智能心脏

本申请是名为《智能心脏》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2016年04月18日，申请号为201610234399.9。

技术领域

本发明涉及器官模拟设备技术领域，特别涉及智能心脏。

背景技术

心脏是众所周知生物体动力源以及生命延续的重要器官。心脏一旦发生丧失了有效泵血功能，血液凝固是一系列复杂的化学连锁反应的结果，4～6分钟后会造成生物体脑和其他生物体重要器官组织的不可逆的损害，全身组织急性缺血、机体交感肾上腺系统活动增强、肾小管坏死、肝小叶中心性坏死、乳酸增多引起代谢性酸中毒使希氏束及浦氏系统自律性增高、室颤阈降低、释放大量儿茶酚胺及相关激素，使外周血管收缩，随着脑血流量的急骤下降，脑神经元三磷酸腺苷（ATP）含量迅速降低，细胞不能保持膜内外离子梯度，加上乳酸盐积聚，细胞水肿和酸中毒，进而细胞代谢停止，细胞变性及溶酶体酶释放而导致脑等组织细胞的不可逆损害，如得不到即刻及时地抢救复苏，生命无法被挽回。全球每年有近几千万死于心脏病，及心脏病导致各种疾病死亡无法统计，目前通过植入各种向心脏传递电脉冲来控制心脏节律的心脏起搏器装置，对于起搏器采用了各种方略以克服心房和心室的搏动不能够协调达到理想的泵血效率不利生理作用，血液由左心室经过体循环后进入右心室时沿途克服的阻力：1/R=1/头部毛细血管+1/上肢毛细血管+1/（脾、肠、肝）毛细血管+1/(肾小球体+肾) 毛细血管+1/驱干毛细血管+1/上肢毛细血管。大静脉有吸取作用，大静脉过度扩张将拎血过多，回流血液减少，轻则昏倒，重则死亡。左心房作功：

发明内容

本发明的目的是提供智能心脏，以代替人体心脏的智能心脏实现心脏起搏器的功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供智能心脏，所述智能心脏包括脏囊、控制电路、核电池；所述脏囊包括左心房脏囊和右心房脏囊；

左心房脏囊内设置有左心室和主动脉迂回走道、上腔静脉迂回走道、左肺动脉迂回走道、左肺静脉迂回走道；右心房脏囊内设置有右心室和降主动脉迂回走道、下腔静脉迂回走道、右肺动脉迂回走道、右肺静脉迂回走道；

左心室和右心室收缩，分别将血液泵至主动脉迂回走道、左肺动脉迂回走道和右肺动脉迂回走道，血液经静脉迂回走道被吸进心房；所述静脉迂回走道包括上腔静脉迂回走道、左肺静脉迂回走道、下腔静脉迂回走道和右肺静脉迂回走道；

所述脏囊的侧壁采用磁致伸缩聚合物体，所述超声波压电体设置在所述左心房脏囊和所述右心房脏囊内及左心房脏囊和右心房脏囊之间；所述脏囊的侧壁上还设置有血液进出口；所述控制电路和所述核电池设置在所述脏囊内；

核电池与所述控制电路连接，所述核电池用于为控制电路提供恒流源；

所述控制电路与所述超声波压电体连接，所述控制电路用于对生物体内送来的同步复合波信息进行分析解码、输出控制脉冲，并将所述控制脉冲发送给所述超声波压电体，通过所述超声波压电体将控制脉冲的能量传输给所述磁致伸缩聚合物体，驱动磁致伸缩聚合物体的压电振动起伏的行波按曲线驱动脏囊伸缩。

可选的，所述核电池设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，控制电路设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，所述核电池至少一电极层对应的所述控制电路至少一电极层欧姆接触装配；

