專利名稱：超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種超聲直線電機驅(qū) 動的搏動式血泵。
背景技術(shù)：
目前，心室輔助裝置不僅可作為心臟移植的過渡橋梁，也是通向心肌恢復(fù)的 目的方法，并可應(yīng)用于終末期嚴重心力衰竭的長期治療。血泵是心室輔助裝置的 關(guān)鍵部件，分為搏動式和非搏動式兩類。搏動式血泵與非搏動式血泵相比，由于 能提供搏動血流，有利于各主要臟器的血液微循環(huán)灌注，更為符合生理特點。當 前進入醫(yī)療市場或者技術(shù)成熟的搏動式血泵按驅(qū)動方式劃分，主要有氣動式、液 動式、電動式等。但這些裝置體積較大，植入性、便攜性較差， 一般只作為體外 輔助或者植入到體表面積較大的人體中。超聲驅(qū)動搏動式血泵也是電動式的一 種，超聲直線電機與傳統(tǒng)電磁式電機相比，具有輸出力矩大、響應(yīng)速度快、功率 密度大(是電磁型的3-IO倍)、運動準確、結(jié)構(gòu)緊湊體積小等優(yōu)點，將超聲直線 電機應(yīng)用于血泵，可大大減小血泵的體積，便于血泵的植入。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利US5041132中已將超聲直線電機引 入搏動式血泵中，該發(fā)明以環(huán)形超聲直線電機作為動力源，經(jīng)過機械傳動裝置(如 專利中所述的螺旋副及凸輪機構(gòu))，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運動，帶 動推板作用于血袋，實現(xiàn)泵血功能。專利申請公開號CN101269245A中提出了一 種超聲直線電機驅(qū)動隔膜式血泵，該專利也選用環(huán)形超聲直線電機作為動力源， 也是經(jīng)過機械傳動裝置將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，該專利中采用雙血袋結(jié)構(gòu)， 正反行程都能壓縮血袋泵血，能夠適當減小血泵本身的體積。上述兩種裝置，由 于均采用環(huán)形超聲直線電機，都必須在結(jié)構(gòu)中采用機械傳動裝置將電機的旋轉(zhuǎn)運 動變?yōu)橹本€運動，因此具有以下缺點l.增加了整個血泵的外形尺寸，不利于血 泵的植入；2.傳動裝置存在的效率問題，降低了電機的功率輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種超聲直線電機驅(qū)動的搏動式
3血泵，與現(xiàn)有技術(shù)相比結(jié)構(gòu)緊湊尺寸小，傳動效率、定位精度及控制精度高。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括殼體、超聲直線電機、血
袋和位移檢測模塊，其中若干超聲直線電機固定在殼體四周內(nèi)側(cè)，并與血袋中
的推板連接，殼體套接于血袋外部，位移檢測模塊設(shè)置于超聲直線電機上。
所述的殼體包括上蓋、側(cè)壁和下蓋，其中上蓋和下蓋為環(huán)形結(jié)構(gòu)，筒狀
側(cè)壁的兩端分別與上蓋和下蓋采用螺栓連接。
所述的側(cè)壁的內(nèi)沿分別設(shè)有若干軸向的導(dǎo)軌。
所述的血袋包括袋體、推板和單向閥，其中袋體的兩端分別固定于殼體 上，若干單向闊分別固定設(shè)置于袋體內(nèi)部的兩端以及推板上，推板固定設(shè)置在袋 體中部。
所述的超聲直線電機包括驅(qū)動電路、壓電陶瓷片、彈性體、滑塊和預(yù)緊力 螺釘，其中驅(qū)動電路與壓電陶瓷片通過導(dǎo)線連接，滑塊活動設(shè)置于殼體內(nèi)部， 兩塊壓電陶瓷片粘結(jié)于彈性體上，彈性體的一端與預(yù)緊力螺釘相連接，彈性體的 另一端與滑塊的側(cè)面垂直接觸,所述的壓電陶瓷片、彈性體和預(yù)緊力螺釘為兩組
相同結(jié)構(gòu)分別位于滑塊的兩側(cè)。
