一種以壓電效應為基礎的心臟輔助搏動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫用器械設備領域，尤其涉及一種心臟輔助搏動系統。
【背景技術】
[0002]心臟搏動可使血液進行循環，為身體各部器官輸送提供所需要營養和進行氧的交換。當心臟因重癥和病傷，部分或完全喪失功能而不能用常規的方法進行救治時，現今的醫療技術的方法之一是使用同種異體的自然心臟進行移植，但這種方法因供心者來源困難，移植后存在免疫反應、排斥等諸多問題，故而不是以后總理想的解決方。近年來，臨床上通常應用人工制造的裝置來部分或完全替代病損的心臟，補償其生理功能。
[0003]目前使用較多的心臟輔助搏動器械為左心室輔助裝置，其工作原理為由管道連接外部氣源提供搏動血流動力，將左心房或左心室血流引入輔助泵體，經泵體驅動血流進入主動脈，從而替代左心泵血功能。但目前的置入機械血泵可影響集體的生理穩態，以并發癥的形式表現為感染、出血、血栓栓塞、器官衰竭、右心衰竭及裝置損壞等，常用的隔膜泵的裝置故障發生率很高且使用周期短。另一方面，血泵不能與心臟搏動同步，因而不能與心臟內部的生理壓力變化相適應，影響心臟的功能恢復。
[0004]授權公告號為CN202569021的實用新型專利提出了一種利用流體壓力來影響心跳幅度的心臟輔助循環系統，系統包括可伸縮囊狀體、支撐架、流體介質及充入或抽出流體的泵，其系統結構較為復雜，器件較多。
[0005]上述專利及現有技術具有如下技術缺陷:系統對自身心臟破壞較大，易造成出血、血栓和感染等并發癥，系統結構復雜，體積較大，耗電量高，使用時間短。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的上述問題，本發明提供了一種以壓電效應為基礎的心臟輔助搏動系統，能夠感受心臟搏動的頻率和幅度，并配合心臟對其搏動幅度進行微調，對心臟傷害少，且不會造成出血和血栓問題。
[0007]系統包括由軟性合金及壓電復合材料構成的輔助搏動網和控制模塊。
[0008]所述的輔助搏動網包括與用于提供支撐的外壁合金網、與心臟完全貼合的內壁合金網及兩壁之間由壓電復合材料組成的形狀調節器。
[0009]所述的合金網外部絕緣，僅在于形狀調節器相接的部分設有導電點，用于為形狀調節器供電。
[0010]所述的形狀調節器由多個壓電復合材料實現，所述的復合材料包括外層金屬電極層A，中間壓電陶瓷層及內層金屬電極層B，三層緊密結合為一體。所述“金屬電極層A”除做電極使用還需作為金屬底片，需采用延展性低、有一定厚度的金屬片。所述“金屬電極層B”只作電極使用，要求延展性很好。所述的新型壓電復合材料采用N型雙螺旋結構。所述的新型壓電復合材料“壓電陶瓷層”雙螺旋圓心連線需與軸線重合。
[0011]通電后，電壓通過金屬電極使“壓電陶瓷層”每塊圓盤均發生沿軸向伸長，同時“金屬電極層A”形狀不變，故靠近A側的壓電陶瓷相對B側收縮，使整片陶瓷沿軸向螺旋形擴張，改變內壁形狀，進而影響心臟的收縮量。
[0012]所述的控制模塊包括心臟搏動感應器、智能處理模塊及供電模塊。
[0013]所述的心臟搏動感應器用于感應心臟搏動的頻率及幅度，所述的智能處理模塊用于接收心臟搏動感應器的數據，調整供電模塊的輸出電壓，從而改變壓電材料的形變行程，最終實現對心臟搏動幅度的調節，所述的供電模塊與合金網相連，通過合金網為壓電復合材料供電。
[0014]本發明的益處是:該系統可感應心臟的搏動，并對搏動幅度進行調整，有利于心臟恢復正常功能。系統中采用壓電復合材料實現對心臟搏動的輔助功能，用電量小，體積小，重量輕，可使用較長時間。系統完全置入人體體內，且對血管和心室無破壞，不會造成出血和血栓等并發癥。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實施例中的系統框圖
[0016]圖2是本實施例中輔助搏動網示意圖
[0017]圖3是本發明實施例中的壓電復合材料未通電時側視圖
[0018]圖4是本發明實施例中的壓電復合材料通電時側視圖
【具體實施方式】
[0019]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種新型的心臟輔助搏動系統，下面結合說明書附圖，對本發明實施方式作進一步闡述。
