包含电磁铁的球囊心脏反搏器制造技术

本发明专利技术提供了一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器，可以通过介入手术将其放置在人体主动脉的近端，通过电信号控制包含电磁铁的球囊在主动脉内收缩与扩张，进而为血液循环提供动力，辅助心脏泵血。

Balloon heart counter with electromagnet

【技术实现步骤摘要】
包含电磁铁的球囊心脏反搏器
本专利技术设计一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器，属于医疗器械

技术介绍
反搏是一种辅助人体血液循环的方法，它通过机械方式使主动脉内收缩期血压降低和舒张期血压增高，以达到辅助心脏做功，改善血液循环，增进心脏泵血功能的目的。反搏疗法在临床上应用广泛，包括体外反搏（ECP）和主动脉内气囊反搏（IABP）两种，其中，IABP是治疗冠状动脉低灌注的有效手段，也是心脏机械辅助的方法之一。IABP的原理是通过介入手术将带有一根导管的细长型气囊置于降主动脉近端，并将导管连接至体外的气泵，根据心跳周期同步的充放气控制主动脉内气囊的收缩与扩张，达到辅助血液循环的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器，可以通过介入手术将其放置在人体主动脉的近端，通过电信号控制包含电磁铁的球囊在主动脉内收缩与扩张，进而为冠状动脉血管提供更多血流，改善冠状动脉血供。一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器，主要由心电信号采集、主控单元、继电装置、含电磁铁的球囊结构以及电源共五大部分组成。其中，心电信号采集单元将采集到的心电信号经过放大和滤波处理后传给主控单元，主控单元输出规律电压信号给继电装置，继电装置决定电源输送至球囊结构的电流的有无及方向，进而控制球囊结构内部电磁铁的磁性的有无及磁极朝向，使得由磁性材料制成的球囊能在电磁铁的引力和斥力作用下完成收缩与扩张动作，为血液循环提供动力，同时，气囊受控动作周期取决于心电信号采集单元所采集到的心电信号，与人体心脏泵血周期同步。心脏反搏器的组成单元中，心电信号采集单元、主控单元、继电装置和电源均在体外，包含电磁铁的球囊结构被放置在人体主动脉的近端，通过特制的管道与外部系统相连接。管道内设置了可供血液流动和埋设导线回路的独立空间，在设置好某一电流方向时，将使球囊内的电磁铁呈现相应方向的磁场，电流变向后磁场方向亦变向。本设计所用的球囊，已在其表层内部夹层中埋设了特定的磁性材料，可使球囊内外分别成为两个相反的磁极，在内部电磁铁无磁性时，球囊处正常态，一旦电磁铁磁性发生变化，球囊会受磁性力作用而发生形态上的变化，经过规律控制可使球囊按期望进行压缩与扩张的操作，从而实现球囊辅助心脏泵血，起到反搏的作用。下面介绍本申请的主要特色：磁控球囊结构，包括球囊主体、沿径向插入球囊主体内的血液流通管路，血液流通管路插入球囊中的管壁内嵌有长条状电磁铁，球囊对应电磁铁长度方向的两端侧壁预埋有极性相反的磁性材料，电磁铁的两端电连继电器；球囊的侧壁上设有单向外开的开孔，球囊外的所述血液流通管路预设位置设有单向内开的开孔。开孔的方向只要确保球囊的开口和管路的开口相反即可。本专利技术进一步限定的技术方案为：进一步的，球囊主体的外表面与内表面之间设置一夹层，夹层中埋有可弯曲的片状磁性材料，其中球囊主体的两端预埋的磁性材料极性相反。进一步的，磁性材料环绕电磁铁的端部分布。进一步的，球囊主体一端预埋的磁性材料确保球囊外表层为N级、内表层为S级，球囊主体另一端预埋的磁性材料确保球囊外表层为S级、内表层为N级。进一步的，管道包括外管道和紧贴外管道内壁的导线用管道，所述导线用管道的插入球囊端封口，所述导线用管道内设有两条独立的供导线穿入的管路，两个管路在管道封口端的侧壁上开有连通孔，导线从管路的一端穿入并从另一个管路中穿出，其中一个管路中插入具有合适磁导率的细杆状材料，该管路中的导线缠绕在在细杆状材料上形成电磁铁。进一步的，开孔包括孔洞、转动连接在所述孔洞打开侧的扇片和置于孔洞中用于限制扇片旋转角度的孔闩。进一步的，扇片为单片大于孔洞的盖片或者至少两片对开式的盖片。进一步的，当外部压力大于内部压力时、所述扇片相互合拢拼成孔洞形状并盖在所述孔洞上或者直接盖在所述孔洞上形成密封，当内部外力大于外部压力时、所述扇片外翻或者外翻分开形成供血液外流的通路。进一步的，扇片和孔洞之间还设有提供扇片向孔洞靠拢的弹性装置。本专利技术的技术效果为：（1）本专利技术采用电磁铁控制球囊动作，主动地帮助血液回流与循环，可以增加冠状动脉血流的作用，系统延时小，运行效率高。（2）本专利技术使用小电流信号控制电磁铁驱动球囊工作，耗能低且易于装载。