人体心脏包括上面的两个
心房和下面的两个心室,一个主要的静脉连接到右心房,右心室连接到肺动脉,肺连接到左心房,左心室与一条大动脉相连,左心室的规律性的泵作用使血液进入大动脉,把营养和
氧气传送到身体的每一条毛细血管;同时,缺少氧气的血液被连接到右心房的静脉收集,完成了被称为体循环的血液循环过程,被收集到右心房内的缺少氧气的血液被运送到右心室,然后通过肺动脉输送到肺的每一部分,在那里进行血液的氧化。在肺内氧化的血液通过左心房进入左心室,通过这个血液氧化的循环,也被称为肺循环,缺少氧气的血液转变成为富含氧气的血液,又回到了左心室。左心室里富含氧气的血液按照规则性的泵活动重复着体循环,这种规则的泵活动就形成了节律性的
脉搏,每个心房和心室中的瓣膜可以防
止血液的返流。
在心房和心室的节律性的搏动根据年龄,性别和生理状况而不同。然而,对每一个个体来说,心脏搏动
频率在稳定的条件下是规则的,标准的每分钟心脏搏动频率,在婴儿是100至140次,小学学生是80至90次,青年和中年人是60至80次,老年人60至70次,男性的搏动频率比女性要低一些。
一般来说,动物身体越小,心脏搏动的频率越快。如果体表面积大于身体的体积,热量的释放增大,血液的循环就应该更快以代偿热量的损失。例如,大象每分钟心跳次数为30至40次,狗60至90次,兔140至160次,鼠200至300次。人工心脏的搏动频率可以通过控制驱动人工心脏的
发动机的转动来调整。
心脏和肺是维持一个活的生命的最关键的器官,然而,为了进行精确的心脏外科手术,心脏必须保持静止和排空。考虑到心脏是如此的重要,没有心脏生命不能维持超过五分钟。因此,在许多危及生命的紧急状况下,如心脏病发作,败血症休克,或者心肌梗塞,就必须使用人工心脏或者心肺支持设备。
许多关于人工心脏的研究都集中于它的泵血功能,这是影响到一个人工心脏在体内功能的一个最重要的方面。
市场上各种各样具有泵血功能的血液泵,如:常规的使用旋转心肺设备;常规离心血液泵;常规脉动血液泵;双重博动血液泵等,品种繁多,各有千秋,其中大部分存在着驱动方式均为
凸轮与多个转动
曲柄排列,将圆形运动转换成直线运动的结构;血泵管与机器为融合一体的安装状态及血泵管、瓣膜、血路管与机器为融合一体的安装状态等缺点和不足之处。
为了克服上述不足之处,本发明的主要目的旨在提供一个心肺生命支持系统,可以明显减少在使用它的病人的血管内发生血液
凝结(血栓形成),分解,或者红细胞破坏(溶血)。
本发明的另一个目的在于:将以前大部分驱动方式为凸轮与多个转动曲柄排列的结构变更为偏心凸轮固定在
电机回
转轴上,相互垂直方向左右运动的凸轮用固定销固定在偏心凸轮的偏心上结构;在特殊加工的圆筒型凸轮上连接带有滚轴的
驱动器,沿着凸轮上的
导向叶片部分,驱动器移动作左右往返运动的结构;使血泵管安装及脱装为可能;使血泵管与瓣膜和血路管为分离结构的搏动式血流心肺用血泵装置。
本发明要解决的技术问题是:要明显减少在使用它的病人的血管内发生血液凝结(血栓形成),分解,或者红细胞破坏(溶血)情况,减小生命支持系统的体积,提高产品可靠性及在活体内实现等同于系统搏动的节律性搏动等有关技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该装置由血液泵、管道、旋转体、驱动单元及常规的心肺设备等部件组成,在血泵机器的外部设有输液架、操作盘和状态窗、消耗品安装部件、驱动器、移动轮子及移动手把;其中:操作盘和状态窗置于血泵机器的顶端,输液架安装在血泵机器
箱体顶端的左右两侧,血泵机器箱体的底端安装有四个移动轮子,移动手把安装在血泵机器箱体的左右两侧,消耗品安装部件安装在血泵机器箱体的正前面;在血泵机器的内部设有血泵机构、
驱动电机、驱动部壳子、偏心凸轮、偏
