CN110478545B - 一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于体内反搏设备技术领域，特别是一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，包括内球囊、氦气瓶、充放气单元；所述的充放气单元包括风箱、驱动电机和波纹管，驱动电机设置在所述风箱的外侧，其输出轴穿过风箱的箱板并伸入所述风箱的容置空间，且在所述输出轴的端部设有一丝杆，波纹管的一端抵靠在风箱的第一箱板上、另一端固定一轴承，轴承套接在所述丝杆上，且在驱动电机带动丝杆转动时，所述的轴承带动所述波纹管的端部移动使其内部的气体被压缩或产生负压；本发明在具体的使用过程中，先向内球囊中充入一定压力的气体，然后通过驱动电机驱动波纹管向气路结构中施加压力和释放压力，从而实现反搏的治疗效果。

Description

一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统

技术领域

本发明属于体内反搏设备技术领域，特别是一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统。

背景技术

主动脉内球囊反搏泵是在动脉内放置一条特制的球囊导管，通过电子与气源系统控制，令球囊在心脏舒张期充气、收缩期排气，使得主动脉内舒张压升高，收缩压下降，从而达到增加冠状动脉供血和减轻心脏后负荷的目的。

为了给球囊提供所需的气体压力，例如现有技术中提供的一种双电机马达设计，其采用正负压气体驱动控制结构的方法，即通过电机转动在气缸内形成一定的正压力；反之通过电机转动在气缸内形成一定负压力，达到给球囊充放气。但是这种设计的缺点在于设备结构上过于复杂。正压控制电机和负压控制电机之间切换配合难以精确控制而且气路检测方式复杂，结构不稳定，无法做到结构简单，控制高效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，包括内球囊、向所述内球囊供气的氦气瓶、设置在内球囊与氦气瓶之间的充放气单元；

所述氦气瓶与充放气单元之间的第一管路上设有依次串接的第二电磁阀和第三电磁阀，且在第二电磁阀与第三电磁阀之间设有泄压阀；

所述充放气单元的输出管路上依次连接有第一电磁阀和内球囊，所述第一电磁阀的第一阀口连接至输出管路上、第二阀口连通至周围环境；所述输出管路的悬伸端连接至第四电磁阀，所述第四电磁阀的第三阀口连通至所述输出管路、第四阀口连通至周围环境；

所述的充放气单元包括：

风箱，其具有一容置空间；

驱动电机，设置在所述风箱的外侧，其输出轴穿过所述风箱的箱板并伸入所述风箱的容置空间，且在所述输出轴的端部设有一丝杆；

波纹管，其一端抵靠在所述风箱的第一箱板上，所述的第一箱板上设有通孔用于连通所述波纹管与所述的第一管路、输出管路；所述波纹管的另一端固定一轴承，所述的轴承套接在所述丝杆上，且在驱动电机带动丝杆转动时，所述的轴承带动所述波纹管的端部移动使其内部的气体被压缩或产生负压。

优选的，所述的输出管路中插置有压力传感器。

优选的，所述的波纹管远离第一箱板的一端设有若干沿其周向间隔布置的支撑管，所述支撑管的悬端设有一连接件，所述的连接件远离波纹管的一侧固定有轴承，且在所述的连接件上设有贯穿孔供所述的丝杆穿过。

优选的，所述的丝杆上套设一弹簧，所述弹簧的弹力为驱使波纹管处于压缩状态。

优选的，与第一箱板相对的第二箱板上设有距离感应器，所述波纹管远离第一箱板的端部设有感应棒用于确定所述波纹管的移动距离。

优选的，所述的输出管路外设有冷却单元，所述的冷却单元包括散热翅片及贴附固定在所述散热翅片上的散热风扇。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，在具体的使用过程中，先通过氦气瓶向内球囊中充入一定压力的气体，即先维系气路保持在一定的压力下，然后通过驱动电机驱动波纹管向气路结构中施加压力和释放压力，从而实现反搏的治疗效果；通过丝杆与轴承的配合，确保了波纹管施加压力的精确控制，同时，由于气路结构中始终保持了一定的压力条件，利用波纹管的压缩与释放，达到更好的反搏控制效果。

