CN105920691A - 智能心脏 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于应用新材料、流体力学、超声波压电效应、核电池、仿生学等原理，提供一种智能心脏技术方案及制备方法，其特征在于囊具有左心房囊和右心房囊，囊内一侧壁的非结晶硅聚合物膜具有吸附残余电荷，另一侧壁具有磁致伸缩聚合物，超声波压电体对磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）按曲线驱动囊伸缩，超声波压电体控制器响应速度快；不产生磁场，抗干扰能力强；静音。本发明技术方案及其产品集成化设计出有新颖性或创造性的智能心脏，体积小、重量轻、结构简单紧凑及精度高，无需更换电池，长期工作，有实用价值和投资价值，对全球范围内的心肺复苏具有重要的积极意义。

Description

智能心脏

技术领域

本发明涉及一种智能心脏，应用新材料、流体力学、超声波压电效应、核电池、仿生学等原理，行波（脉搏波）按曲线运动；超声波压电体控制器响应速度快；不产生磁场，抗干扰能力强；静音。对全球范围内的心肺复苏具有重要的积极意义。

背景技术

心脏是众所周知生物体动力源以及生命延续的重要器官。心脏一旦发生丧失了有效泵血功能，血液凝固是一系列复杂的化学连锁反应的结果，4～6分钟后会造成生物体脑和其他生物体重要器官组织的不可逆的损害，全身组织急性缺血、机体交感肾上腺系统活动增强、肾小管坏死、肝小叶中心性坏死、乳酸增多引起代谢性酸中毒使希氏束及浦氏系统自律性增高、室颤阈降低、释放大量儿茶酚胺及相关激素，使外周血管收缩，随着脑血流量的急骤下降，脑神经元三磷酸腺苷（ATP）含量迅速降低，细胞不能保持膜内外离子梯度，加上乳酸盐积聚，细胞水肿和酸中毒，进而细胞代谢停止，细胞变性及溶酶体酶释放而导致脑等组织细胞的不可逆损害，如得不到即刻及时地抢救复苏，生命无法被挽回。全球每年有近几千万死于心脏病，及心脏病导致各种疾病死亡无法统计，目前通过植入各种向心脏传递电脉冲来控制心脏节律的心脏起搏器装置，对于起搏器采用了各种方略以克服心房和心室的搏动不能够协调达到理想的泵血效率不利生理作用，血液由左心室经过体循环后进入右心室时沿途克服的阻力：1/R=1/头部毛细血管+1/上肢毛细血管+1/（脾、肠、肝）毛细血管+1/(肾小球体+肾) 毛细血管+1/驱干毛细血管+1/上肢毛细血管。 大静脉有吸取作用，大静脉过度扩张将拎血过多，回流血液减少，轻则昏倒，重则死亡。左心房作功：；右心房作功：；每输出一毫升血液时心脏作功：焦耳。动脉平均速度为7.5厘米/秒、主动脉平均速度为15厘米/秒，主动脉平均血压为100毫米汞柱，小动脉平均血压为95毫米汞柱，小静脉平均血压为10～15毫米汞柱，每分钟血的输出量为毫米，毛细血管平均速度为0.1875毫米/秒。心脏起搏器通常由皮下或者肉下植入到病人胸区中或者其附近的脉冲发生器来执行，植入式心脏起搏器是替代或补充正常激励和控制心脏收缩的生理电子系统，它通过周期性发放的电脉冲刺激心脏，引起心搏，常用于窦性停止、窦房阻滞、窦性心动过缓或心动过速等心脏疾病。人体埋藏式心脏起搏器采用电池供电模式，电池存在电量耗尽的窘境，需要定期地更换电池，从而每次对患者造成痛苦，起搏器导线很容易相互缠绕，给医务人员增加了撤大的工作难度，起搏器本身的重量和体积都比较大，当病人使用或医生治疗时，带来很大的麻烦，并且使用时也存在着一定的安全隐患。本发明技术方案以及产品应用了流体力学、塑性体材料结构力学、动力学、超声波压电体等原理使无毒无味非晶聚合物的振动行波(脉搏波)向一个方向连续行进，驱动血液连续行进，大部分因血管壁的扩张而暂时储存在靠近心室那一段主动脉中，该段主动脉收缩时，就把血液压到前一段主动脉中，使前一段主动脉管壁扩张而储存血液，该前一段主动脉也收缩时，血液又被压到更前一段主动脉中，管壁的扩张与收缩就这样一直被驱动传递下去。脉搏波是扩张和收缩状态的传递，沿途阻力越大，消耗能量越多，本发明技术方案及产品的特点在于：行波（脉搏波）按曲线运动；超声波压电体控制器响应速度快；不产生磁场，抗干扰能力强；静音。对全球范围内的心肺复苏具有重要的积极意义。

