CN1528472A - 双搏动泵体外心肺生命支持系统 - Google Patents

Abstract

一种涉及人工心脏的双搏动泵体外心肺生命支持系统，尤指一种用于需要心肺生命支持系统的病人，以人工心脏植入或者体外心脏支持的形式来实现的体外心肺生命支持系统。该发明由血液泵、管道、旋转体、驱动单元及常规的心肺设备等组成，该系统包括一个有侧壁的支持体，支持体安装把手和滚筒，在侧壁上安装有第一血液储存器和第二血液储存器，机架通过垂直管道与氧合器连接，另一端通过短竖管道连接到机体的大静脉。本发明的优点是：显著减少了血液凝结(血栓形成)，血液分解，或者红细胞破坏的发生，结构简单稳定，体积小，安全可靠，并降低了生产成本。

Description

双搏动泵体外心肺生命支持系统

技术领域

本发明涉及一种人工心脏，尤指一种用于需要心肺生命支持系统的病人，以人工心脏植入或者体外心脏支持的形式来实现的双搏动泵体外心肺生命支持系统。

背景技术

请参阅附图1、2、3、4、5所示，其中，图1是一个示意图，显示了心脏2，肺4，哺乳动物和人的血液循环，其中箭头所示为血流方向。如图1中所示，心脏2包括上面的两个心房和下面的两个心室，一个主要的静脉6连接到右心房，右心室连接到肺动脉8，肺连接到左心房，左心室与一条大动脉相连10，左心室的规律性的泵作用使血液进入大动脉10，把营养和氧气传送到身体的每一条毛细血管；同时，缺少氧气的血液被连接到右心房的静脉收集，完成了被称为体循环的血液循环过程，被收集到右心房内的缺少氧气的血液被运送到右心室，然后通过肺动脉输送到肺的每一部分，在那里进行血液的氧化。在肺内氧化的血液通过左心房进入左心室，通过这个血液氧化的循环，也被称为肺循环，缺少氧气的血液转变成为富含氧气的血液，又回到了左心室。左心室里富含氧气的血液按照规则性的泵活动重复着体循环，这种规则的泵活动就形成了节律性的脉搏，每个心房和心室中的瓣膜可以防止血液的返流。

在心房和心室的节律性的搏动根据年龄，性别和生理状况而不同。然而，对每一个个体来说，心脏搏动频率在稳定的条件下是规则的，标准的每分钟心脏搏动频率，在婴儿是100至140次，小学学生是80至90次，青年和中年人是60至80次，老年人60至70次，男性的搏动频率比女性要低一些。

一般来说，动物身体越小，心脏搏动的频率越快。如果体表面积大于身体的体积，热量的释放增大，血液的循环就应该更快以代偿热量的损失。例如，大象每分钟心跳次数为30至40次，狗60至90次，兔140至160次，鼠200至300次。人工心脏的搏动频率可以通过控制驱动人工心脏的发动机的转动来调整。

心脏和肺是维持一个活的生命的最关键的器官，然而，为了进行精确的心脏外科手术，心脏必须保持静止和排空。考虑到心脏是如此的重要，没有心脏生命不能维持超过五分钟。因此，在许多危及生命的紧急状况下，如心脏病发作，败血症休克，或者心肌梗塞，就必须使用人工心脏或者心肺支持设备。

许多关于人工心脏的研究都集中于它的泵血功能，这是影响到一个人工心脏在体内功能的一个最重要的方面。下面主要针对泵血功能简单介绍一下人工心脏的主流工艺。

图2显示的是一个常规的使用旋转心肺设备，如图2中所示，旋转泵设备包括一个血液储存器，一个旋转泵12，一个公知氧合器13，一个弹性管14，血液储存器11储存了来自病人大静脉的血液，旋转泵12使血液从储存器11转移到公知氧合器13，弹性管14连接血液储存器12和公知氧合器13，弹性管呈90度弧形弯曲围绕旋转血液泵12，旋转轴15从管14的弧形部分经过旋转泵12中心呈放射状，一个旋转臂16固定于旋转轴15，两个旋转滚筒按照旋转轴15进行旋转，轴的旋转使使泵12沿着管14的弧形部位进行连续的旋转挤压。但是，这种泵的旋转挤压不能产生一个稳定的，脉动的血液泵作用。而且，旋转挤压中的过分的压力会引起公知氧合器13中的血栓形成和溶血，还有，旋转泵12只能用大约6至8小时，这就很大的限制了它应用于心脏外科手术的时间。

