CN106693095A - 一种气动式心脏辅助泵血装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动式心脏辅助泵血装置。包括泵血单元，所述泵血单元的上端面设有塑料瓣膜，所述泵血单元的下端面通过管道与气动单元相连，所述的泵血单元上设有阀门，所述的气动单元通过进气或出气带动阀门开启或关闭以形成泵血单元周期性的射血，所述的气动单元与监测控制单元相连。由上述技术方案可知，本发明结构设计合理、简单、方便、可靠，能使动脉血流增加，减轻心脏工作负荷，且该泵血装置的充气、排气活动规律通过监测控制单元与自然心脏收缩、舒张规律保持严格而精确的同步关系。

Description

一种气动式心脏辅助泵血装置

技术领域

本发明涉及一种气动式心脏辅助泵血装置。

背景技术

冠状动脉疾病、心肌炎、高血压及各类心肌病常常导致心脏功能下降和充血性心力衰竭。内科药物治疗对此类疾病的治疗效果非常有限，大多不能有效的延长患者的寿命。而心脏最重要的功能之一就是泵血功能，心脏射血功能是正常还是不正常，是增强或是减弱，对机体的活动都会产生重要影响。一直以来，心脏病科专家们的梦想就是能够找到合适的材料制造人造假体心脏或是研制辅助心脏泵血的装置，来帮助患者恢复各项机能，人工心脏辅助循环装置是利用机械的方法把血液输送到全身各器官以部分代替心脏的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动式心脏辅助泵血装置，该装置可协助患病心脏工作，跟随心脏搏动情况，适时向心脏提供外力协助，以增加心脏的泵血量，解决心衰病人心脏泵血不足的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括泵血单元，所述泵血单元的上端面设有塑料瓣膜，所述泵血单元的下端面通过管道与气动单元相连，所述的泵血单元上设有阀门，所述的气动单元通过进气或出气带动阀门开启或关闭以形成泵血单元周期性的射血，所述的气动单元与监测控制单元相连。

所述的泵血单元包括管状的壳体，所述的壳体包括依次相连的第一壳体段与第二壳体段，所述的塑料瓣膜设置在第一壳体段的顶端，所述的管道与第二壳体段的底部相连，所述第二壳体段的壳壁上均匀间隔设置有通孔，所述的通孔处设有与通孔形状相吻合的阀门，所述的阀门关闭时与第二壳体段形成完整的壳壁。

所述的第一壳体段为上口小、下口大的异径壳体，所述的第二壳体段为等径壳体，所述第一壳体段的下口直径与第二壳体段的直径相吻合。

所述的气动单元包括气缸以及驱动气缸动作的伺服电机，所述气缸的压力腔与管道连通，所述气缸的活塞杆通过连杆与安装在伺服电机上的丝杆机构相连。

所述的监测控制单元包括嵌入式计算机，嵌入式计算机通过驱动器与伺服电机相连，所述的嵌入式计算机上分别与显示器与操作键盘相连。

所述的塑料瓣膜固定在第一壳体段顶端的内壁上，且塑料瓣膜为凸面结构且凸面向下设置，所述的塑料瓣膜上开设有十字切口。

所述的阀门通过连接机构固定在第二壳体段上，且该连接机构处设有扭簧，所述的扭簧使阀门在无外力作用时形成与第二壳体段的紧闭密封状态，所述的连接机构及扭簧均设置在第二壳体段的内部。

所述的壳体、管道、阀门、塑料瓣膜均由与人体兼容的弹塑性材料制成。

由上述技术方案可知，本发明结构设计合理、简单、方便、可靠，能使动脉血流增加，减轻心脏工作负荷，且采用实时监控，泵血装置的充气、排气活动规律通过监测控制单元与自然心脏收缩、舒张规律保持严格而精确的同步关系。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明泵血单元的结构示意图；

图3是图2的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种气动式心脏辅助泵血装置，包括泵血单元，泵血单元的上端面设有塑料瓣膜1，泵血单元的下端面通过管道2与气动单元相连，泵血单元上设有阀门3，气动单元通过进气或出气带动阀门3开启或关闭以形成泵血单元周期性的射血，也就是阀门3受气压作用打开时，能阻挡血液，控制血液的流向，其向血液循环的方向流动，气动单元与监测控制单元相连。

进一步的，如图2所示，泵血单元包括管状的壳体4，壳体4包括依次相连的第一壳体段41与第二壳体段42，塑料瓣膜1设置在第一壳体段41的顶端，管道2与第二壳体段42的底部相连，第二壳体段42的壳壁上均匀间隔设置有通孔43，通孔43处设有与通孔43形状相吻合的阀门3，阀门3关闭时与第二壳体段42形成完整的壳壁。阀门3也可以理解为是在第二壳体段42的壳壁上开设的窗户，窗户可打开可关闭。

