RU2197274C2 - Имплантируемый протез сердца - Google Patents

Abstract

Изобретение используется в кардиохирургии, в частности, для механической помощи сердцу. Технический результат состоит в обеспечении устойчивой гемодинамики при значительных (более 200 мм рт.ст.) постнагрузках. Для этого используются левый и правый насосы для крови, снабженные эластичными диафрагмами с толкателями в виде сильфонов, которые размещены в едином корпусе. Протез содержит гидронасос шиберного типа, который установлен между эластичными диафрагмами в рабочей жидкости внутри корпуса, снабжен четным количеством гидроцилиндров, связанных с толкателями, и имеет возможность перегонять рабочую жидкость через трубопроводы из одной полости гидроцилиндра в другую, при этом распределение гидропотоков осуществляется золотниковыми клапанами триггерного типа по одному на два гидроцилиндра. 3 ил.

Description

Изобретение относится к кардиохирургии, в частности к механической помощи сердца.

Известно устройство (патент РФ N2140793 от 24.12.97 г.), содержащее насос для крови и гидропривод, установленный в рабочей жидкости и включающий в себя осевой гидронасос с электродвигателем, золотниковый распределитель с соленоидом и трубопроводы. Устройство содержит рабочую и компенсационную камеры.

Как показала практика, при работе этого устройства в организме на больших (более 140 мм рт.ст.) постнагрузках происходило резкое снижение кпд, связанное с тем, что энергия от электродвигателя тратилась не на создание давления в кровеносной системе организма, а на закручивание рабочей жидкости в рабочей камере.

Целью изобретения является обеспечение протезом сердца устойчивой гемодинамики при значительных (более 200 мм рт.ст.) постнагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроприводе использовано четное количество гидроцилиндров, каждый из которых снабжен поршнем с двусторонними штоками, механически связанными с толкателями в виде сильфонов, соответственно, левого и правого желудочков, а гидронасос шиберного типа (с подвижными лопастями) расположен внутри ротора электродвигателя, жестко укрепленного на корпусе и имеет возможность перегонять рабочую жидкость через трубопроводы из одной полости гидроцилиндра в другую, при этом распределение гидропотоков осуществляется золотниковыми клапанами триггерного типа по одному на два гидроцилиндра.

На фиг.1 приведен чертеж общего вида устройства; на фиг.2 - боковой вид устройства; на фиг.3 - принципиальная схема гидросистемы.

Вживляемый протез сердца включает в себя корпус 1 цилиндрической формы с перегородкой 2, снабженной отверстиями 3. К корпусу 1 крепятся левый насос для крови 4 с эластичной диафрагмой 5 и правый насос для крови 6 с эластичной диафрагмой 7. Эластичная диафрагма 5 соприкасается с сильфоном 8, а эластичная диафрагма 7 - с сильфоном 9. К перегородке 3 жестко крепится гидронасос 10, имеющий вход 11 и выход 12 и снабженный электродвигателем постоянного тока вентильного типа 13, включающего статор 14 и ротор 15 с осью 16 и имеющего возможность вращаться в опорах 17. На оси 16 укреплен ротор шиберного насоса 16, статор 19 которого жестко связан с корпусом гидронасоса 10. Между ротором шиберного насоса 18 и статором 19 расположены лопатки 20, имеющие возможность перемещаться в пазах 21, лопатки 20 поджимаются к статору 19 пружинами 22. К перегородке 2 жестко крепятся два и более (четное количество) цилиндра 23, таким образом, что ось цилиндров 23 параллельна оси корпуса 1. Каждый цилиндр 23 снабжен поршнем 24 с штоком 25, жестко связанным с сильфоном 8, и штоком 26, жестко связанным с сильфоном 9. Сильфон 8 имеет возможность воздействовать на эластичную диафрагму 5, а сильфон 9 - на эластичную диафрагму 7. На конце цилиндра 23 со стороны штока 25 установлены входной трубопровод 29 и выходной трубопровод 30, а со стороны штока 26 входной трубопровод 27 и выходной трубопровод 28. Трубопроводы 27,28,29,30 гидравлически связывают цилиндр 23 с золотниковым клапаном 31, снабженным подвижным элементом 32 и соленоидами (тригеррные элементы) 33 и 34. Пространство, образованное корпусом 1, сильфонами 8 и 9, заполнено рабочей жидкостью и создает рабочую камеру 35. Вход гидронасоса 10 гидравлически связан с рабочей камерой 35, а выход 12 с золотниковым клапаном 31. Внутреннее пространство, образованное цилиндром 23 и поршнем 24, со стороны штока 25 создает левую поршневую камеру 36. А внутреннее пространство, образованное цилиндром 23 и поршнем 24, со стороны штока 26 создает правую поршневую камеру 37.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку статора 14 электродвигателя 13 ротор 15 и ротор 18 начинают вращаться, и на выходе гидронасоса 10 появляется давление, которое передается через золотниковый клапан 31 к цилиндрам 23.