发明内容

本发明的目的在于应用新材料、流体力学、超声波压电效应、核电池、仿生学等原理，提供一种智能心脏技术方案及制备方法，该技术采用行波（脉搏波）按曲线运动；超声波压电体控制器响应速度快；不产生磁场，抗干扰能力强；静音。并设计其创造性的应用价值。对全球范围内的心肺复苏具有重要的积极意义。

技术方案：一种智能心脏，由脏囊、超声波压电体、控制电路、核电池构成，左心房脏囊具有左心室和主动脉迂回走道、上腔静脉迂回走道、左肺动脉迂回走道、左肺静脉迂回走道，右心房脏囊具有右心室和降主动脉迂回走道、下腔静脉迂回走道、右肺动脉迂回走道、右肺静脉迂回走道，左右心室收缩，分别将血液泵至主动脉迂回走道和肺动脉迂回走道，血液经静脉迂回走道被吸进心房，控制电路对生物体内送来的同步复合波信息进行分析解码、驱动，核电池对非晶聚合物的脏囊和控制电路提供恒流源，其特征在于脏囊设置有左心房脏囊、右心房脏囊、超声波压电体、控制电路、核电池、血液进出口，所述核电池设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，控制电路设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，所述核电池至少一电极层对应的所述控制电路至少一电极层欧姆接触装配，所述超声波压电体具有磁致伸缩聚合物体，及该磁致伸缩聚合物体设置有相对应的一基面，该一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，所述超声波压电体至少一电极层分别与所述控制电路另一基面的至少一电极层对应欧姆接触装配，所述超声波压电体的磁致伸缩聚合物体另一基面设置有至少一迂回走道，及所述的至少一迂回走道与所述脏囊内侧壁构成所述左心室脏囊的左心室和所述右心房脏囊的右心室，所述脏囊内侧壁的非结晶硅聚合物膜具有吸附2～4μA残余电荷，进一步所述的超声波压电体对磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）按曲线驱动脏囊伸缩，所述左心房脏囊设置有主动脉至少一迂回走道的出口、上腔静脉至少一迂回走道的入口、左肺动脉至少一迂回走道的出口、左肺静脉至少一迂回走道的入口，所述所述右心房脏囊具有降主动脉至少一迂回走道的出口、下腔静脉至少一迂回走道的入口、右肺动脉至少一迂回走道的出口、右肺静脉至少一迂回走道的入口，所述至少一迂回走道的入口设置有膜瓣，所述核电池是将同位素耦合到肖特基接触电极的半导体夹层内。

进一步所述技术方案，其特征在于：所述的超声波压电体对左心房脏囊和右心房脏囊磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）向一个方向连续行进，驱动血液在所述至少一迂回走道连续脉冲行进，大部分因血管壁的扩张而暂时储存在靠近心室那一段主动脉所述至少一迂回走道中，该段主动脉所述至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段主动脉所述至少一迂回走道中，使前一段主动脉所述至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段主动脉所述至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段主动脉所述至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去，大部分因所述至少一迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段静脉所述至少一迂回走道中，该段静脉所述至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段静脉中，使前一段静脉所述至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段静脉所述至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段静脉所述至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去。

进一步所述技术方案，其特征在于：所述的主动脉至少一迂回走道的出口和所述的上腔静脉至少一迂回走道的入口与上半身相对应血管连接，所述的降主动脉至少一迂回走道的出口和下腔静脉至少一迂回走道的入口与下半身相对应血管连接，右肺动脉至少一迂回走道的出口、左肺动脉至少一迂回走道的出口、右肺静脉至少一迂回走道的入口、左肺静脉至少一迂回走道的入口与肺相对应血管连接。

