免清洗的小型旋轉(zhuǎn)式泵的制作方法
【專利說(shuō)明】免清洗的小型旋轉(zhuǎn)式泵
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)?00880114288.8、申請(qǐng)日2008年10月27日、發(fā)明名稱“免清洗的小型旋轉(zhuǎn)式栗”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及，但不限于，提供和使用醫(yī)療設(shè)備，并且更具體地涉及提供和使用小型的、可植入式的血栗以協(xié)助或補(bǔ)充心臟功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的至少一些方面和實(shí)施例涉及用于協(xié)助人心臟功能的系統(tǒng)和方法。特別地，一個(gè)實(shí)施例涉及使用具有管狀殼體的小型血栗來(lái)栗血的系統(tǒng)和方法，所述殼體包括支撐葉輪的驅(qū)動(dòng)單元，其中該驅(qū)動(dòng)單元無(wú)需使用清洗液而保持不具有血塊或其他血液沉淀物。
[0004]現(xiàn)有的小型血栗，諸如美國(guó)專利N0.6，942，611，采用清洗液以保持電機(jī)組沒(méi)有會(huì)損害性能或長(zhǎng)期導(dǎo)致栗卡死的障礙物。盡管清洗液的配置比較有效，當(dāng)其長(zhǎng)期使用時(shí)，例如超過(guò)30天時(shí)，其所需的附加結(jié)構(gòu)可能增加栗失靈的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括血栗，其可包括其中定位電動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的管狀殼體。該驅(qū)動(dòng)單元可同軸布置在殼體中，在驅(qū)動(dòng)單元和殼體的內(nèi)表面之間的環(huán)形空間形成主要的血流通道。在這種構(gòu)造中，血液被布置在驅(qū)動(dòng)單元上游側(cè)的葉輪通常以螺旋運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，沿著流動(dòng)通道流通并且從橫向分支的出口管排出殼體。
[0006]殼體和出口管可具有L形構(gòu)造，籍此栗可插入到形成在心臟壁的端口中，而出口管可與目標(biāo)血管連接。在這種構(gòu)造中，血栗可起到暫時(shí)支撐心臟的作用而不像較大的心內(nèi)血栗一樣完全插入到心臟內(nèi)。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及無(wú)需使用清洗液而保持不具有血塊或其他血液沉淀物或堆積物的小型血栗。該血栗可包括環(huán)形的、構(gòu)造在轉(zhuǎn)子和定子之間的次要流動(dòng)通道，血流通過(guò)該通道持續(xù)沖洗轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)移動(dòng)部分之間的區(qū)域。該次要血流可大致與主要血流反向。
[0008]本發(fā)明的另一方面涉及小型軸向血栗，其中承載葉輪的轉(zhuǎn)子不需要在軸向方向上的支撐。該血栗可應(yīng)用在軸向方向上支撐轉(zhuǎn)子和葉輪的磁軸承。在一些實(shí)施例中，該軸向磁軸承可以至少部分是有源的。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了基于導(dǎo)管的栗，其應(yīng)用清洗液使如上所述布置的次要血流通道暢通。在該裝置中，主要血流定向?yàn)槌獠⑶揖o接在葉輪后面圍繞殼體，并且另一個(gè)端口定位在轉(zhuǎn)子后面允許血液流入以形成次要血流。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)方面可提供基于導(dǎo)管的栗，其應(yīng)用磁軸承以控制承載葉輪的轉(zhuǎn)子的軸向位置。該磁軸承可以是有源的，或無(wú)源的或兩者均可。
