SU1438599A3

SU1438599A3 - Протез сердца с гидравлическим приводом

Info

Publication number: SU1438599A3
Application number: SU833544251A
Authority: SU
Inventors: С.Робинсон Томас; Китрилакис Сотирис; Б.Мартин Томас (Младший)
Original assignee: Фокскрофт Ассошиэйтс (Фирма)
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1988-11-15
Also published as: WO1982003980A1; EP0079373B1; EP0079373A1; JPS58500793A; EP0079373A4; DE3274794D1

Abstract

Изобретение предн азначено дл кардиохирургии. Цель изобретени - упрощение конструкции, уменьшение массы и повьшение надежности. Насосы крови содержат правый и левый желудочки . Правый желудочек образован жестким корпусом 1, разделенным гибким пузырем 2 на камеру 3 насоса крови и камеру 4 дл рабочей жидкости. Левый желудочек образован жестким корfO СО 4: СО. 00 ел со со см

Description

пусом 5- разделенным гибким пузырем 6 или мембраной на камеру 7 насоса кроаи- и камеру 8 дл рабочей жвдко- СТЛ-. Клапанные входы 9, 10 и клапанные выходы 11, 12 служат дл соедине Нн камер 3, 7 насоса крови с соответствующими сосудами. Двигатель 15 соединен с насосом привода 16, кото- рьш через гибкий канал 17, податливый мешок 14 подключен к камере 4, Насосы ПР1ШОДОВ 16 и 20 представл ют собой высокоскоростной вращающийс

8599

диагональный насос. Пузырь 2 насоса крови выполнен однослойным из высокопрочного биологически совместимого эластомерного материала. Корпус выполнен из жесткого металла или пластика . Управление попеременной пуль- сацией осуществл етс путем подачи управл ющего сигнала к приводимому - от двигател переключак цему клапану, определ ющему направление и продолжительность каждого импульса жидкости . 3 с. и 2 з.п, ф-лы. 13 ил.

Изобретение относитс к медш);инс- кой технике, точнее к устройствам сердечного протезировани , в частно™ сти к искусственному сердцу с гидравлическим приводом дл замены и полной имитации сердца и вспомогательных устройств системы кровообращени , , включа вспомогательные устройства дл левого желудочка э предназн-аченным дл имплантации в человеческом теле.

Цель изобретени - упрощение конструкции , уменьшение массы и повьпае- ние надежности.

На фиг. I дано схематическое ражение полного протеза сердца; на фиг, 2 привод протеза сердца на фиг. 1, общий вид; на фиг. 3 - привод с трехходовым клапаноМз вариант выполнени ; на фиг« 4 - то же, с разгрузочным клапаном; на фиг. 5 то же, с разгрузочным клапаном и регул тором перепада давлени на его колпачке; на фиг о 6 - разгрузочный клапан , ви,ч сверху со стороны колпачка; на фиг. 7 .разгрузочный клапан.с коллекторомJ вариант выполнени ; на фиГо В - то же, вид снизу; на фиг. 9 - разрез А-А на фиг„ 8; на фиг. 10 - то же, при открытом клапане; на фиг„ 11 - то же, при з.акрытом клапане;; на фиг. 12 насос крови; на фиг„ 13 - блок-схема полного про теза сердца.

На фиг. 1 схематически изобра:8 :ен предпочтительный вариант системь при- вода дл протеза сердца. Насосы крови содержат правый желудочек RV и левый желудочек LV. Правый желудоч К

0

5

0

RV образован жестким корпусом 1, разделенным гибким пузырем 2 или мембраной на камеру 3 насоса крови и камеру 4 дл рабочей жидкости, а левый желудочек LV образовгш жестким корпусом 5, разделенным гибким пузырем 6 шш мембраной на камеру 7 насоса крови и камеру 8 дл рабочей жидкости. Клапан1|ые входы 9 и 10 и клапанные выходы 11 и 12 служат дл соединени камер 3 и 7 насоса крови с соответствующими кровеносными сосудами.

