Искусственное сердце

 

1. ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ, включающее размещенные в корпусе два желудочка с диафрагмами и клапанами и два предсердия с диафрагмами, тепловой двигатель с радиоизотопными нагревателями и гидравлическую передачу от двигателя к диафрагмам желудочков и предсердий, 6 т л и ч а к щ е е с я тем, что с целью уменьшения габаритов и упрощения конструкции искусственного сердца, ; тепловой двигатель содержит двустенный кожух с двумя горловинами, два горячих сильфона, расположенные внутри кожуха, перегородку, соединяющую .торцы горячих сильфонов и разделяющую . их полости, шток, расположенные соосно с кожухом и скрепленный с перегородкой, цилиндрические регенераторы , установленные в горловинах кожуха с частичным вхождением в полости сильфонов и имеющие гильзы для прохождения штока, и два размещенных на внешних стенках горловин холодных сильфона с крышками, причем концы штока закреплены на крышках, в штоке выполнены два расположенных один под другим продольных сквозных канала, длина выбрана так, что в крайних положениях штока они соединяют полости горячих сильфонов, радиоизотопные нагреватели выполнены кольцевыми и расположены на внутренних торцах регенераторов, а крышки (Л холодных сильфонов соединены с корпусом с помощью кольцевых мембран. 2. Искусственное сердце по п, 1, р т л и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью приближения режимов работы искусственного сердца к физиологическим , оно)снабжено термобатареями, размещенными на регенераторах, и соленоидами с системой управления, уста Iиовленными на магистралях гидравли;ческой передачи при этом последние 4; заполнены ферромагнитной |жидкостью. U1 М j

ЦЮ (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИН

ЗСЮA61М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3425909/28,13 (22) 25.02.82 (46) 23.02. 84. Бюл. Р 7 (72) A.Ï.Ìåðêóëîâ и В.И.Андреев (71) Куйбышевский ордена Трудового

КрасноГо Знамени авиационный инсти- . тут им. акад. С.И. Королева (53) 615. 475 (088.. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 5 32376, кл. A 61 М 1/03, 1977

2. Nortini W.R . A stiriing

Engine Noduie to power circu}atory

axl ai devices. " Paper Amer. soc.

Кеса. Eng. 1968 (54)(57) 1. ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ включающее размещенные s корпусе два желудочка с диафрагмами и клапа° нами и два предсердия с диафрагмами, тепловой двигатель с радиоизотопными нагревателями и гидравлическую передачу от двигателя к диафрагмам желудочков и предсердий,- о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с. целью уменьшения габаритов и упрощения конструкции искусственного сердца, тепловой двигатель содержит двустенный кожух с двумя горловинами, два горячих снльфона, расположенные внутри кожуха, перегородку, соединяющую .торцы горячих сильфонов и разделяющую их полости, шток, расположенные соосно с кожухом и скрепленный с перегородкой, цилиндрические регенераторы, установленные в горловинах кожуха с частичным вхождением в полости сильфонов и имеющие гильзы для прохождения штока, и два размещенных на внешних стенках горловин холодных сильфона с крышками, причем концы штока закреплены на крышках, в штоке выполнены два расположенных один под другим продольных сквозных канала, длина которых выбрана так, что в крайних положениях штока они соединяют полости горячих сильфонов, радиоизотопные нагреватели выполнены кольцевыми и расположены на внутрен- @

Я .них торцах регенераторов, а крышки холодных снльфонов соединены с корпусом с помощью кольцевых мембран.

2. Искусственное сердце по п. 1, отличающееся тем, что, с целью приближения режимов работы искусственного сердца к физиологическим., оно снабжено термобатареями, размещенными на регенераторах, и соле. ноидами с системой управления, установленными на магистралях гидравлической передачи, при этом последние заполнены ферромагнитной:;жидкостью.

1074537

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для замены функции сердца.

Известно искусственное сердце, содержащее желудочки с клапанами и пневмопривод $1) .

Однако это искусственное сердце имеет большие габариты, поэтому не может .быть полностью имплантировано в грудную полость..

Известно также искусственное ., сердце, включающее размещенные в корпусе два желудочка с диафрагмами и клапанами и два предсердия с диафрагмами, тепловой двигатель с радиоизотопными нагревателями и гидравли- 15 ческую передачу от двигателя к диафрагмам желудочков и предсердий $1) .

Недостатком этого искусственного сердца также являются большие габариты. Кроме того, оно сложно по, 2п конструкции, содержит большое количество узлов и блоков и недостаточно надежно.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и упрощение конструкции искусственного сердца, а также приближение режимов работы искусственного,сердца к физиологическим.

