一种采用液力悬浮轴承的人工血泵.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105343950A(43)申请公布日2016.02.24(21)申请号201510623450.0(22)申请日2015.09.25(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人韩青赵诗奎(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵妍(51)Int.Cl.A61M1/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称一种采用液力悬浮轴承的人工血泵(57)摘要本发明公开了一种采用液力悬浮轴承的人工血泵，在泵壳的中心设有中心轴，沿中心轴圆周设有叶轮转子，在中心轴上部固定有导流叶轮，导流叶轮的高度小于叶轮转子的高度，导流叶轮叶片的宽度小于中心轴的半径，泵壳的顶部开有泵入口，泵壳的侧壁开有泵出口，叶轮转子的叶片顶部与底部分别与泵壳内壁形成楔形间隙，在中心轴的下部设置电磁定子线圈，在叶轮转子的内侧设有永久磁环；本发明的有益效果：通过将叶轮转子中的叶片设置厚度不同的转子叶片，且交替设置，既能有效地保证对叶轮转子的支承，又能有效减少湍流，提高血泵的工作效率，实现在保证血液在微米级间隙内有效更新的同时，能够提供足够的悬浮支承力。CN105343950ACN105343950A权利要求书1/1页1.一种采用液力悬浮轴承的人工血泵，其特征在于，在泵壳的中心设有中心轴，沿中心轴圆周设有叶轮转子，在中心轴上部固定有导流叶轮，导流叶轮的高度小于叶轮转子的高度，导流叶轮叶片的宽度小于中心轴的半径，泵壳的顶部开有泵入口，泵壳的侧壁开有泵出口，叶轮转子的叶片顶部与底部分别与泵壳内壁形成楔形间隙，在中心轴的下部设置电磁定子线圈，在叶轮转子的内侧设有永久磁环。2.如权利要求1所述的人工血泵，其特征在于，所述叶轮转子包括多个薄厚交替的转子叶片。3.如权利要求2所述的人工血泵，其特征在于，所述转子叶片的中部弯曲。4.如权利要求2或3所述的人工血泵，其特征在于，所述转子叶片通过设置在所述泵壳中部的圆环肋连接在一起。5.如权利要求1所述的人工血泵，其特征在于，所述导流叶轮的中间脊柱与所述中心轴同轴线，在中间脊柱上均布有多个导流叶片，导流叶片的横截面呈扇形。6.如权利要求1所述的人工血泵，其特征在于，所述楔形间隙沿所述泵壳的径向由内向外逐渐变大。7.如权利要求4所述的人工血泵，其特征在于，所述圆环肋沿所述泵壳的径向方向厚度逐渐变大。8.如权利要求5所述的人工血泵，其特征在于，所述导流叶片的宽度从所述导流叶轮的头部到底部逐渐变宽。2CN105343950A说明书1/5页一种采用液力悬浮轴承的人工血泵技术领域[0001]本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种采用液力悬浮轴承的人工血泵。背景技术[0002]人工血泵从最开始模仿自然心脏的搏动型血泵到目前能够提供连续流的旋转式血泵经历了三次技术的革新，技术革新主要围绕人工血泵的体积大小、轴承发热和血液相容性等问题展开。[0003]第一代人工血泵以仿生设计为主，利用机械或者电磁驱动产生周期性的容积变化，模拟心脏的搏动。由于这一代的人工血泵普遍存在体积大、结构复杂、寿命短等缺点，大多只作为体外辅助使用。第二代人工血泵普遍采用高速旋转式的叶轮(离心式或轴流式)驱动血液单向流动，这一代人工血泵的普遍特征是采用了浸没于血液中的接触轴承。尽管这代人工血泵延长了病人的存活时间，但在临床应用中发现，接触式轴承一方面会因磨损引起机械失效，另一方面会因长时间机械接触造成发热从而诱发溶血、血栓等血液相容性问题。第三代人工血泵，最重要的特征是采用非接触式轴承设计，转子在人工血泵中悬浮旋转，与其它部件无机械接触。根据悬浮实现原理的不同，其又可以分为三类：磁悬浮式、液力悬浮式和磁液耦合式。[0004]磁悬浮式人工血泵是通过磁力实现悬浮，根据Earnshaw理论，仅靠永磁体是无法实现稳定的被动式悬浮，为保持系统的稳定性，至少要对一个运动方向进行主动控制。因此现有的磁悬浮式人工血泵都具有一套主动控制系统，包括：传感器、控制器、电磁铁等，这不可避免地带来了体积大、发热大和能耗高等一系列问题，美国专利US6716157B2和美国专利US6264635B1均采用该种方式。[0005]磁液耦合悬浮轴承方案在轴向和径向上采用磁力或液力不同的悬浮支承方式，利用两种悬浮方式的优点保证转子的支承。HeartWare公司的两款产品HVAD和MVAD均采用磁液耦合方式进行悬浮支承。[0006]对于上述两种轴承技术均存在以下问题：[0007]1、采用主动控制的磁悬浮方式，控制系统复杂，体积大、发热大；[0008]2、主动控制的磁悬浮轴承能耗高。[0009]液力悬浮式人工血泵，利用运动血液在楔形结构上产生的动压实现叶轮的被动悬浮