Приводное устройство к искусственному сердцу Советский патент 1986 года по МПК A61M1/10 

(О

О)

1C

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам искусственного кровообращения.

Целью изобретения является уменьшение габаритных показателей приводного устройства.

На фиг. I изображено приводное устройство к искусственно.му сердцу; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ; на фиг. 3 - схема, 1оясня1ош.ая работу устройства в системе искусственного желудочка.

Устройство содержит электродвигатель 1, корпус 2 с выходным штуцером 3 и подвижной стенкой 4. На валу электродвигателя 1 установлен вал 5, который проходит через отверстие в неподвижной стенке 6 корпуса 2. В корпусе 2 со стороны электродвигателя 1 и неподвижной стенки 6 на валу 5 жестко закреплено рабочее колесо 7 с лопастями 8, а со стороны подвижной стенки 4 корпуса 2 на валу 5 установлено второе рабочее колесо 9 с лопастями 10, имеющее возможность свободного перемещения вдоль оси вращения с одной стороны до упора лопастей 10 колеса 9 в торец колеса 7, а с другой стороны, до ограничителя 11, определяюшего величину продольного хода рабочего колеса 9 и подвижной стенки 4 и осуществляющего взаимосвязь рабочих колес 7 и 9.Между рабочими колесами 7 и 9 установлена пружина 12 сжатия.

На валу 5 установлена внутренняя обойма подшипника 13, наружная обойма которого установлена в неподвижной стенке 6 корпуса 2. Вал 5 проходит через отверстие в стенке 6 и установленное в ней сальниковое уплотнение 14. Подвижная стенка 4 корпуса 2 соединена по периметру с корпусом 2 при помощи гофрированной или чулочного типа мембраны 15.

Приводное устройство работает следующим образом.

При включении электродвигателя 1 приводятся во вращение первое рабочее колесо 7, жестко закрепленное на валу 5, и второе рабочее колесо 9, соединенное с первым рабочи.м колесом 7 с помощью ограничителя 11, проходящего через отверстие в стенке кольцевого выступа рабочего колеса 7 и введенного в паз рабочего колеса 9. Лопасти 8 и 10 вращающихся рабочих колес 7 и 9 передают кинетическую энергию частицам жидкости, находящимся между ними. Под влиянием возникающей при этом центробежной силы частицы жидкости через выходной штуцер 3 перемегцаются из полости корпуса 2 в первую камеру 16 искусственного желулТ,очка.

Удаление жидкости из полости корпуса 2 в первую камеру 16 искусственного желудочка сопровождается понижением давления в полости корпуса 2. Подвижная стенка 4 под действием внешнего давления, превыщающего давление внутри корпуса 2, перемещается внутрь корпуса, 2, перемещая при этом второе рабочее колесо 9 вдоль вала 5 в область рабочего колеса 7 и сжимая при этом пружину 12, введенную внутрь вала 5 осью колеса 9. Уменьшение объема, занимаемого рабочей жидкостью /в полости корпуса 2, за счет изгнания ее в первую камеру 16 искусственного желудочка под действием центробежной силы сопровождается соответствующим изменением объема предназначенной для ее размещения емкости - полости корпуса 2 за счет перемещения подвижной стенки 4, сопровождающегося совмеи1, рабочих колес 7 и 9.

Скорость перемещения рабочей жидкости из полости корпуса 2 в первую камеру 16 искусственного желудочка, а следовательно, и скорость перемещения подвижной стенки 4 внутрь корпуса 2 зависит от взаимного расположения рабочих колес 7 и 9. Это имеет место потому, что взаимное расположение колес 7 и 9 определяет су.ммарную площадь каждой нары их совмещенных лопастей 8 и 10 и, следовательно, количество частиц рабочей жидкости, получающих энергию, достаточную для их перемещения из полости корпуса 2. Скорость вращения рабочих колес 7 и 9 также определяет количество частиц жидкости, получающих в единицу времени достаточную для перемещения из полости корпуса 2 энергию. Давление, создаваемое в первой и второй камерах искусственного желудочка, разделенных эластичной мембраной, определяется скоростью вращения рабочих колес 7 и 9, так как последняя определяет энергию перемещаемых из полости корпуса 2 частиц рабочей жидкости. Скорость вращения рабочих колес 7 и 9, сообщаемая им двигателем 1, регулируется системой 17 управления по сигналу с датчика 18 давления рабочей жидкости.

Величина ударного объема - количество крови, перекачанное из входной магистрали второй камеры искусственного жev yдoчкa в выходную магистраль за один цикл работЕ) желудочка - определяется объемом рабочей жидкости, вытесненной из полости корпуса 2 приводного устройства, или изменением объема, описываемого вращающимися рабочими колесами 7 и 9.

Таким образом, при определенном давлении в камерах 16 искусственного желудочка его ударный объем определяется временем вращения рабочих колес 7 и 9 в фазу систолы - фазу вытеснения крови из второй камеры искусственного желудочка в выходную магистраль - с соответствующей скоростью.

После окончания фазы систолы начинаJ ется фаза диастолы - фаза заполнения второй камеры искусственного желудочка кровью из входной магистрали. При этом двигатель 1 или отключается, или тормозится,

например, методом противовключения илк изменением порядка подключения обмоток в случае использования шагового двигателя. Снижение скорости вращения рабочих колес 7 и 9 ведет к снижению кинетической энергии частиц рабочей жидкости, а следовательно, и ее давления и под влиянием большего по величине давления крови во второй камере искусственного желудочка и сжатой пружины 12 рабочая жидкость из первой камеры искусственного желудочка возвращается в полость корпуса 2 приводного устройства, рабочее колесо 9 выходит из зоны рабочего колеса 7, а подвижная стенка 4 начинает движение в сторону исходного положения. Объем заполнения второй камеры искусственного желудочка кровью, равный объему рабочей жидкости, поступившей из первой его камеры в полость корпуса 2, определяется паузой в работе электродвигателя 1,

ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО К ИСКУССТВЕННОМУ СЕРДЦУ, содержащее электродвигатель и закрепленный на его валу центробежный преобразователь, помещенный в корпус, отличающееся тем, что, с целью уменьщения габаритов, корпус выполнен цилиндрическим с выходным тангенциально расположенным штуцером и подвижной в направлении его центральной оси одной из стенок, а центробежный преобразователь выполнен в виде двух взаимно связанных колес с лопастями, расположенных на валу, причем одно колесо установлено жестко, а другое, размещенное со стороны подвижной стенки корпуса, - с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала до ограничителя посредством пружины сжатия между колесами.

А-А

8

Фиг. г