图3显示了一个常规离心血液泵21的交叉组合示意图。离心血液泵21包括一个从连接到右心房的弹性管(没有显示)接受血液的输入口(没有显示)，一个从血液泵21排出血液的输出口，一个有叶片的推进器23，推进器23的转动速度可以根据病人进行调节。可是，由于离心血液泵里的血液既没有与血块21的内表面接触，也没有与推进器23的机械表面接触，很容易发生血液凝结和血液分解。

要特别指出的是，血液凝结和血液分解引起的红细胞和血小板的损害，是由泵21中血流产生的压力和血液在泵21中停留的时间决定的。而且，血流的压力是由推进器23的旋转速度和机械表面的粗糙程度决定的，因而增加了血液损伤的可能性。血液停留在离心血液泵21的时间是在设计泵的过程中需要考虑的重要因素。一个足够影响到血液在泵中停留的剪切力可以引起由于泵内表面冻结，栓塞，以及纤维聚集而导致的血栓形成。也可能由于推进器22的旋转造成的血流分割，气穴现象，以及溶液旋转等引起血液分解，红细胞的破坏。因此，离心血液泵21跟旋转血液泵相类似，只能应用于有限的时间。

图4显示了一个常规脉动血液泵31。如图4所示，搏动31泵包括一个带状管32，一个压力盘33，一个盘支柱34，一个旋转体35，一个驱动器36。袋状管32的每一端内安装有阀门。压力盘33给管32加压，以便进行血液的传输。盘支柱34支持并且垂直传送压力盘33。旋转体35刻有螺线，使盘支柱进行垂直往返运动。当压力盘33，盘支柱34被驱动器36所驱动的旋转体35降低的时候，血液从管32中释放出来，当升高的时候，血液就进入管32中，所以就产生了脉动性的血液泵作用。然而，搏动性血液泵31可以因为旋转体和盘支柱34之间的接触造成摩擦，破坏了稳定的往返运动。而且，驱动器36的往返转动带动旋转体35，可以增加泵血到氧合器的压力，引起血栓形成和溶血的发生。

图5显示了双重搏动血液泵41。如图5所示，搏动泵41包括输入口43，43’，输出口44，44’，输入阀门45，45’，输出阀门46，46’。每一个阀们都与响应的端口相匹配，这个泵41还包括一个泵容器42，其中容纳了一个球状体52，这个球状体有一个凹槽50和一个齿轮51，齿轮51与附着在泵容器42内壁上的架子53相结合，有一个橡皮膜覆盖在齿轮51，架子53和凹槽的表面，一个带子54在体的凹槽内，包绕着一个连接到驱动器56的滑轮，滑轮57以及齿轮51和架子53之间的紧张性产生了球状体52的穿梭运动，从而体部的水平运动把血液泵如血液容器48。双重搏动血液泵31与旋转泵和其他搏动泵相比，显著减少了血栓形成和溶血的发生。然而，除了橡皮膜49，49’，血液仍然接触到机械表面，输入口和输出口仍然暴露在机械表面，这些都可以引起血栓形成和溶血的发生。而且，泵室48，48’的输入口和输出口的流线型构型可以导致压力降低，产生血液凝结和血液分解。另外，连续的摩擦和压力可以拉长条带，这就使保持稳定的搏动和血液压力变的困难。还有，常规的双重搏动血液泵41因为球状体52的穿梭运动所需要机械条件而显著的增加了生产成本。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一个心肺生命支持系统，可以明显减少在使用它的病人的血管内发生血液凝结(血栓形成)，分解，或者红细胞破坏(溶血)。

