一种以压电效应为基础的心脏辅助搏动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医用器械设备领域，尤其涉及一种心脏辅助搏动系统。
【背景技术】
[0002]心脏搏动可使血液进行循环，为身体各部器官输送提供所需要营养和进行氧的交换。当心脏因重症和病伤，部分或完全丧失功能而不能用常规的方法进行救治时，现今的医疗技术的方法之一是使用同种异体的自然心脏进行移植，但这种方法因供心者来源困难，移植后存在免疫反应、排斥等诸多问题，故而不是以后总理想的解决方。近年来，临床上通常应用人工制造的装置来部分或完全替代病损的心脏，补偿其生理功能。
[0003]目前使用较多的心脏辅助搏动器械为左心室辅助装置，其工作原理为由管道连接外部气源提供搏动血流动力，将左心房或左心室血流引入辅助泵体，经泵体驱动血流进入主动脉，从而替代左心泵血功能。但目前的置入机械血泵可影响集体的生理稳态，以并发症的形式表现为感染、出血、血栓栓塞、器官衰竭、右心衰竭及装置损坏等，常用的隔膜泵的装置故障发生率很高且使用周期短。另一方面，血泵不能与心脏搏动同步，因而不能与心脏内部的生理压力变化相适应，影响心脏的功能恢复。
[0004]授权公告号为CN202569021的实用新型专利提出了一种利用流体压力来影响心跳幅度的心脏辅助循环系统，系统包括可伸缩囊状体、支撑架、流体介质及充入或抽出流体的泵，其系统结构较为复杂，器件较多。
[0005]上述专利及现有技术具有如下技术缺陷:系统对自身心脏破坏较大，易造成出血、血栓和感染等并发症，系统结构复杂，体积较大，耗电量高，使用时间短。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的上述问题，本发明提供了一种以压电效应为基础的心脏辅助搏动系统，能够感受心脏搏动的频率和幅度，并配合心脏对其搏动幅度进行微调，对心脏伤害少，且不会造成出血和血栓问题。
[0007]系统包括由软性合金及压电复合材料构成的辅助搏动网和控制模块。
[0008]所述的辅助搏动网包括与用于提供支撑的外壁合金网、与心脏完全贴合的内壁合金网及两壁之间由压电复合材料组成的形状调节器。
[0009]所述的合金网外部绝缘，仅在于形状调节器相接的部分设有导电点，用于为形状调节器供电。
[0010]所述的形状调节器由多个压电复合材料实现，所述的复合材料包括外层金属电极层A，中间压电陶瓷层及内层金属电极层B，三层紧密结合为一体。所述“金属电极层A”除做电极使用还需作为金属底片，需采用延展性低、有一定厚度的金属片。所述“金属电极层B”只作电极使用，要求延展性很好。所述的新型压电复合材料采用N型双螺旋结构。所述的新型压电复合材料“压电陶瓷层”双螺旋圆心连线需与轴线重合。
[0011]通电后，电压通过金属电极使“压电陶瓷层”每块圆盘均发生沿轴向伸长，同时“金属电极层A”形状不变，故靠近A侧的压电陶瓷相对B侧收缩，使整片陶瓷沿轴向螺旋形扩张，改变内壁形状，进而影响心脏的收缩量。
[0012]所述的控制模块包括心脏搏动感应器、智能处理模块及供电模块。
[0013]所述的心脏搏动感应器用于感应心脏搏动的频率及幅度，所述的智能处理模块用于接收心脏搏动感应器的数据，调整供电模块的输出电压，从而改变压电材料的形变行程，最终实现对心脏搏动幅度的调节，所述的供电模块与合金网相连，通过合金网为压电复合材料供电。
[0014]本发明的益处是:该系统可感应心脏的搏动，并对搏动幅度进行调整，有利于心脏恢复正常功能。系统中采用压电复合材料实现对心脏搏动的辅助功能，用电量小，体积小，重量轻，可使用较长时间。系统完全置入人体体内，且对血管和心室无破坏，不会造成出血和血栓等并发症。
【附图说明】
[0015]图1是本实施例中的系统框图
[0016]图2是本实施例中辅助搏动网示意图
[0017]图3是本发明实施例中的压电复合材料未通电时侧视图
[0018]图4是本发明实施例中的压电复合材料通电时侧视图
【具体实施方式】
[0019]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种新型的心脏辅助搏动系统，下面结合说明书附图，对本发明实施方式作进一步阐述。
