Искусственное сердце

(б 1) Зависимый от патента 51) М. Кл. 1/03 2) Заявлено 21.01,72 (21) 1753176/31-16(32) Приорите (33) Франция Опубликовано 2,01.71 (31) 710221 Государственный комитет Соввта Министров СССР но делам изоорвтвний н открытий(088.8) 5.03,74, Бюллетень11 Дата опубликования описания 2 б.07,74(72) Автор изобретени Иностранец Пьер Лявинь(Франция) странная фирма ьят а ЛЭнержитомик 54) ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппарату искусственноесердце.Известно искусственное сердце, содержащее насос для крови, гидропривод насоса с порш нем, двигатель с быстрым запуском и поршнем линейного перемещения, источник энергии, выполненный в виде котла, нагреваемого радиоизотопным иточником, и механизм релаксации. 10Целью изобретения является повышение надежности и срока службы искусственного сердца.Это достигается тем, что двигатель содержит два цилиндра, один из которых для рабо чего газа и имеет дно, нагреваемое источником энергии, а второй цилиндр содержит упругий газ, поршень, смонтированный в обоих цилиндрах, газопроницаемый поршень, средства фиксации поршня в конце систолы, сред ства остановки с фиксацией поршня в конце диастолы, средства отвода газопроницаемого поршня, средства расфиксации поршня в начале систолы; к системе промежуточной жидкости, обеспечивающей работу предсердий, 25 подсоединена буферная камера с гибкой перегородкой, контур восстановления утечек газа, а источник энергии состоит из кожуха, содержащего радиоактивный элемент, окруженного термической емкостью, выполненной из сое динения с высокой теплотой плавления и помещенной внутри теплоизоляции, причем полости гидропривода расположены вокруг цилиндра с рабочим газом.Оба цилиндра имеют одинаковое сечение, а полость последнего соединена с частью полости картера.Газопроницаемый поршень выполнен в виде множества капилляров, расположенных параллельно оси цилиндров и соединенных при помощи термоизолирующего материала.Средства фиксации поршня в конце диастолы выполнены в виде защелок, входящих в зацепление со ступенчатыми упорами, смонтированными в картере.Средства расфиксации поршня в начале систолы выполнены в виде клинообразных упоров, закрепленных на цилиндре гидропривода и отгибающих защелки средств фиксации поршня в конце диастолы.Средства перемещения и фиксации с поршнем газопроницаемого поршня содержат разомкнутый магнитный контур, выполненный на поршне, и магнитный якорь, соединенный с газопроцицаемым поршнем и помещенный в конической расточке поршня,Средства отвода газопроницаемого поршня выполнены в виде поршня малого диаметра, соединенного с магнитным якорем и помещенного в цилиндрической расточке поршня, за.крытой стержнем, жестко закрепленном накартере двигателя,Средства фиксации поршня в конце систолысодержат магнитные якоря, укрепленные напоршне, и постоянные магниты, укрепленныеца картере.На фиг, 1 изображена принципиальная схема гидропривода искусственного сердца; нафиг. 2 - общий вид искусственного сердца вразрезе.Аппарат искусственное сердце содержит насос 1 для крови, гидропривод 2 насоса с полостями 3 и 4 нагнетания и полостью 5 всасывания, поршнем 6 и системой 7 промежуточнойжидкости, двигатель 8, содержащий картер 9и источник энергии 10.Двигатель 8 имеет два цилиндра 11 и 12.Цилиндр 11 содержит рабочий газ и имеетдно 13, нагреваемое источником энергии, ацилиндр 12 - упругий газ. Поршень 14 расположен в обоих цилиндрах 11 и 12. Крометого, в аппарате имеется газопроницаемыйпоршень 15.Средства фиксации поршня 14 в конце систолы содержат магнитные якоря 16, укрепленные на поршне 14, и постоянные магниты17, укрепленные на картере 9.Средства перемещения и фиксации с поршнем 14 газопроницаемого поршня 15 содержатразомкнутый магнитный контур 18, выполненный на поршне, и магнитный якорь 19, соединенный с газопроницаемым поршнем и помещенный в конической расточке поршня 14.Средства фиксации поршня 14 в конце диастолы выполнены в виде защелок 20, входящих в зацепление со ступенчатыми упорами 21,смонтированными в картере 9.