进一步所述技术方案，其特征在于：所述的核电池的同位素具有放射源所辐射出的β射线在半导体的内激发大量空穴对，从而在PN结两端产生β伏特效应的电势差提供恒流源。

进一步所述技术方案，其特征在于：所述的控制电路电源、核电池、所述的超声波压电体封装在脏囊中，所述的控制电路对生物体内送来的同步复合波信息进行分析、解码、输出控制脉冲。

进一步所述技术方案，其特征在于：所述的核电池的同位素是公知材料：碳14、钙45、镍63、硫35、锶90、铊204、氚3、钷147。

本发明的优点在于：本发明涉及智能心脏，技术方案及其产品新颖创造设计应用新材料、流体力学、超声波压电效应、核电池、仿生学等原理，超声波压电体对磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）按曲线驱动脏囊伸缩，超声波压电体控制器响应速度快，不产生磁场，抗干扰能力强，静音。本发明技术方案及其产品集成化设计出有新颖性或创造性的智能心脏，体积小、重量轻、结构简单紧凑及精度高，无需更换电池，长期工作，有实用价值和投资价值，对全球范围内的心肺复苏具有重要的积极意义。

附图说明

图1为本发明实施例视图。

图2为图1本发明实施例剖视图。

图3为图2本发明实施例剖视图局部A放大视图。

图4为图1本发明实施例与外部实施连接视图。

图5为图1本发明实施例超声波压电体、控制电路、核电池实施连接视图。

图6为图2本发明实施例出入口局部放大视图。

其中：

1a－脏囊；

1b－超声波压电体；

1c－非结晶硅聚合物膜；

1－左心房脏囊；

101－主动脉/上腔静脉的迂回走道；

102－左肺动脉/左肺静脉的迂回走道；

103－左心房磁致伸缩聚合物的行波方向；

2－上腔静脉的入口；

201－主动脉的出口；

202－上腔静脉的入口膜瓣；

3－左肺静脉的入口；

301－左肺动脉的出口；

302－左肺静脉的入口膜瓣；

4－左心房脏囊的超声波压电体与控制电路之间的电极层；

5－控制电路；

6－控制电路与核电池之间的电极层；

7－核电池；

8－右心房脏囊的超声波压电体与控制电路之间的电极层；

9－右肺静脉的入口；

901－右肺动脉的出口；

902－右肺静脉的入口膜瓣；

10－下腔静脉的入口；

1001－降主动脉的出口；

1002－下腔静脉的入口膜瓣；

11－右心房脏囊；

1101－降主动脉/下腔静脉的迂回走道；

1102－右肺动脉/右肺静脉的迂回走道；

1103－右心房磁致伸缩聚合物的行波方向；

12－肺；

13－上半身；

14－下半身。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、一种智能心脏，由脏囊1a、超声波压电体1b、控制电路5、核电池7构成，左心房脏囊1具有左心室和主动脉迂回走道101、上腔静脉迂回走道101、左肺动脉迂回走道102、左肺静脉迂回走道102，右心房脏囊11具有右心室和降主动脉迂回走道1101、下腔静脉迂回走道1101、右肺动脉迂回走道1102、右肺静脉迂回走道1102，左右心室收缩，分别将血液泵至主动脉迂回走道101和肺动脉迂回走道102/1102，血液经静脉迂回走道102/1102被吸进心房，控制电路5对生物体内送来的同步复合波信息进行分析解码、驱动，核电池7对非晶聚合物的脏囊1a和控制电路5提供恒流源，其特征在于脏囊1a设置有左心房脏囊1、右心房脏囊11、超声波压电体1b、控制电路5、核电池7、血液的出入口，所述核电池7设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层6，控制电路5设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层6，所述核电池7至少一电极层6对