Элементы корпусов 1 и 5 насоса крови окружены-гибкой мембраной 3, образующей резервуар или податливый мешок 14. Такой мешок обращен к легкому или к другим м гким ткан м грудной полости и содержит рабочую жидкость , наход щуюс под нормальным внутренним давлением.

Двигатель 15 соединен с насосом привода 16, который через гибкий канал 17 и податливый мешок 14 подключен к камере 4, последн гибким каналом 18 через вход 19 соединена с насосом привода 16. Аналогично насос, ггривода 20, приводимый двигателем 21 , соединен через гибкий канал 22 и меток 14 с камерой 8, а последн гибким каналом 23 через вход 24 соединена с насосом привода 20. Воспринимающие лоток клапаны 25 и 26 установлены р дом с входами 19 и 24 дл регулировани потока рабочей жидкости, выход щей и з камер 4 и 8 через выходы 27 и 28 н мешок 14. Насос приводов 16 и 20 представл ет собой высокоскоростной вращающийс диагональный (полуосевой ) насос, приводимый бесщеточиым двигателем посто нного тока (возможно использование любого типа двигател и насоса).

Подшипники насоса и двигател полностью погружены в физиологический раствор, служащий в качестве рабочей жидкости, который обеспечивает их

смазку. Управл емые разгрузочные кла- Q двух частей, пузырь 2 (мембрана), капаны 29 (фиг. 2) выполнены заодно с корпусами 1 и 5 желудочков. Гибкие каналы 17, 18 и 22 соедин ют насосы приводов 16 и 20 с разгрузочными клапанами 29 и податливым метком 1Д,

На фиг. 3 дана конструкци с одним двигателем 30 и приводом 31 насоса, который снабжен трехходовым переключающим клапаном 32 с электромагнитным двигателем 33.

На фиг. 4-6 дан воспринимающий поток разгрузочный обратный клапан 34, который состоит из грибовидного пузыр 35 из эластомерного материала и имеет по крайней мере одно отверстие 36 в колпачке 37 пузыр 35. Колпачок 37 представл ет собой участок практически жесткой стенки из металла или пластика. Дл поддержани померу 3 дл крови, рабочую камеру 4, протез выпускного клапана на выходе 11 и впускного (не показан). В качестве протеза клапана может служить лю15 бой искусственный клапан (например, типа Бьёрк-Шайли).

Пузырь 2 насоса крови в предпоч-- тительном варианте вл етс однослойным и выполнен из высокопрочного био20 логически совместимого эластомерного материала. Подход щими дл такого применени материалами вл ютс полимеры на основе полиуретана, например, Биомер и Авкотан. Материалы этого

25 типа показали высокую стойкость и надежность при перекачке крови. Мембрана насоса крови должна иметь плохую адгезию к тромбу и малую генерацию тромбоэмболии. Корпус выполнен из

сто нного максимального перепада дав- 30 жесткого металла или пластика (напри- лени на колпачке 37 он снабжен уп- мер, из нержавеющей стали с полиурета равл емыми давлением клапанами 38, которые выполнены в виде отверстий : 39 р колпачке 37, закрытых затворами 40 из плоской пружины, прикреплен- ным волокном). Обычно все внутренние ной к колпачку 37 по его кромке. поверхности насосов крови имеют поновым или друг№1 биологически совместимым покрытием или из пластика, армированного стекловолокном кпн угольНа фиг. 7 - П дан вариант воспринимающего поток разгрузочного обратного клапана. Его описание приведено относительно левого желудочка, На корпусе 5 имеетс коллектор 41 с ниппелем 42. Полость, коллектора 41.соединена с полостью камеры 8 привода через удлиненный изогнутый канал 43, в котором находитс Г-образный клапан ный плунжер 44. В последнем имеютс прорезь 45, образующа канал, и полки 46. Плунжер 44 поддерживаетс в канале 43 двум плоскими пружинами 47, которые одним своим концом прикреплены к внутренней стенке коллектора 41, а другим - к верхнему участку 48 клапанного плунжера 44, Клапан

ный плунжер 44 и плоские пружины 47

вьшолнены из соответствующего металла gg и пересаженные участки ткани соедине- или пластика (например, из нержавею- ны анастомозом с остальной артериаль- щей стали или армированного стекло- ной частью и аортой или легочной ар- волокном или углеволокном пластика). терней до присоединени к ним насосов Дп повышени КПД насоса привода 20 крови. Насосы крови правого и левого

имеетс механизм поддержани посто нного давлени на плунжере А, Он состоит из трех отверстий А9, выполненных на верхней поверхности плунжера 44, которые закрыты затворами 50 плоской пружины.

