一种血液冷却装置

本申请涉及医疗器械，特别涉及一种血液冷却装置。

背景技术：

1、由脑卒中(俗称中风)引起的脑缺血，在全世界范围内都是人类生命健康安全的一大杀手，其中脑卒中是指因大脑血管破裂或堵塞引起的脑部血液循环障碍以及一系列脑部疾病。脑卒中常常发生在中老年人群，随着人口老龄化程度的不断提高，其发病率和死亡率都大大增大。除了高发病率、高死亡率，脑卒中的致残率也很高。即使没有死亡，发病患者也有很大可能患上各种严重后遗症，包括瘫痪、语言障碍与行为障碍等，极大降低了患者的生活质量。

2、医学界已经证明了低温可以降低细胞耗氧量，抑制有害的细胞生化机制，对于脑缺血或脑损伤患者的存在明确的神经保护作用。及时的脑冷却可以挽救患者生命，并显著改善患者预后。

3、目前，4-10℃低温是许多血管外科手术中灌注的首选温度。除了特制的灌注液，通过导管向脑部血管直接供应冷却过的患者自身血液是一种有效的冷却手段。

技术实现思路

1、鉴于此，有必要针对现有技术中存在缺陷提供一种可以高效并稳定工作的血液冷却装置。

2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

3、本申请提供了一种血液冷却装置，包括第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元及第四冷却单元，其中：

4、所述第一冷却单元包括第一恒温腔、设置于所述第一恒温腔内的第一血液管道及分布于所述第一恒温腔内的第一复合相变材料，所述第一复合相变材料的熔点为25℃；

5、所述第二冷却单元包括第二恒温腔、设置于所述第二恒温腔内的第二血液管道及分布于所述第二恒温腔内的第二复合相变材料，所述第二复合相变材料的熔点为15℃；

6、所述第三冷却单元包括第三恒温腔、设置于所述第三恒温腔内的第三血液管道及分布于所述第三恒温腔内的第三复合相变材料，所述第三复合相变材料的熔点为8℃；

7、所述第四冷却单元包括第四恒温腔、设置于所述第四恒温腔内的第四血液管道及分布于所述第四恒温腔内的第四复合相变材料，所述第四复合相变材料的熔点为4℃；

8、血液由所述第一血液管道的入口进入，且相邻的所述恒温腔之间通过所述血液管道的出口与下一个所述血液管道的入口连接；

9、血液从离体温度依次经所述第一冷却单元、所述第二冷却单元、所述第三冷却单元及所述第四冷却单元后冷却。

10、在其中一些实施例中，所述第一恒温腔、所述第二恒温腔、所述第三恒温腔及所述第四恒温腔的材质包括但不限于不锈钢及铜。

11、在其中一些实施例中，所述第一恒温腔、所述第二恒温腔、所述第三恒温腔及所述第四恒温腔的内壁上布置有肋片。

12、在其中一些实施例中，所述第一血液管道、所述第二血液管道、所述第三血液管道、所述第四血液管道的材料包括但不限于不锈钢，形状包括但不限于直管、弯管或螺旋管。

13、在其中一些实施例中，所述第一复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的egazn合金、47.5-65％的相变石蜡、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述相变石蜡的熔点为25℃。

14、在其中一些实施例中，所述第二复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的egain合金、47.5-65％的相变石蜡、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述相变石蜡的熔点为15℃。

15、在其中一些实施例中，所述第三复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的ga61in25sn13zn1合金、47.5-65％的相变石蜡、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述相变石蜡的熔点为25℃。

16、在其中一些实施例中，所述第四复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的ga71in15sn13zn1合金、47.5-65％的peg-400、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述peg-400的熔点为25℃。

17、在其中一些实施例中，所述成核剂包括但不限于金属粉或陶瓷粉，所述膨胀石墨包括熟料或用生料经包括但不限于微波加热或马弗炉手段制成的熟料，所述熟料为膨胀石墨，所述生料为可膨胀石墨。

18、在其中一些实施例中，所述第一复合相变材料、所述第二复合相变材料、所述第三复合相变材料及所述第四复合相变材料均与对应的所述血液管道紧密接触。

19、在其中一些实施例中，所述第一复合相变材料、所述第二复合相变材料、所述第三复合相变材料及所述第四复合相变材料与对应的所述血液管道之间设置有热界面材料。

20、在其中一些实施例中，所述恒温腔之间由绝热层隔离，所述绝热层包括但不限于真空绝热、保温棉或中空玻璃板。

21、在其中一些实施例中，还包括对应设置于任意一所述恒温腔上的制冷器，所述制冷器包括但不限于半导体制冷、冷却水制冷或制冷循环制冷。

22、在其中一些实施例中，还包括设置于任意一所述恒温腔内的测温装置，所述测温装置包括但不限于热电偶或热敏电阻。

23、在其中一些实施例中，任意一所述制冷器还包括控温单元，所述控温单元接受所述测温装置返回的温度信号，并根据所述温度信号判断是否要提供冷量以维持所述恒温腔内的低温环境。

