CN113230533A - 一种动力泵型人工智能心脏 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种动力泵型人工智能心脏，属于医疗器械技术领域，包括：壳体，具有适于容纳心脏的放置腔体；球囊，具有多个；多个所述球囊分为内层和外层进行排布；位于内层的球囊螺旋式缠绕在所述心脏的外表面；位于外层的球囊成放射状分布在心脏的外表面；所述壳体套设在所述球囊的外面；所述球囊是容纳气体的气体腔体；所述球囊的一端通过导管从所述球囊隧道内穿出；所述球囊具有充气状态，也具有放气状态；本发明的动力泵型人工智能心脏，该装置所有部件均位于心脏外表面和心包之间，对心内结构破坏程度较少，同时，没有任何部分与血液直接接触，减少了产生出血、血栓、体内产热等并发症的概率。

Description

一种动力泵型人工智能心脏

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种动力泵型人工智能心脏。

背景技术

心力衰竭(以下简称心衰)是大多数心血管疾病的最终归宿，是常见的、高医疗支出且可能致命的疾病。现有技术中通常有两种方式用于解决心衰的问题：一是药物治疗，二是心室辅助装置。但是从目前来看，药物治疗的效果极其有限。

与药物治疗相比，心室辅助装置效果显著；在现有技术中，采用将抽血泵植入到心脏内的方式；具体的，在植入时，首先需要在心尖部钻一个圆孔，去除一部分心尖部的肌肉，再把抽血泵的进血口插入心尖部，并与周围的心肌缝合在一起；抽血泵的另一端通过人造血管与主动脉或肺动脉前壁吻合；同时，该抽血泵的主体有一根导线经胸壁穿刺体外与主机相连。

但是，该种方式对血液系统及心脏的结构有较大的破坏，在使用时，很可能会出现如出血、血栓、体内产热、心脏结构的继发性损伤等并发症。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的方式对血液系统和心内结构有较大破坏，以及在使用时很可能会出现如出血、血栓、体内产热等并发症的缺陷，从而提供一种动力泵型人工智能心脏。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种动力泵型人工智能心脏，包括：

壳体，具有适于容纳心脏的放置腔体；所述放置腔体的构型与心脏的形状契合；所述壳体包裹设置在所述心脏的外表面；所述壳体的心尖位置具有多个隧道；

球囊，具有多个；多个所述球囊呈双层交叉状缠绕在所述心脏的外表面；所述壳体套设在所述球囊的外面；所述球囊具有容纳气体的气体腔体；所述球囊的一端通过导管从所述隧道内穿出；所述球囊具有充气状态，也具有放气状态。

作为优选方案，所述壳体包括：第一壳体和第二壳体；所述第一壳体和所述第二壳体均由3-5片铠甲片拼接而成。

作为优选方案，所述第一壳体和所述第二壳体的侧边对应设置有固定翼；所述固定翼用于连接第一壳体和第二壳体；所述固定翼具有适于连接件穿过的第一连接孔。

作为优选方案，所述球囊分为内层和外层进行排布；设置在内层的球囊由心尖到心底部呈螺旋状；设置在外层的球囊由心尖到心底放射状排列。

作为优选方案，还包括：

固定圈，设置在壳体的内部上缘；多个所述球囊的上端均与所述固定圈进行固定。

作为优选方案，还包括：

保护套，适于贴合套设在心脏的外表面；所述保护套由生物相容性好的弹性材料制成；所述球囊设置在所述保护套的外表面。

作为优选方案，所述隧道的数量与所述球囊的数量一致；每根所述球囊的导管通过一个所述隧道穿出。

作为优选方案，还包括：

套管，套设在所述球囊的导管上。

作为优选方案，所述球囊由聚氨酯材料构成；所述球囊的长度为5-15cm；所述球囊的直径为2～2.5cm。

作为优选方案，所述壳体由医用塑料、钛合金或聚氨酯复合材料构成。

作为优选方案，激光光纤，具有多根，嵌设在所述保护套内；所述激光光纤的一端与心脏的外表面设置，另一端沿所述隧道穿出适于与体外的激光器连接；所述激光光纤内传输的激光的波长为4000～6000nm。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的动力泵型人工智能心脏，包括：壳体和球囊；当心脏收缩时，通过穿出的导管，对球囊充气，在壳体的支撑下，球囊向心室方向膨胀，助力心脏收缩；当心脏舒张时，通过穿出的导管对球囊放气，球囊放气，使得壳体和心脏外表面之间形成负压，促进心脏充分舒张，从而部分替代心衰心脏的功能，提高心脏泵血能力；

