RU2722797C1 - Artificial heart valve - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment and can be used in making artificial heart valves and further monitoring of its operation. Artificial heart valve comprises an annular body, at least one flap arranged in the body, a valve operation control device, equipped with a wireless power supply and wireless data transmission device with an antenna, wherein the microelectronic/microelectromechanical device for monitoring operation and/or transducers/sensors/devices/elements in form of a reed switch or Hall sensor, or other magnetic field sensor, and a control magnet are built into the body and/or leaf of the artificial heart valve without contact with the environment.

EFFECT: technical result consists in elimination of contact of sensor with blood flow and minimization of influence of control devices on operation of valve.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при изготовлении искусственных клапанов сердца и дальнейшем наблюдении за его работой.The invention relates to medical equipment and can be used in the manufacture of artificial heart valves and further monitoring of its work.

Известен сенсор для протезов клапана сердца (опубликованная международная заявка WO 2016/028583). В качестве сенсора используется отдельное имплантируемое в сердце устройство, представляющее собой каркас со встроенными датчиками.A known sensor for heart valve prostheses (published international application WO 2016/028583). As a sensor, a separate heart implantable device is used, which is a frame with built-in sensors.

Известно также устройство для мониторинга работы клапана сердца, представляющее собой короткую трубку, соединяемую с левым желудочком сердца. Датчик кровяного давления расположен внутри трубки (опубликованная международная заявка WO 2017/136733). Сенсор является отдельным имплантируемым предметом.A device for monitoring the operation of the heart valve, which is a short tube connected to the left ventricle of the heart, is also known. A blood pressure sensor is located inside the tube (published international application WO 2017/136733). The sensor is a separate implantable item.

Известно устройство мониторинга параметров организма, встраиваемое в тело с различными датчиками (опубликованная заявка US 2017086683).A device for monitoring the parameters of an organism that is built into the body with various sensors is known (published application US 2017086683).

Во всех указанных устройствах сенсоры или датчики являются отдельным имплантируемым предметом, не заменяющим какие-либо органы тела и не выполняющим функции каких-либо органов. Недостатком таких устройств является то, что в течение всего времени работы сенсор или датчик омывается потоком крови, что налагает особые требования как к подбору материалов для изготовления сенсора, так и дополнительного выбора места размещения и крепления, и заставляет проводить дополнительные исследования их совместимости с кровью и тканями тела.In all of these devices, sensors or sensors are a separate implantable object that does not replace any organs of the body and does not perform the functions of any organs. The disadvantage of such devices is that during the entire time the sensor or sensor is washed by the blood stream, which imposes special requirements both on the selection of materials for the manufacture of the sensor, and on the additional choice of placement and attachment, and forces additional studies of their compatibility with blood and body tissues.

Предлагаемое изобретение позволяет решить вышеназванные проблемы, при этом устройство контроля работы клапана полностью внедрено/встроено внутрь материала створки или корпуса клапана в процессе изготовления и не контактирует непосредственно с потоком крови и иных сред при работе. Таким образом, в тело не вводится никаких отдельных дополнительных устройств - диагностических тестеров (помимо собственно клапана сердца), материалы клапана уже прошли всю необходимую сертификацию и апробацию на совместимость, что в целом минимизирует влияние всех систем клапана и устройств контроля его работы на работу организма.The present invention allows to solve the above problems, while the valve operation monitoring device is fully integrated / integrated into the valve leaf or valve body during manufacturing and does not directly contact the flow of blood and other media during operation. Thus, no separate additional devices are introduced into the body - diagnostic testers (in addition to the heart valve itself), valve materials have already passed all the necessary certification and testing for compatibility, which generally minimizes the effect of all valve systems and control devices on its functioning.