На фиг. 12 дан насос ,крови, содержащий жесткий корпус 1, состо щий из

меру 3 дл крови, рабочую камеру 4, протез выпускного клапана на выходе 11 и впускного (не показан). В качестве протеза клапана может служить любой искусственный клапан (например, типа Бьёрк-Шайли).

Пузырь 2 насоса крови в предпоч-- тительном варианте вл етс однослойным и выполнен из высокопрочного биологически совместимого эластомерного материала. Подход щими дл такого применени материалами вл ютс полимеры на основе полиуретана, например, Биомер и Авкотан. Материалы этого

типа показали высокую стойкость и надежность при перекачке крови. Мембрана насоса крови должна иметь плохую адгезию к тромбу и малую генерацию тромбоэмболии. Корпус выполнен из

жесткого металла или пластика (напри- мер, из нержавеющей стали с полиурета ным волокном). Обычно все внутренние поверхности насосов крови имеют поновым или друг№1 биологически совместимым покрытием или из пластика, армированного стекловолокном кпн уголь5

крытие из подход щего биологически совместимого материала. Насос крови должен быть способен обеспечивать 0 функциональное состо ние сердца в диапазоне от 2,8 до примерно 9,5 л в минуту с использованием полного объема удара и частоту биений от 35 до 120 ударов в минуту.

Части корпуса 1 и пузырь 2 соединены по периферии зажимным кольцом 51. Узлы дл подачи и выпуска крови соединены с соответствующими манжетами 52 известного типа и пересаженной артериальной тканью (не показана) с помощью быстростыкуемых соединений 53 в виде защелки любой соответствующей конструкции, прин той в данной области сердечной хирургии. Манжеты

0

желудочков не отличаютс по конструкции , за исключением ориентации расположенных в корпусе каналов дл вход щего и выход щего потоков, необходимой дл надлежащей установки и вживлени .

В предлагаемом полном протезе сердца описанные насосы крови работают от гидравлического привода, з которых предпочтительно использовать несжимаемую жидкость, совместимую с элементами системы привода, например физиологический раствор соли (0,9 масД NaCl), очень близкий к плазме крови по сол ному составу. Использование физиологического раствора в качестве рабочей жидкости способствует по,эдер- жанию осмотического равновеси и позка дл смещени мембраны насоса крови и выталкивани крови. Разгрузочньи клапан, срабатывающий в ответ на вход щий в камеру привода поток рабочей жидкости, служит дл перекрьшани выхода камеры привода в течение каждого импульса жидкости, а также дл опорожнени или полной разгрузки камеры

10 привода в конце каждого импульса с

соответствующим заполнением камеры насоса крови,

В процессе работы жидкость вьтуска- етсд из каждого желудочка в податли15 вый мешок ВО врем диастолы и отбираетс из этого мевпса во врем систолы, В предпочтительном варианте желудочки работают попеременно, что позвол ет

предельно уменьшить изменени объема . вол ет поддерживать посто нное количе-2о гидравлической рабочей жидкости в си- ство рабочей жидкости. Это также ис- стеме, а следовательно, и общие раз- ключает проблемы, возникающие при ис- меры податливого мешка. Возможна и пользовании других рабочих жцдкостей одновременна пульсаци . Каждый гид- (например, силиконовых масел) и св - равлш еский насос запускаетс и дей- занные с диффузией таких масел в те- 25 ствует в фазе систолы соответствующе- ло или жидкостей организма в насос го желудочка и выключаетс или замед- привода и смещиванием их с рабочей л ет работу в фазе диастолы этого же- жидкостью, что приводит к деградации лудочка.