本发明的另一个目的在于：以体外生命支持或者外科植入的方式，使心脏病人能够应用这个生命支持系统度过一个较长的生命时期。

本发明的一个远期的目标是增加体外支持系统的可携带性，减小生命支持系统的体积以方便外科植入。

本发明的一个更远的目标是在活体内实现等同于系统搏动的节律性搏动。

本发明要解决的技术问题是：要明显减少在使用它的病人的血管内发生血液凝结(血栓形成)，分解，或者红细胞破坏(溶血)情况，减小生命支持系统的体积，提高产品可靠性及在活体内实现等同于系统搏动的节律性搏动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统由血液泵、管道、旋转体、驱动单元及常规的心肺设备组成，该生命支持系统包括一个有侧壁的支持体，支持体安装把手和滚筒，在侧壁上安装有第一血液储存器和第二血液储存器，第一血液储存器一端通过竖管道与机架连接，机架与长竖管道连接，另一端通过横管道与氧合器连接；第二血液储存器一端通过中间管道与机架连接，机架通过垂直管道与氧合器连接，另一端通过短竖管道连接到机体的大静脉，具体为：

a)一个由顶壁、底壁和内壁组成的机架，在机架内有相互接近的第一管和第二管，第一管和第二管各自都有其输入管和输出管：

b)一个附着在机架内的交互部件，安装在第一管和第二管之间；

c)在每一个输入口和输出口都安装有阀门；

d)一个连接到第一管输出口和第二管输入口的氧合器：

e)一个安装在每条管和机架内壁之间的实心的管支柱；

f)一个与管完全平行的轴，轴的顶部旋转地连接到顶壁，中部固定地连接到交互部件，底部旋转地穿过机架的底壁；

g)一个靠近机架的发动机；

h)一个连接到发动机的减速器；

i)一个底部与减速器相连的第一齿轮为弧形齿，有一个底和轮齿，并旋转地连接到轴；

j)一个底部连接到轴底部的第二齿轮为弧形齿，有一个底和轮齿，一个连接棒从第二齿轮底延伸；

k)一个支持盘从轴的中部伸出，固定在交互部件上。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第一管和第二管呈直线排列，并相互平行，第一管和第二管分别有一个输入口和一个输出口。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第一管的输出口经过顶壁，连接到机体的大动脉；第二管的输出口经过机架的底壁，连接到机体的大静脉。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第一管和第二管是有弹性的，其由聚合体或硅胶管或柔软材料组成。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的交互部件是实心的胶囊状或球状的。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的阀门是单向阀门。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的管支柱由坚固材料或刚性材料组成。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统轴的底部连接到公齿条底部，并分开地与母齿条相结合，公齿条和母齿条分开地位于轴与连接棒之间，母齿条底部通过连接棒与第二齿轮底相连接。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第二齿轮旋转的与第一齿轮相结合。

一种双搏动泵体外心肺生命支持系统的工作方法，该方法由交互部件交替挤压第一管和第二管，其具体工作步骤是：

步骤1.对第一管挤压

      交互部件开始对第一管进行挤压，使部分富含氧气的

血液通过第一管输出口泵出第一管；

步骤2.对第二管挤压

      交互部件对第二管进行挤压，使部分氧气缺乏的血液

通过第二管输出口泵出第二管，同时，第一管恢复原

来的形状，使它可以抽吸与泵出的一样多的血液通过

第一管输入口阀门；

步骤3.再对第一管挤压

      接着交互部件再对第一管的挤压，使部分富含氧气

的血液通过第一管输出口泵出第一管，同时，第二管

恢复它的原来的形状，使第二管可以抽吸与它泵出的

一样多的血液经过第二管输入口阀门。

本发明的有益效果是：交互部件的轻柔交替往返运动有序地，交替地，轻柔地，有效地挤压第一管和第二管，来实现对血液的泵作用，氧合器内由于反复泵血而升高的压力较小，从而显著减少了血液凝结(血栓形成)，血液分解，或者红细胞破坏的发生，而这些都是接受常规人工心脏支持的病人所常见的副作用；