[0011]本發(fā)明另一個(gè)方面涉及通過(guò)使用小型血栗來(lái)提供心臟輔助的方法，所述血栗包括殼體、定位在殼體內(nèi)并且具有轉(zhuǎn)子和定子的驅(qū)動(dòng)單元、定位在驅(qū)動(dòng)單元一端并且與轉(zhuǎn)子連接的葉輪，以及從殼體最靠近葉輪的一端延伸的套管。可運(yùn)行該栗以產(chǎn)生圍繞驅(qū)動(dòng)單元的主要血流以及形成在轉(zhuǎn)子和定子之間的環(huán)形空間內(nèi)的次要血流。該次要血流可大致與主要血流反向?？赏ㄟ^(guò)機(jī)械軸承及/或通過(guò)有源或無(wú)源磁軸承提供軸向支撐。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖并非想要按比例繪制。在附圖中，在不同圖中顯示的每個(gè)相同或幾乎相同的組件由相同數(shù)字表示。為了清晰的目的，可能不是每個(gè)組件在每個(gè)圖中均被標(biāo)識(shí)。圖中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明的血栗的一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖；以及圖2為根據(jù)本發(fā)明的基于導(dǎo)管的血栗的一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述各種實(shí)施例和它們的各方面。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的應(yīng)用并不限于在下面描述中所闡述或附圖所示的關(guān)于組件構(gòu)造及布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能具有其他實(shí)施例并且能以各種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。在此提供特定實(shí)施方式的范例僅僅為了說(shuō)明的目的而并非想要進(jìn)行限制。特別地，針對(duì)任何一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所述的動(dòng)作、元件及特征并非想要在任何其他實(shí)施例中排除類似的作用。同樣，在此使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的并且不應(yīng)被認(rèn)作限制。“包括”、“包含”、“具有”、“含”、“包括了”以及它們的變型的使用是為了包圍其后所列的項(xiàng)以及它們的等價(jià)物和其他項(xiàng)。
[0015]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的血栗的橫截面示意圖。
[0016]該示意性實(shí)施例的血栗100具有細(xì)長(zhǎng)的、基本圓柱狀的殼體200，其中基本同軸地定位驅(qū)動(dòng)單元210。該驅(qū)動(dòng)單元210包括具有定子部分300和轉(zhuǎn)子部分400的電動(dòng)機(jī)。穿過(guò)導(dǎo)管230的電導(dǎo)體220對(duì)電動(dòng)機(jī)提供電能及控制信號(hào)。
[0017]在驅(qū)動(dòng)單元210和殼體的內(nèi)部之間的環(huán)形空間形成主要的血流通道240。在一個(gè)實(shí)施例中，主要血流通道的內(nèi)徑和外徑可分別大約為7.0和10.0mm，在主要血流通道中提供大約160mm2的橫截面。
[0018]定子部分300包括一對(duì)永久定子軸承磁體310a、310b。一個(gè)定子軸承磁體310a靠近定子的上游端定位，而另一個(gè)定子軸承磁體310b靠近下游端固定。
[0019]定子軸承磁體310a、310b與永久轉(zhuǎn)子軸承磁體410a、410b配合以形成一對(duì)徑向磁軸承。該徑向軸承允許轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有明顯的徑向接觸并產(chǎn)生環(huán)形空間以實(shí)現(xiàn)次要血流通道255。該定子軸承磁體310a、310b和轉(zhuǎn)子軸承磁體410a、410b可包括疊層薄盤磁體、具有軸向磁化的管狀磁體或任何其他合適的磁體布置。
[0020]在所示的實(shí)施例中，次要血流通道255的內(nèi)徑和外徑可分別大約為3.2和3.8mm，提供大約3.3mm2的橫截面。
[0021]定子電機(jī)磁體320位于定子部分300上的定子軸承磁體310a、310b之間。該定子電機(jī)磁體320結(jié)合轉(zhuǎn)子電機(jī)磁體420以形成可由常規(guī)裝置驅(qū)動(dòng)以使轉(zhuǎn)子400旋轉(zhuǎn)的電磁電機(jī)。
