專利名稱：可植入的整體式心臟假體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可植入的整體式心臟假體。
背景技術(shù)：
通過(guò)文件US-5135539，已知一種可植入病人圍心腔中的心臟假體，在切除所述病 人的天然左右心室之后，所述假體能夠替代天然左右心室，并且包括-剛性體，其中布置有人工左心室和人工右心室，這些人工心室中的每個(gè)都包括柔 性搏動(dòng)膜 柔性搏動(dòng)膜能夠在液壓流體的作用下跳動(dòng)，并且 柔性搏動(dòng)膜被布置于腔中，該腔被所述膜以密封的方式分為兩個(gè)室，其中一室 用于血液循環(huán)，另一室用于所述液壓流體，人工左心室的血室用于與天然左心房及主動(dòng)脈 連接，而人工右心室的血室則用于與天然右心房及肺動(dòng)脈連接；-兩個(gè)液壓致動(dòng)器，其與所述剛性體的所述腔的液壓流體室連接，以交替地向其中 注入和從中排出液壓流體，并且保證所期望的舒張和收縮流量值；及-柔性袋子，其通過(guò)圍封所述液壓致動(dòng)器而以寬大(defacon ample)的和密封的 方式圍繞所述剛性體的至少一部分，所述柔性袋子既用作所述液壓致動(dòng)器的液壓流體儲(chǔ)存 器，又用作順應(yīng)室(chambre de compliance)。在該已知的心臟假體中，每個(gè)致動(dòng)器與一心室關(guān)聯(lián)，并且為了符合生理學(xué)，兩個(gè)致 動(dòng)器能夠相互獨(dú)立地工作，尤其能夠同步工作，即兩個(gè)心室能夠分別地以及同時(shí)地舒張或 收縮。在這種情況下，所導(dǎo)致的結(jié)果是所述柔性袋子是大位移的所在地，因?yàn)橹聞?dòng)左右搏 動(dòng)膜所需的全部流體被交替注入，然后被吸入所述柔性袋子中。如果每個(gè)心室的容量約為 75cm3，那么袋子體積的變化能夠達(dá)到150cm3。袋子如此大幅度的搏動(dòng)，一方面可能造成難 以將所述假體容置在圍心腔中，另一方面引起周圍組織的發(fā)炎，可能會(huì)產(chǎn)生能夠妨礙袋子 搏動(dòng)并能夠損害假體工作的厚纖維囊。此外，這種同步工作需要兩個(gè)致動(dòng)器能夠具有同樣的性能，這在能量上花費(fèi)大。為了彌補(bǔ)這些缺陷，如WO-O 191 828文件所建議的，可以去除所述致動(dòng)器中的一 個(gè)，并使心室反相地工作，即當(dāng)所述心室中的一個(gè)收縮時(shí)，另一個(gè)舒張。這樣，液壓流體從一 個(gè)心室傳送到另一個(gè)心室，袋子的搏動(dòng)大大地減小。此外，由于只包括一個(gè)致動(dòng)器，這樣的 心臟假體在體積和能量消耗上是有利的。然而，這種心臟假體的缺陷在于，根據(jù)一個(gè)心室的 排出來(lái)調(diào)節(jié)另一心室的吸入時(shí)長(zhǎng)，使得舒張時(shí)長(zhǎng)必須等于收縮時(shí)長(zhǎng)，這不允許符合生理學(xué)。 另外，這樣的單致動(dòng)器式心臟假體在工作中具有抽吸心房而不適當(dāng)?shù)靥畛湫氖一蚺懦霾粔?快而沒(méi)有保持正確的壓力的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)完善上文所述的雙致動(dòng)器式心臟假體來(lái)彌補(bǔ)這些缺陷。為了這個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明，一種這樣的雙致動(dòng)器心臟假體的顯著之處在于