[0020]如圖1所示，系統包括由軟性合金及壓電復合材料構成的輔助搏動網和控制模塊。所述的控制模塊包括心臟搏動感應器、智能處理模塊及供電模塊。
[0021]所述的輔助搏動網示意圖如圖2所示，它包裹住心臟外層，與心臟緊密貼近，所述的輔助搏動網包括與用于提供支撐的外壁網、與心臟完全貼合的內壁網及兩壁之間由壓電復合材料組成的形狀調節器。
[0022]所述的內外壁可由導電的軟性合金制成，合金網外部絕緣，僅在于形狀調節器相接的部分設有導電點，用于為形狀調節器供電。
[0023]所述的形狀調節器由多個壓電復合材料實現，所述的壓電復合材料包括用于做電極和金屬底片的“金屬電極層A”;用于做電極的“金屬電極層B”;用于提供壓電效應的“壓電陶瓷層”。
[0024]所述“金屬電極層A”除做電極使用還需作為金屬底片，在通電后保持自身形狀不易改變，與“壓電陶瓷層”產生形變差，因此需采用延展性略低或有一定厚度的金屬片，如黃銅片等。“金屬電極層A”與壓電陶瓷層需緊密結合。
[0025]所述“金屬電極層B”只作電極使用，要求延展性很好，可采用銀層燒滲或真空鍍膜的方式實現。
[0026]所述“壓電陶瓷層”要求在形變時，形變行程較大，且形變后位置不可發生角度變化，最高點和最低點連線經過軸心，形變方向沿軸線方向，圓心01、02需在軸線上。
[0027]在不通電時，壓電陶瓷層緊縮，側視圖(圖3)呈英文字母“N”型，俯視圖單螺旋呈蚊香形。
[0028]通電后，由于“金屬電極層A”不發生形變，故靠近A側的壓電陶瓷相對B側收縮，使整片陶瓷沿軸向螺旋形沿軸線伸長，同時，螺旋結構也可累積每層螺旋圓盤的微小形變，最終實現在軸向得到較大行程的目的，如圖4所示。
[0029]通過多個形狀調節器同時作用可改變內壁形狀，進而影響心臟的收縮量。
[0030]所述的心臟搏動感應器用于感應心臟搏動的頻率及幅度。該感應器可為心腔壓力傳感器或靜脈壓力傳感器。
[0031]所述的智能處理模塊用于接收心臟搏動感應器的數據，調整供電模塊的輸出電壓，從而改變壓電材料的形變行程，最終實現對心臟搏動幅度的調節。該模塊可由微處理器實現。
[0032]所述的供電模塊與合金網相連，通過合金網為壓電復合材料供電。
[0033]需要指出，本說明書中的描述僅用于說明性的目的，而不應該理解為對本發明的限制，本發明的保護范圍僅取決于權利要求書的保護范圍。
【主權項】
1.一種以壓電效應為基礎的心臟輔助搏動系統，其特征為: 系統包括由軟性合金及壓電復合材料構成的輔助搏動網和控制模塊， 所述的搏動網包括與用于提供支撐的外壁合金網、與心臟完全貼合的內壁合金網及兩壁之間由壓電陶瓷組成的形狀調節器，所述的合金網外部絕緣在于形狀調節器相接的部分設有導電點，用于為形狀調節器傳輸電能， 所述的形狀調節器由多個壓電復合材料實現，所述的復合材料采用上下兩層涂覆金屬電極，中間為壓電陶瓷的三層復合結構，本陶瓷形狀為N型雙螺旋結構，兩層螺旋中心位置重合，通電后可從軸心位置沿軸線方向往兩邊延展，從而改變內壁形狀，進而影響心臟的收縮量， 所述的控制模塊包括心臟搏動感應器、智能處理模塊及供電模塊， 所述的心臟搏動感應器用于感應心臟搏動的頻率及幅度，所述的智能處理模塊用于接收心臟搏動感應器的數據，調整供電模塊的輸出電壓，從而改變壓電材料的形變行程，最終實現對心臟搏動幅度的調節，所述的供電模塊與合金網相連，通過合金網為壓電復合材料供電。
【專利摘要】本發明公開了一種新型的、以壓電效應為基礎的心臟輔助搏動系統。本系統特征為：系統包括由軟性合金及壓電復合材料構成的輔助搏動網和控制模塊，所述的搏動網包括與用于提供支撐的外壁合金網、與心臟完全貼合的內壁合金網及兩壁之間由壓電陶瓷組成的形狀調節器，所述的控制模塊包括心臟搏動感應器、智能處理模塊及供電模塊，該系統可感應心臟的搏動，并對搏動幅度進行調整，有利于心臟恢復正常功能。
【IPC分類】A61M1-12
【公開號】CN104548229
【申請號】CN201410826361
【發明人】陳相寧, 吳蕓
【申請人】鎮江豐成民用聯網設備科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日