полимерных материалов гибкой мембраны. Камера привода имеет также воснри- На фиг. 3 дана блок-схема .Ъротеза зо издающее поток желудочковое разгрусердца , котора делитс на имплантируемую часть 54 и наружный 55 источник sHeprHjis содержащий батарею 56 (ЕВ) и силовую схему 57 (PC), котора св зана первичной обмоткой 58 (С1) ножного трансформатора, а его вторична обмотка 59 (С2) соединена с контролирующей схемой 60 (С), Последн соединена с внутренней батареей 61 (IB) и насосами рабочей жидкости,, правым 62 (RA) и левым 63 (LA), которые св заны с насосами крови, правым 64 (RV) и левым 65 (LV). Правьш насос крови имеет выход в легочн то систему 66 кровообращени (Р), а левый - в большой круг 67 кровообр;аде- ни (S),,

Устройство работает следующим образом .

Система привода содержит четыре основных элемента, а именно; резервуар или податливый мешок дл рабочей жидкости; средство дл перекачки рабочей жидкости; камеру привода и воспринимающий поток разгрузочный обратный клапан желудочка. Функционирование этой системы сводитс к пере- .качке импульсов рабочей жидкости из резервуара привода в камеру желудочка дл смещени мембраны насоса крови и выталкивани крови. Разгрузочньи клапан, срабатывающий в ответ на вход щий в камеру привода поток рабочей жидкости, служит дл перекрьшани выхода камеры привода в течение каждого импульса жидкости, а также дл опорожнени или полной разгрузки камеры

привода в конце каждого импульса с

В процессе работы жидкость вьтуска- етсд из каждого желудочка в податливый мешок ВО врем диастолы и отбираетс из этого мевпса во врем систолы, В предпочтительном варианте желудочки работают попеременно, что позвол ет

5

0

5

0

5

зочное клапанное средство дл выпуска гидравлической жидкости из камеры привода в Конце систолы. Под определение воспринимающее поток в данном случае подпадают клапаны, которые обеспечивают открьшание и закрывание выхода камеры привода в ответ на усили от потока рабочей жидкости вход щего в камеру привода. Такой приводи- мьш потоком клапан имеет нормальное смещение к открытому положению. Поэтому клапан закрьшаетс только после того, как усили , создаваемые вход щим в камеру привода потоком, превыс т его пороговое значение. Пока создаваемые потоком рабочей жидкости усили остаютс выше уровн порогово го значени , клапан остаетс закрытым , т.е. в течение всей фазы систолы . При прекращении потока рабочей жидкости или уменьшении его ниже порогового уровн клапан за счет уси- Л1-1Я смещени возвращаетс в открытое положение с сопутствующей разгрузкой камеры от рабочей жидкости, т.е. в фазе диастолы.

Гидравлический насос работает со скоростью (примерно) 7-15 тыс. оборотов в минуту во врем фазы выталдиастолы насос может быть остановлен, но рекомендуетс использовать насос, который может замедл тьс до скорости в диапазоне примерно 1000 - 1200 об/мин. При такой низкой скорости поток, создаваемый насосом, окажетс недостаточным дл переброса разгрузочного клапана, но при этом

обеспечит наличие на подшипниках непрерывной пленки смазочной жидкости. Работа злектрического двигател дл привода гидравлических насосов непрерывно управл етс с использованием коммутации обратной ЭДС. В рабочем состо нии (фиг. 1) насос привода 20 перекачивает рабочую жидкость в камеру 8 привода через вход 24. Под действием этого вход щего потока клапан 26 закрьшает выход 28, предупрежда выпуск рабочей жидкости из камеры 8 привода. По мере работы насоса привода 20 увеличиваетс объем рабочей жидкости в камере 8 привода, вследствие чего камера 7 насоса крови сжимаетс и выталкивает кровь наружу через выход 12 в большой круг кровооб25 привода. На фиг. 4 входы 19 и 24 дл жидкости имеют отводные каналь, выход 28 закрыт клапаном 34, рабоча жидкость , мину клапан 34, следует в камеру 8 привода через отводной канал.