第一管和第二管由柔软，有弹性的材料做成，实心的交互部件在第一管和第二管之间运行，由简单，稳定的结构组成，可以在这个生命支持系统的这个期望寿命期限内持续使用而不用替换；

交互部件和第一管，第二管在机架内有效地相互适应，使第一管和第二管在如此小的空间内的每一次的血液泵作用成为可能，明显减少了系统所需要的体积，从一个常规电冰箱大小到本发明用于植入的手掌大小和本发明用于体外支持的可携带大小；

这个温和的脉动的血液泵作用在机架内完成，弹性血液管和实心交互部件的系统性结合产生安全，稳定的血液脉动，与自然心脏相类似，提高了产品的可靠性；

这个采用交替挤压管机制的人工血液泵系统，需要较少的元件，进一步简化了血液泵作用的整个结构，因而大大降低了生产成本，使得这个生命支持系统的外科植入成为可能，它的成本降低到一个大的心脏外科手术的医疗费用的一倍半。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图1是公知的哺乳动物和人的心脏、肺及血液循环的示意图；

附图2是公知的应用旋转血液泵的常规心肺设备的结构示意图；

附图3是公知的应用离心血液泵的常规心肺设备的交叉组合示意图；

附图4是公知的应用搏动血液泵的高级常规心肺设备的结构示意图；

附图5是公知的应用双重搏动血液泵的更高一级的常规心肺设备的交叉组合示意图；

附图6是本发明的心肺生命支持系统的结构示意图；

附图7是本发明图6中的双搏动泵单元的结构示意图；

附图8是本发明图6中双搏动泵单元的交叉组合纵向剖视图；

附图9是本发明图6中双搏动泵单元的交叉组合横向剖视图；

附图10是本发明图6中双搏动泵单元的交叉组合侧视图；

附图11是本发明图6中泵驱动单元的结构示意图；

附图12是本发明图11中连接单元的俯视图；

附图13是本发明图6中公齿条的交叉组合图；

附图14是体现本发明的图6中的双搏动泵单元的交叉组合主视示意图；

附图15是本发明的实施例双搏动泵单元的结构示意图；

附图16是本发明图15中双搏动泵单元的交叉组合俯视图；

附图中标号说明：

2-心脏、肺                        80-长竖管道；

4-肺；                            82-短竖管道；

6-静脉                            84-中间管道；

8-肺动脉；                        86-竖管道；

10-大动脉                         88-横管道；

11-血液储存器                     90-垂直管道；

12-旋转泵                         92-发动机单元；

13-公知氧合器；                   94-第一管；

14-弹性管；                       94a-第一管输入口；

15-旋转轴；                       94b-第一管输出口；

16-旋转臂                         96-第二管；

21-离心血液泵                     96a-第二管输入口；

23-推进器；                       96b-第二管输出口；

31-搏动血液泵；                   100-底壁；

32-带状管；                       102-内壁；

33-压力盘；                       104-交互部件；

34-盘支柱；                       106-第一管输入阀门；

35-旋转体；                       108-第一管输出阀门；

36-驱动器；                       110-第二管输入阀门；

41-双重搏动血液泵；               112-第二管输出阀门；

42-泵容器；                       114-管支柱；

43，43’-输入口；                 116-轴；

44，44’-输出口；                 118-轴顶部；

45，45’-输入阀门；            120-轴中部；

46，46’-输出阀门；            122-轴底部；

48，48’-泵室；                124-支持盘；

49，49’-橡皮膜；              126-发动机

50-凹槽；                      128-减速器；

51-齿轮；                      130-第一齿轮；

52-球状体；                    132-第二齿轮；

53-架子；                      134-第一齿轮底；

54-带子；                      136-第一齿轮轮齿；

56-驱动器；                    138-第二齿轮底；

57-滑轮；                      140-第二齿轮轮齿；

60-生命支持系统；              142-连接棒；

62-支持体；                    144-公齿条；

64-侧壁；                      146-母齿条；

