CN217745360U - 一种利用磁流体推进的心室辅助器及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用磁流体推进的心室辅助器及系统，其中心室辅助器包括隔磁套体、磁体机构、电场机构和导流控制机构，所述磁体机构设置在所述隔磁套体内部，以用于产生磁场，所述电场机构能够通电地设置于所述隔磁套体上，且与所述磁场方向垂直，所述导流控制机构包括若干个导流叶片，所述导流叶片设置于所述隔磁套体的尾端，以用于控制出液方向。能够做到对血液本身无挤压，保证了血液中红细胞不受损伤，并且结构简单，体积小，以便于快速的植入患者体内，实现安全、稳定地辅助心室博出血液。另外借由所述导流控制机构能够更加精准地控制出血液方向。

Description

一种利用磁流体推进的心室辅助器及系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种利用磁流体推进的心室辅助器及系统。

背景技术

心力衰竭是指由于心脏的收缩功能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。由于心脏中心肌组织的不可再生性，导致晚期心力衰竭的患者无法正常生活甚至失去生命，只能通过心脏移植解决该问题，但心脏移植的供体十分短缺。

目前解决该问题的措施通常是辅助心室博动，包含两种解决途径，一种是在心室外提供外力促进心室收缩，而另一种是在心室内部加装泵推装置从而辅助心室泵血。例如专利号为 200820079510.2，专利名称为一种磁力与流体动压混合悬浮的人工心脏血液泵的中国专利，其公开了由头支撑组件和尾支撑组件构成的血液动压悬浮结构，以及由尾部永磁轴承内环和尾部永磁轴承外环组成的尾部磁悬浮结构，使血泵转子组件在高速旋转时可以实现动态自动平衡，并利用内壳内的叶轮旋转来挤压血液移动。另外头支撑组件、尾支撑组件、尾部永磁轴承内环和尾部永磁轴承外环的直径可以做得很小，因此血液受到的剪切力比较小，对血红细胞的破坏小，使溶血机会减少。但上述专利还存在以下问题：

第一，上述专利仍存在利用泵体内挤压流体来推动流体运动，这将不可避免造成血液中红细胞的破坏及污染，也不可避免容易在泵体内产生涡流及血栓。

第二，上述专利整体机械结构较多，控制流速不够精细，使用该装置所需要的环境条件苛刻。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的缺陷而提供一种利用磁流体推进的心室辅助器及系统，灵活性强，结构简单，体积小，便于快速植入患者体内，安全性高，真正做到对血液的无挤压推动，有效地带动了血液流动，提高心脏的整体搏出量。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本实用新型的一个目的，本实用新型提供了一种利用磁流体推进的心室辅助器，包括隔磁套体、磁体机构、电场机构和导流控制机构，所述磁体机构设置在所述隔磁套体内部，以用于产生磁场，所述电场机构能够通电地设置于所述隔磁套体上，且与所述磁场方向垂直，所述导流控制机构包括若干个导流叶片，所述导流叶片设置于所述隔磁套体的尾端，以用于控制出液方向。

作为优选地实施例，所述磁体机构包括两个正负极磁体，所述两个正负极磁体呈环形地设置于所述隔磁套体内部。

作为优选的实施例，所述电场机构包括正电极和负电极，所述正电极和所述负电极位于所述隔磁套体相对的两侧，所述两个正负极磁体位于所述正电极和所述负电极中心连线地两侧。

作为优选的实施例，还包括固定机构，所述固定机构包括固定支架，所述固定支架能够展开地设置于所述隔磁套体外部。

作为优选的实施例，所述固定支架包括多个支撑点，以及连接于所述支撑点上的网状结构。

作为优选的实施例，所述固定支架的表面具有涂药覆膜层。

作为优选的实施例，还包括输送导管，所述输送导管穿设于所述隔磁套体内部，以用于输送所述心室辅助器。

根据本实用新型的另一个目的，本实用新型还提供了一种利用磁流体推进的心室辅助系统，包括上述实施例的心室辅助器，所述利用磁流体推进的心室辅助系统还包括：

中央处理单元，所述中央处理单元分别与所述磁体机构、所述电场机构和所述导流控制机构信号连接。

作为优选的实施例，还包括监测单元，所述监测单元设置于所述隔磁套体上，以用于监测流经所述隔磁套体内的血液，并且所述监测单元与所述中央处理单元信号连接。

作为优选的实施例，还包括电源单元和导线，所述电源单元通过所述导线连接所述中央处理单元。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