ращени . Одновременно наблюдаетс пониженна активность насоса привода 16 ЗО Выход 27 открыт. Пузырь может воз- по перекачке рабочей жидкости через вращатьс в отведенное (открытое) по- вход 19 в камеру 4 привода. Следоваложение за счет естественной упругости эластомерного материала и(или) за счет использовани пружины (не потельно , клапан 25 остаетс в открыложение за счет естественной упругости эластомерного материала и(или) за счет использовани пружины (не потом ,положении, обеспечива разгрузку

камеры привода с вьсходом рабочей жид- -jg казана).

кости в податливый мешок 14. Выход На фиг. 5 и 6 показан другой варирабочей жидкости обеспечиваетс надлежащим артериальным давлением крови, проталкивающим кровь через вход 9 в правую желудочковую камеру 3 насоса крови. Следовательно, заполнение каждой камеры насоса крови, как и в, естественном сердце, носит пассивный

характер. При запуске насоса привода

ант воспринимающего поток разгрузочного клапана с расшир ющимс пузырем дл использовани как в правом, так и 40 в левом желудочках. Описание клапана дано применительно к левому желудочку . Подобно описанному зтот клапан имеет раст п-шакзщийс грибовидный пузырь 35, расшир ющи 1с с прижимом к 16 и выключении или замедлении работы g выходу 28 камеры 8 привода при запол- .насоса привода 20 осуществл етс за- нении рабочей жидкостью, подаваемой полнение левого желудочка с одновременным сжатием правого желудочка и выталкиванием крови через выход 11 в легочную систему. Насосы могут деист- gQ вовать одновременно, т.е. с одновременной подачей импульсов, если дл этого имеетс достаточное количество рабочей жидкости. Благодар наличию двух независимых систем привода обе- gg достаточное ограничение потока рабо- спечиваетс независимое управление чей жидкости дл повьшени давлени работой желудочков, а также оптимиза- жидкости в пузыре 35. После того, ци работы двигател и насоса дл как на колпачке 37 создаетс достаточ- каждого из них с лолучением макси- ный перепад давлени дл преодоленасосом привода 20. Смещение пузыр в отведенное положение может осуществл тьс за счет использовани пружины .(не показана). Б рабочем режиме при подаче с помощью насоса привода 31 рабочей жидкости в пузырь 35 она проходит в камеру 8 привода через отверстие 36. Последнее обеспечивает

ние управл емых потоком клапанов позвол ет исключить электромеханическое устройство привода дл клапана с повышением в конечном счете надежности полного протеза сердца.

На фиг. 3 приводимьп от злектро- двигател 33 трехходовой переключающий клапан 32 попеременно обеспечивает отклонение потока рабочей жидкости от насоса через гибкие -каналы 18 и 23 в камеру 4 привода в ответ на сигналы управл ющей схемы.

Если желательно подавать импульсы одновременно, из конструкции можно исключить клапан 32 и электродвига- таль 33. Используемые в такой системе разгрузочные клапаны 25 и 26 не отличаютс от описанных на фиг. 1.

При заполнении сжатой рабочей жид- костью, перекач1шаемой насосами приводов 16 и 20, пузыри 35 расшир ютс с прижатием к выходам 27 и 28 камеры

привода. На фиг. 4 входы 19 и 24 дл жидкости имеют отводные каналь, выход 28 закрыт клапаном 34, рабоча жидкость , мину клапан 34, следует в камеру 8 привода через отводной канал.

