掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

血泵

文献发布时间:2023-06-19 16:04:54



技术领域

本申请属于医疗器械技术领域,特别涉及一种血泵。

背景技术

血泵能够弥补或者代替心脏的泵血功能,为心源性休克和心力衰竭患者提供了一种新的医疗手段。

相关技术中,血泵的泵壳一般由上壳体和下壳体拼接而成,而且泵壳的内壁上还设置有用于分流血液以减少径向力的隔板,在上壳体和下壳体拼接后,会使隔板与其相对的泵壳的内壁抵接在一起,然而由于加工精度等问题,抵接处会因为不平整而存在缝隙,这样可能会导致血液在流经过程中卡在缝隙里的情况发生,造成溶血和血栓的风险,在严重时还可能危及患者的生命健康。

发明内容

本申请提供了一种血泵,能够避免流动的血液卡在缝隙里,降低溶血和血栓的风险,提升血泵的安全性和稳定性。

为解决上述问题,本申请提供的技术方案为:一种血泵包括:第一壳体;第二壳体,与所述第一壳体拼接形成中空的腔室,所述腔室具有第一腔壁、第二腔壁以及侧环壁,所述第一腔壁与所述第二腔壁相对设置,所述侧环壁连接所述第一腔壁与所述第二腔壁,所述侧环壁上开设有出口孔;叶轮,可转动地设于所述腔室内;挡板,设于所述壳体内并位于所述侧环壁和所述叶轮之间,所述挡板与所述叶轮之间形成第一分流流道,所述挡板与所述侧环壁之间形成第二分流流道,所述叶轮能够使流体通过所述第一分流流道和所述第二分流流道流向所述出口孔;其中,所述第一腔壁及第二腔壁中的至少一个设有所述挡板,当所述第一腔壁上设有所述挡板时,所述挡板与所述第二腔壁之间形成有供流体流通的流动间隙;当所述第二腔壁上设有所述挡板时,所述挡板与所述第一腔壁之间形成有供流体流通的流动间隙;当所述第一腔壁及第二腔壁上均设有所述挡板时,所述第一腔壁上的所述挡板与所述第二腔壁上的所述挡板之间形成有供流体流通的流动间隙。

在一种可能的设计中,当所述第一腔壁及第二腔壁上均设有所述挡板时,所述第一腔壁上的所述挡板与所述第二腔壁上的所述挡板在所述叶轮的轴向上对齐。

在一种可能的设计中,所述流动间隙的宽度L的取值范围为:(D1-D2)/2≤L,其中,D1为所述第一腔壁和所述第二腔壁之间的距离,D2为所述叶轮在轴向上的厚度。

在一种可能的设计中,所述流动间隙的宽度L的取值范围为:L≤D1-D2,其中,D1为所述第一腔壁和所述第二腔壁之间的距离,D2为所述叶轮在轴向上的厚度。

在一种可能的设计中,所述流动间隙的宽度L的取值范围为:L≥0.02mm。

在一种可能的设计中,所述叶轮具有轴向贯通的中心孔构成的第一通道和在所述第一通道的周向间隔设置的多个第二通道,所述第二通道连通所述第一通道;

当所述第一腔壁及第二腔壁上均设有所述挡板时,所述流动间隙与所述第二通道的位置相对应。

在一种可能的设计中,所述挡板在所述叶轮的径向方向上的厚度为所述第二分流流道在所述叶轮的径向方向上的宽度的2%~4%。

在一种可能的设计中,所述第一腔壁上设有入口孔,所述侧环壁和所述挡板均绕所述入口孔的中心轴线呈渐开线状延伸;

在所述挡板的延伸方向上,所述挡板的靠近所述入口孔的中心轴线的一端的端部与所述侧环壁的靠近所述入口孔的中心轴线的一端的端部的连线与所述入口孔的中心轴线相交。

在一种可能的设计中,在所述挡板的延伸方向上,所述挡板的远离所述入口孔的中心轴线的一端的端部不超过所述侧环壁的靠近所述入口孔的中心轴线的一端的端部到所述侧环壁的远离所述入口孔的中心轴线的一端的垂直线。

