FR2659855A1

FR2659855A1 - ARTIFICIAL HEART.

Info

Publication number: FR2659855A1
Application number: FR9003819A
Authority: FR
Inventors: Guilmet Daniel; Barbieri Galdino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1991-09-27
Anticipated expiration: 2010-03-26
Also published as: FR2659855B1; AU7561191A; WO1991014464A1

Abstract

Artificial heart comprising two flexible pockets (1) constituting the ventricular cavities of the heart arranged inside more rigidly-walled chambers with means for injecting a fluid at the heart beat rate between the pockets and their chambers, each flexible pocket (1) forming one of the branches of a U-shaped structure, the other branch (4) of which, located outside the external chamber, is constituted by a tube.

Description

"Coeur artificiel". "Artificial heart".

Le coeur artificiel de l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose de deux poches souples constituant les cavités ventriculaires du coeur, ces poches étant disposées à l'intérieur d'enceintes externes à paroi plus rigide, des moyens étant prévus pour injecter un fluide, au rythme du battement cardiaque, entre les poches et leurs enceintes, chaque poche souple formant l'une des branches d'une structure en U dont l'autre branche, située à l'extérieur de l'enceinte externe, est constituée par un tube. The artificial heart of the invention is characterized in that it consists of two flexible pockets constituting the ventricular cavities of the heart, these pockets being arranged inside external enclosures with a more rigid wall, means being provided for injecting a fluid, at the rhythm of the heartbeat, between the pockets and their enclosures, each flexible pouch forming one of the branches of a U-shaped structure of which the other branch, located outside the external enclosure, is made up by a tube.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux enceintes contenant les poches sont assemblées l'une contre l'autre. According to another characteristic of the invention, the two enclosures containing the pockets are assembled one against the other.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux enceintes contenant les poches sont réunies à l'intérieur d'un même réceptacle. According to another characteristic of the invention, the two enclosures containing the pockets are united inside the same receptacle.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le réceptacle et/ou les deux enceintes et les poches qu'elles reçoivent sont de formes et dimensions générales similaires. According to another characteristic of the invention, the receptacle and / or the two enclosures and the pockets which they receive are of similar general shapes and dimensions.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque poche souple comporte deux valves disposées aux deux extrémités opposées de chaque poche, l'une à la base de la structure en U, l'autre à l'ex trémité opposée de la branche correspondante de la structure en U, ces deux clapets anti-retour étant situés à l'extérieur et à proximité de l'enceinte externe correspondante. According to another characteristic of the invention, each flexible bag has two valves arranged at the two opposite ends of each bag, one at the base of the U-shaped structure, the other at the opposite end of the corresponding branch of the U-shaped structure, these two check valves being located outside and close to the corresponding external enclosure.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux structures en U, les enceintes et le réceptacle sont conformés de façon que lorsque les enceintes sont disposées de manière jouxtante à l'intérieur du réceptacle, les deux tubes constituant chacun l'une des branches des deux structures en U, sont disposés sensiblement l'un derrière l'autre dans le plan de jointoiement des deux poches. According to another characteristic of the invention, the two U-shaped structures, the enclosures and the receptacle are shaped so that when the enclosures are arranged adjacent to one another inside the receptacle, the two tubes each constituting one of the branches two U-shaped structures are arranged substantially one behind the other in the plane of jointing of the two pockets.

