本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種血泵，尤其涉及一種可植入人體的旋轉(zhuǎn)式血泵。

背景技術(shù)：

心力衰竭(Heart failure)簡(jiǎn)稱心衰，通俗來說即是自然心臟無法泵出維持全身血液循環(huán)的足夠血流。據(jù)世界衛(wèi)生組織WTO統(tǒng)計(jì)表明，約有15％～20％的人會(huì)患有不同程度的心衰，65歲以上因心衰而住院的人數(shù)占總住院人數(shù)50％以上，同時(shí)5年后病死率超過50％。對(duì)于心衰患者來說，只有保守藥物治療、心臟移植和心室輔助三種治療途徑。藥物治療的效果較差，心臟移植由于供體受限非常困難，因此心室輔助裝置(Ventricular Assist Device，VAD)成為全世界公認(rèn)的各類終末期心衰最有效的治療途徑。心室輔助裝置的主要部件是一個(gè)血泵(Blood Pump)。一般是將血泵的流入管道與人心臟左心室或右心室相連，通過流出管道與主動(dòng)脈或肺動(dòng)脈相連，泵與控制驅(qū)動(dòng)器(帶有電力供應(yīng)設(shè)備)相連，由控制驅(qū)動(dòng)器控制血泵輸出具有一定壓力(一般在80～120mmHg)和流量(一般在2～10L/min)的血液，分擔(dān)人體正?；顒?dòng)對(duì)人心臟的功率需求。根據(jù)血泵輔助的心臟位置分為左心室輔助(LVAD)、右心室輔助(RVAD)和雙心室輔助(BiVAD)。血泵從最早期的搏動(dòng)式脈動(dòng)流血泵逐漸過渡到現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)式連續(xù)流血泵，在歐美國家早已從實(shí)驗(yàn)室走入臨床。第一代搏動(dòng)式血泵于1994年經(jīng)由FDA批準(zhǔn)進(jìn)行BTT過渡治療(bridge-to-transplant)。DeBakey axial-flow LVAD是第一個(gè)在歐洲和美國進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)的旋轉(zhuǎn)式血泵，HeartMate II是第一個(gè)被FDA批準(zhǔn)用于BTT的旋轉(zhuǎn)式血泵，批準(zhǔn)時(shí)間是2008年。常見的Jarvik2000和HeartMate II采用的是機(jī)械式軸承支撐，HeartWare采用的是液浮軸承和永磁軸承組合支撐，HeartMate III和DuraHeart為主動(dòng)式磁浮支撐。目前，旋轉(zhuǎn)式血泵一般分為殼體和葉輪轉(zhuǎn)子兩個(gè)主要部件，葉輪轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)的支撐軸承可分為機(jī)械式軸承、動(dòng)壓液浮軸承、主動(dòng)或被動(dòng)式磁浮軸承幾大類型；而機(jī)械式軸承運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定但易產(chǎn)生血栓同時(shí)會(huì)發(fā)生磨損；動(dòng)壓液浮軸承必須在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)情況下才可以產(chǎn)生作用，限制了血泵調(diào)速范圍；主動(dòng)式磁浮軸承因?yàn)橐雮鞲衅鞯?，體積和功耗相對(duì)增大；被動(dòng)式磁浮軸承不能實(shí)現(xiàn)全自由度的穩(wěn)定懸浮，需與其它形式軸承配合使用。為此，需要一種旋轉(zhuǎn)式血泵及其使用方法，使其解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的機(jī)械式軸承運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定但易產(chǎn)生血栓同時(shí)會(huì)發(fā)生磨損，動(dòng)壓液浮軸承必須在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)情況下才可以產(chǎn)生作用，從而限制了血泵調(diào)速范圍，主動(dòng)式磁浮軸承因?yàn)橐雮鞲衅鞯?，從而使得體積和功耗相對(duì)增大，被動(dòng)式磁浮軸承不能實(shí)現(xiàn)全自由度的穩(wěn)定懸浮，從而導(dǎo)致需與其它形式軸承配合使用等問題，使血泵具有集成度高、體積小同時(shí)壽命長(zhǎng)的特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)式血泵,解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的機(jī)械式軸承運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定但易產(chǎn)生血栓同時(shí)會(huì)發(fā)生磨損，動(dòng)壓液浮軸承必須在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)情況下才可以產(chǎn)生作用，從而限制了血泵調(diào)速范圍，主動(dòng)式磁浮軸承因?yàn)橐雮鞲衅鞯?，從而使得體積和功耗相對(duì)增大，被動(dòng)式磁浮軸承不能實(shí)現(xiàn)全自由度的穩(wěn)定懸浮，從而導(dǎo)致需與其它形式軸承配合使用等問題，使血泵具有集成度高、體積小同時(shí)壽命長(zhǎng)的特性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)式血泵，包括設(shè)有殼體的血泵，血泵的一端設(shè)有入口段，血泵的另一端設(shè)有出口段，血泵上連接設(shè)有電纜，血泵的內(nèi)部設(shè)有葉輪轉(zhuǎn)子；殼體和葉輪轉(zhuǎn)子內(nèi)分別安裝有永磁磁環(huán)，永磁磁環(huán)形成徑向永磁軸承,徑向永磁軸承提供徑向剛度且將葉輪轉(zhuǎn)子徑向懸浮在平衡位置。