Выход 27 открыт. Пузырь может воз- вращатьс в отведенное (открытое) по-

ложение за счет естественной упругости эластомерного материала и(или) за счет использовани пружины (не поант воспринимающего поток разгрузочного клапана с расшир ющимс пузырем дл использовани как в правом, так и в левом желудочках. Описание клапана дано применительно к левому желудочку . Подобно описанному зтот клапан имеет раст п-шакзщийс грибовидный пузырь 35, расшир ющи 1с с прижимом к выходу 28 камеры 8 привода при запол- нении рабочей жидкостью, подаваемой достаточное ограничение потока рабо- чей жидкости дл повьшени давлени жидкости в пузыре 35. После того, как на колпачке 37 создаетс достаточ ный перепад давлени дл преодоленасосом привода 20. Смещение пузыр в отведенное положение может осуществл тьс за счет использовани пружины .(не показана). Б рабочем режиме при подаче с помощью насоса привода 31 рабочей жидкости в пузырь 35 она проходит в камеру 8 привода через отверстие 36. Последнее обеспечивает

ни смещени пузыр , пузырь расшир етс с прижимом к выходу 28, закрыва его и предупрежда выпуск рабочей жидкости из камеры 8 привода. При или перекрывании вход щего в пузырь 35 потока рабочей жидкости уменьшаетс перепад давлени на колпачке 37 и усилие смещени толкает пузырь в открытое положение, т.е. открьшаетс выход 28, пропуска рабочую жидкость в податливый мешок 4,

Можно использовать также несколько малых отверстий 36 при условии, что юс велш1ина обеспечит ограничение потока жидкости с сопутствующим быстрым нарастанием перепада давлени на колпачке 37, обеспечивающего расширение пузыр 35. Дл оптимизации работы привода 20 создан механизм поддержани практически посто нного максимального перепада давлени на колпачке 37 При подъеме давлени жидкости в пузыре 35 вьшю заданного значени преодолеваетс смещающее действие прулшны затвора 40 и лдадкость через клапаны 38 начинает поступать в камеру 8 привода. Количество протекающей через клапаны 38 жидкости определ етс как функци отклонени затворов 40. Последние должны открьшатьс настолько, насколько это необходимо дл поддержани прак- гически посто нной максимальной разности давлений на колпачке 37. Отверстие 36 может иметь затвор, лишь частично его закрывающий.

На фиг« 7-11 показан другой вариант воспринимающего поток разгр} - зочного клапана. Его описание приведено применительно к левому желудочку . У ка прорезь 45 на внутреннем радиусе и сторонах клапанного плунжера 44 образует канал, пропускающий жидкость из коллектора 41 в камеру 8 привода. Одна полка 46 .плунжера 44 предназначена дл закрывани выхода 28 с изгибом, образуемого в коллекторе 41 при перемещении клапанного плун-5о стемой управлени , обеспечивающей

жера 44 вниз, как показано на фиг,, 7. Плоские пружины 47 смещают клапанный плунжер 44 вверх, т.е, в положение, при котором выход 28 остаетс открытым . При подаче от насоса привода 20 рабочей жидкости в коллектор 4 жвд- кость проходит в камеру 8 привода через узкую прорезь, окружающую клапанный плуюкер 44„ После того, как на

5

0

клапанном плунжере 44 создаетс достаточный перепад давлени , позвол ющий преодолевать усилие смещени плоских пружин 47, клапанный плунжер 44 сме- щабтс вниз и закрывает выход 28. При замедлении или прерьгоании вход - щего в коллектор 41 потока рабочей жидкости уменьшаетс перепад давлени на клапанном плунжере 44 и усилие пружин 47 толкает клапанный плунжер 44 обратно в открытое положение, т.е. открываетс выход 28, пропуска рабочую жидкость в мешок 14.

Отверсти 49 закрыты затворами 50 с плоской пружиной, котора изгибаетс вниз, пропуска жидкость в камеру 8 привода, если давление рабочей жидкости в коллекторе 41 превышает определенное заданное значение. Чем больше давление в коллекторе 41, тем больше отклонение затворов 50, что обеспечивает поддержание практически посто нного максимального перепада

5 давлени на клапанном плунжере 44. Конструкци описанного клапана может обеспечивать его закрьшание при понижении давлени на плунжере в соответствии с минимальными скорост ми

0 потока в диапазоне примерно 3-7 л/мин. Обычно врем полного закрывани такого клапана должно-составл ть примерно 10 - 50 мс. Врем открывани клапана определ етс тем, насколько быстро

с проталкиваемьт плунжером объем жидкости может пропускатьс в обратном направлении через щель в камеру привода . В фазе закрывани клапана жидкость заполн ет камеру привода желудочка , а в фазе его открывани предусмотрено исключение обратного тока жидкости в насос. Обычно продолжительность фазы открьшани (до полностью открытого положени ) дл такой конструкции клапана примерно 20 - 80 мс.

