CN104056312A - 一种可植入式微型无轴式轴流血泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可植入式微型无轴式轴流血泵，包括套筒、泵体、驱动线圈；泵体包括前导叶、转子、后导叶，转子包括转子叶片、永磁体及设置在转子两端端部的凸半球，前导叶和后导叶上均设置有与凸半球对应的凹半球，前导叶和后导叶分别固定至套筒内部的两端，转子两端的凸半球分别与前导叶、后导叶的凹半球配合形成半球支撑结构，半球结构接触面积小、间隙小、寿命长从而解决了传统有轴式轴流泵的寿命短、间隙处血细胞破坏及凝血现象严重的问题，且本发明由于凹凸半球式设计可以保证转子与前、后导叶接触处受到同样的磨损，进而依然能通过半球结构支撑转子，因此能提高泵的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴流血泵，特别是一种可植入式微型无轴式轴流血泵。
背景技术
世界卫生组织统计显示，心血管疾病一直是威胁人类健康的第一杀手，占全球总死亡人数的30％左右，治疗终末期心衰的有效途径是心脏移植或采用植入式辅助人工心脏。虽然心脏移植已经获得很大成功，但心脏供体问题难以解决，研制长期可植入式微型血泵极为重要和迫切。现在临床应用的血泵主要以轴流泵为主，轴流泵的流量性能比离心泵好，可以提供较大的血流量。血泵内部的流场非常复杂，血泵的内部结构对血液的流动阻力和血泵的效率有很大影响，血细胞在血泵内相对较高剪应力环境下还会发生破裂造成溶血。由于有轴式轴流泵在前导叶与转子接触区及后导叶与转子接触区间隙的存在，导致间隙处有大量热量产生且剪应力较大，间隙处是凝血发生的主要部分，从而对患者的生命构成极大的威胁，因此一种能减少间隙处凝血的发生的轴流泵非常重要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种使用寿命长且可以减少血细胞的破坏及凝血形成的可植入式微型无轴式轴流血泵。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可植入式微型无轴式轴流血泵，包括套筒、设置在套筒内的泵体以及设置在套筒外的驱动线圈；所述的泵体包括位于套筒内前端的前导叶、位于套筒内中部的转子、以及位于套筒内尾部的后导叶，所述转子包括转子叶片、永磁体及设置在转子两端端部的凸半球，所述前导叶上设置有前导叶叶片，所述后导叶上设置有后导叶叶片，所述前导叶和后导叶上均设置有与凸半球对应的凹半球，所述前导叶和后导叶分别固定至套筒内部的两端，所述转子两端的凸半球分别与前导叶、后导叶的凹半球配合形成半球支撑结构，以支撑定位转子。
所述转子两端还分别设置有前锥形结构、后锥形结构。
所述永磁体嵌入至转子内部，所述泵体除永磁体外的结构均采用钛合金材料制成。
所述转子叶片的前段，转子叶片的法向接近转子的轴线方向，且由转子的前端至后端，所述转子叶片的法向逐渐转向周向。
本发明的有益效果是：1、传统的轴流泵前后导叶与转子接触面积较大，而本发明由于减小了前后导叶与转子接触处的面积从而减小了细胞的破坏及凝血的形成；2、传统式轴流泵寿命有限在轴腕处容易磨损造成整个泵体的寿命减弱，而本发明由于凹凸半球式设计可以保证接触处受到同样的磨损，进而依然能通过半球结构支撑转子，因此能提高泵的使用寿命；3、传统轴流泵由于前后导叶与转子接触处的间隙较大容易对血细胞造成破坏及易形成凝血，而本发明由于间隙可以保证足够小，能避免血细胞的进入，因此可以减少血细胞的破坏及凝血的形成。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的结构简图；
图2为泵体部分的结构图；
图3为泵体的前导叶结构图；
图4为泵体的转子的部分结构图；
图5为泵体的后导叶结构图；
附图编号说明：1－前导叶叶片；2－转子叶片；3－后导叶叶片；4－前导叶；5 －转子；6－后导叶；7－凸半球；8－凹半球；9-前锥形结构； 10－后锥形结构； 11－永磁体；12－驱动线圈，13- 套筒。
具体实施方式