所述的位移檢測模塊為連接在若干滑塊上的位移傳感器，位移傳感器采集的 信號經(jīng)處理后傳輸給驅(qū)動電路，用于監(jiān)控滑塊的位移和速度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，便于血泵的植入，擴大了血泵 用于心臟輔助的適用范圍，同時本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對位置的精確控制，從而有利于 實現(xiàn)對血液流量及壓力的精確控制；另外，本發(fā)明降低了傳動能耗，提高了血泵 的工作效率。


圖1為本發(fā)明實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為殼體側(cè)壁的俯視圖。
圖3為本發(fā)明實施例的主剖視圖。
圖4為圖3中的A-A剖視圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本實例包括殼體l、超聲直線電機2、血袋3和位移檢測模 塊4，其中若干超聲直線電機2固定在殼體1四周內(nèi)側(cè)，并與血袋3中的推板
13連接，殼體1套接于血袋3外部，位移檢測模塊4設(shè)置于超聲直線電機2上。 所述的殼體l包括上蓋5、側(cè)壁6和下蓋7，其中上蓋5和下蓋7為環(huán) 狀結(jié)構(gòu)，筒狀側(cè)壁6的兩端分別與上蓋5和下蓋7用螺栓連接。 如圖2所述，所述的側(cè)壁6的內(nèi)沿分別設(shè)有若干軸向的導(dǎo)軌8。 如圖3所示，所述的血袋3包括袋體9、第一單向闊IO、第二單向閥ll、 第三單向閥12和推板13，其中袋體9為筒式風(fēng)箱狀結(jié)構(gòu)，袋體9的兩端分別 固定于殼體1上，第一單向閥10、第二單向閥11和第三單向閥12分別固定設(shè) 置于袋體9內(nèi)部的兩端及推板13中部，推板13固定設(shè)置于袋體9的內(nèi)側(cè)中部。 所述的第一單向閥10、第二單向閥11、第三單向閥12均為具有生物兼容性 的機械瓣膜。
如圖4所示，所述的超聲直線電機2包括驅(qū)動電路14、第一壓電陶瓷片 15、第二壓電陶瓷片16、彈性體17、滑塊18和預(yù)緊力螺釘19，其中驅(qū)動電 路14通過導(dǎo)線與第一壓電陶瓷片15、第二壓電陶瓷片16連接，滑塊18活動設(shè) 置于殼體1內(nèi)部，第一壓電陶瓷片15、第二壓電陶瓷片16粘結(jié)于彈性體17同 一側(cè)面的兩端，彈性體17的一端與預(yù)緊力螺釘19相連接，彈性體17的另一端 與滑塊18的側(cè)面垂直接觸，所述的壓電陶瓷片15、壓電陶瓷片16、彈性體17和 預(yù)緊力螺釘19為兩組相同結(jié)構(gòu)分別位于滑塊18的兩側(cè)。
所述的彈性體17為銅塊制成。
所述的預(yù)緊力螺釘19用于調(diào)節(jié)彈性體17和滑塊18之間的預(yù)緊力； 所述的滑塊18的側(cè)面設(shè)有增摩層20，以增加彈性體17和滑塊18之間的摩 擦系數(shù)；該滑塊18的截面與導(dǎo)軌9的截面相匹配。
本實施例通過以下步驟進行具體工作當驅(qū)動電路14給第一壓電陶瓷片15、 第二壓電陶瓷片16提供一定頻率的正弦信號時，變化的電壓使第一壓電陶瓷片 15、第二壓電陶瓷片16產(chǎn)生振動，從而使彈性體17產(chǎn)生有規(guī)律的振動，驅(qū)動滑 塊18沿著導(dǎo)軌8滑動。滑塊18與推板13連接，推板13隨著滑塊18 —起運動， 從而壓縮血袋3的一部分，而放松另一部分。血袋3中袋體9采用醫(yī)用聚氨酯材料，結(jié)構(gòu)為筒式風(fēng)箱狀，以防止推板13壓縮血袋3的一部分時，袋體9與殼體 側(cè)壁6內(nèi)部產(chǎn)生干涉。血袋3內(nèi)部兩端及推板13中部裝有3個由生物兼容性的 瓣膜構(gòu)成的第一單向閥10、第二單向閥11、第三單向閥12，以保證推板13壓 縮血袋3時血液的單向流動。當推板13向上壓縮血袋3至頂部時，推板中心單 向閥12關(guān)閉，出口單向閥ll打開，血液由血液腔內(nèi)泵出，同時血液在重力作用 下流過單向閥10，將血液充盈在血袋3下部的血腔內(nèi)；當推板13向下壓縮血袋 3的下部時，單向閥10關(guān)閉，中部的單向閥12完全打開，血液全部進入血腔上 部；當推板13由下往上運動時，單向閥12關(guān)閉，單向閥IO、 ll打開，外部血 液通過單向閥IO充盈下部血腔，同時上部血腔內(nèi)的血液在推板13的作用下迅速 流過單向閥11。
