一种人工仿生心脏的制作方法

文档序号:33481137发布日期:2023-03-15 12:19阅读:95来源:国知局
一种人工仿生心脏的制作方法

1.本技术涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种人工仿生心脏的内部构造技术。


背景技术:

2.随着科技的进步,人类研究出了很多种类的人工心脏用于临床,以替代损坏的人体心脏。但很多人工心脏的体积太大,安全及使用均不方便,更不能很好地普及使用。基于此背景,本发明旨在解决人工仿生心脏内部结构布局不合理问题,以使其所有部件布局更加合理,结构更紧密、精细,功能运行更平稳,使仿生心脏更具有普世应用价值。


技术实现要素:

3.本技术实施例提供一种人工仿生心脏,以解决人工心脏内部机械部件最合理化布局问题,可将人工仿生心脏做到更紧凑、更精细、结构更小巧,使人工仿生心脏可以更方面地内置于人体胸腔,且运行更平稳,同时还解决了微型电机的均匀散热问题。
4.为了达到上述目的,本技术实施例提供了一种人工仿生心脏,包括:动力系统、缸体、底壳、左心室软囊、右心室软囊、心室软囊顶盖、人造血管、进向瓣膜、出向瓣膜、无线供电线圈、内置电池、电路板芯片、传感器、智慧软件系统、通信系统、外置集成模块;
5.其中,所述动力系统由微型电机、双向轴承、单向轴承、齿轮、曲轴、连杆、活塞构成;
6.其特征在于,所述微型电机为双配置,分别连接单向轴承,单向轴承连接齿轮,齿轮与齿轮啮合传动曲轴转动,曲轴带动连杆、活塞及心室软囊底部呈持续上下运动,从而将左、右心室软囊内的血液通过岀向瓣膜挤压岀去和通过进向瓣膜吸入进来,实现人体血液循环;
7.优选地,所述曲轴为反向曲轴,反向曲轴的使用除了改变做功的方向以外,主要目的是使两个活塞呈现一上一下的运动,这样两个活塞下面的空气会左右来回流动,使左右两个活塞下面空间体积总和都不会变化,使缸体内部空气始终保持流动。通俗一点说明,即一个缸体的活塞下面空间被逐步压缩时,则另一个缸体的活塞下面空间一定是被逐步扩大,两个缸体之间通过交换空间,实现了空气压力的平衡及流动。
8.所述微型电机,均设置在了曲轴下方的两个曲拐之间;这一隐藏式设置对比已有技术,极大地减少了所述人工仿生心脏的外型尺寸及体积,可将其更方便地植入到人体内,同时还可使所述微型电机在所述活塞呈上下运动时引起的对流空气中得到较好的均匀散热。
9.本发明提供了一种人工仿生心脏内部机械部件组合技术,其中心室软囊位于缸体内上部,在心室软囊之下为传动装置和动力系统,本发明的有益效果就是将动力系统布置在传动装置下面的剩余空间里,既节省了缸体内部空间、缩小了缸体体积,还能平衡缸体重心,还因左右活塞的相对运动,造成活塞下部的空气来回流动,流动空气可以为动力系统的电动机部件散热。
10.优选地,所述微型电机连接的轴承均为单向轴承,所述单向轴承设置有齿轮,该齿轮于传动轴的一端的齿轮啮合,传动轴另一端的齿轮与曲轴齿轮啮合。其中,在所述微型电机的驱动下,所述单向齿轮通过所述传动轴齿轮带动所述曲轴齿轮及曲轴转动。
11.优选地,所述智慧软件系统将根据使用者性别、体重及身体对供血需求的不同而对应设定微型电机的初始转速,初始转速不同,每分钟所泵出的血液亦所不同;并在使用时,所述智慧软件系统还将根据传感器感应到的使用者身体情况而模仿人体心脏功能再进行增加所述仿生心脏的泵血量,或减少所述仿生心脏的泵血量,以适应人体各器官的供血需求。
12.优选地,所述智慧软件系统是人工仿生心脏的控制单元,该控制单元预设了人工心脏微型电机初始转动频率,如预设成年人的人工仿生心脏微型电机初始转动频率是每分钟60转,再根据人体运动状况调节人工心脏微型电机转动的适时功率,如从每分钟60转调整到70转