心轴、转动曲柄及转动曲柄槽;其中:在驱动电机上安装固定有驱动部壳子,在驱动部壳子的左右两侧分别安装固定有驱动器,在驱动部壳子内依次安装固定有驱动电机的回转轴、偏心凸轮、偏心轴和前后往返运动凸轮;在前后往返运动凸轮的上下两侧,分别依次对称地安装固定有左右往返运动凸轮导向销A和左右往返运动凸轮,在前后往返运动凸轮的中间安装固定有两只对称的左右往返运动凸轮导向销B;在驱动器与转动曲柄槽之间依次由转动曲柄和驱动器固定销相连接,驱动电机通过驱动电机的回转轴与偏心凸轮相连接,偏心凸轮通过偏心轴依次与左右往返运动凸轮、左右往返运动凸轮导向销A及前后往返运动凸轮相连接。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵机构由血泵管、输液架的心肺用血泵和驱动装置等部件组成,血泵管安装固定在消耗品安装部件上。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的偏心凸轮固定在电机回转轴上,相互垂直方向左右运动的凸轮用固定销固定在偏心凸轮的偏心上。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置,在相互垂直方向左右运动的凸轮上,用销固定一个或两个的转动曲柄与驱动器连接,驱动器为左右往返运动的结构。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的驱动器为带有滚轴的,在特殊加工的圆筒型凸轮上连接带有滚轴的驱动器,沿着凸轮上的导向叶片部分,驱动器移动作左右往返运动。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的消耗品安装部件安装在血泵机器
正面突起固定
位置上,消耗品安装部件的中间设有驱动器A。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵管由血泵管A、瓣膜和血路管等部件组成。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵管A、瓣膜安装在用高分子材料制成的固定壳子上,用高分子材料制成的壳子外部有固定在血泵机器突出的血泵管安装部位的固定托,外部壳子上有固定高分子瓣膜与漏斗连
接口的槽。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的瓣膜位于血路管A的内部,其两端有与血路管连接的漏斗形连接口。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵管或为安装状态或脱装状态,且血泵管与瓣膜和血路管为分离结构。
一种搏动式血流心肺用血泵装置的工作方法,该方法由交互部件交替
挤压第一管和第二管,其具体工作步骤是:
步骤1.对第一管挤压交互部件开始对第一管进行挤压,使部分富含氧气的血液通过第一管输出口泵出第一管;步骤2.对第二管挤压交互部件对第二管进行挤压,使部分氧气缺乏的血液通过第二管输出口泵出第二管,同时,第一管恢复原来的形状,使它可以抽吸与泵出的一样多的血液通过第一管输入口
阀门;步骤3.再对第一管挤压接着交互部件再对第一管的挤压,使部分富含氧气的血液通过第一管输出口泵出第一管,同时,第二管恢复它的原来的形状,使第二管可以抽吸与它泵出的一样多的血液经过第二管输入口阀门。
本发明的有益效果是:将以前的驱动方式进行了改变,为偏心凸轮固定在电机回转轴上,其相互垂直方向左右运动的凸轮用固定销固定在偏心凸轮的偏心上结构;在特殊加工的圆筒型凸轮上连接带有滚轴的驱动器,沿着凸轮上的导向叶片部分,驱动器移动作左右往返的运动;使血泵管安装及脱装成为可能;使血泵管与瓣膜和血路管为分离结构;交互部件的轻柔交替往返运动有序地,交替地,轻柔地,有效地挤压第一管和第二管,来实现对血液的泵作用,氧合器内由于反复泵血而升高的压
