一种完全植入式血泵控制驱动装置及人工辅助心脏系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种完全植入式血泵控制驱动装置及人工辅助心脏系统，涉及医学领域，用于解决目前人工辅助心脏系统易导致穿透皮肤处的伤口难愈合、易感染等问题，本发明提供的人工辅助心脏系统中使用的完全植入式血泵控制驱动装置包括电能接收电路、信号接收电路、信号发送电路、驱动控制电路、备用电源和电源管理电路；所述电能接收电路、备用电源、信号接收电路、信号发送电路、驱动控制电路与电源管理电路连接；驱动控制电路还与信号接收电路、信号发送电路连接。上述方案中，完全植入式血泵控制驱动装置和体外系统无线连接，可以避免使用穿皮导线，从而避免穿皮导线带来的皮肤感染等并发症，提高手术成活率；并为携带者的生活带来了极大的方便。
【专利说明】
一种完全植入式血泵控制驱动装置及人工辅助心脏系统
技术领域
[0001]本发明涉及医学领域，特别是指一种完全植入式血栗控制驱动装置及人工辅助心脏系统。
【背景技术】
[0002]图1所示为现有的人工辅助心脏系统的结构示意图，如图1中所示，目前国内外人工辅助心脏系统主要是通过非植入式体外控制器I和植入式血栗3构成，体外控制器I通过一根穿过皮肤的导线2与植入式血栗3实现电连接，从而实现对植入式血栗3的控制。显然，这种方式具有导致穿透皮肤处的伤口难愈合、易感染等缺陷。
[0003]故急需一种人工辅助心脏系统，以避免导线穿透皮肤带来的干扰风险，同时方便人工辅助心脏携带者的生活。
【发明内容】
[0004]为了解决现有的人工辅助心脏系统易导致穿透皮肤处的伤口难愈合、易感染等问题，本发明提供一种完全植入式血栗控制驱动装置及人工辅助心脏系统，该人工辅助心脏系统中的完全植入式血栗控制驱动装置可以避免使用穿皮导线，从而避免穿皮导线带来的皮肤感染等并发症，提高手术成活率;同时为携带者的生活带来了极大的方便。
[0005]本发明提供的一种完全植入式血栗控制驱动装置，包括电能接收电路、信号接收电路、信号发送电路、驱动控制电路、备用电源和电源管理电路;所述电能接收电路、备用电源、信号接收电路、信号发送电路、驱动控制电路与所述电源管理电路连接;所述驱动控制电路还与所述信号接收电路、信号发送电路连接;所述电能接收电路用于接收体外控制装置的供电电源的电能，并将接收到的电能转换成直流电传输给所述电源管理电路;所述信号接收电路用于接收并解码来自体外控制装置的控制指令信号，并将解码后的控制指令信号发送给所述驱动控制电路;所述驱动控制电路接收来自所述信号接收电路的解码后的控制指令信号，并依据该信号产生驱动信号输出至血栗;所述驱动控制电路还用于采集所述完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息，并将该信息传输给所述信号发送电路;所述信号发送电路接收所述驱动控制电路发来的所述完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息，并将该信息编码后发送给体外控制装置;所述备用电源用于在体外控制装置的供电电源切断时，通过所述电源管理电路为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电;所述电源管理电路用于选择所述电能接收电路提供的直流电或所述备用电源为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电。
[0006]其中，所述电能接收电路与体外控制装置的供电电源通过非接触式无线方式连接。
[0007]其中，所述信号接收电路与体外控制装置通过非接触式无线方式连接。
[0008]其中，所述信号发送电路与体外控制装置通过非接触式无线数据方式连接。
[0009]其中，其特征在于，所述电源管理电路在收到所述电能接收电路发来的直流电时选择该直流电为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电，并在接收不到所述电能接收电路发来的直流电时选择所述备用电源为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电。