Согласно изобретению, искусственный клапан сердца содержит кольцевой корпус, по крайне мере одну размещенную в корпусе створку и диагностический тестер/устройство контроля работы клапана с рядом дополнительных активных или пассивных устройств/датчиков/сенсоров, оснащенное устройствами беспроводного электропитания и беспроводной передачи данных со своими антеннами, общими или отдельными, при этом все устройства встроены в корпус, створку и/или другие части искусственного клапана сердца без контакта с окружающей средой. Размеры клапана и его створок позволяют разместить в них значительное количество микроэлектронных или микроэлектромеханических диагностических тестеров/устройств контроля работы и датчиков, линейные размеры позволяют разместить в них различные типы антенн как для дистанционного питания, так и для обмена информацией со внешним устройством.According to the invention, the artificial heart valve comprises an annular case, at least one leaf located in the case and a diagnostic tester / valve monitoring device with a number of additional active or passive devices / sensors / sensors, equipped with devices for wireless power supply and wireless data transmission with its antennas, common or separate, while all devices are built into the body, sash and / or other parts of the artificial heart valve without contact with the environment. The dimensions of the valve and its flaps allow them to accommodate a significant number of microelectronic or microelectromechanical diagnostic testers / operation monitoring devices and sensors, and the linear dimensions allow them to accommodate various types of antennas both for remote power supply and for exchanging information with an external device.

Сущность изобретения поясняется чертежами на примере трехстворчатого клапана.The invention is illustrated by drawings on the example of a tricuspid valve.

Примеры размещения устройства контроля работы клапана 3 и антенны 4 приведены на Фиг. 1 (а, б, в, г, д) - для кольцевого корпуса клапана 1 и Фиг. 2а - для створки 2. Фиг. 1а, 1б, 1в показывают размещение антенны в одном секторе кольцевого корпуса клапана. Для увеличения эффективности антенны путем увеличения ее размеров, антенну 4 можно разместить по всей окружности, как показано на Фиг. 1 г в виде одного замкнутого или разомкнутого витка. Для еще большей эффективности антенну 4 можно сделать многовитковой (Фиг. 1д). Достаточно большая площадь створок 2 клапана и периметр каждой створки 2 позволяют разместить антенну 4 непосредственно на створке 2. Один из возможных вариантов показан на Фиг. 2а.Examples of the arrangement of the device for monitoring the operation of valve 3 and antenna 4 are shown in FIG. 1 (a, b, c, d, d) - for the annular valve body 1 and FIG. 2a for sash 2. FIG. 1a, 1b, 1c show the placement of the antenna in one sector of the annular valve body. To increase the efficiency of the antenna by increasing its size, the antenna 4 can be placed around the entire circumference, as shown in FIG. 1 g in the form of one closed or open loop. For even greater efficiency, antenna 4 can be made multi-turn (Fig. 1e). A sufficiently large area of the flaps 2 of the valve and the perimeter of each flap 2 allow you to place the antenna 4 directly on the flap 2. One possible option is shown in FIG. 2a.

Каждая створка 2 и/или кольцевой корпус 1 может иметь датчик 5 в виде геркона или датчика Холла, или иного датчика магнитного поля, соединенного с микроэлектронным или микроэлектромеханическим устройством 3 контроля работы. Тогда соответственно на противоположной части корпуса 1 и/или створки 2 размещается магнит 6. При открытии и закрытии створок 2 под влиянием магнитного поля магнита 6 происходит срабатывание датчика 5 в виде геркона либо датчика Холла, что позволяет проконтролировать открытие и закрытие створок и временные характеристики работы искусственного клапана сердца. На Фиг. 3 (а, б) показаны возможные варианты размещения герконов или датчиков Холла 5 с магнитами 6 для контроля открытия/закрытия створок клапана. Фиг. 3а - размещение геркона или датчика Холла 5 внутри кольцевого корпуса клапана с магнитом 6 на краю противолежащей створки. Фиг. 3б - размещение магнита 6 внутри кольцевого корпуса клапана с герконом или датчиком Холла 5 на краю противолежащей створки; Фиг 3б - размещения геркона или датчика Холла 5 и магнита 6 на противолежащих сторонах створки. При открытии створки расстояние между магнитом 6 и герконом либо датчиком Холла 5 увеличивается, воздействие магнитного поля магнита минимальное, при полном закрытии - максимальное, геркон либо датчик Холла срабатывает в зависимости от величины магнитного поля, микроэлектронное устройство обнаруживает срабатывание (например, замыкание или размыкание электрической цепи, в которую встроен геркон либо датчик Холла 5).Each leaf 2 and / or annular housing 1 may have a sensor 5 in the form of a reed switch or a Hall sensor, or another magnetic field sensor connected to a microelectronic or microelectromechanical device 3 for monitoring operation. Then, respectively, a magnet 6 is placed on the opposite part of the housing 1 and / or the sash 2. When opening and closing the sash 2 under the influence of the magnetic field of the magnet 6, the sensor 5 is triggered in the form of a reed switch or Hall sensor, which allows you to control the opening and closing of the sash and the time characteristics of work artificial heart valve. In FIG. 3 (a, b) shows possible options for placing reed switches or Hall sensors 5 with magnets 6 to control the opening / closing of valve flaps. FIG. 3a shows the placement of a reed switch or Hall sensor 5 inside an annular valve body with a magnet 6 on the edge of an opposing sash. FIG. 3b - placement of magnet 6 inside the annular valve body with a reed switch or Hall sensor 5 on the edge of the opposite sash; Fig 3b - placement of the reed switch or Hall sensor 5 and magnet 6 on the opposite sides of the sash. When the sash is opened, the distance between the magnet 6 and the reed switch or Hall sensor 5 increases, the effect of the magnet’s magnetic field is minimal, when fully closed, it’s maximum, the reed switch or Hall sensor is triggered depending on the magnitude of the magnetic field, the microelectronic device detects a trip (for example, a short or open electrical the circuit into which the reed switch or Hall sensor is integrated 5).