L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels
- la figure 1 est une vue latérale d'une poche ventriculaire du coeur de l'invention,
- la figure 2 est une vue opposée de la poche de la figure 1,
- la figure 3 est une coupe suivant A-A de la figure 1,
- la figure 4 est une vue latérale de l'enceinte à paroi plus rigide,
- la figure 5 est une vue arrière de la figure 4,
- la figure 6 est une coupe suivant B-B de la figure 4,
- la figure 7 est une vue en perspective du réceptacle du coeur artificiel,
- les figures 8 et 9 sont respectivement des vues de dessous et de dessus du coeur artificiel,
- la figure 10 est une vue latérale du coeur artificiel des figures 8 et 9,
- la figure 11 est une vue de droite de la figure 10,
- la figure 12 est une vue arrière de la figure 10,
- la figure 13 est une vue de.gauche de la figure 10.The invention is shown by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a side view of a ventricular pocket of the heart of the invention,
FIG. 2 is an opposite view of the pocket of FIG. 1,
FIG. 3 is a section along AA in FIG. 1,
FIG. 4 is a side view of the more rigid wall enclosure,
FIG. 5 is a rear view of FIG. 4,
FIG. 6 is a section along BB of FIG. 4,
FIG. 7 is a perspective view of the receptacle of the artificial heart,
FIGS. 8 and 9 are respectively views from below and from above of the artificial heart,
FIG. 10 is a side view of the artificial heart of FIGS. 8 and 9,
FIG. 11 is a view from the right of FIG. 10,
FIG. 12 is a rear view of FIG. 10,
- Figure 13 is a de.gauche view of Figure 10.

La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'un coeur artificiel qui apporte une solution aux problèmes essentiels des coeurs artificiels réalisés jusqu'à présent, concernant l'encombrement, le poids et surtout, concernant la construction de ce coeur qui est telle qu'il assure une circulation unidirectionnelle du flux sanguin à l'intérieur des cavités ventriculaires, en réduisant le reflux et en supprimant les zones de stagnation et/ou de turbulence du sang à l'intérieur de ses cavités. The present invention therefore aims to achieve an artificial heart which provides a solution to the essential problems of artificial hearts made so far, concerning the size, weight and above all, concerning the construction of this heart which is such that it ensures a unidirectional circulation of the blood flow inside the ventricular cavities, by reducing the reflux and by eliminating the zones of stagnation and / or turbulence of the blood inside its cavities.

Le coeur conforme à l'invention permet ainsi, pour un volume de cavité déterminé, d'augmenter le volume de sang pulsé à chaque battement et donc de réduire la fréquence de ces battements. The heart according to the invention thus makes it possible, for a determined volume of cavity, to increase the volume of pulsed blood at each beat and therefore to reduce the frequency of these beats.

Ce coeur artificiel se compose de deux poches souples 1 et 2 de construction similaire, dont l'une d'entre elles, 1, est représentée sur les figures 1, 2 et 3. Chacune de ces poches est disposée à l'intérieur d'une enceinte en matériau plus rigide 6, respectivement 7 (voir figure 9). Un fluide moteur, par exemple de l'air, est destiné à être introduit dans ces enceintes 6 et 7 afin de comprimer les pouches souples et faire circuler le sang qu'elles contiennent. This artificial heart consists of two flexible pockets 1 and 2 of similar construction, one of which, 1, is shown in Figures 1, 2 and 3. Each of these pockets is arranged inside an enclosure made of more rigid material 6, respectively 7 (see FIG. 9). A driving fluid, for example air, is intended to be introduced into these chambers 6 and 7 in order to compress the flexible pouches and circulate the blood which they contain.

Ces deux enceintes 6, 7 indépendantes, contenant chacune une poche 1 et 2 peuvent, dans certaines circonstances, être raccordées à l'aorte, à l'artère pulmonaire et à la partie subsistante du myocarde du patient sans être réunies. Les enceintes 6, 7 normalement destinées à être réunies, soit par collage, soit par leur insertion dans un réceptacle commun 3 (voir notamment figure 7) peuvent être installées de manière indépendante. These two independent chambers 6, 7, each containing a bag 1 and 2 can, under certain circumstances, be connected to the aorta, to the pulmonary artery and to the remaining part of the patient's myocardium without being combined. The enclosures 6, 7 normally intended to be joined together, either by gluing, or by their insertion into a common receptacle 3 (see in particular FIG. 7) can be installed independently.

Chaque poche souple 1, 2, forme l'une des branches d'une structure en U dont l'autre branche, située à l'extérieur de l'enceinte 6, 7, est constituée par un tube souple 4, respectivement 5. Each flexible pocket 1, 2, forms one of the branches of a U-shaped structure, the other branch of which, located outside the enclosure 6, 7, consists of a flexible tube 4, respectively 5.

