人造心脏制造技术

本发明专利技术公开了一种人造心脏，包括心腔腔体、碟形膜片泵、直线电机、体内外电能传输变换电路、微电脑心率控制器、以及直线电机热管冷却装置；所述微电脑心率控制器包括电信号连接的呼吸频率传感器、时钟频率器、控制芯片和控制电路；控制芯片通过控制电路与直线电机连接，使直线电机按修正呼吸综合频率运动；所述碟形膜片泵、直线电机、直线电机热管冷却装置均设在心腔腔体内，所述心腔腔体外表面覆盖一层人造结缔组织浆膜。本发明专利技术人造心脏操作方便、利用碟形膜片泵替代心肌泵，同时采用直线电机驱动碟形膜片，直线电机可省去将旋转电机的旋转运动转换为直线运动所需复杂的中间机构，直接得到直线往复运动，结构简单、效果更好。

Artificial heart

The invention discloses an artificial heart, including heart cavity, disc diaphragm pump, linear motor, in power transmission converter circuit, microcomputer controller, heart rate and linear motor heat pipe cooling device; the microcomputer controller includes heart rate respiratory frequency transducer, frequency synthesizer, clock control chip and control circuit of electric signal connection the control chip; through the control circuit is connected with a linear motor, linear motor according to the modified respiratory frequency; the disc diaphragm pump, linear motor, linear motor heat pipe cooling device are arranged inside the heart cavity, the heart cavity is covered on the outer surface of a layer of artificial serosal connective tissue. The invention has the advantages of convenient operation, the use of artificial heart disc replacement myocardial pump diaphragm pump, driven by the linear motor disc diaphragm at the same time, the linear motor can save the rotary motion of the rotary motor into linear motion required intermediate complex mechanism, direct linear reciprocating motion, simple structure, better effect.

