一種磁液懸浮式軸流泵心臟輔助裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種心臟輔助裝置，具體的說是一種生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的植入人體的磁液懸浮式軸流泵心臟輔助裝置，其特征在于：包裹著葉輪葉片中段的外環(huán)將該段流道分為內(nèi)、外兩個流道，環(huán)外壁刻有螺旋齒紋，齒紋頂壁呈傾斜狀，使得外流道的迎流口大，出流口小，葉輪旋轉(zhuǎn)時受到液動壓作用，被“徑向懸浮”；齒紋的側(cè)壁有一道開口；葉輪輪轂后端及后導(dǎo)葉輪轂內(nèi)鑲嵌一對“凸—凹磁錐”，二者為軸向磁向，異極相吸，對葉輪產(chǎn)生向后的拉力，以對抗旋轉(zhuǎn)葉輪受到的血液向前推力，加上定子鐵芯的約束力，葉輪被“軸向懸浮狀態(tài)”，因此葉輪被“全懸浮”；葉輪及前、后導(dǎo)葉輪轂分別鑲嵌著兩對“滑動軸承”，它保護了磁錐、葉片和泵管內(nèi)壁，定位、幫助了葉輪懸浮。
【專利說明】一種磁液懸浮式軸流泵心臟輔助裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種心臟輔助裝置，具體的說是一種生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的植入人體的磁液懸浮式軸流泵心臟輔助裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]心臟病是人類的第一殺手，各種心臟疾病發(fā)展到一定階段均可影響到心臟的泵血功能，導(dǎo)致“心衰”。治療嚴重心衰是目前臨床醫(yī)學(xué)的一個難題，用人造的機械血泵來幫助或代替衰竭的心臟是一種最有效的治療方法，這種機械血泵通常稱為“心臟輔助裝置”或“人工心臟”。目前歐美國家有幾種性能好的“心臟輔助裝置”獲準臨床應(yīng)用，其中體積小的可植入式的軸流泵心臟輔助裝置應(yīng)用最多。軸流泵又分為“有軸軸流泵”和“懸浮軸流泵”。臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)有軸軸流泵”因軸承高速磨損容易導(dǎo)致機械故障，并且軸承摩擦?xí)a(chǎn)生“機械性溶血和血栓”等不良效應(yīng)；“懸浮軸流泵”基本上是“主動磁懸浮軸流泵”，這種泵雖然沒有機械摩擦與故障，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，血流死角多，血栓問題嚴重，并且體積大，影響植入。
[0003]由此可見，減小泵的體積，采用好的軸承支撐系統(tǒng)，提高泵的穩(wěn)定性和工作壽命，減少血流沖刷死角，降低溶血和血栓等并發(fā)癥，是軸流泵技術(shù)改進的目標。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種能降低并發(fā)癥、壽命長、植入式的磁液懸浮式軸流泵心臟輔助裝置。
[0005]本實用新型是由泵及驅(qū)動電機兩大系統(tǒng)組成的“泵一機一體化裝置”，其特征在于:葉輪上有一個外環(huán)，外環(huán)包裹著葉輪葉片的中段，并將該段流道分為內(nèi)、外兩個流道，即主流道與支流道；外環(huán)的外壁刻有螺旋齒紋，齒紋頂壁呈傾斜狀，使得支流道的迎流口大，出流口?。积X紋的側(cè)壁有一道開口，內(nèi)流道的血液因受到離心的作用可以從此處進入外流道，為外流道補充流體；葉輪輪轂后端內(nèi)鑲嵌一個凸頭磁錐，后導(dǎo)葉輪轂內(nèi)鑲嵌一個一頭為凹窩的磁錐，兩個磁錐均為軸向磁向，且異性磁極相對，二者相互吸引，對葉輪產(chǎn)生一個軸向向后的拉力，可以對抗、平衡血液對旋轉(zhuǎn)葉輪的軸向向前的推力上述的“前永磁懸浮軸承”比“后永磁懸浮軸承”質(zhì)量與磁力都大，便于對抗和平衡旋轉(zhuǎn)葉輪受到的血液向前推力，使得葉輪懸浮起來。