Средства отвода газопроницаемого поршня15 выполнены в виде поршня 22 малого диаметра, соединенного с магнитным якорем 19и помещенного в цилиндрической расточке 23поршня 14, закрытой стержнем 24, жестко закрепленном на картере 9 двигателя.Средства расфиксации поршня 14 в началесистолы выполнены в виде клинообразныхупоров 25, закрепленных на цилиндре 26 гидропривода 2 и отгибающих защелки 20средств фиксации поршня 14 в конце диа столы.К системе 7 промежуточной жидкости подсоединена буферная камера 27 с гибкой перегородкой 28.Аппарат искусственное сердце содержитконтур 29 восстановления утечек газа,Источник 10 энергии снабжен кожухом 30,содержащим радиоактивный элемент 31, окруженный термической емкостью 32, помещенной внутри теплоизоляции 33.Газопроницаемый поршень 15, выполнен ввиде множества капилляров 34, расположенных параллельно оси цилиндров и соединенного при помощи термоизолирующего материала,Поскольку поршень 14 неподвижен благодаря якорям 16 и магнитам, магнитный кон 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 тур поршня 14 притягивает якорь 19 и газопроницаемый поршень 15, который ложится на поршень 14 за счет повышения давления в цилиндре 11. Поршень 22, толкаемый якорем 19, сжимает газ, заключенный в цилиндрической расточке, внутренней относительно поршня 14.Последующая термодинамическая фаза, соответствующая началу фазы диастолы, проходит следующим образом: повышение давления в цилиндре 11 таково, что сила остановки поршня 14, создаваемая комбинацией якоря 16 и магнитами 17, является уже недостаточной и очень быстро убывает, так как движение поршня 14 ускоряется и замедляется, а затем останавливается благодаря наличию системы защелок 20 и упоров 21. На этой короткой фазе рабочий газ в цилиндре 11 изотермически расширяется, поглощая тепло, а упругий газ в цилиндре 12 сжимается.В конце этой фазы давление газа, заключенного в цилиндрической расточке, внутренней относительно поршня 14, благодаря сближению поршня 22 и стержня 24 увеличивается, достигая такой величины, что оказываемое им усилие на поршень 22 становится больше силы притяжения якоря 19, сложенной с силами давления в цилиндре 11. Тогда газопроцицаемый поршень 15 отводится на дно ци лицдра 11. Давление рабочего газа изменяется и изменяется одновременно его температура.Сопровождающая фаза диастолы проходит следующим образом: с самого начала термодинамической фазы, которая только что была описана, тяга 35 освобождается, Оба поршня 36 и 37 накачки могут, следовательно, отходить, управление отходом может быть получено путем саморегулирования, определяемого в соответствии с требованиями медицины, цо давления в полостях 3 и 4 (давления в желудочках) будут более высокими, чем в полости 5, Можно поддерживать давление в картере на уровне значения ниже давления в полости 5.По окончании фазы диастолы упор 25 освобождает защелки 20. Начинается последующая термодинамическая фаза, синхронная с фазой систолы,Поршень 14 под воздействием сил давления газа, заключенного в цилиндре 12, превышающих сил и давления газа, заключенного в цилиндре 11, возвращается в свою исходную точку, толкая посредством тяги 35 оба поршня 36 и 37, и кровь оттекает из желудочков. Газ, находящийся в цилиндре 11, изотермически сжимается, уступаятепло, которое в большей части передается жидкости полостям, окружающей цилиндр, Часть этого тепла может быть отдана непосредственно тканям человека за счет проводимости через различные детали и картер 9.Упоры 21 защелок 20 могут выполняться ступенями, чтобы обеспечить несколько положений остановки поршня 14, не вызывая из 421163мепения фаз. Эта мера предосторожности позволяет сделать работу сердца стабильнои: несмотря на ВозможеОсть незначительных изменений его параметров, вызываемых износом, изменениями теплообменника, Таким образом, сердце может несколько изменять систолический объем и частоту, но не останавливается.Цилиндры 11 и 12 могут быть объединены в один, без отверстия наружу, силы давления могли бы тогда передаваться магнитным путем, что дает преимущество, состоящее в обеспечении идеальной герметичности между цилиндрами 11 и 12 и зоной под картером. Но этот тип передачи более тяжел по сравнению с механической передачей.