应的气体成分达到平衡值。
139.权利要求138的方法，其中换气气体成分是氧气和二氧化碳中的至少一种。
140.一种用于保存离体肺的系统，所述系统包括:灌注流体回路，用于使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；换气回路，用于通过气管接口对肺换气，换气回路适于使系留体积的换气气体在肺与可变体积室之间来回流动；翼阀，与换气回路流体连通，用于在系留体积中导入附加体积的换气气体；以及泄压阀，与换气回路流体连通，用于从系留体积中排出过量的换气气体，并维持系留体积的最小气体压力；并且其中换气气体成分与灌注流体之间在肺中的气体交换导致灌注流体中相应的气体成分达到平衡值。
141.一种用于保存离体肺的系统，所述系统包含:用于使灌注流体循环经过肺的机构，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；用于通过气管接口对肺换气的机构，换气回路适于使系留体积的换气气体在肺与可变体积室之间来回流动；用于在系留体积中导入附加体积的换气气体的机构；以及用于从系留体积中排出过量的换气气体并维持系留体积的最小气体压力的机构，其中换气气体成分与灌注流体之间在肺中的气体交换导致灌注流体中相应的气体成分达到平衡值。
142.—种评估肺的方法，所述方法包括:使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；通过使换气气体流经气管接口对肺进行换气；使灌注流体脱氧合，直到在灌注流体中达到氧含量的第一个预定值；以及通过用氧合气体对肺换气使灌注流体重新氧合，直到在灌注流体中达到氧含量的第二个预定值，其中肺的状态可以根据肺使灌注流体中的氧含量从第一个氧含量值变化到第二个氧含量值所花费的时间来确定。
143.权利要求142的方法，其中通过用包含CO2的脱氧合气体对肺换气使灌注流体脱氧合。
144.权利要求143的方法 ，其中脱氧合气体包含约6%C02。
145.权利要求142的方法，其中通过将灌注流体循环经过气体交换装置使灌注流体脱氧合，所述气体交换装置与包含CO2和N2的脱氧合气体流体连通，气体交换装置通过脱氧合气体与灌注流体之间的气体交换从灌注流体中去除氧气。
146.权利要求145的方法，其中脱氧合气体包含约6%C02和约94%N2。
147.权利要求142的方法，其中通过用包含CO2和N2的脱氧合气体对肺换气使灌注流体脱氧合。
148.权利要求142的方法，其中灌注流体含有红细胞，灌注流体中的第一个氧含量预定值对应于约73%的红细胞饱和度。
149.权利要求142的方法，其中灌注流体含有红细胞，灌注流体中的第二个氧含量预定值对应于约93%的红细胞饱和度。
150.权利要求142的方法，其中氧合气体是空气。
151.权利要求142的方法，其中氧合气体含有约25%到100%之间的氧气。
152.权利要求142的方法，其中灌注流体以每分钟约1.5升的速度流过灌注回路。
153.权利要求142的方法，其中在运输肺的同时对肺进行评估。
154.权利要求142的方法，其中灌注流体被维持在接近生理温度。
155.权利要求142的方法，其中灌注流体包括血液制品。
156.权利要求155的方法，其中灌注流体至少部分去除了白细胞。
157.权利要求155的方法，其中灌注流体至少部分去除了血小板。
158.权利要求142的方法，其中灌注流体包括全血。
159.权利要求142的方法，还包括在灌注期间向肺投送一种或多种治疗药物。
160.权利要求159的方法，其中一种或多种治疗药物选自抗微生物剂、血管舒张剂和消炎药。
161.权利要求159的方法,其中一种或多种治疗药物选自前列腺素、前列环素、葡聚糖、异丙肾上腺素、依前列醇和一氧化氮供体。
162.权利要求159的方法，其中一种或多种治疗药物通过喷雾器和支气管镜中的一种经气管接口投送。
163.权利要求142的方法，还包括测量灌注流体的氧含量以确定何时达到灌注流体中的第一个和第二个氧含量预定值。
164.权利要求163的方法，其中通过使用脉冲式氧含量计确定灌注流体中红细胞的饱和度水平，来测量灌注流体的氧含量。
165.一种用于评估肺的系统，所述系统包括:用于使灌注流体循环经过肺的离体灌注回路，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；以及用于使换气气体通过气管接口流入和流出肺的换气回路，其中系统被构造成使灌注流体脱氧合，直到在灌注流体中达到第一个氧含量预定值，以及通过用氧合气体对肺换气使灌注流体重新氧合，直到在灌注流体中达到氧含量的第二个预定值，并且其中系统还被构造成根据肺使灌注流体中的氧含量从第一个氧含量值变化到第二个氧含量值所花费的时间来确定肺的状态。
166.权利要求165的系统，其中系统被构造成通过用包含CO2和N2的脱氧合气体对肺换气使灌注流体脱氧合。
