CN112933396A - 一种电磁式心脏搏动辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体是一种电磁式心脏搏动辅助装置，一种电磁式心脏搏动辅助装置，包括：内膜、外膜支撑体、两个永磁体和电磁铁、电源及控制器，内膜包覆在心脏表面，外膜支撑体罩在内膜外侧，两个永磁体固定在内膜外侧并分别对应左心室和右心室，两个电磁铁固定在外膜支撑体内侧并与永磁体相对设置，电源及控制器用于为电磁铁供电并调节电流大小和方向，从而能使电磁铁对永磁体施加斥力或吸力，进而驱动心脏收缩或舒张。本专利的优点是，能够辅助人体心脏进行搏动，可控性强，改善心衰症状，延长病人寿命，且结构简单，体积小巧，只需要外科手术植入，更换方便，制造使用成本低，使用寿命长，医生病人易接受。

Description

一种电磁式心脏搏动辅助装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体是一种电磁式心脏搏动辅助装置。

背景技术

心力衰竭(heart failure)简称心衰，是指由于心脏的收缩功能和(或)舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群，此种障碍症候群集中表现为肺淤血、腔静脉淤血。心力衰竭并不是一个独立的疾病，而是心脏疾病发展的终末阶段。其中绝大多数的心力衰竭都是以左心衰竭开始的，即首先表现为肺循环淤血。心衰药物治疗二年存活率约80％，五年存活率仅50％左右。心衰的治疗必须寻求突破，才能挽救大量的频死人群。

目前主动脉内气囊反搏对低心排血量心衰特别合并心原性休克者有效，但由于设备笨重，不能携带，不适合、不方便长期使用。国外人工心脏研究大多都集中在模仿心脏结构上，而且要取代和切除病人心脏，又由于能源供应不足，尽管也有人工心脏应用临床，但病人死亡风险大，而且寿命很短，终于因为使用寿命短、并发症多，没有为病人接受，而推广困难。心脏移植由于供体缺乏，手术创伤大，成本高，免疫排斥反应高，常常难以广泛实施。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的任务是提供一种电磁式心脏搏动辅助装置，能够主动促进人体心脏收缩或舒张，辅助人体心脏进行搏动，且可控性强，使人体心脏恢复正常的泵血功能，能够改善心衰症状，延长病人寿命，具有非常重要应用价值，且结构简单，体积小巧，不需要切除心脏，只需要外科手术植入，更换方便，使用成本低，使用寿命长，医生病人易接受。

本发明任务通过下列技术方案来实现：

一种电磁式心脏搏动辅助装置，包括：

内膜，使用时包覆并固定连接在人体心脏表面；

外膜支撑体，使用时罩在内膜外侧且与内膜之间具有间隙，外膜支撑体的边缘与人体心脏表面固定连接；

永磁体，永磁体固定连接在内膜的外侧，永磁体的数量为至少两个，其中至少一个永磁体位于人体心脏左心室的外侧，至少一个永磁体位于人体心脏右心室的外侧；

电磁铁，电磁铁固定连接在外膜支撑体的内侧并能够通过外膜支撑体进行支撑固定，使用时电磁铁与永磁体一一对应且相对设置；

电源及控制器，通过电线与电磁铁连接，用于为电磁铁供电并调节电流大小和方向，从而能够使电磁铁对相应的永磁体施加斥力或吸力，进而驱动人体心脏进行收缩或舒张。

作为优选的技术方案，所述电磁式心脏搏动辅助装置还包括传感器，传感器与控制器连接，传感器能够实时监测人体心脏搏动节律并将数据发送至所述控制器，从而使控制器在人体心脏收缩时控制电磁铁对永磁体施加斥力以促进人体心脏收缩，在心脏舒张时控制电磁铁对永磁体施加吸力以促进心脏舒张。

作为优选的技术方案，所述控制器内预设有人体心脏正常搏动节律，当传感器监测到人体心脏停跳时，控制器能够根据预设的人体心脏正常搏动节律来控制电磁铁对永磁体施加斥力或吸力以驱动心脏收缩或舒张。