Герметичность самого двигателя ввиду высоких давлений газа в цилиндрах по сравнению с давлением в картере, близким к атмосферному, обеспечивается обычными круглыми прокладками, но возникает необходимость в системе рекуперации утечек газа вследствие работы двигателя. Такой контур 29 восстанов. ления утечек газа показан на фиг. 2, но тогда нужно использовать один и тот же газ в качестве рабочего, упругого и картер газа. Эта система имеет следующую конструкцию: соединенный с картером цилиндра 38 оканчивается невозвратным клапаном 39 внутри цилиндра 12, В этом цилиндре может перемещаться поршень 40, соединенный с поршнем 14. С другой стороны цилиндр 12 соединен с рабочим цилиндром 11 по каналу 41, снабженному калиброванным клапаном 42.Газ, заключенный в картере, снова сжимается до цилиндра 12 благодаря наличию цилиндра 38 и поршня 40, так что клапан 39 открывается лишь в том случае, когда давление в цилиндре 12 становится слишком низким. Если же давление в цилиндре 11 падает, в него может поступать газ из цилиндра 12 через отверстие калиброванного клапана 42. Предмет изобретения1. Искусственное сердце, содержащее насос для крови, гидропривод насоса с полостями, поршнем и системой промежуточной жидкости, двигатель содержащий картер и радиоизотопный источник энергии, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности и срока службы, двигатель содержит два цилиндра, один из которых для рабочего газа имеет дно, нагреваемое источником энергии, а второй цилиндр для упругого газа, поршень,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 смонтированный в обоих цилиндрах, газопроницаемый поршень, средства фиксации поршня в конце систолы, средства перемещения и фиксации с поршнева газопроницаемого поршня, средства фиксации поршня в конце диастолы, средства отвода газопроницаем ого поршня, средства расфиксации поршня в начале систолы; к системе промежуточной жидкости подсоединепа буферная камера с гибкой перегородкой, контур восстановления утечек газа, причем полости гидропривода расположены вокруг цилиндра для рабочего газа, а источник энергии выполнен в виде кожуха, окруженного термической емкостью, помещенной внутри теплоизоляции.2. Искусственное сердце по п. 1, о тл и ч а юще е с я тем, что оба цилиндра имеют одинаковое сечение, причем полость последнего соединена с частью полости картера.3. Искусственное сердце по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что газопронпцаемый поршень выполнен в виде множества капилляров, расположенных параллельно оси цилиндров и соединенных при помощи термоизолирующего материала.4. Искусственное сердце по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что средства фиксации поршня в конце диастолы выполнены в виде защелок, входящих в зацепление со ступенчатыми упорами, смонтированными в картере.5. Искусственное сердце по п. 1, отлич аю щ е е с я тем, что средства расфнксацпи поршня в начале спстолы выполнены в виде клинообразных упоров, закрепленных на цилиндре гидропривода.6. Искусственное сердце по п. 1, отл ич а. ю щ е е с я тем, что средства перемещения и фиксации с поршнем газопроницаемого поршня содержат разомкнутый магнитный контур, выполненный на поршне, и магнитный якорь, соединенный с газопроницаемым поршнем и помещенный в конической расточке поршня.7. Искусственное сердце по п, 1, отл и ч ао щ е е с я тем, что средства отвода газопроницаемого поршня выполнены в виде поршня малого диаметра, соединенного с магнитным якорем и помещенного в цилиндрической расточке поршня, закрытой стержнем, жестко закрепленным на картере двигателя.8. Искусственное сердце по п. 1, отл ич аю щ е е с я тем, что средства фиксации поршня в конце систолы содержат магнитные якоря, укрепленные на поршне, и постоянные магниты, укрепленные на картере.421163 фиг Г Составитель Т. ГоловинаТехред Т, Миронова Корректор В. Брыксина Редактор Д. Пинчук Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1820/12 Изд. Мв 687 Тираж 482 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5