L'extrémité ouverte 4r, 51 de ce tube est destinée à être raccordée soit à l'aorte, soit à l'artère pulmonaire du patient, alors que l'extrémité supérieure ouverte 11, respectivement 21 de l'autre branche de la structure en U constituée par la poche 1, 2, est destinée à être raccordée à la partie subsistante des oreillettes du patient. Ces extrémités 11, 2 présentent à cet effet une embouchure évasée de raccordement (voir figures 1 et 2). The open end 4r, 51 of this tube is intended to be connected either to the aorta or to the pulmonary artery of the patient, while the open upper end 11, respectively 21 of the other branch of the structure U constituted by the bag 1, 2, is intended to be connected to the remaining part of the patient's atria. These ends 11, 2 have for this purpose a flared connection mouth (see Figures 1 and 2).

Cette disposition des deux poches indépendantes faisant partie intégrante des structures en U, permet de faciliter le raccordement du coeur et de créer un écoulement favorable du sang. This arrangement of the two independent pockets forming an integral part of the U-shaped structures makes it possible to facilitate the connection of the heart and to create a favorable flow of blood.

Les tubes 4 et 5 sont reliés aux poches correspondantes 1 et 2 à la base 421 52 de ces structures en U. The tubes 4 and 5 are connected to the corresponding pockets 1 and 2 at the base 421 52 of these U-shaped structures.

Chaque poche 1 ou 2 ainsi que les enceintes qui les reçoivent, sont disposées de manière jouxtante dans le réceptacle 3 suivant le plan de jointoiement 8. Ces poches sont de construction sensiblement symétrique par rapport à ce plan de jointoiement et présentent une paroi 81 qui est inclinée par rapport à ce plan 8 de façon que les deux poches 1 et 2, juxtaposées, délimitent entre elles un logement en "V" 82 à l'intérieur duquel viennent se loger partiellement et l'un derrière l'autre dans le plan de jointoiement 8, les tubes 4 et 5 reliés, dans leur structure en U, respectivement aux poches 1 et 2. Each pocket 1 or 2, as well as the enclosures which receive them, are arranged adjoining in the receptacle 3 along the jointing plane 8. These pockets are of construction substantially symmetrical with respect to this jointing plane and have a wall 81 which is inclined with respect to this plane 8 so that the two pockets 1 and 2, juxtaposed, delimit between them a "V" shaped housing 82 inside which are partially housed and one behind the other in the plane of jointing 8, the tubes 4 and 5 connected, in their U-shaped structure, to the pockets 1 and 2 respectively.

Une telle disposition se remarque notamment sur la figure 9. Such an arrangement is particularly noticeable in FIG. 9.

Chaque poche présente également (voir figure 1) un décrochement 12 à la base de la paroi inclinée 81 à hauteur du coude 42 respectivement 52. Each pocket also has (see FIG. 1) a step 12 at the base of the inclined wall 81 at the level of the elbow 42 respectively 52.

Chaque poche souple 1 et 2 présente en outre des déformations locales concaves qui sont destinées à favoriser le déplacement de la paroi de cette poche lors de chaque battement cardiaque, afin que le volume de cette poche devienne pratiquement nul lors des compressions de la poche puis reprenne normalement sa forme initiale correspondant au volume maximum de la poche sans que la paroi de cette poche soit mis sous tension. Each flexible pocket 1 and 2 also has concave local deformations which are intended to promote the displacement of the wall of this pocket during each heartbeat, so that the volume of this pocket becomes practically zero during compressions of the pocket and then resumes normally its initial shape corresponding to the maximum volume of the pocket without the wall of this pocket being energized.

Les déformations élastiques de cette poche sont, de ce fait inexistantes, les volumes maximum et minimum se déduisant uniquement du déplacement des deux parois en regard de la poche souple et cela même si le matériau constituant ces poches peut lui-même être légèrement élastique. The elastic deformations of this pocket are, therefore nonexistent, the maximum and minimum volumes deduced solely from the displacement of the two walls opposite the flexible pocket and this even if the material constituting these pockets can itself be slightly elastic.

