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CN111569172A - 一种可替代人体心脏的容积式血泵 - Google Patents

一种可替代人体心脏的容积式血泵 Download PDF

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CN111569172A CN202010462502.1A CN202010462502A CN111569172A CN 111569172 A CN111569172 A CN 111569172A CN 202010462502 A CN202010462502 A CN 202010462502A CN 111569172 A CN111569172 A CN 111569172A
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Abstract

本发明提供了一种可替代人体心脏的容积式血泵，包括控制线圈以及具有内层空腔和外层空腔的刚性体，控制线圈设置于所述外层空腔中，内层空腔中设置有两个相对设置的弹性钟状体，弹性钟状体的内部为空腔结构，两个弹性钟状体之间设置有永磁体，永磁体的正反两表面分别与两个所述弹性钟状体的尖端固定连接，两个弹性钟状体的尾部均设置有与其内部的空腔结构相连通的进液口和出液口，进液口和出液口处均设置有瓣膜。本发明所述的容积式血泵具备左右两个心室的功能，可完全替代人体心脏；能够对全身器官尤其是末端器官进行灌注，避免恒流式机械泵无法灌注末端器官而造成的各种并发症；采用磁悬浮控制方式，更加稳定可靠。

Description

一种可替代人体心脏的容积式血泵
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其是涉及一种可替代人体心脏的容积式血泵。
背景技术
我国目前35-74岁成年人中约有400万心力衰竭患者，对于终末期心力衰竭患者，心脏移植的临床效果明显优于单纯药物控制心力衰竭。但心脏供体严重缺乏，同时面临排异反应、感染及其他继发疾病的问题，而人工心脏泵的发展，为治疗严重心衰提供一个新的途径。
人工心脏泵可分为左/右心辅助心脏泵和全人工心脏泵。前者针对的是单一心室出现衰竭的情况，而后者则针对由于心力衰竭严重到两个心室都无法发挥功能的患者。全人工心脏可以帮助患者在等待心脏移植的过程中维持生命，当患者的两个心室均出现严重衰竭，但仍无法得到心脏移植时，全人工心脏可长时间维持患者生命。
相比较现有的连续流血泵，恒流式机械泵无法对人体末端器官进行灌注，长期使用会造成各种并发症。容积式血泵能够避免长时间高速的机械摩擦对血细胞的破坏，这种破坏会造成溶血以及其他的血液并发症，对植入患者造成术后的各种风险。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种可替代人体心脏的容积式血泵，以该装置具备左右两个心室的功能，磁悬浮控制方式更加稳定可靠。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种可替代人体心脏的容积式血泵,包括控制线圈以及具有内层空腔和外层空腔的刚性体，所述控制线圈在所述外层空腔中，所述内层空腔中设置有两个相对设置的弹性钟状体，所述弹性钟状体的内部为空腔结构，两个所述弹性钟状体之间设置有永磁体，所述永磁体的正反两表面分别与两个所述弹性钟状体的尖端固定连接，两个所述弹性钟状体的尾部均设置有与其内部的空腔结构相连通的进液口和出液口，所述进液口和出液口处均设置有瓣膜。
进一步的，所述瓣膜均为单向瓣膜。
进一步的，两个所述弹性钟状体分为左弹性钟状体和右弹性钟状体，所述左弹性钟状体的尾部为左进液口和左出液口，所述左进液口处设置的瓣膜为第一单向瓣膜，所述左出液口处设置的瓣膜为第二单向瓣膜；所述右弹性钟状体的尾部为右进液口和右出液口，所述右进液口处设置的瓣膜为第三单向瓣膜，所述右出液口处设置的瓣膜为第四单向瓣膜。
进一步的，所述第一单向瓣膜供来自双肺的动脉血进入左弹性钟状体，所述第二单向瓣膜供左弹性钟状体中的血液流出至全身，所述第三单向瓣膜供来自全身的静脉血进入右弹性钟状体，所述第四单向瓣膜供右弹性钟状体内的血液流出。
进一步的，所述弹性钟状体的容积为50-180mL。
进一步的，所述控制线圈由连接到人体外的导线或可无限充电的电池控制。
相对于现有技术，本发明所述的可替代人体心脏的容积式血泵具有以下优势：
本发明所述的容积式血泵具备左右两个心室的功能，可完全替代人体心脏；能够对全身器官尤其是末端器官进行灌注，避免恒流式机械泵无法灌注末端器官而造成的各种并发症；采用磁悬浮控制方式，更加稳定可靠。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的可替代人体心脏的容积式血泵的整体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的实施例1的容积式血泵处于人体舒张期示意图；
图3为本发明实施例所述的实施例2的容积式血泵处于人体收缩期示意图。
附图标记说明：