附图说明

图1为本发明提供的适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统的示意图；

图2为本发明中所述充放气单元的结构示意图；

图3为图2中充放气单元的爆炸图；

图4为气路结构集成后的示意图；

图5为图4中气路结构的剖视图；

图中标号说明：1-内球囊，2-氦气瓶，3-充放气单元，4-冷却单元，401-散热翅片，402-散热风扇，10-第一管路，101-第二电磁阀，102-第三电磁阀，103-泄压阀，20-输出管路，201-第一电磁阀，202-第四电磁阀，30-风箱，301-第一箱板，3011-通孔，302-第二箱板，31-驱动电机，311-输出轴，312-联轴器，32-丝杆，33-波纹管，331-支撑管，34-轴承，35-连接件，351-贯穿孔，36-弹簧，37-距离感应器，38-感应棒。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。

需要说明的是，在本发明中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1所示，本发明提供了一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，包括内球囊1、向所述内球囊1供气的氦气瓶2、设置在内球囊1与氦气瓶2之间的充放气单元3；所述氦气瓶2与充放气单元3之间的第一管路10上设有依次串接的第二电磁阀101和第三电磁阀102，且在第二电磁阀101与第三电磁阀102之间设有泄压阀103；

所述充放气单元3的输出管路20上依次连接有第一电磁阀201和内球囊1，所述第一电磁阀201的第一阀口连接至输出管路20上、第二阀口连通至周围环境；所述输出管路20的悬伸端连接至第四电磁阀202，所述第四电磁阀202的第三阀口连通至所述输出管路20、第四阀口连通至周围环境；

结合图2、3所示，所述的充放气单元3包括风箱30、驱动电机31和波纹管33，所述的风箱30具有一容置空间，所述的驱动电机31设置在所述风箱30的外侧，其输出轴311穿过所述风箱30的箱板并伸入所述风箱30的容置空间，且在所述输出轴311的端部设有一丝杆32；具体的，所述的输出轴311与丝杆32的端部经由联轴器312连接。

所述波纹管33的一端抵靠在所述风箱30的第一箱板301上，所述的第一箱板301上设有通孔3011用于连通所述波纹管33与所述的第一管路10、输出管路20；所述波纹管33的另一端固定一轴承34，所述的轴承34套接在所述丝杆32上，且在驱动电机31带动丝杆32转动时，所述的轴承34带动所述波纹管33的端部移动使其内部的气体被压缩或产生负压。

结合图4、5所示的气路结构，其中，第一电磁阀201是常开阀，用于将内球囊1中的气体排入空气中，在断电时其常开；

第二电磁阀101和第三电磁阀102是常闭阀，用于抽真空时氦气、空气转换作用，其中，第二电磁阀101与第三电磁阀102之间的泄气阀103用于防止气压过高，具体的，所述的泄压阀103作为气路保护，在压力超过60mmHg时泄气阀103逐渐打开，超过110mmHg时完全打开。

第三电磁阀102的一端接氦气瓶2作为氦气导入开关阀；

第四电磁阀202是常闭阀，用于充真空换气时排冷凝水的开关。

进一步的，根据本发明，所述的输出管路20中插置有压力传感器21，通过该压力传感器21直接检测内球囊1内的压力情况，获得内球囊1的压力波形，通过内球囊1的压力波形实时反馈反搏情况。

本发明中，所述的波纹管33远离第一箱板301的一端设有若干沿其周向间隔布置的支撑管331，所述支撑管331的悬端设有一连接件35，所述的连接件35远离波纹管33的一侧固定有轴承34，且在所述的连接件35上设有贯穿孔351供所述的丝杆32穿过。

根据本发明，本发明中，所述的丝杆32上套设一弹簧36，所述弹簧36的弹力为驱使波纹管33处于压缩状态。具体的，所述弹簧36的一端抵靠在所述的轴承34上，另一端抵靠在驱动电机31的端盖上。通过该弹簧36的设置，当设备突然发生断电或机械故障时，弹簧36的弹力可以驱使波纹管33压缩，同时气体可以经由第一电磁阀201的第二阀口排出至周围环境，由于第一电磁阀201排除气体产生的负压可以使输出管路20及内球囊1中的气体被抽出，此自动气路结构可以实现内球囊1内的氦气被快速抽出，并且，如果内球囊1仍置于患者的动脉内，由于受到主动脉内的压力影响，气体可以更快的排出，因此，有效地防止了严重的血流动力学灾难。更为具体的，所述弹簧36的系数参数可以选择10N/mm；另一方面，本发明中，在发生断电或机械故障时，通过弹簧36的弹力将波纹管33恢复至压缩状态，有助于重新开机后对波纹管33位置的预判断。