Преимущество предлагаемого полного протеза сердца состоит в способности его взаимодействи с электронной си0

5

функционирование соответственно действ i«) естественного сердца человека. Фактически единственным средством, обеспечивающим воспри тие насосом gg крови физиологических потребностей реципиента имплантата, вл етс модифицированный механизм Франка-С гар- Л1-шга. Каждый насос крови выталкивает весь объем заполн ющей его крови.

вследствие чего отношение артериального Дсшлени к функционально состо нию сердца подобно зависимости Франка-Стерлинга дл нормального сердца. Согласно данноьо механиз гу функциональное состо ние сердца равно венозному обратному потоку. Поскольку функциональное состо ние сердца равно частоте биени , умноженной на ударный объем сердца, его изменение достигаетс путем изменени частоты биений сердца или ударного объема. Согласно изобретению рекомендуетс сохран ть посто нной величину ударно- го объема, а изменени функционального состо ни сердца реализовать за счет изменени частоты биени сердца. Сохранение посто нного ударного объема может обеспечиватьс внутренним средством, т.е. ограничивающей объем мембраной, или наружным средством управлени отклонением мембраны, которое известно.

В показанном на фиг. I варианте средства управление частотой биени сердца осуществл етс за счет подачи В камеру привода регулируемых прерывистых импульсов рабочей жидкости в ответ на сигнал управлени , поступаю- щий от управл ющей схемы С (фиг. 13) к каждому двигателю насоса дл перекачки рабочей жидкости. По такому управл ющему сигналу насосы запускаютс или останавливаютс (или повьпиа- ют или понижают скорость вращени ), обеспечива закрывание и открьшание желудочковых разгрузочных клапанов в начале и в конце фазы систолы. Такой управл ющий сигнал может вырабатывать с в ответ на любую из известных измер емых переменньрс, обеспечивающих информацию, котора может быть использована дл приведени в действие насоса крови в соответствии с физиоло- гическими требовани ми. Одной из таких переменных вл етс артериальное давление, измер емое известным спосо- 1бом с использованием датчиков давлени .

В показанном на фиг. 3 варианте управление попеременной пульсацией осуществл етс путем подачи управл ющего сигнала к приводимому от двигател переключающему клапану, определ ющему направление и продолжительность каждого импульса жидкости.

В предпочтительном варианте полный сердечный протез сердца функционирует TaKifM образом, что выбросы желудочком осуществл ютс попеременно, что позвол ет уменьшить кол1гчество рабочей жидкости. Однако, как было указано , одновременна пульсаци может приводить к увеличению пропускной способности гидравлического резервуара. Одно из преимуществ предпочтительного варианта протеза искусственного сердца состоит в возможности оптимального управлени по -отдельности каждым желудочком за счет использовани отдельных механизмов привода.

Энерги дл запитки электрического и электронной системы управлени обеспечиваетс за счет электромагнитной индукции через неповрежденную кожу пациента. Тем же способом передаютс в обратном направлении телеметрические сигналы дл системы индикации и информации о состо нии пациента . Системы подачи энергии и телеметрии такого типа известны и содержат в основном высокочастотный трансформатор св зи, включающ1ш маленькую плоскую внутреннюю катушку. Вживл емую под кожу, и плоскую наружную катущку больших размеров, установленных поверх имплантированной катушки . Наружн то катуптку можно держать в кармашке жилета, в ремне или в другом предмете туалета. В употреблении эта система передачи энергии допускает значительную подвижность наружной катушки относительно внутренней катущ ки, не оказыва отрицательного действи на передачу энергии или информации в CHCTENry или от нее. Энерги дл питани наружной катушки может быть получена от блока электроники, содержащего, например, батареи, электронную схему зар да батарей или другие электронные схемы дл контрол системы и функций пациента. В управл ющую электронную схему включены сигнальные устройства (визуального или звукового типа) дл предупреждени об отказах или о возникновении каких-либо помех.