所述磁致伸缩聚合物体设置有相对应的一基面，该一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层，所述超声波压电体至少一电极层分别与所述控制电路另一基面的至少一电极层对应欧姆接触装配，所述磁致伸缩聚合物体的另一基面设置有至少一迂回走道，及所述的至少一迂回走道与所述脏囊内侧壁构成所述左心室脏囊的左心室和所述右心房脏囊的右心室。

可选的，所述脏囊的侧壁的磁致伸缩聚合物体具有吸附2～4μA残余电荷的功能。

可选的，所述左心房脏囊设置有主动脉至少一迂回走道的出口、上腔静脉至少一迂回走道的入口、左肺动脉至少一迂回走道的出口、左肺静脉至少一迂回走道的入口，所述右心房脏囊具有降主动脉至少一迂回走道的出口、下腔静脉至少一迂回走道的入口、右肺动脉至少一迂回走道的出口、右肺静脉至少一迂回走道的入口，所述至少一迂回走道的入口设置有膜瓣。

可选的，所述的超声波压电体对左心房脏囊和右心房脏囊的磁致伸缩聚合物体的压电振动起伏的行波向一个方向连续行进，驱动血液在所述至少一迂回走道连续脉冲行进；

部分血液因迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段主动脉的至少一迂回走道中；该段主动脉的至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段主动脉的至少一迂回走道中，使前一段主动脉的至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段主动脉的至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段主动脉的至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去；

部分血液因所述至少一迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段静脉的至少一迂回走道中，该段静脉的至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段静脉的至少一迂回走道中，使前一段静脉的至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段静脉的至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段静脉的至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去。

可选的，所述主动脉的至少一迂回走道的出口和所述上腔静脉的至少一迂回走道的入口与上半身相对应血管连接；所述降主动脉的至少一迂回走道的出口和下腔静脉的至少一迂回走道的入口与下半身相对应血管连接；右肺动脉的至少一迂回走道的出口、左肺动脉的至少一迂回走道的出口、右肺静脉的至少一迂回走道的入口、左肺静脉的至少一迂回走道的入口与肺相对应血管连接。

可选的，所述核电池是将同位素耦合到肖特基接触电极的半导体夹层内而形成的电池。

可选的，所述的核电池的同位素具有放射源所辐射出的β射线在半导体内激发大量空穴对，从而在PN结两端产生β伏特效应的电势差，提供恒流源。

可选的，所述核电池的同位素是碳14、钙45、镍63、硫35、锶90、铊204、氚3或钷147。

本发明的优点在于：智能心脏，所述智能心脏包括脏囊、控制电路、核电池；所述脏囊包括左心房脏囊和右心房脏囊，脏囊的侧壁从里到外依次包括超声波压电体和磁致伸缩聚合物体；本发明采用新型材料磁致伸缩聚合物体模拟心脏的伸缩运动，并利用超声波压电体进行能量的传递，通过在脏囊内设置多个迂回走道，基于心脏起搏器的原理设置控制电路，实现磁致伸缩聚合物体的伸缩驱动，本发明提供了智能心脏，以替人体心脏的智能心脏实现心脏起搏器的功能。

而且本发明新颖创造设计应用新材料（磁致伸缩聚合物体）、流体力学、超声波压电效应、核电池、仿生学等原理，超声波压电体对磁致伸缩聚合物体的压电振动起伏的行波（脉搏波）按曲线驱动脏囊伸缩，超声波压电体的响应速度快，不产生磁场，抗干扰能力强，静音。本发明技术方案及其产品集成化设计出有新颖性或创造性的智能心脏，体积小、重量轻、结构简单紧凑及精度高，无需更换电池，长期工作，有实用价值和投资价值，对全球范围内的心肺复苏具有重要的积极意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的智能心脏的主视图；