力较小,从而显著减少了血液凝结(血栓形成),血液分解,或者红细胞破坏的发生,而这些都是接受常规人工心脏支持的病人所常见的
副作用;进一步简化了血液泵作用的整个结构,使用灵活方便,且大大降低了生产成本,使得这个搏动式血流心肺用血泵装置的外科植入成为可能,它的成本降低到一个大的心脏外科手术的医疗
费用的一倍半。
附图说明
下面结合附图和
实施例对本发明进一步说明。
附图1是本发明整体装置结果示意图;附图2是本发明消耗品安装部件结构示意图;附图3中的图3A、图3B、图3C和图3D是本发明偏心凸轮及转动曲柄的驱动方式示意图;附图4是是本发明特殊加工的圆筒型凸轮结构示意图;附图5是本发明偏心凸轮及转动曲柄的驱动结构模型示意图;附图6是本发明附图3的单个放大结构示意图;附图7是本发明血泵管及壳子结构示意图。
附图中标号说明:1-驱动电机;2-驱动部壳子;3-驱动电机的回转轴;4-偏心凸轮;5-偏心轴;6-左右往返运动凸轮;7-前后往返运动凸轮;8-左右往返运动凸轮导向销A;9-左右往返运动凸轮导向销B;10-转动曲柄;11-驱动器;
12-转动曲柄槽;13-驱动器固定销;16-血泵管;17-圆筒型凸轮;18-壳子;20-输液架;21-操作盘和状态窗;22-血泵机器;23-消耗品安装部件;24-驱动器A;25-移动轮子;26-移动手把;具体实施方式请参阅附图1、2、3、5、6所示,本发明由血液泵、管道、旋转体、驱动单元及常规的心肺设备等部件组成,在血泵机器(22)的外部设有输液架(20)、操作盘和状态窗(21)、消耗品安装部件(23)、驱动器(11)、移动轮子(25)及移动手把(26);其中:操作盘和状态窗(21)置于血泵机器(22)的顶端,输液架(20)安装在血泵机器(22)箱体顶端的左右两侧,血泵机器(22)箱体的底端安装有四个移动轮子(25)或滚轮,移动手把(26)安装在血泵机器(22)箱体的左右两侧,消耗品安装部件(23)安装在血泵机器(22)箱体的正前面;在血泵机器(22)的内部设有血泵机构、驱动电机(1)、驱动部壳子(2)、偏心凸轮(4)、偏心轴(5)、转动曲柄(10)及转动曲柄槽(12)等部件;其中:在驱动电机(1)上安装固定有驱动部壳子(2),在驱动部壳子(2)的左右两侧分别安装固定有驱动器(11),在驱动部壳子(2)内依次安装固定有驱动电机的回转轴(3)、偏心凸轮(4)、偏心轴(5)和前后往返运动凸轮(7);在前后往返运动凸轮(7)的上下两侧,分别依次对称地安装固定有左右往返运动凸轮导向销A(8)和左右往返运动凸轮(6),在前后往返运动凸轮(7)的中间安装固定有两只对称的左右往返运动凸轮导向销B(9);在驱动器(11)与转动曲柄槽(12)之间依次由转动曲柄(10)和驱动器固定销(13)相连接,驱动电机(1)通过驱动电机的回转轴(3)与偏心凸轮(4)相连接,偏心凸轮(4)通过偏心轴(5)依次与左右往返运动凸轮(6)、左右往返运动凸轮导向销A(8)及前后往返运动凸轮(7)相连接。
请参阅附图3所示,偏心轴(5)连接在驱动电机(1),偏心轴(5)与相互垂直方向做左右运动的2个凸轮连接在一起,相互垂直方向做左右运动凸轮上连接有用轴轮连接的驱动器;请参阅附图1、7所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵机构由血泵管(16)、输液架的心肺用血泵和驱动装置等部件组成,血泵管(16)安装固定在消耗品安装部件(23)上。
请参阅附图4、5所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置的偏心凸轮(4)固定在电机回转轴上,相互垂直方向左右运动的凸轮用固定销固定在偏心凸轮(4)的偏心上。