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-所述致動(dòng)器中的一個(gè)是主要的，并且被布置在兩個(gè)人工心室的液壓流體室之間， 所述兩個(gè)人工心室中的一個(gè)為主動(dòng)，另一個(gè)為從動(dòng)；-所述致動(dòng)器中的另一個(gè)是輔助的，并且被布置在從動(dòng)人工心室的液壓流體室和 所述由柔性袋子構(gòu)成的液壓流體儲(chǔ)存器之間；-所述主要致動(dòng)器 向所述主動(dòng)人工心室輸送所述主動(dòng)人工心室的具有相應(yīng)期望值的舒張和收縮 流量，并且·向所述從動(dòng)人工心室輸送*與所述主動(dòng)人工心室的具有期望值的舒張流量相反的收縮流量，以及*與所述主動(dòng)人工心室的具有期望值的收縮流量相反的舒張流量；并且-所述輔助致動(dòng)器向所述從動(dòng)人工心室輸送舒張和收縮修正流量，以修正由所述 主要致動(dòng)器向所述從動(dòng)人工心室所輸送的舒張和收縮流量，并且分別向修正后的舒張和收 縮流量傳送所述從動(dòng)人工心室的期望值。因此，借助于本發(fā)明，密封袋子的搏動(dòng)受到限制，因?yàn)樵诠ぷ髦幸簤毫黧w從一個(gè)人 工心室輸送到另一個(gè)人工心室。然而，借助于由所述輔助致動(dòng)器所產(chǎn)生的所述修正流量，舒 張和收縮的時(shí)長(zhǎng)不再必須相等。此外，輔助致動(dòng)器可以具有比主要致動(dòng)器小的功率，使得根據(jù)本發(fā)明的假體的能 量消耗低于已知的雙致動(dòng)器式假體的能量消耗。另外，輔助致動(dòng)器可因此具有比所述主要 致動(dòng)器的尺寸小的尺寸。優(yōu)選地，主動(dòng)人工心室與人工右心室對(duì)應(yīng)，而從動(dòng)人工心室則與人工左心室對(duì)應(yīng)。 此外，有利的是，所述主要致動(dòng)器和輔助致動(dòng)器是容積式馬達(dá)泵類型的。為了方便在圍心腔內(nèi)容置假體的原因，同樣有利的是，所述主要致動(dòng)器和所述輔 助致動(dòng)器被布置在彼此附近。在這種情況下，為了獲益于解剖學(xué)，所述主要致動(dòng)器和輔助致 動(dòng)器被布置在人工左心室附近，并因此共同與該心室的液壓流體室相連通，而所述主要致 動(dòng)器則通過(guò)所述剛性體外部的管道與人工右心室的液壓流體室連接。


參照附圖將使得清楚地理解本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的。在這些圖中，相同的附圖標(biāo)記 代表相似的元件。圖1示意地以剖視圖示出本發(fā)明旨在完善的已知心臟假體。圖2示意地示出了圖1的心臟假體在收縮結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。圖3示意地示出了圖1的心臟假體在舒張結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。圖4示意地以與圖1至3相似的視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的心臟假體。圖5為圖4的心臟假體的工作示意圖。圖6示出了圖4和圖5的心臟假體在正常舒張和收縮流量下的工作狀況。圖7示出了圖4和圖5的心臟假體在高的舒張和收縮流量下的工作狀況。圖8為本發(fā)明的心臟假體的一個(gè)實(shí)際實(shí)施例的透視圖，其外罩由假設(shè)為透明的密 封柔性袋子構(gòu)成。
圖9為圖8的心臟假體的俯視圖。圖10為圖8和圖9的心臟假體在去掉所述密封柔性袋子和穿孔圍壁后的透視圖。圖11為透視圖，其示出了圖8至圖10的心臟假體的人工心室的蓋子和液壓致動(dòng)
ο
具體實(shí)施例方式在圖1中示意地示出的已知假體P，用于在切除左右天然心室后替代患病心臟(沒(méi) 有示出)的天然左右心室。心臟假體P應(yīng)該至少能夠被大致地容置于因所述天然心室的切 除而留空的圍心腔的那部分中。如在圖1中示意地示出的，心臟假體P包括-剛性體1，其中布置有人工左心室2，人工左心室2包括柔性膜3，該柔性膜將所 述人工心室2以密封的方式分為用于血液循環(huán)的室4和用于液壓流體的室5，所述血室4用 于在一側(cè)連接到與肺靜脈VP相連通的天然左心房0G，在另一側(cè)連接到主動(dòng)脈AO ；-液壓致動(dòng)器7，例如為容積式馬達(dá)泵類型的，其與人工左心室2的液壓流體室5 相連通；-人工右心室8，其布置在所述剛性體1中，并且包括柔性膜9，該柔性膜將所述人 工心室8以密封的方式分為用于血液循環(huán)的室10和用于液壓流體的室11，所述血室10用 于在一側(cè)連接到與腔靜脈VC相連通的天然右心房0D，在另一側(cè)連接到肺動(dòng)脈AP ；以及-液壓致動(dòng)器13，例如為容積式馬達(dá)泵類型的，其與人工右心室8的液壓流體室11 相連通。