Ces déformations locales concaves se divisent, suivant l'exemple de réalisation des figures 1, 2 et 3, en deux catégories, à savoir d'une part des déformations locales transversales à la structure en
U, d'autre part des déformations longitudinales.These local concave deformations are divided, according to the embodiment of Figures 1, 2 and 3, into two categories, namely on the one hand local deformations transverse to the structure in
U, on the other hand, longitudinal deformations.

Ainsi, sur les figures 1, 2 et 3, la poche 1 comporte une déformation locale concave 10 établie transversalement à la structure en U sur tout le tour de la périphérie de la poche 1. Thus, in FIGS. 1, 2 and 3, the pocket 1 comprises a local concave deformation 10 established transversely to the U-shaped structure around the entire circumference of the periphery of the pocket 1.

Egalement, cette poche comporte deux déformations locales 11 et 111 dont l'une 11, est formée sur la paroi des poches 1 et 2 adjacentes l'une de l'autre à hauteur du plan de jointoiement 8. Also, this pocket has two local deformations 11 and 111, one of which 11, is formed on the wall of the pockets 1 and 2 adjacent to each other at the height of the jointing plane 8.

L'autre déformation locale 111 est réalisée sur la paroi opposée de la poche. Ces deux déformations locales 11 et 111 se coupant avec la déformation périphérique 10, sont décalées l'une de l'autre d'une distance 12, la déformation 111 étant plus proche du tube 4, 5 que la déformation 11 de façon que le déplacement des parois opposées de la poche amène, lors de chaque battement, ces deux parois au contact l'une de l'autre suivant la ligne 13 (voir figure 3) afin que le volume de cette poche puisse devenir pratiquement nul. The other local deformation 111 is carried out on the opposite wall of the pocket. These two local deformations 11 and 111 intersecting with the peripheral deformation 10, are offset from each other by a distance 12, the deformation 111 being closer to the tube 4, 5 than the deformation 11 so that the displacement opposite walls of the pocket brings, during each beat, these two walls in contact with each other along line 13 (see Figure 3) so that the volume of this pocket can become practically zero.

Chaque poche comporte deux clapets antiretour dont l'un, 14, est situé à la base de la poche 1 ou 2 et donc à hauteur des coudes 42, 52 des structures en U, l'autre clapet 15 étant situé, sur cette poche, à l'opposé du clapet 14 c'est-à-dire à hauteur de l'extrémité ouverte correspondante 11, 21 de cette branche de la structure en U. Each pocket has two non-return valves, one of which, 14, is located at the base of the pocket 1 or 2 and therefore at the level of the elbows 42, 52 of the U-shaped structures, the other valve 15 being located, on this pocket, opposite the valve 14, that is to say at the height of the corresponding open end 11, 21 of this branch of the U-shaped structure.

Chaque poche 1 et 2 est disposée à l'intérieur d'une enceinte 6, 7 (voir figures 4, 5 et 11), à paroi plus rigide, qui est d'une forme adaptée à celle de la poche 1, 2 qu'elle contient. Ces deux enceintes 6, 7 sont de forme symétrique par rapport à leur plan de jointoiement 8. Elles sont pourvues d'une ouverture supérieure 6r, 7 s'adaptant de manière étanche sur les ouvertures supérieures li, 21 des poches qui reçoivent elles-mêmes les valves 15 ainsi que d'une ouverture inférieure 62, 72 s'adaptant de manière étanche contre la base des poches 1, 2, à hauteur des coudes 42, 52 comportant les valves 14. Ces enceintes à paroi plus rigide que les poches, présentent une paroi courbe 63, une paroi plane opposée 64 formant le plan de jointoiement 8 et une paroi inclinée 65 correspondant à la paroi 81 des poches.On y retrouve également le décrochement 61 correspondant au décrochement 12 de la base des poches 1, 2. Chaque enceinte comporte également sur sa face courbe un embout 67 destiné à être raccordé à une source de fluide sous pression pour assurer la compression de la poche interne 1, 2. Each pocket 1 and 2 is disposed inside an enclosure 6, 7 (see FIGS. 4, 5 and 11), with a more rigid wall, which is of a shape adapted to that of the pocket 1, 2 that it contains. These two enclosures 6, 7 are symmetrical in shape with respect to their jointing plane 8. They are provided with an upper opening 6r, 7 which adapts tightly to the upper openings li, 21 of the pockets which themselves receive the valves 15 as well as a lower opening 62, 72 fitting in leaktight manner against the base of the pockets 1, 2, at the level of the elbows 42, 52 comprising the valves 14. These enclosures with walls more rigid than the pockets, have a curved wall 63, an opposite flat wall 64 forming the jointing plane 8 and an inclined wall 65 corresponding to the wall 81 of the pockets. There is also the recess 61 corresponding to the recess 12 of the base of the pockets 1, 2. Each enclosure also has on its curved face a nozzle 67 intended to be connected to a source of pressurized fluid to ensure the compression of the internal pocket 1, 2.