……
80转
……
120转
……
160转不等,以适应人体在不同情况时的供血量需求。
13.优选地,所述电路板芯片刻采用双电路与所述双配置微型电机连接,当一端的微型电机转动做功时,另一端的微型电机因单向轴承反向则不会转动而处于待用状态;当正在做功的微型电机如发生故障或倒休时,另一个待用的微型电机则会在所述智慧软件系统的指示下立即进行转动做功,以保障人工心脏的安全运行。
14.优选地,微型电机末端连接有减速机,可将微型电机减速,以增加扭力,因此,微型电机可与减速机形成一体结构。
15.优选地,双电路设置和双微型电机配置,是为了保障人工心脏不因故障而失去泵血的功能,避免了因为故障造成的人工心脏骤停的安全事故。
16.优选地,所述电路板芯片与所述无线充电线圈、传感器、通信系统和所述内置电池连接,由无线充电线圈接收到电力后直接向这些部件设备供电。
17.优选地,所述内置人工仿生心脏的充电方式为无线充电方式。
18.优选地,仅使用无线充电方式就可以解决体内人工仿生心脏内部充电的电能问题;同时本发明使人工仿生心脏变得更小型化,智能化,使用更方便,使用者再也不用在身体内外联通各种管线来提供能源。
19.优选地,所述内置电池、无线充电线圈及传感器、通信系统设置在壳体内。
20.优选地,所述心室软囊顶盖上设置有四个管口,在四个管口处分别设置有进向瓣膜或岀向瓣膜,所述四根人造血管一端在套压住瓣膜后分别与四个管口以插拔的方式连接并固定。需要说明的是,在此只列举了一种人工仿生心脏和人体血管的连接方式,其他连接方式不限,以保证连接处抗压力强、稳定不脱落、易安装及拆卸为准。
21.优选地,从四个管口处可以以插拔的方式安装和拆卸人造血管,该设计目的是为更换人工仿生心脏时之用,当人工仿生心脏达到更换条件时,从管口处可实现快速拆卸更换,可以减少手术更换时间,让医务人员可以快速更换人工仿生心脏。
22.优选地,所述四根人造血管的另一端分别与人体的左心房切口、右心房切口、总动脉血管切口、肺静脉血管切口固定连接。
23.优选地,在人体心脏切除时,应预留大部分人体心房,包括左心房、右心房,即在其心房末端最小口处下刀切开。这将利于与本发明人造血管连接,留下的心房与人造血管连接后,可充当人体心房储血的功能。
24.优选地,所述左右心室软囊、人造血管、进出向瓣膜、心室软襄顶盖部件与人体血液接触的表面,应采用与人体相容材料制造或进行涂层。如植入人体的医用硅胶等材料。
25.优选地,所述外置集成模块由无线供电线圈、电池、通信系统、预警系统组成,并以无线通信的方式与体内的人工仿生心脏交换信息。所述预警系统由显示器(灯)、喇叭组成。
26.优选地,智慧软件及传感器系统可以监测包括但不限于使用者的身体情况、电池的电量、微型电机转速频率、以及正在运转的微型电机工作状态及编号等,并可智能指令两个微型电机交替变换工作。智慧软件及传感器系统还需要适时将监测到的上述情况进行分析处理,如有异常,将通过无线信号适时传输到预警系统,通过显示屏(灯)、喇叭提醒使用者,使用者通过显示屏(灯)、喇叭的提醒,即安装预警系统所提醒的去执行。
27.优选地,所述外置集成模块为一体化组成,并直接放入使用者穿戴的背心位于左胸位置的口袋里,方便携带。
28.优选地,外置集成模块放入口袋位于心脏位置,可离人工仿生心脏更近的距离传输感应信号。
29.优选地,述所背心的口袋以拉链封口,也可以是纽扣、魔术贴等封口,以便于方便使用。
30.本技术的有益效果:
31.1、在缸体内,心室软囊占据了很大空间,而传动装置也需要有伸缩距离,如果把动力装置和心室软囊以及传动装置并列设置,必然增加缸体或产品体积(已知技术均是如此),而本技术把动力和传动装置拼合设置,利用两个活塞下方的空间设置动力系统,就解决了微型电机的放置空间及位置,也不干扰活塞连杆及曲轴的运动,从而大大减少了人工仿生心脏的外形尺寸及体积,使之更容易置入到人体的胸腔内。
32.2、将微型电机设置在曲轴下方的两个曲拐之间,在左右活塞做一正一反运动时,在活塞下方便形成了空气对流,流动的空气正好可以给处在活塞下方的微型电机均匀降温,有效保障了本技术各部件的稳定运行和不烫伤损害周边人体肌肉组织。
33.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得通俗,或通过本技术的实践更方便予以了解。
附图说明
34.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
35.图1人工仿生心脏结构原理示意图
36.图2人工仿生心脏微型电机位置示意图
37.图3人工仿生心脏心室软囊运行示意图
38.图4心室软囊与缸体及顶盖关系示意图
39.图5底壳、缸体与心室软囊顶盖示意图
40.图6活塞、连杆与曲轴示意图
41.图7活塞、连杆与曲轴的运行关系示意图
42.图8微型电机、传动轴与曲轴齿轮的关系示意图
43.图9人工仿生心脏动力系统关系示意图
44.图10传动轴和传动轴齿轮的关系示意图
45.图11心室软囊部件示意图
46.图12右心室软囊运行后示意图
47.图13左心室软囊运行后示意图
48.图14微型电机与单向轴承及齿轮的关系示意图图15心室软囊顶盖与人造血管的连接示意图图16人工仿生心脏剖立面示意图
49.图17人工仿生心脏外置集成模块示意图
50.图18人工仿生心脏穿戴背心示意图
51.附图标记说明:
52.1缸体
53.2底壳
54.3卡扣及密封圈
55.4曲轴
56.4-a曲拐
57.4-b曲拐
58.5-a电机
59.5-b电机
60.6传动轴
61.7曲轴齿轮
62.8连杆
63.9-a活塞
64.9-b活塞
65.10-a右心室软囊
66.10-b左心室软囊
67.11-a右心室
68.11-b左心室
69.12上下腔总静脉血管
70.13肺总动脉血管
71.14肺总静脉血管
72.15动脉总血管
73.16进向瓣膜
74.17出向瓣膜
75.18人造血管与顶盖管口接头卡扣
76.19-a传动轴齿轮
77.19-b传动轴齿轮
78.20-a电机齿轮
79.20-b电机齿轮
80.21-a单向轴承
81.21-b单向轴承
82.22-a电机转轴
83.22-b电机转轴
84.23双向轴承或轴瓦
85.24右心室软囊被活塞推进变形为u型
86.25左心室软囊被活塞推进变形为u型
87.26左右心室软囊顶盖
88.27无线充电线圈、电路板芯片及传感器
89.28内置电池
90.29外置无线供电线圈
91.30外置充电电池
92.31外置电路板芯片
93.32外置显示器及喇叭
94.33穿戴背心
95.34穿戴背心口袋
96.35穿戴背心口袋拉链
97.36穿戴背心拉链
具体实施方式
98.下面将详细描述本技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
99.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
100.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
101.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
