CN217091800U - 一种具有舒张功能的心室辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有舒张功能的心室辅助装置，该装置包括与心脏贴合的柔性气囊，该柔性气囊顶部开口，并在顶部位置具有气动锁；所述柔性气囊由两层生物相容性膜形成，该生物相容性膜向上延伸一段而形成与心脏接触的所述气动锁，所述气动锁与心脏之间形成闭锁结构，使得柔性气囊与心脏之间没有自由空气；在所述气动锁下方，在内膜与外膜之间形成有一个或多个气体腔室，气体进、出口分别与各气体腔室相连；所述心室辅助装置具有设置在柔性气囊的外膜上的弹性储能元件，该弹性储能元件为由形状记忆合金或聚合物制成的框架。该装置的柔性气囊在收缩期间充气产生正压，并在舒张期间放气，不会颠倒或显著扰乱心脏的曲率，从而能够辅助心脏舒张。

Description

一种具有舒张功能的心室辅助装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有舒张功能的心室辅助装置，属于医疗器械技术领域。

背景技术

心力衰竭主要有两种形式：收缩功能不全和舒张功能不全。在收缩功能障碍中，心脏收缩的力度较小，不能像正常情况下一样泵出足够的血液。舒张功能障碍时，心脏僵硬，收缩后不能正常放松，心脏充血的能力下降，充血不足。虽然收缩性心力衰竭更广为人知，但是由舒张功能异常引起的心衰竭也提高了心脏疾病的发病率和死亡率。

由于心脏移植虽然有效但供不应求，人们想到利用人工心脏或者机械辅助设备来维持心衰病人的生命。按照工作形式来分类，心室辅助设备可以分为血液接触式和非血液接触式两种。血液接触式大多为泵，由于血液与设备直接接触，对血液造成破坏，会造成溶血和血栓，同时，若泵的流量过快，会造成心室抽吸现象，对病人的生命安全造成威胁。并且需要开胸手术，对心脏也要进行手术。非血液接触式原理就是设备直接包裹住心脏，然后控制其与自然心脏同步的收缩来改善心脏功能，提高泵血量，不会直接与血液接触，但是传统的非血液接触式装置会因挤压造成心脏出现反曲率。

图1A-1C显示心脏从顶点到底部的径向平面(长轴)的正常、零和倒曲率。图1A显示出了腔室内部的正常曲率或正曲率，1B为零曲率，1C为反曲率或负曲率。

反曲率可以大大提高血液的射出速率。然而，正常心脏的心室曲率不会出现反曲率。传统的直接心脏接触装置着重于提高收缩能力而不关注舒张功能，会使心脏曲率反转。此外，传统的装置都没有以微创的方式植入，需要开胸手术，并且大多传统装置需要将装置缝合到心脏或心包膜上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有舒张功能的心室辅助装置，该装置注重于增强受损或患病心脏的舒张能力，有辅助心脏舒张的功能。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有舒张功能的心室辅助装置，该装置包括与心脏贴合的柔性气囊，该柔性气囊顶部开口，并在顶部位置具有气动锁；

所述柔性气囊由两层生物相容性膜形成，该生物相容性膜向上延伸一段而形成与心脏接触的所述气动锁，所述气动锁与心脏之间形成闭锁结构，使得柔性气囊与心脏之间没有自由空气；

在所述气动锁下方，在内膜与外膜之间形成一个或多个气体腔室，气体进、出口分别与各气体腔室相连；

所述心室辅助装置具有设置在柔性气囊的外膜上的弹性储能元件，该弹性储能元件为由形状记忆合金或聚合物制成的框架；当心脏压力低于舒张末期压力时利用该弹性储能元件产生促进心室充盈的负压，当心脏压力超过舒张末期容积时该弹性储能元件起到限制充盈的作用。

所述柔性气囊的内膜具有褶皱，当充气时气体腔室大部分向内膨胀接触心脏的心外膜。

所述气体腔室为充气时纵向导向的腔室，在放气时气体腔室可折叠。

所述柔性气囊顶部开口小，所述气动锁以钳住心脏或包裹心脏的方式形成闭锁结构。

所述心室辅助装置底部具有通道口，用于吸出可能存在于心脏与装置之间的液体。

所述心室辅助装置的外部覆盖有一层由生物医学材料构成的薄膜。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的心室辅助装置的柔性气囊在收缩期间充气并产生正压，并在舒张期间放气，不会颠倒或显著扰乱心脏的曲率，从而能够辅助心脏舒张。

