[发明专利]血液泵送装置

说明书

公开一种血液泵送装置(1)，其包括至少第一泵(2)和第二泵(3)以及用于引发身体循环系统中的血液流动的第一和第二泵致动装置。每个泵(2、3)包括具有入口通道(10)的一个上部腔(9)和具有出口通道(13)的一个下部腔(12)。上部和下部腔(9、12)被可移动的阀平面(7)分开，该阀平面设有阀(14)。泵致动装置被配置成响应于来自控制单元的控制信号使阀平面(7)沿向上和向下方向在上部和下部腔(9、12)之间移动，从而使得当阀平面(7)沿向上方向移动时，设置在阀平面(7)中的阀(14)处于打开位置，容许血液从上部腔(9)流到下部腔(12)，并且当阀平面(7)沿向下方向移动时，阀(14)处于关闭位置并且血液通过出口通道(13)从下部腔(12)喷射出。下部腔(12)的底部设有袋形部分(20)。

技术领域

本发明涉及血液泵送装置，诸如全人工心脏(TAH)，其可完全地或部分地代替天然心脏的功能。本发明还涉及可永久地或暂时地用作左心室辅助装置(LVAD)、右心室辅助装置(RVAD)或心肺转流装置的血液泵送装置。

背景技术

人体内心脏的主要功能是使血液循环通过血管，以便将氧、营养物质和废物运输到身体细胞或从身体细胞运输它们。许多疾病可影响心脏，诸如心肌梗塞、高血压、瓣膜功能不全以及各种心肌疾病。这类疾病的最终结果可以是心脏衰竭，这意味着心脏已经失去了将足够的血液泵送到肺和身体组织的能力。

心脏衰竭的症状是气促、水肿和疲劳。患有晚期心脏衰竭的患者可以得到的唯一治疗选项是心脏移植。但是，由于缺少足够数量的捐献心脏，大多数晚期心脏衰竭患者会在等待心脏移植手术时死亡。

为此，过去50年里对于研制可以完全代替患病心脏的机械心脏做出了大量努力。直到现在，仅研制出了几种能够完全代替患病心脏的全人工心脏(TAH)，即机械心脏/心脏假体。TAH与心脏辅助装置不同，后者仅辅助并支撑心脏的患病部分。这意味着心脏辅助假体与患者自己的心脏平行操作，不需要代替心脏，而对于全人工心脏来说需要代替心脏。市场上存在许多心脏辅助假体，作为左心室辅助装置(LVAD)、右心室辅助装置(RVAD)或双心室辅助装置。

当前在市场上被证明的现有TAH的一个主要并发症是形成血凝块，当血凝块作为栓塞形成在身体的关键器官中时可引起中风、其他损伤、甚至死亡。其他并发症可以是流血和感染。当在等待心脏移植时仅短时间将TAH用作桥的情况下也会出现这些并发症。

健康的人类心脏通常贯穿人的寿命勤劳无缺陷地工作，而不会引起任何并发症。因此，为了成功地研制能够代替人类心脏的心脏假体，人工心脏有利地被设计成人类心脏。因此，重要的是，理解心脏的解剖学结构以及它在生理学上如何发挥功能。现有TAH都未根据天然人类心脏的生理学和解剖学来构造，并且这可能是这些TAH都不能永久地代替人类心脏的功能的原因。

天然心脏实际上可被看作由两个泵构成，右泵和左泵。每个泵由一个心房和一个心室构成，因此天然心脏由两个心房和两个心室构成。心脏的右侧泵是低压系统，并且左侧泵是高压系统。脱氧血液从身体流入右心房，然后经由右心室进入肺循环，在该处血液在肺部中被充氧。充氧血液从肺循环流回心脏，在该处进入左心房，穿过左心室，并且之后离开心脏，继续再次进入身体。

在过去三十年期间，已经修改了关于人类心脏的功能以及人类心脏如何在身体中循环血液的知识。直到近来，人们相信心脏借助心室肌肉的挤压运动泵送血液，但是这种相信在Stig及其他研究者提出他们的研究之后得到修改，所述研究认为房室(AV)平面的移动是心脏将血液泵送通过血管的原理性方法。在心脏每侧处，心房和心室被AV平面分开。AV平面在左侧和右侧都配备有瓣膜，以防止血液在循环系统中逆流。当AV平面通过心脏肌肉(心肌)的收缩而朝向心室向下移动时，瓣膜关闭，引起心室内压力迅速增大，其将血液推入心脏左侧和右侧的动脉。AV平面的活塞式功能产生血液的脉动流，其对于维持许多身体器官的功能来说是重要的。因此心脏更像活塞泵而非挤压泵。