所述隔磁套体上集成了所述磁体机构、所述电场机构、所述导流控制机构和所述固定支架，利用所述磁体机构和所述电场机构配合，以使血液受到向所述隔磁套体尾端的磁场力，并从所述隔磁套体尾端喷出，起到辅助泵血效果，相对于传统的泵体内挤压流体方式来说，能够做到对血液本身无挤压，保证了血液中红细胞不受损伤，并且结构简单，体积小，以便于快速的植入患者体内，实现安全、稳定地辅助心室博出血液。另外借由所述导流控制机构能够更加精准地控制出血液方向。以及利用可收缩展开的所述固定支架，能够使所述心室辅助器固定在指定位置，保证使用可靠和安全性。所述监测单元能够实施监测血流流速、温度、氧饱和，配合外面穿戴的心电监测，将实时信息反馈给中央处理单元，中央处理单元根据计算，将合适的指令发送给所述磁体机构、所述电场机构和所述导流控制机构，分别产生合适的电场和磁场，以及导流控制机构利用导流叶片进行三维矢量控制喷口方向，从而起到最佳的辅助效果。

以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型所述利用磁流体推进的心室辅助器的结构示意图；

图2为本实用新型所述磁体机构和电场机构的装配示意图；

图3为本实用新型所述利用磁流体推进的心室辅助器在心室中的装配示意图；

图4为本实用新型所述利用磁流体推进的心室辅助系统的框图。

图中：100心室辅助器、110隔磁套体、120磁体机构、121、122正负极磁体、130电场机构、131正电极、132负电极、140导流控制机构、141导流叶片、150固定机构、151 固定支架、1511支撑点、1512网状结构、160输送导管、200中央处理单元、300监测单元、 310探测头、400电源单元、410导线。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式；并且附图中所示的结构仅仅是示意性的，并不代表实物。需要说明的是，基于本实用新型中的这些实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为描述简便起见，在本文中有时将“一种利用磁流体技术推进的心室辅助器”简称为“心室辅助器，它们表示相同的意义，可以互换使用。类似地，有时将“血液辅助泵体”简称为“泵体”，它们表示相同的意义，可以互换使用。时将“一种利用磁流体技术推进的心室辅助系统”简称为“心室辅助系统，它们表示相同的意义，可以互换使用。

本文中，术语“前(端)”表示沿着液体流动的方向上游的位置关系，但并不意味着实际安装操作中必须朝向某一固定方向，仅仅为了显示各个部件之间的位置关系或连接关系。类似地，术语“后(端)”、“末端”、“上(方)”、“下”等并不构成绝对的空间关系限制，只是一种相对位置的概念。这是本领域技术人员都能够理解的。

如图1和图2所示，所述利用磁流体推进的心室辅助器100，包括隔磁套体110、磁体机构120、电场机构130和导流控制机构140，所述磁体机构120设置在所述隔磁套体110内部，以用于产生磁场，所述电场机构130能够通电地设置于所述隔磁套体110上，且与所述磁场方向垂直，所述导流控制机构140包括若干个导流叶片141，所述导流叶片141设置于所述隔磁套体110的尾端，以用于控制出液方向。

当所述电场机构130通电后，径流所述隔磁套体110的血液会带上电荷，并在所述磁体机构120产生的磁场下，依据左手螺旋定则，以使血液受到向所述隔磁套体110尾端的磁场力，从而所述隔磁套体110尾端喷出，起到辅助泵血效果，相对于传统的泵体内挤压流体方式来说，能够做到对血液本身无挤压，保证了血液中红细胞不受损伤，并且结构简单，体积小，以便于快速的植入患者体内，实现安全、稳定地辅助心室博出血液。另外借由所述导流控制机构140能够更加精准地控制出血液方向。

如图1和图2所示，所述磁体机构120包括两个正负极磁体121、122，所述两个正负极磁体121、122呈环形地设置于所述隔磁套体110内部。

所述两个正负极磁体121、122均呈半环形，两者沿所述隔磁套体110周向间隔布置于所述隔磁套体110内部，以使所述两个正负极磁体121、122呈环形地布置，并在所述两个正负极磁体121、122之间形成磁场。

其中所述两个正负极磁体121、122可采用超导磁体或永磁体，以形成较强磁场。所述两个正负极磁体121、122可内嵌于所述隔磁套体110内部，且仅有一端面露在所述隔磁套体 110的内壁上，以保证固定的稳定性和可靠使用，参考图1。所述磁场外泄会对人体周围贴磁性物质产生影响，为此所述隔磁套体110可采用隔磁材质。