根据本发明，本发明中，与第一箱板301相对的第二箱板302上设有距离感应器37，所述波纹管33远离第一箱板301的端部设有感应棒38用于确定所述波纹管33的移动距离。

本发明中，所述的输出管路20外设有冷却单元4，所述的冷却单元4包括散热翅片401及贴附固定在所述散热翅片401上的散热风扇402。

本发明提供的技术方案中，通过丝杠32与轴承34的配合，其具有优异的启停和转动响应，每步精度在百分之三至百分之五，而且不会将一步的误差累计到下一步，故具有较好的精度和运动重复性；通过设计使驱动电机31的输出轴311转动一圈时，丝杠32的行程满足100cc的充气量，极大且有效的降低轴承34的行程；

驱动电机31的响应仅由数字输入脉冲决定，输出轴311的旋转角度正比于脉冲数，因而可以采用开环控制，这使得驱动电机31的结构简单，易于控制成本；由于输出轴311的转动速度正比于脉冲频率，因而其具有较宽的转速范围。

本发明提供的结构化气路系统，在具体的工作过程中，先通过氦气瓶2向内球囊1中充入一定压力的气体，即先维系气路保持在一定的压力下，一般为1psi左右，然后通过驱动电机31驱动波纹管33向气路结构中施加压力和释放压力，从而实现反搏的治疗效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1. 一种适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，包括内球囊(1)、向所述内球囊(1)供气的氦气瓶(2)、设置在内球囊(1)与氦气瓶(2)之间的充放气单元(3)；其特征在于，所述氦气瓶(2)与充放气单元(3)之间的第一管路(10)上设有依次串接的第二电磁阀(101)和第三电磁阀(102) ，且在第二电磁阀(101)与第三电磁阀(102)之间设有泄压阀(103)；

所述充放气单元(3)的输出管路(20)上依次连接有第一电磁阀(201)和内球囊(1)，所述第一电磁阀(201)的第一阀口连接至输出管路(20)上、第二阀口连通至周围环境；所述输出管路(20)的悬伸端连接至第四电磁阀(202)，所述第四电磁阀(202)的第三阀口连通至所述输出管路(20)、第四阀口连通至周围环境；

所述的充放气单元(3)包括：

风箱(30)，其具有一容置空间；

驱动电机(31)，设置在所述风箱(30)的外侧，其输出轴(311)穿过所述风箱(30)的箱板并伸入所述风箱(30)的容置空间，且在所述输出轴(311)的端部设有一丝杆(32)；

波纹管(33)，其一端抵靠在所述风箱(30)的第一箱板(301)上，所述的第一箱板(301)上设有通孔(3011)用于连通所述波纹管(33)与所述的第一管路(10)、输出管路(20)；所述波纹管(33)的另一端固定一轴承(34)，所述的轴承(34)套接在所述丝杆(32)上，且在驱动电机(31)带动丝杆(32)转动时，所述的轴承(34)带动所述波纹管(33)的端部移动使其内部的气体被压缩或产生负压；

所述的丝杆(32)上套设一弹簧(36)，所述弹簧(36)的弹力为驱使波纹管(33)处于压缩状态。

2.根据权利要求1所述的适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，其特征在于，所述的输出管路(20)中插置有压力传感器(21)。

3.根据权利要求1所述的适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，其特征在于，所述的波纹管(33)远离第一箱板(301)的一端设有若干沿其周向间隔布置的支撑管(331)，所述支撑管(331)的悬端设有一连接件(35)，所述的连接件(35)远离波纹管(33)的一侧固定有轴承(34)，且在所述的连接件(35)上设有贯穿孔(351)供所述的丝杆(32)穿过。

4.根据权利要求1所述的适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，其特征在于，与第一箱板(301)相对的第二箱板(302)上设有距离感应器(37)，所述波纹管(33)远离第一箱板(301)的端部设有感应棒(38)用于确定所述波纹管(33)的移动距离。

5.根据权利要求1所述的适用于主动脉内球囊反搏泵的结构化气路系统，其特征在于，所述的输出管路(20)外设有冷却单元(4)，所述的冷却单元(4)包括散热翅片(401)及贴附固定在所述散热翅片(401)上的散热风扇(402)。

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