[0010]其中，所述电源管理电路还用于实时监测所述备用电源的电量，并在所述备用电源的电量低于预先设定的电量下限值时，利用所述电能接收电路发来的直流电为所述备用电源充电。
[0011]本发明还提供一种人工辅助心脏系统，包括体外控制装置、血栗以及上述完全植入式血栗控制驱动装置;所述体外控制装置设置于人体外，所述完全植入式血栗控制驱动装置和血栗植入于人体内；所述体外控制装置和所述完全植入式血栗控制驱动装置通过无线连接，所述完全植入式血栗控制驱动装置和所述血栗连接;所述体外控制装置包括用于向完全植入式血栗控制驱动装置提供电能的供电电源;所述体外控制装置还用于供用户输入控制指令并将其发送给所述完全植入式血栗控制驱动装置，还用于查看所述完全植入式血栗控制驱动装置反馈的完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息。
[0012]本发明的上述技术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驱动装置可以如血栗一样完全植入人体内，并通过非接触式方式和体外控制装置连接因此可以避免使用穿皮导线，从而避免穿皮导线带来的皮肤感染等并发症，提高手术成活率;而且非接触式电能传输与备用电源组成双电源冗余供电系统，提高了电能的可靠性，从而避免了人工辅助心脏系统因失电而引入的生命危险;备用电源的引入可以使携带者在必要时摘去体外供电装置，携带者可以进行洗澡等各种工作，为携带者的生活带来了极大的方便。
【附图说明】
[0014]图1为现有的人工辅助心脏系统的结构示意图；
[0015]图2为本发明实施例提供的完全植入式血栗控制驱动装置结构示意图；
[0016]图3为本发明实施例提供的人工辅助心脏系统结构示意图。
[0017][附图标记说明]
[0018]1、非植入式体外控制器；
[0019]2、导线；
[0020]3、植入式血栗；
[0021]4、完全植入式血栗控制驱动装置；
[0022]5、备用电源；
[0023]6、电能接收电路；
[0024]7、电源管理电路；
[0025]8、信号接收电路；
[0026]9、驱动控制电路；
[0027]10、信号发送电路；
[0028]11、体外控制装置；
[0029]12、血栗。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0031]图2为本发明实施例提供的完全植入式血栗控制驱动装置的结构示意图，如图2中所示，该完全植入式血栗控制驱动装置4包括:电能接收电路6、信号接收电路8、信号发送电路10、驱动控制电路9、备用电源5和电源管理电路7;电能接收电路6、备用电源5、信号接收电路8、信号发送电路10、驱动控制电路9与电源管理电路7连接;驱动控制电路9还与信号接收电路8、信号发送电路10连接。
[0032]图2中，电能接收电路6用于接收来自体外控制装置的供电电源的电能，并将接收到的电能转换成直流电的形式传输给电源管理电路7。
[0033]信号接收电路8用于接收并解码来自体外控制装置的控制指令信号，并将解码后的控制指令信号发送给驱动控制电路9。
[0034]驱动控制电路9接收来自信号接收电路8发来的解码后的控制指令信号，并依据该信号产生驱动信号输出至血栗;还用于采集该完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息，并将该信息传输给信号发送电路10。
[0035]信号发送电路10接收来自驱动控制电路9的该完全植入式血栗控制驱动装置合血栗的工作状态信息，并将该信息编码后发送给体外控制装置。
[0036]备用电源5用于在体外控制装置的供电电源切断时，通过所述电源管理电路为信号接收电路8、驱动控制电路9、信号发送电路10供电。
[0037]电源管理电路7用于选择电能接收电路6提供的直流电或备用电源5为信号接收电路8、驱动控制电路9、信号发送电路10供电。
