Искусственный желудочек сердца Советский патент 1985 года по МПК A61M1/10 

Изобретение относится к медицин ОКОЙ технике и может быть использовано в имплантируемых устройствах дпя частичной или полной замены насосной функции сердца, Известен искусственный желудочек сердца с электромеханическим приводом, содержащий размещенное в корпусе насосное устройство мембранного типа со штоком, электродвигатель вр щательного движения и преобразователь вида движения l . Достоинством этой конструкции являются относительно малые габариты, недостатком - фиксированное соотношение длительности систолы и диастолы для любых режимов работы. Наиболее близким к изобретению является искусственный желудочек сер да с электромеханическим приводом, содержащий установленные в корпусе насосное устройство мембранного типа со штоком, электродвигателе) с полым валом, рычажный механизм с закрепленными на каждом рычаге грузам и пружину, закрепленную между корпусом и насосным устройством. Основным достоинством такой конструкции желудочка является возможность приближения регулирования производительности искусственного сердц к естественному путем независимого изменения длительностей систолы и : диастолы 2J . . К недостаткам известного желудочка относятся повышенные габаритные показатели преобразователя вида движения (особенно в -осевом направлении) , выполненного в виде четырехзвенного рычажного механизма, один конец которого жестко закреплен на валу двигателя, а второй соединен с штдком через дополнительную втулку, обеспечивающую две степени свободы: вращение вокруг оси и возвратнопоступательное движение второго кон ца механизма вдоль оси. Цель изобретения - снижение габа ритов искусственного желудочка сердца. Поставленная цель достигается те что в искусственном желудочке сердца с электромеханическим приво цом, содержащем установленные в корпусе насосное устройство мембранного тип со штоком, электродвигатель с полым валомS рычажньй механизм с закрепленными на кржцом рычаге грузами и пружину, установленную между корпу- сом и насосным устройством, полый вал двигателя имеет сквозную прорезь, а рычажный механизм выполнен двухзвенным и в него дополнительно введе- ны опора с блоками и гибкий тросик, при этом опора жестко закреплена на полом валу электродвигателя, а гибкий тросик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механизма, образует петлю, которая пропущена через сквозную прорезь полого вала и блоки опоры и соединяет между со-. бой грузы рычагов и шток насосного устройства. Кроме того, грузы могут быть снабжены дополнительными блоками, а гибкий тросик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механизма, может образовывать замкнутую петлю, огибающую эти блоки. На фиг.1 приведен искусственный желудочек сердца, продольный разрез; на фиг.2 - то же, с установленными на грузах блоками. Основными узлами устройства являются электродвигатель, преобразователь вращательного движения вала двигателя в возвратно-поступательное движение штока и насосное устройствоВентильный электродвигатель постоянного тока состоит из неподвижного якоря 1, вращающегося ротора 2 и датчиков 3 положения ротора. Якорь 1 двигателя состоит из зуб- цового магнитопровода и т-фазной обмотки, соединенной, например, по схеме звезда. Фазы обмотки якоря коммутируются полупроводниковыми клю чами коммутатора (не показаны), которые переключаются в необходимой последовательности по сигналам от датчиков 3 положения ротора. Ротор 2 представляет собой сборную звездочку с полюсными наконечниками, которая неподвижно установлена на валу 4 двигателя. Выходной конец вала двигателя выполнен полым и на части своей длины имеет сквозную прорезь 5, На валу двигателя жестко закреплен рычажный двухзвен- ный механизм, состоящий из стойки 6 и рычагов 7 и 8, Рычаги закреплены в стойке на осях 9 и 10 с помощью подшипников П и 12 качения и, следо вательно, могут свободно вращаться вокруг этих осей. На конце полого вала жестко закреплена опора 13с блоками 14 и 15. Внутрь полого вала установлен шток 16, свободный конец которого выполнен в виде тарелки. Между кор пусом и насосным устройством закреплены пружины 17. Гибкий неупругий тросик 18 проходит через радиальную прорезь 