[發明專利]有多槽轉子的軸流泵

有效

• 申請號: 201210073420.3
• 申請日: 2006-06-02
• 公開（公告）號: CN102600518A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 杰弗里·A·拉羅斯;查理·R·山寶奇;卡蒂科曄·屈奇;理查德·A·馬庫什;丹尼爾·G·懷特
• 申請（專利權）人: 海德威公司
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

技術領域：

本發明涉及軸流泵，尤其是軸流式血泵，它具有一個通常是圓柱形的轉子懸浮于一個相應的圓柱形外殼中，外殼的一端有血液入口，另一端有血液出口；同時，該血泵設有電機部件，用來提供轉動能量以旋轉轉子和泵送血液由泵殼的入血口到泵殼的出血口軸向地通過泵殼。

背景技術：

與離心式血泵相比，已知的軸流式血泵具有狹窄徑向寬度的優點。因此，它們可被用于協助血管內或心臟內的血液泵送。軸流式血泵通常有一個圓柱形外殼，外殼的一端有一入口，其對面的另一端有一出口，泵殼內有一轉子，轉子上連有徑向地從轉子向外突起的薄葉片或葉輪。因此，當轉子旋轉動，葉片對液體施加功，推動流體從泵殼的入口通過泵殼到泵殼的出口。泵設有一個懸浮裝置用來維持轉子位于泵殼內設定的位置，還有一個電磁馬達來旋轉轉子。轉子可以是以機械式，磁性式，或液體動力式懸浮于血液流通通道內。也可利用以上懸浮技術的組合。

在先前的技術中，轉子通常由機械軸承或套筒懸浮，有些具有一個從泵殼伸出到電機驅動裝置的轉子軸。磁性懸浮也是大家所知的，如在美國專利號6,368,083和5,840,070中的記載。從血泵排出的血液沿與轉子旋轉的軸平行的方向流動。

迄今為止軸流式血泵運用的是一種薄葉片的設計，在該設計中電機磁體被置于在轉子軸上，相對遠離環繞的定子，如在賈維克(Jarvik)和英科(Incor)所制造的泵中；或使用安置于薄葉片內的小磁體，如在MicroMed制造的一種泵中。以上兩種設計通常會降低電機的轉矩負荷和效率，且它們需要使用涉及毗鄰表面的機械定子支持，毗鄰表面在旋轉中彼此移動互相摩損。

理想的血泵，不論是內置式的還是外置式的，都要比之前的薄葉片的設計更能容忍流量的變化并展示低溶血，高抗血栓性，足夠的系統效率，且要在儀器預計使用期限內具有極高的可靠性。內置式血泵還要考慮到到解剖兼容性的設計約束和消除機械磨損及關聯故障模式的需要，以便提供成功的、持久的、可植入的裝置。

雖然在此是從血泵的角度來描此發明中的泵，可用預料的是本發明中的泵也可用于泵送具有難處理化學性質的液體，或非磁性的液體。這些場合特別需要非密封的設計，且由于各種的原因必須謹慎地處理這些液體。例如，由于液體在機械壓力下變得不穩定而導致其分解甚至引起爆炸，或因為液體是除血液外的另一種具有苛刻的穩定性參數的復雜生物液體。

發明內容：

本發明提供了一種軸流式非密封且無磨損的血泵，它包括一個管狀泵殼，該泵殼的一個開口端上設有血液入口，在另一個與其相對的開口端上設有血液出口。一個圓柱形的轉子懸浮于殼管內，該轉子含有多個周邊和徑向表面，用來引發壓力以協助血液從入血口端流過泵殼到出血口端。泵設有一個電機以驅動轉子在泵殼內旋轉。在一種實施方式中，電機定子是由置于殼管外或殼管內的導電線圈構成的。轉子上設置有多個磁電機驅動磁極，它們間隔分布于轉子的外圍表面附近。電機定子線圈提供磁通造成轉子旋轉。

轉子由一個圓柱體構成，該圓柱體有一個用來促使血液從入血口進入殼體的前櫞部分和一個用來增強從殼體出血口排血的尾櫞部分。轉子包含有一個或多個從位于轉子前櫞部分的進口通道延伸至位于轉子尾櫞部分的出口通道的凹槽，以此在轉子的表面上界定出多個拱形的外周接觸面區域(peripheral?land?areas)。構成每個凹槽的側壁的外表面徑向地延伸到轉子的外表面，但它們并不一定是彼此平行的。在有些實施方式中，每個凹槽具有一個至少是局部繞著轉子旋轉軸的、界定流通通道的中心部分，其在液體的流動過程中于與一個位于轉子尾櫞部分、大致是沿著軸向定向的通道相通。當轉子旋轉時，凹槽的側壁向血液施以軸向推力，并將旋轉動量傳遞給轉子下游的血流。在有些實施方式中，每個凹槽的中心部分界定了一個比設定的進口通道和出口通道都窄的流動通道。在有些實施方式中，每個凹槽的出口通道都比其進口通道寬，以提高排出血流的特性。在有些實施方式中，凹槽流動通道的中心部分的集合總寬度大致相當于或小于位于凹槽流動通道之間的外周接觸面區域的拱形集合總寬度。沿著轉子的流動通道在轉子的某些部位可以是螺旋狀的，而在轉子的其它部位它們通常是沿著軸的方向。

每一個轉子外周接觸面區域的表面上都設有多個流體動力推力軸承(hydrodynamic?thrust?bearing)表面。這些軸承表面在轉子的外周產生液壓，由此將徑向對稱力傳給轉子，從而在轉子旋轉時維持它在泵殼內的徑向位置，并對其外圍的泵殼起到良好的清潔作用，提高抗血栓能力。