请参阅附图5所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置,在相互垂直方向左右运动的凸轮上,用销固定一个或两个的转动曲柄与驱动器(11)连接,驱动器(11)为左右往返运动的结构。
请参阅附图4所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置的驱动器(11)为带有滚轴的,在特殊加工的圆筒型凸轮(17)上连接带有滚轴的驱动器(11),沿着凸轮上的导向叶片部分,驱动器(11)移动作左右往返运动的结构。
请参阅附图1所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置的消耗品安装部件(23)安装在血泵机器(22)正面突起固
定位置上,消耗品安装部件(23)的中间设有驱动器A(24)。
请参阅附图7所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵管(16)由血泵管A、瓣膜和血路管组成。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵管A、瓣膜安装在用高分子材料制成的固定壳子(18)上,用高分子材料制成的壳子外部有固定在血泵机器(22)突出的血泵管(16)安装部位的固定托,外部壳子上有固定高分子瓣膜与漏斗连接口的槽。
血泵管、防止血液逆流的瓣膜是安装在用高分子材料制成的壳子上,防止血液逆流的瓣膜位于血路管A的内部。
所述的搏动式血流心肺用血泵装置瓣膜位于血路管A的内部,其两端有与血路管连接的漏斗形连接口。
请参阅附图1、7所示,所述的搏动式血流心肺用血泵装置的血泵管(16)或为安装状态或脱装状态,且血泵管(16)与瓣膜和血路管为分离构成一个整套结构。
一种搏动式血流心肺用血泵装置的工作方法,该方法由交互部件交替挤压第一管和第二管,其具体工作步骤是:步骤1.对第一管挤压交互部件开始对第一管进行挤压,使部分富含氧气的血液通过第一管输出口泵出第一管;步骤2.对第二管挤压交互部件对第二管进行挤压,使部分氧气缺乏的血液通过第二管输出口泵出第二管,同时,第一管恢复原来的形状,使它可以抽吸与泵出的一样多的血液通过第一管输入口阀门;步骤3.再对第一管挤压接着交互部件再对第一管的挤压,使部分富含氧气的血液通过第一管输出口泵出第一管,同时,第二管恢复它的原来的形状,使第二管可以抽吸与它泵出的一样多的血液经过第二管输入口阀门。
本发明有如下特性:血泵机器(22)是安装有移动轮子(25)、移动手把(26)及输液架的心肺用血泵,驱动部内脏在血泵机器(22);1)、在血泵机器(22)是安装血泵管(16)的安装部突出在表面的状态;2)、驱动部在机器内,推挤血泵管(16)的驱动器(11)突出在血泵外面的心肺用血泵;3)、驱动方式有如下特性的血泵:A)有偏心凸轮(4)与转动曲柄(10)驱动方式a)在做圆型运动的驱动电机(1)上连接有偏心凸轮(4),偏心凸轮(4)与相互垂直方向做左右运动的凸轮连接,把驱动电机(1)的圆型运动转换成左右往返运动的状态;b)左右往返运动的凸轮与在血泵机器(22)部分突出的驱动器(11),以转动曲柄(10)连接的状态;B)特殊加工的圆筒型凸轮(17)驱动方式a)做圆型运动的驱动电机(1)与特殊加工的圆筒型凸轮(17),以传带连接的状态;b)在圆筒型凸轮(17)连接附有滚轴的驱动器(11),把圆筒型凸轮(17)的回转运动转换成左右运动的状态;4)、血泵管(16)系统可安装和脱装方式的血泵机器(22),血泵管(16)系统有如下特性的心肺用血泵:a)血泵管(16)内部有防止血液逆流的高分子瓣膜,两端有与血路管连接的漏斗形连接口的状态;
b)用高分子材料制成的外部壳子固定为血泵管(16)与漏斗形连接口的状态;c)外部壳子上有固定高分子瓣膜与漏斗形连接口的槽的状态;d)固定壳子有能固定在血泵机器(22)上的固定托架的状态。