[0022]在該實(shí)施例中，葉輪500連接在轉(zhuǎn)子400上。葉輪500包括轂510和多個(gè)從轂510突出的葉片520。所述葉片可以為任何合適的形狀并且可以是任何合適的數(shù)目。葉輪500在圓柱狀栗環(huán)530中旋轉(zhuǎn)，該栗環(huán)的直徑與葉輪500的包絡(luò)線的直徑大約相同。栗環(huán)530的上游端具有包括輸入斜面545的軸向入口 540。緊跟著栗環(huán)530的下游端的為不含葉輪的過(guò)渡區(qū)域550，其中內(nèi)側(cè)直徑從栗環(huán)530到圍繞驅(qū)動(dòng)單元210的殼體200的內(nèi)徑連續(xù)變大。
[0023]轉(zhuǎn)子400的操作產(chǎn)生向前，即在與血流相反的方向上，牽引轉(zhuǎn)子的力。為了防止轉(zhuǎn)子400被向前牽引得太遠(yuǎn)以至于接觸殼體，軸向液壓軸承260可定位在包括了葉輪500的轉(zhuǎn)子400的一端。軸向液壓軸承260起到阻止轉(zhuǎn)子400向前移動(dòng)的作用。在該實(shí)施例中，軸向液壓軸承260提供有多個(gè)允許血液通過(guò)軸承的開(kāi)口。在一些實(shí)施例中，軸向軸承也可構(gòu)造為接觸球軸承，從而物理地阻止轉(zhuǎn)子400的向前運(yùn)動(dòng)，特別在外力施加在裝置上的地方或當(dāng)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)或逐漸結(jié)束時(shí)。
[0024]在一些實(shí)施例中，可通過(guò)定位在轉(zhuǎn)子任一端的軸向磁軸承控制轉(zhuǎn)子400的軸向位置，包括或不包括另外使用機(jī)械接觸球軸承。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，軸向磁軸承可包括永久軸向殼體磁體270，其定位在殼體200內(nèi)靠近背離葉輪500的轉(zhuǎn)子400 —端，并且與永久軸向轉(zhuǎn)子磁體410配合，其定位在背離葉輪500的轉(zhuǎn)子一端上。在另一個(gè)實(shí)施例中，軸向軸承可包括有源磁軸承，其單獨(dú)或與無(wú)源磁軸承及/或機(jī)械接觸球軸承聯(lián)合操作。在一個(gè)實(shí)施例中，軸向磁軸承包括設(shè)計(jì)為抵消當(dāng)轉(zhuǎn)子400提速時(shí)產(chǎn)生的軸向力的圓柱狀無(wú)源磁體，其由有源磁體圍繞，設(shè)計(jì)為補(bǔ)償諸如那些在葉輪預(yù)負(fù)載和后負(fù)載期間所出現(xiàn)的那些額外的軸向負(fù)載。在一些情況中，可通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的反電動(dòng)勢(shì)而確定葉輪的軸向位置，因而消除對(duì)附加位置傳感器的需要。在其他情況中，可應(yīng)用單獨(dú)的位置傳感器以提供關(guān)于轉(zhuǎn)子位置的反饋并便于通過(guò)有源磁軸承控制。
[0025]出口管600朝流動(dòng)通道240的下游端從栗殼200橫向地分出。該出口管600在基本垂直于流動(dòng)通道240的方向延伸。在一些實(shí)施例中，出口管600的內(nèi)徑可在流動(dòng)方向上放大。這種放大可為大約5-10度，或者在一個(gè)特定實(shí)施例中，大約8度。
[0026]在特定實(shí)施例中，在殼體的內(nèi)壁中可能具有與主要流動(dòng)通道240連通的壓力探測(cè)開(kāi)口。從所述壓力探測(cè)開(kāi)口，壓力通道可與延伸通過(guò)導(dǎo)管230的軟管的內(nèi)腔連通。壓力傳感器可連接在導(dǎo)管的近端以探測(cè)位于主要流動(dòng)通道240內(nèi)的壓力探測(cè)開(kāi)口處的壓力。作為備選，局部壓力傳感器可安裝在血栗100內(nèi)。
[0027]在一些實(shí)施例中，管狀套管700可安裝在栗環(huán)530上并且從殼體200延伸。套管700可具有圍繞其外圍布置的縱向延伸的槽710，以及/或位于前端的軸向開(kāi)口 720。在一些情況中，套管700的長(zhǎng)度可不超過(guò)包括栗環(huán)530的殼體200的長(zhǎng)度。
[0028]在所示實(shí)施例中，殼體200的外徑大約為11mm。殼體在流動(dòng)通道240區(qū)域的內(nèi)徑大約為10mm。驅(qū)動(dòng)單元210具有大約7.0mm的外徑。栗環(huán)530的內(nèi)徑大約為6mm，套管700的外徑大約為10mm，并且套管700的內(nèi)徑大約為8mm。
[0029]在該實(shí)施例中，包括栗環(huán)530的整個(gè)殼體200，具有大約50mm的長(zhǎng)度，并且套管700突出栗環(huán)530的部分具有大約35mm的長(zhǎng)度。
[0030]前述的大約尺寸僅用于所示實(shí)施例，并且應(yīng)當(dāng)理