在一种可能的设计中,在所述挡板的延伸方向上,所述挡板的靠近所述入口孔的中心轴线的一端的端部到所述入口孔的中心轴线的距离大于所述叶轮的半径。

本申请实施例提供的血泵依靠第一壳体和第二壳体拼接形成的中空的腔室内的叶轮不断旋转,使血液连续的被吸入和从出口孔排出腔室,在这个过程中,进入叶轮的血液会在叶轮的离心力的作用下不断的被径向推向侧环壁和设置在侧环壁与叶轮之间的挡板,挡板会将从叶轮流出的血液分为两路,使血液分别从第一分流流道和第二分流流道流出,与此同时推向挡板上的血液会通过流动间隙从第一分流流道进入第二分流流道,由于流动间隙能够使血液顺利流通,从而能够有效避免现有技术中存在的血液卡在缝隙里的情况,以避免溶血和血栓的风险。

本申请实施例提供的血泵具有结构简单、安全可靠等优点,通过使挡板与第一腔壁或者第二腔壁之间具有连通第一分流流道和第二分流流道并供血液流通的流动间隙,或者使分别设置在第一腔壁和第二腔壁上的挡板之间具有连通第一分流流道和第二分流流道并供血液流通的流动间隙,就能够有效避免在设置挡板后血液流动时血液卡缝隙的情况发生,从而能够避免溶血和血栓的风险,提升血泵的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本申请一实施例提供的血泵的整体结构示意图;

图2是本申请一实施例提供的血泵的结构分解示意图;

图3是本申请一实施例提供的血泵的叶轮安装在第二壳体内的示意图;

图4是本申请一实施例提供的血泵的部分结构剖面示意图;

图5是图4中A处的局部放大示意图;

图6是本申请一实施例提供的血泵的流动间隙位置关系示意图;

图7是本申请一实施例提供的血泵的第一壳体的结构示意图;

图8是本申请另一实施例提供的血泵的流动间隙位置关系示意图;

图9是本申请一实施例提供的血泵的第二壳体上设置第二挡板的结构示意图;

图10是本申请另一实施例提供的血泵的第二壳体上设置第二挡板的结构示意图;

图11是本申请一实施例提供的血泵的第一壳体上设置第一挡板的结构示意图;

图12是本申请一实施例提供的血泵中的磁体的位置关系示意图。

附图标记:

10、第一壳体;11、第一腔壁;12、入口孔;13、入口管;20、第二壳体;21、第二腔壁;22、侧环壁;23、出口孔;24、引流锥;25、第二磁体;26、出口管;30、腔室;31、第一分流流道;32、第二分流流道;40、叶轮;41、第一通道;42、第二通道;43、第一磁体;44、第三磁体;50、挡板;51、第一挡板;52、第二挡板;60、流动间隙;70、驱动组件;71、第三壳体;72、定子。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)为基于附图1所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

图1是本申请一实施例提供的血泵的整体结构示意图。图2是本申请一实施例提供的血泵的结构分解示意图。图3是本申请一实施例提供的叶轮安装在第二壳体内的结构示意图。图4是本申请一实施例提供的血泵的部分结构剖面示意图。图5是图4中A处的局部放大示意图。图6是本申请一实施例提供的血泵的流动间隙位置关系示意图。图7是本申请一实施例提供的血泵的第一壳体的结构示意图;图8是本申请另一实施例提供的血泵的流动间隙位置关系示意图;图9是本申请一实施例提供的血泵的第二壳体上设置第二挡板的结构示意图;图10是本申请另一实施例提供的血泵的第二壳体上设置第二挡板的结构示意图;图11是本申请一实施例提供的血泵的第一壳体上设置第一挡板的结构示意图。

如图1-4所示,本申请实施例提供的血泵包括第一壳体10、第二壳体20、叶轮40以及挡板50。

其中,第一壳体10和第二壳体20拼接后形成中空的腔室30,腔室30具有位于第一壳体10的第一腔壁11、位于第二壳体20的第二腔壁21以及连接第一腔壁11和第二腔壁21的侧环壁22。第一腔壁11与第二腔壁21相对设置,侧环壁22连接第一腔壁11和第二腔壁21以共同围设形成腔室30。第一壳体10和第二壳体20一般由金属或者塑料等材料构成,例如第一壳体10和第二壳体20的材质可以为钛合金或者医用聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)等。

