Устройство для беспроводной чрескожной передачи энергии сердечному насосу

Авторы патента:

A61N1/40 - подвод электрического поля с помощью индуктивной или емкостной связи (сверхвысокочастотная аппаратура A61N 5/00)

A61N1/00 - Электротерапия; схемы для этой цели (A61N 2/00 имеет преимущество; аппараты для облучения A61N 5/00)

Владельцы патента RU 2713108:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к медицинской технике. Технический результат: повышение надежности устройства и эффективности за счет отказа от проводов передачи энергии и быстро выходящих из строя устройств передачи энергии. Сущность изобретения: использование двухрезонансных контуров, содержащих по две резонансные катушки, имеющих возможность резервировать друг друга при работе устройства беспроводной чрескожной передачи энергии для сердечного насоса. 2 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для имплантируемых сердечных устройств, в том числе кардиостимуляторов, аппаратов вспомогательного кровообращения, искусственных желудочков сердца, искусственных сердец. Также изобретение может найти применение в других областях техники, в устройствах где необходима беспроводная передача энергии.

На сегодняшний день развитие имплантируемых устройств и их беспроводная работы является основным направлением развития современной медицины и техники. Для работы любого имплантируемого устройства необходим надежный и бесперебойный источник энергии. Существующие методы энергообеспечения имплантируемых устройств имеют ряд недостатков, таких как необходимость замены аккумуляторных батарей через определенный срок работы, постоянный контроль за уровнем заряда, использование для передачи проводов, которые несут инфекционные заражения тканей и органов, возможность замыканий при контакте с водой, большие масса-габаритные размеры. Но все это может быть решено при использовании беспроводной чрескожной передачи энергии.

Известно устройство (патент US 8620447 B2, A61N 1/3787, А61М 1/12, А61М 1/127, 2011), содержащее имплантируемую катушку для чрескожной передачи энергии, имеющую встроенную радиочастотную антенну. Также в устройстве предусмотрен способ связи между внешним устройством и имплантированным устройством, имеющим множество вторичных катушек со встроенными радиочастотными антеннами.

Недостатком аналога является сложность ее технической реализации и невысокая надежность, вызванная тем, что в данной системе используются радиочастотные антенны, которые при любой помехе могут нарушить устойчивую работу системы.

Известно устройство для чрескожной беспроводной передачи энергии (патент РФ №2671418, A61N 1/08, A61N 1/37211, A61N 1/3787, 31.10.2018), в котором передача энергии осуществляется источником оптического излучения, содержащее отражающий элемент и приемник оптического излучения, а также устройство преобразования, хранения и сбора электрической энергии.

Недостатком аналога является сложность ее технической реализации и невысокая надежность, вызванная тем, что в данной системе используется большое количество комплектующих и система передачи помехонеустойчива.

Известно устройство низкочастотной чрескожной передачи энергии имплантируемому медицинскому устройству (патент РФ №2440832, A61N 1/3787, A61N 1/37223, 27.12.2006), которое содержит внешний первичный резонансный контур и внутренний вторичный резонансный контур, которые имеют максимум резонанса на частоте 100 кГц или ниже.

Недостатком аналога является малая надежность и большая вероятность отказа работы устройства при более высоких частотах передачи энергии, следовательно, необходима дополнительная система резервирования передачи энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство (заявка WO 2008106717 A1, A61N 1/3787, А61М 1/127, 2008), которое содержит две передающие резонансные катушки, электродвигатель, насос для перекачки крови, соединенный и управляемый контроллером. Одна из двух резонансных катушек расположена внутри или на контроллере, а третья катушка является принимающей и располагается внутри тела человека. Устройство контролируется контроллером и может в случае отказа одного из внешних резонансных контуров снабжать энергией внутреннюю катушку через второй внешний резонансный контур, что обеспечивает надежность и резервирование системы передачи энергии.

Недостатком ближайшего аналога является большие массогабаритные показатели, низкая эффективность и стабильность работы устройства, а также нагрев частей, недопустимый при работе данных устройств.

Задача изобретения - обеспечение электроснабжения и бесперебойной работы имплантируемых сердечных устройств, а также удобство и надежность эксплуатации.

Техническим результатом является повышение надежности устройства и эффективности за счет отказа от проводов передачи энергии и быстро выходящих из строя устройств передачи энергии.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство беспроводной чрескожной передачи энергии содержит резонансные катушки, электродвигатель и соединенный с ним насос для перекачки крови, согласно изобретению, образующие контур резонансные катушки выполнены в виде четырех наборных катушек, электрически связанных с емкостью и размещенных по разные стороны тела человека с возможностью резервировать друг друга при работе. При этом электродвигатель выполнен в виде аксиальной электрической машины с расположением фаз 2×3 и установлен на одном валу с насосом перекачки крови.