Ces enceintes 6, 7 recevant les poches 1, 2 sont, comme représenté sur les figures de 8 à 13, logées à l'intérieur d'un réceptacle 3 reproduisant de manière générale la forme et les dimensions d'un coeur. Ce réceptacle est de forme générale circulaire, vue dans un plan 16 (figure 7) transversal aux deux structures en U. Cette forme générale circulaire présente cependant un logement en "V" 17 correspondant au logement en V 82 délimité par les deux parois inclinées 65 des enceintes 6 et 7. Ce logement en "V" 17 reçoit ainsi les deux tubes 4 et 5 des structures en U dont les poches 1, 2 sont placées à l'intérieur des enceintes. These enclosures 6, 7 receiving the pockets 1, 2 are, as shown in the figures from 8 to 13, housed inside a receptacle 3 generally reproducing the shape and dimensions of a heart. This receptacle is of generally circular shape, seen in a plane 16 (FIG. 7) transverse to the two U-shaped structures. This generally circular shape however has a "V" shaped housing 17 corresponding to the V shaped housing 82 delimited by the two inclined walls 65 enclosures 6 and 7. This "V" housing 17 thus receives the two tubes 4 and 5 of the U-shaped structures whose pockets 1, 2 are placed inside the enclosures.

L'extrémité supérieure 18 de ce réceptacle 2 est ouvert et présente un rebord interne 19 qui s'adapte sur la périphérie du bord supérieur 20 (figure 9) des deux enceintes 6 et 7 accolées l'une à l'autre. The upper end 18 of this receptacle 2 is open and has an internal rim 19 which fits over the periphery of the upper edge 20 (FIG. 9) of the two enclosures 6 and 7 joined to one another.

Cette ouverture supérieure est destinée à permettre la mise en place des enceintes 1, 2. This upper opening is intended to allow the placement of speakers 1, 2.

Le logement en "V" 17 du réceptacle 3 est pourvu d'un décrochement 21 comportant deux ouvertures 22 qui permettent le passage des tubes 4, 5 des structures en U afin que les coudes 42 g 52 de ces structures vienne se loger à hauteur de ces ouvertures 22. The “V” housing 17 of the receptacle 3 is provided with a recess 21 comprising two openings 22 which allow the passage of the tubes 4, 5 of the U-shaped structures so that the elbows 42 g 52 of these structures come to be housed at the height of these openings 22.

Dans cette disposition, les deux clapets 14 sont situés à l'extérieur et à proximité immédiate des enceintes 6, 7 et du réceptacle 3, le raccordement étanche de l'enceinte sur les poches étant par exemple obtenu par des colliers 23 (voir figure 8). In this arrangement, the two valves 14 are located outside and in the immediate vicinity of the enclosures 6, 7 and the receptacle 3, the sealed connection of the enclosure to the pockets being for example obtained by clamps 23 (see FIG. 8 ).

Le réceptacle 3 comporte également deux ouvertures 24 pour le passage des embouts 67 des en ceintes 6, 7. The receptacle 3 also has two openings 24 for the passage of the end pieces 67 of the enclosures 6, 7.

