Искусственный желудочек сердца

 

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

СОНИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧСжИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11}

А 4(51 А 61 М 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

rI0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21 ) 3648000/28-13 (22) 03.10.83 (46) 07..02.85. Бюл. 11 - 5 (72) Т.А,Елизарова, Г.П.Иткин, Н.И.Куликов, С,И,Патласов и С.К.Чирков (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт.им. Серго Орджоникидзе (53) 614.618(088,8) (56) 1. Вее3апап 1. et al. The de-, в д11 апй coalution oi,чеп1гiс1ез for .АВС artificial heart nuclear power заог "TASAIO", 1973, v. 19, р. 545.

2. Авторское свидетельство СССР .

Р 827070, кл. А 61 М 1/03, 1979. (54)(57) 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 корпу сом и насосным устройством, о т л ич а ю шийся 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 на полом валу электродвигателя, а гибкий тро-. сик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механизма,o6разует петлю, которая пропущена через сквозную прорезь вала и блоки опоры и соединяет между собой грузы а рычагов и шток насосного устроиства. Е

2. Желудочек по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что грузы снаб» жены дополнительными блоками, а гибкий тросик в плоскости, проходящей через ось вращения рычажного механиз» ма, образует замкнутую петлю, огибающую эти блоки.

1 1138168

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в имплантируемых устройствах для 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 вра" ZO щательного движения и преобразователь вида движения fl) .

Достоинством этой конструкции яв" ляются относительно малые габариты, недостатком - фиксированное соотношение длительности систолы и диастолы для любых режимов работы.

Наиболее близким к изобретению является искусственный желудочек серд ца с электромеханическим приводом, 20 содержащий установленные в корпусе насосное устройство мембранного типа со штоком, электродвигатель с полым валом, рычажный механизм с закрепленными на кащцом рычаге грузами 25 и пружину, закрепленную между корпусом и насосным устройством.

Основным достоинством такой конструкции желудочка является воэможность приближения регулирования про- 30 изводительности искусственного сердца к естественному путем независимого изменения длительностей систолы и диастолы (2) .

К недостаткам известного желудоч35 ка относятся повышенные габаритные показатели преобразователя вида дви" жения особенно в .осевом направлении, выполненного в виде четырехзвенного рычажного механизма, один конец которого жестко закреплен на валу двигателя, а второй соединен со штоком через дополнительную втулку, обеспечивающую две степени свободы: вращение вокруг оси и возвратнопоступательное движение второго конца механизма вдоль оси.

Цель изобретения — снижение габа ритон искусственного желудочка сердца.

Поставленная цель достигается тея, что в искусственном желудочке сердца с электромеханическим приводом, содержащем установленные в корпусе насосное устройство мембранного типа 55 со штоком, электродвигатель с полым валом, рычажный механизм с закрепленными на каждом 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 введены 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 устройСтво.

Вентильный электродвигатель постоянного тока состоит из неподвижного якоря 1, вращающегося ротора 2 и датчиков 3 положения ротора.

Якорь 1 двигателя состоит из зубцового магнитопровода и m-фазной об» мотки, соединенной, например, по схеме "звезда", Фазы обмотки якоря коммутируются полупроводниковыми ключами 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 двухзвенный механизм, состоящий Hs стойки 6 и рычагов 7 и 8. Рычаги закреплены в стойке на осях 9 и 10 с помощью подшипников 11 и 12 качения и, следо. вательно, могут свободно вращаться вокруг этих осей. На конце полого

11381

3 вала жестко закреплена опора 13 с блоками 14 и 15.

Внутрь полого вала установлен шток 16, свободный конец которого выполнен в виде 1тарелки". Между корпусом и насосным устройством закреплены пружины 17.

Гибкий неупругий тросик 18 проходит через радиальную прорезь 5 в полом валу 4 и огибает блоки .14 и ip

15. Концы тросика укреплены íà грузах 19 и 20 рычагов 7 и 8, Таким образом, тросик образует петлю, лежащую в плоскости, которая проходит через ось вращения рычажного механизма. Во избежание перетирания тросика в место соприкосновения со штоком тросик, например, может быть протянут через дополнительный толкатель 21, который вставлен в полый вал. "Тарелка" штока 16 сочленена с рабочей камерой 22 насоса.

Система работает следующим образом.

При неподвижном роторе двигателя 25 под воздействием пружин 17 шток !6 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 рыча35 гов вокруг осей 9 и 10 механически отраничен.

При вращении двигателя под влиянием центробежных сил, действующих на грузы, рычаги 7 и 8 при увеличе- 4О нии 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 устройства рабочей камеры) . Одновремен« но с этим происходит растяжение пру68 4 жин 17, под воздействием которых при снижении частоты вращения шток будет перемещаться справа налево (всасывание 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 измене" ния (фиг.2).

Это объясняется тем, что при использовании замкнутой петли при заданной величине осевого перемещения штока радиальное перемещение грузов становится в два раза меньше, чем при использовании разомкнутой петли, когда концы гибкого неупругого тросика крепятся на грузах рычагов, так как в 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.

Предложенный искусственный желудочек сердца не приводит к усложнению технологии изготовления и прак» тически не изменяет стоимости устройства по сравнению с известным устройством. Вместе с тем, общая дли= на системы при рабочем ходе штока

2,5 см снижается не менее, чем на

4 см, а диаметр кожуха преобразователя при использовании гибкого неупругого тросика в виде замкнутой петли - на 103.

1138168

1 1 38168

Составитель А.Макеев

Техред M.Ãåðãåëü Корректор H.Ëåîíòþê

Редактор В.Иванова

Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10585/6

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4