【技术实现步骤摘要】
人造心脏
本专利技术属于替代人体器官的医疗器械领域，涉及一种人造心脏，尤其涉及一种利用直线电机驱动碟形膜片泵的人造心脏。
技术介绍
人类心脏的功能是泵送血液以完成三个血液循环，即肺循环(小循环)、体循环(大循环)和冠脉循环。由于人类漫长的进化过程，心脏已演变成结构十分复杂、功能非常奇妙的器官，例如左右心房和左右心室能有规律地以各自心肌的分别收缩和舒张，泵送血液(心脏以心肌收缩与舒张而构成的血液泵可称之为心肌泵)，而且利用冠脉循环自行营养。因此，人造心脏如果要将结构和功能作为一个整体模仿自然心脏，难度是极大的。目前，有关人造心脏的资料表明，美国等西方国家在人造心脏的研究设计和移植实践中，大多没有超越将结构与功能捆绑在一起的思维框架，即总是企图在原心脏的结构上修修补补以改善和恢复心脏的功能，因而不可能获得重大的创造性成就。人造心脏的关键之一，是以机械泵替代心肌泵。而在机械泵中尤以碟形膜片泵对血液造成的损伤最小。碟形膜片泵中可驱动碟形膜片的电机很多，可分为旋转电机和直线电机两大类，现有的人造心脏主要是以旋转电机驱动不同类型的机械泵，但旋转电机的旋转运动要转换成人造心脏所需直线往复运动，必需增加复杂的中间机构，从而使人造心脏结构复杂、体积加大、成本上升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、安全可靠、耐久、舒适、成本低廉的人造心脏。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：提供的人造心脏，包括心腔腔体、具有泵血功能且由直线电机驱动的碟形膜片泵、按呼吸频率和时钟频率为基本电信号频率运动的直线电机、体内外电能传输变换电路、微电脑心率控制器、以及直线电机热管冷却装置；所述微电脑心率控制器包括电信号连接的呼吸频率传感器、时钟频率器、控制芯片和控制电路；控制芯片通过控制电路与直线电机连接，使直线电机按修正呼吸综合频率运动；所述碟形膜片泵、直线电机、直线电机热管冷却装置吸热段和微电脑心率控制器均设在心腔腔体内，所述心腔腔体外表面覆盖一层人造结缔组织浆膜；所述心腔腔体由钛合金制成，心腔腔体设有左腔、中腔、右腔三个腔室，腔室间由间壁间隔并连接；左腔是将氧合血流经的左心房和左心室合拼而成；所述右腔是将非氧合血流经的右心房和右心室合拼而成；所述左腔和右腔的腔顶均设有顶盖，左腔和右腔的腔底均设有底盖，顶盖和底盖上均开设孔道，孔道下端均设有摁扣式血管连接器。进一步地，所述左腔顶盖下端的摁扣式血管连接器将进入的肺静脉与二尖瓣连接(肺静脉连接在摁扣式血管连接器上方，二尖瓣连接在摁扣式血管连接器下方)；右腔顶盖下端的摁扣式血管连接器将进入的上下腔静脉与三尖瓣连接(上下腔静脉连接在摁扣式血管连接器上方，三尖瓣连接在摁扣式血管连接器下方)。进一步地，所述左腔和右腔底盖上的孔道均为喇叭口；所述左腔底盖下端的摁扣式血管连接器将底盖的喇叭口与主动脉和主动脉瓣连接；右腔底盖下端的摁扣式血管连接器将底盖的喇叭口与肺动脉和肺动脉瓣连接。上述底盖上的喇叭口也可以开在左右腔底上，视左右腔底和左右腔底盖的制造情况而定。进一步地，所述中腔为直线电机腔，中腔设有顶盖和底盖，顶盖上设有左右热管通道，底盖上设有钛合金焊接而成的矩形直线电机支承座，直线电机支承座上平面极性反向设置左直线电机和右直接电机(左右直线电机以共同的底座和同轴线横向安装于支承座上)，左直线电机右端与右直线电机左端均与导向堵头滑动连接。进一步地，所述碟形膜片泵包括可反复变形(左右方向变形)的左碟形膜片和右碟形膜片，左碟形膜片和右碟形膜片均包括碟底、碟身、碟顶平面圈和碟托，碟身为圆锥形，设顶端大，底端小；碟顶平面圈、碟身和碟底以圆弧过度，均以弹性和韧性很好的材料制成；碟底与碟托连接，碟托与连接堵头连接，左碟形膜片和右碟形膜片分别以碟顶平面圈固定于左右腔内侧间壁上相应孔的外周；碟托为塑料圆盘，碟托的一面与碟底互相固定，另一面2/3直径的中部与直线电机次级的连接堵头连接。进一步地，所述左直线电机和右直线电机均为短初级长次级圆筒形直线电机，短初级内设有圆饼式绕组(定子)；长次级为外包铝皮的厚铁圆筒(动子)，厚铁圆筒中设有储备弹力和助推次级压送血液出腔的大小圆柱形螺旋压缩弹簧；长次级安装于短初级的圆孔内，并可在圆孔内作轴向往复运动。当次级处于拉动碟形膜片，吸入血液进腔时，所需拉力较小，弹簧被压缩而储备弹力，而随后当次级处于推动碟形膜片，压送血液出腔时，所需推力很大，次级可借助储备的弹力助推，从而减小初级在相应行程所耗电流和减少所发出的热量，从而可减轻两次级的冲击，增加两直线电机运行的平顺性和耐久性，增加人体的舒适感。进一步地，所述左直线电机和右直线电机以同一轴线和共同底座横向安装于支承座上，支承座安装固定于中腔底盖上，左直线电机和右直线电机之间与导向堵头滑动连接，导向堵头外表面设有隔套，隔套与导向堵头以静配合连接。左直线电机左端与左连接堵头一端固定连接，左连接堵头另一端与左碟形膜片的碟托连接，左碟形膜片位于左腔内右侧，左连接堵头可在左腔与中腔之间的通孔内移动；所述右直线电机右端与右连接堵头一端固定连接，右连接堵头另一端与右碟形膜片的碟托连接，右碟形膜片位于右腔内左侧，右连接堵头可在右腔与中腔之间的通孔内移动；所述导向堵头与右连接堵头之间、导向堵头与左连接堵头之间均通过弹簧连接。进一步地，所述左右直线电机冷却装置为两热管，热管由吸热段和散热段构成，两段热管吸热段分别贴覆于左直线电机和右直线电机初级上，以吸收电机发出的热量，两热管的散热段延伸至中腔顶盖左右热管通道处引出后，分别贴覆于主动脉弓下行段和肺动脉，使两散热段所携带的热量分别由相关血液带走，经排泄系统以尿液、汗液等排出体外；或由进入肺循环的血液带走，经肺部呼出的热气排出体外。进一步地，所述体内外电能传输变换电路包括依次连接的市电源、AC-DC整流器、外置锂蓄电池、体内外隔肤射频电能变换器、内置锂蓄电池、功率放大驱动器和左右直线电机。进一步地，所述体内外隔肤射频电能变换器包括体外的原边线圈(外置线圈)和体内的副边线圈(内置线圈)，两线圈隔着皮肤，原边线圈以射频磁力线隔着皮肤，但并不损伤皮肤，将电能以磁力线感应形式传输给副边线圈，副边线圈再以脉冲电流继续传输。本专利技术人造心脏选择以呼吸频率和时钟频率分别乘以适当系数为基本起搏频率，并计入其他相关参数，如主动脉血压和温度等的影响予以综合处理，并将上述乘以适当系数和综合处理的频率定义为修正呼吸综合频率。本专利技术的直线电机是碟形膜片泵的驱动装置，如将修正呼吸综合频率的电信号传递给左右直线电机的初级，则其次级即可按此频率准确及时地驱动左右碟形膜片泵送血液。由于一次完整的呼吸会发出一呼一吸，即一正一负两个信号，这正好让两直线电机的次级驱动左右碟形膜片一反一复泵送一次血液。修正呼吸综合频率与左右直线电机相结合就成为人造心脏准确及时地替代起搏器。本专利技术的微电脑心率控制器是人造心脏起搏和心率调节的核心，具有以下功能：接收内置锂蓄电池的直流电流；接收输入的呼吸频率、时钟频率、主动脉温度和血压等电信号，并将这些电信号处理成为修正呼吸综合频率电信号，并按该电信号的需要，将所接收的内置锂蓄电池的直流电逆变成交流电，输送至功率放大驱动器，以驱动左右直线电机。本专利技术人造心脏，为了润滑心腔外表面，降低腔体与周围脏器的摩擦，特别是缓解本文档来自技高网...