本实用新型的心室辅助装置可以通过快速微创植入，并且不需要缝合或直接连接到心脏，而是通过气动锁定与心脏进行连接，对心脏的损伤极小。

附图说明

图1A-1C显示心脏从顶点到底部的径向平面(长轴)的正常、零和倒曲率。

图2表示本实用新型的一实施方式的心室辅助装置安装到心脏上之后处于泄气状态辅助舒张时的正视截面简图。

图3表示本实用新型的一实施方式的心室辅助装置安装到心脏上之后处于充气状态辅助收缩时的正视截面简图。

图4表示本实用新型的另一实施方式的心室辅助装置安装到心脏上之后处于泄气状态辅助舒张时的正视截面简图。

图5表示本实用新型的另一实施方式的心室辅助装置安装到心脏上之后处于充气状态辅助收缩时的正视截面简图。

图6为本实用新型的一种心脏辅助装置的俯视图。

图7为本实用新型的一种心脏辅助装置的主视图。

图8为本实用新型的心脏辅助装置与体外气路组件的连接简图。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。

本实用新型的心室辅助装置具有辅助心脏舒张的功能。作为本实用新型的一个具体实施方式，如图2、3所示，该装置包括与心脏贴合的柔性气囊1，该柔性气囊1的顶部开口，并在顶部位置具有气动锁2；所述柔性气囊由两层生物相容性膜(包括内膜3和外膜4)形成，该生物相容性膜向上延伸一段而形成与心脏接触的所述气动锁2，所述气动锁2与心脏之间形成闭锁结构，使得柔性气囊与心脏之间没有自由空气。如图3所示，在所述气动锁2的下方，在内膜与外膜之间形成一个或多个气体腔室5，气体进、出口(图中未示出)分别与各气体腔室5相连；所述心室辅助装置具有设置在柔性气囊的外膜上的弹性储能元件6，该弹性储能元件为由形状记忆合金或聚合物制成的框架；当心脏压力低于舒张末期压力时利用该弹性储能元件产生促进心室充盈的负压，当心脏压力超过舒张末期容积时该弹性储能元件起到限制充盈的作用。

在本实用新型的心室辅助装置中，柔性气囊顶部开口小，气动锁以钳住心脏或包裹心脏的方式形成闭锁结构，密封性好。如图2至图5所示，柔性气囊 1越往上开口越小，有助于完全贴合心脏，气囊顶部延伸出一圈为气动锁，气动锁的形状和尺寸可以根据不同的病人心脏尺寸进行特制，以达到可以完全贴合心脏的目的。气动锁的目的是完全贴合心脏形成内部的闭锁结构，也就是没有自由空气，若气动锁不贴合心脏，则可能造成漏气而无法形成闭锁结构。

由于气动锁的设置，在使用过程中，柔性气囊与心脏之间的空隙没有自由空气，因此如果心脏变小(由于血液喷出)，柔性气囊就会被向内拉。同样地，当柔性气囊向外扩张时，它会像吸盘一样对心脏施加牵引力。如果胸腔内有自由空气(通常情况下是没有的)，吸力式牵引就会在柔性气囊和心脏之间吸入空气。然而，由于气动锁的设置，在柔性气囊与心脏之间没有自由空气，吸引牵引作用力直接作用于心脏表面。由于弹性储能元件具有记忆功能，在心脏压力超过舒张末期的容积时，会给一个压力限制舒张；而在心脏压力低于舒张末期容积时，因为没有自由空气，会通过气动锁定给予心脏一个扩张的力，辅助心脏的舒张。

本实用新型的心室辅助装置，在心脏收缩期间选择性地压缩心脏，并在心脏舒张过程中，气体通过气体出口退出气体腔室，以拉开气动锁的生物相容性内膜并拉开心脏以选择性地帮助充盈心脏。本实用新型的心室辅助装置可以对心脏表面施加不均匀的压力或均匀的压力，以改变心脏的收缩末期结构、心脏的舒张末期结构，或两者兼而有之。本实用新型的心室辅助装置可以针对各个心室的病变程度和舒张要求，通过均匀或不均匀的充气与放气，用气动锁及其弹性特性对不同的心室进行不同的舒张辅助，均匀或者不均匀地增强心脏的舒张功能。例如，不同的气体腔室通过底部单独的充气口进行进气和出气，每个腔室的充气口集合在一根管子上与底部连接，通过具体需求反馈到设定的程序控制进气出气的时间与流量，实现不均匀、不同步的辅助舒张。在收缩末期和舒张初期，该心室辅助装置就像一个负载弹簧，对心外膜表面施加负压，帮助心室充盈。