同时，该装置所有部件均位于心脏的外表面和心包之间，对心内的结构的破坏程度减少，同时，没有任何部分与血液直接接触，减少了产生出血、血栓、体内产热等并发症的概率。

球囊分为两层排布，内层为2-3根球囊在壳体内自心尖到心底部呈螺旋状排布，这样可以使得球囊在充气、放气过程中，尽量与心肌收缩舒张时心肌运动的方向一致，尽量避免球囊与心肌间出现相对运动造成心肌的损伤。

外层的球囊从心尖到心底部呈放射状排列，一般优选为5～6个，根据不同心室收缩力的需要，布置不同数量和大小的球囊，右心室收缩力较小，表面适于布置1～2球囊，左心室收缩力较大，表面适于布置3～5个球囊。

2.本发明提供的动力泵型人工智能心脏，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，且所述第一壳体和所述第二壳体均由3-5片铠甲片拼接而成；通过不同形状大小的铠甲片可更好地适应心脏局部的形状变化，提高心脏功能辅助的效率；由铠甲片拼接而成的壳体，可以增加壳体对心脏形状、体位或身体姿势等变化的实用性，且能防止该壳体对心脏及周围组织造成切割以至于损伤。

3.本发明提供的动力泵型人工智能心脏，所述第一壳体和第二壳体的侧边对应设置有用于固定连接固定翼，方便该装置在安装过程中的连接，可以缩短整个手术时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的动力泵型人工智能心脏的安装状态结构示意图。

图2为本发明的第一壳体的结构示意图。

图3为本发明的隧道的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一壳体；2、第二壳体；3、球囊；4、铠甲片；5、固定翼；6、第二连接孔；7、连接线；8、导管；9、固定圈；10、隧道；11、保护套。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的一种动力泵型人工智能心脏，如图1所示，包括包裹在心脏外表面的壳体和设置在壳体的内表面与心脏外表面之间的球囊3；该装置的所有部件均在心室腔外，没有任何部分在心室腔内，因此，不破坏心室结构，由于限制了心衰时的心室扩大，同时智能化的补偿了合适的外力，因此，可促进已经受损的心肌恢复结构。

如图2、3所示，壳体本身具有较低的弹性，为医用塑料、钛合金或聚氨酯复合材料构成；在壳体的心尖的位置具有多个隧道10；壳体包括第一壳体1和第二壳体2；所述第一壳体1和所述第二壳体2的侧边对应设置有固定翼5，固定翼5上设置有第一连接孔，在第一壳体1和第二壳体2上对应设置的第一连接孔内穿过用于连接的金属丝，将金属丝的两端旋拧在一起，实现第一壳体1和第二壳体2的固定；通过固定翼5的设置，可以加快在安装壳体的手术过程中的进步，减少手术时间，减少患者痛苦。

所述第一壳体1和所述第二壳体2均由2-5片铠甲片4拼接而成；即整个包裹心脏的壳体由3-10片大小不等、形状各异、且可与心脏局部各个表面高度贴合的铠甲片4构成；每个铠甲片4根据不同心脏大小、形状、部位及不同表面曲度设置而成，使得最终由铠甲片4拼接而成的外壳能够与心脏完美的契合；具体的，在每个铠甲片4上设置有第二连接孔6，通过连接线7穿过所述第二连接孔6实现铠甲片4之间的连接。

这样的设置增加壳体对心脏形状、体位、身体姿势等变化的适应性，防止壳体对心脏及周围组织造成切割以至于损伤；同时，不同形状大小的铠甲片4可更好的适应心脏局部的形状变化，提高心脏功能辅助的效率。

在壳体的内部的上缘设置有固定圈9，固定圈9上连接有多个球囊3；球囊3由聚氨酯材料构成，球囊3的长度在5cm-15cm之间，且多个球囊3之间的长度不一定相同；球囊3的直径为2～2.5cm，球囊3的厚度为6-10μm。

球囊3内部具有气体腔体，气体腔体的一端与导管8的一端连通，导管8的另一端从隧道10内穿出壳体，与动力系统连通，通过动力系统为气囊的气体腔体充气和放气；实现球囊3的充气状态和放气状态，隧道10的数量与球囊3的数量相同，使得每个球囊3的导管8从一个隧道10内穿出；在导管8的穿出端上套设有套管，起到对导管8的保护作用；动力系统与体外主机信号连通。