在以上方案中優(yōu)選的是，殼體內(nèi)安裝有第一永磁磁環(huán)、第二永磁磁環(huán)、第三永磁磁環(huán)和第四永磁磁環(huán)；葉輪轉(zhuǎn)子的內(nèi)部安裝有第五永磁磁環(huán)、第六永磁磁環(huán)、第七永磁磁環(huán)和第八永磁磁環(huán)；第一永磁磁環(huán)、第二永磁磁環(huán)、第三永磁磁環(huán)和第四永磁磁環(huán),以及第五永磁磁環(huán)、第六永磁磁環(huán)、第七永磁磁環(huán)和第八永磁磁環(huán)形成徑向永磁軸承。

還可以優(yōu)選的是，葉輪轉(zhuǎn)子內(nèi)部安裝的第五永磁磁環(huán)、第六永磁磁環(huán)、第七永磁磁環(huán)和第八永磁磁環(huán)設(shè)有軸向偏移，且形成一定的軸向偏移預(yù)緊磁力f0，此磁力f0指向Z軸負(fù)向。

還可以優(yōu)選的是，徑向永磁軸承形成兩對(duì)雙磁環(huán)相斥型軸承,或只要葉輪轉(zhuǎn)子一端的永磁軸承,或單對(duì)軸承,或單磁環(huán),或三個(gè)以上的磁環(huán),或相吸型軸承。

還可以優(yōu)選的是，入口段靠近入口處設(shè)有一組導(dǎo)流片，導(dǎo)流片的軸向設(shè)為錐形結(jié)構(gòu)；葉輪轉(zhuǎn)子的靠近入口處設(shè)有一個(gè)錐體結(jié)構(gòu)，錐體結(jié)構(gòu)采用陶瓷、鈦合金或類金剛石涂層制成；導(dǎo)流片與錐體結(jié)構(gòu)的接觸面設(shè)為楔形面的結(jié)構(gòu)。

還可以優(yōu)選的是，殼體靠近葉輪轉(zhuǎn)子后端位置處設(shè)有一個(gè)頂錐。

還可以優(yōu)選的是，殼體靠近葉輪轉(zhuǎn)子后端處設(shè)有一組錐形整流葉片。

還可以優(yōu)選的是，入口段的內(nèi)壁限定形成血液的流入通道；出口段的內(nèi)壁限定形成血液的流出通道；葉輪轉(zhuǎn)子設(shè)為可在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),葉輪轉(zhuǎn)子上設(shè)有將血液由流入通道抽入并將血液通過壓力和流量從流出通道送出的葉片，葉片固定在葉輪轉(zhuǎn)子上，和葉輪轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，葉片相對(duì)葉輪轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。

還可以優(yōu)選的是，葉輪轉(zhuǎn)子通過殼體內(nèi)設(shè)置的線圈和轉(zhuǎn)子內(nèi)的電機(jī)磁鋼的共同作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并通過電纜傳入控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

還可以優(yōu)選的是，入口段設(shè)置為殼體的一部分；入口段設(shè)為圓筒形；入口段采用不銹鋼、鈦合金的人體相容材料制成；入口段的直徑設(shè)為25mm或15mm；入口段的入口處設(shè)有圓弧形的過渡段；入口段的外壁采用粗糙多孔的表面或適合細(xì)胞生長(zhǎng)的相容性表面；出口段設(shè)置為殼體的一部分；出口段通過外接人造血管與人體血管相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)式血泵,其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的機(jī)械式軸承運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定但易產(chǎn)生血栓同時(shí)會(huì)發(fā)生磨損，動(dòng)壓液浮軸承必須在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)情況下才可以產(chǎn)生作用，從而限制了血泵調(diào)速范圍，主動(dòng)式磁浮軸承因?yàn)橐雮鞲衅鞯?，從而使得體積和功耗相對(duì)增大，被動(dòng)式磁浮軸承不能實(shí)現(xiàn)全自由度的穩(wěn)定懸浮，從而導(dǎo)致需與其它形式軸承配合使用等問題，其揚(yáng)長(zhǎng)避短，能夠?qū)崿F(xiàn)血泵的小型化，使血泵具有集成度高、體積小、穩(wěn)定性好和使用壽命長(zhǎng)的特性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式血泵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式血泵的第一種橫截剖面示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式血泵的第二種橫截剖面示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式血泵的第三種橫截剖面示意圖。