Конструкци наружного блока батарей может обеспечить подвижность пациента в течение нескольких часов. При истощении такого блока он может замен тьс полностью зар женным или перезар жатьс от сети переменного тока при подключении пациента к стенной розетке или от автомобильной батареи посто нного тока в пути при

наличии у пациента другого блока батарей .

Внутренний вживленный блок также вл етс временньм источником энергии полностью независимым от подачи энергии извне. Это дает пациенту свободу действий, например, при купании и т.п. и достаточное врем дл замены I внешних источников энергии, т.е. пере одевани или замены блока батарей. Така внутренн батаре должна помещатьс близко к коже.

формула изобретени

Claims

1. Протез сердца с гидравлическим приводом, содержащий насос дл кро- систему привода, резервуар дл

ви

рабочей жидкости, средство дл перекачивани , рабочей жидкости из резервуара к насосу дл крови, на-- сос дл крови имеет две камеры с входом и выходом дл крови у каждой камеры , на которых установлены протезы клапанов дл прохода крови в одном направлении, а система привода имеет две камеры с входом и выходом дл рабочей жидкости дл каждой камеры.

при этом кажда камера дл крови св - ЗО управл емый потоком рабочей жидкости зана с соответствующей камерой приво- обратньй клапан.

да общей дл обеих камер мембраной 4, Устройство по пп. 1-3, о т- из биологически совместимого эласто- личающеес тем, что запор- мерного материала, отличаю- ный элемент управл емого обратного щ и и с тем, что, с целью упроще в клапана выполнен в виде оболочки.

ни конструкции, уменьшени массы и повышени надежности, выход камеры привода снабжен запорным элементом и образует с ним управл емый потоком рабочей жидкости обратньй клапан.

2. Насос дл крови, содержащий камеру крови с входом и выходом дл крови, на которых установлены протезы клапанов дл обеспечени прохождени

5

крови в одном направлении, резервуар дл рабочей жидкости, систему привода с камерой привода с входом и выходом дл рабочей жидкости, причем камера крови соединена с камерой привода и снабжена общей дл обеих камер , мембраной из биологически совместимого эластомерного материала и средство перекачивани рабочей жидкости из резервуара в камеру привода, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции, уменьшени массы и повышени надежности, выход камеры привода снабжен запорным элементом и образует с ним управл емый потоком рабочей жидкости обратный клапан.

3. Имплантируема система привода , содержаща камеру привода с входом и выходом дл рабочей жидкости, резервуар дл рабочей жидкости и средство дл перекачивани рабочей жидкости из резервуара в камеру при- 5 вода, отлич ающа с тем, что, с целью упрощени конструкции, уменьшени массы и повышени надежности , выход камеры привода снабжен запорным элементом и образует с ним

0

котора гидравлически соединена со средством дл перекачивани рабочей жидкости,- .

5. Устройство по п. 4, отли- 40 чающеес тем, что запорный элемент управл емого обратного клапана в рабочей части имеет как минимум одно отверстие и подпружиненный затвор с заданным усилием срабатьюани .

29

i8

S.c а

.

s )

.-Ail X./.

. / i-//

Фиг. 2

1433599

ш

/J

/4

24

36

13

36

42,

ti

3f

Фиг. 6

46

44

50

Фиг.7

г

Лав. в

1438599

гв,

47

/ 46 43 Фие.10

mwmttumw

Вход

Фав.9

48

46

43 49 4 Фиг.1

редактор М. Петрова Техред М.Ходанич Корректор Э. Лончакова

5973/58

Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

52

иЗй599

5f

(Pvff.i2