102.参见图1,为本技术实施例一种人工仿生心脏结构原理示意图。所述人工仿生心脏结构包括缸体1、底壳2、卡扣及密封圈3、曲轴4、电机5-a、电机5-b、传动轴6、曲轴齿轮7、连
杆8、活塞9-a、活塞9-b、右心室软囊10-a、左心室软囊10-b、右心室11-a、左心室11-b、上下腔总静脉血管12、肺总动脉血管13、肺总静脉血管14、动脉总血管15、进向瓣膜16、出向瓣膜17、人造血管与顶盖管口接头卡扣18。
103.本实施例结构图分上、中、下三部分,上部分为所述人工仿生心脏的人造血管与顶盖管口,人造血管与顶盖管口有接口18连接。其中,人造血管包含上下腔总静脉血管12、肺总动脉血管13、肺总静脉血管14、动脉总血管15。在各个主要血管及管口的下端,有进向瓣膜16、出向瓣膜17,起到引导血液流向的作用。
104.中部分为缸体,其中,缸体内设置有右心室软囊10-a、左心室软囊10-b、曲轴4、曲轴齿轮7、连杆8、活塞9-a、活塞9-b。上部顶盖和中部缸体以卡扣、密封圈及螺丝钉连接。
105.下部为底壳,其中底壳内设置有电机5-a、电机5-b、传动轴6。中部缸体和下部底壳以卡扣、密封圈及螺丝钉连接。
106.本实施例结构图还分成内外两个部分,外部包含缸体1、底壳2、卡扣及密封圈3,上下腔总静脉血管12、肺总动脉血管13、肺总静脉血管14、动脉总血管15、人造血管与顶盖管口接头卡扣18。内部包含右心室软囊10-a,左心室软囊10-b,还包含动力系统,动力系统包含动力装置和传动装置。动力装置有电机5-a、电机5-b。传动装置有曲轴4、传动轴6、曲轴齿轮7、连杆8、活塞9-a、活塞9-b。
107.在缸体1内部设置有右心室11-a和左心室11-b两个独立空间,右心室11-a是右心室软囊10-a由活塞9-a向下拉扯形成的独立空间;左心室11-b是左心室软囊10-b由活塞9-b向下拉扯形成的独立空间。动力系统为心室软囊做功,通过拉扯和压缩心室软囊达到吸进和排出血液的目的。
108.本技术实施例人工仿生心脏结构中动系统设置在缸体1的及曲轴的下部,右心室软囊10-a与左心室软囊10-b并列设置,活塞9-a与活塞9-b也是并列设置,并分别设置在右心室10-a和左心室10-b的下面。而动力系统特别是两个微型电机,均设置在曲轴下方的两个曲拐之间,刚好填补了这一处的空余空间。整个仿生心脏内部结构排列整齐、空间布局紧凑,这样设计可以极大减少人工仿生心脏的外型尺寸及体积,更方便地植入到人体内,同时还可使所述微型电机在所述活塞9-a与活塞9-b分别呈上下运动时引起的对流空气中得到较好的均匀散热。
109.参见图2,为本技术实施例一种人工仿生心脏微型电机位置示意图,参见图3,为本技术实施例一种人工仿生心脏的心室软囊运行示意图,图中新增结构部件曲拐4-a、曲拐4-b、传动轴齿轮19-a、电机齿轮20-a、电机齿轮20-b、单向轴承21-a、单向轴承21-b。电机5-a和电机齿轮20-a同轴连接,电机5-b和电机齿轮20-b同轴连接,传动轴6通过传动轴齿轮19-a同轴相连。电机转轴22-a通过单向轴承21-a带动电机齿轮20-a转动,电机转轴22-b通过单向轴承21-b带动电机齿轮20-b转动。而电机齿轮20-a和电机齿轮20-b均和传动轴齿轮19-a啮合。曲拐4-a、曲拐4-b顶端朝向相反,其设计目的是要活塞9-a和活塞9-b运动轨迹相反。
110.当活塞9-a向上挤压右心室软囊10-a时,右心室软囊10-a的内空间变小,即右心室11-a缩小,在右心室11-a内形成了正压,可以将右心室11-a内部的血液挤出去,出向瓣门17因正压的作用向上开启,右心室11-a内被挤压出来的血液就通过出向瓣门17,流入肺总动脉血管13,进而流入人体肺部。而进向瓣门16因为正压的关系向上闭合,右心室11-a内的血液不会反流进人体。同时,活塞9-b向下拉扯左心室软囊10-b,左心室软囊10-b的内空间变