167.权利要求165的 系统，其中换气回路还包括气体交换装置，系统被构造成通过在使包含CO2和N2的脱氧合气体经过气体交换装置的同时使灌注流体循环经过气体交换装置，来对灌注流体脱氧合，所述气体交换装置适于通过脱氧合气体与灌注流体之间的气体交换从灌注流体中去除氧气。
168.—种用于评估肺的系统，所述系统包括:用于使灌注流体循环经过肺的机构，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；以及用于使换气气体通过气管接口流入和流出肺的机构，其中系统被构造成使灌注流体脱氧合，直到在灌注流体中达到第一个氧含量预定值，以及通过用氧合气体对肺换气使灌注流体重新氧合，直到在灌注流体中达到氧含量的第二个预定值，并且其中系统还被构造成根据肺使灌注流体中的氧含量从第一个氧含量值变化到第二个氧含量值所花费的时间来确定肺的状态。
169.—种肺护理系统,所述系统包括:离体灌注回路，用于使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过左心房接口离开肺；和换气回路，用于使换气气体通过气管接口流入和流出肺，其中系统包括肺维持模式和肺评估模式，肺维持模式被构造成通过使系留体积的换气气体在肺与可变体积室之间来回流动，经气管接口对肺进行换气，并且评估模式被构造成:使灌注流体脱氧合，直到在灌注流体中达到第一个氧含量预定值；通过用氧合气体对肺换气使灌注流体重新氧合，直到在灌注流体中达到氧含量的第二个预定值；以及根据肺使灌注流体中的氧含量从第一个氧含量值变化到第二个氧含量值所花费的时间来确定肺的状态。
170.一种评估肺的方法，所述方法包含:将肺放置在离体灌注回路中；使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过肺静脉离开肺；使灌注流体循环经过气体交换器，气体交换器从灌注流体中去除氧气； 通过使换气气体流过气管接口对肺换气；在灌注回路中灌注流体离开肺后的位点处测量灌注流体中的第一个氧饱和度值；以及根据第一个氧饱和度值确定肺的状态。
171.权利要求170的方法，其中确定肺的状态包括确定第一个氧饱和度值与换气气体中吸入的氧气分数之间的比率。
172.权利要求170的方法，还包括:在灌注回路中肺动脉接口附近的位点处测量灌注流体中的第二个氧饱和度值；以及根据第一个与第二个氧饱和度值之间的差来确定肺的状态。
173.权利要求170的方法，其中换气气体是空气。
174.权利要求170的方法，其中换气气体含有25%到100%之间的氧气。
175.权利要求170的方法，其中灌注流体以每分钟约1.5升的速度流过灌注回路。
176.—种评估肺的方法，所述方法包括:将肺放置在离体灌注回路中；使灌注流体循环经过肺，流体通过肺动脉接口进入肺，通过肺静脉离开肺；通过使换气气体流过气管接口对肺换气；使灌注流体脱氧合，直到在灌注流体中达到第一个氧饱和度预定值；通过用空气对肺换气使灌注流体重新氧合，直到在灌注流体中达到氧饱和度的第二个预定值；以及根据肺使灌注流体中的氧饱和度水平从第一个氧饱和度值变化到第二个氧饱和度值所花费的时间来确定肺的状态。
177.权利要求176的方法，其中通过用包含CO2和N2的换气气体对肺换气使灌注流体脱氧合。
178.权利要求177的方法，其中换气气体包含约5.5%C02和94.5%N2。
179.权利要求176的方法，其中通过使灌注流体循环经过气体交换装置将灌注流体脱氧合，所述气体交换装置与包含CO2和N2的换气气体流体连通，气体交换装置通过换气气体与灌注流体之间的气体交换调节灌注流体中的氧气组成。
180.权利要求179的方法，其中换气气体包含约5.5%C02和94.5%N2。
181.权利要求179的方法，其中氧饱和度的第一个预定值是约77%氧气。
182.权利要求179的方法，其中氧饱和度的第二个预定值是约97%。
183.权利要求1、32、63、140、141、165、168或169的肺护理系统在保存或评估离体肺中的应用。
184.权利要求67的模块在保存`或评估离体肺中的应用。
【文档编号】A01N1/02GK103430939SQ201310148246
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2009年1月30日 优先权日:2008年1月31日
【发明者】罗伯特·费什曼, 罗伯特·哈维那, 伊哈卜·阿德尔·法塔斯, 阿纳斯·阿德拉兹姆, 斯科特·尼维尔, 汤姆·毕晓普, 塔莫尔·科哈亚, 斯坦利·科伊, 罗纳德·泰勒, 多格·哈利奥特, 马修·德雷默尔, 保罗·穆锐, 约翰·苏里维安, 马克·安德松, 理查德·布理因哈姆, 迈克·凡德里尔, 瓦里德·哈桑内 申请人:特兰斯迈迪茨公司