ИМПЛАНТИРУЕМЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ ЖЕЛУДОЧЕК СЕРДЦА

Имплантируемый искусственный желудочек сердца предназначен для использования в системах обхода левого желудочка сердца.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является Имплантируемый искусственный желудочек сердца, объединяющий диафрагмовый насос крови с жестким корпусом и эластичной диафрагмой и установленный соосно с диафрагмовым насосом крови электропривод, который включает в себя реверсивный вентильный электродвигатель со статором, ротором, подшипниками и датчиками положения ротора, а также преобразователь движения с винтом и резьбовой гайкой, интегрированной с валом реверсивного вентильного электродвигателя, и, кроме того, толкатель с возможностью возвратно-поступательного движения, направляющие обеспечения только возвратно-поступательного движения винта преобразователя движения, источник сигнала для датчика положения эластичной диафрагмы, датчик положения эластичной диафрагмы, внешний корпус электропривода с двумя штуцерами на наружной поверхности, один из которых служит для связи полости электропривода с компенсационной воздушной камерой, а второй для ввода проводов электропитания и управления (см. труды Советско-Американского симпозиума по биоматериалам для искусственного сердца. Хьюстон, США 1990 г., стр.88).
Недостатками указанного выше имплантируемого искусственного желудочка сердца является его большой аксиальный размер, вызванный принятым способом обеспечения только возвратно-поступательного движения винта преобразователя движения, приводящим к необходимости размещения направляющих последовательно вдоль оси электропривода за торцом резьбовой гайки преобразователя движения, интегрированной с валом реверсивного вентильного электродвигателя, а также возможность возникновения аварийной ситуации при не штатно большом ходе толкателя
за счет естественных погрешностей системы управления реверсивным вентильным электродвигателем.
Целью изобретения является уменьшение аксиального размера имплантируемого искусственного желудочка сердца и повышение его надежности.
Цель достигается тем, что предлагаемый имплантируемый искусственный желудочек сердца содержащий диафрагмовый насос крови с жестким корпусом и эластичной диафрагмой и установленный соосно с диафрагмовым насосом крови электропривод, который включает в себя реверсивный вентильный электродвигатель со статором, ротором, подшипниками и датчиками положения ротора, а также преобразователь движения с винтом и резьбовой гайкой, интегрированной с валом реверсивного вентильного электродвигателя, и, кроме того, толкатель с возможностью возвратно-поступательного движения, направляющие обеспечения только возвратно-поступательного движения винта преобразователя движения, - источник сигнала для датчика положения эластичной диафрагмы, датчик положения эластичной диафрагмы, внешний корпус электропривода с двумя штуцерами на наружной поверхности, один из которых служит для связи полости электропривода с компенсационной воздушной камерой, а второй для ввода проводов электропитания и управления, отличающийся тем, что электропривод дополнительно снабжен антифрикционной втулкой, амортизаторами рабочего и обратного хода винта преобразователя движения, а также гладкой накладкой, причем толкатель выполнен в виде стакана с продольными пазами на цилиндрической поверхности, выходящими на дно толкателя, амортизаторы рабочего хода винта преобразователя движения установлены на торцевых стенках пазов в толкателе, направляющие обеспечения только возвратно-поступательного движения винта преобразователя движения установлены в продольных пазах толкателя, гладкая накладка установлена на толкатель со стороны эластичной диафрагмы, амортизатор обратного хода винта преобразователя движения
установлен на торец реверсивного вентильного электродвигателя со стороны толкателя, винт преобразователя движения сцеплен с толкателем, источник сигнала для датчика положения эластичной диафрагмы установлен на эластичной диафрагме насоса крови, а механическая связь между эластичной диафрагмой и толкателем отсутствует.
На фигуре 1 представлен имплантируемый искусственный желудочек сердца.
