ECMO流路的关键组件－气泡流量传感器

ECMO流路的关键组件是气泡流量传感器。  气泡流量传感器提供测量血流速度和气泡检测（空气检测）。  流量传感器配置于离心泵的下游侧。 额外的夹装式传感器有时包括在充氧器。 在更先进的紧凑型系统中，例如Maquet CARDIOHELP，  传感器内置于泵/充氧器组件中。

使用容积泵时，通过泵的血流通量完全由泵速决定。 但是，旋转离心式流量泵在设定速度下，通过泵的流量也取决于上游和下游压力。因此，需要一个外部传感器来提供血液流速信息。ECMO离心泵回路要求超声波传感器测量血流量并检测气泡（空气）。

传感器工作原理是测量通过血流的超声波脉冲的传输时间。 流量传感器夹装ECMO回路中的管路。 超音波脉冲从一个压电晶体发送到另一个压力电晶体。每个脉冲的 传输时间被确定，上游流动的脉冲和下游流动的脉冲之间的差值，与流量成比例。根据多普勒效应原理可以检测流速。

气泡检测对于维持回路稳定流动并防止因空气栓塞而引起的并发症至关重要，尤其是对于静脉动脉ECMo回路。 非侵入式超声气泡传感器使用有源压电元件作为压电发射器来生成高频声波。 该声波传播通过传感器壁，并耦合到与该壁接触的管道。 然后，该波穿过充满液体的管道到达相对的传感器壁，并在另一侧被无源压电元件接收。

管道壁或流体与空气之间存在很大的声阻抗差。 这种较大的阻抗失配会产生一个声镜，该声镜会向发射器的方向反射回超声波。 由于能量没有到达接收器一侧，因此传感器将指示存在空气。

盲点是管道中不位于声波路径中的区域。 由于它们不在声路径中，因此穿过这些位置的气泡不会使声信号衰减，因此不会被检测到。 大多数方向都可能在快速流动的条件下检测到气泡，因为流体流动倾向于使气泡居中。 但是，在低流量条件下，浮力将施加反重力，可能会将气泡定位在盲区。 带有垂直管的水平传感器可以使气泡漂移得更快，并使之在管内居中。

优化气泡检测的另一种方法是将管道夹紧到传感器通道中，以将其压缩为更多的正方形。 这样可以*大化声窗，并*小化盲点，从而减少了未被发现的气泡的风险。 此方法还*大程度地减小了压力管道的影响，这对静脉-动脉ECMO回路的流出侧很重要。 这种方法可能并不总是实用的，但在可能的情况下强烈建议使用。