如图2所示，所述电场机构130包括正电极131和负电极132，所述正电极131和所述负电极132位于所述隔磁套体110相对的两侧，所述两个正负极磁体121、122位于所述正电极131和所述负电极132中心连线地两侧。

所述正电极131和所述负电极132之间的布置方向，以及所述两个正负极磁体121、122 的之间的布置方向，满足左手螺旋定则来使血液从所述隔磁套体110的尾端喷出。其中左手中指从所述正电极131到所述负电机132，左手食指从磁体机构120的N极到S极，此时拇指指向的是所述隔磁套体110的尾端，即血液能够从所述隔磁套体110的首端进入，并从所述隔磁套体110的尾端喷出。

另外所述正电极131和所述负电极132可由高导电、低排斥的金属材料构成，比如钛合金等，能够提供有效电场同时避免在与血液接触过程中造成血栓形成。

如图1所示，所述隔磁套体110的首端和尾端截面较大，而中间截面较小，以提升血液的流动性能。

所述导流控制机构140包括若干个导流叶片141，所述导流叶片141能够转动地设置于所述隔磁套体110的尾端，能够保证隔磁套体110尾端喷口三维矢量转动，从而更加精准地控制泵体泵出血液方向。其中若干个所述导流叶片141依次连接于所述隔磁套体110的尾端，以使多个所述导流叶片141呈环形排列，其中多个所述导流叶片141可朝向同一方向，以使从所述隔磁套体110尾端流出的血液，朝向该方向喷出。

参考图1，所述导流叶片141可呈三角形，但不限于此。

如图1和图3所示，所述利用磁流体推进的心室辅助器100还包括固定机构150，所述固定机构150包括固定支架151，所述固定支架151能够展开地设置于所述隔磁套体110外部，当所述心室辅助器100输送到心室输出口及主动脉弓内后，所述固定支架151展开以将整体固定在主动脉瓣输出口附近。

所述固定支架151的数量为两个，且分设于所述隔磁套体110的两侧，提升固定的稳定性。其中所述固定支架151包括多个支撑点1511，以及连接于所述支撑点1511上的网状结构1512，所述网状结构1512贴附于主动脉壁上，而当所述隔磁套体110在输送过程中时，所述固定支架151呈收缩状态，且紧贴在隔磁套体110的外围，以保证使用的稳定性。

其中所述固定支架151可采用镍钛合金材料，并在器表面设置涂药覆膜层，能够有效避免产生附壁血栓。

如图1和图3所示，所述利用磁流体推进的心室辅助器100还包括输送导管160，所述输送导管160穿设于所述隔磁套体110内部，以用于输送所述心室辅助器100。所述输送导管160利用人体外周血管将所述心室辅助器100输送到指定位置，其中所述输送导管160也可采用镍钛合金等材料。

综上所述，所述隔磁套体110上集成了所述磁体机构120、所述电场机构130、所述导流控制机构140和所述固定支架151，利用所述磁体机构120和所述电场机构130配合，以使血液受到向所述隔磁套体110尾端的磁场力，并从所述隔磁套体110尾端喷出，起到辅助泵血效果，相对于传统的泵体内挤压流体方式来说，能够做到对血液本身无挤压，保证了血液中红细胞不受损伤，并且结构简单，体积小，以便于快速的植入患者体内，实现安全、稳定地辅助心室博出血液。另外借由所述导流控制机构140能够更加精准地控制出血液方向。以及利用可收缩展开的所述固定支架151，能够使所述心室辅助器100固定在指定位置，保证使用可靠和安全性。

如图1至图4所示，本实用新型还提供了一种利用磁流体推进的心室辅助系统，包括上述实施例的心室辅助器100，所述利用磁流体推进的心室辅助系统还包括：

中央处理单元200，所述中央处理单元200分别与所述磁体机构120、所述电场机构130 和所述导流控制机构140信号连接。

由于所述心室辅助系统采用了上述实施例的心室辅助器100，因此所述心室辅助系统的有益效果可参考上述实施例的心室辅助器100，另外所述中央处理单元200可对所述磁体机构120、所述电场机构130和所述导流控制机构140进行控制，实现调整磁场、电场强度来调整血液出量及速度，同时利用导流控制机构140控制出血液方向。

参考图1，所述中央处理单元200可设置在所述隔磁套体110的外壁上，并且整体小型化设计，所述中央处理单元200还可通过导线410连接电源单元400，其中所述电源单元400 能够为整个系统工作持续供电，具体地所述导线410的一端连接所述中央处理单元200，另一端可从外周血管导出身体，并连接所述电源单元400。