此外，柔性袋子12通過(guò)圍封液壓致動(dòng)器7和13而以寬大的和密封的方式圍繞剛 性體1的至少一部分。該柔性袋子12形成由所述致動(dòng)器7和13所移動(dòng)的液壓流體的儲(chǔ)存
ο在泵P中，每個(gè)致動(dòng)器7和13分別專用于人工心室2或8中的一個(gè)，使得兩個(gè)致 動(dòng)器7和13具有相同的功率。如在圖2和3中示意地示出的，對(duì)致動(dòng)器7和13進(jìn)行相位控制，使得人工心室2 和8的收縮同時(shí)發(fā)生(圖2)并且人工心室2和8的舒張也同時(shí)發(fā)生(圖3)時(shí)，由柔性袋 子12構(gòu)成的儲(chǔ)存器14的體積在大范圍內(nèi)變化。事實(shí)上，在同時(shí)收縮的情況下(圖2)，所述 兩個(gè)液壓流體室5和11均被填滿液壓流體，使得儲(chǔ)存器14內(nèi)含有很少的液壓流體并且其 體積減小。相反地，當(dāng)所述人工心室2和8處于同時(shí)舒張的狀態(tài)下時(shí)(圖3)，所述兩個(gè)液壓 流體室5和11清空，使得儲(chǔ)存器14被填滿液壓流體并且其體積變大。根據(jù)本發(fā)明的并且在圖4、5及8至11中所示出的假體Pt允許避免儲(chǔ)存器14的 體積發(fā)生這么大的變化，同時(shí)該假體工作需要更小的功率。該假體Pt與上述假體P在元件1至5、8至12和14方面是相同的。相反地-致動(dòng)器7由功率更小的致動(dòng)器7t替代；并且-致動(dòng)器13由功率相同、但以不同方式布置的致動(dòng)器13t替代。事實(shí)上，致動(dòng)器 13t不再(像致動(dòng)器13 —樣)被布置在液壓流體室11和儲(chǔ)存器14之間，而是被布置在兩 個(gè)人工心室2和8的液壓流體室5和11之間。這樣，所述致動(dòng)器7t功率更小，并且可以比所述致動(dòng)器13t有更小的體積。
圖5中所示出的假體Pt的工作示意圖允許清楚地理解圖4中的假體Pt的工作， 在圖5中，人工心室2和8以圓柱體的形式示出，由膜3和9構(gòu)成的活塞分別在其中移動(dòng)。 從該圖中可見，致動(dòng)器7t被布置在連接儲(chǔ)存器14和人工心室2的液壓流體室5的連接15 中，致動(dòng)器13t被布置在連接人工心室2和8的兩個(gè)液壓流體室5和11的連接16中。裝置17控制致動(dòng)器7t和13t的工作，使得致動(dòng)器13t起主要作用，而致動(dòng)器7t 則起修正流量的輔助作用。下面參照?qǐng)D6的時(shí)間圖來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明心臟假體Pt的工作。在該時(shí)間圖上示出 了隨時(shí)間t變化的液壓流體的不同流量d(分別對(duì)應(yīng)于血液流量)。特別地在該時(shí)間圖中 (以實(shí)線)示出了曲線18，曲線18對(duì)應(yīng)于在人工心室8的舒張D8和收縮S8期間主要致動(dòng) 器13t的期望流量值，并(以虛線)示出了曲線19，曲線19對(duì)應(yīng)于在人工心室2的舒張D2 和收縮S2期間輔助致動(dòng)器7t的期望流量值。將會(huì)注意到，在所示出的例子中，收縮S2和 S8的時(shí)長(zhǎng)小于舒張D2和D8。裝置17控制主要致動(dòng)器13t，以使其向人工心室8輸送由曲線18所示出的舒張和 收縮期望流量。因此，人工心室8提供所期望的血液體積。