CN101401981A - 一种植入式微型流线形轴流血泵 - Google Patents
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Abstract
一种植入式微型流线形轴流血泵，可用于辅助衰竭心脏的血液循环。该血泵包括设置在套体内的泵体和设置在泵体外的驱动装置两部分，所述泵体包括套体、前导叶、转子和后导叶，前导叶、转子和后导叶的轮毂采用整体流线形一体化设计；并在转子的前半部分增设诱导叶片。本发明能够减少血液在血泵流道内的沿程压力损失，提高效率，减小溶血；由于转子的前半部分增加了诱导叶片，可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，避免空泡现象发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种植入式流线形微型轴流血泵，可用于辅助衰竭心脏的血液循环，属于生物医学工程技术领域。
背景技术
世界卫生组织统计显示，心血管疾病一直是威胁人类健康的第一杀手，占全球总死亡人数的30％左右，治疗终末期心衰的有效途径是心脏移植或采用植入式辅助人工心脏。虽然心脏移植已经获得很大成功，但心脏供体问题难以解决，研制长期可植入式微型血泵极为重要和迫切。现在临床应用的血泵主要以轴流泵为主，轴流泵的流量性能比离心泵好，可以提供较大的血流量。血泵内部的流场非常复杂，血泵的内部结构对血液的流动阻力和血泵的效率有很大影响，血细胞在血泵内相对较高剪应力环境下还会发生破裂造成溶血。另外在在轴流血泵的流场中，空泡现象是很难避免的，这会对叶片表面造成巨大的破坏，在人工血泵流场里，血液从前导叶部分流到转子区域时，血液在前导叶部分只有轴向速度，一旦流到转子区域，其周向速度非常大，是其轴向速度的几十倍，根据伯努利原理，在此处压强变得很低，低于血液的饱和蒸汽压，将产生气泡，当气泡向下游运动时，到达压强较高区域，气泡会突然溃灭，这个过程会产生极大的压强，从而造成血细胞的破坏，并造成血泵叶片的破坏。因此，合理和优化设计血泵的内部结构对避免空泡和溶血现象非常重要。
发明内容
本发明旨在提供一种植入式微型流线形轴流血泵，使其能够减少血液在血泵流道内的沿程压力损失，减小溶血，提高效率，减小血细胞的破坏；同时使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，以避免空泡现象发生。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种植入式微型流线形轴流血泵，该血泵包括设置在套体内的泵体和设置在套体外的驱动装置两部分，其特征在于：所述的泵体包括套体5，包括位于套体内前端部的前导叶1，位于套体内中部的转子4，位于套体内尾部的后导叶8以及以及设置在转子内的永磁体6；所述的前导叶、转子和后导叶通过陶瓷轴3连接在一起，前导叶、转子和后导叶的轮毂采用整体流线形一体化设计；所述的驱动装置包括设置在套体外的电磁驱动线圈7和控制器9。
本发明的技术特征还在于：在转子4的前半部分增设诱导叶片10，在诱导叶片前段，叶片法向接近轴线方向，然后诱导叶片法向逐渐转向周向。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：由于前导叶、转子、后导叶的轮毂采用整体流线形一体化设计，能够减少血液在血泵流道内的沿程压力损失，减小溶血，提高效率，减小血细胞的破坏；转子的前半部分增加了诱导叶片，在诱导叶片前段，叶片法向接近轴线方向，然后诱导叶片法向逐渐转向周向，这种设计可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，避免空泡现象发生，以长期维持血泵的运转。
附图说明
图1为本发明提供的植入式流线形微型轴流血泵的结构简图。
图2为泵体部分的结构图。
图中：1-前导叶；2-陶瓷轴承；3-陶瓷轴；4-转子；5-套体；6-永磁体；7-电磁驱动线圈；8-后导页；9-控制器；10-诱导叶片；11-驱动叶片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体的结构、原理和工作过程作详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种植入式微型流线形轴流血泵包括设置在体内的泵体和设置在体外的驱动装置两部分，所述的泵体包括位于套体内前端部起导流作用的前导叶1、位于套体内中部的转子4和位于套体内尾部的后导叶8，在转子内装有永磁体6；所述的转子内部设有永磁体6，泵体内其余部件均为不导磁材料，如钛合金，因为钛合金不导磁，因此可以获得较大的传输扭矩，而且钛合金质量轻并具有很好的生物相容性。套体5可采用圆柱形，并利用端盖进行密封；泵体内部的前端为起导流作用的前导叶1，中间部分为转子4，尾部是后导叶8，通过陶瓷轴3将三者连接在一起，陶瓷轴3由轴承2支撑。前导叶、转子、后导叶的轮毂采用整体流线形一体化设计，减少血液在泵体内的流动分离，从而降低血液在血泵流道内的沿程压力损失，提高效率血泵的工作效率，还可以减小对血细胞的破坏。
转子4上除了驱动叶片11外，在转子前半部分还增加了诱导叶片10，在诱导叶片前段，叶片法向非常接近轴线方向，然后诱导叶片法向逐渐转向周向，这种设计可以使血液进入转子区域后，使其周向速度逐渐提升，压力缓慢下降，避免压力突然降低引起的空泡现象，从而使叶片具有更长的使用寿命，并减小对血细胞的破坏。
电磁驱动线圈7设在套体外，通过控制器9控制电磁线圈内的电流大小和方向产生交变磁场驱动叶轮旋转，转速可以达到6000-8000转/分，从而可以产生100-120mmHg的压差，驱动血液进行循环流动。
Claims (2)
1.一种植入式微型流线形轴流血泵，该血泵包括设置在套体内的泵体和设置在套体外的驱动装置两部分，其特征在于：所述的泵体包括套体(5)，位于套体内前端部的前导叶(1)，位于套体内中部的转子(4)，位于套体内尾部的后导叶(8)以及设置在转子内的永磁体(6)；所述的前导叶、转子和后导叶通过陶瓷轴(3)连接在一起，前导叶、转子和后导叶的轮毂采用整体流线形一体化设计；所述的驱动装置包括设置在套体外的电磁驱动线圈(7)和控制器(9)。
2按照权利要求1所述的一种植入式微型流线形轴流血泵，其特征在于：在转子(4)的前半部分增设诱导叶片(10)，在诱导叶片前段，叶片法向接近轴线方向，然后诱导叶片法向逐渐转向周向。
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