球囊3具有多个，优选为8个；多个球囊3分为两层设置在心脏的外表面，与心脏的外表面靠近设置的一层为内层，在内层外边的一层为外层；内层具有两根球囊3，球囊3沿心脏自心尖到心底部呈螺旋状排布，这样可以使得球囊3在充气、放气过程中，尽量与心肌收缩舒张时心肌运动的方向一致，尽量避免球囊3与心肌间出现相对运动造成心肌的损伤；外层具有6个球囊3，球囊3沿心脏从心尖到心底部呈放射状排列，根据不同心室收缩力的需要，布置不同数量和大小的球囊3，右心室收缩力较小，表面适于布置两个球囊3，左心室收缩力较大，表面适于布置4个球囊3。

进一步的，为了防止球囊3对心脏外表面造成损伤，在心脏的外表面贴合套设有保护套11，将球囊3设置在保护套11的外表面；保护套11由弹性材料制成。在保护套内嵌设有多根心肌再生系统的激光光纤，激光光纤的一端位于心脏的外表面，另一端与球囊导管一起从隧道内穿出与体外主机内的激光器相连；所述激光光纤内传输的激光的波长为4000～6000nm。

在心脏上设置有心脏表面超声探头，该超声探头获取左心室壁运动及左室内血流动力学参数，便于远程监控心脏功能，便于医生调整AIH的参数。在主动脉壁上有固定的动脉压力监测器，将检测到的主动脉压力信号传到体外主机，也可以通过压力信号，对球囊3进行压力触发。

使用方法及原理

对患者进行开胸，将需要使用的探测器等设备固定于主动脉或心脏外膜下，将上述探测器的导线及光纤整理成束，一并从心尖部的壳体的隧道10内穿出，与体外的主机相连；

将保护套11套设在心脏的外表面，将第一壳体1扣合设置在保护套11的外表面，固定圈9套设在所述心脏的心底处，且与第一壳体1的上缘固定连接，将球囊3按照一定的规则排布于保护套11的外表面，球囊3的导管8统一从心尖的部位的隧道10内穿出，并与体外的动力系统相连；心脏收缩期，心电的除极波和心室内压力波同时触发球囊3同步充气(惰性气体)，舒张末期球囊3同步放气。

通过使用该装置，使发生心力衰竭的心脏功能可恢复正常，甚至超过正常。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种动力泵型人工智能心脏，其特征在于，包括：

壳体，具有适于容纳心脏的放置腔体；所述放置腔体的构型与心脏的形状契合；所述壳体包裹设置在所述心脏的外表面；所述壳体的心尖位置具有多个隧道(10)；

球囊(3)，具有多个；多个所述球囊(3)分为内层和外层进行排布；位于内层的球囊螺旋式缠绕在所述心脏的外表面；位于外层的球囊成放射状分布在心脏的外表面；

所述壳体套设在所述球囊(3)的外面；所述球囊(3)具有容纳气体的气体腔体；所述球囊(3)的一端通过导管(8)从所述隧道(10)内穿出；所述球囊(3)具有充气状态，也具有放气状态。

2.根据权利要求1所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，所述壳体包括：第一壳体(1)和第二壳体(2)；所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)均由3-5片铠甲片(4)拼接而成。

3.根据权利要求2所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)的侧边对应设置有固定翼(5)；所述固定翼(5)用于连接第一壳体(1)和第二壳体(2)；所述固定翼(5)具有适于连接件穿过的第一连接孔。

4.根据权利要求1所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，还包括：

套管，套设在所述球囊的导管上。

5.根据权利要求4所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，还包括：

固定圈(9)，设置在壳体的内部上缘；多个所述球囊(3)的上端均与所述固定圈(9)进行固定。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，还包括：

保护套(11)，适于贴合套设在心脏的外表面；所述保护套(11)由弹性材料制成；所述球囊(3)设置在所述保护套(11)的外表面。

7.根据权利要求6所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，还包括：

激光光纤，具有多根，嵌设在所述保护套内；所述激光光纤的一端与心脏的外表面相连，另一端沿所述隧道穿出，且适于与体外的激光器连接；所述激光光纤内传输的激光的波长为4000～6000nm。

8.根据权利要求1所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，所述隧道(10)的数量与所述球囊(3)的数量一致；每根所述球囊(3)的导管(8)通过一个所述隧道(10)穿出。

9.根据权利要求1所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，所述球囊(3)由聚氨酯材料构成；所述球囊(3)的长度为5-15cm；所述球囊(3)的直径为2～2.5cm。

10.根据权利要求1所述的动力泵型人工智能心脏，其特征在于，所述壳体由医用塑料、钛合金或聚氨酯复合材料构成。

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