[0038]其中，电能接收电路6接收体外系统电能的方式是通过非接触式无线传输。
[0039]其中，信号接收电路8接收体外系统的控制指令信号的方式为通过非接触式无线数据传输。
[0040]其中，信号发送电路10将编码后的体内系统(S卩:完全植入式血栗控制驱动装置和血栗)的工作状态信息发送给体外控制装置的方式为通过非接触式无线数据传输。
[0041]其中，电源管理电路7选择电能接收电路6提供的直流电或备用电源5为信号接收电路8、驱动控制电路9、信号发送电路1供电的方案如下:
[0042]电源管理电路7判断是否接收到电能接收电路6发来的直流电，是则选择电能接收电路6的直流电为信号接收电路8、驱动控制电路9、信号发送电路10供电；否则(在接收不到所述电能接收电路发来的直流电时)选择备用电源为信号接收电路8、驱动控制电路9、信号发送电路10供电。
[0043]其中，电源管理电路7还用于实时监测所述备用电源的电量，并在备用电源5的电量低于预先设定的电量下限值时，利用电能接收电路6发来的直流电为备用电源5充电。
[0044]对应于本发明实施例提供的完全植入式血栗控制驱动装置，本发明实施例还提供一种人工辅助心脏系统，如图3所示，该人工辅助心脏系统包括体外控制装置11、血栗12以及本发明实施例提供的上述完全植入式血栗控制驱动装置4;体外控制装置11设置于人体夕卜，完全植入式血栗控制驱动装置4和血栗12植入于人体内；体外控制装置11和完全植入式血栗控制驱动装置4通过无线连接，完全植入式血栗控制驱动装置4和血栗12连接。
[0045]其中，体外控制装置11包括用于向完全植入式血栗控制驱动装置4提供电能的供电电源，体外控制装置11还用于供用户输入控制指令并将其发送给完全植入式血栗控制驱动装置4，还用于查看完全植入式血栗控制驱动装置4反馈的完全植入式血栗控制驱动装置4和血栗12的工作状态信息。例如，体外控制装置11的人机2控制部分可以采用现有的体外控制器的原理进行设计，只是在其中增加了能够和完全植入式血栗控制驱动装置4的电能接收电路无线连接并向其传输电能的供电电源模块；以及增加了能够与完全植入式血栗控制驱动装置4的信号发送电路无线连接的通信模块;并去掉了现有的体外控制器中的驱动部分。
[0046]具体实施时，当体外控制装置的供电电源供电正常时，由体外控制装置的供电电源为体内系统(即:完全植入式血栗控制驱动装置和血栗)供电。体外控制装置的通过无线电能传输方式将供电电源的电能转化成无线电能传输到体内，电能接收电路6接收无线电能，转换成直流电输入到电源管理电路7，电源管理电路7将电能接收电路6转化完成的直流电作为体内系统的电源，为信号接收电路8，信号发送电路10，驱动控制电路9供电；同时电源管理电路7判断备用电源5的电量，当低于预先设定的电量下限值时，利用电能接收电路6转化完成的直流电为备用电源5充电，当高于此电量下限值时，备用电源5既不充电，也不放电，处于待机状态。当体外控制装置发送控制命令时，控制命令将以无线数据传输的方式传输到体内，信号接收电路8接收控制命令，并解码成驱动控制电路9可以识别的数据类型，传输给驱动控制电路9，驱动控制电路9根据接收到的控制命令改变工作状态，并输出相应的驱动信号以驱动血栗。同时，驱动控制电路9采集体内系统的工作状态，传输给信号发送电路10，信号发送电路10对接收的体内系统的工作状态信息进行解码，并以无线数据传输的方式发送到体外。
[0047]当体外控制装置的供电电源工作异常时，电源管理电路7选择备用电源5作为体内系统的工作电源，为信号接收电路8，信号发送电路10，驱动控制电路9供电，当体外控制装置的发送控制命令时，将以无线数据传输的方式传输到体内，信号接收电路8接收控制命令，并解码成驱动控制电路9可以识别的数据类型，传输给驱动控制电路9，驱动控制电路9根据接收到的控制命令改变工作状态，并输出相应的驱动信号驱动血栗。同时，驱动控制电路9采集体内系统的工作状态，传输给信号发送电路10，信号发送电路10对接收的体内系统工作状态信息进行解码，并以无线数据传输的方式发送到体外。