В положение, когда в правом насосе для крови 6 закончилась систола, эластичная диафрагма 7 максимально приближена к корпусу сердечного насоса, сильфон 9 разжат, а поршень 24 находится в крайнем правом положении. В этот момент происходит подача напряжения на соленоид 33 и происходит переключение подвижного элемента 32 таким образом, что выходной трубопровод 28 перекрыт, входной трубопровод 27 открыт и выход насоса 12 связан с правой поршневой камерой 37. Одновременно входной трубопровод 29 перекрыт, выходной трубопровод 30 открыт и левая поршневая камера 36 связана с рабочей камерой 35. При этом давление в правой поршневой камере 37 начинает расти и поршень 24 передвигается в сторону уменьшения объема левой поршневой камеры 36, сильфон 8 разжимается, воздействуя на эластичную диафрагму 5, что приводит к изгнанию крови из левого насоса для крови 4 (систола левого желудочка, диастола правого желудочка) до максимального приближения эластичной диафрагмы 5 к корпусу сердечного насоса 4 (конец систолы левого желудочка 4). В этот момент подается напряжение на соленоид 34 и происходит переключение подвижного элемента 32 таким образом, что входной трубопровод 27 закрывается, выходной трубопровод связывается с рабочей камерой 35. Одновременно выходной трубопровод 30 перекрывается, а входной трубопровод 29 открывается и выход насоса 12 связывается с левой поршневой камерой 36. При этом давление в левой поршневой камере 36 начинает расти и поршень 24 перемещается в сторону уменьшения объема правой поршневой камеры 37, сильфон 9 разжимается, воздействуя на эластичную диафрагму 7, что приводит к изгнанию крови из правого насоса для крови 6 (систола правого желудочка, диастола левого желудочка) до максимального приближения эластичной диафрагмы 7 к корпусу сердечного насоса 6 (конец систолы правого желудочка). В этот момент подается напряжение на соленоид 33 и цикл повторяется.

Как видно из описания устройства, в каждый момент цикла гидронасос закачивает под давлением рабочую жидкость в одну полость гидроцилиндра, при этом из другой полости рабочая жидкость вытесняется в рабочую камеру, из которой идет на вход гидронасоса. Таким образом, рабочая жидкость фактически перегоняется из одной полости гидроцилиндра в другую. Поскольку параметры течения рабочей жидкости в гидроцилиндрах однозначно связаны с мощностью гидронасоса, которая рассчитывается на преодоление физиологически обоснованной нагрузки на выходе сердечных насосов, обеспечивается стабильная гемодинамика на всем диапазоне возможного артериального давления пациента.

Claims (1)

1. Имплантируемый протез сердца, содержащий левый и правый насосы для крови, снабженные эластичными диафрагмами с толкателями, размещенные в едином корпусе и содержащие гидропривод, установленный между эластичными диафрагмами в рабочей жидкости внутри корпуса и включающий в себя гидронасос с электродвигателем, золотниковый распределитель с соленоидами и трубопроводы, отличающийся тем, что гидропривод включает четное количество гидроцилиндров, каждый из которых снабжен поршнем с двусторонними штоками, механически связанными с толкателями в виде сильфонов соответственно для левого и правого насоса для крови, при этом использованы гидронасос шиберного типа с подвижными лопастями, расположенный внутри статора электродвигателя, жестко укрепленного на корпусе и имеющий возможность перегонять рабочую жидкость через трубопроводы из одной полости гидроцилиндра в другую, и золотниковые клапаны по одному на два гидроцилиндра, имеющие возможность осуществлять распределение гидропотоков между полостями гидроцилиндров.

Images