应的所述控制电路5至少一电极层6欧姆接触装配，所述超声波压电体1b具有磁致伸缩聚合物体，及该磁致伸缩聚合物体设置有相对应的一基面，该一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层4，所述超声波压电体1b至少一电极层4分别与所述控制电路6另一基面的至少一电极层4对应欧姆接触装配，所述超声波压电体1b的磁致伸缩聚合物体另一基面设置有至少一迂回走道101/102/1101/1102，及所述的至少一迂回走道101/102/1101/1102与所述脏囊1a内侧壁构成所述左心室脏囊1的左心室和所述右心房脏囊11的右心室，所述脏囊1a内侧壁的非结晶硅聚合物膜1c具有吸附2～4μA残余电荷，进一步所述的超声波压电体5对磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）103/1103按曲线驱动脏囊伸缩，所述左心房脏囊1设置有主动脉至少一迂回走道101的出口201、上腔静脉至少一迂回走道101的入口2、左肺动脉至少一迂回走道102的出口301、左肺静脉至少一迂回走道102的入口3，所述右心房脏囊11具有降主动脉至少一迂回走道1101的出口1001、下腔静脉至少一迂回走道1101的入口10、右肺动脉至少一迂回走道1102的出口901、右肺静脉至少一迂回走道1102的入口9，所述至少一迂回走道101/102/1101/1102的入口2/3/9/10设置有膜瓣202/302/902/102，所述核电池7是将同位素耦合到肖特基接触电极的半导体夹层内。所述的超声波压电体5对左心房脏囊1和右心房脏囊11磁致伸缩聚合物1b的压电振动起伏的行波（脉搏波）103/1103向一个方向连续行进，驱动血液在所述至少一迂回走道101/102/1101/1102连续脉冲行进，大部分因迂回走道101/102/1101/1102的起伏而暂时储存在靠近心室那一段主动脉所述至少一迂回走道中101，该段主动脉所述至少一迂回走道101起伏时，就把血液压到前一段主动脉所述至少一迂回走道101中，使前一段主动脉所述至少一迂回走道101起伏而储存血液，该前一段主动脉所述至少一迂回走道101也起伏时，血液又被压到更前一段主动脉所述至少一迂回走道101中，所述至少一迂回走道101/102/1101/1102的起伏就这样一直被驱动传递下去，大部分因所述至少一迂回走道101/102/1101/1102的起伏而暂时储存在靠近心室那一段静脉所述至少一迂回走道102/1102中，该段静脉所述至少一迂回走道102/1102起伏时，就把血液压到前一段静脉中，使前一段静脉所述至少一迂回走道102/1102起伏而储存血液，该前一段静脉所述至少一迂回走道102/1102也起伏时，血液又被压到更前一段静脉所述至少一迂回走道102/1102中，所述至少一迂回走道102/1102的起伏就这样一直被驱动传递下去。所述的主动脉至少一迂回走道101的出口201和所述的上腔静脉至少一迂回走道101的入口2与上半身相对应血管连接，所述的降主动脉至少一迂回走道1101的出口1001和下腔静脉至少一迂回走道1101的入口10与下半身相对应血管连接，右肺动脉至少一迂回走道1102的出口901、左肺动脉至少一迂回走道1102的出口901、右肺静脉至少一迂回走道1102的入口9、左肺静脉至少一迂回走道102的入口3与肺相对应血管连接。所述的核电池7的同位素具有放射源所辐射出的β射线在半导体的内激发大量空穴对，从而在PN结两端产生β伏特效应的电势差提供恒流源。所述的控制电路电源5、核电池7、所述的超声波压电体1b封装在脏囊1a中，所述的控制电路5对生物体内送来的同步复合波信息进行分析、解码、输出控制脉冲。所述的核电池7的同位素是公知材料：碳14、钙45、镍63、硫35、锶90、铊204、氚3、钷147。