图2为图1的剖视图；

图3为图2的局部A的放大视图；

图4为智能心脏与人体血管的连接视图；

图5为智能心脏的超声波压电体、控制电路与核电池的连接视图；

图6为左心房脏囊的血液出入口的局部放大视图。

附图说明：1-脏囊，1a-心房脏囊，1b-右心房脏囊，101-左心室，102-主动脉迂回走道，103-上腔静脉迂回走道，104-左肺动脉迂回走道，105-左肺静脉迂回走道，106-右心室，107-降主动脉迂回走道，108-下腔静脉迂回走道，109-右肺动脉迂回走道，110-右肺静脉迂回走道，111-主动脉至少一迂回走道的出口，112-上腔静脉至少一迂回走道的入口，113-左肺动脉至少一迂回走道的出口，114-左肺静脉至少一迂回走道的入口，115-降主动脉至少一迂回走道的出口，116-下腔静脉至少一迂回走道的入口，117-右肺动脉至少一迂回走道的出口，118-右肺静脉至少一迂回走道的入口，119-上腔静脉的入口膜瓣，120-左肺静脉的入口膜瓣，121-右肺静脉的入口膜瓣，122-下腔静脉的入口膜瓣，2-超声波压电体，201-磁致伸缩聚合物体，202-超声波压电体的至少一电极层，3-控制电路，301-控制电路的至少一电极层，4-核电池，401-核电池的至少一电极层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供智能心脏，以替人体心脏的智能心脏实现心脏起搏器的功能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-6所示，本实施例提供了智能心脏，由脏囊1、超声波压电体2、控制电路3和核电池4构成，左心房脏囊1a具有左心室101和主动脉迂回走道102、上腔静脉迂回走道103、左肺动脉迂回走道104、左肺静脉迂回走道105，右心房脏囊1b具有右心室106和降主动脉迂回走道107、下腔静脉迂回走道108、右肺动脉迂回走道109、右肺静脉迂回走道110，左右心室收缩，分别将血液泵至主动脉迂回走道102和肺动脉迂回走道（左肺静脉迂回走道105和右肺动脉迂回走道109），血液经静脉迂回走道（上腔静脉迂回走道103、左肺静脉迂回走道105、下腔静脉迂回走道108和下腔静脉迂回走道108）被吸进心房，控制电路3对生物体内送来的同步复合波信息进行分析解码、驱动，核电池4对非晶聚合物（磁致伸缩聚合物体）的脏囊1和控制电路3提供恒流源。

脏囊1包括左心房脏囊1a和右心房脏囊1b。脏囊1内设置有超声波压电体2、控制电路3、核电池4、血液的出入口。其具体结构为：所述脏囊的侧壁采用磁致伸缩聚合物体，所述超声波压电体设置在所述左心房脏囊和所述右心房脏囊内及左心房脏囊和右心房脏囊之间；所述脏囊的侧壁上还设置有血液进出口；所述控制电路和所述核电池设置在所述脏囊内。所述核电池4设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层401，控制电路3设置有相对应的一基面，及该相对应的一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层301，所述核电池4至少一电极层401对应的所述控制电路3至少一电极层301欧姆接触装配，所述超声波压电体2具有磁致伸缩聚合物体201，及该磁致伸缩聚合物体设置有相对应的一基面，该一基面分别设置有控制信号输入和输出的至少一电极层202，所述超声波压电体2至少一电极层202分别与所述控制电路3另一基面的至少一电极层301对应欧姆接触装配，所述超声波压电体2的磁致伸缩聚合物体201另一基面设置有至少一迂回走道（主动脉迂回走道、上腔静脉迂回走道、左肺动脉迂回走道、左肺静脉迂回走道、降主动脉迂回走道、下腔静脉迂回走道、右肺动脉迂回走道、右肺静脉迂回走道中的至少一迂回走道）及所述的至少一迂回走道与所述脏囊1内侧壁构成所述左心室脏囊1a的左心室101和所述右心房脏囊1b的右心室106，所述脏囊1侧壁的磁致伸缩聚合物体201具有吸附2～4μA残余电荷，进一步所述的超声波压电体2对磁致伸缩聚合物体201的压电振动起伏的行波（脉搏波）按曲线驱动脏囊伸缩，行波包括左心房磁致伸缩聚合物体的行波方向和右心房磁致伸缩聚合物体的行波方向，所述左心房脏囊1a设置有主动脉至少一迂回走道的出口111、上腔静脉至少一迂回走道的入口112、左肺动脉至少一迂回走道的出口113、左肺静脉至少一迂回走道的入口114，所述右心房脏囊1b具有降主动脉至少一迂回走道的出口115、下腔静脉至少一迂回走道的入口116、右肺动脉至少一迂回走道的出口117、右肺静脉至少一迂回走道的入口118，所述至少一迂回走道（主动脉迂回走道102、上腔静脉迂回走道103、左肺动脉迂回走道104、左肺静脉迂回走道105、降主动脉迂回走道107、下腔静脉迂回走道108、右肺动脉迂回走道109和右肺静脉迂回走道110中的至少一迂回走道）的入口设置有膜瓣（包括上腔静脉的入口膜瓣119、左肺静脉的入口膜瓣120、右肺静脉的入口膜瓣121和下腔静脉的入口膜瓣122）。

