[發明專利]離心泵裝置的葉輪

有效

• 申請號: 201380076733.7
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN105324139B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: U·斯泰恩賽佛;F·伯寧;T·施米茨-羅德
• 申請（專利權）人: 純凈之心有限公司
• 主分類號: A61M1/10
• 分類號: A61M1/10;F04D29/047;A61M1/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 林振波

技術領域

本發明涉及離心泵裝置、特別是血液泵裝置的葉輪，葉輪包括能夠圍繞旋轉軸線旋轉的盤狀主體，主體包括：上表面；下表面；在上表面和下表面之間沿著旋轉軸線的方向延伸的中心通道，以用于當主體在泵的泵室中旋轉時引導流體、特別是血液沿著軸向方向通過主體；以及由上表面支承以用于當主體在泵的泵室中旋轉時泵送流體、特別是血液的多個葉片；處于下表面上的多個螺旋凹槽，每個凹槽具有底部和兩個側壁并且在軸向方向上打開、融入主體的周向表面以及從該周向表面延伸至中心通道，以至少用于當主體在泵的泵室中旋轉時將流體、特別是血液從周向表面泵送至中心通道；集成在主體中的用于借助于磁場而驅動葉輪的永磁體，磁場由位于泵室的外側上并且圍繞旋轉軸線布置的磁驅動器(例如，電磁驅動器)產生。

本發明還涉及旋轉泵，并且更特別地涉及利用水力承載部和磁承載部的組合或者水力承載部的離心旋轉血液泵，以用于非接觸地懸浮和旋轉這種葉輪。這允許不磨損地進行泵操作，因而延長了使用壽命。

背景技術

已經廣泛地證明用于治療末期心力衰竭的具有左心室輔助裝置(LVAD)的機械循環支持裝置具有有益的結果。對于長期應用(例如，目標療法或待移植的長期橋接)而言，完全可植入的心室輔助裝置最為適合。

包括離心、軸向和混流泵的旋轉血液泵的優點在于其尺寸小，同時能夠實現完全的心臟支持，特別是最新的第三代裝置是具有非接觸懸浮式葉輪的旋轉泵。

與軸向或混流泵相比，離心泵在更低的旋轉速度時具有最佳的液壓效果。非接觸式懸浮技術、被動磁力和主動磁力以及水力均具有一定的優點和需要克服的限制。被動磁承載部能夠產生大的力，以允許在大隙距的情況下進行操作，而可能的能量損耗最低；與主動磁承載部相比，被動磁承載部也相對較不復雜。

然而，完全被動的磁承載部在物理上不能放置在血液泵中，因而需要與第二種不同的懸浮類型承載部組合。主動磁承載部也能夠在大隙距的情況下進行操作，但是由于其內在的不穩定性而需要精密的控制和反饋系統，這導致能耗高。而且，主動磁承載部可能存在電子部件發生故障和/或傳感器偏移的問題。主動磁承載部還需要額外的空間以用于承載部系統部件，包括電子器件、線圈和傳感器。

另一方面，水力承載部完全是被動的，并且無需主動控制器。它們確實需要耗能，主要是由于感生的粘性流動損耗。原則上，水力承載部包括小的隙距以形成壓力積累，所述壓力積累在葉輪上產生了懸浮力。

然而，這些小的隙距增大了流動阻力，因而降低了承載部的沖走流動。即使對于沖走性而言，通過各承載部部分的充足且連續的流體流動通道也是很重要的。通過減少流體對高剪切應力區域的暴露時間以及避免低流量或流動停滯區域，它們能夠減少溶血和血栓的風險。

因而，通過開發用于旋轉血液泵中的葉輪的更精密承載部設計，所述更精密承載部設計組合了足夠的負荷和動量能力以及通過各承載部部分的充足且連續的沖走流動，應當會改進具有旋轉血液泵的連續治療支持裝置的可靠性和安全性。

同一申請人的專利申請PCT/EP 2012/002722公開了一種離心血液泵裝置，其包括具有入口端口、出口端口、以及連接這些端口的泵腔的殼體和葉輪，葉輪位于泵腔內并且能夠圍繞與入口端口同軸的旋轉軸線旋轉，葉輪具有與入口端口連通的中心軸向開口/通道、多個葉片以及位于葉片之間的自由空間(特別是徑向打開并且經由圍繞葉輪的螺旋體而與中心軸向開口和出口端口連通的自由空間)和磁驅動器，所述磁驅動器通過與集成在葉輪中的永磁體交互作用而驅動葉輪并且借助于位于葉輪下表面中的多個螺旋凹槽而驅動水力承載部，所述葉輪下表面與泵室的下壁的匹配內表面相對。而且，該離心血液泵使用上述類型的葉輪以用于推送血液。

在操作期間，支承在葉輪的上表面上的旋轉葉片或翼片從入口端口泵送血液通過葉輪主體的內部中心開口或通道而泵送至出口端口。除了這個第一血液流動通道之外，由于位于葉輪主體的下表面中的螺旋凹槽和位于該下表面和泵殼體之間的間隙，還存在一個在旋轉期間存在的二級內部流動通道。這些凹槽將血液從上表面泵送經過葉輪主體的周向表面而沿著下表面泵送至中心通道/開口。

由于這種已知葉輪主體的凹槽從周向表面延伸至中心通道/開口并且在中心開口的前方終結，在下表面和泵室的相對壁之間在中心開口附近形成了升高的血壓，這提供了非接觸式懸浮的水力葉輪，而無需任何機械承載部。

此外，當葉輪旋轉以實現徑向穩定時，可以存在非接觸的徑向軸頸承載部。