Указанная цель достигается тем, что в искусственном сердце, включаю- 30 щем размещенные в корпусе два желудочка с диафрагмами и клапанами и два предсердия с диафрагмами, тепловой двигатель с радиоизотопными нагревателями и .гидравлическую передачу от двигателя к диафрагмам желудоч-З5 ков и предсердий, тепловой двигатель содержит двустенный кожух с двумя горловинами, два горячих сильфона, расположенные внутри кожуха, перегородку, соединяющую торцы горячих 40 сильфонов и разделяющую их полости, шток, расположенный соосно с кожухом и скрепленный с перегородкой, .цилиндрические регенераторы, установленные с горловинах кожуха с частичным вхож-45 дением в полости сильфонов и имеющие гильзы для прохождения штока, и два размещенных на внешних стенках горловин холодных сильфона с крышками, причем концы штока закреплены HB 50 крышках, в штоке выполнены два распо« ложенных один под другим продольных сквозных канала, длина которых выбрана так, что в крайних положениях штока они соединяют полости горячих сильфонов,рациоиэотопные нагреватели вйполнены кольцевыми и расположены на внутренних торцах регенераторов„ с крышки холодных сильфонов соединены с корпусом с помощью гибких кольцевых мембран., 60

Кроме того, искусственное сердце снабжено термобатареями, размещенными на регенераторах, и соленоидами с системой управления, установленными на магистралях гидравлической пе- 65 редачи, при этом последние заполнены ферромагнитной жидкостью.

На чертеже схематично изображено искусственное сердце.

Искусственное сердце включает в себя упругий несущий корпус 1, содержащий правое 2 и левое 3 предсердия и правый 4 и левый 5 желудочки с гибкими диафрагмами 6 и 7, кожух 8 с двойными стенками, два горячих сильфона 9, перегородку 10, соединяющую торцы горячих сильфонов и разделяющую их полости, шток 11, расположенный соосно с кожухом 8 и скрепленный с перегородкой 10, сильфоны 12 с крышками 13, размещенные на внешних стенках горловин кожуха

8. Крышки 13 соединены с корпусом 1 гибкими мембранами 14. В горловинах ко. жуха расположены регенератооы 15 с ра- диоактивными нагревателя 1б. B штоке

11 выполнены каналы 17 и 18 для соединения горячих полостей в крайних положениях штока 11. Регенераторы

15 имеют гильзы 19 для прохождения штока 11. Двигатель помещен в дополнительный кожух 20. Магистрали 21 гидропередачи снабжены соленоидами

22 с системой управления, а на регегераторах расположены термобатареи для питания системы управления (не показанй) . Магистрали 21 и полости

23 гидропередачи заполнены ферромагнитной жидкостью.

Искусственное сердце работает следующим образом.

Для запуска двигателя достаточно привести шток 11 в любое крайнее положение, например опустить до отказа вниз. При этом канал 17 сообщает между собой полости .горячих сильфонов и, следовательно, все внутренние полости сильфонов оказываются сообщенными друг с другом и в них устанавливается одинаковое давление рабочего тела. Большая часть рабочего тела нижней пары сильфонов оказывается в холодном сильфоне, а большая часть рабочего тела верхней пары сильфонов — в горячем сильфоне. Если теперь шток $,1 отпустить, то под действием упругих сил сильфонов и мембран он начинает подниматься вверх и разобщает горячие полости.

Вследствие этого давление рабочего тела в нижних сильфонах начинает возрастать, так как рабочее тело, перетекая из нижнего холодного сильфона в нижний горячий отбирает тепло от регенератора и дополнительно подогревается, проходя через пары тепловыделяющего элемента. Одновременно давление в верхней .паре сильфонов падает, так как горячее рабочее тело, перетекая из горячего сильфона в холодный, отдает свое тепло регенератору и дополнительно охлаждается через стенки холодного силь1074537 фона, отдавая через них тепло ферромагнитной жидкости, которая, в свою очередь, передает его через стенки несущей капсулы окружающим ее тканям организма, а также току крови (через стенки внешнего кожуха 20 и диафрагмы 6 предсердий 2 и 3).

При достижении штоком 11 верхнего крайнего положения канал 18 откры- 10 вается и давление рабочего тела во всех полостях вновь уравняется, упругие силы сильфонов и мембран начинают перемещать шток 11 вниз, полости

Ъ вновь раэобщаются и начинается ра- )5 бочий ход вниз и т.д., пока температура радиоактивных нагревателей 16 существенно выше температуры крови, до тех пор продолжается возвратнопоступательное движение штока двига- 2О геля и, следовательно, осуществляется насосный цикл через посредство мембран 13 и 14, которые периодически то нагнетают ферромагнитную жидкость в эадиафрагменные полости предсердий 2 и 3, отсасывая при этом ее из задиафрагменных полостей желудочков 4 и 5, то совершают обратный цикл, обеспечивая этим периодическое сокращение и расширение предсердий и в противофазе желудочков. управление производительностью сердца осуществляется изменением сопротивления перетекания ферромаг-" нитной жидкости через магистрали 21 эа счет создания в них магнитного поля соленоидами 22. Интенсивность магнитного поля изменяется системой управления (не показана).

Предлагаемое искусственное сердце имеет небольшие габариты, является простым по конструкции и обладает высоким КПД. ВНИИПИ Заказ 419/6

Тираж 6.88 Подписное филиал GIIII "Патент", r.Óæãîðîä,ул.Проектная,4