（3）本专利技术采用包含电磁铁的球囊，使得驱动机构与执行机构形成独立模块，便于实现不同的布局安装方式。附图说明图1是本专利技术实施例中的结构示意图。图2是本专利技术实施例中整体工作状态示意图。图3是本专利技术实施例中球囊扩张时的状态示意图。图4是本专利技术实施例中球囊收缩时的状态示意图。图5是本专利技术实施例中的球囊俯视图。图6是本专利技术实施例中球囊前端构造及两种工作状态的示意图。图7是本专利技术实施例中的球囊主视图。图8是本专利技术实施例中管道的俯视图。图9是本专利技术实施例中管道的主视图。图10是本专利技术实施例中两种工作状态下管道的截面图。图11是本专利技术实施例中开孔处的工作结构示意图。图12是本专利技术实施例中开孔处的工作原理示意图。图13是本专利技术实施例中逆向电流时电流的磁场示意图。图14是本专利技术实施例中顺向电流时电流的磁场示意图。图15是本专利技术实施例中扩张状态下球囊材料结构的示意图。图16是本专利技术实施例中收缩状态下球囊材料结构的示意图。具体实施方式实施方案在下文中，参考附图，对一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器的系统结构7和该结构的重要组成部分——包含电磁铁的球囊结构6进行详细说明。图1是本专利技术实施例中的结构示意图，由心电信号采集单元2、主控单元3、继电装置4和电源1所组成的体外系统5为包含电磁铁的球囊结构6提供动力支持与规律控制。其中，体外系统不是本专利技术实施案例中的创新重点，故此处不做详细介绍。图2是本专利技术实施案例所采用的整体体内系统，它包括球囊10和特制管道12以及埋设其中的导线回路，其中13与14是导线回路的两端，可分别由外部系统输入13-14和14-13方向的电流，用以改变球囊内电磁铁的磁场方向。图2中该球囊心脏反搏器被放置在主动脉9内，通过特制管道将导线传送至体外，球囊朝向心室8的一面包含有四个特殊开口11，它们是用于球囊压缩时将囊内回流的血液排至心室一侧的出口，但同时不会使血流从开口处流入。在管道上靠近球囊不远的一处存在另一个类似于11的开口19，此处开口用于球囊扩张时因血压使然而回流至管道内的血液，此处开口“只进不出”，不会使流入的血液从中再流出。图3是本专利技术实施案例中所用球囊扩张时的状态图，当球囊10扩张时，四个开口11会紧闭不使血液流入，但从心室泵出的血液，在流过球囊后不远处，因血压使然会从开口19处回流至管道12内，但血液只会存在于管道12中分隔层17以上的柱状空间内，分隔层17以下又被设置成两个隔开的小管道，用于分开埋设两端导线13与14。图4是本专利技术实施案例中所用球囊压缩时的状态图，当球囊10压缩时，囊内血液会冲开四个开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器，其特征在于：主要由心电信号采集单元、主控单元、继电装置、磁控球囊结构以及电源组成；/n所述心电信号采集单元，用于将采集到的心电信号经过放大和滤波处理后传给主控单元；/n所述主控单元，用于输出规律电压信号给继电装置；/n继电装置，用于控制电源输送至球囊结构的电流的有无及方向；/n磁控球囊结构，根据继电装置电流产生的电磁场和球囊自身的磁性相同或相反形成球囊的收缩或舒张，球囊上开有单向流通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种包含电磁铁的球囊心脏反搏器，其特征在于：主要由心电信号采集单元、主控单元、继电装置、磁控球囊结构以及电源组成；
所述心电信号采集单元，用于将采集到的心电信号经过放大和滤波处理后传给主控单元；
所述主控单元，用于输出规律电压信号给继电装置；
继电装置，用于控制电源输送至球囊结构的电流的有无及方向；
磁控球囊结构，根据继电装置电流产生的电磁场和球囊自身的磁性相同或相反形成球囊的收缩或舒张，球囊上开有单向流通孔。


2.一种磁控球囊结构，其特征在于：包括球囊主体、沿径向插入球囊主体内的血液流通管路，所述血液流通管路插入球囊中的管壁内嵌有长条状电磁铁，所述球囊对应电磁铁长度方向的两端侧壁预埋有极性相反的磁性材料，所述电磁铁的两端电连继电器；
所述球囊的侧壁上设有单向外开的开孔，球囊外的所述血液流通管路预设位置设有单向内开的开孔。


3.根据权利要求2所述的磁控球囊结构，其特征在于：所述球囊主体的外表面与内表面之间设置一夹层，所述夹层中埋有可弯曲的片状磁性材料，其中球囊主体的两端预埋的磁性材料极性相反。


4.根据权利要求3所述的磁控球囊结构，其特征在于：磁性材料环绕电磁铁的端部分布。


5.根据权利要求3所述的磁控球囊结构，其特征在于：球囊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，朱利丰，陈德强，
申请(专利权)人：李勇，
类型：发明
国别省市：江苏;32