【技术保护点】
人造心脏，其特征在于：包括心腔腔体、具有泵血功能且由直线电机驱动的碟形膜片泵、按呼吸频率和时钟频率为基本电信号频率运动的直线电机、体内外电能传输变换电路、微电脑心率控制器、以及直线电机热管冷却装置；所述微电脑心率控制器包括电信号连接的呼吸频率传感器、时钟频率器、控制芯片和控制电路；控制芯片通过控制电路与直线电机连接，使直线电机按修正呼吸综合频率运动；所述碟形膜片泵、直线电机、直线电机热管冷却装置均设在心腔腔体内，所述心腔腔体外表面覆盖一层人造结缔组织浆膜；所述心腔腔体由钛合金制成，心腔腔体设有左腔、中腔、右腔三个腔室，腔室间由间壁间隔并连接；左腔是将氧合血流经的左心房和左心室合拼而成；所述右腔是将非氧合血流经的右心房和右心室合拼而成；所述左腔和右腔的腔顶均设有顶盖，左腔和右腔的腔底均设有底盖，顶盖和底盖上均开设孔道，孔道下端均设有摁扣式血管连接器。

【技术特征摘要】
1.人造心脏，其特征在于：包括心腔腔体、具有泵血功能且由直线电机驱动的碟形膜片泵、按呼吸频率和时钟频率为基本电信号频率运动的直线电机、体内外电能传输变换电路、微电脑心率控制器、以及直线电机热管冷却装置；所述微电脑心率控制器包括电信号连接的呼吸频率传感器、时钟频率器、控制芯片和控制电路；控制芯片通过控制电路与直线电机连接，使直线电机按修正呼吸综合频率运动；所述碟形膜片泵、直线电机、直线电机热管冷却装置均设在心腔腔体内，所述心腔腔体外表面覆盖一层人造结缔组织浆膜；所述心腔腔体由钛合金制成，心腔腔体设有左腔、中腔、右腔三个腔室，腔室间由间壁间隔并连接；左腔是将氧合血流经的左心房和左心室合拼而成；所述右腔是将非氧合血流经的右心房和右心室合拼而成；所述左腔和右腔的腔顶均设有顶盖，左腔和右腔的腔底均设有底盖，顶盖和底盖上均开设孔道，孔道下端均设有摁扣式血管连接器。2.如权利要求1所述的人造心脏，其特征在于：所述左腔顶盖下端的摁扣式血管连接器将进入的肺静脉与二尖瓣连接；右腔顶盖下端的摁扣式血管连接器将进入的上下腔静脉与三尖瓣连接。3.如权利要求1所述的人造心脏，其特征在于：所述左腔和右腔的腔底均开有喇叭口；所述左腔底盖下端的摁扣式血管连接器将腔底喇叭口与主动脉和主动脉瓣连接；所述右腔底盖下端的摁扣式血管连接器将腔底喇叭口与肺动脉和肺动脉瓣连接；左腔和右腔底盖上的孔道均为喇叭口。4.如权利要求1所述的人造心脏，其特征在于：所述左腔和右腔的底盖上的孔道均为喇叭口；所述左腔底盖下端的摁扣式血管连接器将底盖的喇叭口与主动脉和主动脉瓣连接；右腔底盖下端的摁扣式血管连接器将底盖的喇叭口与肺动脉和肺动脉瓣连接。5.如权利要求1所述的人造...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨九思，
申请(专利权)人：杨九思，
类型：发明
国别省市：海南,46