[发明专利]胸主动脉心室辅助系统

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/788030的优先权，上述临时专利申请的公开内容以引用的方式并入本文。

背景技术

提供以下信息以帮助读者理解本发明所公开的技术以及这些技术可能的常见应用环境。除非文中另有明确说明，本文中所使用的术语并非旨在局限于任何具体的狭义阐释。文中的引用可以帮助理解本发明的技术或背景。文中引用的所有参考文件的公开内容均以引用方式并入本文。

仅在美国，受充血性心力衰竭又称CHF影响的人约为570万。心脏辅助设备越来越多地被植入患者体内，通过增加流向身体的血流来辅助患者脆弱的心脏。这样增加的血流缓解了充血性心力衰竭的症状，并且使患者恢复到正常或接近正常的健康状态。

在本文中，术语“提供能量”一般表示使用电源。在本文中，术语“植入”表示医疗设备部分或全部嵌入患者例如病人的体内。术语“胸主动脉”或“TA”表示降主动脉。一般地，术语“心室辅助设备”或“VAD”用来描述帮助心脏将更多血液输送至身体的泵。为了简化，本文中的术语“VAD”用来描述任何机械地辅助心脏增加泵血的设备或系统。VAD通常采用容积式折叠泵室，其具有出口阀和入口阀，施加力使血流以脉冲方式前进。这种容积式脉冲VAD物理体积过于庞大，无法用于小的患者。现有技术的VAD具有旋转叶轮泵，可以斜击并向前推动血液，并且比旧式的VAD小很多，可以用于各种体型的成年患者。但是，现有技术的旋转叶轮VAD有许多严重的缺陷，包括破坏血液、有感染风险，以及没有失 效保护等。这种VAD的叶轮叶片以高速运行(如3000-8000转/分)，并且对血液成分包括血红细胞、血小板以及被称为血管性血友病因子的高分子量蛋白质施加高剪应力。此外，在一些案例中，旋转VAD利用血液本身作为承击材料，其是大量剪切的来源。由于剪切导致血液破坏，植入旋转VAD的患者经常出现过多的流血和凝血问题，从而导致大脑损坏、中风及/或需要输血。而且，由于旋转VAD与心脏左心室平行定位，泵功率损耗对于约40％的患者来说可能是致命的。随着与左心室平行定位的非转动叶轮泵成为高压主动脉血流回衰竭的低压左心室的分路，功率损耗增加，这一风险也逐渐增大，使泵因超负荷而出现严重失效状态。

许多VAD都利用反搏原理来增加从左心室流至身体的血流。例如，热狗形状的主动脉内气囊可以通过最小化的侵入胸主动脉切口嵌入胸主动脉即TA中，并随气压和真空一起搏动，以使气囊交替充气和放气。气囊充气设定为在心脏舒张初期发生，在心脏休息和填充阶段将血液推动至身体，并且在心脏舒张晚期或心脏收缩初期放气，以便心脏将其中的血液排空至主动脉。

换句话说，主动脉内气囊反搏是通过在气囊充气时增加能量和血流以及在气囊放气时降低心泵的阻抗来实现的。气囊放气，清除主动脉的容积，同时左心室开始泵血，并且由于主动脉阻抗降低，从左心室喷出的血液量增加。

心血管外科医生Adrian Kantrowitz开创性地设计了一种可以永久植入的反搏系统，该系统利用主动脉内气囊替代物，通过外科手术将其附接至降主动脉，即TA。Kantrowitz将他的设备称为辅助机械心室或AMV。Kantrowitz的设备包括一个腔室，其具有缝合至TA前壁内的柔性膜。气体导管横穿患者皮肤，以对TA附加室进行充气和放气，从而产生有益的反搏效果。

美国专利No.7347811公开了一种附加于升主动脉外壁的流体腔室，其具有柔性膜，当被高压流体激活后，所述柔性膜将所述升主动脉的一部分套入其中，从而有效增加心脏舒张时对主动脉的泵血 量。随后，流体在心脏收缩初期被抽回，从而降低从左心室喷出的血液阻抗。这种反搏设备的容积为从20到30毫升不等。

这类反搏设备利用电动机作为第一机械能量源向中间流体施加压力，所述中间流体转而又将血液泵入主动脉内设备或所述附加流体腔室。这种膨胀驱使血液通过身体的细小血管进入主动脉。

发明内容