图2中，本发明的主动脉迂回走道102、上腔静脉迂回走道103、降主动脉迂回走道107和下腔静脉迂回走道108垂直于图2所示的截面的方向排列，左肺动脉至少一迂回走道的出口113、右肺动脉至少一迂回走道的出口117垂直于图2所示的截面的方向排列，主动脉至少一迂回走道的出口111和降主动脉至少一迂回走道的出口115垂直于图2所示的截面的方向排列。图4中左肺动脉至少一迂回走道的出口113，左肺静脉至少一迂回走道的入口114垂直于图4所示的截面的方向排列，右肺动脉至少一迂回走道的出口117和右肺静脉至少一迂回走道的入口118垂直于图4所示的截面的方向排列。

所述核电池4是将同位素耦合到肖特基接触电极的半导体夹层内。所述的超声波压电体2对左心房脏囊1a和右心房脏囊1b的磁致伸缩聚合物体201的压电振动起伏的行波（脉搏波）向一个方向连续行进，驱动血液在所述至少一迂回走道连续脉冲行进，大部分因迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段主动脉所述至少一迂回走道中，该段主动脉所述至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段主动脉所述至少一迂回走道中，使前一段主动脉所述至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段主动脉所述至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段主动脉所述至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去，大部分因所述至少一迂回走道的起伏而暂时储存在靠近心室那一段静脉所述至少一迂回走道（左肺静脉迂回走道和右肺静脉迂回中的至少一迂回走道）中，该段静脉所述至少一迂回走道起伏时，就把血液压到前一段静脉中，使前一段静脉所述至少一迂回走道起伏而储存血液，该前一段静脉所述至少一迂回走道也起伏时，血液又被压到更前一段静脉所述至少一迂回走道中，所述至少一迂回走道的起伏就这样一直被驱动传递下去。所述的主动脉至少一迂回走道的出口111和所述的上腔静脉至少一迂回走道的入口112与上半身相对应血管连接，所述的降主动脉至少一迂回走道的出口115和下腔静脉至少一迂回走道的入口116与下半身相对应血管连接，右肺动脉至少一迂回走道的出口117、左肺动脉至少一迂回走道的出口113、右肺静脉至少一迂回走道的入口118、左肺静脉至少一迂回走道102的入口3与肺相对应血管连接。所述的核电池4的同位素具有放射源所辐射出的β射线在半导体的内激发大量空穴对，从而在PN结两端产生β伏特效应的电势差提供恒流源。所述的控制电路3、核电池7、所述的超声波压电体2封装在脏囊1中，所述的控制电路3对生物体内送来的同步复合波信息进行分析、解码、输出控制脉冲。所述的核电池4的同位素是公知材料：碳14、钙45、镍63、硫35、锶90、铊204、氚3、钷147。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。