一種完全植入式血泵控制驅(qū)動(dòng)裝置及人工輔助心臟系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種完全植入式血泵控制驅(qū)動(dòng)裝置及人工輔助心臟系統(tǒng)，涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用于解決目前人工輔助心臟系統(tǒng)易導(dǎo)致穿透皮膚處的傷口難愈合、易感染等問題，本發(fā)明提供的人工輔助心臟系統(tǒng)中使用的完全植入式血泵控制驅(qū)動(dòng)裝置包括電能接收電路、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、備用電源和電源管理電路；所述電能接收電路、備用電源、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路、驅(qū)動(dòng)控制電路與電源管理電路連接；驅(qū)動(dòng)控制電路還與信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路連接。上述方案中，完全植入式血泵控制驅(qū)動(dòng)裝置和體外系統(tǒng)無線連接，可以避免使用穿皮導(dǎo)線，從而避免穿皮導(dǎo)線帶來的皮膚感染等并發(fā)癥，提高手術(shù)成活率；并為攜帶者的生活帶來了極大的方便。
【專利說明】
一種完全植入式血泵控制驅(qū)動(dòng)裝置及人工輔助心臟系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是指一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置及人工輔助心臟系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1所示為現(xiàn)有的人工輔助心臟系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1中所示，目前國內(nèi)外人工輔助心臟系統(tǒng)主要是通過非植入式體外控制器I和植入式血栗3構(gòu)成，體外控制器I通過一根穿過皮膚的導(dǎo)線2與植入式血栗3實(shí)現(xiàn)電連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)植入式血栗3的控制。顯然，這種方式具有導(dǎo)致穿透皮膚處的傷口難愈合、易感染等缺陷。
[0003]故急需一種人工輔助心臟系統(tǒng)，以避免導(dǎo)線穿透皮膚帶來的干擾風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)方便人工輔助心臟攜帶者的生活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有的人工輔助心臟系統(tǒng)易導(dǎo)致穿透皮膚處的傷口難愈合、易感染等問題，本發(fā)明提供一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置及人工輔助心臟系統(tǒng)，該人工輔助心臟系統(tǒng)中的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置可以避免使用穿皮導(dǎo)線，從而避免穿皮導(dǎo)線帶來的皮膚感染等并發(fā)癥，提高手術(shù)成活率;同時(shí)為攜帶者的生活帶來了極大的方便。
[0005]本發(fā)明提供的一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，包括電能接收電路、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、備用電源和電源管理電路;所述電能接收電路、備用電源、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路、驅(qū)動(dòng)控制電路與所述電源管理電路連接;所述驅(qū)動(dòng)控制電路還與所述信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路連接;所述電能接收電路用于接收體外控制裝置的供電電源的電能，并將接收到的電能轉(zhuǎn)換成直流電傳輸給所述電源管理電路;所述信號(hào)接收電路用于接收并解碼來自體外控制裝置的控制指令信號(hào)，并將解碼后的控制指令信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)控制電路;所述驅(qū)動(dòng)控制電路接收來自所述信號(hào)接收電路的解碼后的控制指令信號(hào)，并依據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至血栗;所述驅(qū)動(dòng)控制電路還用于采集所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息，并將該信息傳輸給所述信號(hào)發(fā)送電路;所述信號(hào)發(fā)送電路接收所述驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)來的所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息，并將該信息編碼后發(fā)送給體外控制裝置;所述備用電源用于在體外控制裝置的供電電源切斷時(shí)，通過所述電源管理電路為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電;所述電源管理電路用于選擇所述電能接收電路提供的直流電或所述備用電源為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電。
[0006]其中，所述電能接收電路與體外控制裝置的供電電源通過非接觸式無線方式連接。
[0007]其中，所述信號(hào)接收電路與體外控制裝置通過非接觸式無線方式連接。
[0008]其中，所述信號(hào)發(fā)送電路與體外控制裝置通過非接觸式無線數(shù)據(jù)方式連接。
[0009]其中，其特征在于，所述電源管理電路在收到所述電能接收電路發(fā)來的直流電時(shí)選擇該直流電為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電，并在接收不到所述電能接收電路發(fā)來的直流電時(shí)選擇所述備用電源為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電。