圖中,10為血泵，12為入口段，14為出口段，15為頂錐，17為錐形整流葉片，18為電纜，20為葉輪轉(zhuǎn)子，22為錐體結(jié)構(gòu)，24為葉輪轉(zhuǎn)子后端，26為葉片，30為線圈，32為第一永磁磁環(huán)，34為第二永磁磁環(huán)，36為第三永磁磁環(huán)，38為第四永磁磁環(huán)，40為電機(jī)磁鋼，42為第五永磁磁環(huán)，44為第六永磁磁環(huán)，46為第七永磁磁環(huán)，48為第八永磁磁環(huán)，50為導(dǎo)流片，62為流入通道，64為流出通道，

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明。但是，顯然可對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行不同的變型和改型而不超出后附權(quán)利要求限定的本實(shí)用新型更寬的精神和范圍。因此，以下實(shí)施例具有例示性的而沒有限制的含義。

實(shí)施例:

一種旋轉(zhuǎn)式血泵,包括設(shè)有殼體的血泵10，血泵10的一端設(shè)有入口段12，血泵10的另一端設(shè)有出口段14，血泵10上連接設(shè)有電纜18，血泵10的內(nèi)部設(shè)有葉輪轉(zhuǎn)子20。

在上述實(shí)施例中，入口段12是圓筒形的結(jié)構(gòu)，是殼體的一部分，可采用不銹鋼、鈦合金等可植入人體的相容性材料制成；入口段12將插入人體心尖，收集心室中的血液，其直徑可以根據(jù)應(yīng)用于成人、兒童和嬰兒而有所不同，例如針對(duì)成人的一種尺寸可以是直徑25mm；入口段12的入口處設(shè)為圓弧形過渡，從而避免插入心尖時(shí)損傷心肌，入口段12的外壁設(shè)為適合細(xì)胞生長(zhǎng)的相容性表面，例如可以為一種粗糙多孔的鈦合金表面。

在上述實(shí)施例中，出口段14也是殼體的一部分，出口段14外接人造血管等其它類似連接裝置連接到人體血管上。

在上述實(shí)施例中，入口段12的內(nèi)壁限定形成血液的流入通道62；出口段64的內(nèi)壁限定形成血液的流出通道64。

在上述實(shí)施例中，葉輪轉(zhuǎn)子20是能夠在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)子20上設(shè)有葉片26，葉片26的旋轉(zhuǎn)能夠?qū)⒀河闪魅胪ǖ?2抽入并將血液以一定的壓力和流量從流出通道64送出。

在上述實(shí)施例中，葉輪轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是在殼體內(nèi)的線圈30和轉(zhuǎn)子內(nèi)的電機(jī)磁鋼40的共同作用下產(chǎn)生，控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)是通過電纜18傳入；葉輪轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)速可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以輸出不同的流量壓力從而適應(yīng)不同的患者需求。

在上述實(shí)施例中，殼體內(nèi)安裝有第一永磁磁環(huán)32、第二永磁磁環(huán)34、第三永磁磁環(huán)36、第四永磁磁環(huán)38；葉輪轉(zhuǎn)子20的內(nèi)部安有第五永磁磁環(huán)42、第六永磁磁環(huán)44、第七永磁磁環(huán)46、第八永磁磁環(huán)48；圖1中磁環(huán)上的箭頭表明磁力線方向；這幾組磁環(huán)形成了一種徑向永磁軸承，能夠提供較大的徑向剛度以將葉輪轉(zhuǎn)子20徑向懸浮在平衡位置。如圖1所示，葉輪轉(zhuǎn)子20中的磁環(huán)與殼體內(nèi)的磁環(huán)有一定的軸向偏移，從而形成一定的軸向偏移預(yù)緊磁力f0，此磁力f0指向Z軸負(fù)向。

圖1中僅表示出了一種優(yōu)選的徑向永磁軸承情況，是兩對(duì)雙磁環(huán)相斥型軸承；也可以采用其它方式的徑向永磁軸承，例如可以是單對(duì)(只要葉輪轉(zhuǎn)子一端的永磁軸承)，可以是單磁環(huán)或者是更多的磁環(huán)，可以是相吸型，以及以上的各種組合形式。

在上述實(shí)施例中，入口段12靠近入口處設(shè)有一組導(dǎo)流片50，其軸向是一種錐形結(jié)構(gòu)。

在上述實(shí)施例中，葉輪轉(zhuǎn)子20的靠近入口部分是一個(gè)錐體結(jié)構(gòu)22，其材質(zhì)可以是耐磨材料例如陶瓷、鈦合金、類金剛石涂層或其它耐磨且生理相容的材質(zhì)或涂層。