在本实用新型的另一个实施方式中，如图4、5所示，柔性气囊的内膜进一步具有褶皱，当充气时气体腔室大部分向内膨胀接触心脏的心外膜。

在本实用新型的心室辅助装置中，柔性气囊的气体腔室为充气时纵向导向的腔室，在放气时气体腔室可折叠，能够实现快速微创植入。本实用新型不缝合到心脏，对心脏的损伤极小，因为心脏自然地被吸入柔性气囊中。具体来说，当心脏离开心室辅助装置(即从柔性气囊挤出)时，柔性气囊的曲率需要反转，但由于弹性储能元件的设置，其刚度(加压时)能够抵抗曲率反转。

如图6、7所示，心室辅助装置底部具有通道口7，用于吸出可能存在于心脏与装置之间的液体。在心脏和柔性气囊之间可能会注入生物相容的润滑剂、抗凝血剂、抗纤维化剂、药物或抗生素剂等，装置底部的通道口对吸出可能在心脏和装置之间积累的液体非常有帮助。

本实用新型的心室辅助装置的柔性气囊具有两层生物相容性膜，一个或多个充满气体的囊分隔两层生物相容性膜，可以防止心脏的心外膜表面和胸壁之间的粘附。另外为了使心室辅助装置容易拆除，可以在该装置外部覆盖一层薄膜，以减缓纤维性粘连。作为该薄膜，使用生物医学材料制成。本实用新型的心室辅助装置选择合适的、生物相容的、生物稳定的、可植入的材料制作，最大限度地减少与医疗设备植入相关的感染发生率。

在制造本实用新型的心室辅助装置时，优选的是采用3D打印技术制作气囊，根据造影技术或其他技术得到患者的具体心脏轮廓，打印出最贴合该患者的气囊，使得气囊与心脏之间很贴合并且没有自由空气，顶部密封包裹住心脏。

本实用新型的心室辅助装置在实际应用时，与外部气路组件连接。如图8 所示，通过气泵向心室辅助装置的柔性气囊中充气，并通过压力传感器监测柔性气囊中的压力反馈到控制装置，再通过控制装置控制充气和放气操作，具体通过操作控制阀来实现。

Claims (6)

1.一种具有舒张功能的心室辅助装置，该装置包括与心脏贴合的柔性气囊，该柔性气囊顶部开口，并在顶部位置具有气动锁；

所述柔性气囊由两层生物相容性膜形成，该生物相容性膜向上延伸一段而形成与心脏接触的所述气动锁，所述气动锁与心脏之间形成闭锁结构，使得柔性气囊与心脏之间没有自由空气；

在所述气动锁下方，在内膜与外膜之间形成一个或多个气体腔室，气体进、出口分别与各气体腔室相连；

所述心室辅助装置具有设置在柔性气囊的外膜上的弹性储能元件，该弹性储能元件为由形状记忆合金或聚合物制成的框架；当心脏压力低于舒张末期压力时利用该弹性储能元件产生促进心室充盈的负压，当心脏压力超过舒张末期容积时该弹性储能元件起到限制充盈的作用。

2.根据权利要求1所述的具有舒张功能的心室辅助装置，其特征在于，所述柔性气囊的内膜具有褶皱，当充气时气体腔室大部分向内膨胀接触心脏的心外膜。

3.根据权利要求1或2所述的具有舒张功能的心室辅助装置，其特征在于，所述气体腔室为充气时纵向导向的腔室，在放气时气体腔室可折叠。

4.根据权利要求1或2所述的具有舒张功能的心室辅助装置，其特征在于，所述柔性气囊顶部开口小，所述气动锁以钳住心脏或包裹心脏的方式形成闭锁结构。

5.根据权利要求1或2所述的具有舒张功能的心室辅助装置，其特征在于，所述心室辅助装置底部具有通道口，用于吸出可能存在于心脏与装置之间的液体。

6.根据权利要求1或2所述的具有舒张功能的心室辅助装置，其特征在于，所述心室辅助装置的外部覆盖有一层由生物医学材料构成的薄膜。

Images