本发明专利技术公开了一种柔性隔膜，包括具有通孔的刚性板，在刚性板的两侧分别设置有一柔性电磁膜，柔性电磁膜的边缘密封连接在刚性板上以在两柔性电磁膜之间形成空腔，在每个柔性电磁膜上设置一单向阀，柔性电磁膜能通电以产生电磁力，两柔性电磁膜在电磁力的作用下收缩或舒张，其中两个单向阀的流向相反，以使整个柔性隔膜形成一侧进另一侧出的单向流场，人工心脏包括具有互不相通的两个腔室的外壳体，每个腔室通过柔性隔膜分隔成分别对应人体心房和心室的两个部分，柔性隔膜通过驱动装置提供动力以使柔性隔膜周期性完成舒张和收缩动作。本发明专利技术柔性隔膜收缩与膨胀时，都能为血流单向流动提供动力，并且整个过程柔性隔膜与各部件无滑动摩擦接触损耗。动摩擦接触损耗。动摩擦接触损耗。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性隔膜、电磁驱动囊式人工心脏及控制方法
[0001]本专利技术涉及医学人工心脏领域，特别涉及一种柔性隔膜、电磁驱动囊式人工心脏及控制方法。
技术介绍
[0002]心脏作为维持生命的最重要的器官之一，通过不停得收缩和舒张，不断地把血液送到全身。人一生中心脏要跳动约30亿次，每分每秒不间断的工作，使得心脏也会出现不同程度的问题。心脏病的治疗成为全世界的一大难题。当心脏老化或较为严重的心脏病时，人工心脏移植成为了维持生命的有效方法，因此，研究人工心脏是非常重要的。
[0003]人工心脏作为目前医学领域中最为先进的医疗器诫，其技术涵盖面非常广阔，是医疗器械技术最前沿的标杆。现有的人工心脏，从功能来说即为一动力泵。
[0004]但现有人工心脏的结构设计中，多数采用泵来驱动加压推动血流，像是涡轮等的结构，其特点为多数有电机、转动轴等结构，但其在使用中存在难于监控、摩擦磨损、凝血等问题，使得其使用时间大大降低。
[0005]柔性电子器件技术，简单说是将有机或无机材料的电子器件制作在具有延展性的柔性基底上的电子技术。相对于传统电子，柔性电子灵活性更大，能够在一定程度上适应不同的工作环境，以及形变需求，是一种新兴技术。结合柔性电子器件的特点与目前人工心脏的技术问题，是本专利技术的思路基础。
[0006]本申请提出一种柔性隔膜、电磁驱动囊式人工心脏及控制方法。人工心脏主要包括血泵(也叫泵血单元)、驱动装置、控制系统等。该技术在心室与心房之间采用柔性电子器件作为单向隔膜与驱动结构来替换传统的用动力泵驱动的驱动结构。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种柔性隔膜、电磁驱动囊式人工心脏及控制方法，以解决现有技术中存在难于监控、摩擦磨损、凝血等技术问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0009]一种柔性隔膜，包括具有通孔的刚性板，在所述刚性板的两侧分别设置有一柔性电磁膜，所述柔性电磁膜的边缘密封连接在所述刚性板上以在两所述柔性电磁膜之间形成空腔，在每个所述柔性电磁膜上设置一单向阀；
[0010]其中，所述柔性电磁膜能够通电以产生电磁力，两所述柔性电磁膜在电磁吸力下收缩，在电磁斥力下舒张，其中一所述单向阀的流向为自外向所述空腔内部，另一所述单向阀的流向为自所述空腔内部向外，以使整个柔性隔膜形成单向流场。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述单向阀密封设置在所述柔性电磁膜的中心。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述刚性板和所述柔性电磁膜均为圆形结构或椭圆形结构。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述柔性电磁膜为柔性电子器件。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述柔性电磁膜采用医用TPU材料，内部固封有电磁电路结构。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，所述刚性板为固体高分子内芯框架内芯插入永磁体且外包裹医用TPU的多层结构，所述刚性板与通电状态下的柔性电磁膜形成的磁场相互吸引或排斥，进而使得所述刚性板两侧的所述柔性电磁膜之间相互吸合或舒张。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述柔性电磁膜分为多层级的同心环，每个层级的所述同心环或同心环均分为多个扇形区域，在每个所述扇形区域内固封有独立的电磁线圈电路；
[0017]在电磁吸力的作用下，所述柔性电磁膜自外侧到中心逐环递进式吸合，且外环拉动相邻内环的吸合动作；
[0018]其中，所述同心环为同心圆环或同心椭圆环。
[0019]进一步地，所述柔性电磁膜自外到中心的同心环的环宽逐次递增。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，包括具有互不相通的两个腔室的外壳体，每个所述腔室通过所述柔性隔膜分隔成分别对应人体心房和心室的两个部分，所述柔性隔膜通过驱动装置提供动力以使所述柔性隔膜周期性完成的舒张和收缩动作。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，所述驱动装置包括信号接收模块和信号发射模块，所述信号发射模块外接电源通电，所述信号发射模块与所述信号接收模块正对设置且能够产生电磁感应以使得所述信号接收模块产生电流，所述信号接收模块与所述柔性隔膜上的所述柔性电磁膜电性连接，以直接为所述柔性电磁膜提供电流