进一步的，第一壳体段41为上口小、下口大的异径壳体，第二壳体段42为等径壳体，第一壳体段41的下口直径与第二壳体段42的直径相吻合。

进一步的，气动单元包括气缸5以及驱动气缸5动作的伺服电机6，气缸5的压力腔与管道2连通，气缸5的活塞杆通过连杆62与安装在伺服电机6上的丝杆机构61相连。

进一步的，监测控制单元包括嵌入式计算机7，嵌入式计算机7通过驱动器8与伺服电机6相连，嵌入式计算机7上分别与显示器9与操作键盘10相连。监测控制单元通过嵌入式计算机7可连续监测心率、心搏击量、心室心房及动静脉压力，从而自动调节排出量及压力，使流入流出相平衡，与自然心脏的输出同步。

进一步的，如图3所示，塑料瓣膜1固定在第一壳体段41顶端的内壁上，且塑料瓣膜1为凸面结构且凸面向下设置，塑料瓣膜1上开设有十字切口。塑料瓣膜1的原理与心脏瓣膜相似，在一个与人体兼容的弹性材料凸面上开十字切口，由于凸面向内设置，泵血单元内的压力不足以推开，只有用吸的力才能把十字口打开。

进一步的，阀门3通过连接机构31固定在第二壳体段42上，且该连接机构31处设有扭簧，扭簧使阀门3在无外力作用时形成与第二壳体段42的紧闭密封状态，连接机构31及扭簧均设置在第二壳体段42的内部，避免刮伤人体组织。

进一步的，壳体4、管道2、阀门3、塑料瓣膜1均由与人体兼容的弹塑性材料制成。

本发明的具体工作原理及工作过程如下：

使用时，泵血单元通过血管并穿过心脏瓣膜，此时第一壳体段进入心脏。通过操作键盘和显示器向嵌入式计算机输入波动率，在嵌入式计算机上启动运行，嵌入式计算机按照设定的参数控制伺服电机运动，伺服电机再通过丝杆机构和连杆带动压力腔中的活塞来回往复运动。当压力腔的活塞向右运动时，通过管道与压力腔相通的泵血单元中的气压变小，由于扭簧的作用，阀门紧闭，上端塑料瓣膜打开，血液进入装置；当活塞向左运动，泵血单元中的气压变大，由于塑料瓣膜向上难以打开，所以迫使壳壁上的阀门打开，泵血单元中的血液从通孔处流出，打开的阀门还具有一定的阻挡作用，促进血液向血液循环的方向流动，即起到辅助心脏泵血的作用。这样活塞按照设定的参数不停的往复运动，使得塑料瓣膜和阀门不断的打开、关闭，为辅助泵血循环提供源源不断的动力。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：包括泵血单元，所述泵血单元的上端面设有塑料瓣膜（1），所述泵血单元的下端面通过管道（2）与气动单元相连，所述的泵血单元上设有阀门（3），所述的气动单元通过进气或出气带动阀门（3）开启或关闭以形成泵血单元周期性的射血，所述的气动单元与监测控制单元相连。

2.根据权利要求1所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的泵血单元包括管状的壳体（4），所述的壳体（4）包括依次相连的第一壳体段（41）与第二壳体段（42），所述的塑料瓣膜（1）设置在第一壳体段（41）的顶端，所述的管道（2）与第二壳体段（42）的底部相连，所述第二壳体段（42）的壳壁上均匀间隔设置有通孔（43），所述的通孔（43）处设有与通孔（43）形状相吻合的阀门（3），所述的阀门（3）关闭时与第二壳体段（42）形成完整的壳壁。

3.根据权利要求2所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的第一壳体段（41）为上口小、下口大的异径壳体，所述的第二壳体段（42）为等径壳体，所述第一壳体段（41）的下口直径与第二壳体段（42）的直径相吻合。

4.根据权利要求1所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的气动单元包括气缸（5）以及驱动气缸（5）动作的伺服电机（6），所述气缸（5）的压力腔与管道（2）连通，所述气缸（5）的活塞杆通过连杆（62）与安装在伺服电机（6）上的丝杆机构（61）相连。

5.根据权利要求4所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的监测控制单元包括嵌入式计算机（7），嵌入式计算机（7）通过驱动器（8）与伺服电机（6）相连，所述的嵌入式计算机（7）上分别与显示器（9）与操作键盘（10）相连。

6.根据权利要求2所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的塑料瓣膜（1）固定在第一壳体段（41）顶端的内壁上，且塑料瓣膜（1）为凸面结构且凸面向下设置，所述的塑料瓣膜（1）上开设有十字切口。

7.根据权利要求2所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的阀门（3）通过连接机构（31）固定在第二壳体段（42）上，且该连接机构（31）处设有扭簧，所述的扭簧使阀门（3）在无外力作用时形成与第二壳体段（42）的紧闭密封状态，所述的连接机构（31）及扭簧均设置在第二壳体段（42）的内部。

8.根据权利要求2所述的气动式心脏辅助泵血装置，其特征在于：所述的壳体（4）、管道（2）、阀门（3）、塑料瓣膜（1）均由与人体兼容的弹塑性材料制成。