在这里,侧环壁22可以位于第一壳体10或者第二壳体20,即侧环壁22环绕第一腔壁11或者第二腔壁21的边缘一周以构成侧环壁22,使第一壳体10在与第二壳体20拼接后,第一腔壁11和第二腔壁21以及侧环壁22共同围设形成腔室30。

当然,侧环壁22也可以分为两部分,分别位于第一壳体10和第二壳体20,即侧环壁22也可以包括环绕第一腔壁11的边缘设置一周的第一侧环部以及环绕第二腔壁21的边缘设置一周的第二侧环部,第一侧环部远离第一腔壁11的一侧与第二侧环部远离第二腔壁21的一侧卡接,使第一壳体10在与第二壳体20拼接后,侧环壁22与第一腔壁11以及第二腔壁21共同围设形成腔室30。

如图3-4所示,侧环壁22上开设有出口孔23,叶轮40可转动的设于腔室30内,叶轮40在转动的过程中会将进入叶轮40的血液径向推向侧环壁22进而出口孔23排出,也就是通过叶轮40旋转的离心力能够将血液吸入和通过出口孔23排出第一壳体10和第二壳体20拼接形成的中空的腔室30。

挡板50设于腔室30内并位于侧环壁22和叶轮40之间,挡板50与叶轮40之间形成第一分流流道31,挡板50与侧环壁22之间形成第二分流流道32,第二分流流道32与第一分流流道31连通,使挡板50能够对血流进行分流,使得从叶轮40中流出的血液分别从第一分流流道31和第二分流流道32流出,以减少血流对侧环壁22的压力,从而减小叶轮40受到的径向力,使叶轮40稳定旋转。

在这里,当挡板50设于第一腔壁11或者第二腔壁21上时,第一壳体10与第二壳体20拼接后,挡板50与第二腔壁21或者第一腔壁11之间具有连通第一分流流道31和第二分流流道32并供血液流通的流动间隙60,也就是说挡板50与第一腔壁11相连接或者挡板50与第二腔壁21相连接,挡板50在竖直方向上的宽度小于第一腔壁11与第二腔壁21之间的距离,即挡板50不与第二腔壁21相抵持或者挡板50不与第一腔壁11相抵持,这时挡板50与第二腔壁21之间形成流动间隙60或者挡板50与第一腔壁11之间形成流动间隙60,且该流动间隙60在轴向方向上的宽度L比血液中的细胞大的多,能够使血液顺利流通。

或者当挡板50同时设于第一腔壁11和第二腔壁21上时,第一壳体10与第二壳体20拼接后,第一腔壁11上的挡板50与第二腔壁21上的挡板50之间具有连通第一分流流道31和第二分流流道32并供血液流通的流动间隙60,即挡板50可以包括第一挡板51和第二挡板52两部分,分别与第一腔壁11和第二腔壁21相连接,这时第一挡板51和第二挡板52之间形成流动间隙60,且该流动间隙60能够供血液流通。

具体地,如图3-4所示,在本申请实施例中,第一腔壁11上设有供入口管13内的血液进入的入口孔12,侧环壁22上设有供血液流出的出口孔23,叶轮40在腔室30内高速旋转,从入口孔12进入的血液会随着叶轮40一起高速旋转,血液在叶轮40的离心力的作用下径向流向侧环壁22,并在侧环壁22的导流作用下从出口孔23流出。在侧环壁22与叶轮40之间设置挡板50后,血液流向侧环壁22的过程中会被挡板50分流,使得从叶轮40中流出的血液分别从第一分流流道31和第二分流流道32流到与出口孔23相连的出口管26中。

本申请实施例提供的血泵依靠第一壳体10和第二壳体20拼接形成的中空的腔室30内的叶轮40不断旋转,使血液连续的从入口孔12被吸入腔室30和从出口孔23排出腔室30,在这个过程中,进入叶轮40的血液会在叶轮40的离心力的作用下不断的被径向推向侧环壁22和设置在侧环壁22与叶轮40之间的挡板50,挡板50会将从叶轮40流出的血液分为两路,使血液分别从第一分流流道31和第二分流流道32流出,与此同时流到挡板50上的血液会通过流动间隙60从第一分流流道31进入第二分流流道32,由于流动间隙60能够使血液顺利流通,从而能够有效避免现有技术中存在的血液卡在缝隙里的情况,以避免溶血和血栓的风险。