在上述實(shí)施例中，由于偏置的徑向永磁軸承產(chǎn)生了軸向的預(yù)緊力f0，所以初始狀態(tài)時(shí)葉輪轉(zhuǎn)子20是通過錐體結(jié)構(gòu)22壓緊在導(dǎo)流片50上，這樣葉輪轉(zhuǎn)子20的軸向主要是在預(yù)緊力f0和錐形結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生的彈性反作用力作用下平衡；葉輪轉(zhuǎn)子20的徑向主要是在上述徑向永磁軸承的徑向永磁力作用下平衡；葉輪轉(zhuǎn)子20平衡在圖中所示的位置。

當(dāng)靜止?fàn)顟B(tài)下葉輪轉(zhuǎn)子20受到?jīng)_擊時(shí)，特別是軸向沖擊時(shí)，例如葉輪轉(zhuǎn)子20向Z正向偏移，只要保證設(shè)計(jì)時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)子后端24的頂點(diǎn)接觸到殼體內(nèi)壁時(shí)，其徑向永磁軸承產(chǎn)生的軸向偏置力方向仍然是朝向Z軸負(fù)向，那么當(dāng)外部沖擊消除后，葉輪轉(zhuǎn)子20可以在永磁偏置力的作用下恢復(fù)到初始位置，同時(shí)由于錐形的特性可以自動(dòng)對(duì)中。

也可以如圖3所示，在殼體靠近葉輪轉(zhuǎn)子后端24處增設(shè)一個(gè)頂錐15，初始狀態(tài)時(shí)與24不接觸，之間有一定間隙，只有當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)子20受到較大沖擊向Z軸正向偏移時(shí)才發(fā)生接觸，阻擋葉輪轉(zhuǎn)子20的繼續(xù)偏移。

也可以如圖4所示，在殼體靠近葉輪轉(zhuǎn)子后端24處增加一組類似于導(dǎo)流片50的錐形整流葉片17，初始狀態(tài)時(shí)與葉輪轉(zhuǎn)子后端24不接觸，之間有一定間隙，只有當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)子20受到較大沖擊向Z軸正向偏移時(shí)才發(fā)生接觸，阻擋葉輪轉(zhuǎn)子20的繼續(xù)偏移，此時(shí)葉輪轉(zhuǎn)子后端24的頂點(diǎn)與殼體內(nèi)壁不用發(fā)生接觸。

當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)子20工作時(shí)旋轉(zhuǎn)起來之后，由于流出通道64處的壓力高于流入通道62處的壓力，那么血液壓差將產(chǎn)生朝向Z軸負(fù)向的壓緊力，這樣葉輪轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)時(shí)軸向剛度比不工作時(shí)要大，更加穩(wěn)定。

當(dāng)工作很長(zhǎng)時(shí)間之后(一般在數(shù)年以上)，導(dǎo)流片50和錐體結(jié)構(gòu)22的接觸面發(fā)生一定的磨損，但是由于錐體結(jié)構(gòu)22的特點(diǎn)以及軸向預(yù)緊力f0的存在，葉輪轉(zhuǎn)子20與導(dǎo)流片50之間會(huì)自動(dòng)預(yù)緊，這樣就避免了很多兩端都采用機(jī)械軸承血泵需要增加彈性預(yù)緊元件的缺點(diǎn)，降低了失效風(fēng)險(xiǎn)。

圖2是入口段12的剖面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流片50是一組導(dǎo)流葉片，圖2僅表示一種形式，導(dǎo)流葉片數(shù)量可以是二、三、四等多個(gè)，但是導(dǎo)流葉片不構(gòu)成整圓。

導(dǎo)流片50的一個(gè)作用是對(duì)流入的血液進(jìn)行整流，另一個(gè)作用是對(duì)葉輪轉(zhuǎn)子20進(jìn)行支撐；導(dǎo)流葉片的接觸端不構(gòu)成整圓的目的是要避免常見機(jī)械式軸承易形成血栓的缺點(diǎn)，錐體結(jié)構(gòu)22與導(dǎo)流片50接觸面上即使形成一定的血細(xì)胞堆積，但是隨著旋轉(zhuǎn)，接觸面變成了非接觸面，堆積的細(xì)胞將被流經(jīng)非接觸面的血液沖刷掉，因此難以形成連續(xù)的一圈血栓。

另外可以如圖2所示，導(dǎo)流片50與錐體結(jié)構(gòu)22的接觸面可以是類似于楔形面的結(jié)構(gòu)，即當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在接觸面處形成動(dòng)壓液浮力，降低兩者之間的接觸甚至懸浮，這樣的好處是雖然低速時(shí)導(dǎo)流片50與錐體結(jié)構(gòu)22之間有接觸，但是低速時(shí)摩擦小，損耗也?。划?dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由于液浮力的存在，兩者之間的接觸反而減小，因此可降低磨損。