Avant que le coeur soit mis en fonctionnement, il convient d'évacuer la totalité de l'air qui pourrait se trouver à l'intérieur des poches 1 et 2 et des tubes 4 et 5. Before the heart is put into operation, it is advisable to evacuate all the air which could be inside the pockets 1 and 2 and the tubes 4 and 5.

A cet effet, il est prévu des dispositifs de purge 25 disposés à hauteur des coudes 42, 52 de chaque structure en U, c'est-à-dire à l'extérieur des enceintes 6, 7 et à proximité des clapets 14 à l'oppose des poches 1 et 2 par rapport à ces clapets. Cette disposition permet, en retournant le coeur, de placer les dispositifs de purge au-dessus de l'enceinte 3 afin de permettre l'évacuation de l'air. For this purpose, purge devices 25 are provided, placed at the level of the elbows 42, 52 of each U-shaped structure, that is to say outside the enclosures 6, 7 and near the valves 14 to 1. opposes pockets 1 and 2 relative to these valves. This arrangement allows, by turning the core, to place the purge devices above the enclosure 3 in order to allow the evacuation of the air.

Claims

1) Artificial heart, characterized in that it consists of two flexible pockets (1 and 2) constituting the ventricular cavities of the heart, these pockets being arranged inside external enclosures (6, 7) with a more rigid wall, means being provided for injecting a fluid, at the rhythm of the heartbeat, between the pockets and their enclosures, each flexible pocket (1, 2) forming one of the branches of a U-shaped structure including the other branch (4, 5), located outside the external enclosure, is constituted by a tube.

2) artificial heart according to claim 1, characterized in that the two enclosures (6, 7) containing the pockets (1, 2) are assembled one against the other.

3) Artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that the two enclosures containing the pockets are joined together inside the same receptacle (3).

4) artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that the receptacle and / or the two enclosures (6, 7) and the pockets (1, 2) which they receive are of similar general shapes and dimensions .

5) artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that each flexible bag (1, 2) comprises two valves (14, 15) arranged at the two opposite ends of each pocket, one (14) to the base of the structure in

U, the other (15) at the opposite end of the corresponding branch (11, 21) of the U-shaped structure, these two non-return valves being located outside and close to the corresponding external enclosure.

6) artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that the two U-shaped structures, the enclosures (6, 7) and the receptacle (3) are shaped so that when the enclosures (6, 7) are arranged adjacent to each other inside the receptacle (3), the two tubes (4, 5) each constituting one of the branches of the two U-shaped structures, are arranged substantially one behind the other in the plane of jointing of the two pockets.

7) artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that each U-shaped structure includes a purge device (25) located at its base, outside the corresponding enclosure (6, 7) at near the lower valve (14) of the pocket and opposite this pocket (1, 2) relative to this valve.

8) artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that the two enclosures (6, 7) when they are juxtaposed, define together, by one of their edges (8), a V-shaped housing (8fi ) in which are housed, at least partially, the tubular branches (4, 5) of the U-shaped structures.

9) artificial heart according to claim 7, characterized in that the edge (8) of the enclosures, together defining the V-shaped housing (17) has a recess (21) at the height of the base of the U-shaped structures, the corresponding valve (14) of each pocket being located at the height of this recess.

10) Artificial heart according to any one of the preceding claims, characterized in that the wall of the flexible bags (1 and 2) locally has concave deformations (4, 10, 11, 111).

11) Artificial heart according to claim 8, characterized in that the concave deformations of the pockets comprise a conca ve deformation (10) oriented transversely to the U-shaped structure.

12) Artificial heart according to claim 9, characterized in that the concave deformations of the pockets comprise two local deformations oriented in the longitudinal direction of the corresponding branch of the U-shaped structure, one (11) of these deformations is carried out on the face of the pocket adjacent to the jointing plane (8) of the two enclosures, the other deformation (111) is carried out on the opposite face of the pocket by being offset (at 12) towards the other branch (4, 5) of the U-shaped structure.