[發明專利]可植入搏動式心室輔助血泵

有效

• 申請號: 201110204892.3
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102284092A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 楊明;鄔順捷;李晶晶
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61M1/12
• 分類號: A61M1/12
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理

技術領域

本發明涉及的是一種醫療器械技術領域的裝置，具體是一種可植入搏動式心室輔助血泵。

背景技術

目前，心室輔助裝置已不僅成為心臟移植的過度橋梁，正逐漸發展為對心力衰竭的永久治療手段。血泵是心室輔助裝置的關鍵部件，根據其輸出類型可分為搏動式與非搏動式兩類。搏動式血泵由于能夠提供搏動血流，有利于各主要臟器的血液微循環灌注，并有效減少血栓形成，更為符合人體的生理特點。現如今，市場上較成熟的搏動式血泵又大體上可分為氣動與電動兩種。其中氣動的搏動血泵不可避免的需要一個外置氣源，因此不能做到完全植入，降低了患者的生活質量。反觀電機驅動的搏動式血泵，其整體體積相對較小，患者只需攜帶足夠的電池就可自由行動，是今后血泵發展的方向。但利用普通直流電機驅動的搏動式血泵，受限制于直流電機本身的厚度，只能被植入到體表面積較大的人體中，且直流電機本身轉速較快，還需要一套復雜的減速機構，這使得這類血泵的體積依然較大。而超聲電機具有體積小、扭矩密度大、響應速度快等特點，且其本身轉速與人體心率較為接近，不需要增加額外的減速機構，可大大減小血泵體積，增加了搏動式血泵植入人體的可能性。

經對現有技術的文獻檢索發現，美國專利(US5,041,132)提出以超聲電機作為搏動式血泵的動力源，該專利是通過滾珠絲杠或圓柱凸輪將原先超聲電機的旋轉運動轉換成直線運動，并以此驅動推板改變血液腔容積，以達到泵送血液的效果。但此種結構中所使用的滾珠絲杠或凸輪使其外形形狀有較大凸起部分，空間利用率低，不便于植入。

中國專利文獻號CN101905044，公開日2010-12-8，記載了一種“超聲電機驅動隔膜式搏動血泵”，包括：超聲電機、固定底板、驅動盤、固定外筒、套筒、推板、推桿、凸輪、連接襯筒、血袋、上蓋、入血口、出血口、單向閥。但該技術雖然采用了中空內側面開槽的凸輪結構來減小空間，但是其沒有將超聲電機與血泵中的部件集成到一起，因此體積仍有縮小的空間，而且中空內側面開槽的凸輪機構加工非常困難。另外，由于泵體尺寸較大，在此類搏動式血泵上沒有可用于智能控制的傳感器模塊，不利于血泵狀態監測與控制。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種可植入搏動式心室輔助血泵。該血泵采用呈帶輪緣的平底碗型結構轉子的超聲電機及筒形結構的端面凸輪作為運動轉換部件，其中超聲電機的平底碗型結構轉子輪緣直接與端面凸輪底面固定連接，推板作為凸輪運動機構的從動件與血液腔彈性薄膜部分置于筒形凸輪內部，定子被安置在轉子平底碗型結構的內部。這樣既實現了超聲電機與血泵的一體化設計，在不降低血泵輸出特性的情況下，減小了血泵體積，又使血泵外形形狀更易于植入人體。當血泵工作時，超聲電機驅動端面凸輪作旋轉運動，推板按凸輪軌跡作上下運動，引起血液腔容積發生變化，實現血泵的充盈與射血。血泵內部集成傳感器模塊，用于對血泵凸輪運動位置與血液腔充盈量進行監測，配合控制器，使血泵按照實際人體心室泵血規律泵送血液。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：控制器、壓板、殼體以及由上而下依次設置于其內部的血液腔、凸輪運動機構、傳感器模塊和超聲電機，其中：壓板固定于殼體上部，凸輪運動機構的上下兩側分別與血液腔和超聲電機固定連接，傳感器模塊與殼體內壁及凸輪運動機構固定關聯以監控血泵凸輪的運動位置與血液腔充盈情況，控制器置于殼體外并通過導線與殼體內部的傳感器模塊和超聲電機相連接以接受運動信號并輸出控制指令。

所述的凸輪運動機構包括：端面凸輪、推板和兩組導向機構，其中：端面凸輪的下表面與超聲電機的轉子固定連接，推板的上表面與血液腔的下表面固定連接，兩組導向機構對稱固定設置于殼體內部并與推板固定連接后與端面凸輪相接觸。

所述的導向機構包括：安裝塊、豎直設置于安裝塊上的直線導軌滑塊機構、彈簧和導桿以及水平設置于安裝塊上的滾子和滾子軸，其中：滾子套置于滾子軸上且與端面凸輪的上表面接觸，滾子軸的另一端與推板側邊固定連接，直線導軌滑塊機構的直線導軌對置安裝在殼體的內側側壁，且其對應的滑塊與安裝塊外側固定連接，彈簧套接于導桿上且分別與壓板及安裝塊相接觸以實現滾子與端面凸輪的上端面始終接觸。

所述的超聲電機包括：定子和轉子，其中：帶輪緣的平底碗型結構的轉子與凸輪機構的底部固定連接，定子設置于轉子的平底碗型結構的內部并與殼體底部固定連接。

所述的血液腔包括：彈性薄膜、人工心臟瓣膜以及帶有血液腔輸入口和血液腔輸出口的血腔蓋，其中：彈性薄膜的外延及下表面分別與血腔蓋和推板相連接，血液腔輸入口和血液腔輸出口上均設有人工心臟瓣膜。