[0010]其中，所述電源管理電路還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述備用電源的電量，并在所述備用電源的電量低于預(yù)先設(shè)定的電量下限值時(shí)，利用所述電能接收電路發(fā)來的直流電為所述備用電源充電。
[0011]本發(fā)明還提供一種人工輔助心臟系統(tǒng)，包括體外控制裝置、血栗以及上述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置;所述體外控制裝置設(shè)置于人體外，所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗植入于人體內(nèi)；所述體外控制裝置和所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置通過無線連接，所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和所述血栗連接;所述體外控制裝置包括用于向完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置提供電能的供電電源;所述體外控制裝置還用于供用戶輸入控制指令并將其發(fā)送給所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，還用于查看所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置反饋的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息。
[0012]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0013]上述方案中提供的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置可以如血栗一樣完全植入人體內(nèi)，并通過非接觸式方式和體外控制裝置連接因此可以避免使用穿皮導(dǎo)線，從而避免穿皮導(dǎo)線帶來的皮膚感染等并發(fā)癥，提高手術(shù)成活率;而且非接觸式電能傳輸與備用電源組成雙電源冗余供電系統(tǒng)，提高了電能的可靠性，從而避免了人工輔助心臟系統(tǒng)因失電而引入的生命危險(xiǎn);備用電源的引入可以使攜帶者在必要時(shí)摘去體外供電裝置，攜帶者可以進(jìn)行洗澡等各種工作，為攜帶者的生活帶來了極大的方便。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有的人工輔助心臟系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的人工輔助心臟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017][附圖標(biāo)記說明]
[0018]1、非植入式體外控制器；
[0019]2、導(dǎo)線；
[0020]3、植入式血栗；
[0021]4、完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置；
[0022]5、備用電源；
[0023]6、電能接收電路；
[0024]7、電源管理電路；
[0025]8、信號(hào)接收電路；
[0026]9、驅(qū)動(dòng)控制電路；
[0027]10、信號(hào)發(fā)送電路；
[0028]11、體外控制裝置；
[0029]12、血栗。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2中所示，該完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4包括:電能接收電路6、信號(hào)接收電路8、信號(hào)發(fā)送電路10、驅(qū)動(dòng)控制電路9、備用電源5和電源管理電路7;電能接收電路6、備用電源5、信號(hào)接收電路8、信號(hào)發(fā)送電路10、驅(qū)動(dòng)控制電路9與電源管理電路7連接;驅(qū)動(dòng)控制電路9還與信號(hào)接收電路8、信號(hào)發(fā)送電路10連接。
[0032]圖2中，電能接收電路6用于接收來自體外控制裝置的供電電源的電能，并將接收到的電能轉(zhuǎn)換成直流電的形式傳輸給電源管理電路7。
[0033]信號(hào)接收電路8用于接收并解碼來自體外控制裝置的控制指令信號(hào)，并將解碼后的控制指令信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)控制電路9。
[0034]驅(qū)動(dòng)控制電路9接收來自信號(hào)接收電路8發(fā)來的解碼后的控制指令信號(hào)，并依據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至血栗;還用于采集該完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息，并將該信息傳輸給信號(hào)發(fā)送電路10。
[0035]信號(hào)發(fā)送電路10接收來自驅(qū)動(dòng)控制電路9的該完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置合血栗的工作狀態(tài)信息，并將該信息編碼后發(fā)送給體外控制裝置。
[0036]備用電源5用于在體外控制裝置的供電電源切斷時(shí)，通過所述電源管理電路為信號(hào)接收電路8、驅(qū)動(dòng)控制電路9、信號(hào)發(fā)送電路10供電。
[0037]電源管理電路7用于選擇電能接收電路6提供的直流電或備用電源5為信號(hào)接收電路8、驅(qū)動(dòng)控制電路9、信號(hào)發(fā)送電路10供電。
[0038]其中，電能接收電路6接收體外系統(tǒng)電能的方式是通過非接觸式無線傳輸。
[0039]其中，信號(hào)接收電路8接收體外系統(tǒng)的控制指令信號(hào)的方式為通過非接觸式無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0040]其中，信號(hào)發(fā)送電路10將編碼后的體內(nèi)系統(tǒng)(S卩:完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗)的工作狀態(tài)信息發(fā)送給體外控制裝置的方式為通過非接觸式無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0041]其中，電源管理電路7選擇電能接收電路6提供的直流電或備用電源5為信號(hào)接收電路8、驅(qū)動(dòng)控制電路9、信號(hào)發(fā)送電路1供電的方案如下:
[0042]電源管理電路7判斷是否接收到電能接收電路6發(fā)來的直流電，是則選擇電能接收電路6的直流電為信號(hào)接收電路8、驅(qū)動(dòng)控制電路9、信號(hào)發(fā)送電路10供電；否則(在接收不到所述電能接收電路發(fā)來的直流電時(shí))選擇備用電源為信號(hào)接收電路8、驅(qū)動(dòng)控制電路9、信號(hào)發(fā)送電路10供電。
[0043]其中，電源管理電路7還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述備用電源的電量，并在備用電源5的電量低于預(yù)先設(shè)定的電量下限值時(shí)，利用電能接收電路6發(fā)來的直流電為備用電源5充電。
[0044]對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例提供的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種人工輔助心臟系統(tǒng)，如圖3所示，該人工輔助心臟系統(tǒng)包括體外控制裝置11、血栗12以及本發(fā)明實(shí)施例提供的上述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4;體外控制裝置11設(shè)置于人體夕卜，完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4和血栗12植入于人體內(nèi)；體外控制裝置11和完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4通過無線連接，完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4和血栗12連接。
[0045]其中，體外控制裝置11包括用于向完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4提供電能的供電電源，體外控制裝置11還用于供用戶輸入控制指令并將其發(fā)送給完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4，還用于查看完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4反饋的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4和血栗12的工作狀態(tài)信息。例如，體外控制裝置11的人機(jī)2控制部分可以采用現(xiàn)有的體外控制器的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是在其中增加了能夠和完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4的電能接收電路無線連接并向其傳輸電能的供電電源模塊；以及增加了能夠與完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置4的信號(hào)發(fā)送電路無線連接的通信模塊;并去掉了現(xiàn)有的體外控制器中的驅(qū)動(dòng)部分。
[0046]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)體外控制裝置的供電電源供電正常時(shí)，由體外控制裝置的供電電源為體內(nèi)系統(tǒng)(即:完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗)供電。體外控制裝置的通過無線電能傳輸方式將供電電源的電能轉(zhuǎn)化成無線電能傳輸?shù)襟w內(nèi)，電能接收電路6接收無線電能，轉(zhuǎn)換成直流電輸入到電源管理電路7，電源管理電路7將電能接收電路6轉(zhuǎn)化完成的直流電作為體內(nèi)系統(tǒng)的電源，為信號(hào)接收電路8，信號(hào)發(fā)送電路10，驅(qū)動(dòng)控制電路9供電；同時(shí)電源管理電路7判斷備用電源5的電量，當(dāng)?shù)陀陬A(yù)先設(shè)定的電量下限值時(shí)，利用電能接收電路6轉(zhuǎn)化完成的直流電為備用電源5充電，當(dāng)高于此電量下限值時(shí)，備用電源5既不充電，也不放電，處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)體外控制裝置發(fā)送控制命令時(shí)，控制命令將以無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)襟w內(nèi)，信號(hào)接收電路8接收控制命令，并解碼成驅(qū)動(dòng)控制電路9可以識(shí)別的數(shù)據(jù)類型，傳輸給驅(qū)動(dòng)控制電路9，驅(qū)動(dòng)控制電路9根據(jù)接收到的控制命令改變工作狀態(tài)，并輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)血栗。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制電路9采集體內(nèi)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，傳輸給信號(hào)發(fā)送電路10，信號(hào)發(fā)送電路10對(duì)接收的體內(nèi)系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息進(jìn)行解碼，并以無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到體外。
[0047]當(dāng)體外控制裝置的供電電源工作異常時(shí)，電源管理電路7選擇備用電源5作為體內(nèi)系統(tǒng)的工作電源，為信號(hào)接收電路8，信號(hào)發(fā)送電路10，驅(qū)動(dòng)控制電路9供電，當(dāng)體外控制裝置的發(fā)送控制命令時(shí)，將以無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)襟w內(nèi)，信號(hào)接收電路8接收控制命令，并解碼成驅(qū)動(dòng)控制電路9可以識(shí)別的數(shù)據(jù)類型，傳輸給驅(qū)動(dòng)控制電路9，驅(qū)動(dòng)控制電路9根據(jù)接收到的控制命令改變工作狀態(tài)，并輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)血栗。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制電路9采集體內(nèi)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，傳輸給信號(hào)發(fā)送電路10，信號(hào)發(fā)送電路10對(duì)接收的體內(nèi)系統(tǒng)工作狀態(tài)信息進(jìn)行解碼，并以無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到體外。