На чертежах не показано размещение элементов в двухстворчатом и одностворчатом клапанах. Их устройство и работа будут понятны специалистам по аналогии с описанием для трехстворчатого клапана.The drawings do not show the placement of elements in double-leaf and single-leaf valves. Their device and operation will be clear to specialists by analogy with the description for the tricuspid valve.

Условные обозначения на рисунках и в описании.Symbols in the figures and in the description.

1 - кольцевой корпус клапана сердца1 - annular valve body of the heart

2 - створка клапана сердца2 - valve leaflet

3 - устройство контроля работы клапана сердца3 - device for monitoring the operation of the heart valve

4 - антенна беспроводной связи и/или беспроводного питания4 - antenna wireless communications and / or wireless power

5 - геркон или датчик Холла5 - reed switch or Hall sensor

6 - магнит.6 - magnet.

Claims (4)

1. Искусственный клапан сердца, содержащий кольцевой корпус, по крайне мере одну размещенную в корпусе створку, устройство контроля работы клапана с датчиками, оснащенное устройством беспроводного электропитания и беспроводной передачи данных с антенной, отличающийся тем, что устройство контроля работы и датчик являются микроэлектронными либо микроэлектромеханическими устройствами, причем датчик является герконом или датчиком Холла, или иным датчиком магнитного поля, который вместе с управляющим магнитом встроен в корпус и/или створку искусственного клапана сердца без контакта с окружающей средой.1. An artificial heart valve, comprising an annular body, at least one leaf located in the body of the valve, a device for monitoring the operation of the valve with sensors, equipped with a device for wireless power supply and wireless data transmission with an antenna, characterized in that the operation monitoring device and the sensor are microelectronic or microelectromechanical devices, the sensor being a reed switch or a Hall sensor, or another magnetic field sensor, which, together with a control magnet, is integrated into the body and / or the leaf of the artificial heart valve without contact with the environment. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что магнит встроен в створку, а геркон либо датчик Холла - в кольцевой корпус клапана.2. The valve according to claim 1, characterized in that the magnet is integrated in the leaf, and the reed switch or Hall sensor in the annular valve body. 3. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что магнит встроен в кольцевой корпус клапана, а геркон либо датчик Холла - в створку клапана.3. The valve according to claim 1, characterized in that the magnet is integrated in the annular valve body, and the reed switch or Hall sensor in the valve leaf. 4. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что магнит и геркон либо датчик Холла встроены в примыкающие в закрытом состоянии друг к другу края противоположных створок клапана.4. The valve according to claim 1, characterized in that the magnet and the reed switch or the Hall sensor are integrated in the edges of the opposite valve flaps adjacent to each other when closed.

Images