本申请实施例提供的血泵具有结构简单、安全可靠等优点,通过使挡板50与第一腔壁11或者第二腔壁21之间具有连通第一分流流道31和第二分流流道32并供血液流通的流动间隙60,或者使分别设置在第一腔壁11和第二腔壁21上的挡板50之间具有连通第一分流流道31和第二分流流道32并供血液流通的流动间隙60,就能够有效避免在设置挡板50后血液流动时血液卡在缝隙里的情况发生,从而能够避免溶血和血栓的风险,提升血泵的安全性和稳定性。

在一个实施例中,如图8-11所示,第一挡板51设于第一腔壁11上,第二腔壁21上设有第二挡板52,使第一挡板51和第二挡板52之间形成流动间隙60,即第一挡板51不与第二挡板52抵持。通过将设置在腔室30中的挡板50分为第一挡板51和第二挡板52,一方面能够比只在一侧腔壁上设置挡板50有更好的承受血液径向力的效果,另一方面能够使流动间隙60更好的加工成型,保证加工成型精度。具体地,该第一挡板51和第二挡板52在加工成型工艺上也有要求,第一挡板51和第二挡板52可以与第一壳体10和第二壳体20一体成型,并且其粗糙度需要满足Ra≤0.4um,表面非常光滑,这样可以防止血液细胞粘附在第一挡板51和第二挡板52上,防止血栓的形成。

进一步地,在本申请实施例中,第一挡板51和第二挡板52之间的位置可以相对设置,也可以错开设置,也就是说,第一挡板51在第一腔壁11上的位置与第二挡板52在第二腔壁21上的位置可以是对应的,也可以是不对应的。

更进一步地,在本申请实施例中,第一挡板51垂直设置于第一腔壁11上,第二挡板52垂直设置于第二腔壁21上,第一挡板51和第二挡板52在叶轮40的轴向方向上对齐设置。其中,定义叶轮40的旋转轴线的延伸方向为轴向,垂直于叶轮40的旋转轴线的方向为径向。通过以上设置,能够准确控制流动间隙60在腔室30的位置,在保证对从叶轮40流出的血液进行导流和泄压的基础上,使血液在径向水平方向上的流动更顺畅。

如图4-8所示,叶轮40位于第一腔壁11和第二腔壁21之间,且叶轮40在轴向方向上的厚度小于第一腔壁11和第二腔壁21的距离,叶轮40的直径小于侧环壁22的最小内径。在本申请实施例中,流动间隙60的宽度L的取值范围为(D1-D2)/2≤L,其中,D1为所述第一腔壁11和所述第二腔壁21之间的距离,D2为所述叶轮40在轴向方向上的厚度。

进一步地,流动间隙60的宽度L的取值范围还要为:L≤D1-D2;也就是说,流动间隙60的宽度L即要大于等于第一腔壁11和所述第二腔壁21之间的距离与叶轮40的厚度二者之间的差的一半,又要小于等于第一腔壁11和所述第二腔壁21之间的距离与叶轮40的厚度二者之间的差。通过将流动间隙60的宽度L设置在此范围内,能够在避免溶血和血栓风险的同时兼顾挡板50的导流和泄压的作用。

即在流动间隙60的宽度L小于(D1-D2)/2时,很难保证加工精度,也存在流动间隙60的宽度L过小的风险,这时虽然能够使挡板50具有良好的导流和泄压的作用效果,但极有可能会导致溶血和血栓的情况发生,影响血泵的安全性。而当流动间隙60的宽度L大于D1-D2时,超过了叶轮40的整体运行范围,这时虽然能够更好的避免溶血和血栓的情况发生,但也使挡板50导流和泄压的作用效果大大降低,从而失去设置挡板50的意义。

例如,当第一腔壁11和所述第二腔壁21之间的距离D1为26mm,叶轮40的厚度D2为25.5mm时,流动间隙60的宽度L的取值为0.25mm~0.5mm。那么可以将流动间隙60的宽度L设置为0.25mm,还可以将流动间隙60的宽度L设置为0.3mm,当然也可以将流动间隙60的宽度L设置为0.5mm,即流动间隙60的宽度L可以设置为0.25mm~0.5mm之间的任意值。