大,即左心室11-b内空间增大,在左心室11-b内形成了负压,可以将外部的血液吸入左心室11-b内,进向瓣门16因负压的作用向下开启,肺总静脉血管14里的血液通过进向瓣门16流入左心室11-b里。而出向瓣门17因负压的作用,向下闭合,动脉总血管15里的血液不会流入左心室11-b里。
111.活塞下一流程做功,当活塞9-a向下拉扯右心室软囊10-a时,使右心室11-a空间持续增大,在其内部形成负压,即可以将人体中的血液吸入右心室11-a里;同时,活塞9-b将向上挤压左心室软囊10-b,压缩左心室11-b内部空间,在左心室11-b内部形成正压,即可以将左心室11-b里的血液压出,送至人体中。
112.参见图4,为心室软囊与缸体及顶盖关系示意图,在本技术实施例中,缸体顶盖上面人造血管与顶盖管口接头卡扣18以下设置有4管口,在4个管口下端分别设置有进向瓣膜16和岀向瓣膜17,同时在4个管口的上端通过人造血管与顶盖管口接头卡扣18连接有4个人造血管,分别为上下腔总静脉血管12、肺总动脉血管13、肺总静脉血管14、动脉总血管15。连接上下腔总静脉血管12和连接肺总静脉血管14的管口下端,设置有进向瓣膜16;连接肺总动脉血管13和连接动脉总血管15的管口下端,设置有出向瓣膜17。人造血管与顶盖管口由接头以插拔方式连接并以卡扣固定。而进向瓣膜16和出向瓣膜17与管口以套压方式连接。这些接口的抗压力能力以保证接口不脱落松开为准,在此不再具体赘述,以实际有效试验结果为准。
113.继续参见图4,在本示意图中新增了部件传动轴齿轮19-b,传动轴6和传动轴齿轮19-b同轴相连,而传动轴齿轮19-b却和曲轴齿轮7啮合相连。
114.参见图1、图2,图3、图4,由本技术其中一个实施例可以清楚地看到电机5-a转动时将动力通过单向轴承21-a传输给电机齿轮20-a,电机齿轮20-a与传动轴齿轮19-a啮合,把电机5-a自转产生的动能先传递给了传动轴6;传动轴6再把动能传递给传动轴齿轮19-b,而传动轴齿轮19-b再把动能传递给曲轴齿轮7,曲轴齿轮7和曲轴4同轴相连,所以,动能继续传递到了曲轴4;曲轴4通过曲拐4-a将传动轴6所带的自转动能转换成了上下往复的动能,将动能传递到连杆8,而连杆8直接推动活塞9-a做上下运动,活塞9-a和右心室软囊10-a连接,通过活塞9-a上下挤压拉扯心室软囊,实现了右心室11-a排除血液和吸入血液的功能。
115.相同原理,电机5-b仍是如此实现做功的,在此不再赘述。
116.参见图5,为本技术实施例一种人工仿生心脏的底壳、缸体与心室软囊顶盖示意图,整个人工仿生心脏的外壳由三部分组成,即底壳、缸体和顶盖。底壳2和缸体1是通过卡扣、密封圈3及螺丝钉连接在一起的,心室软囊顶盖和缸体1也是通过卡扣、密封圈3及螺丝钉连接在一起的。缸体1内部分成左右两个腔室,以容纳左心室软囊和右心室软囊。顶盖上主要设置人造血管、管口和进出向瓣膜。分设三个部分的外壳,是为了拆卸更换维修人工仿生心脏的便利。拆开顶盖,可以更换心室软囊、进向瓣门、出向瓣门;拆开底壳,可以维修微型发动机,传动部件如连杆、轴承、活塞、齿轮以及内置电池、感应芯片等部件。
117.参见图6,图7,为本技术实施例一种人工仿生心脏部件活塞、连杆与曲轴示意图,两张图示反应了活塞9-a、活塞9-b、连杆8与曲轴4的运行关系,图中新增双向轴承或轴瓦23。