66-长把手；                    148-齿；

68-短把手                      200-实施例生命支持系统；

70-滚筒                        202-实施例机架；

72-第一血液储存器              204-实施例第一管；

74-第二血液储存器              204a-实施例第一管输入口；

76-双博动泵机架；              204b-实施例第一管输出口；

78-氧合器                      206-实施例第二管；

                               208-实施例交互部件；

230-实施例轴；                 210-实施例第一血液储存器；

232-实施例伸展部分；           212-实施例第二血液储存器；

                               213、214、216、218-实施例阀门；

                               220、222、224、226-实施例管道；

                               227-实施例管支柱；

具体实施方式

请参阅附图6、7、8、9、10、11、12、13、14所示，本发明由血液泵、管道、旋转体、驱动单元及常规的心肺设备组成，该生命支持系统60包括一个有侧壁的支持体62，支持体62安装长把手66、短把手68和滚筒70，在侧壁64上安装有第一血液储存器72和第二血液储存器74，第一血液储存器72一端通过竖管道86与双搏动泵机架76连接，双搏动泵机架76与长竖管道80连接，另一端通过横管道88与氧合器78连接；第二血液储存器74一端通过中间管道84与双搏动泵机架76连接，双搏动泵机架76通过垂直管道90与氧合器78连接，另一端通过短竖管道82连接到机体的大静脉，具体为：

a)一个由顶壁98、底壁100和内壁102组成的双搏动泵机架76，在双搏动泵机架76内有相互接近的第一管94和第二管96，第一管94和第二管96各自都有其输入管和输出管：

b)一个附着在双搏动泵机架76内的交互部件104，安装在第一管94和第二管96之间；

c)在每一个输入口和输出口都安装有阀门；

d)一个连接到第一管输出口94b和第二管输入口96a的氧合器78：

e)一个安装在每条管和双搏动泵机架76内壁102之间的实心的管支柱114；

f)一个与管完全平行的轴116，轴116的顶部118旋转地连接到顶壁，轴中部120固定地连接到交互部件104，轴底部122旋转地穿过双搏动泵机架76的底壁；

g)一个靠近双搏动泵机架76的发动机126；

h)一个连接到发动机126的减速器128；

i)一个底部与减速器128相连的第一齿轮130为弧形齿，有一个第一齿轮底134和第一齿轮轮齿136，并旋转地连接到轴116；

j)一个底部连接到轴底部122的第二齿轮132为弧形齿，有一个第二齿轮底138和第二齿轮轮齿140，一个连接棒从第二齿轮底延伸；

k)一个支持盘124从轴116的中部伸出，固定在交互部件104上。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第一管94和第二管96呈直线排列，并相互平行，第一管94和第二管96分别有一个输入口和一个输出口。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第一管94的输出口44经过顶壁98，连接到机体的大动脉；第二管的输出口44’经过双搏动泵机架76的底壁，连接到机体的大静脉。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第一管94和第二管96是有弹性的，其由聚合体或硅胶管或柔软材料组成。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的交互部件104是实心的胶囊状或球状的。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的阀门106、108、110、112是单向阀门。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的管支柱114由坚固材料或刚性材料组成。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统轴的底部122连接到公齿条144底部，并分开地与母齿条146相结合，公齿条144和母齿条146分开地位于轴116与连接棒142之间，母齿条146底部通过连接棒142与第二齿轮底138相连接。

所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统的第二齿轮132旋转的与第一齿轮130相结合。

一种双搏动泵体外心肺生命支持系统的工作方法，该方法由交互部件交替挤压第一管和第二管，其具体工作步骤是：

步骤1.对第一管94挤压

交互部件104开始对第一管94进行挤压，使部分富含氧气的血液通过第一管输出口94b泵出第一管94；

步骤2.对第二管96挤压

交互部件104对第二管96进行挤压，使部分氧气缺乏的血液通过第二管输出口96b泵出第二管96，同时，第一管94恢复原来的形状，使它可以抽吸与泵出的一样多的血液通过第一管输入口阀门106；