相反地，由于在人工心室2和8的液壓流體室5和11之間存在連接16，故主要致 動(dòng)器13t將由點(diǎn)劃線表示的曲線20所示出的收縮和舒張流量強(qiáng)加于人工心室2，使得所述 人工心室2的收縮和舒張流量分別為人工心室8的舒張和收縮流量(曲線18)的相反值。 因此，在該工作狀況中，人工心室8是主動(dòng)的，而人工心室2是從動(dòng)的。另外，為了使人工心室2能夠接收由曲線19所示出的期望流量，裝置17控制輔助 致動(dòng)器7t，以使其向人工心室2輸送收縮和舒張的修正流量(由圖6中的曲線21示出)， 這些修正流量能夠修正由主要致動(dòng)器13t強(qiáng)加的所述收縮和舒張流量(曲線20)。圖6示出了對(duì)應(yīng)于正常的平均血流量(例如大約每分鐘5升)的舒張和收縮流 量的形狀。在血流量高的情況下，例如大約每分鐘8升，流量的形狀將更像圖7中所示出的 一樣。在這種情況下，曲線18和19與反相的相同正弦曲線相似，使得因此不需要輔助致動(dòng) 器7t方面任何的修正(這在圖7中由曲線21與正弦曲線18和19的軸線重疊這一事實(shí)示 出)。在圖8和圖9所示出的實(shí)際實(shí)施例中，假體Pt以具有解剖形態(tài)(對(duì)應(yīng)于圍心腔的 解剖形態(tài))的體積的形式呈現(xiàn)，其包括板31，在該板上布置有孔32，其用于連接到天然左 心房OG ；孔33，其用于連接到天然右心房OD ；孔34，其用于連接到主動(dòng)脈AO ；孔35，其用于 連接到肺動(dòng)脈AP。另外，在這些圖中示出了與所述假體Pt外部的電氣連接的基座36。該心臟假體以密封的方式被圍封在柔性袋子12(在圖8中假設(shè)是透明的)中，該 柔性袋子以寬大的方式圍繞所述假體，并充有液壓流體，液壓流體由浸在該流體中的致動(dòng) 器7t和13t致動(dòng)。柔性袋子12形成用作該液壓流體的貯存箱的儲(chǔ)存器14。剛性體1以及致動(dòng)器7t和13t被穿孔的剛性壁包圍，該壁構(gòu)成濾網(wǎng)并允許液壓流 體在袋子12內(nèi)部循環(huán)。穿孔的壁37避免所述柔性袋子被致動(dòng)器7t和13t吸入。在圖10中示出了位于穿孔圍壁37和柔性袋子12內(nèi)部的剛性體1和致動(dòng)器7t和 13t這一整體的實(shí)施例的透視圖。在該圖中，可見輔助液壓致動(dòng)器和主液壓致動(dòng)器7t和13t 被安置成彼此接近，靠近人工左心室2。此外，如在圖11中更清晰地示出的，人工心室2和 8的液壓流體室5和11的外壁2E和8E (也參見圖4)是由可拆除的蓋子38和39構(gòu)成的，這些蓋子分別封塞所述心室。輔助致動(dòng)器7t通過(guò)孔40與人工左心室2的室5相連通，該孔40穿過(guò)蓋子38，且 充當(dāng)圖5中的連接15。主要致動(dòng)器13t —方面通過(guò)相同的孔40與人工心室2的室5相連 通，另一方面借助于外部管道41與人工心室8的室11相連通，其中所述外部管道41通向 蓋子39上的孔42。管道41以及孔40和42對(duì)應(yīng)于圖5中的連接16。如圖11中所示出的，致動(dòng)器7t和13t、蓋子38和39、以及管道41可固定到彼此， 以形成構(gòu)造單元。在圖10中還示出了電子控制元件( ement de pilotage)，例如柔性袋子12內(nèi) 部的壓力的傳感器43、人工左心室2中的壓力的傳感器44、以及人工右心室8中的壓力的 傳感器45。
權(quán)利要求
一種可植入病人的圍心腔中的心臟假體，在切除所述病人的天然左右心室之后，所述假體能夠替代所述天然左右心室，所述假體包括 剛性體(1)，其中布置有人工左心室和人工右心室(2，8)，所述人工心室中的每個(gè)都包括柔性搏動(dòng)膜(3，9)●所述柔性搏動(dòng)膜能夠在液壓流體的作用下跳動(dòng)，并且●所述柔性搏動(dòng)膜被布置于腔中，所述腔被所述膜以密封的方式分為兩個(gè)室(4，5；10，11)，其中一室用于血液循環(huán)，另一室用于所述液壓流體，人工左心室(2)的血室(4)用于與天然左心房(OG)及主動(dòng)脈(AO)連接，而人工右心室(8)的血室(10)則用于與天然右心房(OD)及肺動(dòng)脈(AP)連接； 