искусственный желудочек сердца

Формула изобретения

Искусственный желудочек сердца, содержащий корпус, в котором размещена рабочая камера для крови и электромеханический привод, при этом камера для крови отделена диафрагмой, соединенной с преобразователем перемещения, и снабжена входным и выходным клапанами, электромеханический привод содержит неподвижно установленный в корпусе статор и перемещаемый в осевом направлении ротор, отличающийся тем, что диафрагма жестко закреплена в корпусе, ротор подпружинен к нему, а преобразователь перемещения выполнен в виде упругих элементов, включающих тяги и пружины сжатия, причем один конец посредством шарнира соединен с концом соответствующей пружины сжатия, другой конец которой жестко связан с фланцем, установленным с возможностью контакта с диафрагмой, а другой конец тяги через втулку соединен с ротором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в системах вспомогательного кровообращения.

Известен искусственный желудочек сердца на основе пневмопривода, содержащий пневмополость, которая попеременно подключается к источникам пневмодавления и разрежения с помощью электроклапана, и систему управления электроклапаном (см. Искусственное сердце, издание АН СССР, Ленинград, Изд-во "Наука", 1988, с.63-64).

К недостаткам такого искусственного желудочка сердца следует отнести его большие габариты и массу, худшую управляемость пневмоприводом из-за сжимаемости рабочего газа по сравнению с гидравлическими и механическими приводами.

В связи с тем, что искусственный желудочек сердца размещен внутри тела больного, а система его энергообеспечения располагается снаружи, то возникает опасность инфекционных заражений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является техническое решение по а.с. N 950401, А61М 1/10, 1982, принятое нами за прототип.

Искусственный желудочек сердца содержит корпус, в котором размещена рабочая камера для крови и электромеханический привод, при этом камера для крови отделена диафрагмой, соединенной с преобразователем перемещения и снабжена входным и выходным клапанами, электромеханический привод содержит неподвижно установленный в корпусе статор и перемещаемый в осевом направлении ротор.

Недостатком прототипа является большое энергопотребление, что требует использование источника питания повышенной мощности, а это, в свою очередь, приводит к увелечению габарита электромагнита и к выделению им значительной тепловой энергии, что ведет к росту температуры. Жесткая система передач" силы, используемая в преобразователе перемещений, приводит к травмированию крови, т.к. в процессе вытеснения крови из рабочей камеры происходит гидравлический удар.

Цель изобретения исключение гидравлического удара и снижение потребляемой мощности.

Эта цель достигается тем, что диафрагма жестко закреплена в корпусе, ротор подпружинен к нему, а преобразователь перемещений выполнен в виде упругих элементов, включающих тяги и пружины сжатия, причем один конец каждой тяги посредством шарнира соединен с концом соответствующей пружины, другой конец которой жестко связан с фланцем, установленным с возможностью контакта с диафрагмой, а другой конец тяги через втулку соединен с ротором.

В процессе движения якоря тяги сжимают пружины, которые, изгибаясь и принимая форму дуги, приводят в движение фланец. Фланец и изогнутые пружины воздействуют плавно на диафрагму, тем самым предотвращая гидравлический удар.

Максимальный расход электроэнергии происходит в начале движения якоря, в то время, когда пружины изогнулись и приняли дугообразную форму токопотребление в обмотках статора падает по сравнению с прототипом, что приводит к снижению потребляемой мощности, т.е. предложенный искусственный желудочек сердца более экономичный по сравнению с прототипом.

Искусственный желудочек сердца изображен на фиг.1. Искусственный желудочек сердца содержит корпус 1, в котором размещена рабочая камера для крови 2 и электромеханический привод. Камера для крови отделена диафрагмой 3 и снабжена входным 4 и выходным 5 клапанами. Электромеханический привод содержит неподвижно установленный в корпусе статор 6 и перемещаемый в осевом направлении ротор 7. Ротор подпружинен к корпусу с помощью пружины 8. Преобразователь перемещений выполнен в виде упругих элементов, включающих тяги 9 и пружины сжатия 10, прячем один конец каждой тяги посредством шарнира 11 соединен с концом соответствующей пружины, другой конец которой жестко связан с фланцем 12, установленным с возможностью контакта с диафрагмой, а другой конец тяги через втулку 13 соединен с ротором.

Искусственный желудочек работает следующим образом.

Электрический сигнал подается на обмотку управления статора 6. Магнитное поле в зазоре между статором 6 и ротором 7 втягивает ротор 7 во внутрь статора 6 и с помощью тяг 9 сжимает пружины 10, которые, выгибаясь, приводят в движение фланец 12. Фланец 12 и изогнутые пружины 10 плавно воздействуют на диафрагму 3. В результате входной клапан 4 закрывается, а выходной 5 открывается и кровь вытесняется из рабочей камеры 2.

По окончании воздействия электрического сигнала на обмотку статора 6, пружина 8 возвращает ротор 7, тяги 9 и пружины 10 в исходные положения. Выходной клапан 5 закрывается, а входной 4 открывается, кровь поступает в рабочую камеру 2, возвращая тем самым диафрагму 3 в исходное положение.

По сравнению с прототипом, предлагаемый искусственный желудочек сердца позволяет обеспечить близкое к естественному кровообращение. Это обусловлено прежде всего быстродействием и лучшей управляемостью предложенного электромеханического привода и предотвращением гидравлического удара, что исключает травмирование крови.