Использование двух каналов приема и передачи, позволяет передавать непрерывный сигнал для бесперебойной работы сердечного устройства. Обеспечение высокоэффективной передачи энергии очень важно для работы электродвигателя, работающего приводом для имплантируемых устройств.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено устройство чрескожной передачи энергии. На фиг. 2 изображена принципиальная схема чрескожной передачи энергии.

Устройство для беспроводной чрескожной передачи энергии сердечному насосу включает (фиг. 1) первичный резонансный контур 1 и источник питания 2, находящиеся снаружи тела человека и отделяемые слоем кожи 3. Первичный резонансный контур 1 содержит две резонансные катушки 4 и электрически связан с источником питания 2 для передачи энергии вторичному резонансному контуру 5. Переменное магнитное поле генерируется в первичном резонансном контуре 1 в ответ на электрический сигнал источника питания 2.

Устройство для беспроводной чрескожной передачи энергии сердечному насосу содержит вторичный резонансный контур 5 с двумя резонансными катушками 6, в котором присутствует нагрузка в виде имплантируемого блока 7, содержащего насос для перекачки крови и приводной электродвигатель, а также выпрямитель 8. Электродвигатель представляет собой аксиальную осевую электрическую машину со схемой соединения фаз 2×3, раскручивающий ротор центробежного сердечного насоса. Вторичный резонансный контур 5 расположен относительно первичного резонансного контура 1 на расстоянии 10-25 мм, для обеспечения эффективной передачи энергии.

Устройство для беспроводной чрескожной передачи энергии сердечному насосу работает следующим образом. На резонансную катушку 4 первичного резонансного контура 1 подается электрический сигнал от источника питания 2, после чего в первичном резонансном контуре 1 генерируется магнитное поле. В свою очередь резонансная катушка 6, находящаяся во вторичном резонансном контуре 5, генерирует электрический сигнал на имплантируемый блок 7 через выпрямитель 8, благодаря переменному магнитному полю. Сигнал от выпрямителя 8 передает энергию на имплантируемый блок 7, приводя в действие электрический двигатель, который затем приводит в работу насос для перекачки крови.

Итак, заявляемое устройство позволяет повысить надежность и эффективность работы сердечного насоса за счет его бесперебойной работы.

Устройство беспроводной чрескожной передачи энергии, содержащее резонансные катушки, электродвигатель и соединенный с ним насос для перекачки крови, отличающееся тем, что образующие контур резонансные катушки выполнены в виде четырех наборных катушек, электрически связанных с емкостью и размещенных по разные стороны тела человека с возможностью резервирования друг друга при работе, при этом электродвигатель выполнен в виде аксиальной электрической машины с расположением фаз 2×3 и установлен на одном валу с насосом для перекачки крови.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для заживления и восстановления сердечных тканей и для электрофизиологической, метаболической оптимизации сердца с использованием электростимуляции.

Способ оценки состояния гуморального гомеостаза у онкологических больных // 2637107

Изобретение относится к средствам исследования физических свойств биологических тканей. Способ исследования гуморального гомеостаза у онкологических больных включает выделение зондирующими и измерительными электродами локальных зон исследования организма человека, после чего на измерительных электродах в зоне исследования задают выбранную частоту в диапазоне от 800 Гц до 1,2 МГц и значение величины зондирующего тока от 0,8 до 1,5 мA, при этом исследование проводят при различных значениях частоты ƒ, но при постоянном значении выбранного зондирующего тока i.

Рч-устройство для гипертермии для персонализированного лечения и диагностики // 2626899

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к радиочастотным средствам для гипертермии. Устройство содержит радиочастотный источник, усилитель, датчик, модулятор и вход/генератор модулирующего сигнала, при этом радиочастотный источник формирует сигнал источника, который посредством модулятора, использующего модулирующий сигнал, формируется в модулированный сигнал источника.

Устройство для беспроводного чрескожного энергообеспечения имплантируемых медицинских приборов // 2618204

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам энергообеспечения имплантируемых медицинских приборов. Устройство включает передающий модуль с катушкой индуктивности, генерирующей переменное магнитное поле, принимающий модуль с катушкой индуктивности и модуль для определения взаимного положения приемной и передающей катушек индуктивности, который содержит массив емкостных микромеханических ультразвуковых датчиков и находится вне организма человека.

Электронная система для воздействия на клеточные функции в теплокровном млекопитающем субъекте // 2594824

Изобретение относится к средству для воздействия на клеточные функции в теплокровном млекопитающем субъекте. Электронная система содержит одну или несколько схем управляемого генератора низкоэнергетической электромагнитной энергии для генерирования одного или нескольких высокочастотных несущих сигналов, один или несколько процессоров данных или интегральных схем, содержащих или осуществляющих связь с одним или несколькими схемами генератора, которые включают в себя один или несколько генераторов сигнала управления амплитудной модуляцией несущих сигналов и один или несколько программируемых генераторов сигнала управления частотой амплитудной модуляции.