步骤3.再对第一管94挤压

接着交互部件104再对第一管94的挤压，使部分富含氧气的血液通过第一管输出口94b泵出第一管94，同时，第二管96恢复它的原来的形状，使第二管96可以抽吸与它泵出的一样多的血液经过第二管输入口阀门110。

本发明细节的详细说明：

请参阅附图6、7所示，一个体现本发明的心肺生命支持系统60包括一个有侧壁64的支持体62，支持体62可以选择性的安装把手66、68和滚筒70，使这个系统60携带方便。在侧壁64上安装有第一和第二血液储存器72、74，一个血液泵机架76，一个氧合器78，这些都通过管道80、82、84、86、88、90连接，在这个结构里，管道82连接到病人的大静脉形成一个稳定的总血流。

第二储存器74，管道84，机架76内的第二管96，管道90，氧合器78，管道88，第一血液储存器72，管道86，机架76内的第一管94和管道80连接到病人的大动脉。每一条管道都是由柔软的材料制成，使血液容易通过。

关于这个生命支持系统60中每一个部件的安装情况，第一血液储存器72经管道88、86安装在氧合器78与第一管94之间，暂时储存已经在氧合器78中经过氧合作用而富含氧气的血液。第二血液储存器74经管道84与第二管96相连。第二血液储存器暂时储存从病人大静脉经管道82进入的缺乏氧气的血液。

当需要体外心脏支持的病人使用这个生命支持系统60的时候，病人大静脉里缺乏氧气的血液经管道82流进，在氧合器78内进行氧合作用。与机架76内的泵作用相一致，经过氧合作用而富含氧气的血液经过管道80进入病人的大动脉。机架76内的泵作用是由临近机架76的发动机单元所驱动。机架76是由一个顶壁98，一个底壁100，一个内壁102所组成。

请参阅附图8、9、10所示，详细说明了这个生命支持系统60的血液泵作用的机制。如图中所示，第一管和第二管94、96在机架76内相互接近。第一管和第二管94、96分别有一个输入口94a、96a和一个输出口94b、96b。一个交互部件104安装在第一管和第二管之间，并且与机架76相连，可以交替挤压第一管和第二管94、96。也就是说，交互部件104按照发动机单元92连续交替的挤压每一管94、96，可以有效的控制进入和排出第一管和第二管的血流。交互部件104比较适合制成球状的实体，交互部件104也可以制成实心的胶囊状。第一管和第二管94、96呈直线排列，与机架76相互平行。

这个生命支持系统60还包括阀门106、108、110、112，每一个阀门都是只允许单向血流通过。第一管输入阀门106，第一管输出阀门108，第二管输入阀门110，第二管输出阀门112依次位于输入口和输出口94a、94b、96a、96b，可以防止在第一管和第二管94、96中的血液返流。所以血液从第一管输入口94a进入第一管94的血流，因为在第一管输入口94a的第一输入阀门106是一个单向阀门，就阻断了从第一管94的血液返流。同样的，第一管的血液经过第一管输出口94b流出，那里的第一输出管阀门也是单向阀门，阻断了血液从管道80返流到第一管94。

相似的，在第二管输入口96a的第二管输入阀门110可以防止从第二管的血液返流，第二管输出口96b的第二输出阀门112可以防止从连接到氧合器78的管道90的血液返流到第二管96。

为了提高机架76内的连续泵作用的效率，这个生命支持系统60还包括一个管支柱114，安装在第一管和第二管94、96以及机架76的内壁102之间。管支柱114由实心材料做成，与交互部件104之间充分的分开。至少，每一个与交互部件104直接接触的管部分116、118可以被管支柱114所保护。也就是说，实心的管支柱114一点都不会妨碍交互部件的活动，而且尽管每个管94、96的可变形的性质，它可以增加机架76内的泵作用的稳定性。管支柱可以由坚固材料或者刚性材料制成。