24、本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：

25、本申请提供的血液冷却装置，包括第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元及第四冷却单元，任意一冷却单元包括恒温腔、设置于恒温腔内的血液管道及分布于恒温腔内的复合相变材料，本申请提供的血液冷却装置利用熔点梯度分布的四种复合相变蓄冷材料，让穿过其中的血液分四级降温，使得血液在降温过程中与冷表面的温差全程不会超过15℃，每一级降温前后的血液温度都能固定在预设范围内，最终输出温度在4℃左右的血液，由于相变材料具有天然的储能蓄冷能力，可以在需要时释放冷量，从而增强了装置应对不同工况以及可能由故障等因素引起的反常冷/热冲击的能力。

技术特征：

1.一种血液冷却装置，其特征在于，包括第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元及第四冷却单元，其中：

2.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第一恒温腔、所述第二恒温腔、所述第三恒温腔及所述第四恒温腔的材质包括但不限于不锈钢及铜。

3.如权利要求2所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第一恒温腔、所述第二恒温腔、所述第三恒温腔及所述第四恒温腔的内壁上布置有肋片。

4.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第一血液管道、所述第二血液管道、所述第三血液管道、所述第四血液管道的材料包括但不限于不锈钢，形状包括但不限于直管、弯管或螺旋管。

5.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第一复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的egazn合金、47.5-65％的相变石蜡、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述相变石蜡的熔点为25℃。

6.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第二复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的egain合金、47.5-65％的相变石蜡、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述相变石蜡的熔点为15℃。

7.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第三复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的ga61in25sn13zn1合金、47.5-65％的相变石蜡、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述相变石蜡的熔点为25℃。

8.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第四复合相变材料包括如下质量百分比的成分：30-47.5％的ga71in15sn13zn1合金、47.5-65％的peg-400、不超过5％的膨胀石墨及成核剂，所述peg-400的熔点为25℃。

9.如权利要求5或6或7或8所述的血液冷却装置，其特征在于，所述成核剂包括但不限于金属粉或陶瓷粉，所述膨胀石墨包括熟料或用生料经包括但不限于微波加热或马弗炉手段制成的熟料，所述熟料为膨胀石墨，所述生料为可膨胀石墨。

10.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第一复合相变材料、所述第二复合相变材料、所述第三复合相变材料及所述第四复合相变材料均与对应的所述血液管道紧密接触。

11.如权利要求10所述的血液冷却装置，其特征在于，所述第一复合相变材料、所述第二复合相变材料、所述第三复合相变材料及所述第四复合相变材料与对应的所述血液管道之间设置有热界面材料。

12.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，所述恒温腔之间由绝热层隔离，所述绝热层包括但不限于真空绝热、保温棉或中空玻璃板。

13.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，还包括对应设置于任意一所述恒温腔上的制冷器，所述制冷器包括但不限于半导体制冷、冷却水制冷或制冷循环制冷。

14.如权利要求1所述的血液冷却装置，其特征在于，还包括设置于任意一所述恒温腔内的测温装置，所述测温装置包括但不限于热电偶或热敏电阻。

15.如权利要求2所述的血液冷却装置，其特征在于，任意一所述制冷器还包括控温单元，所述控温单元接受所述测温装置返回的温度信号，并根据所述温度信号判断是否要提供冷量以维持所述恒温腔内的低温环境。

技术总结
本申请提供的血液冷却装置，包括第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元及第四冷却单元，任意一冷却单元包括恒温腔、设置于恒温腔内的血液管道及分布于恒温腔内的复合相变材料，本申请提供的血液冷却装置利用熔点梯度分布的四种复合相变蓄冷材料，让穿过其中的血液分四级降温，使得血液在降温过程中与冷表面的温差全程不会超过15℃，每一级降温前后的血液温度都能固定在预设范围内，最终输出温度在4℃左右的血液，由于相变材料具有天然的储能蓄冷能力，可以在需要时释放冷量，从而增强了装置应对不同工况以及可能由故障等因素引起的反常冷/热冲击的能力。

技术研发人员：唐守胜,姚雨辰,王磊,邓中山
受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15