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，所述信号接收模块包括感应线圈、内部控制芯片和导线，所述感应线圈通过导线与柔性电磁膜相电性连接以直接为柔性隔膜提供电流，所述感应线圈通过内部控制芯片接收所述信号发射模块发出的信号以控制柔性隔膜周期性的舒张和收缩动作。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，所述信号发射模块包括发射线圈与外部控制模块，所述发射线圈紧贴在感应线圈的圆周侧壁上，所述发射线圈通过导线与外部控制模块相连接以便接收外部控制模块的信号以为感应线圈提供电流并控制驱动柔性隔膜完成周期性的舒张和收缩动作。
[0024]作为本专利技术的一种优选方案，所述控制方法包括：
[0025]S1：接收信号；所述信号接收器接收体外驱动装置的信号，信号接收器将接收的信号反馈给柔性隔膜；
[0026]S2：柔性隔膜接收反馈信号，体外驱动装置给两个柔性隔膜通电，柔性隔膜中的磁极相互吸引，所述柔性隔膜收缩闭合，在收缩时，柔性隔膜内腔的血液就会被射入到肺动脉，同时少量血流也会从上下腔静脉流入到另一边。当柔性隔膜中的磁极换向时，左右两边柔性隔膜相互排斥，柔性隔膜膨胀变大，在膨胀时，上下腔静脉的血液会流入柔性隔膜的内腔，同时少量血液也会被射入到肺动脉。如此反复循环，达到心脏动力泵的功能效果。
[0027]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0028]一种柔性隔膜、电磁驱动囊式人工心脏及控制方法在心室与心房之间采用柔性电子器件作为单向隔膜与驱动结构，柔性隔膜收缩与膨胀时，都能为血流单向流动提供动力，在满足心脏特性的基础上，实现了容积互换，零部件少，并且整个过程柔性隔膜与各部件无
滑动摩擦接触损耗，寿命长，可植入人体长时间服役，可靠耐用，且通过电磁驱动，不同于液压驱动，没有了驱动液体，降低了漏液的风险，结构更加安全可靠。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0030]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内
[0031]图1为本专利技术的人工心脏结构及其驱动装置的示意图；
[0032]图2为本专利技术的人工心脏结构及其工作原理的剖面示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性隔膜，其特征在于，包括具有通孔的刚性板(122)，在所述刚性板(122)的两侧分别设置有一柔性电磁膜(123)，所述柔性电磁膜(123)的边缘密封连接在所述刚性板(122)上以在两所述柔性电磁膜(123)之间形成内腔，在每个所述柔性电磁膜(123)上设置一单向阀(121)；其中，所述柔性电磁膜(123)能够通电以产生电磁力，两所述柔性电磁膜(123)在电磁吸力下收缩，在电磁斥力下舒张，其中一所述单向阀(121)的流向为自外向所述内腔内部，另一所述单向阀(121)的流向为自所述内腔内部向外，以使整个柔性隔膜(12)形成单向流场。2.根据权利要求1所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述单向阀(121)密封设置在所述柔性电磁膜(123)的中心。3.根据权利要求1所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述刚性板(122)和所述柔性电磁膜(123)均为圆形结构或椭圆形结构。4.根据权利要求1所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述柔性电磁膜(123)为柔性电子器件。5.根据权利要求1或4所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述柔性电磁膜(123)采用医用TPU材料，内部固封有电磁电路结构。6.根据权利要求1所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述刚性板(122)为固体高分子内芯框架内芯插入永磁体且外包裹医用TPU的多层结构，所述刚性板(122)与通电状态下的柔性电磁膜(123)形成的磁场相互吸引或排斥，进而使得所述刚性板(122)两侧的所述柔性电磁膜(123)之间相互吸合或舒张。7.根据权利要求3所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述柔性电磁膜(123)分为多层级的同心环，每个层级的所述同心环或同心环均分为多个扇形区域，在每个所述扇形区域内固封有独立的电磁线圈电路；在电磁吸力的作用下，所述柔性电磁膜(123)自外侧到中心逐环递进式吸合，且外环拉动相邻内环的吸合动作；其中，所述同心环为同心圆环或同心椭圆环。8.根据权利要求7所述的一种柔性隔膜，其特征在于，所述柔性电磁膜(123)自外到中心的同心环的环宽逐次递增。9.一种具有权利要求1
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8任一项所述柔性隔膜的电磁驱动囊式人工心脏，其特征在于，包括具有互不相通的两个腔室(4)的外壳体(11)，每个所述腔室(4)通过所述柔性隔膜(12)分隔成分别对应人体心房和心室的两个部分，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈博，郇勇，刘谟语，王洪平，代玉静，王琮文，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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