[0048]上述方案中，可以避免使用穿皮导线，从而避免穿皮导线带来的皮肤感染等并发症，提高手术成活率;非接触式电能传输与备用电源组成双电源冗余供电系统，提高了电能的可靠性，从而避免了人工辅助心脏系统因失电而引入的生命危险;备用电源的引入可以使携带者在必要时摘去体外供电装置，携带者可以进行洗澡等各种工作，为携带者的生活带来了极大的方便。
[0049]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种完全植入式血栗控制驱动装置，其特征在于，包括电能接收电路、信号接收电路、信号发送电路、驱动控制电路、备用电源和电源管理电路;所述电能接收电路、备用电源、信号接收电路、信号发送电路、驱动控制电路与所述电源管理电路连接;所述驱动控制电路还与所述信号接收电路、信号发送电路连接； 所述电能接收电路用于接收体外控制装置的供电电源的电能，并将接收到的电能转换成直流电传输给所述电源管理电路； 所述信号接收电路用于接收并解码来自体外控制装置的控制指令信号，并将解码后的控制指令信号发送给所述驱动控制电路； 所述驱动控制电路接收来自所述信号接收电路的解码后的控制指令信号，并依据该信号产生驱动信号输出至血栗;所述驱动控制电路还用于采集所述完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息，并将该信息传输给所述信号发送电路； 所述信号发送电路接收所述驱动控制电路发来的所述完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息，并将该信息编码后发送给体外控制装置； 所述备用电源用于在体外控制装置的供电电源切断时，通过所述电源管理电路为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电； 所述电源管理电路用于选择所述电能接收电路提供的直流电或所述备用电源为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电。2.如权利要求1所述的一种完全植入式血栗控制驱动装置，其特征在于，所述电能接收电路与体外控制装置的供电电源通过非接触式无线方式连接。3.如权利要求1所述的一种完全植入式血栗控制驱动装置，其特征在于，所述信号接收电路与体外控制装置通过非接触式无线方式连接。4.如权利要求1所述的一种完全植入式血栗控制驱动装置，其特征在于，所述信号发送电路与体外控制装置通过非接触式无线数据方式连接。5.如权利要求1所述的一种完全植入式血栗控制驱动装置，其特征在于，所述电源管理电路在收到所述电能接收电路发来的直流电时选择该直流电为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电，并在接收不到所述电能接收电路发来的直流电时选择所述备用电源为所述信号接收电路、驱动控制电路、信号发送电路供电。6.如权利要求5所述的一种完全植入式血栗控制驱动装置，其特征在于，所述电源管理电路还用于实时监测所述备用电源的电量，并在所述备用电源的电量低于预先设定的电量下限值时，利用所述电能接收电路发来的直流电为所述备用电源充电。7.—种人工辅助心脏系统，其特征在于，包括体外控制装置、血栗以及权利要求1至6任一项所述的完全植入式血栗控制驱动装置;所述体外控制装置设置于人体外，所述完全植入式血栗控制驱动装置和血栗植入于人体内；所述体外控制装置和所述完全植入式血栗控制驱动装置通过无线连接，所述完全植入式血栗控制驱动装置和所述血栗连接； 所述体外控制装置包括用于向完全植入式血栗控制驱动装置提供电能的供电电源;所述体外控制装置还用于供用户输入控制指令并将其发送给所述完全植入式血栗控制驱动装置，还用于查看所述完全植入式血栗控制驱动装置反馈的完全植入式血栗控制驱动装置和血栗的工作状态信息。
【文档编号】A61M1/12GK105854098SQ201610323268
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】张芳, 曾广商, 朱成林, 刘志伟, 韩志富
【申请人】北京精密机电控制设备研究所