在ECMO(体外膜肺氧合)设备的运行中,管路血液的正常输送是重要前提。如果有异常情况发生,或许会导致灾难性的后果。因此,对于ECMO管路中血液的流速变动的准确监测,是ECMO器械设计者需要重点关注的问题。

以下为ECMO管路中的3个常见的流路相关问题及在应对这些问题时,迅音外夹式超声波流量传感器/超声波流量计可发挥的作用：

1.泵故障

所谓泵故障,即驱动控制台或泵头无法驱动离心泵产生正向回路血流。此时ECMO/体外膜肺氧合支持会中断。

泵故障的潜在后果：

VA ECMO：如果循环主要由 ECMO 流量支持,很可能导致血液动力崩溃和逆行回路流量。 如果患者自身仍有一定的心脏功能,就会出现不同程度的低血压和心源性休克。

VV ECMO：如果患者高度依赖 ECMO 血流,可能会在几秒钟内发生严重缺氧和心脏骤停

泵故障有多种类型：

电池故障（并且没有连接交流电源）,电机故障（控制台或泵头）、泵头脱离或爆发性血栓形成。部分泵故障的发生相对突然且很难预测,例如来自电源的故障。但也存在相对可防可控的故障,例如由于血栓被卡在泵头而导致的泵头故障。在这类故障造成严重后果之前,通常存在一定的早期迹象,例如泵头噪音、溶血、振动、血流量下降。

泵头噪音和溶血的发现需要依靠医护工作人员的人力投入,如保持对磨损刮擦类机械噪音的警觉,用手电筒光照检查管路系统中的血栓；但考虑到医护人员需要时常面对具有挑战的工作环境及工作强度,ECMO/体外膜肺氧合机器研发时需要针对这些迹象设计相对更加全面的智能预警功能。在监测血流量变动时,准确、可靠的超声波流量传感器/超声波流量计是ECMO预警智能化、自动化的重要组件。

迅音科技的外夹式超声波流量传感器/超声波流量计的精度可达3%,可以精准监控ECMO管路中血液流量的各类微小变化,便于ECMO系统在更为严重的问题发生之前便见微知著,防患于未然。

2.流速过低

在ECMO/体外膜肺氧合系统的运转过程中,血液流速必须高于某个特定数值,否则容易造成低灌注压、靶器官低灌注、低血氧症、高碳血酸症、休克恶化等后果。体外生命支持组织（ELSO）2017年的指导文件表明,为了维持充足的氧气供应及有效去除二氧化碳,一个用于成人的ECMO流路系统的流速通常应保持在4-6升/分钟。美国国家生物技术信息中心（NCBI） 2016年发表的临床经验指出,血流流速必须始终高于在2升/分的水平,若低于此速度,有返流生成的风险,并会因此产生低效的 ECMO 运行；血液流速过低时,医护人员需要立刻排查原因,例如患者是否已经移动身体并导致了部分管路的扭结、又如患者身上是否发生了出血、渗血等情况。

如何实现ECMO系统的流量要求?

ECMO研发者无需进行额外的开发工作,可以直接使用迅音科技的传感器/流量计的流量开关功能來满足ECMO系统流速要求。流量开关功能允许开发者设置一个流量值,当管路中血液的流速低于设定值时,系统将发出自动警报。

3.返流

当ECMO系统中的血液流速小于2升/分钟时,返流产生的风险急剧增大。迅音科技的超声波流量传感器/流量计具有双向测量功能,可鉴别来自正、反两个方向的液体流动。当检测到来自相反方向的液体时,系统中的流速显示会被以"—"标识。

迅音超声波流量传感器/超声波流量计的其他特点：

1. 外夹式设计,避免内置探头对于血细胞的剪切应力

2. 传感器的测量原理为超声波时差法,适合以血液、水等液体为介质的流量测量。

3. 具有RS485标准输出模式,便于整合入ECMO系统中。

4. 传感器尺寸多样,标准型号传感器适合外径1/4英寸到3/4英寸(6.4mm-19.1mm)不等的软管。

5. 体积小巧,传感器的所有电路和零部件均集成在传感器壳体内部,无需外部计算处理系统。下图中的传感器样品为CG 038。CG 038适合外径3/8英寸的软管,长宽高为：60mm x 39mm x 34.3mm,重量约为120克。

下图为5个不同尺寸的CG系列外夹式超声波流量传感器/超声波流量计所夹持的管路大小对比图。

除了ECMO/体外膜肺氧合系统,迅音科技的外夹式超声波流量传感器/流量计亦可以用在多种医疗器械中,例如血液透析机、人工心肺机、手术灌注系统系统等。