作为优选的技术方案，所述内膜和/或所述外膜支撑体为能够套在人体心脏表面的兜状结构。

作为优选的技术方案，所述内膜为柔软弹性薄膜，所述外膜支撑体的硬度大于内膜的硬度。

作为优选的技术方案，所述永磁体为弧面结构以便于隔着所述内膜贴合在人体心脏表面，所述电磁铁为与对应永磁体相配合的弧面结构，每个电磁铁由一个或多个电磁线圈组合而成。

作为优选的技术方案，使用时，所述内膜包覆并缝合固定在人体心脏的心包脏层表面，所述外膜支撑体罩在内膜外且外膜支撑体的边缘与人体心脏的心包壁层表面缝合固定。

和现有技术相比，本发明一种电磁式心脏搏动辅助装置，利用内膜将至少两个永磁体分别固定在人体心脏左心室和右心室的外侧，利用外膜支撑体将至少两个电磁铁分别固定在对应永磁体的相对位置，通过为电磁铁供电并调节电流大小和方向，从而能够使电磁铁对相应的永磁体施加斥力或吸力，进而能够主动促进人体心脏进行收缩或舒张，即辅助人体心脏进行搏动，且可控性强，使人体心脏恢复正常的泵血功能，善心衰症状，延长病人寿命，具有非常重要应用价值，且结构简单，体积小巧，不需要切除心脏，只需要外科手术植入，更换方便，制造使用成本低，使用寿命长，医生病人易接受。通过设置传感器，能够利用传感器实时检测使用者心脏搏动节律，进而自动控制本发明辅助人体心脏进行搏动且与使用者自身心脏搏动节律保持同步。通过在控制器内预设人体心脏正常搏动节律，从而使得当使用者心脏停跳时，控制器能够根据人体心脏正常搏动节律来驱动心脏收缩、舒张，保持正常泵血功能，防止发生危险。设置内膜、外膜支撑体为能够套在人体心脏表面的兜状结构，从而方便从下往上套在心脏外表面，且使永磁体正好位于人体心脏的左、右心室外侧，电磁铁正好与对应的永磁体位置相对。设置内膜为柔软弹性薄膜，从而便于紧贴在心脏表面，设置外膜支撑体的硬度大于内膜的硬度，从而便于对电磁铁进行支撑固定防止晃动。设置永磁体和电磁铁为相互配合的弧面结果，便于与人体心脏轮廓相匹配，且便于增加受力面积的同时减少永磁体和电磁铁的厚度。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明电磁式心脏搏动辅助装置的结构示意图；

图2是本发明电磁式心脏搏动辅助装置的使用状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下以采用本发明一种电磁式心脏搏动辅助装置的一种智能医疗器械器为例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是通过居中的元件进行间接连接。

如图1-2所示，一种电磁式心脏搏动辅助装置，包括：

内膜11，使用时包覆并固定连接在人体心脏2表面；

外膜支撑体12，使用时罩在内膜11外侧且与内膜11之间具有间隙，外膜支撑体12的边缘与人体心脏2表面固定连接；

永磁体13，永磁体13固定连接在内膜11的外侧，永磁体13的数量为两个，其中一个永磁体13位于人体心脏2的左心室21的外侧，另一个永磁体13位于人体心脏2的右心室22的外侧；

电磁铁14，电磁铁14固定连接在外膜支撑体12的内侧并能够通过外膜支撑体12进行支撑固定，使用时电磁铁14与永磁体13一一对应且相对设置；

电池及控制器15，通过电线16与电磁铁14连接，用于为电磁铁14供电并调节电流大小和方向，从而能够使电磁铁14对相应的永磁体13施加斥力或吸力，进而驱动人体心脏2进行收缩或舒张。

本发明一种电磁式心脏搏动辅助装置，利用内膜11将两个永磁体13分别固定在人体心脏2的左心室21和右心室22的外侧，利用外膜支撑体12将两个电磁铁14分别固定在对应永磁体13的相对位置，通过为电磁铁14供电并调节电流大小和方向，从而能够使电磁铁14对相应的永磁体13施加斥力或吸力，进而能够主动促进人体心脏2进行收缩或舒张，即辅助人体心脏2进行搏动，且可控性强，使人体心脏2恢复正常的泵血功能，能够改善心衰症状，延长病人寿命，具有非常重要应用价值，且结构简单，体积小巧，不需要切除心脏2，只需要外科手术植入，更换方便，制造使用成本低，使用寿命长，医生病人易接受。

作为优选的实施例，所述电磁式心脏搏动辅助装置还包括传感器(图中未示出)，传感器与控制器连接，传感器能够实时监测人体心脏2搏动节律并将数据发送至所述控制器，从而使控制器在人体心脏2收缩时控制电磁铁14对永磁体13施加斥力以促进人体心脏2收缩，在心脏2舒张时控制电磁铁14对永磁体13施加吸力以促进心脏2舒张。通过设置传感器，能够利用传感器实时检测使用者心脏2搏动节律，进而自动控制本发明辅助人体心脏2进行搏动且与使用者自身心脏2搏动节律保持同步。

作为优选的实施例，所述控制器内预设有人体心脏2正常搏动节律，当传感器监测到人体心脏2停跳时，控制器能够根据预设的人体心脏2正常搏动节律来控制电磁铁14对永磁体13施加斥力或吸力以驱动心脏2收缩或舒张。通过在控制器内预设人体心脏2正常搏动节律，从而使得当使用者心脏2停跳时，控制器能够根据人体心脏2正常搏动节律来驱动心脏2收缩、舒张，保持正常泵血功能，防止发生危险。