[0006]上述的葉輪輪轂前端口鑲嵌著一個陶瓷凸軸，前導(dǎo)葉輪轂端口鑲嵌著一個寶石凹窩，“凸軸一凹窩”間隙配合成為一對“前滑動軸承”;葉輪輪轂后端口鑲嵌著一個陶瓷凸蓋，后導(dǎo)葉輪轂端口鑲嵌著一個寶石凹蓋，“凸蓋一凹蓋”間隙配合成為一對“后滑動軸承”。
[0007]上述的轉(zhuǎn)子磁鋼為釹鐵硼永磁材料，磁向為徑向。
[0008]上述的葉輪輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子磁鋼與凸頭磁錐間有一個軟磁鐵圈的磁屏蔽圈。
[0009]上述的泵管后段的管徑呈流線型的漸變縮口。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比有如下優(yōu)點:
[0011]本實用新型雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是旋轉(zhuǎn)葉輪能平穩(wěn)地被動“徑向液壓懸浮”和“軸向永磁懸浮”，機械摩擦小，延長了軸承及泵的壽命，同時降低了機械性溶血和血栓等并發(fā)癥；并且因為結(jié)構(gòu)簡單，泵的可靠性與穩(wěn)定性好，泵體積小，易植入；內(nèi)外分流，血流更流暢，提高了效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0014]圖2是葉輪及后導(dǎo)葉立體示意圖。
[0015]圖3是圖2的A-A剖視圖。
[0016]圖中:1.葉輪，2.葉輪葉片，3.葉輪輪轂，4.轉(zhuǎn)子磁鋼，5.外環(huán)，6.齒紋頂壁，7.齒紋側(cè)壁開口，8.陶瓷凸軸，9.寶石凹窩，10.前導(dǎo)葉，11.前導(dǎo)葉輪轂，12.磁屏蔽圈，13.凸頭磁錐，14.陶瓷凸蓋，15.寶石凹蓋，16.凹窩磁錐，17.后導(dǎo)葉，18.后導(dǎo)葉輪轂，19.內(nèi)流道，20.外流道，21.迎流口，22.出流口，23.泵管內(nèi)壁，24.旋轉(zhuǎn)方向，25.泵管，26.泵殼，27.定子鐵芯，28.線圈繞組，29.泵入口，30.泵出口。

【具體實施方式】
[0017]本實用新型是由泵及驅(qū)動電機兩大系統(tǒng)組成的“泵一機一體化裝置”，泵系統(tǒng)主要由泵管25、前導(dǎo)葉10、后導(dǎo)葉17、兩對內(nèi)置滑動軸承、葉輪I ;驅(qū)動電機系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)子磁鋼4、定子鐵芯27、線圈繞組28、電機泵殼26組成；驅(qū)動電機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子磁鋼4內(nèi)置在泵系統(tǒng)的葉輪輪轂3內(nèi)，葉輪上有一個外環(huán)5，外環(huán)5包裹著葉輪葉片2的中段，并將該段流道分為內(nèi)流道19、外流道20，前者為主流道，后者為支流道；外環(huán)5的外壁刻有螺旋齒紋，齒紋頂壁6呈傾斜狀，使得支流道的迎流口 21大，出流口 22小，血液從大口進小口出，因為血液是不可壓縮的流體，其受到了擠壓，因此對外環(huán)5的外壁產(chǎn)生均勻的液動壓，使得外環(huán)5及其包裹的葉輪被“徑向懸浮”;齒紋的側(cè)壁有一道開口，為齒紋側(cè)壁開口 7，葉輪按照旋轉(zhuǎn)方向24旋轉(zhuǎn)，內(nèi)流道的血液受到離心作用，可以開口處進入，為外流道補充流體，這樣既使得外流道液壓更大，更均勻，又使得內(nèi)、外流分流的血流變得更流暢，不易形成血栓，泵的效率更高；葉輪輪轂3的后端內(nèi)鑲嵌著一個凸頭磁錐13，后導(dǎo)葉輪轂18內(nèi)鑲嵌著一個一頭為凹窩的凹窩磁錐16，兩個磁錐均為軸向磁向，且異性磁極相對，二者相互吸引，對葉輪I產(chǎn)生一個軸向向后的拉力，可以對抗、平衡血液對旋轉(zhuǎn)葉輪的軸向向前的推力，加上定子鐵芯對葉輪的軸向向前及向后的雙向約束力，因此泵在一定的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，葉輪I基本處于“軸向懸浮狀態(tài)”，即正常工作的葉輪I被“全懸浮”。