如图1和图4所示，所述心室辅助系统还包括监测单元300，所述监测单元300设置于所述隔磁套体110上，以用于监测流经所述隔磁套体110内的血液，并且所述监测单元300与所述中央处理单元200信号连接。

所述监测单元300还包括探测头310，所述探测头310设置在所述隔磁套体110内部，用于监测血液，包括监测血液的流速、方向、心脏输出量等。

具体地，所述监测单元300包括对血液内部环境的监测及心电监测，血液内部环境监测利用血液中的探测头310对血液温度、流速、血氧等方面进行实施监测；心电监测配合外部穿戴设备提供实施心电图，可以监测心脏跳动频率、节律，是否有异常传导及搏动。所述监测单元300监测到的信息可同步传送到所述中央处理单元200，并由处理器计算，通过控制所述磁体机构120、所述电场机构130和所述导流控制机构140，以使系统始终处于一个最佳辅助效果，真正做到高效、安全、稳定地辅助心室博出血液。

另外所述中央处理单元200可对操作过程进行实时监控和记录，保证整台手术的安全性和可追溯性。

所述心室辅助系统使用方法如下：

当患者麻醉完成后，术者在DSA引导下利用输送导管160，并从股动脉开口处将心室辅助器输送到位于左心室主动脉瓣开口及主动脉弓之间，调整好合适位置后，固定机构150释放固定支架151并贴合在主动脉壁上，在电源单元400供电下，所述电场机构130开始带电，径流所述隔磁套体110的血液会带上电荷，并在所述磁体机构120产生的磁场下，依据左手螺旋定则，以使血液受到向所述隔磁套体110尾端的磁场力，从而所述隔磁套体110尾端喷出，起到辅助泵血效果。同时所述监测单元300的探测头310伸入血液中，能够实施监测血流流速、温度、氧饱和，配合外面穿戴的心电监测，将实时信息反馈给中央处理单元200，中央处理单元200根据计算，将合适的指令发送给所述磁体机构120、所述电场机构130和所述导流控制机构140，分别产生合适的电场和磁场，以及导流控制机构140利用导流叶片141进行三维矢量控制喷口方向，从而起到最佳的辅助效果。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利采用范围，即凡依本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，包括隔磁套体(110)、磁体机构(120)、电场机构(130)和导流控制机构(140)，所述磁体机构(120)设置在所述隔磁套体(110)内部，以用于产生磁场，所述电场机构(130)能够通电地设置于所述隔磁套体(110)上，且与所述磁场方向垂直，所述导流控制机构(140)包括若干个导流叶片(141)，所述导流叶片(141)设置于所述隔磁套体(110)的尾端，以用于控制出液方向。

2.如权利要求1所述的利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，所述磁体机构(120)包括两个正负极磁体(121、122)，所述两个正负极磁体(121、122)呈环形地设置于所述隔磁套体(110)内部。

3.如权利要求2所述的利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，所述电场机构(130)包括正电极(131)和负电极(132)，所述正电极(131)和所述负电极(132)位于所述隔磁套体(110)相对的两侧，所述两个正负极磁体(121、122)位于所述正电极(131)和所述负电极(132)中心连线地两侧。

4.如权利要求1所述的利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，还包括固定机构(150)，所述固定机构(150)包括固定支架(151)，所述固定支架(151)能够展开地设置于所述隔磁套体(110)外部。

5.如权利要求4所述的利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，所述固定支架(151)包括多个支撑点(1511)，以及连接于所述支撑点(1511)上的网状结构(1512)。

6.如权利要求4所述的利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，所述固定支架(151)的表面具有涂药覆膜层。

7.如权利要求1所述的利用磁流体推进的心室辅助器，其特征在于，还包括输送导管(160)，所述输送导管(160)穿设于所述隔磁套体(110)内部，以用于输送所述心室辅助器(100)。

8.一种利用磁流体推进的心室辅助系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的心室辅助器(100)，所述利用磁流体推进的心室辅助系统还包括：

中央处理单元(200)，所述中央处理单元(200)分别与所述磁体机构(120)、所述电场机构(130)和所述导流控制机构(140)信号连接。

9.如权利要求8所述的利用磁流体推进的心室辅助系统，其特征在于，还包括监测单元(300)，所述监测单元(300)设置于所述隔磁套体(110)上，以用于监测流经所述隔磁套体(110)内的血液，并且所述监测单元(300)与所述中央处理单元(200)信号连接。

10.如权利要求8所述的利用磁流体推进的心室辅助系统，其特征在于，还包括电源单元(400)和导线(410)，所述电源单元(400)通过所述导线(410)连接所述中央处理单元(200)。

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