Терапевтическое устройство // 2564082

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам лучевой терапии с магнитно-резонансным наведением. Терапевтическое устройство содержит систему нагревания ткани, систему магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения от ядер субъекта, расположенных внутри визуализируемого объема, систему лучевой терапии для облучения субъекта согласно плану управления, причем облучаемый объем расположен внутри визуализируемого объема, и контроллер, выполненный с возможностью управления системой магнитно-резонансной визуализации для повторного получения и обновления данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения во время исполнения плана управления, управления системой нагревания ткани, управления системой лучевой терапии для облучения облучаемого объема согласно плану управления, и модификации плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта.

Терапевтическое устройство для лечения пациента с использованием магнитных наночастиц // 2545896

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к терапевтическим устройствам для лечения пациента с использованием магнитных частиц. Устройство содержит первое средство нагревания, выполненное с возможностью нагревания первой области пациента, первое средство управления мощностью, направленной в первую область так, что мощность остается ниже порогового значения, средство нагревания частиц, выполненное с возможностью нагревания магнитных наночастиц внутри второй области пациента, используя изменяющееся во времени магнитное поле.

Устройство и способ для оказания влияния и обнаружения магнитных частиц // 2542780

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам определения размеров полостей, в частности легочных альвеол пациента. Устройство определения размера полости, в которую введен аэрозоль, содержащий магнитные частицы, содержит средство выбора, содержащее блок генератора сигнала поля выбора и элементы генерации поля выбора для генерации магнитного поля выбора, имеющего такую пространственную структуру напряженности магнитного поля, что в поле зрения формируются первая субзона, имеющая низкую напряженность магнитного поля, и вторая субзона, имеющая более высокую напряженность магнитного поля, средство возбуждения, содержащее блоки генератора сигнала возбуждающего поля и катушки возбуждающего поля для изменения положения в пространстве двух субзон, приемное средство, содержащее, по меньшей мере, один блок приема сигнала и, по меньшей мере, одну приемную катушку для получения сигналов обнаружения, и средство обработки для определения размера полости.

Способ и устройство для воздействия и/или детектирования магнитных частиц // 2540158

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способу и устройству для воздействия и/или детектирования магнитных частиц для мониторинга внутримозговых или внутричерепных кровотечений с использованием визуализации магнитных частиц (MPI).

Портативное радиочастотное устройство для гипертермии с гибким терапевтическим электродом для емкостно-связанного переноса энергии электрического поля // 2508136

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для гипертермии. Устройство имеет гибкий терапевтический электрод-аппликатор для емкостно-связанного переноса энергии электрического поля, содержащий по меньшей мере один проводящий металлический электродный материал в виде покрытия или металлической сетки, при этом по меньшей мере один слой проводящего материала нанесен в виде покрытия на поверхность гибкого, эластичного или растягиваемого носителя, который является пористым, или проводящий металлический электродный материал составляет гибкий, эластичный или растягиваемый пористый носитель в виде металлической сетки.

Устройство для обработки кератиновых тканей человека, в частности, с помощью электрического тока // 2712002

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству (1) для обработки кератиновых тканей человека с помощью электрического тока. Устройство содержит емкость (3), содержащую подлежащий нанесению на кератиновые ткани состав (Р).

Ультразвуковое устройство для терапии с применением сонотромболизиса // 2711338

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам визуализации при проведения пациенту терапии с применением сонотромболизиса. Медицинская визуализирующая система содержит не требующий использования рук ультразвуковой зонд, выполненный с возможностью получения сигнала и проведения маломощной ультразвуковой терапии, при этом не требующий использования рук ультразвуковой зонд содержит клейкое вещество, приспособленное для съемного соединения не требующего использования рук ультразвукового зонда с поверхностью, процессор для обработки изображений, выполненный с возможностью приема сигнала от не требующего использования рук ультразвукового зонда, процессор для распознавания сердца, выполненный с возможностью определения, имеет ли не требующий использования рук ультразвуковой зонд требуемый обзор сердца, по меньшей мере, частично на основе данных, полученных от процессора для обработки изображений, процессор детектора блокировки, выполненный с возможностью определения, блокирует ли объект поле обзора не требующего использования рук ультразвукового зонда по меньшей мере частично на основе данных, полученных от процессора для обработки изображений, и контроллер передачи, выполненный с возможностью управления лучом не требующего использования рук ультразвукового зонда и управления проведением маломощной ультразвуковой терапии, причем процессор для распознавания сердца дополнительно выполнен с возможностью выдачи инструкций в контроллер передачи для управления лучом по меньшей мере частично на основе определения того, что не требующий использования рук ультразвуковой зонд не имеет требуемого обзора сердца, и процессор детектора блокировки дополнительно выполнен с возможностью выдачи инструкций в контроллер передачи для управления лучом по меньшей мере частично на основе определения того, что объект блокирует поле обзора не требующего использования рук ультразвукового зонда.