1、控制线圈；2、刚性体；21、内层空腔；22、外层空腔；3、左弹性钟状体；4、右弹性钟状体；5、左进液口；6、左出液口；7、第一单向瓣膜；8、第二单向瓣膜；9、右进液口；10、右出液口；11、第三单向瓣膜；12、第四单向瓣膜；13、永磁体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种可替代人体心脏的容积式血泵，包括一个控制线圈1、以及具有内层空腔21和外层空腔22的刚性体2、左弹性钟状体3、右弹性钟状体4、永磁体13。
其中，左弹性钟状体3和右弹性钟状体4均由弹性材料制得，二者的尖端分别与永磁体13的左右两表面粘合，目的是使左弹性钟状体3和右弹性钟状体4与永磁体13保持同步运动。
永磁体13设置在左弹性钟状体3和右弹性钟状体4之间，三者均在刚性体2的内层空腔21中，并被控制线圈1包围，控制线圈1在刚性体2的外层腔体22中。控制线圈1通过外界的充放电能够控制永磁体13的运动，二者没有直接接触，采用磁悬浮的方式控制永磁体3的左右移动，从而带动左弹性钟状体3和右弹性钟状体4的大小，从而控制血液的流入和流出。
左弹性钟状体3的尾部为左进液口5和左出液口6，左进液口5处设置的瓣膜为第一单向瓣膜7，左出液口6处设置的瓣膜为第二单向瓣膜8；右弹性钟状体4的尾部为右进液口9和右出液口10，右进液口9处设置的瓣膜为第三单向瓣膜11，右出液口10处设置的瓣膜为第四单向瓣膜12。第一单向瓣膜7能够控制来自双肺的动脉血只能从左进液口5流入左弹性钟状体3；第二单向瓣膜8能够控制左弹性钟状体3中的血液只能通过左出液口6流入全身各个器官。第三单向瓣膜11能够控制全身的静脉血只能从右进液口9流入右弹性钟状体4；第四单向瓣膜12能够控制右弹性钟状体4中的血液只能通过右出液口10流入双肺。对控制线圈1的充放电可以是通过连接到人体外的导线来控制，也可以是通过可无限充电的电池进行控制。左弹性钟状体3的容积为50-180mL，右弹性钟状体4的容积为50-180mL。
实施例1：心脏舒张期
左弹性钟状体3相当于人体的左心室，可进行收缩和舒张，用于承接来自肺部的动脉血。第一单向瓣膜7相当于二尖瓣，第二单向瓣膜8相当于主动脉瓣。右弹性钟状体4相当于人体的右心室，可进行收缩和舒张，用于承接来自人体的静脉血。第三单向瓣膜11相当于三尖瓣，第四单向瓣膜12相当于肺动脉瓣。如图2所示，在心脏舒张期，在双肺内经过充分氧合的动脉血经过第一单向瓣膜7进入左弹性钟状体3，左弹性钟状体3容积增加，在达到提前设定的扩容时间后，第一单向瓣膜7关闭，第二单向瓣膜8打开，借助于永磁体13和控制线圈1之间的磁悬浮力量，左弹性钟状体3的体积开始缩小，动脉血流入全身。
实施例2：心脏收缩期
在心脏收缩阶段，如图3所示，来自全身的静脉血通过第三单向瓣膜11流入右弹性钟状体4，右弹性钟状体4容积增加，在达到提前设定的扩容时间后，第三单向瓣膜11关闭，第四单向瓣膜12打开，借助于永磁体13和控制线圈1之间的磁悬浮力量，右弹性钟状体4的体积开始缩小，静脉血流入肺部。
上述可替代人体心脏的容积式血泵的具备左右两个心室的功能，可完全替代人体心脏，能够对全身器官尤其是末端器官进行灌注，避免恒流式机械泵无法灌注末端器官而造成的各种并发症。本发明采用磁悬浮控制方式，更加稳定可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可替代人体心脏的容积式血泵，其特征在于：包括控制线圈(1)以及具有内层空腔(21)和外层空腔(22)的刚性体(2)，所述控制线圈(1)设置于所述外层空腔(22)中，所述内层空腔(21)内设置有两个相对设置的弹性钟状体，所述弹性钟状体的内部为空腔结构，两个所述弹性钟状体之间设置有永磁体(13)，所述永磁体(13)的正反两表面分别与两个所述弹性钟状体的尖端固定连接，两个所述弹性钟状体的尾部均设置有与其内部的空腔结构相连通的进液口和出液口，所述进液口和出液口处均设置有瓣膜。
2.根据权利要求1所述的可替代人体心脏的容积式血泵，其特征在于：所述瓣膜均为单向瓣膜。
3.根据权利要求2所述的可替代人体心脏的容积式血泵，其特征在于：所述两个所述弹性钟状体分为左弹性钟状体(3)和右弹性钟状体(4)，所述左弹性钟状体(3)的尾部为左进液口(5)和左出液口(6)，所述左进液口(5)处设置的瓣膜为第一单向瓣膜(7)，所述左出液口(6)处设置的瓣膜为第二单向瓣膜(8)；所述右弹性钟状体(4)的尾部为右进液口(9)和右出液口(10)，所述右进液口(9)处设置的瓣膜为第三单向瓣膜(11)，所述右出液口(10)处设置的瓣膜为第四单向瓣膜(12)。
4.根据权利要求3所述的可替代人体心脏的容积式血泵，其特征在于：所述第一单向瓣膜(7)供来自双肺的动脉血进入左弹性钟状体(3)，所述第二单向瓣膜(8)供左弹性钟状体(3)中的血液流出至全身，所述第三单向瓣膜(11)供来自全身的静脉血进入右弹性钟状体(4)，所述第四单向瓣膜(12)供右弹性钟状体(4)内的血液流出。
5.根据权利要求1所述的可替代人体心脏的容积式血泵，其特征在于：所述弹性钟状体的容积为50-180mL。
6.根据权利要求1所述的可替代人体心脏的容积式血泵，其特征在于：所述控制线圈(1)由连接到人体外的导线或可无限充电的电池控制。
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