[0018]上述的葉輪輪轂3的前端口鑲嵌著一個陶瓷凸軸8，前導(dǎo)葉輪轂11的端口鑲嵌著一個寶石凹窩9，“凸軸一凹窩”間隙配合成為一對“前滑動軸承”；葉輪輪轂3的后端口鑲嵌著一個陶瓷凸蓋14，后導(dǎo)葉輪轂18的端口鑲嵌著一個寶石凹蓋15，“凸蓋一凹蓋”間隙配合成為一對“后滑動軸承”，它保護了磁錐，使之不會直接摩擦和遭受腐蝕；兩對“滑動軸承”可以定位葉輪1，得其更平穩(wěn)地進入“懸浮狀態(tài)”，并且因此而保護了葉輪葉片2和泵管內(nèi)壁23，使之不會相互摩擦和碰撞；兩對“滑動軸承”自身只是在泵啟動及變速時的有一些“滑動摩擦”，當葉輪I懸浮起來，“滑動摩擦”就會從減輕到消失。
[0019]上述的轉(zhuǎn)子磁鋼4為釹鐵硼永磁材料，磁向為徑向。
[0020]上述的葉輪輪轂3內(nèi)的徑向磁向的轉(zhuǎn)子磁鋼4與軸向磁向的凸頭磁錐13間有一個軟磁鐵的磁屏蔽圈12，用于屏蔽二者之間的磁場干擾。
[0021]上述的泵管25后段的管徑呈流線型的漸變縮口，有利于泵增壓和提高效率。
[0022]軸流泵植入到心衰病人體內(nèi)的連接方式為:泵入口 29通過連接彎管插入心臟的心尖部切口，泵出口 30通過人造血管橋接到主動脈一側(cè)開口。軸流泵的工作原理及工作過程為:驅(qū)動電機通電后，線圈繞組28產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，與轉(zhuǎn)子磁鋼4的磁場相互作用，推動葉輪I旋轉(zhuǎn)，心衰病人心室里的血液被抽吸，從泵入口 29進入到泵管25，經(jīng)前導(dǎo)葉10整流，葉輪I推壓，再經(jīng)變徑段增壓，后導(dǎo)葉17整流后，從泵出口 30流出，流經(jīng)人造血管，進入到人體動脈內(nèi)，以此實現(xiàn)心臟輔助的功能，甚至是完全代替心臟做功。
【權(quán)利要求】
1.一種液磁懸浮式軸流泵心臟輔助裝置，為由泵及驅(qū)動電機兩大系統(tǒng)組成的“泵一機一體化裝置”，驅(qū)動電機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子磁鋼內(nèi)置在泵系統(tǒng)的葉輪輪轂內(nèi)，其特征在于:葉輪上有一個外環(huán)，外環(huán)包裹著葉輪葉片的中段，將該段流道分為內(nèi)、外兩個流道，即主流道與支流道；外環(huán)的外壁刻有螺旋齒紋，齒紋頂壁呈傾斜狀，使得支流道的迎流口大，出流口??；齒紋的側(cè)壁有一道開口，內(nèi)流道的血液因受到離心的作用可以從此處進入外流道，為外流道補充流體；葉輪輪轂后端內(nèi)鑲嵌一個凸頭磁錐，后導(dǎo)葉輪轂內(nèi)鑲嵌一個一頭為凹窩的磁錐，兩個磁錐均為軸向磁向，且異性磁極相對，二者相互吸引，對葉輪產(chǎn)生一個軸向向后的拉力。
2.如權(quán)利要求1所述的一種液磁懸浮式軸流泵心臟輔助裝置，其特征在于所述的葉輪輪轂前端口鑲嵌著一個陶瓷凸軸，前導(dǎo)葉輪轂端口鑲嵌著一個寶石凹窩，“凸軸一凹窩”間隙配合成為一對“前滑動軸承”；葉輪輪轂后端口鑲嵌著一個陶瓷凸蓋，后導(dǎo)葉輪轂端口鑲嵌著一個寶石凹蓋，“凸蓋一凹蓋”間隙配合成為一對“后滑動軸承”。
3.如權(quán)利要求1所述的一種液磁懸浮式軸流泵心臟輔助裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子磁鋼為釹鐵硼永磁材料，磁向為徑向。
4.如權(quán)利要求1所述的一種液磁懸浮式軸流泵心臟輔助裝置，其特征在于所述的葉輪輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子磁鋼與凸頭磁錐間有一個軟磁鐵的磁屏蔽圈。
5.如權(quán)利要求1所述的一種液磁懸浮式軸流泵心臟輔助裝置，其特征在于所述的泵管后段的管徑呈流線型的漸變縮口。
【文檔編號】A61M1/12GK204219479SQ201420558846
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】彭遠仕, 萬峰, 李國榮, 陳海豐, 田步升 申請人:長治市久安人工心臟科技開發(fā)有限公司