118.曲轴4的两个曲拐是反向,反向曲拐的使用目的是使活塞9-a与活塞9-b的运动方向相反,呈现一上一下的运动轨迹,这样活塞9-a与活塞9-b下面的空气会左右来回流动,使
活塞9-a与活塞9-b下面空间体积总和都不会变化,使缸体内部空气压力始终保持恒定。
119.双向轴承或轴瓦23的作用是为了减少传动轴6与之连接件的摩擦力,且可以使传动轴6正反方向都可以转动。
120.参见图8,为本实施例一种人工仿生心脏微型电机、传动轴与曲轴齿轮的关系示意图,包括传动轴6、传动轴齿轮19-a、传动轴齿轮19-b、曲轴4、曲轴齿轮7,电机5和单向轴承21,电机转轴22。单向轴承21被限制朝一个方向转动。电机转轴22和单向轴承21以及电机齿轮20同轴连接,当微型电机5转动时,带动电机转轴22一起同轴转动,而电机转轴22带动单向轴承21及电机齿轮20只能朝正方向转动,如电机齿轮20向反方向转动,则单向轴承21不会跟随转动。由此可知,由微型电机5自转做功,带动电机转轴22和单向轴承21以及电机齿轮20只能朝一个方向转动,电机5的动能通过传动轴齿轮19-a传递给传动轴6,再传递给传动轴齿轮19-b,在通过曲轴齿轮7传递给曲轴4,曲轴4转动带动曲拐做上下运动。
121.参见图9,为本技术实施例一种人工仿生心脏动力系统示意图,从本图示中可以看到,电机5-a的电机齿轮20-a和电机5-b的电机齿轮20-b同时和传动轴齿轮19-a啮合,但电机5-a和电机5-b的电机转轴22外面都套装了单向轴承21,当电机5-a给传动轴齿轮19-a做功时,传动轴齿轮19-a只会带动电机5-b的电机齿轮20-b转动,但不会带动电机5-b的单向轴承转动,从而也不会带动电机5-b转动。这样设计的目的是要求一个微型电机工作时,避免另一个微型电机被联动,从而实现了另一个微型电机倒休,或在一个微型电机发生故障时,立即启动另一个微型电机做功,保障了本技术人工仿生心脏的安全性和使用寿命的持久性。
122.参见图10,为本技术实施例一种人工仿生心脏传动轴和传动轴齿轮的关系示意图,传动轴6的前端同轴安装有传动轴齿轮19-a,用以接受来自本技术所述微型电机的动能。传动轴6的后端安装有传动轴齿轮19-b,用以将上述动能继续传递到传动装置曲轴齿轮7上,再进一步将上述动能传递到连杆及活塞上。
123.参见图11,为本技术实施例一种人工仿生心脏心室软囊部件示意图,心室软囊10-a和心室软囊10-b,其各自内空间代表了右心室11-a和左心室11-b。
124.需要说明的是,心室软囊应为柔软、高耐磨、抗折叠、不起皱纹产品,并所有与血液接触的部件表面,都应采用不沾水材料和生物相容材料制作或进行涂层,以防止血液在其表面粘附及生长血栓。
125.参见图12,为本技术实施例一种人工仿生心脏右心室软囊运行后示意图,通过其中一个实施例可以看到,当左心室软囊10-b被向下拉扯扩张至最大空间时,右心室软囊10-a就被向上推进挤压至最小空间,右心室软囊被活塞推进变形为中间凸型,可以快速排出空间内的血液。同时,右心室软囊10-a周边被推进挤压成u型24,减少了心室软囊材料的多层折叠,减轻了磨损。
126.参见图13,为本技术实施例一种人工仿生心脏左心室软囊运行后示意图,通过其中一个实施例可以看到,当右心室软囊10-a被向下拉扯扩张至最大空间时,左心室软囊10-b就被向上推进挤压至最小空间,左心室软囊被活塞推进变形为凸型,可以快速排出空间内的血液,同时,左心室软囊10-b周边被推进挤压成u型25,减少了心室软囊材料的多层折叠,减轻了磨损。
127.参见图14,为本技术实施例一种人工仿生心脏微型电机与单向轴承及齿轮的关系