兩個(gè)液壓致動(dòng)器，與所述人工心室(2)的液壓流體室(5，11)連接，以交替地向其中注入和從中排出液壓流體，并且保證所期望的舒張和收縮流量值；及 柔性袋子(12)，通過(guò)圍封所述液壓致動(dòng)器而以寬大的和密封的方式圍繞所述剛性體的至少一部分，所述柔性袋子既用作所述液壓致動(dòng)器的液壓流體儲(chǔ)存器(14)，又用作順應(yīng)室，所述心臟假體的特征在于 所述致動(dòng)器中的一個(gè)(13t)是主要的，并且被布置在所述兩個(gè)人工心室(2，8)的液壓流體室(5，11)之間，所述兩個(gè)人工心室中的一個(gè)(8)為主動(dòng)的，另一個(gè)(2)為從動(dòng)的； 所述致動(dòng)器中的另一個(gè)(7t)是輔助的，并且被布置在所述從動(dòng)人工心室(2)的液壓流體室(5)和由所述柔性袋子(12)構(gòu)成的所述液壓流體儲(chǔ)存器(14)之間； 所述主要致動(dòng)器(13t)●向所述主動(dòng)人工心室(8)輸送所述主動(dòng)人工心室(8)的具有相應(yīng)期望值(18)的舒張和收縮流量，并且●向所述從動(dòng)人工心室(2)輸送*與所述主動(dòng)人工心室(8)的具有期望值的所述舒張流量相反的收縮流量(20)，以及*與所述主動(dòng)人工心室(8)的具有期望值的所述收縮流量相反的舒張流量(20)；并且 所述輔助致動(dòng)器(7t)向所述從動(dòng)人工心室(2)輸送舒張和收縮修正流量(21)，以修正由所述主要致動(dòng)器(13t)向所述從動(dòng)人工心室(2)所輸送的舒張和收縮流量，并且分別向修正后的舒張和收縮流量傳送所述從動(dòng)人工心室(7)的期望值(19)。
2.如權(quán)利要求1所述的心臟假體，其特征在于，所述輔助致動(dòng)器(7t)比所述主要致動(dòng) 器(13t)功率小。
3.如權(quán)利要求2所述的心臟假體，其特征在于，所述輔助致動(dòng)器(7t)的尺寸比所述主 要致動(dòng)器(13t)小。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的心臟假體，其特征在于，主動(dòng)人工心室對(duì)應(yīng)于人工右心 室(8)，而從動(dòng)人工心室對(duì)應(yīng)于人工左心室。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的心臟假體，其特征在于，所述主要致動(dòng)器(13t)和所述 輔助致動(dòng)器(7t)是容積式馬達(dá)泵類型的。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的心臟假體，其特征在于，所述主要致動(dòng)器(13t)和所述 輔助致動(dòng)器(7t)被布置在彼此附近。
7.如權(quán)利要求2和6所述的心臟假體，其特征在于，所述主要致動(dòng)器和輔助致動(dòng)器(13t，7t)被布置在人工左心室(2)附近，并共同(通過(guò)40)與所述人工左心室(2)的液壓 流體室(5)相連通，并且特征在于，所述主要致動(dòng)器(13t)通過(guò)所述剛性體(1)外部的管道 (41)與所述人工右心室(8)的液壓流體室(11)連接。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的假體包括主液壓致動(dòng)器(13t)，其被安置在人工心室(2和8)之間，負(fù)責(zé)以期望的流量致動(dòng)所述人工心室中的一個(gè)(8)；輔助液壓致動(dòng)器(7t)，用以修正所述人工心室中的另一個(gè)(2)的舒張和收縮流量。
文檔編號(hào)A61M1/10GK101970028SQ200980109091
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者A·卡爾龐捷, C·瓦泰勒, J-E·古爾格, M·格里姆 申請(qǐng)人:卡馬特公司