[0020]如图1所示，系统包括由软性合金及压电复合材料构成的辅助搏动网和控制模块。所述的控制模块包括心脏搏动感应器、智能处理模块及供电模块。
[0021]所述的辅助搏动网示意图如图2所示，它包裹住心脏外层，与心脏紧密贴近，所述的辅助搏动网包括与用于提供支撑的外壁网、与心脏完全贴合的内壁网及两壁之间由压电复合材料组成的形状调节器。
[0022]所述的内外壁可由导电的软性合金制成，合金网外部绝缘，仅在于形状调节器相接的部分设有导电点，用于为形状调节器供电。
[0023]所述的形状调节器由多个压电复合材料实现，所述的压电复合材料包括用于做电极和金属底片的“金属电极层A”;用于做电极的“金属电极层B”;用于提供压电效应的“压电陶瓷层”。
[0024]所述“金属电极层A”除做电极使用还需作为金属底片，在通电后保持自身形状不易改变，与“压电陶瓷层”产生形变差，因此需采用延展性略低或有一定厚度的金属片，如黄铜片等。“金属电极层A”与压电陶瓷层需紧密结合。
[0025]所述“金属电极层B”只作电极使用，要求延展性很好，可采用银层烧渗或真空镀膜的方式实现。
[0026]所述“压电陶瓷层”要求在形变时，形变行程较大，且形变后位置不可发生角度变化，最高点和最低点连线经过轴心，形变方向沿轴线方向，圆心01、02需在轴线上。
[0027]在不通电时，压电陶瓷层紧缩，侧视图(图3)呈英文字母“N”型，俯视图单螺旋呈蚊香形。
[0028]通电后，由于“金属电极层A”不发生形变，故靠近A侧的压电陶瓷相对B侧收缩，使整片陶瓷沿轴向螺旋形沿轴线伸长，同时，螺旋结构也可累积每层螺旋圆盘的微小形变，最终实现在轴向得到较大行程的目的，如图4所示。
[0029]通过多个形状调节器同时作用可改变内壁形状，进而影响心脏的收缩量。
[0030]所述的心脏搏动感应器用于感应心脏搏动的频率及幅度。该感应器可为心腔压力传感器或静脉压力传感器。
[0031]所述的智能处理模块用于接收心脏搏动感应器的数据，调整供电模块的输出电压，从而改变压电材料的形变行程，最终实现对心脏搏动幅度的调节。该模块可由微处理器实现。
[0032]所述的供电模块与合金网相连，通过合金网为压电复合材料供电。
[0033]需要指出，本说明书中的描述仅用于说明性的目的，而不应该理解为对本发明的限制，本发明的保护范围仅取决于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种以压电效应为基础的心脏辅助搏动系统，其特征为: 系统包括由软性合金及压电复合材料构成的辅助搏动网和控制模块， 所述的搏动网包括与用于提供支撑的外壁合金网、与心脏完全贴合的内壁合金网及两壁之间由压电陶瓷组成的形状调节器，所述的合金网外部绝缘在于形状调节器相接的部分设有导电点，用于为形状调节器传输电能， 所述的形状调节器由多个压电复合材料实现，所述的复合材料采用上下两层涂覆金属电极，中间为压电陶瓷的三层复合结构，本陶瓷形状为N型双螺旋结构，两层螺旋中心位置重合，通电后可从轴心位置沿轴线方向往两边延展，从而改变内壁形状，进而影响心脏的收缩量， 所述的控制模块包括心脏搏动感应器、智能处理模块及供电模块， 所述的心脏搏动感应器用于感应心脏搏动的频率及幅度，所述的智能处理模块用于接收心脏搏动感应器的数据，调整供电模块的输出电压，从而改变压电材料的形变行程，最终实现对心脏搏动幅度的调节，所述的供电模块与合金网相连，通过合金网为压电复合材料供电。
【专利摘要】本发明公开了一种新型的、以压电效应为基础的心脏辅助搏动系统。本系统特征为：系统包括由软性合金及压电复合材料构成的辅助搏动网和控制模块，所述的搏动网包括与用于提供支撑的外壁合金网、与心脏完全贴合的内壁合金网及两壁之间由压电陶瓷组成的形状调节器，所述的控制模块包括心脏搏动感应器、智能处理模块及供电模块，该系统可感应心脏的搏动，并对搏动幅度进行调整，有利于心脏恢复正常功能。
【IPC分类】A61M1-12
【公开号】CN104548229
【申请号】CN201410826361
【发明人】陈相宁, 吴芸
【申请人】镇江丰成民用联网设备科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月25日