不仅如此,流动间隙60不但需要满足叶轮40和腔室30的尺寸及位置条件,还与实际运用环境中的人体血液的生物性相关;如图4-8所示,在本申请实施例中,流动间隙60的宽度L的取值范围为:L≥0.02mm;在人体血液中,白细胞的最大,且其直径范围为0.007-0.02mm,流动间隙60的宽度L至少要能够供最大直径的白细胞通过,因此0.02mm的宽度能够进一步地确保血液中的细胞通过的最小距离,即血液中的细胞最大体积均能通过该流动间隙60,避免血细胞被卡住造成流动间隙60堵塞。另外,根据叶轮40的尺寸,该流动间隙60的宽度L的取值范围为:L≤0.4mm;也就是说可以将流动间隙60的宽度L设置为0.02mm~0.4mm之间的任意值。通过将流动间隙60的宽度L的取值范围控制在0.02mm~0.4mm之间,即能够避免溶血和血栓的风险,保证血泵的安全性,又能够使挡板50具有良好的导流和泄压的作用。

如图3、图9-11所示,侧环壁22和挡板50均绕入口孔12的中心轴线呈渐开线状延伸,渐开线即为螺旋向外延伸的螺旋线,侧环壁22和挡板50呈渐开线状延伸是指侧环壁22和挡板50上的各点到入口孔12的中心轴线的距离沿侧环壁22和挡板50的延伸方向逐渐增大,这样设置能够使侧环壁22和挡板50均对腔室30内流动的血液起到导流和泄压的作用,减少血液对侧环壁22的径向力,同时也减少血液对叶轮40的径向力,有利于叶轮40的径向平衡,使叶轮40能够在第一壳体10与第二壳体20拼接形成的中空的腔室30内平稳运行。

在本实施例中,叶轮40和侧环壁22之间有一部分没有挡板50,使进入腔室30的另一部分血液不接触挡板50直接流向侧环壁22,并在侧环壁22的导流作用下流出出口孔23。

具体地,挡板50与其相邻的侧环壁22的曲率相同,即在挡板50的延伸方向上,挡板50与其相邻的侧环壁22之间形成的第二分流流道32的宽度始终保持一致,使血液均匀流经第二分流流道32;更具体地,挡板50的厚度为第二分流流道32宽度的2%~4%,如图5所示,挡板50的厚度指挡板50在径向方向上的厚度H,这样设置可以保证挡板50承受径向力的能力,同时,对血液的压损小,即血液在流经过程中的阻力小,其对整个血泵的功耗也小,如果厚度太小则很难加工和保证精度,厚度太大则会增加血液的压损和功耗。

如图9所示,在第二挡板52的延伸方向上,第二挡板52的靠近入口孔12的中心轴线的一端的端部与侧环壁22的靠近入口孔的中心轴线12的一端的端部的连线与入口孔12的中心轴线相交。具体地,侧环壁22呈螺旋蜗壳状延伸,可以将c点看做为起点,a点看做为终点,则在第二挡板52的延伸方向上,第二挡板52的靠近入口孔12的一端的端部d与侧环壁22的靠近入口孔12的一端的端部c的连线经过入口孔12的中心o。具体地,连线oc的长度等于连线od的长度。由于沿渐开线方向上,血液对侧环壁22的径向力逐渐变大,通过以上设置,第二挡板52能够充分利用叶轮40的离心力将血液输出到与出口孔23相连的出口管26内,使血液分流更加均匀,径向受力也更加均匀,保证叶轮40的径向平衡。

同时,叶轮40布置在腔室30内,其中心轴线与入口孔12的中心轴线重合,在第二挡板52的延伸方向上,第二挡板52的靠近入口孔12的中心轴线的一端的端部到入口孔12的中心轴线的距离大于叶轮40的半径,即od的长度大于叶轮40的半径,由于第二挡板52呈渐开线状延伸,od的长度为第二挡板52到入口孔12中心的最小距离,保证最小距离大于叶轮40的半径,那么叶轮40在受到稳定的径向力旋转时,就不会磕碰到d点和c点,也不会磕碰到第二挡板52和侧环壁22。