[0048]上述方案中，可以避免使用穿皮導(dǎo)線，從而避免穿皮導(dǎo)線帶來的皮膚感染等并發(fā)癥，提高手術(shù)成活率;非接觸式電能傳輸與備用電源組成雙電源冗余供電系統(tǒng)，提高了電能的可靠性，從而避免了人工輔助心臟系統(tǒng)因失電而引入的生命危險(xiǎn);備用電源的引入可以使攜帶者在必要時(shí)摘去體外供電裝置，攜帶者可以進(jìn)行洗澡等各種工作，為攜帶者的生活帶來了極大的方便。
[0049]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括電能接收電路、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、備用電源和電源管理電路;所述電能接收電路、備用電源、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路、驅(qū)動(dòng)控制電路與所述電源管理電路連接;所述驅(qū)動(dòng)控制電路還與所述信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)送電路連接； 所述電能接收電路用于接收體外控制裝置的供電電源的電能，并將接收到的電能轉(zhuǎn)換成直流電傳輸給所述電源管理電路； 所述信號(hào)接收電路用于接收并解碼來自體外控制裝置的控制指令信號(hào)，并將解碼后的控制指令信號(hào)發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)控制電路； 所述驅(qū)動(dòng)控制電路接收來自所述信號(hào)接收電路的解碼后的控制指令信號(hào)，并依據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至血栗;所述驅(qū)動(dòng)控制電路還用于采集所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息，并將該信息傳輸給所述信號(hào)發(fā)送電路； 所述信號(hào)發(fā)送電路接收所述驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)來的所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息，并將該信息編碼后發(fā)送給體外控制裝置； 所述備用電源用于在體外控制裝置的供電電源切斷時(shí)，通過所述電源管理電路為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電； 所述電源管理電路用于選擇所述電能接收電路提供的直流電或所述備用電源為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電。2.如權(quán)利要求1所述的一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電能接收電路與體外控制裝置的供電電源通過非接觸式無線方式連接。3.如權(quán)利要求1所述的一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述信號(hào)接收電路與體外控制裝置通過非接觸式無線方式連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)送電路與體外控制裝置通過非接觸式無線數(shù)據(jù)方式連接。5.如權(quán)利要求1所述的一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電源管理電路在收到所述電能接收電路發(fā)來的直流電時(shí)選擇該直流電為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電，并在接收不到所述電能接收電路發(fā)來的直流電時(shí)選擇所述備用電源為所述信號(hào)接收電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、信號(hào)發(fā)送電路供電。6.如權(quán)利要求5所述的一種完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電源管理電路還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述備用電源的電量，并在所述備用電源的電量低于預(yù)先設(shè)定的電量下限值時(shí)，利用所述電能接收電路發(fā)來的直流電為所述備用電源充電。7.—種人工輔助心臟系統(tǒng)，其特征在于，包括體外控制裝置、血栗以及權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置;所述體外控制裝置設(shè)置于人體外，所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗植入于人體內(nèi)；所述體外控制裝置和所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置通過無線連接，所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和所述血栗連接； 所述體外控制裝置包括用于向完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置提供電能的供電電源;所述體外控制裝置還用于供用戶輸入控制指令并將其發(fā)送給所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置，還用于查看所述完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置反饋的完全植入式血栗控制驅(qū)動(dòng)裝置和血栗的工作狀態(tài)信息。
【文檔編號(hào)】A61M1/12GK105854098SQ201610323268
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】張芳, 曾廣商, 朱成林, 劉志偉, 韓志富
【申請(qǐng)人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所