前述是本发明的一个或多个优选示范性实施例的描述，对本发明所提供的一种设计方法、装置及一种智能心脏，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细实施闸述，并不限于在此公开的特定实施例，然其并非用以限制本发明本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的方法及其核心思想范围内，各种其它实施例和对公开的实施例的各种改变或变型对本领域技术人员将变得显而易见，用于帮助理解本发明的实施例的说明，依据本发明的方法及其核心思想，在具体实施方式及应用范围上可作各种更动与附加，因此综上所述，本发明的保护范围仅由后附的申请专利范围所界定，所有这样的其它实施例、 改变、 和变型旨在归入所附权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种智能心脏，由脏囊、超声波压电体、控制电路、核电池构成，左心房脏囊具有左心室和主动脉迂回走道、上腔静脉迂回走道、左肺动脉迂回走道、左肺静脉迂回走道，右心房脏囊具有右心室和降主动脉迂回走道、下腔静脉迂回走道、右肺动脉迂回走道、右肺静脉迂回走道，左右心室收缩，分别将血液泵至主动脉迂回走道和肺动脉迂回走道，血液经静脉迂回走道被吸进心房，控制电路对生物体内送来的同步复合波信息进行分析解码、驱动，核电池对非晶聚合物的脏囊和控制电路提供恒流源，其特征在于脏囊设置有左心房脏囊、右心房脏囊、超声波压电体、控制电路、核电池、血液进出口，所述核电池设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，控制电路设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，所述核电池至少一电极层对应的所述控制电路至少一电极层欧姆接触装配，所述超声波压电体具有磁致伸缩聚合物体，及该磁致伸缩聚合物体设置有相对应的一基面，该一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，所述超声波压电体至少一电极层分别与所述控制电路另一基面的至少一电极层对应欧姆接触装配，所述超声波压电体的磁致伸缩聚合物体另一基面设置有至少一迂回走道，及所述的至少一迂回走道与所述脏囊内侧壁构成所述左心室脏囊的左心室和所述右心房脏囊的右心室，所述脏囊内侧壁的非结晶硅聚合物膜具有吸附2～4μA残余电荷，进一步所述的超声波压电体对磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）按曲线驱动脏囊伸缩，所述左心房脏囊设置有主动脉至少一迂回走道的出口、上腔静脉至少一迂回走道的入口、左肺动脉至少一迂回走道的出口、左肺静脉至少一迂回走道的入口，所述所述右心房脏囊具有降主动脉至少一迂回走道的出口、下腔静脉至少一迂回走道的入口、右肺动脉至少一迂回走道的出口、右肺静脉至少一迂回走道的入口，所述至少一迂回走道的入口设置有膜瓣，所述核电池是将同位素耦合到肖特基接触电极的半导体夹层内。

2.根据权利要求1所述的智能心脏，其特征在于：所述的超声波压电体对左心房脏囊和右心房脏囊磁致伸缩聚合物的压电振动起伏的行波（脉搏波）向一个方向连续行进，驱动血液在所述至少一迂回走道连续脉冲行进，大部分因迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段主动脉所述至少一迂回走道中，该段主动脉所述至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段主动脉所述至少一迂回走道中，使前一段主动脉所述至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段主动脉所述至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段主动脉所述至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去，大部分因所述至少一迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段静脉所述至少一迂回走道中，该段静脉所述至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段静脉中，使前一段静脉所述至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段静脉所述至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段静脉所述至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去。

3.根据权利要求1或2所述的智能心脏，其特征在于：所述的主动脉至少一迂回走道的出口和所述的上腔静脉至少一迂回走道的入口与上半身相对应血管连接，所述的降主动脉至少一迂回走道的出口和下腔静脉至少一迂回走道的入口与下半身相对应血管连接，右肺动脉至少一迂回走道的出口、左肺动脉至少一迂回走道的出口、右肺静脉至少一迂回走道的入口、左肺静脉至少一迂回走道的入口与肺相对应血管连接。

4.根据权利要求1所述的智能心脏，其特征在于：所述的核电池的同位素具有放射源所辐射出的β射线在半导体的内激发大量空穴对，从而在PN结两端产生β伏特效应的电势差提供恒流源。

5.根据权利要求1所述的智能心脏，其特征在于：所述的控制电路电源、核电池、所述的超声波压电体封装在脏囊中，所述的控制电路对生物体内送来的同步复合波信息进行分析、解码、输出控制脉冲。

6.根据权利要求1或3所述的智能心脏，其特征在于：所述的核电池的同位素是公知材料：碳14、钙45、镍63、硫35、锶90、铊204、氚3、钷147。