参照图1至图5，图1至图5是本发明一个具体实施例的结构示意图，如图所示，一种可植入式微型无轴式轴流血泵，包括套筒13、设置在套筒13内的泵体以及设置在套筒13外的驱动线圈12；所述的泵体包括位于套筒13内前端部的前导叶4、位于套筒13内中部的转子5、以及位于套筒13内尾部的后导叶6，所述转子5包括转子叶片2、永磁体11、前锥形结构9、后锥形结构10、凸半球7，所述前锥形结构9、后锥形结构10分别设置转子5两端，所述凸半球7配置有两个，并分别设置在前锥形结构9、后锥形结构10的端部处，所述前导叶4上设置有前导叶叶片1，所述后导叶6上设置有后导叶叶片3，所述前导叶4和后导叶6上均设置有与凸半球7对应的凹半球8，所述前导叶4和后导叶6分别固定至套筒13内部的两端，所述转子5两端的凸半球7分别与前导叶4、后导叶6的凹半球8配合形成半球支撑结构，以支撑定位转子5。
所述永磁体11嵌入至转子5内部，泵体内其余部件均为不导磁材料，如钛合金，因为钛合金不导磁，因此可以获得较大的传输扭矩，而且钛合金质量轻并具有很好的生物相容性，当然在实施过程中还可采用铌、钽等合金材料或其他新型的不导磁材料；所述套筒13可采用圆柱形；泵体内部的前端为起导流作用的前导叶4，中间部分为转子5，尾部是后导叶6，通过套筒13将三者连接在一起，转子5分别由凸半球7、凹半球8组成的半球结构支撑，形成一无轴的转子支撑定位结构。
转子叶片2的前段，转子叶片2的法向非常接近轴线方向，然后转子叶片2法向逐渐转向周向，这种设计可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，压力缓慢下降，避免压力突然降低引起的空泡现象，从而使叶片具有更长的使用寿命，并减小对血细胞的破坏。
转子5与前、后导叶4、6通过半球结构连接，半球结构接触面积小、间隙小、寿命长从而解决了传统有轴式轴流泵的寿命短、间隙处血细胞破坏及凝血现象严重的问题。
且本发明由于凹凸半球式设计可以保证转子5与前、后导叶4、6接触处受到同样的磨损，进而依然能通过半球结构支撑转子，因此能提高泵的使用寿命。
驱动线圈12采用硅钢片电磁线圈，设置在套筒外，通过控制器控制电磁驱动线圈内的电流大小和方向产生交变磁场驱动转子旋转，转速可以达到11000－13000转/分，从而可以产生100－120mmHg的压差，驱动血液进行循环流动。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种可植入式微型无轴式轴流血泵，其特征在于：包括套筒（13）、设置在套筒（13）内的泵体以及设置在套筒（13）外的驱动线圈（12）；所述的泵体包括位于套筒（13）内前端的前导叶（4）、位于套筒（13）内中部的转子（5）、以及位于套筒（13）内尾部的后导叶（6），所述转子（5）包括转子叶片（2）、永磁体（11）及设置在转子（5）两端端部的凸半球（7），所述前导叶（4）上设置有前导叶叶片（1），所述后导叶（6）上设置有后导叶叶片（3），所述前导叶（4）和后导叶（6）上均设置有与凸半球（7）对应的凹半球（8），所述前导叶（4）和后导叶（6）分别固定至套筒（13）内部的两端，所述转子（5）两端的凸半球（7）分别与前导叶（4）、后导叶（6）的凹半球（8）配合形成半球支撑结构，以支撑定位转子（5）。
2.根据权利要求1所述的一种可植入式微型无轴式轴流血泵，其特征在于：所述转子（5）两端还分别设置有前锥形结构（9）、后锥形结构（10）。
3.根据权利要求1所述的一种可植入式微型无轴式轴流血泵，其特征在于：所述永磁体（11）嵌入至转子（5）内部，所述泵体除永磁体（11）外的结构均采用钛合金材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种可植入式微型无轴式轴流血泵，其特征在于：所述转子叶片（2）的前段，转子叶片（2）的法向接近转子（5）的轴线方向，且由转子（5）的前端至后端，所述转子叶片（2）的法向逐渐转向周向。
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