Биметаллическое устройство для профилактики ринитов // 2711008

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для ионизации и ионофореза слизистых покровов ионами серебра без использования внешних источников электрического тока.

Лечебно-тренировочный электромиостимуляционный костюм // 2704600

Изобретение относится к медицине, а именно к лечебно-тренировочным электромиостимуляционным костюмам для поддержания мышц в тонусе при длительном нахождении в невесомости.

Способ и устройство для незвукового считывания индикатора состояния дефибриллятора // 2703640

Группа изобретений относится к медицине. Способ считывания рабочего состояния дефибриллятора, содержащего звуковой сигнализатор с диафрагмой, реализуют с помощью устройства мониторинга.

Устройство для обработки кожи с использованием нетепловой плазмы // 2702091

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для обработки кожи. Устройство для обработки кожи с использованием нетепловой плазмы содержит узел электродной головки и рукоятку, включающую в себя приводной механизм, содержащий источник питания, выполненный с возможностью генерирования указанного низковольтного электрического сигнала, при этом узел электродной головки и приводной механизм включают в себя взаимодействующие элементы, выполненные с возможностью разъемного соединения узла электродной головки с приводным механизмом и электрического соединения источника питания с трансформатором.

Устройство для диагностики и индуцированной регенерации тканей // 2699731

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, предназначенным для диагностики и лечения нейро-мышечных скелетных повреждений. Устройство для диагностики и индуцированной регенерации тканей содержит, по меньшей мере, одну биполярную иглу (25), имеющую скос (6), внешний и внутренний проводники, оканчивающиеся электродами (7, 8) на скосе (6), по меньшей мере, один генератор (9) переменного напряжения, содержащий в себе осциллятор, выполненный с возможностью генерации тактовой частоты для прямого цифрового синтезатора (DDS) и цифро-аналоговый преобразователь, контроллер (1), выполненный с возможностью генерации синусоидального сигнала посредством по меньшей мере одного генератора (9) переменного напряжения, и с возможностью усиления сигнала по заданной программе, полученного в результате цифро-аналогового преобразования, переходное устройство (11) импеданса, выполненное с возможностью минимизации погрешности сигнала, полученного в результате усиления сигнала по заданной программе, аналого-цифровой преобразователь (16), снабженный фильтром низких частот для обработки сигнала, преобразователь (14) проходящего через ткань тока в напряжение, выполненный таким образом, что под управлением контроллера (1) напряжение усиливается по заданной программе посредством переходного устройства (11) и аналого-цифрового преобразователя, в результате чего через иглу (25) посредством, по меньшей мере, одного источника постоянного тока (19) подается доза электрического заряда, по меньшей мере, две иглы (26) для сфокусированной электростимуляции, в которых внутренний проводник представляет собой электрод, а внешний - экран, средства (4) для сфокусированной электростимуляции, содержащие, по меньшей мере, один источник постоянного тока (22), выполненный с возможностью генерации биполярного пульсирующего сигнала, накладываемого на ткань посредством по меньшей мере двух игл (26), средства для выявления утечки тока, проходящего через каждый электрод (7, 8), и измерения существующей между ними разности потенциалов и импеданса, содержащие, по меньшей мере, амперметр (20, 23), вольтметр (21, 24) и контроллер (1), ограничивающий максимальные и минимальные величины.

Устройство для инактивации бактерий // 2699278

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для электропорации бактериальных клеток, присутствующих на поверхности рогового слоя кожи человека, содержит электроды, размещаемые с зазором от упомянутой поверхности, прокладку для разнесения электродов от поверхности рогового слоя и генератор для регулирования и подачи заданного напряжения на электроды для создания электрического поля с напряженностью 10-50 кВ/см на упомянутой поверхности для инактивации бактериальных клеток.

Способ лечения ожогов посредством ультразвуковых колебаний // 2698011

Изобретение относится к медицине, а именно к лечению ожоговых поражений поверхности тела. Для этого проводят санацию очагов пораженной ожогом кожи.

Способ выбора тактики лечения психического расстройства // 2697976

Изобретение относится к области медицины, психиатрии, психологии и может быть использовано для выбора тактики лечения психического расстройства. Осуществляют иммунологическое, патопсихологическое и нейрофизиологическое исследования.