RU2007191C1

RU2007191C1 - Artificial heart

Info

Publication number: RU2007191C1
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Зарудский; Эльза Григорьевна Цейтлин
Original assignee: Виталий Иванович Зарудский; Эльза Григорьевна Цейтлин
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: device has two elastic chambers for blood, pressure members and a drive connected to the device. The blood chambers are made in the form of bulbs provided with inlet and outlet valves. The drive is made in the form of an electric magnet and two permanent magnets which similar poles face each other located on different sides of the electric magnet and rigidly coupled with the aid of braces. The electric magnet is stationary and the permanent magnets are movably mounted along guides disposed in the housing of a pump. The pressure members are made in the form of two plates attached to the permanent magnets and fixed to the bases of bulbs. EFFECT: enhanced efficiency and reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для перекачивания крови. The invention relates to medical equipment, namely to devices for pumping blood.

Известны различные модели искусственного сердца, которые отличаются устройством насоса, перекачивающего кровь. В качестве насосов используются роликовые насосы (Де Вакеу), пальчиковые (тип Siqmamotor), пневматические и др. Все они не могут быть имплантированы из-за больших размеров и применяются как аппараты искусственного кровообращения для временного выключения сердца. Для уменьшения габаритов используют искусственное сердце с пневмоприводом (БИМ-6) и др. , недостатком которых является сложность устройства, необходимость пневмопривода, сложного по устройству и громоздкого по своим габаритам. There are various models of artificial hearts that differ in the design of a pump that pumps blood. As pumps, we use roller pumps (De Wakeu), pin pumps (type Siqmamotor), pneumatic, etc. All of them cannot be implanted due to their large size and are used as cardiopulmonary bypass devices to temporarily turn off the heart. To reduce the dimensions, an artificial heart with a pneumatic drive (BIM-6) and others are used, the disadvantage of which is the complexity of the device, the need for a pneumatic drive, complex in design and cumbersome in size.

В последнее время стали более широко применять индукционно-динамические электроприводы к насосам искусственного сердца. Наиболее близким по технической сущности решением является насос для крови, содержащий 2 эластичные камеры для крови, нажимные элементы и соединенный с ними привод. Recently, induction-dynamic electric drives to artificial heart pumps have become more widely used. The solution closest in technical essence is a blood pump, containing 2 elastic blood chambers, pressure elements and a drive connected to them.

Недостатком известной конструкции являются невысокие эксплуатационные возможности устройства. A disadvantage of the known design is the low operational capabilities of the device.

Технический результат - повышение эксплуатационных возможностей. The technical result is an increase in operational capabilities.

Результат достигается тем, что устройство выполнено в виде двух эластичных камер, нажимных элементов и соединенного с ними привода. Камера для крови выполнена в виде баллонов, снабженных входными и выходными клапанами. Привод выполнен в виде электромагнита и размещенных по разные от него стороны и жестко соединенных скобами двух постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами. Электромагнит закреплен неподвижно, постоянные магниты установлены с возможностью перемещения по направляющим, установленным в корпусе насоса, а нажимные элементы выполнены в виде двух пластин, закрепленных на постоянных магнитах и прикрепленных к основаниям баллонов. The result is achieved in that the device is made in the form of two elastic chambers, pressure elements and a drive connected to them. The blood chamber is made in the form of cylinders equipped with inlet and outlet valves. The drive is made in the form of an electromagnet and two permanent magnets rigidly connected by brackets of two permanent magnets facing each other with the same poles placed on different sides of it. The electromagnet is fixed, the permanent magnets are mounted to move along the guides installed in the pump housing, and the pressure elements are made in the form of two plates fixed to the permanent magnets and attached to the bottoms of the cylinders.

На фиг. 1 и 2 изображено искусственное сердце в двух взаимно перпендикулярных сечениях в стадии окончания систолы. In FIG. 1 and 2 show an artificial heart in two mutually perpendicular sections at the end of systole.

Искусственное сердце содержит корпус 1 с оболочкой 2, выполненные из биологически нейтрального материала, с укрепленным неподвижно в корпусе электромагнитом 3, взаимно действующим с постоянными магнитами 4 и 4 а в виде обойм, свободно перемещающихся по направляющим шпилькам 5. The artificial heart contains a body 1 with a shell 2 made of a biologically neutral material, with an electromagnet 3 fixed motionless in the body, mutually acting with permanent magnets 4 and 4 in the form of cages freely moving along the guide pins 5.

Магнитные обоймы 4 и 4 а жестко соединены между собой скобами 6 и прижимными пластинами 7. Magnetic clips 4 and 4 a are rigidly interconnected by brackets 6 and pressure plates 7.