第一管和第二管94、96由柔软的材料制成。而且，每一个管94、96都是由能够在外科手术或者体内植入中与哺乳动物机体相容的聚合体材料制成的。第一管和第二管94、96也可以选择由硅制成。因为有这样的材料特性，第一管和第二管94、96具有弹性，在被交互部件104挤压后可以恢复到它原来的形状。

为了增加生命支持系统60的实用性，第二管96的输入口96a和第一管的输出口94b都经过机架76的顶壁98。也就是说，第一管94的输出口94b经过顶壁98，第二管96的输出口96b经过机架76的底壁。

重要的是，交互部件104要产生类似于活体内心脏自然的血液泵作用的人工节律性搏动。交互部件104开始挤压第一管94，使部分血液从第一管94经过第一管输出口94b流出。接下来，交互部件104对第二管96的挤压是部分血液从第二管96经过第二管输出口96b流出，同时第一管94恢复它原来的形状，使第一管可以抽吸到与泵出同样多的血液经过第一输入阀门106进入第一管。接着，交互部件104对第一管94的挤压使部分血液从第一管94经过第一管输出口94b流出，同时第二管恢复它原来的形状，使它可以抽吸到与泵出一样多的血液经过第二输入阀门110进入第二管。

请参阅附图11、12、13、14所示，图11、12、13各自显示了驱动交互部件104的机制。如图中所示，这个生命支持系统60还包括一个带有顶部118，中部120和底部122的轴116。轴连接到发动机单元92，与管94、96完全平行。轴116的顶部118可旋转地附着在顶壁98，中部120固定的附着在交互部件104上，底部122可旋转地通过机架76的底壁100，这样，轴116的交替性的角旋转可以使交互部件104交替挤压第一管和第二管94、96。

如图10中所示，一个支持盘124位于交互部件104和轴116的中部120之间。也就是，一个支持盘124从轴116的中部120伸出固定到交互部件104。为了活动轴116，发动机单元92，包括一个发动机126，一个减速器128，第一和第二齿轮130、132。减速器128与发动机126相连，调节发动机126的转矩。第一齿轮130有一个底134和轮齿136，第二齿轮132有一个底138和齿140。第一齿轮底134与减速器128相连，第一齿轮齿136与第二齿轮132的齿140相结合。一个连接棒142从第二齿轮底138延伸出去。

同时，公齿条和母齿条144，146可分开地位于轴116与连接棒142之间。也就是，图8中的公齿条144连接到轴116的底部122，可分开地与图11中的母齿条146相结合。

母齿条146通过连接棒142与第二齿轮底132相连接。所以发动机126产生并且由减速器所调节的转矩可以转变为与第一齿轮130和第二齿轮132相一致的往返角旋转。特别是，第一齿轮和第二齿轮的齿136、140都被制成弧形，可以产生往返的角旋转。为了能实现公齿条和母齿条之间确实的可分离的连接，互相匹配的齿可以按照图13的形状来设计。在每一个齿条144、146的齿148最好设计成不规则的排列。

交互部件104的交替运动是在第一管94和第二管96之间的水平运动来实现的。如图14中所示，交互部件104可以由倾斜的椭圆体来实现对第一管和第二管94、96的交替倾斜挤压。

本发明的另一个实施例如下：

请参阅附图15、16所示，另外一个体现本发明的实施例生命支持系统200则是按照较小的尺寸以适应于外科的植入手术。如图所示，本发明实施例生命支持系统200包括一个实施例机架202，实施例第一管204和实施例第二管206，一个实施例交互部件208，一个实施例第一血液储存器210，一个实施例第二血液储存器212，实施例每个管204、206都有一个实施例输入口和一个实施例输出口204a、204b、206a、206b，依次包括实施例阀门213、214、216、218，这些阀门只允许血液在实施例第一管204，实施例第二管206内的单向流动。