进一步地,在第二挡板52的延伸方向上,第二挡板52的远离入口孔12的中心轴线的一端的端部不超过侧环壁22的靠近入口孔12的中心轴线的一端的端部到侧环壁22远离入口孔12的中心轴线的一端的垂直线。即第二挡板52的端部a点不超过c点到b点的垂直线bc,也就是说第二挡板52的端部不再往出口孔23方向延伸,由于在径向方向上,有c点阻挡血液的径向力,那么超过该垂直线的部分的第二挡板52并不会对泄压起到效果;在一优选实施例中,如图10所示,第二挡板52的端部a点刚好处在c点到b点的垂直线上,在保证最佳的泄压和分流的效果的同时,还尽可能的减小了第二挡板52的侧面积,从而减少血液流动时附着的面积,降低血栓形成在第二挡板52上的风险。同理,如图11所示,第一挡板51的设置方式与第二挡板52类似,不继续做阐述。

如图2-4所示,在本申请实施例中,叶轮40呈圆柱状结构,叶轮40具有轴向贯通的中心孔构成的第一通道41和在第一通道41的周向间隔设置的多个第二通道42,第二通道42连通第一通道41和第一分流流道31。其中,叶轮40的第一通道41的位置与入口孔12的位置相对应设置,即第一通道41的中心轴线与入口孔12的中心轴线大致重合,使从入口孔12流入腔室30的血液能够大部分进入第一通道41,并在叶轮40旋转离心力的作用下从多个第二通道42流向腔室30,从第二通道42流出的一部分血液在经过腔室30内的挡板50分流后,会被分成两路,由于挡板50设置在侧环壁22与叶轮40之间,并靠近侧环壁22上的出口孔23一侧,从而使两路血液在挡板50和侧环壁22的导流作用下从第一分流流道31和第二分流流道32流出出口孔23。

如图4-6、图8-11所示,当第一腔壁11及第二腔壁21上均设有挡板50时,流动间隙60与第二通道42的位置相对应。由于叶轮40在理想状态下(静态稳定下)保持悬浮不动,实际在腔室30内运作时是处于轴向方向上下浮动的,那么第二通道42的位置在轴向上也会上下浮动,流动间隙60比第二通道42要窄,那么在叶轮40的浮动路径范围内,流动间隙60始终处于第二通道42的径向开口范围内,这里的浮动路径范围指叶轮40浮动到最高位置到最底位置之间的距离,即L1+L2的距离,且不大于L1+L2,即保证叶轮40不与第一腔壁11和第二腔壁21接触。

在本实施例中,第一挡板51和第二挡板52在轴向方向上的宽度不相同,第一挡板51的宽度小于第二挡板52的宽度,使第一挡板51与第二挡板52之间的流动间隙60处于腔室30的中间偏上的位置,即靠近叶轮40的第二通道42,使从叶轮40的第二通道42流出的血液在径向方向上可直接进入流动间隙60,流动路径短从而能保持较高的流速通过流动间隙60,血液流动更顺畅也降低血栓的风险。

当然,第一挡板51和第二挡板52在轴向方向上的宽度可以相同。即可以通过改变第一挡板51和第二挡板52的宽度改变流动间隙60在第一腔壁11和第二腔壁21之间的相对位置,具体根据叶轮40的第二通道42的出口位置变化而变化。

更进一步地,第二腔壁21上设有朝向第一腔壁11延伸的引流锥24,叶轮40以径向具有间隙的方式套设在引流锥24上,以使引流锥24置于第一通道41内。通过以上设置,能够将进入第一通道41的血液更方便的引导至第二通道42,使更多的血液在叶轮40的离心力作用下被甩向侧环壁22和挡板50,并在侧环壁22和挡板50的导流作用下流出出口孔23。

具体地,在本申请实施例中,引流锥24靠近第二腔壁21的一端呈圆柱状结构,远离第二腔壁21的一端呈圆锥形结构,圆锥形结构靠近入口孔12的一端的横截面积小于远离入口孔12的一端的横截面积,圆锥面具有一定的坡度能够更好地将第一通道41的血液引入第二通道42,叶轮40的中心轴线和引流锥24的中心轴线重合,叶轮40旋转时与引流锥24不接触。