示意图,微型电机5自转做功,通过电机转轴22对外传递动能。电机转轴22、电机齿轮20和单向轴承21同轴套装在一起,电机转轴22可以带动单向轴承21朝一个方向转动,单向轴承21再带动电机齿轮20转动。但反过来,电机齿轮20却不能带动单向轴承21反方向转动。
128.参加图15,为本技术实施例一种人工仿生心脏心室软囊顶盖与人造血管的连接示意图,左右心室软囊顶盖26是包含了如下部件:上下腔总静脉血管12、肺总动脉血管13、肺总静脉血管14、动脉总血管15、进向瓣膜16、出向瓣膜17、人造血管与顶盖管口接头卡扣18。管口和人造血管接口的连接方式及人造血管分类以及瓣膜功能在前面已经说明,在此不再赘述。
129.参见图16,为本技术实施例一种人工仿生心脏剖立面示意图,图中还包括了无线充电线圈、电路板芯片及传感器27、内置电池28。
130.在其中一个实施例中,微型发动机驱动5驱动单向轴承21,把动能传递给传动轴齿轮19-a,传动轴齿轮19-a再通过传动轴6把动能传递给传动轴齿轮19-b,传动轴齿轮19-b通过啮合的曲轴齿轮7把动能传递给曲轴4,通过曲拐4-a把曲轴4的圆周转动变成连杆8的上下往复运动,从而推动活塞9-a上下运动,活塞9-a推动右心室软囊10-a做上下运动,挤压或拉扯右心室软囊10-a,达到排出和吸入血液的功能。无线充电线圈、电路板芯片及传感器27和内置电池28分别设置在缸体夹层中。
131.因为无线充电线圈、电路板芯片及传感器27和内置电池28的存在,使用者在需要时可以暂时脱离体外携行装备,如洗澡、游泳等完全不受外部装备的影响。
132.参见图17,为本技术实施例一种人工仿生心脏外置集成模块示意图,包括外置无线供电线圈29、外置充电电池30、外置电路板芯片31、外置显示器及喇叭32。外置无线供电线圈29、外置充电电池30主要给图16所示无线充电线圈、电路板芯片及传感器27和内置电池28提供持续充电电能。而外置电路板芯片31、外置显示器及喇叭32为通信系统、预警系统。微型电机的运行状态可通过无线信号适时传输到预警系统,通过外置显示器(灯)及喇叭32提醒使用者,使用者通过外置显示器(灯)及喇叭32的提醒,判断人工仿真心脏的工作状态是否正常,从而决定是否要更换集成模块、充电还是要去医院排除故障等。
133.参见图18,为本技术实施例一种人工仿生心脏穿戴背心示意图,包含穿戴背心33、穿戴背心口袋34、穿戴背心口袋拉链35、穿戴背心拉链36。
134.背心是携行装备,主要是装载人工仿生心脏外置集成模块,外置集成模块一体组成,并直接装到使用者穿戴的背心位于左胸位置的口袋34里,方便携带。穿戴背心口袋34设置在人体胸口位置,是为了让人体内的电子设备和人体外的电子设备更接近,可以更近距离给体内进行无线充电和更有效地传递内外感应信息。
135.通过本技术其中一个实施例可以看到,穿戴背心口袋34以拉链35封口,是为了便于拆卸外置集成模块,当然口袋34也可以用纽扣封口,还可以用魔术贴等其他各种方式封口,在此不做赘述。
136.需要说明的是,本技术所示图例只是为了方便理解,在实际制造及使用中,图例中的各部件位置、形状以及尺寸大小和比例等,在制造时还应根据实际需要进行调整;例如(但并不限于)主血管、管口的粗细及其排列位置,进向瓣门和出向瓣门的形状、大小及其位置,缸体的尺寸大小、内置电池和电路板芯片的大小及其设置位置等。
137.以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来
说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
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