同样，实施例第一血液储存器210暂时储存经过氧合作用的血液。实施例第二血液储存器212暂时储存缺乏氧气的血液。实施例短管道220、222、224、226可以根据需要来装备。一个实心的实施例管支柱227安装实施例管204，206与实施例机架202实施例内壁228之间，它与经过实施例伸展部分232连接到实施例轴230的实施例交互部件208一起，稳定血液泵作用。

在这个结构里，实施例轴230的往返角旋转使实施例交互部件208在实施例第一管和实施例第二管204、206之间产生交替水平挤压作用。因此，实施例第一管204规律地泵出富含氧气的血液经过实施例第一输出阀门214进入心脏病人的大动脉，同时实施例第二管206中缺乏氧气的血液从实施例第二输出阀门208流出进行血液氧合作用。然后，经过氧合的血液流入实施例第一管204，等待接受实施例交互部件208的挤压。

Claims (10)

1、一种双搏动泵体外心肺生命支持系统，该系统有血液泵、管道、旋转体、驱动单元及常规的心肺设备，其特征在于：该生命支持系统包括一个有侧壁的支持体，支持体安装把手和滚筒，在侧壁上安装有第一血液储存器和第二血液储存器，第一血液储存器一端通过竖管道与机架连接，机架与长竖管道连接，另一端通过横管道与氧合器连接；第二血液储存器一端通过中间管道与机架连接，机架通过垂直管道与氧合器连接，另一端通过短竖管道连接到机体的大静脉，具体为：

a)一个由顶壁、底壁和内壁组成的机架，在机架内有相互接近的第一管和第二管，第一管和第二管各自都有其输入管和输出管：

b)一个附着在机架内的交互部件，安装在第一管和第二管之间；

c)在每一个输入口和输出口都安装有阀门；

d)一个连接到第一管输出口和第二管输入口的氧合器：

e)一个安装在每条管和机架内壁之间的实心的管支柱；

f)一个与管完全平行的轴，轴的顶部旋转地连接到顶壁，中部固定地连接到交互部件，底部旋转地穿过机架的底壁；

g)一个靠近机架的发动机；

h)一个连接到发动机的减速器；

i)一个底部与减速器相连的第一齿轮为弧形齿，有一个底和轮齿，并旋转地连接到轴；

j)一个底部连接到轴底部的第二齿轮为弧形齿，有一个底和轮齿，一个连接棒从第二齿轮底延伸；

k)一个支持盘从轴的中部伸出，固定在交互部件上。

2、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的第一管和第二管呈直线排列，并相互平行，第一管和第二管分别有一个输入口和一个输出口。

3、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的第一管的输出口经过顶壁，连接到机体的大动脉；第二管的输出口经过机架的底壁，连接到机体的大静脉。

4、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的第一管和第二管是有弹性的，其由聚合体或硅管或柔软材料组成。

5、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的交互部件是实心的胶囊状或球状的。

6、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的阀门是单向阀门。

7、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的管支柱由坚固材料或刚性材料组成。

8、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的轴的底部连接到公齿条底部，并分开地与母齿条相结合，公齿条和母齿条分开地位于轴与连接棒之间，母齿条底部通过连接棒与第二齿轮底相连接。

9、根据权利要求1所述的双搏动泵体外心肺生命支持系统，其特征在于：所述的第二齿轮旋转的与第一齿轮相结合。

10、一种双搏动泵体外心肺生命支持系统的工作方法，其特征在于：该方法由交互部件交替挤压第一管和第二管，其具体工作步骤是：

步骤1.对第一管挤压

交互部件开始对第一管进行挤压，使部分富含氧气的血液通过第一管输出口泵出第一管；

步骤2.对第二管挤压

交互部件对第二管进行挤压，使部分氧气缺乏的血液通过第二管输出口泵出第二管，同时，第一管恢复原来的形状，使它可以抽吸与泵出的一样多的血液通过第一管输入口阀门；

步骤3.再对第一管挤压

接着交互部件再对第一管的挤压，使部分富含氧气的血液通过第一管输出口泵出第一管，同时，第二管恢复它的原来的形状，使第二管可以抽吸与它泵出的一样多的血液经过第二管输入口阀门。

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