图12是本申请一实施例提供的血泵的磁体的位置关系示意图。如图1-12所示,在本申请实施例中,血泵还包括驱动组件70,驱动组件70包括第三壳体71和设于第三壳体71内的定子72,第三壳体71与第二壳体20相连,定子72能够产生旋转磁场,用于带动叶轮40在腔室30内转动。在这里,叶轮40在腔室30内的转动为悬浮旋转,悬浮旋转是指叶轮40在旋转过程中与第一腔壁11、第二腔壁21、侧环壁22以及引流锥24均不接触。通过使叶轮40在腔室30内悬浮旋转,能够避免机械摩擦,减少血栓和溶血的风险,提高血泵的安全性和稳定性。

具体地,如图12所示,在本申请实施例中,叶轮40内设有环形的第一磁体43,引流锥24内设有环形的第二磁体25,其中第一磁体43与第二磁体25在叶轮40的中心轴线方向上错位设置且磁极相同,即第一磁体43在中心轴线方向上位于第二磁体25的斜上方位置处,这样设置后由于第一磁体43和第二磁体25的磁极相同,导致第二磁体25会给予第一磁体43斜向上方向的排斥力F,排斥力F能够分解成竖直方向(叶轮40的轴向方向)上的法向力F1和水平方向(叶轮40的径向方向)上的切向力F2,切向力F2使叶轮40与引流锥24相互远离,保持不接触,法向力F1使叶轮40与第二腔壁21远离。

由于上述设置的会使得叶轮40远离第二腔壁21,为了实现叶轮40的悬浮旋转,驱动组件70的定子72除了能够产生旋转磁场以使叶轮40旋转外,还在轴向上对叶轮40具有一定的吸引力,在叶轮40内还设置有环形的第三磁体44,第三磁体44远离于引流锥24且靠近于第二腔壁21一侧设置,第三磁体44会与定子72中的铁芯产生吸引力F3,这时只要保证使吸引力F3和法向力F1相同,就能够使叶轮40在竖直方向(轴向方向)上受力平衡,使叶轮40与第二腔壁21之间的距离始终趋于稳定,提升血泵的安全性和稳定性。

叶轮40在悬浮时,叶轮40与第一腔壁11之间形成第一间隙,与第二腔壁21之间形成第二间隙,当叶轮40悬浮趋于稳定状态时,第一间隙的宽度L1与第二间隙的宽度L2相等。但在实际工作过程中,叶轮40在自身的转动过程中在血液的冲击力的影响下,叶轮40无法保持稳定状态,会在竖直方向上做上下起伏运动,导致L1和L2时刻在变化,当L1>L2时,说明此时叶轮40靠近第二腔壁21,那么会导致吸引力F3变大,在竖直方向上的法向力F1变小,此次可以控制定子72中的线圈电流产生向上的补偿力F4,使F1+F4=F3,以使叶轮40趋于稳定平衡(此时L1=L2)。同理,当L1<L2时,说明此时叶轮40靠近第一腔壁11,那么导致F3变小,在竖直方向上的法向力F1变大,控制定子72的线圈电流产生竖直向下的补偿力F4,使F4+F3=F1,以使叶轮40趋于稳定平衡。

具体地,在本申请实施例中,定子72的线圈提供的补偿力F4通过现有技术中的计算机程序控制,使其可以调整补偿力F4的方向和大小,随时变化调整来保持叶轮40的平衡,使叶轮40的悬浮趋于稳定。

值得一提的是,叶轮40的悬浮趋于稳定时,第一间隙的宽度L1等于第二间隙的宽度L2等于第一腔壁11和第二腔壁21之间的距离与叶轮40在竖直方向上的厚度的差的一半(D1-D2)/2,即在叶轮40的悬浮趋于稳定时,L1=L2=(D1-D2)/2,L1+L2=D1-D2。

可选地,在本申请实施例中,第一磁体43、第二磁体25以及第三磁体44可以为永磁体(例如但不限于海尔贝克阵列磁体)。

如图1-2所示,在本申请实施例中,第二壳体20与第三壳体71可拆卸连接。通过以上设置,能够分离第二壳体20和第三壳体71,这样在一位患者使用完血泵后,可以只更换第一壳体10和第二壳体20保留第三壳体71,从而能够循环利用血泵中的驱动组件70,降低血泵的成本,减小资源浪费。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术分类

06120114693785