作为优选的实施例，所述内膜11和所述外膜支撑体12为能够套在人体心脏2表面的兜状结构。通过设置内膜11、外膜支撑体12为能够套在人体心脏2表面的兜状结构，从而方便从下往上套在心脏2外表面，且使永磁体13正好位于人体心脏2的左、右心室外侧，电磁铁14正好与对应的永磁体13位置相对。

作为优选的实施例，所述内膜11为柔软弹性薄膜，所述外膜支撑体12的硬度大于内膜11的硬度。通过设置内膜11为柔软弹性薄膜，从而便于紧贴在心脏2表面，设置外膜支撑体12的硬度大于内膜11的硬度，从而便于对电磁铁14进行支撑固定防止晃动。

作为优选的实施例，所述永磁体13为弧面结构以便于隔着所述内膜11贴合在人体心脏2表面，所述电磁铁14为与对应永磁体13相配合的弧面结构，每个电磁铁14由一个或多个电磁线圈组合而成。通过设置永磁体13和电磁铁14为相互配合的弧面结果，便于与人体心脏2轮廓相匹配，且便于增加受力面积的同时减少永磁体13和电磁铁14的厚度。

人体心脏表面可以理解为心包壁层、心包脏层或其他位于心脏表面的结构。作为优选的实施例，使用时，所述内膜11包覆并缝合固定在人体心脏2的心包脏层表面，所述外膜支撑体12罩在内膜11外且外膜支撑体12的边缘与人体心脏2的心包壁层表面缝合固定。

本发明一种电磁式心脏搏动辅助装置，可以通过外科手术进行植入安装，具体方式为：切开使用者心脏2的心包，将内膜11植入心包腔内并将内膜11与心包脏层23表面缝合固定，再将外膜支撑体12植入心包腔内并将外膜支撑体12的边缘与心脏2根部的心包壁层24缝合固定，并使电磁铁14与永磁体13位置相对。其中外膜支撑体12如果采用不可变形或者难以变形材料，会占用一定的体积，可能需要开胸手术进行植入，外膜支撑体12如果采用可变形材料且入胸腔后再进行成型、或者采用可压缩膨胀材料、或者采用记忆材料，则也可以考虑采用外科微创手术植入。电池及控制器15可安置在左侧胸腔底部，也可以电线16穿越左侧肋间肌，电池及控制器15安置左侧胸部皮下或者外置于体外。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，包括：

内膜，使用时包覆并固定连接在人体心脏表面；

外膜支撑体，使用时罩在内膜外侧且与内膜之间具有间隙，外膜支撑体的边缘与人体心脏表面固定连接；

永磁体，永磁体固定连接在内膜的外侧，永磁体的数量为至少两个，其中至少一个永磁体位于人体心脏左心室的外侧，至少一个永磁体位于人体心脏右心室的外侧；

电磁铁，电磁铁固定连接在外膜支撑体的内侧并能够通过外膜支撑体进行支撑固定，使用时电磁铁与永磁体一一对应且相对设置；

电源及控制器，通过电线与电磁铁连接，用于为电磁铁供电并调节电流大小和方向，从而能够使电磁铁对相应的永磁体施加斥力或吸力，进而驱动人体心脏进行收缩或舒张。

2.根据权利要求1所述的电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，所述电磁式心脏搏动辅助装置还包括传感器，传感器与控制器连接，传感器能够实时监测人体心脏搏动节律并将数据发送至所述控制器，从而使控制器在人体心脏收缩时控制电磁铁对永磁体施加斥力以促进人体心脏收缩，在心脏舒张时控制电磁铁对永磁体施加吸力以促进心脏舒张。

3.根据权利要求2所述的电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，所述控制器内预设有人体心脏正常搏动节律，当传感器监测到人体心脏停跳时，控制器能够根据预设的人体心脏正常搏动节律来控制电磁铁对永磁体施加斥力或吸力以驱动心脏收缩或舒张。

4.根据权利要求1所述的电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，所述内膜和/或所述外膜支撑体为能够套在人体心脏表面的兜状结构。

5.根据权利要求1所述的电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，所述内膜为柔软弹性薄膜，所述外膜支撑体的硬度大于内膜的硬度。

6.根据权利要求1所述的电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，所述永磁体为弧面结构以便于隔着所述内膜贴合在人体心脏表面，所述电磁铁为与对应永磁体相配合的弧面结构，每个电磁铁由一个或多个电磁线圈组合而成。

7.根据权利要求1所述的电磁式心脏搏动辅助装置，其特征在于，使用时，所述内膜包覆并缝合固定在人体心脏的心包脏层表面，所述外膜支撑体罩在内膜外且外膜支撑体的边缘与人体心脏的心包壁层表面缝合固定。

Images