К прижимным пластинам 7 своими основаниями крепятся баллоны 8, сделанные из эластичного материала типа армированного силикона или латекса. К баллонам 8 подсоединяются при помощи патрубков (не показаны) сосуды большого и малого круга: к правому баллону - легочный ствол 9 и полые вены: нижняя 10, верхняя 11, к левому баллону - аорта 12 и легочные вены 13. Вторым основанием баллоны крепятся: правый - к перегородке электромагнита 14, левый - к корпусу 1. Внутри корпуса сверху монтируется блок управления 15, который изменяет направление тока с заданной частотой. Cylinders 8 made of an elastic material such as reinforced silicone or latex are attached to the pressure plates 7 by their bases. The vessels of the large and small circle are connected to the cylinders 8 by means of pipes (not shown): to the right balloon - the pulmonary trunk 9 and vena cava: lower 10, upper 11, to the left balloon - the aorta 12 and pulmonary veins 13. The second base of the balloon is attached: right - to the electromagnet 14 partition, left - to the housing 1. Inside the housing, a control unit 15 is mounted on top, which changes the direction of the current at a given frequency.

Блок питания 16 смонтирован в нижней части корпуса. Он обеспечивает электропитание электромагниту, который может иметь одну общую обмотку 17, но лучше в виде параллельно подключенных секционных электромагнитов 18. The power supply 16 is mounted in the lower part of the housing. It provides power to the electromagnet, which may have one common winding 17, but better in the form of parallel connected sectional electromagnets 18.

Основное питание электромагнит 3 и блок управления 14 получают от внешнего источника тока, через выведенный наружу кабель (не показан). The main power supply of the electromagnet 3 and the control unit 14 is obtained from an external current source, through a cable (not shown), brought out.

Искусственное сердце работает следующим образом. Магнитные обоймы 4 и 4 а обращены друг к другу одноименными полюсами. Направление тока в обмотке 17 электромагнита с помощью блока управления 15 может меняться с заданной частотой, чем достигается периодическая смена полюсов электромагнита. В результате взаимодействия поля электромагнита с полями магнитных обойм происходит притяжение одной магнитной обоймы и одновременное отталкивание другой. В момент систолы (см. фиг. 1 и 2) электромагнит 3 отталкивает магнитную обойму 4 а и притягивает магнитную обойму 4. Так как магнитные обоймы 4 и 4 а при помощи прижимных пластин 7 прикреплены к основаниям эластичных баллонов 8, то вследствие отмеченных взаимодействий эластичные баллоны 8 сжимаются и выталкивают кровь в легочный ствол 9 и аорту 12, открывая при этом естественные клапаны 19 этих сосудов, а искусственные клапаны 20 верхней полой 10, нижней полой 11 и легочных вен 13 в этот момент закрыты. При диастоле магнитные обоймы 4 и 4 а перемещаются в обратном направлении и растягивают эластичные баллоны 8, засасывая кровь в полость баллонов 21 из венозных сосудов, клапаны которых 20 в этот момент открываются, а артериальные 19 закрыты. После этого цикл повторяется с частотой, регулируемой блоком управления 15. Емкость баллона должна быть 75 - 100 см³.An artificial heart works as follows. Magnetic clips 4 and 4 a are facing each other with the same poles. The direction of the current in the winding 17 of the electromagnet using the control unit 15 can vary with a given frequency, thereby achieving a periodic pole change of the electromagnet. As a result of the interaction of the field of the electromagnet with the fields of the magnetic cages, one magnetic cage is attracted and the other is repelled simultaneously. At the time of the systole (see Figs. 1 and 2), the electromagnet 3 repels the magnetic clip 4 a and attracts the magnetic clip 4. Since the magnetic clips 4 and 4 a are attached to the bases of elastic cylinders 8 by means of pressure plates 7, the elastic the cylinders 8 are compressed and push blood into the pulmonary trunk 9 and the aorta 12, while opening the natural valves 19 of these vessels, and the artificial valves 20 of the superior vena cava 10, inferior vena cava 11 and pulmonary veins 13 are closed at this moment. With diastole, the magnetic clips 4 and 4a move in the opposite direction and stretch the elastic cylinders 8, sucking blood into the cavity of the cylinders 21 from the venous vessels, the valves of which 20 at that moment open and the arterial 19 are closed. After this, the cycle is repeated with a frequency controlled by the control unit 15. The tank capacity should be 75 - 100 cm ³ .

Искусственное сердце может работать от источника питания 16, смонтированного в корпусе сердца, но в основном от наружного источника питания через кабель, выведенный через грудную стенку. (56) Авторское свидетельство СССР N 68183, кл. A 61 M 1/00, 1947. The artificial heart can work from a power source 16 mounted in the heart, but mainly from an external power source through a cable through the chest wall. (56) Copyright certificate of the USSR N 68183, cl. A 61 M 1/00, 1947.

Claims

ARTIFICIAL HEART, containing blood chambers, pressure elements and a drive connected to them, characterized in that the blood chambers are made in the form of cylinders equipped with inlet and outlet valves, the actuator is made in the form of an electromagnet and placed on different sides of it and rigidly connected by brackets two permanent magnets facing each other with the same poles, while the electromagnet is fixed, the permanent magnets are mounted to move along the rails installed in the pump casing, and the pressure elements are made in the form of two plates mounted on permanent magnets and attached to the bases of the cylinders.