5 в полом валу 4 и огибает блоки -14 и 15. Концы тросика укреплены на грузах 19 и 20 рычагов 7 и 8, Таким образом, тросик образует петлю, лежащую в плоскости, которая проходит через ось вращения рычажного меха- низма. Во избежание перетирания тросика в место соприкосновения со штоком тросик, например, может быть протянут через дополнительньй толкатель 21, которьм вставлен в полый вал. Тарелка штока 16 сочленена с рабочей камерой 22 насоса. Система работает следующим образом. При неподвижном роторе двигателя под воздействием пружин 17 шток 16 стремится занять крайнее левое положение и, соприкасаясь с тросиком 18 или толкателем 21 внутри полого вала обеспечивает натяжение тросика, при этом расстояние от оси рычажного механизма до грузов 19 и 20 становится минимально возможным. Во избежание соприкосновения грузов 19 и 20 с блоками 14 и 15 угол поворота рычагов вокруг осей 9 и 10 механически ограничен. При вращении двигателя под влиянием центробежных сил, действующих на грузы, рычаги 7 и 8 при увеличеНИИ частоты вращения ротора двигателя будут поворачиваться вокруг осей 9 и 10,. стремясь занятьнаиболее удаленное положение от оси вращения рычажного механизма. Перемещение грузов в радиальном направлении обеспечит спрямление петли тросика и, как следствие этого, перемещение штока слева направо. Последнее обеспечит выталкивание крови из насосного уст ройства (рабочей камеры). Одновреме но с этим происходит растяжение пру жин 17, под воздействием которых при снижении частоты вращения шток будет перемещаться справа налево (всасыва ние крови). В том случае, когда грузы рычагов снабжены дополнительными блоками, а гибкий неупругий тросик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механизма, образует замкнутую петлю, которая проходит через сквозную прорезь полого вала, блоки опоры И дополнительные блоки, установленные на грузах рычагов,.удается уменьшить и радиальные размеры рычажного механизма при сохранении величины осевого перемещения штока без изменения ( фиг. 21. Это объясняется тем, что при использовании замкнутой петли при заданной величине осевого перемещения штока радиальное перемещение грузов становится в два раза меньще, чем при использовании разомкнутой петли, когда концы гибкого неупругого тросика крепятся на грузах рычагов, так как Б первом случае система блоков образует полиспаст. При применении петли концы гибкого неупругого тросика закрепляются на выходном валу двигателя, например, с помощью двух гаек 23 и 24, при этом концы тросика сквозь вал не проходят, а огибают его снаружи. Блоки, установленные на дополнительной опоре и на грузах рычагов, могут быть выполнены, например, в виде подшипников качения, установ- ; ленных на обычных осях, жестко закрепленных в теле опоры и грузах рычагов. Предложенньй искусственный желу- дочек сердца не приводит к усложнению технологии изготовления и прак- тически не изменяет стоимости устройства по сравнению с известным устройством. Вместе с тем, общая длиг на системы при рабочем ходе штока 2,5 см снижается не меиее, чем иа 4 см, а диаметр кожуха преобразователя при использовании гибкого не- упругого тросика в виде замкнутой петли - на 10.

к,

1.. ИСКУССТВЕННЫЙ ЖЕЛУДОЧЕК СЕРДЦА с электромеханическим приводом, содержащий установленные в корпусе насосное устройство мембранного типа со штоком, электродвигатель с полым валом, рычажный механизм с закрепленными на каждом рычаге грузами и пружину, установленную между корпусом и насосным устройством, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов полый вал двигателя имеет сквозную прорезь, а рычажный механизм выполнен двухзвенным и в него дополнительно введены опора с блоками и гибкий тросик, при этом опора жестко закреплена наполом валу электродвигателя, а гибкий тросик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механизма,образует петлю, которая пропущена через сквозную прорезь вала и блоки опоры и соединяет между собой грузы рычагов и шток насосного устройства. 2. Желудочек по п.1, отли(Л чающий, ся тем, что грузы снабс жены ДОПОЛИ тельными блоками, а гибкий тросик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механизма, образует замкнутую петлю, огибающую эти блоки. со 00 а 00