Имплантируемый искусственный желудочек сердца содержит диафрагмовый насос крови с жестким корпусом 1, эластичной диафрагмой 2, всасывающим клапаном 3, нагнетательным клапаном 4, всасывающим патрубком 5, напорным патрубком 6 и жестко прикрепленный соосно к насосу крови с помощью хомута 7, электропривод с внешним корпусом 8 в виде стакана, на наружной цилиндрической поверхности которого расположены штуцер 9, служащий для связи полости электропривода с компенсационной камерой и штуцер 10, служащий для ввода проводов питания и управления, при этом по внутренней цилиндрической поверхности внешнего корпуса 8 установлена антифрикционная втулка 11, а к его дну консольно закреплен корпус реверсивного вентильного электродвигателя 12 со статором, ротором, шарикоподшипниками и датчиками положения ротора, причем дно внешнего корпуса 8 выполняет роль щита для реверсивного вентильного электродвигателя 12, конструктивно выполненного по схеме моноблока, на внешней торцевой поверхности которого установлен датчик 13 положения эластичной диафрагмы 2, на которой закреплен источник сигнала 14 для датчика 13. Кроме вышеперечисленного в состав электропривода входит преобразователь движения, у которого резьбовая гайка 15 интегрирована с валом реверсивного вентильного электродвигателя 12, а винт 16 сцеплен с толкателем 17, выполненным в идее стакана наружная цилиндрическая поверхность которого установлена по ходовой посадке в антифрикционную втулку 11 и имеет продольные пазы выходящие на его дно, в которых
размещены направляющие 18 только возвратно-поступательного движения винта 16 преобразователя движения, закрепленные на моноблоке реверсивного вентильного электродвигателя 12.
Электропривод также снабжен амортизаторами рабочего хода 19, установленными на торцевых стенках пазов толкателя 17, амортизатором обратного хода 20, выполненным в виде кольца и установленным на внешнем торце моноблока реверсивного вентильного электродвигателя 12, а также гладкой накладкой 21, установленной с внешней торцевой части толкателя и закрывающей пазы на его торце.
Работа имплантируемого искусственного желудочка сердца происходит повторно-кратковременными циклами, согласованными с работой естественного сердца. Цикл состоит из систолы и диастолы. Во время систолы по информации, получаемой от датчика 13 положения эластичной диафрагмы 2 после полного заполнения полости диафрагмового насоса, при котором эластичная диафрагма 2 и, соответственно, закрепленный на ней источник сигнала 14 занимают положение максимально близкое к предварительно отведенному практически до упора в амортизатор 20 толкателю 17, а скорость перемещения эластичной диафрагмы 2 практически равна нулю, по команде системы управления через провода, входящие в штуцер 10 подается электропитание в реверсивный вентильный электродвигатель 12, при вращении которого преобразователь движения выдвигает свой винт 16 и обеспечивает поступательное движение толкателя 17 по направляющим 18, которые препятствуют вращательному движению толкателя 17 и связанному с ним винту 16 преобразователя движения, а центрирование выдвигающихся частей толкателя 17 и винта 16 осуществляется за счет антифрикционной втулки 11, по которой скользит цилиндрическая часть толкателя 17. При этом кровь из полости насоса крови через нагнетательный клапан 4 и нагнетательный патрубок 6 при закрытом всасывающем клапане 3 подается в систему кровообращения, а полость
электропривода через штуцер 9 заполняется воздухом из компенсационной камеры.
После выполнения ротором реверсивного вентильного электродвигателя 12 заданного системой управления необходимого количества оборотов, которое контролируется сигналами с датчиков положения ротора и при котором толкатель 17 и, соответственно, эластичная диафрагма 2 занимают требуемое положение, система управления выполняет реверс вентильного электродвигателя 12, что приводит к отводу толкателя 17 практически до упора в амортизатор обратного хода 20, после чего система управления отключает электропитание и реверсивный вентильный двигатель останавливается.
С началом обратного хода толкателя 17 начинается диастола, при которой при закрытом нагнетающем клапане 4 и открытом всасывающем клапане 3 заполняется полость диафрагмового насоса крови, а воздух, по мере заполнения полости насоса крови, вытесняется из полости электропривода через штуцер 9 в компенсационную камеру. Диастола продолжается до полного заполнения полости диафрагмового насоса крови, при которой эластичная диафрагма 2 и соответственно закрепленный на ней источник сигнала 14 займут положение максимально близкое к предварительно отведенному практически до упора в амортизатор 20 толкателю 17, а скорость перемещения эластичной диафрагмы 2 практически станет равной нулю, что фиксируется системой управления по информации, поступающей от датчика 13. После завершения диастолы цикл повторяется.
Наличие во время работы амортизаторов рабочего хода 19 и амортизатора обратного хода 20 исключает ударные нагрузки на узлы и детали электропривода, а также возможность разрыва эластичной диафрагмы 2 при не штатно большом ходе толкателя, возникающим за счет естественных погрешностей системы управления реверсивным вентильным электродвигателем, а наличие гладкой накладки 21 исключает повреждения
эластичной диафрагмы 2 о края пазов, выходящих на торцевую поверхность толкателя 17.