如此往復(fù)，實現(xiàn)單向泵血功能，達到心臟輔助的效果。
權(quán)利要求
1、一種超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，包括殼體、超聲直線電機、血袋和位移檢測模塊，其中若干超聲直線電機固定在殼體四周內(nèi)側(cè)，并與血袋中的推板連接，殼體套接于血袋外部，位移檢測模塊設(shè)置于超聲直線電機上，其特征在于，所述的超聲直線電機包括驅(qū)動電路、第一壓電陶瓷片、第二壓電陶瓷片、彈性體、滑塊和預(yù)緊力螺釘，其中驅(qū)動電路通過導(dǎo)線與第一壓電陶瓷片、第二壓電陶瓷片連接，滑塊活動設(shè)置于殼體內(nèi)部，第一壓電陶瓷片、第二壓電陶瓷片粘結(jié)于彈性體同一側(cè)面的兩端，彈性體的一端與預(yù)緊力螺釘相連接，彈性體的另一端與滑塊的側(cè)面垂直接觸，所述的壓電陶瓷片、壓電陶瓷片、彈性體和預(yù)緊力螺釘為兩組相同結(jié)構(gòu)分別位于滑塊的兩側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所 述的殼體包括上蓋、側(cè)壁和下蓋，其中上蓋和下蓋為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，筒狀側(cè)壁的 兩端分別與上蓋和下蓋用螺栓連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所 述的側(cè)壁的內(nèi)沿分別設(shè)有若干軸向的導(dǎo)軌。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所 述的血袋包括袋體、第一單向闊、第二單向閥、第三單向閥和推板，其中袋 體為筒式風(fēng)箱狀結(jié)構(gòu)，袋體的兩端分別固定于殼體上，第一單向閥、第二單向閥 和第三單向閥分別固定設(shè)置于袋體內(nèi)部的兩端及推板中部，推板固定設(shè)置于袋體 的內(nèi)側(cè)中部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所 述的第一單向閥、第二單向閥、第三單向闊均為具有生物兼容性的機械瓣膜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所 述的彈性體為銅塊或鋁塊制成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所 述滑塊的側(cè)面設(shè)有增摩層，以增加彈性體和滑塊之間的摩擦系數(shù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，其特征是，所述的滑塊的截面與導(dǎo)軌的截面相匹配。
全文摘要
一種醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的超聲直線電機驅(qū)動的搏動式血泵，包括殼體、超聲直線電機、血袋和位移檢測模塊，其中若干超聲直線電機固定在殼體四周內(nèi)側(cè)，并與血袋中的推板連接，殼體套接于血袋外部，位移檢測模塊設(shè)置于超聲直線電機上。所述的超聲直線電機包括驅(qū)動電路、壓電陶瓷片、彈性體、滑塊和預(yù)緊力螺釘，其中驅(qū)動電路通過導(dǎo)線與壓電陶瓷片連接，滑塊活動設(shè)置于殼體內(nèi)部，兩塊壓電陶瓷片粘結(jié)于彈性體上，彈性體的一端與預(yù)緊力螺釘相連接，另一端與滑塊的側(cè)面垂直接觸，所述的壓電陶瓷片、彈性體和預(yù)緊力螺釘為兩組相同結(jié)構(gòu)分別位于滑塊的兩側(cè)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比結(jié)構(gòu)緊湊尺寸小、傳動效率、定位精度及控制精度高。
文檔編號A61M1/10GK101623519SQ200910055968
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者呂雪烽, 明 楊 申請人:上海交通大學(xué)