[其他]一种用作人工心脏的双泵

说明书

人工心脏属于公知并在心-肺机等装置中已被广泛采用。美国3097366号专利介绍了一种心脏泵，它的两个模拟心室共用一个马达，马达带动一块圆盘，使心室轮番收缩与舒张，泵室形状象橡皮包，接纳来自心房的血液，心房起稳压器的作用，即保持血液流量的一致性，两个泵象“正排量”泵那样，施力于向外流动的血液，泵内的工作容量或冲程量是不变的，只有节律（频率）是可调的。

美国3783453号专利介绍了一种双泵，其心室形如橡皮包，每个心室分别放在一个硬箱里，心室外受到出入于箱体的工作液体的作用力。泵包受力后轮番排吸，有一个控制系统调节泵包的这种排吸功能，使得在单位时间内经过两个泵排吸的血液总量相同，利用单独的泵包容量传感器来进行控制。

本发明来自发明人的如下发现：人的心脏并不是按人们通常想象的方式工作。由于这个发现构成了本发明的背景，所以要简单介绍一下这个发现，便于加深对本发明的理解。

用超声波分析心脏时发现，心脏跳动时，心脏容量的变化往往小于其总容量的10%;内流血液没有什么大的脉冲，而外流血液却有强烈脉冲。由此可见，而且也可从临床验证，当心肌收缩时，带动心房中隔（包括心瓣膜）向下，朝心尖方向移动;当心肌舒张时，瓣膜平面被压向上移，不过这不是肌肉的力量，而是输来的血液内在的舒张压力在起作用。还有心脏内外具有弹性的部份在起作用。在收缩阶段，心室容积减小，而心房的容积增大，二者容积的总和减少甚微，心脏的外形小了些。因此，收缩阶段排出的血液比进入的血液多。这时，血液继续向心房流动。因为心房的容量是增加。在舒张阶段，主动脉和肺静脉的瓣膜是关闭的。血液之所以继续流向心房，是因为心脏的总容量略有增加，而且瓣膜平面再次向上移动，这或多或少取决于流入心房的血液量。则在下一次收缩阶段心脏的容量取决于上一次舒张与收缩阶段的供血量。上述发现以及关于心室中隔的调节作用的另一个发现可以说都是出乎预料的。可以设想，这些发现会引起这门特殊科学的一系列变革。

在这些新发现的基础上，人们还注意到，人的心脏的一种特定的自然的方式来调节吸入心脏两大部分的血液量并达到必要的平衡。心室中隔的灵活性起这种调节作用，收缩阶段，两个心室的容量减小。在通往肺静脉的右心室出口测到的反压也小了。因为循环系统里肺内流动的阻力小于血液循环系统通过主动脉在周身流动所遇到的阻力。心室中隔一直要占据特定的位置，而在心肌收缩时，它会向右心室偏。另一方面，在舒张阶段，心室中隔不管在两个入口的压力大小，都能居于不定的位置，这就可以对排吸的血液量起平衡作用。心腔的这种平衡作用极为重要。例如，人们发现，心室中隔的梗死，比右心室或左心室的梗死所产生的预兆更危险。这似乎是因为心室中隔在收缩阶段不再起稳定作用，变得僵硬了，不能移动。因此，从右心室排出的血液量增加，同时，从左心室流出的血量相等地减少，使得血液游集肺泡，造成肺水肿。

本发明的目的之一，就是用简便方式在一个双泵中实现两个泵之间的平衡效应，使这种双泵在一台心-肺机里发挥效用，或使之用作人工心脏。本发明的另一目的是设计出一种双泵，在存在脉冲流体外流的情况下使流体的内流通畅。诚然，根据已知的一些设计，在实践中已实现了某种程度的疏流。因为与人工心脏最相近的血管系统（这种系统可以包括心房的上方）能在一定程度上改变心脏的容量;但是这种疏流效应还可改进，办法是利用分隔的模拟心房容量，它们可在一定程度上根据心室容量的变化而变化。

本发明的第三个目的在于，提供了一种双泵，它不仅使两股排出的血流间的平衡自我调节，而且使两股血流的绝对值也能自我调节。这种调节不是靠能力作用，以致破坏组织，而是靠“内在压力”。这里，借助于单方向的力压缩模拟心室。当这种力消除后，心室可以靠液压和填充压重新填充。在下一次强制加压阶段到来之前正好补充了人体所需要的血量用恰到好处的办法来探测何时达到了最高填充量，一旦达此水准，就能调节马达，加快心腔跳动的频率;当血液需要量下降时就降低心跳频率并延长一段时间，继续让心脏低频跳动。

根据本发明，双泵适合用作人工心脏，两个模拟心室彼此并列，各有一个流体入口和流体出口，每个入口和出口内部装有一个单向阀门。一个驱动装置定期反复减小心室的容量，使流体从各自的出口排出。有一个公用隔板结构把两个心室隔开，这种隔板结构至少有一段可以随着两心室的压差而移动，改变两个心室的容量并使两边的压力相等。模拟心室的每个流体入口又分别与有流体入口的模拟心房相连。两个模拟心房被一块共用的隔板分开，隔板至少有一段可随着两个模拟心房的压差而移动。